CN109286246A - 电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输系统 - Google Patents

电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输系统,对送电电极群或者受电电极群的周围的电场的泄漏进行抑制。电极单元被用于电场耦合方式的无线电力传输系统中的送电装置或者受电装置。所述电极单元具备:第1电极群,包含在电力传输时被施加第1电压的多个第1电极;和第2电极群,包含在电力传输时被施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压的多个第2电极。所述多个第1电极以及所述多个第2电极在沿着电极配置面的第1方向排列。所述多个第1电极的至少2个以及所述多个第2电极的至少2个在所述第1方向交替排列。

Description

电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电 力传输系统
技术领域
本公开涉及电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输系统。
背景技术
近年来,针对伴随着移动电话机以及电力汽车等的移动性的设备,正在进行通过无线即非接触来传输电力的无线电力传输技术的开发。无线电力传输技术中存在电磁感应方式以及电场耦合方式等方式。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,通过无线来从一对送电电极向一对受电电极传输交流电力。基于这种电场耦合方式的无线电力传输系统例如被用于从设置于路面或者地面的一对送电电极向负载传输电力的用途。专利文献1公开了一种基于这种电场耦合方式的无线电力传输系统的一个例子。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2010-193692号公报
在现有的基于电场耦合方式的无线电力传输中,可能在送电电极或者受电电极的周围产生电场的泄漏,引起周边的电子设备的误动作等。本公开提供一种能够对送电电极或者受电电极的周围的电场的泄漏进行抑制的技术。
发明内容
为了解决上述课题,本公开的一方式所涉及的电极单元是一种被用于电场耦合方式的无线电力传输系统中的送电装置或者受电装置的电极单元,所述电极单元具备:第1电极群,包含在电力传输时被施加第1电压的多个第1电极;和第2电极群,包含在电力传输时被施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压的多个第2电极,所述多个第1电极以及所述多个第2电极在沿着电极配置面的第1方向排列,所述多个第1电极的至少2个以及所述多个第2电极的至少2个在所述第1方向交替排列。
上述的概括性的或者具体的方式也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质来实现。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组合来实现。
通过本公开的技术,能够抑制送电电极或者受电电极的周围的电场的泄漏,减少周边的电子设备的误动作等的风险。
附图说明
图1是示意性地表示基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一个例子的图。
图2是表示图1所示的无线电力传输系统的概略性结构的图。
图3是表示电力传输时在送电电极120a、120b的周围形成的电场的分布的一个例子的图。
图4是示意性地表示本公开的实施方式1中的无线电力传输系统的图。
图5是表示图4所示的无线电力传输系统的概略性结构的图。
图6是示意性地表示送电装置的结构例的俯视图。
图7是用于对泄漏电场的抑制效果进行说明的示意剖视图。
图8A是示意性地表示送电装置具备两个第1送电电极120a和两个第2送电电极120b的例子的俯视图。
图8B是示意性地表示送电装置具备3个第1送电电极120a和其之间的两个第2送电电极120b的例子的俯视图。
图8C是示意性地表示送电装置具备3个第1送电电极120a和3个第2送电电极120b的例子的俯视图。
图9是示意性地表示在送电电极群的两侧配置有两个第3电极520的结构的例子的俯视图。
图10是示意性地表示基于第3电极520的效果的剖视图。
图11A是示意性地表示两个第3电极520相互连接的结构的例子的图。
图11B是示意性地表示两个第3电极520相互连接的结构的另一例子的图。
图12是表示电极的分割数以及第3电极的有无所导致的泄漏电场的抑制效果的不同的图表。
图13A是示意性表示使位于两端的送电电极120a、120b的宽度比位于内侧的送电电极120a、120b的宽度小的结构的一个例子的俯视图。
图13B是示意性地表示从图13A的结构中的送电电极群产生的电场的一个例子的剖视图。
图14A是表示使ws与wc的比变化时的风险区域的大小的变化的图。
图14B是表示使ws与wc的比变化时的风险区域的大小的变化的另一图。
图15是示意性地表示另一实施方式的图。
图16是概略性地表示与无线电力传输系统中的电力传输有关的结构的框图。
图17是表示无线电力传输系统的更加详细的结构例的电路图。
图18A是示意性地表示送电电路110的结构例的图。
图18B是示意性地表示受电电路210的结构例的图。
图19是表示在地面配置有位置检测用的多个标记的工厂的例子的图。
图20是示意性地表示同时进行电力传输和信息的读取的移动体系统的一个例子的图。
图21是表示本公开的实施方式2中的系统的基本结构的框图。
图22A是示意性地表示具备电子设备的系统的结构以及配置的例子的剖视图。
图22B是示意性地表示具备电子设备的系统的结构以及配置的另一例子的剖视图。
图23是表示图22的结构的变形例的图。
图24A是表示受电电极中的透明区域的结构的例子的图。
图24B是表示受电电极中的透明区域的结构的另一例子的图。
图25是表示屏蔽部件包含具有开口的屏蔽件的结构的例子的图。
图26是表示屏蔽件的另一例子的图。
图27是表示图25所示的结构的变形例的图。
图28是表示图25所示的结构的另一变形例的图。
图29是表示具备对人进行检测的传感器的移动体的例子的图。
图30是表示传感器的概略性结构的图。
-符号说明-
10 搬运机器人
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 送电电极单元
180 匹配电路
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 受电电极单元
280 匹配电路
310 电源
330 负载
520 第3电极
具体实施方式
(作为本公开的基础的见解)
在对本公开的实施方式进行说明之前,对作为本公开的基础的见解进行说明。
图1是示意性地表示基于电场耦合方式的无线电力传输系统的一个例子的图。所谓“电场耦合方式”,是指通过包含多个送电电极的送电电极群与包含多个受电电极的受电电极群之间的电场耦合(以下,也称为“电容耦合”),利用无线来从送电电极群向受电电极群传输电力的传输方式。图示的无线电力传输系统例如是,在工厂内利用无线来向用于物品的搬运的无人搬运车(AGV)等搬运机器人10传输电力的系统。在该系统中,在地面30配置平板状的一对送电电极120a、120b。搬运机器人10具备与一对送电电极120a、120b对置的一对受电电极。搬运机器人10通过一对受电电极来接受从送电电极120a、120b传输的交流电力。接受的电力被提供至搬运机器人10所具有的马达、二次电池或者蓄电用的电容器等负载。由此,进行搬运机器人10的驱动或者充电。
图1中示出了表示相互正交的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,将垂直于Y方向以及Z方向的方向设为X方向。X方向表示送电电极120a、120b排列的方向。另外,本申请的附图所示的构造物的朝向是考虑容易理解说明而设定的,并不限制现实中实施本公开的实施方式时的朝向。此外,附图所示的构造物的整体或者一部分的形状以及大小也并不限制现实的形状以及大小。
图2是表示图1所示的无线电力传输系统的概略性结构的图。该无线电力传输系统具备送电装置100和搬运机器人10。送电装置100具备:一对送电电极120a、120b、和向送电电极120a、120b提供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提供的直流电力转换为交流电力并输出到一对送电电极120a、120b。也可以在将交流转换后的电力施加到送电电极的前级,插入减少阻抗的不匹配的匹配电路。
搬运机器人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所接受的交流电力转换为负载330所要求的电力并提供给负载330的受电电路210。受电电路210例如能够包含整流电路或者频率转换电路等各种电路。也可以在将受电电极受电的电力输出到整流电路的前级,插入减少阻抗的不匹配的匹配电路。
负载330例如是马达、蓄电用的电容器或者二次电池等对电力进行消耗或者积蓄的设备。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,从而在两者对置的状态下,电力通过无线而被传输。被传输的电力被提供给负载330。
各送电电极也可能不与地面平行配置,而与地面交叉配置。例如,在配置于壁等的情况下,各送电电极能够与地面几乎垂直地配置。移动体中的各受电电极也能够与地面交叉配置,以使得与送电电极对置。这样,受电电极的配置根据送电电极的配置而被决定。
在这种电场耦合方式的无线电力传输系统中,一般地,对置的送电电极与受电电极之间的电容较小。因此,在传输较大电力的情况下,向送电电极120a、120b施加较高电压。在该情况下,泄漏到送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b的周围的电场的强度也变高。
图3是表示电力传输时在送电电极120a、120b的周围形成的电场的分布的一个例子的图。在图3中,电场强度越高的区域也被较深描绘。为了减小电磁噪声等对电子设备的影响,需要缩小在各电极的周围分布的电场强度较高的区域的范围。例如,需要使距离各电极规定距离的位置处的电场强度不超过电子设备的规定的抗干扰基准值。此外,考虑到生物体安全性,也可能需要以国际非电离放射线防护委员会(ICNIRP)规定的基准值为目标,减少泄漏电场强度。
本发明人以及以上的考察,想到以下说明的本公开的各方式。
本公开的一方式所涉及的电极单元是一种被用于电场耦合方式的无线电力传输系统中的送电装置或者受电装置的电极单元,具备:第1电极群,包含在电力传输时施加第1电压的多个第1电极;和第2电极群,包含在电力传输时施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压的多个第2电极,所述多个第1电极以及所述多个第2电极在沿着电极配置面的第1方向排列,所述多个第1电极的至少两个以及所述多个第2电极的至少两个在所述第1方向交替排列。
多个第1电极以及多个第2电极沿着某个面而被排列。将该面称为“电极配置面”。电极配置面并不局限于精确的平面,也可以是曲面。不需要全部电极处于同一平面上,这些电极沿着电极配置面排列即可。
所谓“所述多个第1电极的至少两个以及所述多个第2电极的至少两个在所述第1方向交替排列”,是指这些电极沿着第1方向,按照第1电极、第2电极、第1电极、第2电极的顺序排列。换句话说,在这两个第1电极之间配置一个第2电极,在这两个第2电极之间配置一个第1电极。
通过这样的结构,电力传输时从第1电极产生的电场与从其相邻的第2电极产生的电场被部分抵消。其结果,能够抑制相邻的第1以及第2电极之间的缝隙(以下,也称为“边界”)上的区域处的泄漏电场。由此,例如能够减少周边的设备的误动作的风险。
在某实施方式中,多个第1电极的个数与多个第2电极的个数相等。在其他实施方式中,多个第1电极的个数与多个第2电极的个数的差为1。在这些实施方式中,也可以配置为多个第1电极的全部与多个第2电极的全部交替排列。在该情况下,多个第1电极分别与多个第2电极的任意一个相邻,与其他任意的第1电极都不相邻。此外,多个第2电极分别与多个第1电极的任意一个相邻,与其他任意的第2电极都不相邻。
通过这种结构,针对第1电极群以及第2电极群中包含的相邻的任意两个电极,都产生上述的泄漏电场的抑制效果。因此,能够得到进一步高的效果。
为了进一步提高泄漏电场的抑制效果,电极单元也可以还具备与所述第1以及第2电极群的至少一方隔着缝隙而配置的导电体(称为“第3电极”)。第3电极构成为电力传输时带有振幅比所述第1以及第2电压的振幅小的第3电压。所述至少一个第3电极的至少一部分能够被配置为在从垂直于所述电极配置面的方向观察的情况下,位于由所述第1以及第2电极群规定的区域的外侧或者内侧。
通过这种结构,能够抑制第1以及第2电极群之中的位于端部的电极的附近、特别是侧方的泄漏电场。特别地,两个第3电极也可以在从垂直于所述电极配置面的方向观察时,位于由第1以及第2电极群规定的区域的两侧。在该情况下,能够减少第1以及第2电极群中的两端的两个电极的附近的电场强度,能够得到进一步高的效果。
上述的电极单元也可以具备片状构造体。各电极也可以处于片状构造体的内部。也可以将形成于片状构造体中包含的基板的导电体图案用作为各电极。片状构造体例如也可以是具有多个层的层叠构造体。在设置有第3电极的结构中,第1至第3电极的至少两个也可以位于多个层之中的不同层。这种结构例如容易被采用于与第1至第3电极独立地配置有用于抑制泄漏电场的导电体(称为“屏蔽件”)的情况。这种屏蔽件例如能够被配置为在送电装置与受电装置之间,覆盖相邻的第1电极与第2电极的缝隙。在该情况下,屏蔽件被配置于不同于该第1以及第2电极的层。第3电极例如也能够配置于与屏蔽件相同的层。第1以及第2电极也可以被配置于不同的层。
上述的电极单元能够被搭载于电场耦合方式的无线电力传输系统中的送电装置或者受电装置。送电装置具备:电极单元、和向该电极单元中的第1电极群以及第2电极群提供交流电力的送电电路。受电装置具备:电极单元、和将该电极单元中的第1以及第2电极所接受的交流电力转换为直流电力或者其他交流电力并提供给负载的受电电路。无线电力传输系统具备这种送电装置和受电装置两者。
在电极单元被搭载于送电装置的形态中,第1以及第2电极群与送电电路连接。送电电路例如具备逆变器电路。逆变器电路输出被提供给第1以及第2电极群的交流电力。通过送电电路,向第1电极群施加第1电压,向第2电极群施加第1电压的相反相位的第2电压。这里所谓“相反相位”,是指相差大于90度且小于270度的值的相位。在某实施方式中,第1电压的相位与第2电压的相位的差被设定为几乎180度。第2电压的振幅典型地与第1电压的振幅几乎相等,但也可以不同。
另一方面,在电极单元被搭载于受电装置的形态中,第1以及第2电极群与受电电路连接。受电电路例如具备整流电路或者频率转换电路。受电装置中的第1以及第2电极群从与其对置的送电装置中的第1以及第2电极群接受交流电力。此时,向受电装置中的第1电极群施加第1电压,向第2电极群施加第1电压的相反相位的第2电压。
在本说明书中,可能将搭载于送电装置的电极单元称为“送电电极单元”,将搭载于受电装置的电极单元称为“受电电极单元”。此外,可能将送电电极单元中的各电极称为“送电电极”,将受电电极单元中的各电极称为“受电电极”。
在某实施方式中,受电电极单元中的第1电极的个数与送电电极单元中的第1电极的个数相等,受电电极单元中的第2电极的个数与送电电极单元中的第2电极的个数相等。在这种实施方式中,受电电极单元中的多个第1电极在电力传输时与送电电极单元中的多个第1电极分别对置。同样地,受电电极单元中的多个第2电极在电力传输时与送电电极单元中的多个第2电极分别对置。通过这些相互对置的电极间的电场耦合,电力被非接触地传输。为了实现高效的电力传输,在送电电极单元与受电电极单元之间,第1电极的个数、第2电极的个数、各电极的宽度、各电极的配置能够被设计为一致。但是,即使在这些未严格一致的情况下,也能够进行电力传输。例如,受电电极单元中的第1电极的个数也可以与送电电极单元中的第1电极的个数不同,受电电极单元中的第2电极的个数也可以与送电电极单元中的第2电极的个数不同。在该情况下,也能够通过适当地设计各电极的宽度,来确保良好的电力传输特性。
受电装置例如能够被搭载于移动体。本公开中的“移动体”并不限定于所述的搬运机器人这样的车辆,也指由电力驱动的任意的可移动物体。移动体中,例如包含具备电动马达以及1个以上的车轮的电动车辆。这种车辆例如能够是所述的搬运机器人等的无人搬运车(Automated Guided Vehicle:AGV,自动制导汽车)、叉车、顶棚行驶式搬运机构(Overhead Hoist Transfer,高架提升传输:OHT)、电力汽车(EV)、电动手推车、电动轮椅。本公开中的“移动体”中也包含不具有车轮的可移动物体。例如,双足步行机器人、多轴直升机等的无人机(Unmanned Aeria1 Vehicle:UAV,所谓无人驾驶飞机)、有人的电动航空机以及电梯也包含于“移动体”。
本公开的另一实施方式中的电子设备被搭载于具备上述的受电装置的移动体。受电装置接受从送电装置无线地传输的电力并提供给负载。电子设备具备传感检测设备。传感检测设备从移动体的周围的传感检测对象,利用电磁场或者超声波来获取信息。电子设备也可以还具备屏蔽部件。屏蔽部件在不妨碍电磁场或者超声波从传感检测对象向传感检测设备的传播的情况下,屏蔽从送电装置向受电装置的电力传输时产生的泄漏电磁场。电子设备例如从垂直于电极配置面的方向观察,能够被配置于第1电极群以及第2电极群之中的相邻的两个电极之间。
“传感检测设备”例如能够是摄像元件、人检测传感器、障碍物检测传感器、RFID读取器、无线通信器、超声波传感器、温度传感器等任意的电子设备。传感检测设备例如能够利用紫外线、可见光、红外线、太赫兹波或微波等的电磁波或者电磁感应,来从移动体的周围的传感检测对象获取信息。换句话说,传感检测设备能够利用电磁场来对周围的环境进行传感检测。传感检测设备并不局限于利用电磁场,也可以利用超声波等其他物理的变化来对移动体的周围进行传感检测。
“传感检测对象”(以下,也可能称为“对象物”。)例如能够是包含所述的一维或者二维的代码的标记。传感检测设备例如能够是具备被一维或者二维地排列的多个光电转换元件的摄像元件或者条形码读取器。这些传感器通过拍摄标记,能够获取记录于代码的信息。代码例如能够包含位置信息。在该情况下,传感检测设备通过读取代码,能够获取该代码的位置信息。由此,能够识别移动体的位置。
“传感检测对象”也可以是人或者其他障碍物(例如,动物、其他移动体或者被暂时配置的物体)。在该情况下,传感检测设备例如能够是读取器、激光雷达(LIDAR)、红外线传感器、摄像元件或者超声波传感器等传感器。这些传感器能够利用电磁波或者超声波来检测周边的人或者其他障碍物的存在。移动体能够基于传感器的输出来执行各种动作。例如,若检测到送电电极的附近存在人或者其他物体,则移动体能够向送电装置指示以使得减少或者停止传输的电力。
另外,从传感检测对象向传感检测设备传播的电磁场或者超声波在通过屏蔽部件时,也可以稍微衰减。在本说明书中,在屏蔽部件使该电磁场或者超声波的能量的过半数通过的情况下,相当于这些“不妨碍传播”。此外,与屏蔽的噪声频带的电磁分量能量的抑制度相比,在传感检测的该电磁场或者超声波的能量的衰减度较低的情况下,能够实现本发明的功能。
屏蔽部件可以完全包围传感检测设备,也可以在电磁噪声的影响较少的情况下局部包围。屏蔽部件的材料能够根据电力传输中使用的频率以及传感检测的方式来适当地选择。
在传感检测设备利用光来从传感检测对象获取信息的情况下,屏蔽部件能够包含透明导电部件。透明导电部件能够被配置在从传感检测对象向传感检测设备入射的光的路径上。透明导电部件使光透过,但屏蔽电力传输所导致产生的比较低频的电磁场。由此,能够在不影响传感检测的情况下,缓和各电极的周围的电磁场所导致的对传感检测设备的影响。屏蔽部件也可以通过该透明导电部件和非透明的一般的导电部件来包围传感检测设备。
在本说明书中,所谓“光”,并不限定于可见光(波长约为400nm至700nm的电磁波),也包含紫外线(波长约为10nm至400nm的电磁波)以及红外线(波长约为700nm至2500nm的电磁波)。也可能将紫外线称为“紫外区域的光”或者“紫外光”,将可见光称为“可见区域的光”,将红外线称为“红外区域的光”或者“红外光”。
在传感检测设备利用电磁波来从传感检测对象获取信息的形态中,屏蔽部件也可以包含具有至少一个开口的屏蔽件。这种屏蔽件能够被配置于从传感检测对象向传感检测设备的电磁波的传播路径上。屏蔽件至少表面具有导电性。屏蔽件能够接地。在这种方式中,传感检测设备利用具有比从送电装置向受电装置传输的电力的频率f1高的最低频率fm的频带的电磁波来从传感检测对象获取信息。屏蔽件中的各开口的直径被设定为大于传感检测中使用的电磁波的波长的一半且小于电力传输中使用的频率的电磁波的波长的一半的值。换言之,将真空中的光速度设为c,屏蔽件中的各开口的直径能够被设定为大于c/(2fm)且小于c/(2f1)的值。由此,屏蔽件使传感检测中利用的较高频率的电磁波通过,但能够屏蔽电力传输所导致的较低频率的电磁波。
传感检测对象例如能够被配置于相邻的两个送电电极之间。被配置于两个送电电极之间的包含一维或者二维的代码的标记或者RF标签等的通信器能够成为传感检测对象。在该情况下,屏蔽部件在从该标记或者通信器向传感检测设备的光或者电波等的电磁波的路径,能够具备所述透明导电部件或者具有至少一个开口的屏蔽件。
传感检测对象也可以位于送电电极群中包含的一个送电电极上。在该情况下,在送电电极群与受电电极群对置的状态下,与传感检测对象重叠的受电电极的部分能够由具有透光性的材料构成。传感检测设备能够对通过了受电电极的具有透光性的部分的来自传感检测对象的光进行检测来获取信息。
以下,对本公开的实施方式更具体地进行说明。但是,存在省略非必要详细的说明的情况。例如,存在省略针对已知事项的详细说明以及实质相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长,使本领域的技术人员容易理解。另外,发明人是为了本领域的技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明,并不意图通过这些来限定权利要求书中所述的主题。在以下的说明中,对具有相同或者类似的功能的结构要素赋予相同的参照符号。
(实施方式1)
图4是示意性地表示本公开的实施方式1中的无线电力传输系统的图。在图4所示的系统中,与图1所示的系统不同地,送电装置具备:包含多个第1送电电极120a的第1送电电极群、和包含多个第2送电电极120b的第2送电电极群。两个第1送电电极120a与两个第2送电电极120b在沿着第1送电电极120a的表面的第1方向(在本例中为X方向),以一定的间隔而交替排列。多个第1送电电极120a以及多个第2送电电极120b沿着地面平行地延伸,被配置于几乎同一平面上。
受电装置具备:包含多个第1受电电极的第1受电电极群、和包含多个第2受电电极的第2受电电极群。在电力传输时,多个第1受电电极与多个第1送电电极分别对置,多个第2受电电极与多个第2送电电极分别对置。在该状态下,通过无线来从送电装置向具备受电装置的搬运机器人10传输电力。
图5是表示图4所示的无线电力传输系统的概略性结构的图。本实施方式中的送电装置100具备送电电极单元150和送电电路110。送电电极单元150具备两个第1送电电极120a和两个第2送电电极120b。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提供的直流电力转换为交流电力并输出到各送电电极120a、120b。
送电电路110具备输出交流电力的两个端子。一个端子与两个第1送电电极120a连接,另一个端子与两个第2送电电极120b连接。在电力传输时,送电电路110向两个第1送电电极120a施加第1电压,向两个第2送电电极120b施加与第1电压相反相位的第2电压。
搬运机器人10具备受电装置200和负载330。受电装置200具备受电电极单元250和受电电路210。受电电路210以及负载330的结构与图2所示的结构相同。受电电极单元250具备两个第1受电电极220a和两个第2受电电极220b。两个第1受电电极220a以及两个第2受电电极220b在一方向(图4中的X方向)上交替排列。
在本实施方式中,受电电极单元250中的4个受电电极各自的宽度以及配置间隔被设定为与送电电极单元150中的4个送电电极各自的宽度以及配置间隔几乎相等。在电力传输时,两个第1受电电极220a分别与两个第1送电电极120a对置,两个第2受电电极220b分别与两个第2送电电极120b对置。在该状态下,若从送电电路110输出交流电力,则通过相互对置的送电电极群与受电电极群之间的电容耦合,从而电力被非接触地传输。
搬运机器人10能够在送电电极120a、120b上停车或者行驶并且从送电装置100接受电力。搬运机器人10保持送电电极120a、120b与受电电极220a、220b接近并对置的状态并且在各电极延伸的方向(图4中的Y方向)上移动。由此,搬运机器人10例如能够对电容器等蓄电器进行充电并且移动。
图6是示意性地表示本实施方式中的送电装置的结构的俯视图。如图所示,送电电路110具备逆变器电路(Inv)。逆变器电路在电力传输时,向两个第1送电电极120a施加第1电压,向两个第2送电电极120b施加与第1电压相反相位的第2电压。这里,所谓相反相位,是指具有大于90度且小于270度的相位差。典型地,第2电压的相位与第1电压的相位相差180度。但是,两者的相位差即使偏离于180度也能够进行电力传输。第2电压的振幅与第1电压的振幅几乎相等。严格来说,第1以及第2电压也可能不仅包含传输频率的分量,还包含其他多个频率的分量。在该情况下,与上述的相位有关的条件成立的都是传输频率的分量。这里所谓“传输频率”,是指与送电电极120a、120b连接的逆变器电路的开关频率。
接下来,对基于本实施方式的泄漏电场的抑制效果进行说明。
图7是用于对本实施方式中的泄漏电场的抑制效果进行说明的示意剖视图。图中的箭头简略地表示电力线的一部分。图7表示向各第1送电电极120a施加正(+)电压、向各第2送电电极120b施加负(-)电压的瞬间的状况。在另一瞬间,向各第1送电电极120a施加负(-)电压,向各第2送电电极120b施加正(+)电压。在图7中,省略送电电极120a、120b的背面侧(-Z侧)的电力线的图示。
如图7所示,在本实施方式中,在某个瞬间被施加正电压的两个第1送电电极120a与被施加负电压的两个第2送电电极120b在X方向被交替配置。因此,通过带有第1电压的第1送电电极120a而形成的电场与通过带有相反相位的第2电压的第2送电电极120b而形成的电场被部分抵消。其结果,主要形成在第1送电电极120a与第2送电电极120b之间的缝隙上的电场的强度减少。该效果在相邻的任意的两个电极之间同样产生。因此,在本实施方式中,例如与图1所示的使用宽度较宽的两个送电电极的情况相比,能够减少在Z方向与各电极分离的区域的泄漏电场。
这样的效果在第1送电电极120a以及第2送电电极120b各自的数量不同于2个的情况下也能够得到。第1送电电极120a以及第2送电电极120b的至少一方的个数为2个以上,这些第1以及第2送电电极的至少一部分被交替配置即可。第1送电电极120a的个数与第2送电电极120b的个数也可以不一致。
在将第1送电电极120a的个数与第2送电电极120b的个数的差设为1或者0,并将其交替排列的情况下,能够特别有效地抑制泄漏电场。因此,以下对这种情况的几个例子进行说明。
在以下的说明中,将第1以及第2送电电极120a、120b的分割数设为Nd。所谓分割数,以图1所示的比较例的结构为基准,表示第1以及第2送电电极120a、120b分别被几分割。但是,在第1以及第2送电电极120a、120b的个数不同的情况下,使用表示其个数的平均值的小数来表示分割数Nd。例如,在第1送电电极120a的个数为2、第2送电电极120b的个数为3的情况下,表现为Nd=2.5。在以下的说明中,主要假定各电极的长度全部相等、第1送电电极群的宽度的总和与第2送电电极群的宽度的总和相等的结构。这里所谓“相等”,并不限定于严格相等的情况,只要两者之差收敛于小于较短一方的宽度的十分之一,就解释为“相等”。各电极的长度以及宽度并不限定于以下的例子,能够在可电力传输的范围内适当地调整。
图8A是示意性地表示送电装置具备两个第1送电电极120a和两个第2送电电极120b的例子的俯视图。该结构与图6所示的结构相同,Nd=2。在该例子中,各电极的宽度以及长度全部相等。
图8B是示意性地表示送电装置具备3个第1送电电极120a和其之间的两个第2送电电极120b的例子的俯视图。在该例子中,Nd=2.5。内侧的一个第1送电电极120a以及两个第2送电电极120b各自的宽度分别为外侧的两个第1送电电极120a的宽度的2倍。在某瞬间,向3个第1送电电极120a施加正电压,向两个第2送电电极120b施加负电压。因此,由3个第1送电电极120a和其之间的两个第2送电电极120b形成的电场被部分抵消,泄漏电场减少。
图8C是示意性地表示送电装置具备3个第1送电电极120a和3个第2送电电极120b的例子的俯视图。在该例子中,Nd=3。各电极的长度以及宽度全部相等。在各第1送电电极120a的旁边配置一个或者两个第2送电电极120b。同样地,在各第2送电电极120b的旁边配置一个或者两个第1送电电极120b。在某瞬间,向3个第1送电电极120a施加正电压,向3个第2送电电极120b施加负电压。因此,由3个第1送电电极120a和3个第2送电电极120b形成的电场被部分抵消,泄漏电场减少。
除了图8A至图8C所示的例子以外,例如也能够是第1送电电极120a以及第2送电电极120b的至少一方被配置4个以上的结构、即Nd=3.5以上的结构。
在以上的各例中,关于位于送电电极群的两端的两个电极,由于在其外侧不存在其他电极,因此泄漏电场的抑制效果较低。为了解决该情况,也可以在两侧的两个电极的至少一方的附近,配置至少一个带有与该电极的电压不同的电压的导电体。在本说明书中,将这种导电体称为“第3电极”,将第3电极所带有的电压称为第3电压。
图9是示意性地表示在送电电极群的两侧配置有两个第3电极520的结构的例子的俯视图。在该例子中,在图8B所示的结构的基础上,配置两个第3电极520。第3电极520与位于两端的第1送电电极120a以及第2送电电极120b分别隔开缝隙而被配置。
各第3电极520在与各第1送电电极120a、各第2送电电极120b所延伸的方向相同的方向上延伸。各第3电极520的宽度(X方向的尺寸)比各第1送电电极120a的宽度以及各第2送电电极120b的宽度小。各第3电极520的宽度也可以微小,例如,也可以小于第1以及第2送电电极120a、120b的各自的宽度的12%。此外,从与平行于第1以及第2送电电极120a、120b的平面垂直的方向观察时,各第3电极520的面积比第1以及第2送电电极120a、120b的各自的面积小。各第3电极520的面积也可以微小,例如,也可以小于第1以及第2送电电极120a、120b的各自的面积的12%。
第3电极520所带有的第3电压的振幅均小于第1以及第2电压的振幅。这里所谓“电压”,是指相对于基准电位的电位。基准电位典型地为接地电位。
为了电力传输时各第3电极520带有上述那样的电压,大致有两个方法。第1方法如图9的例子那样,将各第3电极520接地。第2方法将两个第3电极520相互连接。
在图9的例子中,两个第3电极520被接地。在该例子中,两个第3电极520分别与送电电路110中的接地端子连接。电力传输时,从送电电路110中的逆变器电路Inv向两端的送电电极120a、120b施加交流电压。向两个第3电极520提供接地电位。其结果,从两端的送电电极120a、120b产生的电力线针对接地电位取向。因此,与不存在第3电极520时相比,泄漏电解的分布迅速收敛于较窄的范围。
图10是示意性地表示基于第3电极520的效果的剖视图。如附图所示,通过两端的两个送电电极120a、120b与接近于其的两个第3电极520的电磁耦合,该两个送电电极120a、120b的上下表面以及侧方的泄漏电场减少。由此,不仅针对与送电电极群的表面垂直的方向,而且针对与该表面平行的方向,也能够减少设备的误动作。
在图9的例子中,各第1送电电极120a、各第2送电电极120b以及各第3电极520具有在同一方向延伸的构造。在各第3电极520中,从连接于接地端子的一端到另一端的长度(图9所示的L)例如能够被设定为小于传输的电力的频率所对应的波长的1/4。这是为了避免各第3电极520作为天线而发挥作用从而进行不必要的放射。
图11A以及图11B是示意性地表示两个第3电极520相互连接的结构的例子的图。在这些例子中,送电电极单元还具备将两个第3电极520电连结的连接导体520c。向两个第3电极520提供第3电压是通过一个第3电极520以及连接导体520c的一部分与第1送电电极120a的电磁耦合、以及另一个第3电极520以及连接导体520c的另一部分与第2送电电极120b的电磁耦合而实现的。
在图11A的例子中,两个第3电极520在与送电电极120a、120b延伸的方向相同的方向上延伸。两个第3电极520各自的长度比送电电极120a、120b各自的长度稍长。连接导体520c将两个第3电极520的一端彼此连结。从与XY面垂直的方向观察时,送电电极120a、120b位于由两个第3电极520以及连接导体520c规定的区域的内侧。这里,所谓由两个第3电极520以及连接导体520c规定的区域,是指被这些部分包围的区域。
在图11B的例子中,连接导体520c在第1送电电极120a以及第2送电电极120b的背面侧,将两个第3电极520的两端以外的部位彼此连结。所谓“背面侧”,是指电力传输时受电电极220a、220b所位于的一侧的相反侧。连接导体520c如图所示,可以将两个第3电极520的中央部彼此连结,也可以将其他部位彼此连结。
在图11A以及图11B所示的结构中,若向送电电极120a、120b施加交流电压,则在两个第3电极520以及连接导体520c与送电电极120a、120b之间产生电容耦合。具体而言,连接导体520c之中接近于两个第1送电电极120a的部分以及一个第3电极520与各第1送电电极120a耦合。另一方面,连接导体520c之中接近于各第2送电电极120b的部分以及另一个第3电极520与各第2送电电极120b耦合。另一方面,由于第3电极520经由连接导体520c而被强制地导电连接,因此电位被强制地固定。其结果,发现在送电电极120a、120b的周边,出现伴随着低振幅的第3电位的第3电极的效果。即,泄漏电场向X轴方向的强度急剧减少。
在图11A以及图11B所示的结构中,两个第3电极520以及连接导体520c能够被设计为与两个第1送电电极120a之间的耦合电容接近于与两个第2送电电极120b之间的耦合电容。例如,两个第3电极520以及连接导体520c能够被设计为这两个耦合电容一致。通过这种结构,能够更有效地抑制泄漏电场。
本发明人分别针对本实施方式的结构以及第1以及第2送电电极未被分割的比较例的结构,进行电磁场解析,验证了本实施方式的效果。以下,参照图12来对解析结果进行说明。
在本解析中,对改变电极的分割数Nd时的、电场强度超过ICNIRP规定的基准值的区域(称为风险区域)的范围的变化进行解析。解析中,使用以下的表1所示的4个结构。
【表1】
在任意的结构中,全部第1送电电极120a的宽度的总和与全部的第2送电电极120b的宽度的总和都相等地被设定为150mm。
Nd=1的结构相当于图1所示的结构。第1送电电极120a的宽度w1以及第2送电电极120b的宽度w2都为150mm。
Nd=2的结构相当于图gA所示的结构。两个第1送电电极120a各自的宽度w1以及两个第2送电电极120b各自的宽度w2都为75mm。
Nd=2.5的结构相当于图8B所示的结构。两端的两个第1送电电极120a各自的宽度为37.5mm,中央的第1送电电极120a以及其两侧的两个第2送电电极120b各自的宽度为75mm。
Nd=3的结构相当于图8C所示的结构。3个第1送电电极120a各自的宽度w1以及3个第2送电电极120b各自的宽度w2都为50mm。
针对各个结构,针对图9所示的配置了两个第3电极520的情况和未配置两个第3电极520的情况这两者进行了解析。解析中使用的其他参数如下。
·各电极的长度:450mm
·输入电力:1kW
·各第3电极的宽度:1mm
·两端的两个送电电极与第3电极的间隙:0.5mm
图12是表示解析结果的图表。横轴表示分割数Nd、即相应于上述的4个结构的任一个。纵轴表示从送电电极群的中央部的表面到电场强度为ICNIRP所规定的基准值以下的点的距离。该距离相当于与电极表面垂直的方向上的风险区域的长度的一半。
由图12可知,相比于Nd=1的比较例,在其他结构中,与电极垂直的方向上的风险区域均缩小。电极的分割数Nd越增加,该效果越高。根据其结果确认了使电极的分割数Nd增加的本实施方式的有效性。特别地,在配置有第3电极520的结构中,其效果更加显著。
在图8B所示的结构中,第1电极群以及第2电极群之中,位于两端的两个电极的宽度比其他任意电极的宽度小。在这种结构中,相比于将全部电极的宽度设为同一值的情况,能够抑制两侧的泄漏电场。该效果在仅使位于两端的两个电极的一个的宽度比与该电极相邻的其他电极的宽度小的情况下也能够得到。换言之,第1电极群以及第2电极群之中,位于两端的两个电极的至少一个的宽度也可以比与两个电极的至少一个相邻的其他电极的宽度小。以下,对这方面进行说明。
图13A是示意性地表示使位于两端的送电电极120a、120b的宽度比位于内侧的送电电极120a、120b的宽度小的结构的一个例子的俯视图。图13B是示意性地表示从该结构中的送电电极群产生的电场的一个例子的剖视图。图13A以及图13B的结构相当于使图8A的结构中的两侧的两个送电电极120a、120b的宽度减小的结构。通过使外侧的两个送电电极的宽度ws比内侧的两个送电电极的宽度wc小,能够减小外侧的两个送电电极的周边的泄漏电场。
图14A以及图14B表示在这种结构中,使ws与wc比变化时的风险区域的大小的变化。图14A表示未配置第3电极(侧接地:也称为SG)的情况下的解析结果。图14B表示第3电极被配置于送电电极群的两侧的情况下的解析结果。图14A以及图14B所示的解析是针对Nd=1、Nd=2、Nd=2.5、Nd=3、Nd=3.5这5个结构进行的。图14B中,为了参考,针对Nd=1的结构,不仅标绘存在两侧的第3电极的情况(wSG),也标绘不存在两侧的第3电极的情况(wo)的结果。
由图14A以及图14B可知,通过减小ws,存在能够减小泄漏电场的强度较高的风险区域的趋势。但是,在配置有第3电极的情况下,若过度减小ws与wc的比,则也存在效果变低的趋势。若考虑这些结果,则在使ws/wc小于1的情况下,例如各电极的宽度能够被设计为满足0.05≤ws/wc≤0.9。若满足0.1≤ws/wc≤0.6,则能够得到更高的效果。另外,特别是在ws被设定为小于wc的情况下,送电电极单元与受电电极单元的电极的分割数也可以不相等。如上述那样,使电极单元的两端的电极的宽度变窄具有提高电场泄漏风险的抑制的效果的趋势。但是,若考虑移动体相对于送电装置的位置偏移的可能性,则使两端的电极的宽度变窄对于在收发电极单元间稳定地提高耦合电容是不利的。在该情况下,也可以使送电电极单元以及受电电极单元的电极的分割数不同,适当地设计各电极的宽度。通过这样,能够提高移动体相对于送电装置的位置偏移的允许度。
图15是示意性地表示本实施方式的另一变形例的图。该例子中的送电电极单元150具备:4根第1送电电极120a和4根第2送电电极120b。即,在该例子中,Nd=4。这些电极在图15中的纵向(第1方向)交替配置,各电极在与第1方向正交的第2方向延伸。另外,第2方向与第1方向交叉即可,也可以不必正交。
在图15所示的例子中,多个第1送电电极120a在各第1送电电极120a的、第2方向上的一端侧(图15中的左侧),通过第1导电线120c而被电连接。另一方面,多个第2送电电极120b在各第2送电电极120b的、第2方向上的另一端侧(图15中的右侧),通过第2导电线120d而被电连接。多个第1送电电极120a经由第1导电线120c而与送电电路110的一个端子连接。多个第2送电电极120b经由第2导电线120d而与送电电路110的另一端子连接。通过这种结构,能够避免多个第1送电电极120a的连接位置即第1导电线120c与多个第2送电电极120b的连接位置即第2导电线120d的交叉。因此,容易将送电电极单元150配置于送电装置内。
接下来,对本实施方式的无线电力传输系统中的与电力传输有关的结构更加详细地进行说明。另外,以下说明的系统的结构是一个例子,也可以根据请求的功能以及性能来适当地变更。
图16是示意性地表示本实施方式的无线电力传输系统中的与电力传输有关的结构的框图。送电装置100具备:将从外部的电源310提供的电力转换为电力传输用的交流电力的送电电路110、对交流电力进行送电的两个第1送电电极120a以及两个第2送电电极120b、和连接于送电电路110与送电电极120a、120b之间的匹配电路180。在本实施方式中,送电电路110经由匹配电路180而与第1以及第2送电电极120a、120b电连接,向第1以及第2送电电极120a、120b输出交流电力。搬运机器人10具备受电装置200和负载330。
受电装置200具有:与两个第1送电电极120a以及两个第2送电电极120b分别电容耦合来接受电力的两个第1受电电极220a以及两个第2受电电极220b、与受电电极220a、220b连接的匹配电路280、和与匹配电路280连接并将接受的交流电力转换为直流电力并输出的受电电路210。两个第1受电电极220a在与两个第1送电电极120a对置时,与两个第1送电电极120a之间形成电容耦合。两个第2受电电极220b在与两个第2送电电极120b对置时,与两个第2送电电极120b之间形成电容耦合。经由这4个电容耦合,从送电装置100向受电装置200非接触地传输交流电力。
本实施方式中的搬运机器人10的壳体、送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b各自的尺寸并不被特别限定,例如能够被设定为以下的尺寸。送电电极120a、120b的长度(Y方向的尺寸)例如能够被设定为50cm~20m的范围内。送电电极120a、120b各自的宽度(X方向的尺寸)例如能够被设定为0.5cm~1m的范围内。在将第3电极520配置于送电电极群以及受电电极群的至少一侧的情况下,其宽度例如能够被设定为0.5mm~200mm的范围内。搬运机器人10的壳体的行进方向以及横向的各自的尺寸例如能够被设定为20cm~5m的范围内。受电电极220a、220b各自的长度(行进方向上的尺寸)例如能够被设定为5cm~2m的范围内。受电电极220a、220b各自的宽度(横向上的尺寸)例如能够被设定为2cm~2m的范围内。送电电极间的间隙以及受电电极间的间隙例如能够被设定为1mm~40cm的范围内。但是,并不限定于这些数值范围。
负载330例如能够包含驱动用的电动马达以及蓄电用的电容器或者二次电池。负载330通过从受电电路210输出的直流电力而被驱动或者充电。
电动马达能够是直流马达、永磁同步马达、感应马达、步进马达、磁阻马达等任意的马达。马达经由轴以及齿轮等来使搬运机器人10的车轮旋转,使搬运机器人10移动。根据马达的种类,受电电路210能够包含整流电路、逆变器电路、逆变器控制电路等各种电路。受电电路210也可以为了驱动交流马达,包含将受电的能量(电力)的频率(传输频率)直接变换为用于驱动马达的频率的转换器电路。
电容器例如能够是双电层电容器或者锂离子电容器等高容量并且低电阻的电容器。通过将这种电容器用作为蓄电器,相比于使用电池(二次电池)的情况,能够迅速充电。另外,也可以取代电容器,使用二次电池(例如,锂离子电池等)。在该情况下,充电所需时间增加,但能够蓄积更多的能量。搬运机器人10通过电容器或者二次电池中蓄积的电力来驱动马达并进行移动。
若搬运机器人10移动,则电容器或者二次电池的蓄电量(充电量)降低。因此,为了继续移动,需要再充电。因此,若在移动中充电量低于规定的阈值,则搬运机器人10移动到送电装置100的附近,进行充电。送电装置100能够被设置于工厂内的多个位置。
图17是表示无线电力传输系统的更加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、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具有使送电电路110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1线圈L1与第1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2线圈L2与第2电容器C2并联连接的结构。第1线圈L1与第2线圈L2构成以规定的耦合系数耦合的变压器。第1线圈L1与第2线圈L2的匝数比被设定为实现所希望的变压比(升压比或者降压比)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、与受电电路210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3线圈L3与第3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4线圈L4与第4电容器C4串联连接的结构。第3线圈L3与第4线圈L4构成以规定的耦合系数耦合的变压器。第3线圈L3与第4线圈L4的匝数比被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17所示的结构。例如,也可以分别取代串联谐振电路130s、240s,设置并联谐振电路。此外,也可以分别取代并联谐振电路140p、230p,设置串联谐振电路。进一步地,也可以省略匹配电路180、280的一方或者两方。在省略匹配电路180的情况下,送电电路110与送电电极120a、120b被直接连接。在省略匹配电路280的情况下,受电电路210与受电电极220a、220b被直接连接。在本说明书中,设置有匹配电路180的结构也相当于送电电路110与送电电极120a、120b被电连接的结构。同样地,设置有匹配电路280的结构也相当于受电电路210与受电电极220a、220b被电连接的结构。
图18A是示意性地表示送电电路110的结构例的图。在该例子中,送电电路110具有:包含4个开关元件(例如IGBT或者MOSFET等的晶体管)的全桥型的逆变器电路和控制电路112。控制电路112具有:输出对各开关元件的接通(导通)以及断开(非导通)的状态进行控制的控制信号的栅极驱动器、使栅极驱动器输出控制信号的微控制器(微型电脑)等处理器。也可以取代图示的全桥型的逆变器电路,使用半桥型的逆变器电路或者E级等其他振荡电路。
送电电路110也可以具有通信用的调制解调器电路、对电压/电流等进行测定的各种传感器。在具有通信用的调制解调器电路的情况下,能够与交流电力重叠来将数据发送给受电装置200。在电源310为交流电源的情况下,送电电路110将输入的交流电力变换为频率或者电压不同的其他方式的交流电力。
另外,本公开也可包含并不以电力传输为目的而以发送数据为目的的将微弱的交流信号(例如脉冲信号)发送给受电装置200的方式。即使是这种方式,由于可以说传输微弱的电力,因此传输微弱的交流信号(例如脉冲信号)也能够包含于“送电”或者“电力传输”的概念。此外,这种微弱的交流信号也可包含于“交流电力”的概念。
图18B是示意性地表示受电电路210的结构例的图。在该例子中,受电电路210是包含二极管桥和平滑电容器的全波整流电路。受电电路210也可以具有其他整流器的结构。受电电路210除了整流电路,也可以包含额定电压/额定电流控制电路、通信用的调制解调器电路等的各种电路。受电电路210将接受的交流能量变换为负载330可利用的直流能量。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也可以包含于受电电路210。
谐振电路130s、140p、230p、240s中的各线圈例如能够是形成在电路基板上的平面线圈或层叠线圈、或者使用铜线、利兹线或绞合线等的卷线线圈。对于谐振电路130s、140p、230p、240s中的各电容器,例如能够利用具有芯片形状或者导线形状的所有类型的电容器。也能够使隔着空气的2个布线间的电容作为各电容器而发挥作用。也可以取代这些电容器,使用各线圈具有的自谐振特性。
电源310例如可以是工业电源、一次电池、二次电池、太阳能电池、燃料电池、USB(Universal Serial Bus)电源、高容量的电容器(例如双电层电容器)与工业电源连接的电压变换器等的任意电源。在本实施方式中,电源310是直流电源,但也可以是交流电源。
谐振电路130s、140p、230p、240s的谐振频率f0典型地,被设定为与电力传输时的传输频率f1一致。谐振电路130s、140p、230p、240s的各自的谐振频率f0也可以不严格与传输频率f1一致。各自的谐振频率f0例如也可以被设定为传输频率f1的50~150%程度的范围内的值。电力传输的频率f1例如能够被设定为50Hz~300GHz,在某个例子中被设定为20kHz~10GHz,在其他例子中被设定为79kHz~20MHz,在又一其他例子中被设定为79kHz~14MHz。
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,其距离较长。空隙的距离例如为10mm~200mm左右,更优选地,能够为10mm~30mm左右。因此,电极间的电容Cm1、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程度)。与此相对地,送电电路110以及受电电路210的阻抗例如低为几Ω程度。在本实施方式中,在接近于送电电极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,在接近于送电电路110以及受电电路210的一侧分别配置串联谐振电路130s、240s。通过这种结构,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为零(0),因此适合于与较低输入输出阻抗的外部电路的匹配。另一方面,并联谐振电路由于在谐振时阻抗为无限大,因此适合于与较高输入输出阻抗的外部电路的匹配。因此,如图15所示的结构那样,通过在与较低输入阻抗的电源电路侧的连接点配置串联谐振电路,能够在与较高输出阻抗的电极侧的连接点配置并联谐振电路,能够容易地实现阻抗匹配。同样地,通过在电极侧配置并联谐振电路,在负载侧配置串联谐振电路,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之间的距离或在其间配置电介质的结构中,电极的阻抗变低。在该情况下,不需要设为上述那样的非对称的谐振电路的结构。此外,在不存在阻抗匹配的问题的情况下,也可以省略匹配电路180、280本身。
在图16以及图17所示的例子中,送电电极群以及受电电极群分别包含4个电极,但这仅仅是一个例子。送电电极群以及受电电极群分别包含的电极的数量也可以根据应用来适当地变更。
在图16以及图17所示的结构中,也可以将至少一个第3电极520设置于送电电极群以及受电极群的至少一方的端部电极的附近。第3电极520可以被配置于受电装置200的内部、即搬运机器人10的内部,也可以被配置于受电装置200的外部、或者搬运机器人10的外部。例如,也可以在受电装置200的壳体的外侧形成至少一个第3电极520。
另外,在到此为止的说明中,搬运机器人10内置有受电装置200,但也可以解释为搬运机器人10本身相当于受电装置。进一步来讲,能够将具备受电用的“电极单元”的任意的设备称为“受电装置”。因此,“受电装置的壳体”不仅指搬运机器人10等设备的内部的壳体,也指该设备本身的壳体。也可以第3电极的至少一部分被配置于受电装置的壳体。
(实施方式2)
接下来,对搬运机器人10具备电子设备的实施方式进行说明。
在搬运机器人10能够搭载各种电子设备。例如,能够搭载对处于周围的人、动物或者其他移动体等可移动物体进行检测的传感器。或者,能够搭载对被配置于地面的位置检测用的标记进行读取的传感器等电子设备。
图19是表示在地面配置有位置检测用的多个标记50的工厂的例子的图。在该例子中,对地面的多个位置赋予例如包含QR代码(注册商标)等二维码的标记50。搬运机器人10在壳体的底面,具备读取标记50的摄像元件(即图像传感器)。标记50的二维码表示其位置的坐标。搬运机器人10通过利用摄像元件来拍摄标记50,来获取该标记50中记录的位置信息。由此,搬运机器人10能够识别自己的位置。
在该例子中,标记50包含二维码,但也可以包含一维码(例如,条形码)。或者,也可以取代标记50,设置RF标签。在该情况下,搬运机器人10具备与RF标签之间进行基于电波或者电磁感应的通信的天线以及通信器等的电子设备。通过使用RF标签,能够向搬运机器人10提供比使用二维码的情况更多的信息。
在图19所示的移动体系统中,搬运机器人10为了信息的读取,暂时停止在标记50的位置或减速。在该定时若能够一并进行电力传输则是高效的。因此,本发明人研究了一种能够同时进行电力传输和信息的读取的移动体系统。
图20是示意性地表示同时进行电力传输和信息的读取的移动体系统的一个例子的图。在该系统中,在铺设于地面的4个送电电极120a、120b之中、内侧的相邻的两个电极之间配置多个标记50。在搬运机器人10的底面配置摄像元件。在从送电电极120a、120b向受电电极220a、220b传输电力的状态下,摄像元件进行记录于标记50的信息的读取。
在这样的系统中,假设使用图2所示的一对送电电极以及一对受电电极的情况下,不能忽略泄漏电场对摄像元件的影响。特别地,在传输较大电力的情况下,向各送电电极120a、120b施加较高电压。在该情况下,从送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b向周边的空间泄漏的电场能够变强。其结果,不能否定影响波及到摄像元件的动作的可能性。
该课题并不局限于摄像元件,在其他传感检测设备中也能够同样产生。例如,在受电电极群的附近配置人检测传感器、障碍物检测传感器、RFID读取器、无线通信器或者超声波传感器这种传感检测设备的情况下也能够产生相同的课题。也存在驱动上述传感检测设备或在电子设备搭载对得到的信息进行判断等的电子电路的情况。针对这些电子电路的干扰也成为课题。
在本实施方式中,送电电极120a、120b、受电电极220a、220b分别被分割为多个部分。从与电极配置面垂直的方向观察,电子设备被配置于内侧的两个受电电极之间。通过这种结构,能够抑制泄漏电场对传感检测设备的影响。
图21是表示本实施方式中的系统的基本结构的框图。在本实施方式中,搬运机器人10中的受电装置200除了图5所示的结构,还具备对记录于标记50的信息进行读取的电子设备290。分别在送电电极群以及受电电极群中,内侧的两个电极的间隔比外侧的两个电极的间隔宽。其他的结构与图5所示的结构相同。
图22A是示意性地表示电子设备290的结构以及配置的例子的剖视图。本实施方式中的电子设备290具备:摄像元件292、控制摄像元件292的控制电路294、收纳摄像元件292以及控制电路294的导电部件296。在图22A中被省略,但电子设备290也能够具备在摄像元件292的受光面293形成像的透镜等的光学系统。
导电部件296具有对控制电路294以及摄像元件292进行支承的底部和筒状的侧部。导电部件296能够由不具有透光性的通常的导电性材料构成。导电部件296包围摄像元件292以及控制电路294。
在本实施方式中,各送电电极120a、120b以及各受电电极220a、220b的表面是平面状,与地面几乎平行。4个送电电极120a、120b被配置在地面上。4个受电电极220a、220b位于与地面几乎平行的相同平面上。作为传感检测对象的标记50位于4个送电电极120a、120b之中、内侧的相邻的两个电极之间。
从垂直于各电极的方向观察时,摄像元件292的受光面293的中心处于与4个受电电极220a、220b之中、内侧的相邻的两个电极之间的间隙重叠的位置。即,摄像元件292被配置为面对底面以使得其受光面293与受电电极220a、220b均未对置。受光面293的中心的X坐标可以与4个受电电极220a、220b之中、内侧的相邻的两个电极之间的间隙的中心的X坐标一致,电可以稍微偏移。也可以透明部件位于受光面293与地面之间。
在摄像元件292拍摄标记50时,光从视认对象的标记50向摄像元件292的受光面293入射。另一方面,起因于电力传输而在各电极的周围产生的泄漏电场除了基于电极分割的效果,也被第3电极520减少。因此,能够减少电磁噪声对摄像元件292的影响。此外,在本实施方式中,由于配置有导电部件296,因此能够进一步减少电磁噪声对摄像元件292的影响。
另外,也可以透明导电部件位于摄像元件292的受光面293与地面之间。在设置这种透明导电部件的情况下,能够进一步抑制来自各电极的泄漏电场。
透明导电部件由具有透光性(即,使可见光透过的特性)以及导电性的材料构成。例如,能够使用ITO(氧化铟锡)、IZO(铟锌氧化物)或者PEDOT:PSS(聚噻吩与聚苯乙烯磺酸的混合物)等的透明导电性材料。
导电部件296能够由不具有透光性的一般的导电体形成。例如,能够使用铝、铁、铜或者合金等任意的导电性材料。另外,导电部件296也可以由透明导电性材料构成。
摄像元件292根据控制电路294的指示,拍摄标记50来生成图像数据。控制电路294根据生成的图像数据,读取二维码,获取该代码所示的位置等的信息。获取的位置信息例如被送到未图示的控制装置,能够被利用于搬运机器人10的行驶控制等。
图22B是表示具备电子设备290的无线电力传输系统的其他例子的图。在该例子中,在4个受电电极220a、220b之中的内侧的两个受电电极220a、220b之间配置两个第3电极520。
通过这种结构,除了基于电极分割的电场抑制效果,也能够得到基于第3电极520的抑制效果。因此,能够进一步抑制电磁噪声对电子设备290的影响。
在图22A以及图22B所示的例子中,传感检测对象的标记50被配置于4个送电电极120a、120b之中、内侧的相邻的两个电极之间。标记50也可以被配置于其他位置。例如,也可以在送电电极群之中、相邻的任意两个送电电极之间配置标记50。根据标记50的位置,可适当地调整电子设备290的位置。标记50也可以被配置在任意的送电电极120a、120b上。
图23是表示标记50被配置在一个送电电极120b上的例子的剖视图。图24A是从垂直于其表面的方向观察图23中的4个受电电极220a、220b之中、内侧的相邻的两个电极的图。在该例子中,配置有标记50的送电电极120b所对置的受电电极220b具有透明区域222。透明区域222在多个受电电极220a、220b与多个送电电极120a、120b分别对置的状态下,位于标记50的正上方。摄像元件292的受光面293被配置于接受通过透明区域222的来自标记50的光的位置。
图23所示的电子设备290具备包含导电部件296和透明导电部件297的屏蔽部件295。导电部件296具有支承控制电路294以及摄像元件292的底部和筒状的侧部。透明导电部件297具备板状、薄膜状或者薄片状的构造。透明导电部件297也能够称为透明导电板、透明导电膜或者透明导电薄膜。透明导电部件297与导电部件296粘合。透明导电部件297以及导电部件296包围摄像元件292以及控制电路294。
在摄像元件292拍摄标记50时,透明导电部件297位于从视认对象的标记50朝向摄像元件292的受光面293的光的路径上。因此,光通过透明导电部件297并入射到摄像元件292。另一方面,起因于电力传输而在各电极的周围产生的泄漏电场被第3电极520、透明导电部件297以及导电部件296屏蔽。因此,能够减少电力传输所导致的电磁噪声的影响。
透明区域222例如能够是空穴或者透明导电部件。透明区域222能够通过将受电电极220b的一部分切除而形成。透明区域222也可以在将受电电极220b的一部分切除后,通过由透明导电性材料填充该空穴而形成。透明区域222的形状以及大小只要来自标记50的光入射到摄像元件292,也可以任意设定。例如,如图24B所示,多个透明区域222也可以在Y方向排列。此外,受电电极220b的整体也可以由透明导电性材料形成。
也可以取代透明导电部件297,具备具有一个以上的开口的导电体(本说明书中称为“屏蔽件”)。屏蔽件能够与接地连接(即接地)。屏蔽件中的各开口的大小以及配置被设定为能够使来自传感检测对象即标记50的光透过并且屏蔽电力传输所导致产生的泄漏电磁场。
图25是示意性地表示屏蔽部件295包含具有一个开口299的屏蔽件298的结构的例子的剖视图。屏蔽件298由导电性材料形成。开口299位于从标记50向摄像元件292的光的路径上。来自标记50的光通过开口299以及透镜291,被摄像元件292检测。另外,在图25中,省略受电电极群之中位于中央的两个受电电极220a、220b以外的受电电极的图示。
开口299的直径被设定为使来自标记50的光通过并且屏蔽受电电极220a、220b的周围的泄漏电场的尺寸。具体而言,开口299的直径不影响基于摄像元件292的拍摄,能够被设定为比电力传输中使用的频率的电磁波的波长的一半小的值。这里,所谓开口299的“直径”,是指在平行于屏蔽件298的表面的所有方向之中,开口299的大小最大的方向上的开口299的大小。例如,在开口299的平面形状为四角形的情况下,较长的对角线的长度相当于开口299的直径。在开口299的形状为椭圆的情况下,长轴的长度相当于开口299的直径。
在电力传输中使用的频率(以下,称为“传输频率”)例如为500MHz的情况下,该频率的电磁波的空气中的波长约为60cm。因此,在该情况下,开口299的直径能够被设定为小于30cm。开口299的直径能够根据传输频率而被设定为适当的值。开口299的尺寸越小,通过开口299的电磁波的强度越降低。因此,开口299的尺寸在确保拍摄中使用的光的通过所需的面积的基础上,被设定为能够屏蔽传输频率的电磁波的尺寸。
在图25所示的例子中,屏蔽件298也可以由电子设备290或者搬运机器人10的壳体实现。此外,屏蔽件298也可以具有多个开口。
图26是表示屏蔽件298的其他例子的图。在该例子中,屏蔽件298具有多个开口299。多个开口299被二维排列。多个开口299也可以被一维地排列。全部开口299也可以不具有相同的形状以及尺寸。各开口299的直径能够被设定为使来自传感检测对象的光通过并且屏蔽传输频率的电磁波的值。
使用了屏蔽件298的结构也能够利用于利用光以外的电磁波来从传感检测对象获取信息的用途。例如,也可以应用于利用RF-ID或者无线LAN来进行通信的系统。进一步地,也可以应用对利用了超声波元件的传感器使用屏蔽件298的结构。
作为一个例子,假定传输频率为500kHz的情况。关于RF-ID,例如若使用900MHz频带的电磁波,则这些的频带比传输频率高。关于无线LAN,例如若使用2.4GHz频带或者5GHz频带的电磁波,则这些的频带比传输频率高。因此,通过具有多个开口的屏蔽件能够抑制电力传输所导致的电磁噪声,并且使通信用的电磁波通过。
针对利用了超声波元件的传感检测设备也是同样地,通过使用虽使超声波通过但屏蔽电力传输所导致的电磁波的屏蔽件,能够抑制电磁噪声的影响。
针对任意的结构,屏蔽件298的各开口能够被设定为在不将天线或者声波产生源暴露于传输频率的电磁波的情况下使传感检测中使用的电磁波或者声波通过的大小。
图27是表示图25所示的结构的变形例的图。在该变形例中,电子设备具备使来自标记50的光反射并入射到摄像元件292的反射镜289。如图所示,来自对象物的光或者电磁波的路径并不局限于直线,路径也可以通过反射镜289等反射体而变化。在该例子中,也可以取代具有开口299的屏蔽件298而配置透明导电部件。
图28是表示图25所示的结构的其他变形例的图。在该变形例中,具有开口299的屏蔽件298被配置于反射镜289与摄像元件292之间。这样,屏蔽件298的开口299的位置只要在从标记50入射到摄像元件292的光的路径上就可以是任意位置。在该例子中,也可以取代具有开口299的屏蔽件298而配置透明导电部件。
也可以将图27所示的结构与图28所示的结构组合。例如,也可以在传感检测对象与反射体之间配置第1屏蔽部件,在反射体与传感检测设备之间配置第2屏蔽部件。也可以在未设置反射体的结构中,将两个以上的屏蔽部件串联设置。根据这种结构,能够进一步减少电力传输所导致的电磁噪声的影响。
接下来,说明对与标记50不同的对象物进行传感检测的移动体的例子。
图29是表示具备对人进行检测的传感器的搬运机器人10的例子的图。该搬运机器人10具备作为人检测传感器而发挥作用的电子设备290。在该例子中,电子设备290的位置为搬运机器人10的前方,但电子设备290的位置任意。
图30是表示电子设备290的示意性结构的图。电子设备290具备:作为传感检测设备的摄像元件292、作为壳体而发挥作用的导电部件296和透明导电部件297。也可以在透明导电部件297与摄像元件292之间配置透镜等的光学系统。
在该例子中,在进行电力传输之中,若人接近于送电电极120a、120b的附近,则搬运机器人10检测该人,向送电装置指示送电的停止或者电力的减少。由于设置有导电部件296以及透明导电部件297,因此来自电极的电磁噪声的影响减少,人的检测精度提高。也可以在电子设备290的附近设置至少一个第3电极。通过第3电极能够进一步减少从送电电极或者受电电极产生的电场的影响。在仅通过将送电电极以及受电电极分割为多个部分也能够得到充分的电场抑制效果的情况下,也可以省略透明导电部件297。
另外,也可以取代透明导电部件297,配置具有一个以上的开口的所述屏蔽件。此外,也可以取代摄像元件292,配置其他种类的光检测器。
在以上的实施方式中,各电极具有在同一方向平行地延伸的构造,但也可以根据用途而不是这种构造。例如,各电极也可以具有正方形等矩形形状。若是这种矩形形状的多个电极在一个方向排列的形态,则能够应用本公开的技术。此外,全部电极的表面处于同一平面上不是必须的要件。进一步地,各电极的表面不必具有完全平面的形状,例如也可以具有弯曲的形状或者包含凹凸的形状。这种表面若是大致平面,则也相当于“平面状的表面”。此外,各电极也可以相对于路面倾斜。
在以上的说明中,针对送电电极单元进行的说明只要不存在矛盾,就能够直接应用于受电电极单元。同样地,针对受电电极单元进行的说明只要不存在矛盾,也能够直接应用与送电电极单元。
本公开的实施方式中的无线电力传输系统如前面所述,能够利用为工厂内的物品的搬运用的系统。搬运机器人10具有搭载物品的载体,作为在工厂内自律地移动并将物品搬运到必要的场所的卡车而发挥作用。但是,本公开中的无线电力传输系统以及移动体并不局限于这种用途,也能够利用于其他各种用途。例如,移动体并不局限于AGV,也可以是其他工业机械、服务机器人、电动汽车、叉车、多轴直升机(无人驾驶飞机)、电梯等。无线电力传输系统并不局限于工厂内,例如能够利用于店铺、医院、家庭、道路、跑道其他所有场所。
如以上那样,本公开包含以下的项目所述的电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输系统。
[项目1]
一种电极单元,被用于电场耦合方式的无线电力传输系统中的送电装置或者受电装置,所述电极单元具备:第1电极群,包含在电力传输时被施加第1电压的多个第1电极;和第2电极群,包含在电力传输时被施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压的多个第2电极,所述多个第1电极以及所述多个第2电极在沿着电极配置面的第1方向排列,所述多个第1电极的至少2个以及所述多个第2电极的至少2个在所述第1方向交替排列。
[项目2]
根据项目1所述的电极单元,所述多个第1电极的个数与所述多个第2电极的个数相等,或者所述多个第1电极的个数与所述多个第2电极的个数的差为1。
[项目3]
根据项目2所述的电极单元,所述多个第1电极的全部以及所述多个第2电极的全部在所述第1方向交替排列。
[项目4]
根据项目1至3的任意一个所述的电极单元,所述多个第1电极以及所述多个第2电极分别具有在与所述第1方向交叉并且沿着所述电极配置面的第2方向上延伸的构造。
[项目5]
根据项目4所述的电极单元,所述多个第1电极在各第1电极的、所述第2方向上的一端侧被电连接,所述多个第2电极在各第2电极的、所述第2方向上的另一端侧被电连接。
[项目6]
根据项目1至5的任意一个所述的电极单元,所述第1电极群的宽度的总和与所述第2电极群的宽度的总和相等。
[项目7]
根据项目1至6的任意一个所述的电极单元,还具备至少一个第3电极,所述至少一个第3电极从所述第1以及第2电极群的至少一方隔着缝隙而被配置,在电力传输时带有比所述第1以及第2电压的振幅小的振幅的第3电压,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述至少一个第3电极的至少一部分位于由所述第1以及第2电极群规定的区域的外侧。
[项目8]
根据项目1至7的任意一个所述的电极单元,所述第1电极群以及所述第2电极群之中、位于两端的两个电极的至少一个宽度比与所述两个电极的所述至少一个相邻的其他电极的宽度小。
[项目9]
根据项目1至8的任意一个所述的电极单元,所述第1电极群以及所述第2电极群之中、位于两端的两个电极的宽度比其他任意的电极的宽度小。
[项目10]
根据项目9所述的电极单元,所述第1电极群以及所述第2电极群之中,将位于两端的两个电极的宽度设为ws,将其他各电极的宽度设为wc时,满足0.1≤ws/wc≤0.6。
[项目11]
一种送电装置,具备:项目1至10的任意一个所述的电极单元;和送电电路,向所述电极单元中的所述第1电极群以及所述第2电极群提供交流电力。
[项目12]
一种受电装置,具备:项目1至10的任意一个所述的电极单元;和受电电路,将所述电极单元中的所述第1以及第2电极接受的交流电力转换为直流电力或者其他交流电力并提供给负载。
[项目13]
根据项目12所述的受电装置,还具备电子设备,所述电子设备包含利用电磁场或者超声波来从所述移动体的周围的传感检测对象获取信息的传感检测设备。
[项目14]
根据项目13所述的受电装置,所述传感检测设备从垂直于所述电极配置面的方向观察,位于所述第1电极群以及所述第2电极群之中的相邻的两个电极之间。
[项目15]
根据项目13或者14所述的受电装置,所述传感检测设备利用可见区域或者红外区域的光来从所述传感检测对象获取所述信息。
[项目16]
根据项目15所述的受电装置,所述传感检测设备是摄像元件。
[项目17]
根据项目16所述的受电装置,所述传感检测对象是包含一维码或者二维码的标记,所述传感检测设备通过拍摄所述标记,来读取记录于所述代码的信息。
[项目18]
根据项目17所述的受电装置,所述代码包含位置信息,所述传感检测设备通过读取所述代码,来获取所述代码的所述位置信息。
[项目19]
根据项目15或者16所述的受电装置,所述传感检测对象是人或者其他障碍物,所述传感检测设备利用所述光来检测所述人或者所述其他障碍物的存在。
[项目20]
一种移动体,具备:项目12至19的任意一个所述的受电装置;和通过所述受电装置接受的电力来进行动作的负载。
[项目21]
一种无线电力传输系统,具备:项目20中所述的移动体、和项目11中所述的送电装置。
[项目22]
一种无线电力传输系统,具备:送电装置,具备送电电极单元;和受电装置,具备受电电极单元,所述送电电极单元以及所述受电电极单元分别是项目1至10的任意一项所述的电极单元,所述受电电极单元中的所述多个第1电极在电力传输时与所述送电电极单元中的所述多个第1电极分别对置,所述受电电极单元中的所述多个第2电极在电力传输时与所述送电电极单元中的所述多个第2电极分别对置。
产业上的可利用性
本公开的技术能够利用于被电力驱动的任意设备。例如,能够利用于电动汽车(EV)、在工厂使用的无人搬运车(AGV)或者无人机(UAV)等的移动体。

Claims (14)

1.一种电极单元,被用于电场耦合方式的无线电力传输系统中的送电装置或者受电装置,所述电极单元具备:
第1电极群,包含在电力传输时被施加第1电压的多个第1电极;和
第2电极群,包含在电力传输时被施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压的多个第2电极,
所述多个第1电极以及所述多个第2电极在沿着电极配置面的第1方向排列,
所述多个第1电极的至少2个以及所述多个第2电极的至少2个在所述第1方向交替排列。
2.根据权利要求1所述的电极单元,其中,
所述多个第1电极以及所述多个第2电极分别具有在与所述第1方向交叉并且沿着所述电极配置面的第2方向上延伸的构造。
3.根据权利要求2所述的电极单元,其中,
所述多个第1电极在各第1电极的所述第2方向上的一端侧被电连接,
所述多个第2电极在各第2电极的所述第2方向上的另一端侧被电连接。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电极单元,其中,
所述电极单元还具备至少一个第3电极,所述至少一个第3电极与所述第1电极群以及所述第2电极群的至少一方隔着缝隙而被配置,在电力传输时带有比所述第1电压以及所述第2电压的振幅小的振幅的第3电压,
从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述至少一个第3电极的至少一部分位于由所述第1电极群以及所述第2电极群规定的区域的外侧。
5.根据权利要求1至3的任意一项所述的电极单元,其中,
所述第1电极群以及所述第2电极群之中位于两端的两个电极的至少一方的宽度比与所述两个电极的所述至少一方相邻的其他电极的宽度小。
6.根据权利要求1至3的任意一项所述的电极单元,其中,
所述第1电极群以及所述第2电极群之中位于两端的两个电极的宽度比其他任意的电极的宽度小。
7.根据权利要求6所述的电极单元,其中,
在将所述第1电极群以及所述第2电极群之中位于两端的两个电极的宽度设为ws、将其他各电极的宽度设为wc时,
满足0.1≤ws/wc≤0.6。
8.一种送电装置,具备:
权利要求1至7的任意一项所述的电极单元;和
送电电路,向所述电极单元中的所述第1电极群以及所述第2电极群提供交流电力。
9.一种受电装置,具备:
权利要求1至7的任意一项所述的电极单元;和
受电电路,将所述电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极接受的交流电力转换为直流电力或者其他交流电力并提供给负载。
10.根据权利要求9所述的受电装置,其中,
所述受电装置还具备电子设备,所述电子设备包含利用电磁场或者超声波从所述移动体的周围的传感检测对象获取信息的传感检测设备。
11.根据权利要求10所述的受电装置,其中,
所述传感检测设备从垂直于所述电极配置面的方向观察,位于所述第1电极群以及所述第2电极群之中的相邻的两个电极之间。
12.一种移动体,具备:
权利要求9至11的任意一项所述的受电装置;和
负载,通过所述受电装置接受的电力来进行动作。
13.一种无线电力传输系统,具备:
权利要求12所述的移动体、和权利要求8所述的送电装置。
14.一种无线电力传输系统,具备:
送电装置,具备送电电极单元;和
受电装置,具备受电电极单元,
所述送电电极单元以及所述受电电极单元分别是权利要求1至7的任意一项所述的电极单元,
所述受电电极单元中的所述多个第1电极在电力传输时与所述送电电极单元中的所述多个第1电极分别对置,
所述受电电极单元中的所述多个第2电极在电力传输时与所述送电电极单元中的所述多个第2电极分别对置。
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