一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统，包括无线充电设备和智能移动终端，所述无线充电设备内设有发射模块，所述智能移动终端内设有接收模块，所述接收模块与所述发射模块磁共振耦合后形成输出电压，所述接收模块与所述发射模块建立通信连接，并将所述输出电压传输至所述发射模块，所述发射模块根据所述输出电压的大小调整自身位置，直至所述输出电压达到预设范围时停止移动，为所述智能移动终端进行充电。与现有技术相比，该发明专利技术能够大大拓展充电自由度，在智能移动终端定位精度不高的情况下也能顺利实现高效率无线充电。充电。充电。

A location tracking system and method for wireless charging of intelligent mobile terminals

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统和方法


[0001]本专利技术涉及无线充电
，尤其是涉及一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统和方法。

技术介绍

[0002]基于磁共振耦合的无线电能传输技术因传输距离远，充电自由度大等特点而广泛应用于机器人、无人机等智能移动终端。在无人干预的情况下，这些智能移动终端需靠自身定位系统靠近无线充电设备的发射端线圈进行充电。为了实现满载高效率充电，安装在智能移动终端上的接收端线圈需与无线充电设备的发射端线圈保持一定程度的对齐，这就对智能移动终端的定位精度和无线充电设备的充电自由度均有一定的要求。
[0003]现有技术中，服务机器人和工业AGV的室内定位导航技术包括超声波定位、磁导定位、惯导定位、二维码定位、激光雷达定位、色带定位及无线信标(RFID/BLE/WIFI/UWB/Zigbee等)定位；户外部署的服务机器人和AGV的定位导航技术包括GPS、磁导、惯导、激光雷达和辅助视觉；无人机采用的定位导航技术包括GPS、北斗卫星、RTK和视觉辅助。这些技术的定位精度有高有低，并已在各自领域实现商业化。由于使用场景及成本的限制，高精度的定位技术将无法直接应用于智能移动终端，其停靠精度很难做到50mm以内，因此无法确保其能够到达无线充电区域的最佳充电位置。
[0004]无线充电设备的充电自由度指的是发射端线圈和接收端线圈相对位置的范围，即充电距离和水平偏移范围。对于地充系统，即发射线圈置于地面上，接收端线圈置于设备底盘的系统，两个线圈的垂直距离是固定的，充电自由度是指水平偏移范围；对于侧充系统，即发射端线圈置于充电桩侧面，接收端线圈固定于设备侧面的系统，两个线圈到地面的距离是固定的，充电自由度是指充电距离和平行地面侧向移动范围。
[0005]为了提高无线充电设备的充电自由度，现有技术可通过绕制特殊的线圈或追踪共振频率来实现，但这些方法对自由度的提升均十分有限，例如，对于充电面尺寸均为150mm*150mm的发射端线圈和接收端线圈，通过现有技术仅可实现约
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50mm的水平自由度。除此之外，现有技术还可通过移动智能终端来完成接收端共振线圈和发射端共振线圈之间的相对对位，但绝大部分智能移动终端不支持通过修改自身程序完成接收端共振线圈和发射端共振线圈之间的对位。
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技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统和方法，该专利技术能够大大拓展充电自由度，在智能移动终端定位精度不高的情况下也能顺利实现高效率无线充电，且无需让智能移动终端移动实现与无线充电设备之间的对位。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪
系统，包括无线充电设备和智能移动终端，所述无线充电设备内设有发射模块，所述智能移动终端内设有接收模块，所述接收模块与所述发射模块磁共振耦合后形成输出电压，所述接收模块与所述发射模块建立通信连接，并将所述输出电压传输至所述发射模块，所述发射模块根据所述输出电压的大小调整自身位置，直至所述输出电压达到预设范围时停止移动，为所述智能移动终端进行充电。
[0009]优选地，所述接收模块包括接收端高频整流单元、接收端通信单元、接收端电容、接收端共振线圈、开关和等效负载，所述接收端通信单元连接所述接收端高频整流单元，所述接收端共振线圈的输入端通过所述接收端电容连接所述接收端高频整流单元的第一端口，所述接收端共振线圈的输出端子直接连接所述接收端高频整流单元的第二端口，所述接收端高频整流单元的第三端口、所述开关、所述负载和所述接收端高频整流单元的第四端口依次连接，并形成回路；
[0010]所述接收端共振线圈与所述发射模块磁共振耦合后，使得所述接收端高频整流单元的两端形成输出电压，所述接收端通信单元与所述发射模块通信连接，将所述输出电压传输给所述发射模块。
[0011]优选地，所述开关断开，待系统位置追踪完成并开始充电时闭合。
[0012]优选地，所述发射模块包括发射端电容、发射端共振线圈以及依次连接的电源、发射端高频逆变单元、发射端通信单元、电机控制单元和电机驱动单元，所述发射端共振线圈的输入端子通过所述发射端电容连接所述发射端高频逆变单元的第一端口，所述发射端共振线圈的输出端子直接连接所述发射端高频逆变单元的第二端口，所述发射端共振线圈设于所述电机驱动单元上；
[0013]所述接收端通信单元与所述发射端通信单元通信连接，所述发射端共振线圈将所述输出电压发送至所述电机控制单元，所述电机控制单元驱动所述电机驱动单元带动所述发射端共振线圈移动。
[0014]优选地，所述电机驱动单元包括二维移动平台和三维移动平台。
[0015]优选地，所述接收端通信单元与所述发射端通信单元之间采用无线蓝牙配对连接。
[0016]优选地，所述电机控制单元采用步进电机。
[0017]优选地，所述智能移动终端还设有定位导航模块。
[0018]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种应用如上任一所述的用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统的位置追踪方法，包括以下步骤：
[0019]S1：智能移动终端根据定位导航模块进入无线充电设备的充电区域；
[0020]S2：激活智能移动终端和无线充电设备之间的通信连接，驱动发射端共振线圈追踪接收端共振线圈的位置，使得发射端共振线圈和接收端共振线圈之间处于最佳位置；
[0021]S3：当发射端共振线圈和接收端共振线圈之间处于最佳位置时，对智能移动终端进行充电，充电完成后，智能移动终端离开充电区域，断开智能移动终端和无线充电设备之间的通信连接，发射端共振线圈回到初始位置。
[0022]优选地，所述S2包括以下步骤：
[0023]S2.1：接收端共振线圈与发射端共振线圈感应，使得连接在接收端共振线圈两端的接收端高频整流单元产生输出电压，并将输出电压传输给接收端通信单元，接收端通信
单元与发射端通信单元无线配对连接，将输出电压传输给发射端通信单元；
[0024]S2.2：发射端通信单元接收到输出电压后，将输出电压发送至电机控制单元，电机控制单元控制电机驱动单元移动，进而带动发射端共振线圈移动；
[0025]S2.3：当输出电压达到预设范围时，电机控制单元控制电机驱动单元停止移动，使得发射端共振线圈和接收端共振线圈之间处于最佳位置。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0027]1、本专利技术提供的一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统和方法通过确保接收端共振线圈能够感应一定的电压信号，再建立发射模块与接收模块之间的通信连接，驱使发射端共振线圈移动寻找对智能移动终端进行高效率充电的最佳位置，大大提升了充电自由度，使得在智能移动终端定位精度不高的情况下也能顺利实现高效率无线充电。
[0028]2、本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统，包括无线充电设备和智能移动终端，其特征在于，所述无线充电设备内设有发射模块，所述智能移动终端内设有接收模块，所述接收模块与所述发射模块磁共振耦合后形成输出电压，所述接收模块与所述发射模块建立通信连接，并将所述输出电压传输至所述发射模块，所述发射模块根据所述输出电压的大小调整自身位置，直至所述输出电压达到预设范围时停止移动，为所述智能移动终端进行充电。2.根据权利要求1所述的一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统，其特征在于，所述接收模块包括接收端高频整流单元(7)、接收端通信单元(8)、接收端电容(9)、接收端共振线圈(10)、开关(11)和等效负载(12)，所述接收端通信单元(8)连接所述接收端高频整流单元(7)，所述接收端共振线圈(10)的输入端通过所述接收端电容(9)连接所述接收端高频整流单元(7)的第一端口，所述接收端共振线圈(10)的输出端子直接连接所述接收端高频整流单元(7)的第二端口，所述接收端高频整流单元(7)的第三端口、所述开关(11)、所述负载(12)和所述接收端高频整流单元(7)的第四端口依次连接，并形成回路；所述接收端共振线圈(10)与所述发射模块磁共振耦合后，使得所述接收端高频整流单元(7)的两端形成输出电压，所述接收端通信单元(8)与所述发射模块通信连接，将所述输出电压传输给所述发射模块。3.根据权利要求2所述的一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统，其特征在于，所述开关(11)断开。4.根据权利要求3所述的一种用于智能移动终端无线充电的位置追踪系统，其特征在于，所述发射模块包括发射端电容(5)、发射端共振线圈(6)以及依次连接的电源、发射端高频逆变单元(1)、发射端通信单元(2)、电机控制单元(3)和电机驱动单元(4)，所述发射端共振线圈(6)的输入端子通过所述发射端电容(5)连接所述发射端高频逆变单元(1)的第一端口，所述发射端共振线圈(6)的输出端子直接连接所述发射端高频逆变单元(1)的第二端口，所述发射端共振线圈(6)设于所述电机驱动单元(4)上；所述接收端通信单元(8)与所述发射端通信单元(2)通信连接，所述发射端共振线圈(6)将所述输出电压发送至所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云辉，江俊，祝可嘉，卢杰，刘羽，
申请(专利权)人：上海卡珀林智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：