CN107591903A - 用于电力无线传输系统的异物清除设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电力无线传输系统的异物清除设备及其使用方法，涉及电力无线传输设备技术领域，该用于电力无线传输系统的异物清除设备包括清除组件、移动组件和控制组件，清除组件与移动组件连接，控制组件用于控制移动组件移动，进而带动清除组件移动，并通过该用于电力无线传输系统的异物清除设备的使用方法，对电力无线传输系统发射表面进行定时清除异物,改善了电力无线传输系统的稳定性。

Description

用于电力无线传输系统的异物清除设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及电力无线传输设备技术领域，尤其涉及一种用于电力无线传输系统的异物清除设备及其使用方法。

背景技术

磁耦合是一种电磁感应现象，一个线圈的电流变化时，存在其相邻的另一个线圈会产生感应电动势，这两个线圈在电方面彼此独立，之间的影响通过磁场互相联系，通过这两个线圈之间的电磁耦合实现电力的无线传输。在电力无线传输系统中，基于磁耦合的无线充电或供电系统越来越普及，应用愈加广泛，因此对电磁耦合的线圈以及使用状态也有了更好的要求。

在通过磁耦合进行电力传输的两个线圈时间是不允许存在任何异物的，特别是金属或者活体生物；不仅因为发生磁耦合的两个线圈之间存在强电磁场环境，对意外存在之间的异物，例如活体生物会造成生存危险；而且，如若金属或活体异物存在磁耦合的线圈之间，对磁耦合的发生也存在影响，例如影响磁感线的分布，进而导致感应电动势发生变化，甚至影响后续与之有关的操作。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于电力无线传输系统的异物清除设备，以缓解电力无线传输系统中发射线圈之间存在异物等技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种用于电力无线传输系统的异物清除设备，包括清除组件、移动组件和控制组件；

所述清除组件与所述移动组件连接，所述移动组件与所述控制组件连接；

所述移动组件通过所述控制组件的控制指令能够带动所述清除组件移动，所述清除组件用于清除发射线圈上的异物。

进一步的，所述清除组件包括清除刷和连接件；

所述连接件的一端连接所述清除刷，且所述连接件的另一端连接所述移动组件；

进一步的，还包括感应线圈；

所述感应线圈设置在所述清除刷上，并与所述控制组件电连接；

所述感应线圈用于感知磁场并接受电能。进一步的，所述移动组件包括升降装置；

所述升降装置通过所述连接件带动所述清除组件做纵向往复运动。

进一步的，所述移动组件还包括平移装置；

所述平移装置设置于所述升降装置的下部，能够带动所述升降装置沿水平方向往复运动。

进一步的,所述升降装置包括升降杆和升降电机；

所述升降杆的一端与所述升降电机的转轴连接，所述升降杆的另一端与所述连接件活动连接。

进一步的，所述平移装置包括传送带、固定轴、导向轴和平移电机；

所述传送带与所述导向轴相对设置，且两者均设置于所述固定轴与所述平移电机之间；

所述导向轴和所述传送带均与所述升降装置连接；

所述平移电机用于驱动所述传送带转动。

进一步的，所述平移装置还包括防尘盖和机壳；

所述机壳的上端两侧均设置有滑轨，所述防尘盖安装于所述滑轨内；

所述传送带能够带动所述防尘盖沿所述平移装置的水平方向做往复运动。

进一步的，所述清除刷包括刷杆和刷丝；

所述刷杆的一端连接所述刷丝，且所述刷杆的另一端连接所述连接件；

所述感应线圈设置于所述刷杆的背面。

进一步的，所述控制组件包括控制单元和电源组；

所述电源组用于向所述控制单元提供电能，所述控制单元用于向所述移动组件发出工作指令。

本发明的第二目的在于提供一种用于电力无线传输系统的异物清除设备的使用方法，以改善电力无线传输系统中发射线圈之间存在异物等技术问题。

本发明提供的一种上述用于电力无线传输系统的异物清除设备的使用方法，包括如下步骤：

S1 所述感应线圈感知到磁场变化；

S2 所述控制组件控制所述升降装置带动所述连接件进行纵向往复运动，并带动所述清除组件到达所述发射线圈所处的位置；

S3 所述控制组件控制平移装置带动所述升降装置沿水平方向横向移动，同时所述清除组件对所述发射线圈上的异物进行清除；

S4 清除完毕后，所述控制组件分别控制所述升降装置和平移装置回到初始位置。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种用于电力无线传输系统的异物清除设备，包括清除组件、移动组件和控制组件，清除组件与移动组件连接，控制组件用于控制移动组件移动，进而带动清除组件移动，以完成清洁工作；清除组件用于实现电力无线传输系统发射线圈表面的异物清除功能，移动组件用于控制清除组件的位移，充分实现清除，控制组件用于发出指令控制移动组件的移动。通过互相联系又独立的模块化设置，不仅实现了对电力无线传输系统发射表面进行定时清除异物，改善了电力无线传输系统的稳定性和安全性，而且更便于生产、安装、施工和维护，同时还能节省资源，并带来一定的经济效益。

本发明还提供一种用于电力无线传输系统的异物清除设备的使用方法，包括上述的用于电力无线传输系统的异物清除设备，通过用于电力无线传输系统的异物清除设备，对电力无线传输系统发射表面进行定时清除异物，改善了电力无线传输系统的稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于电力无线传输系统的异物清除设备的示意图；

图2为本发明提供的清除刷的结构示意图；

图3为本发明提供的升降装置的内部结构示意图；

图4为本发明提供的平移装置的内部的结构示意图；

图5为本发明提供的防尘盖的结构示意图；

图6为本发明提供的平移装置的结构示意图。

图标：

10-清除刷；20-连接件；30-感应线圈；40-升降杆；50-升降电机；60-外壳；70-环形卡位；80-固定槽；90-第一旋转齿轮；100- 第二旋转齿轮；101-刷杆；102-刷丝；110-传送带；120-固定轴；130- 导向轴；140-平移电机；150-防尘盖；160-机壳；170-主动轮；180- 从动轮；190-固定支架；200-控制单元；201-盲孔；202-通孔；203- 凸起；210-电源组；220-发射线圈；401-螺纹端；402-光滑端；601- 导向孔；602-小突触；1011-刷板；1012-连接端；1101-固定孔位； 1501-连接杆；1502-金属杆；1601-滑轨；6021-螺纹齿；15011-金属圆环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本实施例提供的用于电力无线传输系统的异物清除设备，包括清除组件、移动组件和控制组件，清除组件与移动组件连接，控制组件用于通过指令控制移动组件移动，进而带动清除组件移动，以完成清洁工作。

其中，清除组件用于实现电力无线传输系统发射线圈220表面的异物清除功能，移动组件用于控制清除组件的位移，充分实现清除，控制组件用于发出指令控制移动组件的移动。

进一步地，清除组件包括清除刷10和连接件20，清除刷10设置在连接件20的一端，连接件20的另一端用于连接移动组件。

进一步地，还包括感应线圈30；感应线圈30设置在清除刷10 上，并与控制组件电连接，感应线圈30用于感知电力无线传输系统的发射线圈220的磁场并接受电能。

进一步地，清除刷10包括刷杆101和刷丝102，刷杆101的一端与连接件20相连，另一端设置有刷丝102，刷杆101的背面上设置有感应线圈30，通过感应线圈30感知磁场并接受电能。

具体地，刷杆101由聚碳酸酯材料制成，刷丝102质地柔软，由塑料材料制成，刷杆101包括作为刷丝102载体的刷板1011和用于与连接件20连接的连接端1012，刷板1011的长度可以根据所使用清除异物的发射线圈220的宽度定制，但是必须基于刷板1011的长度略大于发射线圈220的宽度为基础。以设置有刷丝102的一面作为刷板1011的正面，故而感应线圈30设置在刷板1011的背面，感应线圈30主要用于感应周围的磁场以及磁场变化，同时感应线圈30 在磁感应过程中还能接收电能。在刷杆101的连接端1012的末端设置有螺纹结构，用于与连接件20连接。

具体地，当感应线圈30感知到电力无线传输系统中发射线圈220 的磁场时，利用电磁感应现象产生电流，该电信号能够反馈至控制组件，如果该电信号能够持续存在一段时间，例如五分钟，则表明电力无线传输系统处于正常工作状态；此时，控制组件发出指令控制移动组件开始移动，进而带动清除组件移动，通过清除刷10清理发射线圈220上的异物，以确保发射线圈220表面干净。

类似的，感应线圈30能够通过感应到来自发射线圈220的磁能的大小，进而判断在发射线圈220上是否存在有异物，例如当存在金属异物时，感应线圈30接收到的磁能会相对减小，从而反馈控制组件电信号判断是否开始清除工作。

其中，连接件20为具有两个直角的Z字形金属杆，以与刷杆101 连接的一端为头端，以与移动组件连接的一端为尾端。头端设置有盲孔201，且盲孔201的内壁上车有螺纹结构，以便与刷杆101的连接端1012的螺纹结构互相配合，形成固定连接；在连接件20的尾端近边缘处设置有一个通孔202结构，且通孔202的内壁上设置有螺纹结构，用于连接移动组件。在Z形连接件20的中间段上还设置有长条状凸起203，用于与移动组件的外壳60固定连接，对清除组件起到的支撑作用。

在本实施例可选的方案中，如图1-6所示，移动组件包括升降装置，升降装置连接于连接件20的尾端，通过升降装置能够带动清除组件做纵向往复运动。

进一步地，升降装置包括升降杆40和升降电机50，连接件20 的尾端与升降杆40活动连接，升降电机50能够驱动升降杆40沿自身的轴线方向做回转运动。

进一步的，升降装置还包括外壳60，外壳60主要起到对升降装置零部件的保护作用，同时又可以防尘。

具体地，升降杆40包括与连接件20的尾端相连的螺纹端401 以及与升降电机50连接的光滑端402，且光滑端402位于螺纹端401 的下方，螺纹端401环向车有螺纹结构，螺纹端401穿过设置于连接件20的尾端的通孔202，并通过自身的螺纹结构与通孔202内的螺纹结构互相啮合。在升降杆40的光滑端402靠近螺纹端401的位置处设置有两个环形卡位70，在两个环形卡位70之间形成一个固定槽 80。在升降杆40的光滑端402靠近边缘处连接有第一旋转齿轮90，同样的，在升降电机50的传动轴上也连接有与第一旋转齿轮90相啮合的第二旋转齿轮100，当第一旋转齿轮90与第二旋转齿轮100互相啮合转动时，升降杆40能够沿其自身周向转动，进而通过螺纹啮合将运动传递至连接件20，进而实现清除装置的纵向直线往复运动。

其中，外壳60包括互相扣接的两部分，当外壳60的两部分互相对扣时，在其连接升降杆40的位置处，恰好形成两个半月形的连接口，两个连接口分别通过固定槽80扣接，利用环形卡位70和固定槽 80支撑升降杆40；在外壳60连接连接件20的位置处，相对应设置于连接件20中段上的长条状凸起203，在外壳60上设置有长条状滑槽，凸起203与滑槽相配合，用于固定连接件20和外壳60。同时，相对于连接件20伸入外壳60的位置处，在外壳60的两部分均设置有开口，以便连接件20安装与移动。

另外，在外壳60的下方近底部边缘处设置有导向孔601，用于与平移装置连接，保证在平移运动中升降装置的稳定性，同时在平移运动中的还起到导向的作用。在外壳60底面还设置有多个小突触 602，且多个小突触602的末端均设置有螺纹齿6021，用于与平移装置连接，进而传递运动，实现升降装置沿水平方向的横向运动。

类似的，在升降装置中的升降电机50也可以选用气缸来控制升降杆40的自转，进而控制清除模块完成发射线圈220上的异物清理。

在本实施例可选的方案中，如图1-6所示，移动组件还包括平移装置，平移装置设置在升降装置的下部，通过平移装置能够实现升降装置沿水平方向的横向往复运动。

进一步地，平移装置包括传送带110、固定轴120、导向轴130 和平移电机140，传送带110与导向轴130相对设置，且均设置于平移电机140和固定轴120之间，同时传送带110和导向轴130也均与升降装置连接，传送带110主要用于传递运动，使得升降装置实现沿水平方向的横向往复运动，导向轴130一方面起到了升降装置运动的引导作用，另一方面增加了升降装置横向运动的稳定性，平移电机 140主要用于提供动力，驱动传送带110转动。

进一步地，平移装置包括防尘盖150和机壳160，在机壳160两侧的上端均设置有滑轨1601结构，防尘盖150通过滑轨1601安装于机壳160上，防尘盖150也能够随传送带110做水平方向的横向往复运动。

具体地，在平移电机140的转轴上安装有平移齿轮，作为主动轮 170，与平移电机140相对设置的固定轴120上也设置有平移齿轮，作为从动轮180，传送带110设置在主动轮170与从动轮180之间，在传送带110上还设置有多个均匀分布的固定孔位1101，主动轮170与从动轮180的轮齿能够依次扣入固定孔位1101内，从而形成链传动；同时设置在升降装置的外壳60底部的小突触602也能够扣入固定孔位1101内，从而实现升降装置的横向往复运动；当小突触602 扣入固定孔位1101完成安装后，使用与小突触602上螺纹结构相配合的螺帽将其拧紧固定，保证连接的稳定性，同时螺纹连接也是一种可拆卸连接方式，便于对设备的更换、维护与修理。

其中，固定轴120固定在机壳160的两侧，以保证固定轴120 能够处于水平状态。

导向轴130由光滑的金属轴制成，与传送带110平行设置，通过分别设置在平移电机140与固定轴120上的固定支架190固定导向轴 130；导向轴130能够穿过设置于升降装置的外壳60靠近底部处的导向孔601，用于支持升降装置的横向往复运动，增加运动的稳定性，同时起到了运动的导向作用。

其中，固定支架190不仅固定导向轴130，而且用于固定平移电机140，保证平移电机140处于水平状态。

防尘盖150由柔性材质制成，能够进行弯曲。在防尘盖150的底面上设置有多个连接杆1501，在连接杆1501的末端还设置有金属圆环15011，通过金属圆环15011将防尘盖150与导向轴130连接，金属圆环15011能够扣在导向轴130上，用于支撑防尘盖150，同时具有引导作用；在防尘盖150相对传送带110的一侧位置处还设置有多个金属杆1502，在金属杆1502的末端车有螺纹结构，多个金属杆1502 能够依次与设置在传送带110上的固定孔位1101，从而将传送带110 的运动传递至防尘盖150，使得防尘盖150能够随传送带110一起运动；另外，防尘盖150的两侧分别置于设置在机壳160两侧的滑轨 1601中，进而更进一步的保证了防尘盖150的运动方向和运动的稳定性。

在机壳160上还设置有相对地面的安装孔，从而保证整个设备的稳定性。

需要注意的是，升降电机50为伺服电机，平移电机140为步进电机，均能够实现电机的正反转，进而实现平移装置和升降装置的直线往复运动。在该用于电力无线传输系统的异物清除设备中所用到的金属零部件的外表面均涂有铁氧粉，对电磁现象几乎无影响。

在本实施例可选的方案中，如图1-6所示，控制组件包括控制单元200和电源组210，控制单元200通过电源组210所提供的能源向移动组件发出指令，进而控制移动组件的运动。

本发明提供的用于电力无线传输系统的异物清除设备实现了对电力无线传输系统发射线圈220的表面进行定时清除异物，改善了电力无线传输系统的稳定性和安全性，该设备采用模块化设计，每个模块之间相对独立，且不需要与电力无线传输系统进行结合，也无需对电力无线传输系统进行进一步的改造，使用兼容性高，设备的尺寸以及设备的功能可根据实际需要进行定制，例如对于清除的速度和频率尽可以进行定制设定，适用于绝大多数电力无线传输系统，通过感应线圈30感知磁场，进而判断电力无线传输系统是否处于正常工作状态，并利用电磁感应现象产生电信号，反馈至控制组件，进而由控制组件判断是否开启清除工作，同时感应线圈30能够接收电能，即该用于电力无线传输系统的异物清除设备无需再接外部充电设备，其自身所需的电力可以通过感应线圈30获得，进而对设备内部的电源组 210进行充电，因此该设备更便于生产、安装、施工和维护，同时减少了电力资源的浪费，提高了电力资源的利用率，实现自供自足的工作处理模式。

需要注意的是，本发明中的电源组210优选通过感应线圈30接收电能，进而对设备内部的电源组210进行充电；另外，也可通过外接充电设备对电源组210进行充电，还可通过更换电源组210的方式对电源组210进行电力补充。

本发明还提供过一种上述用于电力无线传输系统的异物清除设备的使用方法，包括如下步骤：

S1 感应线圈30感知周围磁场的变化，判断电力无线传输的系统是否处在工作状态。

S2 当感应线圈30感应到周围磁场变化时，利用电磁感应原理，产生电流，且该电流信号能够持续存在，例如大约五分钟左右，控制组件接收到来自感应线圈30产生的电流信号，控制组件向升降电机 50发出指令，驱动升降电机50开始运动，进而驱动升降杆40开始沿升降杆40自身周向转动，与升降杆40螺纹啮合的连接件20开始沿升降杆40轴线方向做竖直向上的移动，进而带动清除刷10上升到可以对电力无线传输系统发射线圈220进行扫刷清除异物的高度。

S3 当清除组件到达需要的高度后，控制组件对平移电机140发出指令，令其开始运转，进而带动升降装置和清除组件一起沿水平方向移动，即从线圈的一侧向线圈的另一侧移动，进行对发射线圈220 表面异物的清理，此时防尘盖150通过与传送带110连接也一起移动。

S4 当清除刷10从发射线圈220的一侧移动到发射线圈220的另一侧后，完成发射线圈220的异物清除工作，此时控制组件再次向升降电机50发出指令，驱动电机转动，进而驱动升降杆40转动，与升降杆40连接的连接件20做沿升降杆40轴线方向的竖直向上运动，当清除刷10移动到远离线圈的位置处，控制组件向平移电机140发出指令，驱动平移电机140开始反转，进而传送带110反转，带动升降装置和防尘盖150均回复初始位置。

当通过平移装置带动升降装置回复升降装置的初始位置后，控制组件再次发出指令驱动升降电机50开始反转，使得升降杆40通过连接件20带动清除组件回复初始状态，进而完场一次清除异物工作。

其中，该用于电力无线传输系统的异物清除设备能够在一定的时间内进行一次异物的清除工作，例如五分钟一次等，其开启清除异物的工作时间可以进行设定。

需要注意的是，本发明的清除频率根据使用环境的需要来进行设定，对于具体的清除频次不做限定；另外，针对感应线圈30感知到的发射线圈220的磁场变化，产生电流信号反馈至控制组件，控制组件根据接收到电流信号反馈，判断是否开始清除工作；还可通过在控制组件与发射线圈220控制器之间建立信号连接，发射线圈220控制器开启发射线圈220时，发送信号给控制组件，判断是否开始清除工作；在这一过程中的具体判定方法也不做限定。凡是能完成上述操作，实现清除工作的任何清除频次或者判定方法都可适用于本发明。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种用于电力无线传输系统的异物清除设备，其特征在于，包括清除组件、移动组件和控制组件；

所述清除组件与所述移动组件连接，所述移动组件与所述控制组件连接；

所述移动组件通过所述控制组件的控制指令能够带动所述清除组件移动，所述清除组件用于清除发射线圈上的异物。

2.根据权利要求1所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述清除组件包括清除刷和连接件；

所述连接件的一端连接所述清除刷，且所述连接件的另一端连接所述移动组件。

3.根据权利要求2所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备，其特征在于，还包括感应线圈；

所述感应线圈设置在所述清除刷上，并与所述控制组件电连接；

所述感应线圈用于感知磁场并接受电能。

4.根据权利要求3所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述移动组件包括升降装置；

所述升降装置通过所述连接件带动所述清除组件做纵向往复运动。

5.根据权利要求4所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述移动组件还包括平移装置；

所述平移装置设置于所述升降装置的下部，能够带动所述升降装置沿水平方向往复运动。

6.根据权利要求4所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述升降装置包括升降杆和升降电机；

所述升降杆的一端与所述升降电机的转轴连接，所述升降杆的另一端与所述连接件活动连接。

7.根据权利要求5所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述平移装置包括传送带、固定轴、导向轴和平移电机；

所述传送带与所述导向轴相对设置，且两者均设置于所述固定轴与所述平移电机之间；

所述导向轴和所述传送带均与所述升降装置连接；

所述平移电机用于驱动所述传送带转动。

8.根据权利要求7所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述平移装置还包括防尘盖和机壳；

所述机壳的上端两侧均设置有滑轨，所述防尘盖安装于所述滑轨内；

所述传送带能够带动所述防尘盖沿所述平移装置的水平方向做往复运动。

9.根据权利要求4所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述清除刷包括刷杆和刷丝；

所述刷杆的一端连接所述刷丝，且所述刷杆的另一端连接所述连接件；

所述感应线圈设置于所述刷杆的背面。

10.根据权利要求4所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备,其特征在于，所述控制组件包括控制单元和电源组；

所述电源组用于向所述控制单元提供电能，所述控制单元用于向所述移动组件发出工作指令。

11.一种采用权利要求4-9任一项所述的用于电力无线传输系统的异物清除设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1所述感应线圈感知到磁场变化；

S2所述控制组件控制所述升降装置带动所述连接件进行纵向往复运动，并带动所述清除组件到达所述发射线圈所处的位置；

S3所述控制组件控制平移装置带动所述升降装置沿水平方向横向移动，同时所述清除组件对所述发射线圈上的异物进行清除；

S4清除完毕后，所述控制组件分别控制所述升降装置和平移装置回到初始位置。