CN108233467A - 移动体以及无线电力传输系统 - Google Patents

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CN108233467A CN201711389122.4A CN201711389122A CN108233467A CN 108233467 A CN108233467 A CN 108233467A CN 201711389122 A CN201711389122 A CN 201711389122A CN 108233467 A CN108233467 A CN 108233467A
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electrode
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Abstract

本发明提出了移动体，本发明的课题在于，即使移动体在送电电极上行驶，也能够抑制从送电电极向其他移动体的电力传输效率下降。为此，移动体是通过从具有两个送电电极的送电装置以无线的方式传输的电力而驱动的移动体，具备：两个受电电极，与所述两个送电电极分别进行电容耦合而从所述两个送电电极接收交流电力；受电电路，其与所述两个受电电极连接，将所述两个受电电极接收到的交流电力变换为直流电力或其他交流电力，并供给到驱动所述移动体的电动机；和控制电路，在所述移动体在所述两个送电电极上行驶的期间，所述受电电路中的功率、电压以及电流的至少一个的值或时间变化率超过了阈值时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。

Description

移动体以及无线电力传输系统
技术领域
本发明涉及通过以无线的方式传输的电力而驱动的移动体、以及无线电力传输系统。
背景技术
近年来，在便携式电话机以及电动汽车等伴随移动性的设备中，以无线(非接触)的方式传输电力的无线电力传输技术的开发不断推进。在无线电力传输技术中，具有电磁感应方式以及电场耦合方式等方式。这其中，基于电场耦合方式的无线电力传输系统在一对送电电极与一对受电电极对置的状态下，从一对送电电极向一对受电电极以无线的方式传输交流电力。这样的基于电场耦合方式的无线电力传输系统，例如能够在从设置于路面(或地面)的一对送电电极向负载(例如可动机器人等移动体具有的电动机或电池)传输电力的用途中使用。专利文献1公开了那样的基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一例。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/037526号说明书
发明内容
发明要解决的课题
在基于电场耦合方式的无线电力传输系统中，若移动体在设置于路面等的一对送电电极的附近进行行驶，则从该送电电极向移动体传输电力。但是，在送电装置已经对其他移动体传输电力的情况下，若第二台的移动体在送电电极的附近进行行驶，则对第一台的移动体的电力传输效率会下降。
本发明提供一种即使第二移动体在送电电极的附近行驶，也能够抑制对已经处于充电中的第一移动体的电力传输效率下降的新的技术。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的移动体是通过从具有两个送电电极的送电装置以无线的方式传输的电力而驱动的移动体，其具备：
两个受电电极，其与所述两个送电电极分别进行电容耦合而从所述两个送电电极接收交流电力；
受电电路，其与所述两个受电电极连接，将所述两个受电电极接收到的交流电力变换为直流电力或其他交流电力，并供给到驱动所述移动体的电动机或对用于驱动所述移动体的电力进行蓄积的二次电池；和
第一控制电路，其在所述移动体在所述两个受电电极与所述两个送电电极对置的状态下进行移动的期间，接受到要停止来自所述送电装置的所述电力的接收的意思的指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
本发明的概括性的或具体的方式可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质来实现。或者，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意的组合来实现。
发明效果
根据本发明的技术，即使第二移动体在送电电极的附近行驶，也能够抑制从送电电极向第一移动体的电力传输效率下降。
附图说明
图1是示意性地示出本发明人正在开发的基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一例的图。
图2是示出图1所示的无线电力传输系统的简要结构的图。
图3是示出本发明的实施方式的无线电力传输系统中的送电装置100 以及输送机器人(移动体)10的结构的图。
图4A是示意性地示出输送机器人10a以及送电电极120的位置关系的时间变化的图。
图4B是示出输送机器人10a的受电电路210的电流随时间变化的一例的图。
图4C是示出输送机器人10a的受电电路210的电流随时间变化的另一例的图。
图5A是示意性地示出电动机驱动控制中的两台输送机器人10a、10b 以及送电电极120的位置关系的时间变化的图。
图5B是示出通过电动机驱动控制从而输送机器人10a的受电电路210 的电流随时间变化的一例的图。
图5C是示出通过电动机驱动控制从而输送机器人10a的受电电路210 的电流随时间变化的另一例的图。
图6是示出输送机器人10a的电动机驱动控制的一例的流程图。
图7A是示出本发明的实施方式的无线电力传输系统中的送电装置 100以及输送机器人10的结构的其他的图。
图7B是示意性地示出在输送机器人10a中具有切换电连接的开关的开关电路270的位置的图。
图8A是示意性地示出受电电路控制中的两台输送机器人10a、10b以及送电电极120的位置关系的时间变化的图。
图8B是示出通过受电电路控制从而输送机器人10a的受电电路210 的电流随时间变化的一例的图。
图8C是示出通过受电电路控制从而输送机器人10a的受电电路210 的电流随时间变化的另一例的图。
图9是示出输送机器人10a的受电电路控制的一例的流程图。
图10是示出输送机器人10a的电动机驱动控制的另一例的流程图。
图11是示出输送机器人10a的受电电路控制的另一例的流程图。
图12是简要地示出本实施方式的无线电力传输系统中的电力传输相关的结构的框图。
图13是示出无线电力传输系统的更详细的构成例的电路图。
图14A是示意性地示出逆变器电路160的构成例的图。
图14B是示意性地示出整流电路260的构成例的图。
图15是示出实施方式2中的无线电力传输系统的构成的框图。
图16是示出实施方式2中的移动体10的动作的流程图。
图17是示出中央控制装置300的动作的一例的流程图。
图18A示出了将送电电极120敷设于壁等的侧面的例子。
图18B示出了将送电电极120敷设于天花板的例子。
附图标记说明
10、10a、10b 输送机器人(移动体)
20 交流电源
30 路面
100 送电装置
110 送电电路
120a、120b 送电电极
130s 串联谐振电路
140p 并联谐振电路
150 送电控制电路
160 逆变器电路
180 匹配电路
190 送电检测器
200 受电装置
210 受电电路
220a、220b 受电电极
230p 并联谐振电路
240s 串联谐振电路
250 受电控制电路
255 开关控制电路
260 整流电路
270 开关电路
280 匹配电路
290 受电检测器
310 直流电源
320 二次电池
330 负载、电动机
340 电动机控制电路
350 充放电控制电路
具体实施方式
(成为本发明的基础的见解)
在说明本发明的实施方式之前，说明成为本发明的基础的见解。
图1是示意性地示出本发明人正在开发的基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一例的图。图示的无线电力传输系统例如是在工厂内以无线的方式对用于物品的输送的输送机器人(无人输送车(Automated Guided Vehicle：AGV))10传输电力的系统。输送机器人10是本发明中的移动体的一例。在该系统中，在路面(地面)30配置有平板状的一对送电电极 120a、120b。输送机器人1具备与一对送电电极120a、120b对置的未图示的一对受电电极。输送机器人10通过一对受电电极来接收从送电电极 120a、120b传输的交流电力。接收到的电力被提供给输送机器人10具有的电动机、二次电池或蓄电用的电容器等负载。由此，进行输送机器人10 的驱动或充电。
在图1中，示出了表示彼此正交的X、Y、Z方向的XYZ坐标。在以下的说明中，使用图示的XYZ坐标。将送电电极120a、120b延伸的方向设为Y方向，将与送电电极120a、120b的表面垂直的方向设为Z方向，将与Y方向以及Z方向垂直的方向设为X方向。另外，本申请的附图中示出的结构物的朝向是考虑说明的容易理解性而设定的，并不对实际实施本发明的实施方式时的朝向进行任何限制。此外，附图中示出的结构物的整体或一部分的形状以及大小也不限定实际的形状以及大小。
图2是示出图1所示的无线电力传输系统的简要结构的图。该无线电力传输系统具备：送电装置100和输送机器人(移动体)10。送电装置100 具备：一对送电电极120a、120b、和向送电电极120a、120b供给交流电力的送电电路110。送电电路110例如是包含逆变器电路的交流输出电路。送电电路110将从未图示的直流电源供给的直流电力变换为交流电力并输出给一对送电电极120a、120b。
输送机器人10具备：受电装置200和负载330。受电装置200具备：一对受电电极220a、220b、和将受电电极220a、220b接收到的交流电力变换为负载330要求的电力(例如给定电压的直流电压或给定频率的交流电力)并提供给负载330的受电电路210。受电电路210例如可以包含整流电路或频率变换电路等各种电路。负载330例如是电动机、蓄电用的电容器、或二次电池等对消耗电力或蓄积电力的设备。通过一对送电电极 120a、120b与一对受电电极220a、220b之间的电场耦合(电容耦合)，在两者对置的状态下以无线的方式传输电力。
通过这样的无线电力传输系统，输送机器人10能够在沿着送电电极 120a、120b进行移动的同时，以无线的方式接收电力。输送机器人10在保持送电电极120a、120b与受电电极220a、220b接近且对置的状态的同时，在送电电极120a、120b延伸的方向(图1中的Y方向)上移动。由此，输送机器人10例如能够一边对电容器等蓄电器进行充电一边移动。
但是，在这样的无线电力传输系统中多个移动体(例如输送机器人) 能够同时进行移动且同时充电时，会发生以下问题。若在第一移动体正在进行充电时，第二移动体行驶到送电电极120a、120b上，则第二移动体会接收从送电电极120a、120b送出的能量的一部分。结果，对第一移动体的电力传输的效率有可能下降。
本发明人发现以上课题，并对用于解决该课题的结构进行了研究。结果，通过以下说明的本发明的各方式，成功解决了上述课题。
本发明的一方式所涉及的移动体是通过从具有两个送电电极的送电装置以无线的方式传输的电力而驱动的移动体，其具备：
两个受电电极，其与所述两个送电电极分别进行电容耦合而从所述两个送电电极接收交流电力；
受电电路，其与所述两个受电电极连接，将所述两个受电电极接收到的交流电力变换为直流电力或其他交流电力，并提供给驱动所述移动体的电动机或对用于驱动所述移动体的电力进行蓄积的二次电池；和
第一控制电路，其在所述两个受电电极与所述两个送电电极对置的状态下所述移动体进行移动的期间，接受到要停止来自所述送电装置的所述电力的接收的意思的指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
根据上述方式，所述移动体具备：
第一控制电路，其在所述移动体在所述两个送电电极的附近行驶的期间，接受到要停止来自所述送电装置的所述电力的接收的意思的指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
由此，即使移动体在送电电极的附近行驶，也能够抑制从送电电极向其他移动体的电力传输效率下降。
移动体也可以还具备：第二控制电路，其取得从所述送电装置向所述移动体的所述电力的送电状况、所述移动体的位置以及所述二次电池的余量中的至少一个信息，并基于所述信息，判断是否接收来自所述送电装置的所述电力，在判断为不接收所述电力时，向所述第一控制电路发送所述指示。
通过具备第二控制电路，移动体能够自己判断是否接收电力，并在必要的情况下，使从送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。由此，即使移动体在送电电极的附近行驶，也能够抑制从送电电极向其他移动体的电力传输效率下降。
“从所述送电装置向所述移动体的电力的送电状况”，例如可以包含移动体的受电电路中的功率、电压以及电流的至少一个的值或其时间变化率的信息。
所述第二控制电路也可以在所述受电电路中的功率、电压以及电流的至少一个的值或时间变化率超过了阈值时，向所述第一控制电路发送所述指示。
在某实施方式中，在所述送电装置正向与所述移动体不同的其他移动体进行送电时，所述受电电路中的功率、电压以及电流的所述至少一个的值或时间变化率超过所述阈值。在所述送电装置未向与所述移动体不同的其他移动体进行送电时，所述受电电路中的功率、电压以及电流的至少一个的值或时间变化率不超过所述阈值。
所述第一控制电路也可以在所述两个受电电极与所述两个送电电极分别对置的状态下，所述受电电路中的功率、电压以及电流的所述至少一个的值或时间变化率不超过所述阈值且经过了给定时间时，对所述送电装置请求送电。
受电电路中的功率、电压以及电流的至少一个的值或时间变化率不超过阈值且经过了给定时间的情况，可推定为不存在从送电装置正在接受电力的供给的其他移动体。因此，在这样的情况下，第一控制电路也可以对送电装置请求送电。送电装置可以响应于该请求，使送电电力增加即可。
本发明包含具备送电装置、一个以上的移动体、和对所述送电装置以及所述一个以上的移动体进行控制的中央控制装置的无线电力传输系统 (也称为“移动体系统”)。中央控制装置在送电装置以及一个以上的移动体之间进行无线通信，并对它们进行控制。移动体也可以响应于来自中央控制装置的指示，进行前述的阻抗的控制。
换言之，所述第一控制电路也可以在从对所述移动体以及所述送电装置进行控制的中央控制装置接受到所述指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
在某实施方式中，所述中央控制装置取得从所述送电装置向所述移动体的所述电力的送电状况、所述移动体的位置、以及所述二次电池的余量的至少一个信息，并基于所述信息，判断是否使所述移动体接收来自所述送电装置的所述电力，在判断为不使所述移动体接收来自所述送电装置的所述电力时，向所述第一控制电路发送所述指示。
在这样的实施方式中，中央控制装置可以从送电装置以及/或者移动体，例如通过无线通信而取得送电状况、移动体的位置以及二次电池的余量的至少一个信息。
本发明中的“移动体”并不限定于前述的输送机器人那样的车辆，而是指由电力驱动的任意的可动物体。在移动体中，例如，包含具备电动机以及一个以上的车轮的电动车辆。这样的车辆，例如，可以为前述的输送机器人等无人输送车(AGV)、电动汽车(ElectricVehicle：EV)或电动推车。在本发明中的“移动体”中，还包含不具有车轮的可动物体。例如，双足步行机器人、多轴直升机等无人航空器(Unmanned Aerial Vehicle： UAV，所谓的无人机)、以及载人的电动航空器也包含在“移动体”中。
以下，对本发明的更具体的实施方式进行说明。不过，存在省略过于详细的说明的情况。例如，存在省略已经公知的事项的详细说明以及针对实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下说明变得不必要的冗余，以易于本领域技术人员的理解。另外，发明人为了本领域技术人员充分理解本发明而提供附图以及以下的说明，并非意图通过这些来限定权利要求书所记载的主题。在以下的说明中，针对具有同一或类似的功能的构成要素，标注相同的附图标记。
(实施方式1)
首先，说明本发明的例示性的第一实施方式。在本实施方式中，移动体在从送电装置向移动体的所述电力的送电状况符合给定条件时，判断为不接收来自送电装置的电力。更具体而言，移动体在受电电路中的电力、电压以及电流的至少一个的值或时间变化率超过了阈值时，使从送电装置观察的移动体的阻抗增加，使得不接收来自送电装置的电力。由此，能够抑制向其他移动体的电力传输的效率的下降。
图3是示出本发明的实施方式的无线电力传输系统中的送电装置100 以及输送机器人(移动体的一例)10的结构的图。
送电装置100具有：送电电路110、一对送电电极120a、120b、送电检测器190和送电控制电路150。外部的交流电源20向送电电路110供给交流电力。送电电路110可以包含转换器电路以及逆变器电路。供给到送电电路110的交流电力通过转换器电路而变换为直流电力。然后，直流电力通过逆变器电路而变换为其他交流电力。一对送电电极120a、120b与送电电路110连接。一对送电电极120a、120b以无线的方式输送从送电电路110输出的交流电力。送电检测器190检测送电电路110内的特定的部位处的功率、电压或电流等。在本实施方式中，作为一例，送电检测器 190检测从送电电路110中的逆变器电路输出的电流。送电检测器190将表示该检测值的数据发送到送电控制电路150。送电控制电路150将基于该信息的指令发送到送电电路110。
另一方面，输送机器人10具有：受电电路210、一对受电电极220a、 220b、受电检测器290、受电控制电路250、电动机330(以下有时简称为“电动机330”)、电动机控制电路340、充放电控制电路350和二次电池320(以下有时简称为“电池320”)。一对受电电极220a、220b与一对送电电极120a、120b分别进行电容耦合。一对受电电极220a、220b从一对送电电极120a、120b接收交流电力。受电电路210与一对受电电极220a、220b连接。受电电路210可以包含整流电路。受电电路210将一对受电电极220a、220b接收到的交流电力通过整流电路而变换为直流电力。受电电路210也可以将所接收到的交流电力变换为其他交流电力。
受电电路210将该变换后的电力供给到对输送机器人10进行驱动的电动机330以及/或者电池320。电池320的充放电由充放电控制电路350 控制。受电检测器290检测受电电路210内的特定的部位(例如整流电路的后级)处的功率、电压或电流等。在本实施方式中，作为一例，受电检测器290检测从受电电路210中的整流电路输出的电流。受电电路210将表示该检测值的数据发送到受电控制电路250。受电控制电路250将基于该信息的指令发送到受电电路210以及电动机控制电路340。电动机控制电路340基于该指令开始或停止电动机350的驱动。电动机控制电路340 根据电动机350的驱动方式，可以包含转换器电路或逆变器电路。在本实施方式中，电动机控制电路340相当于第一控制电路，受电控制电路250相当于第二控制电路。
受电控制电路250取得从送电装置100向移动体10的电力的送电状况以及电池320的余量的信息，并基于该信息，判断是否接收来自送电装置100的电力。受电控制电路250在判断为不接收电力时，向电动机控制电路340发送要停止电力的接收的意思的指示。电动机控制电路340若接受该指示，则通过停止电动机330，从而使从送电装置100观察的移动体10的阻抗增加。
送电装置100的送电控制电路150与输送机器人10的受电控制电路 250能够通过无线来相互进行通信。
在以下的说明中，在对送电电极120a、120b不特别区分地表现时，使用“送电电极120”的表述。同样地，在对受电电极220a、220b不特别区分地表现时，使用“受电电极220”的表述。此外，有时将送电电路110/ 受电电路210内的特定的部位处的电流/电压/功率简称为“送电电路110/ 受电电路210中的电流/电压/功率”。
以下，说明本实施方式中的基本动作。首先，说明在输送机器人行驶到送电电极120上时，在送电电极120上不存在其他输送机器人的情况下的动作的例子。
图4A是示意性地示出输送机器人10a以及送电电极120的位置关系的时间变化的图。向上的箭头示意性地表示对输送机器人10a供给的电力。箭头的根数对应于受电量。向下的白色箭头意味着时间经过。如上部的图所示，即使在输送机器人10a不存在于送电电极120上时，即，输送机器人10的受电电极220与送电电极120不对置时，送电装置100也始终从送电电极120进行微弱电力的送电。该微弱电力的等级是对环境没有影响的程度，是由受电侧电路能够检测的等级。如中部的图所示，若行驶中的输送机器人10a开始在送电电极120上行驶，则输送机器人10a开始来自送电电极120的微弱电力的受电。此时，从输送机器人10a的受电电路210 中的整流电路输出的功率、电压以及电流，由于传输的电力微弱，因而从零起不会增加得很大。
因此，在受电电路210中的功率、电压以及电流的至少一个的值或时间变化率不超过阈值且经过了给定时间的情况下，输送机器人10a的受电控制电路250能够判断为在送电电极120上不存在受电中的其他输送机器人。
进而输送机器人10a的受电控制电路250根据当前时间点处的负载的状况进行是否需要受电的判断。所谓需要受电的情况，例如是输送机器人 10a的电池320的余量少于给定值的情况等。如图4A的下部的图所示，在输送机器人10a完全来到送电电极120上，输送机器人10a的受电控制电路250判断为需要受电、且在送电电极120上不存在受电中的其他输送机器人的情况下，受电控制电路250向送电装置100的送电控制电路150 请求正式送电。所谓正式送电，是指用于向输送机器人供给电力的比较大电力下的送电。正式送电的电力大于微弱送电的电力。通过来自接收到来自受电控制电路250的正式送电的请求的送电控制电路150的指令，送电电路110从微弱送电切换为正式送电。
图4B是示出输送机器人10a的受电电路210中的电流的时间变化的一例的图。作为一例，对使用在受电电路210内流动的电流的检测值的情况进行说明。也可以取代电流而使用受电电路210内的电压或功率的检测值。在图示的例子中，检测的受电电路210内的电流为直流电流。在检测的受电电路210中的电流为交流电流时，只要基于交流电流的振幅的时间变化来判断有无其他输送机器人即可。为了简单，以下，以线性变化表示受电电路210中的电流。实际上，受电电路210内的电流由于噪声或瞬态响应，可能呈曲线变化。
首先，说明输送机器人10a无需受电的情况下的动作例。在该情况下，输送机器人10a从送电电极120持续接收微弱电力。若行驶中的输送机器人10a的受电电极220的一部分与送电电极120对置，则受电电路210中的电流C0从零开始增加。若输送机器人10a沿着送电电极120移动，则伴随该移动，送电电极120与受电电极220的重叠的面积逐渐增加，因此所检测的电流也增加。若受电电极220的整体与送电电极120对置，则受电电路210中的电流C0成为由此时的负载状态以及传输效率决定的值Iweak。在无需受电的情况下，输送机器人10a不向送电装置100请求正式送电。因此，如在图4B中由虚线所示的那样，受电电路210中的电流C0维持固定值Iweak而推移。
接下来，说明输送机器人10a需要受电的情况(例如，电池余量较少的情况)下的动作例。在该情况下，输送机器人10a向送电电极120进行正式送电的请求。若行驶中的输送机器人10a行驶到送电电极120上，则受电电路210的输出电流C1与无需受电的情况同样地，从零起增加，成为Iweak。此时，如果在送电电极120上存在充电中的其他输送机器人的情况下，输送机器人10a也会接收该送电电力。结果，输送机器人10a的受电电路210的电流C1与图4B所示的例子不同，会急剧增加而成为远高于 Iweak的值。因此，在电流C1的值超过了阈值(例如，Iweak以上的值)的情况下，能够判断为其他输送机器人处于充电中。反之，在电流C1的值未超过该阈值且经过了给定时间时，输送机器人10a的受电控制电路250能够判断为在送电电极120上不存在受电中的其他输送机器人。在该判断后，输送机器人10a的受电控制电路250向送电控制电路150请求正式送电的开始。若送电装置100的送电电路110开始正式送电，则受电电路210的电流C1急剧增加，成为固定值Ifull。为了区别Iweak以及Ifull，Ifull可以设定为Iweak的例如5倍以上。
图4C是示出输送机器人10a的受电电路210中的电流随时间变化的另一例的图。在受电电路210的电流C’1的时间变化率不超过阈值(例如，电流C0的从零起的增加量的时间变化率)且经过了给定时间时，输送机器人10a的受电控制电路250能够判断为在送电电极120上不存在受电中的其他输送机器人。在该判断后，输送机器人10a的受电控制电路250 向送电控制电路150请求送电的开始。若送电装置100的送电电路110开始正式送电，则受电电路210的电流C’1急剧增加。然后，受电电路210 的电流C’1成比例地增加，成为固定值Ifull。通过基于电流的时间变化率来判断有无其他输送机器人，从而能够在比基于电流的值进行判断的情况更早的时间向送电控制电路150发送请求正式送电的开始的信号。
在正式送电的开始后，受电中的输送机器人10a通过送电电极120上。此时，受电电路210中的电流从Ifull开始减少，最终成为零。同样地，送电电路110中的电流也开始减少。由此，送电控制电路150能够判断输送机器人10a的通过。在该判断后，通过来自送电控制电路150的指令，送电电路110从正式送电切换为微弱送电。作为其他的方法，也可以在输送机器人10a正在通过送电电极120上时，由输送机器人10a的受电控制电路250向送电控制电路150发送从正式送电切换为微弱送电的指令。
接下来，参照图5A来说明在输送机器人10a行驶到送电电极120上时，在送电电极120上存在其他输送机器人10b的情况下的动作例。若电力的一部分被提供出来给输送机器人10a，则供给到受电中的其他输送机器人10b的电力变小，对输送机器人10b的电力传输效率会下降。为了避免这样的状况，输送机器人10a进行用于抑制来自送电电极120的受电的控制。
抑制对输送机器人10a的电力供给，相当于减小输送机器人10a的受电电路210中的电流。这等于从送电装置100观察的输送机器人10a的阻抗增加。作为控制从送电装置100观察的输送机器人10a的阻抗的方法，可以考虑控制输送机器人10a的电动机330的驱动的方法(称为电动机驱动控制法)。
图5A是示意性地示出进行基于电动机驱动控制法的控制的两台输送机器人10a、10b以及送电电极120的位置关系的时间变化的图。如图5A 的上部的图所示，在送电电极120上存在受电中的输送机器人10b。如图 5A的中部的图所示，在输送机器人10a行驶到送电电极120上的情况下，输送机器人10a接受从送电电极120送电的电力。此时，由于为正式送电中，因此输送机器人10a的受电电路210中的电流从零开始急剧增加。该电流的值以及时间变化率明显大于图4B以及图4C所示的例子。因此，在输送机器人10a的受电电路210中的电流的值或时间变化率超过了阈值的情况下，输送机器人10a的受电控制电路250能够判断为在送电电极120 上存在受电中的其他输送机器人10b。在该情况下，输送机器人10a的受电控制电路250向电动机控制电路340发送要停止电动机330的驱动的意思的指令。如图5A的下部的图所示，通过电动机驱动的停止的指令，输送机器人10a在送电电极120的入口附近停止。由此，能够抑制从送电电极120向其他输送机器人10b的电力传输效率下降。
图5B是示出进行基于电动机驱动控制法的控制的情况下的输送机器人10a的受电电路210中的电流的时间变化的一例的图。在该例中，受电电路210中的电流的阈值设定为Iweak以上的值。
图5B中的电流C0示出了无需受电的情况下的受电电路210中的电流的时间变化的例子。该电流相当于图4B所示的电流C0。但是，时间以及电流的尺度(scale)与图4B的例子不同。如图5B所示，若行驶中的输送机器人10a行驶到送电电极120上，则受电电路210中的电流C2与不存在其他输送机器人10b的情况相比较，较大地增加。在该电流超过了阈值时，输送机器人10a的受电控制电路250向电动机控制电路340发送停止电动机330的驱动的指令。在该情况下，送电电极120与输送机器人10a的受电电极220的对置面积维持相对于最大面积而言非常小的一定面积而停止。结果，受电电路210内的电流C2成为固定值。该固定值与正式送电下的Ifull相比足够小，能够期待充分地减小对输送机器人10b的影响。充分地减小输送机器人10a的受电电路210中的电流，等于使从送电装置100 观察的输送机器人10a的阻抗增加。
图5C是示出进行基于电动机驱动控制法的控制的情况下的输送机器人10a的受电电路210中的电流的时间变化的另一例的图。在该例中，受电电路210中的电流值到达Iweak之前的电流C0的时间变化率被设定为了阈值。在电流的时间变化率超过了阈值时，向输送机器人10a的电动机控制电路340，发送停止电动机330的驱动的指令。结果，受电电路210的电流C’2的最终值小于图5B的例子中的值。通过基于电流的时间变化率进行判断，能够在比基于电流的值进行判断的情况更早的时间向受电电路 210发送电动机停止信号。
接下来，说明在输送机器人10a的电动机驱动的停止之后，输送机器人10b通过送电电极120上的情况下的动作例。在该情况下，送电装置100 从正式送电切换为微弱送电。同时，输送机器人10a的受电电路210中的电流从固定值开始减少。例如，在图5B中的电流C2减少并达到了Iweak时，输送机器人10a的电动机控制电路340向电动机330发送要开始驱动的意思的指令。结果，输送机器人10a再次开始行驶。在该情况下，显然在送电电极120上不存在受电中的输送机器人10b。因此，输送机器人10a 的受电控制电路250仅在需要受电的情况下，向送电装置100的送电控制电路150发送从微弱送电切换为正式送电的指令。受电电路210的电流的减少也可以基于受电电路210的电流的值或时间变化率是否变得比阈值低来进行判断。该阈值也可以与用于判断在送电电极120上有无受电中的输送机器人10b的阈值不同。
图6是示出输送机器人10a的电动机驱动控制的一例的流程图。受电控制电路250判断受电电路210中的电流的值或时间变化率是否未超过阈值且经过了给定时间(S101)。在受电电路210中的电流的值或时间变化率不超过阈值且经过了给定时间的情况下，受电控制电路250判断是否需要受电(S102)。在需要受电的情况下，受电控制电路250向送电控制电路150发送从微弱送电切换为正式送电的指令(S103)。另一方面，在受电电路210的电流的值或时间变化率超过了阈值的情况下，受电控制电路 250经由电动机控制电路340，向电动机330发送停止驱动的指令(S104)。然后，受电控制电路250判断受电电路210中的电流是否已经开始减少 (S105)。在受电电路210的电流已经开始减少的情况下，受电控制电路250向电动机330发送开始驱动的指令(S106)。然后，受电控制电路250 判断是否需要受电(S102)。
除了上述的电动机驱动控制以外，作为控制从送电装置100观察的输送机器人10a的阻抗的方法，也可以考虑切换输送机器人10a的受电电路 210的电连接的方法(称为“受电电路控制法”)。
图7A是示出本实施方式的变形例所涉及的无线电力传输系统中的送电装置100以及输送机器人10的结构的图。输送机器人10具有开关控制电路255。受电电路210具有切换电连接的开关。开关控制电路255接受来自受电控制电路250的指示，发送切换受电电路210中的开关的连接的指令。在本实施方式中，受电控制电路250和开关控制电路255是单独的电路，但也可以设置包含这些电路的单个电路。在图7A的例子中，开关控制电路255相当于第一控制电路，受电控制电路250相当于第二控制电路。
图7B是示意性地示出开关电路270的配置例的图。在例子中，受电电路210包含：匹配电路280、整流电路260和多个开关电路270。开关电路270连接在受电电极220与阻抗匹配电路(以下，称为“匹配电路”) 280之间、匹配电路280与整流电路260之间、整流电路260与充放电控制电路350之间、以及充放电控制电路350与电动机330之间的至少一处。在本说明书中，关于包含受电电极220与电动机330之间的构成要素的电路，也有时使用“受电电路”的用语。
图8A是示意性地示出进行基于受电电路控制法的控制的情况下的、两台输送机器人10a、10b以及送电电极120的位置关系的时间变化的例子的图。如图8A的上部的图所示，在送电电极120上存在受电中的输送机器人10b。如图8A的中部的图所示，在行驶中的输送机器人10a行驶到了送电电极120上的情况下，输送机器人10a开始从送电电极120的受电。在该情况下，由于正在进行向其他输送机器人10b的正式送电，因而输送机器人10a的受电电路210中的电流从零急剧地增加。因此，在输送机器人10a的受电电路210中的电流的值或时间变化率超过了阈值的情况下，输送机器人10a能够判断为在送电电极120上存在受电中的输送机器人10b。此时，输送机器人10a的受电控制电路250经由开关控制电路255，向受电电路210发送断开(OFF)至少一个开关的电连接的指令。结果，受电电路210的电流路径被截断，受电电路210中的电流成为零。如图8A 的下部的图所示，通过给受电电路210的指令，从而输送机器人10a停止受电。但是，能够继续对电动机330的供电。因此，输送机器人10a能够不影响到向输送机器人10b的供电地继续行驶。与电动机驱动控制法不同，在受电电路控制法中，能够不使输送机器人10a停止地抑制从送电电极120 向其他输送机器人10b的电力传输效率下降。
图8B是示出进行基于受电电路控制法的控制的情况下的输送机器人 10a的受电电路210中的电流的时间变化的一例的图。在该例中，电流的阈值设定为Iweak以上的值。电流C0是微弱送电时的受电电路210内的电流的时间变化。该电流相当于图5B中的受电电路210的电流C0。如图8B 所示，若输送机器人10a行驶到送电电极120上，则受电电路210的电流 C3与微弱送电时相比较，从零起较大地增加。在受电电路210内的电流 C3超过了阈值时，输送机器人10a的开关控制电路255向受电电路210发送断开至少一个开关的电连接的指令。结果，受电电路210的电流成为零。使在受电电路210中流动的电流成为零，等于从送电装置100观察的输送机器人10a的阻抗增加至无限大。
图8C是示出进行基于受电电路控制法的控制的情况下的输送机器人 10a的受电电路210内的电流的时间变化的另一例的图。在该例中，电流值到达Iweak之前的微弱送电时的电流C0的时间变化率被设定为了阈值。在该电流的时间变化率超过了阈值时，输送机器人10a的受电控制电路250 经由开关控制电路255，向受电电路210发送断开电连接的指令。结果，受电电路210的电流C’3成为零。通过基于电流的时间变化率进行判断，能够在比基于电流的值进行判断的情况更早的时间向输送机器人10a的受电电路210发送断开电连接的信号。
若在断开了电连接之后经过给定时间，则输送机器人10a的开关控制电路255发送接通(ON)受电电路210中的电连接的指令。上述给定时间可以设定为能推定输送机器人10b通过送电电极120上、送电装置100 从正式送电已经返回到微弱送电状态的时间。通过上述指令，在送电电极 120上行驶的输送机器人10a再次开始从送电电极120的受电。然后，输送机器人10a的受电控制电路250再次判断在送电电极120上有无受电中的输送机器人10b。
图9是示出输送机器人10a的受电电路控制的一例的流程图。取代图 6的流程图中的步骤S104、S105、S106，而执行步骤S107、S108、S109。在受电电路210内的电流的值或时间变化率高于阈值的情况下，受电控制电路250经由开关控制电路255向受电电路210发送断开电连接的指令 (S107)。然后，受电控制电路250判断是否经过了给定时间(S108)。在经过了给定时间的情况下，受电控制电路250经由开关控制电路255向受电电路210发送接通电连接的指令(S109)。然后，受电控制电路250 再次判断受电电路210的电流的值或时间变化率是否为阈值以下(S101)。
若对在送电电极120上存在受电中的输送机器人10b的情况下的、上述的电动机驱动控制法以及受电电路控制法的行为进行比较，则如下所示。
在电动机驱动控制法中，输送机器人10a在送电电极120的入口附近停止(图5A)。与此相对，在受电电路控制法中，输送机器人10a不受电而在送电电极120上行驶(图8A)。即，在受电电路控制中，输送机器人10a的行驶没有时间损失。
在电动机驱动控制法中，输送机器人10a的受电电路210中的电流成为与Ifull相比足够小的固定值(图5B或图5C)。与此相对，在受电电路控制中，输送机器人10a的受电电路210的电流成为零(图8B或图8C)。即，在受电电路控制法中，输送机器人10a不会对送电电极120上的受电中的输送机器人10b造成影响。
在电动机驱动控制法中，在开始了电动机驱动后(图6的S106)，无需再次判断在送电电极120上是否存在受电中的输送机器人10b(图6的 S102)。与此相对，在受电电路控制法中，在接通了受电电路210的电连接后(图9的S109)，会再次判断在送电电极120上是否存在受电中的输送机器人10b(图9的S101)。
作为变形例，也可以将上述的电动机驱动控制法和受电电路控制法进行组合。
图10是示出输送机器人10a的电动机驱动控制法的另一例的流程图。取代图9的流程图中的步骤S107～S109，而执行步骤S110～S112。在受电电路210的电流的值或时间变化率超过了阈值的情况下，受电控制电路 250向电动机330发送停止驱动的指令(S110)。然后，受电控制电路250 判断是否经过了给定时间(S111)。在经过了给定时间的情况下，受电控制电路250经由电动机控制电路340，向电动机330发送开始驱动的指令(S112)。然后，受电控制电路250再次判断受电电路210的电流的值或时间变化率是否为阈值以下(S101)。作为给定时间，可以使用将送电电极120的长度除以输送机器人10b的移动速度而得到的时间。在该情况下，在输送机器人10a的电动机驱动开始(S112)后，不会在送电电极120上存在受电中的输送机器人10b。受电控制电路250只要接下来判断是否需要受电即可(S102)。
图11是示出输送机器人10a的受电电路控制法的另一例的流程图。取代图6的步骤S104～S106，而执行步骤S113～S115。在受电电路210的电流的值或时间变化率超过了阈值的情况下，受电控制电路250向受电电路210发送提高阻抗的指令(S113)。此时，受电电路210的电流与Ifull相比足够小。但是，受电电路210的电流与上述的受电电路控制法不同而不为零。然后，受电控制电路250判断受电电路210的电流是否已经开始减少(S114)。在受电电路210的电流已经开始减少的情况下，受电控制电路250经由开关控制电路255，向受电电路210发送降低阻抗的指令 (S115)。然后，受电控制电路250判断是否需要受电(S102)。受电电路210的阻抗的高低的调整，例如，能够通过变更受电电路210具有的电阻、电感以及电容的至少一个的值来实现。
接下来，与专利文献1的技术对比来说明本实施方式的效果。在专利文献1中，送电装置的电压监视部监视电压。在电压超过了给定阈值的情况下，送电装置的电力传输停止部停止对受电装置的电力传输。另一方面，在本实施方式中，输送机器人10a的受电控制电路250判断在送电电极120 上有无其他输送机器人10b。在送电电极120上存在其他输送机器人10b 的情况下，输送机器人10a抑制从送电电极120的受电。即，在本实施方式中，能够在受电侧控制电力传输。该受电侧的电力传输的控制不仅能够应用于包含两台移动体的系统，还能够应用于包含三台以上的移动体的系统。
在上述的实施方式中，以输送机器人10a在送电电极120上行驶为前提，输送机器人10a的受电控制电路250向送电控制电路150请求正式送电的开始。但是，即使在输送机器人10a未在送电电极120上行驶时，由于噪声的影响或者输送机器人10a接近于送电电极120，也会存在与Iweak相比非常小的微弱电流流过受电电路210的情况。在该情况下，若经过给定时间，则输送机器人10a的受电控制电路250可能错误地向送电控制电路150请求送电的开始。
为了防止这样的误动作，也可以不同于用于判断在送电电极120上有无受电中的输送机器人10b的阈值(第一阈值)，而导入送电请求所需的阈值(第二阈值)。第二阈值可以设定为比第一阈值小的值。例如，也可以在经过给定时间后，仅在电流的值或时间变化率不超过第一阈值、并且超过了第二阈值时，输送机器人10a的受电控制电路250向送电控制电路 150请求送电的开始。另一方面，在即使电流的值或时间变化率不超过第一阈值且经过了给定时间，而电流的值或时间变化率也不超过第二阈值时，输送机器人10a的受电控制电路250能够判断为自己并未在送电电极 120上行驶。在该情况下，输送机器人10a的受电控制电路250可以不向送电控制电路150请求送电的开始。
在使用电流的值的情况下，第二阈值例如可以是Iweak或比其略小的值。在使用电流的时间变化率的情况下，第二阈值例如可以是电流C0的从零起的增加量的时间变化率或比其略小的值。
在此前的实施方式中，受电控制电路250通过基于在输送机器人10a 的受电电路210中流动的电流或电力的变化的判断而向送电装置100请求正式送电。也可以取代这样的动作，而在送电装置100进行微弱送电时，基于在送电电路110中流动的电流或电力的变化，由送电控制电路150判断为输送机器人10a已经到达了送电电极120上。送电装置100可以向输送机器人10a请求是否进行正式送电的判断。输送机器人10a的受电控制电路250可以在接受到该请求的情况下，若判断为需要正式送电，则向送电装置100请求正式送电。
接下来，更详细地说明与本实施方式的无线电力传输系统中的电力传输相关的结构。另外，以下说明的系统的结构为一例，也可以根据所需的功能以及性能适当进行变更。
图12是简要地示出与本实施方式的无线电力传输系统中的电力传输相关的结构的框图。在图12中，省略了受电控制电路250的图示。送电装置100具备：将从外部的直流电源310供给的直流电力变换为交流电力的逆变器电路160；对交流电力进行送电的两个送电电极120a、120b；和连接在逆变器电路160与送电电极120a、120b之间的匹配电路180。“直流电源310”也包含通过转换器电路将从外部供给的交流电力变换为直流电力的电源。在本实施方式中，逆变器电路160经由匹配电路180与第一以及第二送电电极120a、120b电连接，并向第一以及第二送电电极120a、 120b输出交流电力。输送机器人10具备受电装置200和负载330。
受电装置200具有：与两个送电电极120a、120b进行电容耦合而接收电力的两个受电电极220a、220b；与两个受电电极220a、220b连接的匹配电路280；和与匹配电路280连接，将所接收到的交流电力变换为直流电力并输出的整流电路260。第一受电电极220a与第一送电电极120a 对置时，在与第一送电电极120a之间形成电容耦合。第二受电电极220b 与第二送电电极120a对置时，在与所述第二送电电极之间形成电容耦合。通过这两个电容耦合，以非接触的方式从送电装置100向受电装置200传输交流电力。
本实施方式中的输送机器人10的壳体、送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b各自的尺寸并无特别限定，例如可以设定为以下的尺寸。送电电极120a、120b的长度(Y方向的尺寸)，例如可以在50cm～ 20m的范围内设定。送电电极120a、120b各自的宽度(X方向的尺寸)，例如可以在5cm～2m的范围内设定。输送机器人10的壳体的行进方向以及横向上各自的尺寸，例如，可以在20cm～5m的范围内设定。受电电极 220a的长度(行进方向上的尺寸)，例如可以在5cm～2m的范围内设定。受电电极220a的宽度(横向上的尺寸)，例如可以在2cm～2m的范围内设定。但是，并不限定于这些数值范围。
负载330例如包含驱动用的电动机以及蓄电用的电容器，通过从受电电路210输出的直流电力而被驱动或充电。
电动机可以是直流电动机、永磁同步电动机、感应电动机、步进电动机、磁阻电动机等任意的电动机。电动机经由轴以及齿轮等使输送机器人 10的车轮旋转，从而使输送机器人10移动。根据电动机的种类，受电电路210可以包含整流电路、逆变器电路、逆变器控制电路等各种电路。
电容器例如可以是双电层电容器或锂离子电容器等高电容且低电阻的电容器。通过将这样的电容器用作蓄电器，能够实现比使用了电池(二次电池)的情况更快速的充电。另外，也可以取代电容器而使用二次电池 (例如，锂离子电池等)。在该情况下，虽然充电所需的时间增加，但是能够蓄积更多的能量。输送机器人10通过电容器或二次电池所蓄积的电力驱动电动机而移动。
若输送机器人10移动，则电容器或二次电池的蓄电量(充电量)下降。因此，为了持续进行移动，需要重新充电。因此，输送机器人10若在移动过程中充电量低于给定阈值，则从送电装置100进行充电。
图13是示出无线电力传输系统的更详细的结构例的电路图。在图示的例子中，送电装置100中的匹配电路180具有：与送电电路110连接的串联谐振电路130s、和与送电电极120a、120b连接并与串联谐振电路130s 感应耦合的并联谐振电路140p。匹配电路180具有使逆变器电路160的阻抗与送电电极120a、120b的阻抗匹配的功能。送电装置100中的串联谐振电路130s具有第一线圈L1和第一电容器C1串联连接的结构。送电装置100中的并联谐振电路140p具有第二线圈L2和第二电容器C2并联连接的结构。第一线圈L1和第二线圈L2构成以给定的耦合系数进行耦合的变压器。第一线圈L1与第二线圈L2的匝数比设定为实现所希望的变压比 (升压比或降压比)的值。
受电装置200中的匹配电路280具有：与受电电极220a、220b连接的并联谐振电路230p、和与整流电路260连接并与并联谐振电路230p感应耦合的串联谐振电路240s。匹配电路280具有使受电电极220a、220b 的阻抗与受电电路210的阻抗匹配的功能。并联谐振电路230p具有第三线圈L3和第三电容器C3并联连接的结构。受电装置200中的串联谐振电路240s具有第四线圈L4和第四电容器C4串联连接的结构。第三线圈L3 和第四线圈L4构成以给定的耦合系数进行耦合的变压器。第三线圈L3与第四线圈L4的匝数比设定为实现所希望的变压比的值。
另外，匹配电路180、280的结构并不限定于图13所示的结构。例如，也可以取代串联谐振电路130s、240s的每一个而设置并联谐振电路。此外，也可以取代并联谐振电路140p、230p的每一个而设置串联谐振电路。进而，也可以省略匹配电路180、280中的一方或两方。在省略匹配电路180 的情况下，逆变器电路160和送电电极120a、120b直接连接。在省略匹配电路280的情况下，整流电路260和受电电极220a、220b直接连接。在本说明书中，设置了匹配电路180的结构也相当于逆变器电路160和送电电极120a、120b电连接的结构。同样地，设置了匹配电路280的结构也相当于整流电路260和受电电极220a、220b电连接的结构。
图14A是示意性地示出逆变器电路160的结构例的图。在该例中，逆变器电路160具有：包含四个开关元件(例如IGBT或MOSFET等晶体管) 的全桥型逆变器电路、和送电控制电路150。送电控制电路150具有：输出控制各开关元件的接通(导通)以及断开(非导通)的状态的控制信号的栅极驱动器、和使栅极驱动器输出控制信号的微控制器(微机)等处理器。也可以取代图示的全桥型逆变器电路而使用半桥型逆变器电路或者E 类等的其他振荡电路。逆变器电路160也可以具有通信用的调制解调电路、测定电压/电流等的各种传感器。在具有通信用的调制解调电路的情况下，能够重叠于交流电力而向受电装置200发送数据。
另外，本发明也包含并非以电力传输为目的而是以发送数据为目的而向受电装置200发送微弱的交流信号(例如脉冲信号)的方式。即使为那样的方式，也可以称为传输微弱的电力，因此传输微弱的交流信号(例如脉冲信号)也包含在“送电”或“电力传输”的概念中。此外，那样的微弱的交流信号也包含在“交流电力”的概念中。
图14B是示意性地示出整流电路260的结构例的图。在该例中，受电电路210是包含二极管电桥和平滑电容器的全波整流电路。整流电路260 也可以具有其他整流器的结构。除了整流电路260以外，还可以包含恒压 /恒流控制电路、通信用的调制解调电路等各种电路。整流电路260将所接收到的交流能量变换为负载330能够利用的直流能量。在整流电路260中也可以包含对从串联谐振电路240s输出的电压以及电流等进行测定的各种传感器。
谐振电路130s、140p、230p、240s中的各线圈，例如，可以是形成在电路基板上的平面线圈或层叠线圈、或者使用了铜线、绞合线或扭绞线等的绕组线圈。谐振电路130s、140p、230p、240s中的各电容器，例如能够利用具有芯片形状或引线形状的所有类型的电容器。也可以使隔着空气的2布线间的电容作为各电容器而发挥功能。也可以取代这些电容器而使用各线圈具有的自谐振特性。
直流电源310例如可以是商用电源、一次电池、二次电池、太阳能电池、燃料电池、USB(Universal Serial Bus)电源、高电容的电容器(例如双电层电容器)、与商用电源连接的电压变换器等任意的电源。
典型来说，谐振电路130s、140p、230p、240s的谐振频率f0设定为与电力传输时的传输频率f一致。谐振电路130s、140p、230p、240s各自的谐振频率f0可以不与传输频率f严密地一致。各自的谐振频率f0，例如，可以设定为传输频率f的50～150％左右的范围内的值。电力传输的频率f 例如可以设定为50Hz～300GHz，更优选设定为20kHz～10GHz，进一步优选设定为20kHz～20MHz，再进一步优选设定为20kHz～7MHz。
在本实施方式中，送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间为空隙，其距离比较长(例如，10mm左右)。因此，电极间的电容Cml、 Cm2非常小，送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b的阻抗非常高(例如几kΩ左右)。与此相对，送电电路110以及受电电路210的阻抗例如较低为数Ω左右。在本实施方式中，在靠近送电电极120a、120b 以及受电电极220a、220b的一侧分别配置并联谐振电路140p、230p，靠近送电电路110以及受电电路210的一侧分别配置串联谐振电路130s、 240s。通过这样的结构，从而能够容易地进行阻抗的匹配。串联谐振电路由于在谐振时阻抗成为零(0)，因此适于与低阻抗的匹配。另一方面，并联谐振电路由于在谐振时阻抗变为无限大，因此适于与高阻抗的匹配。因此，通过如图13所示的结构那样，在低阻抗的电源侧配置串联谐振电路，并在高阻抗的电极侧配置并联谐振电路，从而能够容易实现阻抗匹配。同样地，通过在电极侧配置并联谐振电路，并在负载侧配置串联谐振电路，从而能够适当地实现受电装置200中的阻抗匹配。
另外，在缩短送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间的距离、或者在中间配置有电介质的结构中，由于电极的阻抗降低，因此无需设为上述那样的非对称的谐振电路的结构。此外，在没有阻抗匹配的问题的情况下，也可以省略匹配电路180、280本身。
(实施方式2)
接下来，说明本发明的例示性的第二实施方式。
在本实施方式中，由与移动体不同的外部的装置来执行移动体是否受电的判断。外部的装置将判断的结果通知给移动体。移动体接受通知，使自己的阻抗变化。
图15是示出本实施方式中的无线电力传输系统的结构的框图。该无线电力传输系统具备：至少一个送电装置100、至少一个移动体10、和管理移动体10的运行的中央控制装置300。中央控制装置300对送电装置 100和至少一个移动体10进行控制。中央控制装置300通过无线或有线与送电装置100中的送电控制电路150以及移动体10中的受电控制电路250连接。
中央控制装置300例如能够通过具备CPU等控制电路以及存储器等存储装置的计算机来实现。通过控制电路执行保存在存储装置中的计算机程序，从而能够实现后述的动作。
中央控制装置300向送电控制电路150，发送送电的停止以及开始的指令。送电控制电路150将送电中与送电状态相关的信息、例如送电电路 110内的电流、电压以及功率的至少一个的值发送给中央控制装置300。从送电装置100向中央控制装置300的该信息发送例如每隔给定时间被执行。
中央控制装置300还向受电控制电路250，发送受电的开始以及停止的指令。受电控制电路250将表示移动体10的位置的信息以及表示电池 320的余量的信息发送给中央控制装置300。从受电装置10向中央控制装置300的该信息发送例如每隔给定时间被执行。
图15所示的送电装置100以及移动体10的结构与图3所示的结构相同。移动体10也可以具备图7A所示的结构。
中央控制装置300基于表示送电状态的信息、表示移动体320的位置的信息、以及表示电池320的余量的信息中的至少一个信息，来决定移动体10的受电的开始以及停止的定时。中央控制装置300在移动体10要达到送电电极120上时，基于上述的信息，来判断是否使移动体10受电。中央控制装置300基于该判断的结果，将受电开始指令或受电停止指令发送给受电控制电路250。移动体10中的受电控制电路250按照受电开始指令以及受电停止指令，调整自己的阻抗。
图16是示出本实施方式中的移动体10的动作的流程图。移动体10 的受电控制电路250执行以下的动作。
步骤S201：受电控制电路250判定是否接受到受电开始指令。在判定为“是”(Yes)的情况下前进至步骤S202。在判定为“否”(No)的情况下前进至步骤S203。
步骤S202：受电控制电路250若接受受电开始指令，则向送电控制电路150发送从微弱送电向正式送电的切换指令。
步骤S203：受电控制电路250判定是否接受到受电停止指令。在判定为“是”的情况下前进至步骤S204。在判定为“否”的情况下返回至步骤 S201。
步骤S204：受电控制电路250若接受受电停止指令，则向电动机控制电路340发送使阻抗增加的指令。电动机控制电路340接受该指令，使电动机330停止。
步骤S205：接着，受电控制电路250判定是否再次接受到受电开始指令。在判定为“是”的情况下，前进至步骤S206。在判定为“否”的情况下，再次执行步骤S205。
步骤S206：受电控制电路250若再次接受受电开始指令，则向电动机控制电路340发送使阻抗下降的指令。电动机控制电路340接受该指令，使电动机330再次驱动。
在图16的例子中，通过电动机控制电路340使电动机330停止，从而使从送电装置100观察的移动体10的阻抗增加。也可以取代该方法，由受电控制电路250通过受电电路210内的开关、电阻、电容、电感的控制来使阻抗增加。在本实施方式中，受电控制电路250以及电动机控制电路340协作而作为“第一控制电路”来发挥功能。
中央控制装置300例如基于以下的前提，进行受电开始/停止的判断。
前提：
(1)保持有系统内包含的全部送电电极120的位置信息。
(2)关于各送电电极120，始终取得送电装置是否正在进行送电的信息。
(3)始终取得系统内包含的全部移动体10的位置信息以及电池320 的充电余量信息。
(4)若某移动体10接近送电电极120，则在与该移动体10不同的其他移动体10位于送电电极120上的情况下，针对那些移动体10进行“受电开始/停止”的判断，并发送指令。
中央控制装置300例如基于以下的基准1～3中的任意一项来执行各移动体10的受电开始/停止的判断。
·基准1：前者优先
优先靠前位于送电电极上的移动体，向逐渐接近了的移动体发送“受电停止”指令。
·基准2：充电余量优先
优先充电余量较少的移动体，向充电余量较多的移动体发送“受电停止”指令。
·基准3：后者优先
优先后面到达的移动体，向先位于送电电极上的移动体发送“受电停止”指令。
以下，参照图17来说明中央控制装置300的动作的一例。图17是示出中央控制装置300的动作的一例的流程图。在此，如图5A所示，设想两台移动体10a、10b想要从一对送电电极120受电的情况。将先位于送电电极上的移动体10b称为“前面的移动体10b”，将逐渐接近了送电电极的移动体称为“后面的移动体10a”。在该例子中，中央控制装置300 执行以下的动作。
S301：从送电装置100取得送电状态信息。
S302：从后面的移动体10a取得移动体位置信息以及充电状态信息。
S303：从前面的移动体10b取得移动体位置信息以及充电状态信息。
另外，步骤S301～S303可以按任意的顺序执行。
S304：判定后面的移动体10a与送电电极120的距离是否已经成为指定值以下。在判定为“否”的情况下，返回至步骤S301～S303。在判定为“是”的情况下，前进至步骤S305。另外，移动体10a与送电电极120 的距离能够根据各送电电极以及各移动体的位置信息来计算。
S305：判定送电装置100是否处于送电中。在判定为“是”的情况下前进至步骤S306。在判定为“否”的情况下前进至步骤S309。
S306：判定前面的移动体10b的位置是否在送电电极上。在判定为“是”的情况下，前进至步骤S307。在判定为“否”的情况下，前进至步骤S309。
S307：判定后面的移动体10a的电池余量是否大于指定值。在判定为“是”的情况下前进至步骤S308。在为“否”的情况下前进至步骤S312。
S308：向后面的移动体10a发送受电停止指令。
S309：向前面的移动体10b发送受电停止指令。
S310：向后面的移动体10a发送受电开始指令。
S311：向送电装置100发送送电开始指令。
S312：判定后面的移动体10a的电池余量是否大于前面的移动体10b 的电池余量。在判定为“是”的情况下前进至步骤S313。在为“否”的情况下转移至步骤S309。
S313：向后面的移动体10a发送受电停止指令。
通过以上的动作，从而能够根据前面的移动体10b与后面的移动体10a 的电池余量，适当地进行电力供给。
在以上的实施方式中，一对送电电极120敷设于地面，但一对送电电极120也可以敷设于壁等的侧面或天花板等的上表面。根据敷设送电电极 120的场所以及朝向，决定移动体10的受电电极220的配置以及朝向。
图18A示出了将送电电极120敷设于壁等的侧面的例子。在该例子中，受电电极220配置在移动体10的侧方。图18B示出了将送电电极120敷设于天花板的例子。在该例子中，受电电极220配置于移动体10的顶板。如这些例子那样，送电电极110以及受电电极210的配置具有各种各样的变化。
如前所述，本发明的实施方式中的无线电力传输系统能够作为工厂内的物品的输送用的系统来利用。输送机器人10具有装载物品的货架，作为在工厂内自主地移动从而将物品输送到所需要的场所的台车而发挥功能。但是，本发明中的无线电力传输系统以及移动体并不限定于这样的用途，能够用于其他各种各样的用途。例如，移动体并不限于AGV，也可以是其他工业机械、服务机器人、电动汽车、多轴直升机(无人机)等。无线电力传输系统并不限于工厂内，例如，能够在店铺、医院、家庭、道路、跑道其他任意的场所利用。
如上所述，本发明包含以下的项目所记载的移动体以及无线电力传输系统。
[项目1]
一种移动体，通过从具有两个送电电极的送电装置以无线的方式传输的电力来驱动，其具备：
两个受电电极，其与所述两个送电电极分别进行电容耦合而从所述两个送电电极接收交流电力；
受电电路，其与所述两个受电电极连接，将所述两个受电电极接收到的交流电力变换为直流电力或其他交流电力，并供给到驱动所述移动体的电动机或对用于驱动所述移动体的电力进行蓄积的二次电池；和
第一控制电路，其在所述移动体在所述两个受电电极与所述两个送电电极对置的状态下进行移动的期间，接受到要停止来自所述送电装置的所述电力的接收的意思的指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
[项目2]
根据项目1所述的移动体，还具备：第二控制电路，其取得从所述送电装置向所述移动体的所述电力的送电状况、所述移动体的位置、以及所述二次电池的余量中的至少一个信息，并基于所述信息，来判断是否接收来自所述送电装置的所述电力，在判断为不接收所述电力时，向所述第一控制电路发送所述指示。
[项目3]
根据项目1或2所述的移动体，其中，所述第二控制电路在所述受电电路中的功率、电压以及电流中的至少一个的值或时间变化率超过了阈值时，向所述第一控制电路发送所述指示。
[项目4]
根据项目3所述的移动体，其中，在所述送电装置正向与所述移动体不同的其他移动体进行送电时，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的所述至少一个的值或时间变化率超过所述阈值，
在所述送电装置未向与所述移动体不同的其他移动体进行送电时，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的至少一个的值或时间变化率不超过所述阈值。
[项目5]
根据项目3或4所述的移动体，其中，所述第一控制电路在所述两个受电电极与所述两个送电电极分别对置的状态下，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的所述至少一个的值或时间变化率不超过所述阈值且经过了给定时间时，向所述送电装置请求送电。
[项目6]
根据项目1至5中的任一项所述的移动体，其中，所述第一控制电路在从管理所述移动体的运行的中央控制装置接受到所述指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
[项目7]
根据项目6所述的移动体，其中，所述中央控制装置取得从所述送电装置向所述移动体的所述电力的送电状况、所述移动体的位置、以及所述二次电池的余量中的至少一个信息，并基于所述信息，来判断是否使所述移动体接收来自所述送电装置的所述电力，在判断为不使所述移动体接收来自所述送电装置的所述电力时，向所述第一控制电路发送所述指示。
[项目8]
根据项目1至7中的任一项所述的移动体，其中，所述第一控制电路包含控制所述电动机的电动机控制电路，通过所述电动机控制电路向所述电动机发送停止指令，从而使从所述送电装置观察的所述移动体的所述阻抗增加。
[项目9]
根据项目8所述的移动体，其中，所述第一控制电路在向所述电动机发送了所述停止指令之后，经过了给定时间时，向所述电动机发送重新开始驱动的指令。
[项目10]
根据项目8或9所述的移动体，其中，所述第一控制电路在向所述电动机发送了所述停止指令之后，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的所述至少一个的值或时间变化率变得比所述阈值以下的第二阈值低时，向所述电动机发送重新开始驱动的指令。
[项目11]
根据项目1至10中的任一项所述的移动体，其中，所述受电电路具有切换所述两个受电电极与所述电动机之间的电连接的开关，
所述第一控制电路通过向所述开关发送断开所述连接的指令，从而使从所述送电装置观察的所述移动体的所述阻抗增加。
[项目12]
根据项目11所述的移动体，其中，所述控制电路在向所述开关发送了所述指令之后，经过了给定时间时，向所述开关发送接通所述连接的指令。
[项目13]
根据项目11或12所述的移动体，其中，所述受电电路具有：
整流电路；和
开关电路，其连接在所述两个受电电极与所述整流电路之间，并包含所述开关。
[项目14]
根据项目11或12所述的移动体，其中，所述受电电路具有：
整流电路；和
开关电路，其连接在所述整流电路与所述电动机之间，并包含所述开关。
[项目15]
根据项目12或13所述的移动体，其中，所述受电电路具有：
整流电路；
阻抗匹配电路，其连接在所述两个受电电极与所述整流电路之间；和
开关电路，其连接在所述两个受电电极与所述阻抗匹配电路之间、或所述阻抗匹配电路与所述整流电路之间，并包含所述开关。
[项目16]
根据项目1至15中的任一项所述的移动体，其中，所述第一控制电路通过向所述受电电路发送变更所述受电电路具有的电阻、电感以及电容中的至少一个的值的指令，从而提高从所述送电装置观察的所述移动体的所述阻抗。
[项目17]
根据项目1至16中的任一项所述的移动体，其中，还具备所述电动机。
[项目18]
根据项目1至17中的任一项所述的移动体，其中，还具备检测所述受电电路中的功率、电压以及电流中的至少一个的检测器。
[项目19]
根据项目1至18中的任一项所述的移动体，其中，所述移动体为无人输送车。
[项目20]
一种无线电力传输系统，具备：
项目1至19中的任一项所述的移动体；和
所述送电装置。
[项目21]
一种无线电力传输系统，具备：
项目6或7所述的移动体；
所述送电装置；和
所述中央控制装置。
工业实用性
本发明的技术能够利用于通过电力驱动的任意的设备。例如，能够适当地利用于在工厂中使用的无人输送车(AGV)等输送机器人或电动车辆。

Claims (21)

1.一种移动体，通过从具有两个送电电极的送电装置以无线的方式传输的电力来驱动，其具备：
两个受电电极，其与所述两个送电电极分别进行电容耦合而从所述两个送电电极接收交流电力；
受电电路，其与所述两个受电电极连接，将所述两个受电电极接收到的交流电力变换为直流电力或其他交流电力，并供给到驱动所述移动体的电动机或对用于驱动所述移动体的电力进行蓄积的二次电池；和
第一控制电路，其在所述移动体在所述两个受电电极与所述两个送电电极对置的状态下进行移动的期间，接受到要停止来自所述送电装置的所述电力的接收的意思的指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
2.根据权利要求1所述的移动体，还具备：
第二控制电路，其取得从所述送电装置向所述移动体的所述电力的送电状况、所述移动体的位置、以及所述二次电池的余量中的至少一个信息，并基于所述信息，来判断是否接收来自所述送电装置的所述电力，在判断为不接收所述电力时，向所述第一控制电路发送所述指示。
3.根据权利要求1或2所述的移动体，
所述第二控制电路在所述受电电路中的功率、电压以及电流中的至少一个的值或时间变化率超过了阈值时，向所述第一控制电路发送所述指不。
4.根据权利要求3所述的移动体，
在所述送电装置正在向与所述移动体不同的其他移动体进行送电时，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的所述至少一个的值或时间变化率超过所述阈值，
在所述送电装置未向与所述移动体不同的其他移动体进行送电时，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的至少一个的值或时间变化率不超过所述阈值。
5.根据权利要求3或4所述的移动体，
所述第一控制电路在所述两个受电电极与所述两个送电电极分别对置的状态下，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的所述至少一个的值或时间变化率不超过所述阈值且经过了给定时间时，向所述送电装置请求送电。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的移动体，
所述第一控制电路在从管理所述移动体的运行的中央控制装置接受到所述指示时，使从所述送电装置观察的所述移动体的阻抗增加。
7.根据权利要求6所述的移动体，
所述中央控制装置取得从所述送电装置向所述移动体的所述电力的送电状况、所述移动体的位置、以及所述二次电池的余量中的至少一个信息，并基于所述信息，来判断是否使所述移动体接收来自所述送电装置的所述电力，在判断为不使所述移动体接收来自所述送电装置的所述电力时，向所述第一控制电路发送所述指示。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的移动体，
所述第一控制电路包含控制所述电动机的电动机控制电路，通过由所述电动机控制电路向所述电动机发送停止指令，从而使从所述送电装置观察的所述移动体的所述阻抗增加。
9.根据权利要求8所述的移动体，
所述第一控制电路在向所述电动机发送了所述停止指令之后，经过了给定时间时，向所述电动机发送重新开始驱动的指令。
10.根据权利要求8或9所述的移动体，
所述第一控制电路在向所述电动机发送了所述停止指令之后，所述受电电路中的功率、电压以及电流中的所述至少一个的值或时间变化率变得比所述阈值以下的第二阈值低时，向所述电动机发送重新开始驱动的指令。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的移动体，
所述受电电路具有切换所述两个受电电极与所述电动机之间的电连接的开关，
所述第一控制电路通过向所述开关发送断开所述连接的指令，从而使从所述送电装置观察的所述移动体的所述阻抗增加。
12.根据权利要求11所述的移动体，
所述控制电路在向所述开关发送了所述指令之后，经过了给定时间时，向所述开关发送接通所述连接的指令。
13.根据权利要求11或12所述的移动体，
所述受电电路具有：
整流电路；和
开关电路，其连接在所述两个受电电极与所述整流电路之间，并包含所述开关。
14.根据权利要求11或12所述的移动体，
所述受电电路具有：
整流电路；和
开关电路，其连接在所述整流电路与所述电动机之间，并包含所述开关。
15.根据权利要求12或13所述的移动体，
所述受电电路具有：
整流电路；
阻抗匹配电路，其连接在所述两个受电电极与所述整流电路之间；和
开关电路，其连接在所述两个受电电极与所述阻抗匹配电路之间、或所述阻抗匹配电路与所述整流电路之间，并包含所述开关。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的移动体，
所述第一控制电路通过向所述受电电路发送变更所述受电电路具有的电阻、电感以及电容中的至少一个的值的指令，从而提高从所述送电装置观察的所述移动体的所述阻抗。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的移动体，
还具备所述电动机。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的移动体，
还具备检测所述受电电路中的功率、电压以及电流中的至少一个的检测器。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的移动体，
所述移动体为无人输送车。
20.一种无线电力传输系统，具备：
权利要求1至19中的任一项所述的移动体；和
所述送电装置。
21.一种无线电力传输系统，具备：
权利要求6或7所述的移动体；
所述送电装置；和
所述中央控制装置。
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