CN109804528B - 强于偏差且可探测最佳充电位置的无线充电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种强于偏差且可探测最佳的充电位置的无线充电装置及方法。根据本实施例的一方面，其目的在于提供一种无线充电装置及方法，该装置即使以供电装置的重叠部分的中心部为基准在集流装置上发生水平偏差，也能防止充电效率的急速下降，且强于水平偏差，无需附加传感器或者照相机等其他设备，附着有集流装置的飞行器便可探测最佳的充电位置。

Description

强于偏差且可探测最佳充电位置的无线充电装置及方法
技术领域
本实施例涉及偏差，特别，涉及一种强于水平偏差，且可探测最佳充电位置的无线充电装置及方法。
背景技术
该部分中记述的内容仅用于提供本实施例的背景信息而非用于实施背景技术。
通常无人飞机作为一种利用电池的电力带动多个推进器的旋转，并在空中飞行的飞行单元，可基于使用者的遥控器操作进行各种定型航线的飞行。
为了能使无人飞机进行飞行，需要多个推进器快速旋转。由此，电池消耗量巨大，存在需要不断地替换电池的缺点。
为了解决上述问题，最近受到瞩目的技术是无线充电技术。无线充电装置由无需使用连接器通过无线输出电力的供电装置及利用从供电装置基于无线接收电力并对电源进行充电的集流装置构成。集流装置通过附接在无人飞机的一部，无人飞机可在飞行过程中在空中接收电力。由此，可解决为了替换无人飞机的电池而不得不停止飞行而带来的不便。
但是现有的无线充电技术的局限性在于，当以正位置(例如，供电装置的中央)为基准水平偏差越是增大，充电效率急速下降。由于该局限性，需要进行细微设定以使无人飞机位于正位置，由此带来不便，以至于存在需要另行利用用于调整无人飞机至正位置的装置的情况。无人飞机没有位于正位置时，由于充电效率下降导致带来充电时间变长的不便。
此外，现有技术中，通过利用传感器或者照相机判断位置，使无人飞机移动至最佳的充电位置。但是为了使无人飞机能够更加准确地找到最佳充电位置，无人机需要安装高性能的传感器或者照相机，这时由于传感器或者照相机的价格，会导致无人飞机的价格过度上涨。无人飞机上安装高性能照相机时，无人飞机的荷重变大，导致电池的消耗变大，存在将阻碍无人飞机的轻量化的问题。由此，需要一种方法，该方法即能够以低费用提供探测精密位置的能力，又可以不妨碍无人飞机的轻量化。
另外，对于以电力作为动力的移动体(飞行器，铁路，电动车等)，也进行了结合无线充电技术的尝试。为了向以电力作为动力的移动体(飞行器，铁路，电动车等)提供电力，现有技术采用了从运行中的轨道中脱离并停止后，进行电池交换或者充电的方式。但是从运行中的轨道中脱离并停止移动体的运行的方式不仅不便于充电，而且存在变成充电时间的局限性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本实施例的目的在于，提供一种强于水平偏差的无线充电装置，该装置在集流装置上以供电装置的各线圈发生重叠的部分的中心部为基准即使发生水平偏差，也能防止充电效率的急速下降。
本实施例的目的在于，提供一种无线充电装置及方法，该装置无需安装传感器或者照相机等额外的设备，可通过安装有集流装置的飞行器探测最佳的充电位置。
此外，本实施例的目的在于，提供一种无线充电系统，该系统为了对移动体等进行充电，可接收发送充分量的电力，而且强于水平垂直偏差。
(二)技术方案
根据本实施例一方面，提供一种无线充电装置，其特征在于，该装置包括：
第一线圈，用电线缠绕以形成设定的形状，导入电流并放射磁通；以及第二线圈，用电线缠绕以形成与所述第一线圈相同或者不同的形状，被布置为以在所述第一线圈放射磁通的方向上全部面积中设定的面积与所述第一线圈重叠，导入电流并放射磁通。
根据本实施例另一方面，一种具有多个腿部的飞行器，其特征在于，该飞行器包括：多个线圈部,其由缠绕在所述飞行器的各腿部上的电线形成，通过接收磁通生成感生电动势；控制部,其通过利用所述多个线圈部中分别生成的感生电动势,判断所述飞行器是否位于从设定的地点至设定的范围内,并控制所述飞行器的移动或者旋转；以及通信部,其基于所述控制部的控制,当所述飞行器位于从设定的地点至设定的范围内时，发送告知信号。
根据本实施例另一方面，提供一种无线供电方法，该方法通过包含第一线圈和第二线圈的供电装置进行无线供电，所述第二线圈被布置为全部面积中的设定的面积与所述第一线圈重叠，该方法包括：向所述第一线圈和所述第二线圈导入相同方向的电流的过程；从包括集流装置的飞行器接收所述飞行器位于基于中心设定的范围内的位置的通知信号的过程；以及当接收所述信号时，向所述第一线圈和所述第二线圈导入不同方向的电流的过程。
此外，本根据实施例另一方面，提供一种控制飞行器移动的方法，该方法用于控制包括多个腿部及各腿部上缠绕电线并形成多个线圈部的飞行器的移动，该方法包括：比较所述多个线圈部各自中生成的感生电动势的比较过程；以及向所述多个线圈部中生成最大感生电动势的线圈部所在的方向控制所述飞行器使其移动的控制过程。
(三)有益效果
如上所述，根据本实施例的一方面，供电装置的各线圈由于以重叠部分的中心部为基准提供强于水平偏差的供电装置，可减少包括集流装置的装置(例如，无人飞机等)为了使供电装置的各线圈位于重叠部分的中心部而需要进行控制而带来的麻烦，即使包括集流装的装置没有位于供电装置的各线圈的重叠部分的中心部，也具有可进行相对较快速的充电的优点。
根据本实施例另一方面，由于无需附加传感器或者照相机等其他设备，可通过低费用附接有集流装置的飞行器可探测最佳的充电位置，飞行器仅附接有集流装置，由此具有可轻量化飞行器的优点。
此外，根据本实施例另一方面，对于移动体等充电需要长时间充电的物体可收发充分量的电力的同时，具有强于水平垂直偏差的优点。
附图说明
图1是图示本发明一实施例涉及的供电装置的图。
图2是图示本发明一实施例涉及的包括中心部的供电装置的图。
图3是图示本发明一实施例涉及的集流装置的图。
图4是图示本发明一实施例涉及的无线充电系统的图。
图5是图示根据本发明一实施例涉及的供电中心部或者集流装置中心部存在与否，当发生水平偏差时需要充电的电源的量和充电的电源的比例的曲线图。
图6是图示本发明另一实施例涉及的无线充电系统的图。
图7是图示本发明另一实施例涉及的供电装置及中心部的图。
图8是图示本发明另一实施例涉及的供电装置放射的磁通的分布图。
图9是图示本发明另一实施例涉及的飞行器的结构图。
图10是根据本发明另一实施例，图示飞行器进入从供电装置的中心至设定的范围内的图。
图11是根据本发明另一实施例，图示飞行器向供电装置的中心移动的图。
图12是根据本发明另一实施例，图示飞行器在充电时旋转至最佳的方向的图。
图13是控制具有本发明另一实施例涉及的集流装置的飞行器的移动的流程图。
图14是控制具有本发明另一实施例涉及的集流装置的飞行器的旋转的流程图。
图15是控制本发明另一实施例涉及的供电装置的流程图。
图16时图示本发明又一实施例涉及的无线充电系统的图。
图17是图示本发明又一实施例涉及的供电装置的图。
图18是图示本发明又一实施例涉及的供电线圈部的图。
图19是图示本发明又一实施例涉及的供电线圈部的图。
图20是图示本发明一实施例涉及的供电装置放射的磁通的分布图。
图21是图示本发明又一实施例涉及的集流装置的图。
图22是图示本发明又一实施例涉及的集流装置中心部的图。
图23是图示本发明又一实施例涉及的集流装置中心部的图。
图24是图示基于本发明又一实施例涉及的供电装置及集流装置的位置的EMF值的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行详细说明如下。标注附图标记时，即使相同技术特征在不同的附图中出现，也尽可能使用了相同的附图标记。而且，还要注意，在通篇说明书中，如果认为对相关已知的技术特征和功能的具体说明可能会导致本发明主题不清楚，则省略其详细说明。
此外，说明本发明时，可以使用第一、第二、a)、b)等用语。这些用语仅仅是为了区分相应技术特征与其他技术特征，并非限定其本质、次序或顺序等。贯穿说明书全文，如果一技术特征“包括”、“具备”另一技术特征，如果没有特殊地相反的记载，可理解为一技术特征还包括另一技术特征，而不应理解为一技术特征排斥另一技术特征。此外，说明书中记载的'…部'，'模块'等用语是指能够处理至少一个功能或者动作的单位，这可由硬件或者软件或者硬件及软件的结合的方式构建。
图1是图示本发明一实施例涉及的供电装置的图。
参照图1，本发明一实施例涉及的供电装置100包括第一线圈部110、第二线圈部120及金属板150并构成。
第一线圈110由弯曲的电线构成以具有预先设定的形状。图1中虽然图示了第一线圈110由电线弯曲形成矩形的形状，但是并非限于此，第一线圈110还可以以各种多边形形状或者圆形，扇形等具有曲线的各种形状构成。
第一线圈110从电源装置(未图示)导入电源，并放射磁通。第一线圈110从电源装置导入向预先设定的方向流动的电流，并放射磁通。例如，导入逆时针方向流动的电流时，第一线圈110向+z轴方向放射磁通。与此相反，导入顺时针方向流动的电流时，第一线圈110向-z轴方向放射磁通。
第二线圈120由弯曲的电线构成以具有预先设定的形。图1中虽然图示了由电线弯曲以形成与第一线圈110相同的形状，但是并非限于此，也可以将电线弯曲并形成与第一线圈110不同形状。例如，第一线圈110具有矩形形状，第二线圈可具有正方形、三角形等各种多边形形状。
第二线圈120被布置为在第一线圈110放射磁通的方向上全部面积中预先设定的面积与第一线圈110重叠。第一线圈110中导入逆时针方向流动的电流放射+z轴方向的磁通时，第二线圈120被布置在第一线圈110的+z轴方向上。而且，第二线圈120被布置为全部面积中预先设定的面积与第一线圈110重叠。由此，第二线圈120被划分为与第一线圈重叠的部分130和与第一线圈不重叠的部分140、144。同样地，第一线圈110也被划分为与第二线圈重叠的部分130和与第二线圈不重叠的部分142、146。图1中虽然图示了第一线圈110和第二线圈120的不重叠部分140、142、144及146的面积相同，但并非局限于此。优选地，相互不重叠部分140、142、144及146的各自的面积相同时，集流装置在电源充电过程中，受到水平偏差的影响最小。只是，例如，如同无人飞机的腿部可以为3个，无需向±x，±y全部方向均匀地放射磁通，相同不重叠部分可实施为具有相互不同的面积。而且，根据第一线圈110或者第二线圈120的电线弯曲的形状，相互不重叠部分可具有相互不同的面积。图1图示了第一线圈110和第二线圈120的电线弯曲成矩形形态并相互不重叠部分具有相同的面积。第一线圈110和第二线圈120的电线弯曲成矩形形态时，虽然具有相互不重叠部分可分别具有最宽且均匀的优点，但是并不限于此。
第二线圈120中导入与第一线圈110中导入的电流以相反方向流动的电流并放射磁通。例如，如图1所示，第一线圈110中导入逆时针方向流动的电流时，第二线圈120中导入顺时针方向流动的电流。第二线圈120中导入与第一线圈110中导入的电流相反方向的电流时，第一线圈110和第二线圈120发生重叠的部分130中，各自线圈中放射的+z轴方向的磁通相互抵消，在重叠部分的中心部不会产生强磁通。而且，第一线圈110和第二线圈120在相互不发生重叠部分中，其中一个的部分中放射+z轴方向或者-z轴方向的磁通，形成如同磁通被相邻的另一部分吸收形状的磁场。例如，如图1所示，第一线圈110导入逆时针方向流动的电流而第二线圈120导入顺时针方向流动的电流时，形成如同磁通由第一线圈110的不重叠部分142、146放射而被第二线圈120的不重叠部分140、144吸收的磁场。与此相类似，第二线圈120中导入与第一线圈110相反方向流动的电流时，由于磁通的聚集不限于重叠部分的中心部，对于以无线方式接收电力的装置(例如，无人飞机)而言，并非一定要布置在供电装置的重叠部分的中心部。由于磁通聚集不发生在重叠部分的中心部，从而具有可最小化由磁通而引起的对以无线方式接收电力的装置内部存在的电路或者半导体元件等产生破坏的优点。而且，如前所述，由于形成磁场，无需布置在集流装置发生重叠部分的中心部，可通过布置在第一线圈110和第二线圈120不重叠部分内任意位置，以能够顺利地进行充电。
第一线圈110和第二线圈120可具有相同长度和宽度的矩形形状，能够以各自线圈相互交叉的形式布置。根据各自线圈相互交叉布置，各自的线圈上生成重叠面积和不重叠面积。第二线圈120可与第一线圈110相互垂直交叉布置，各自的线圈可最小化重叠面积，各自的线圈可最大化不重叠面积。根据各自的线圈最大化不重叠面积，供电装置100形成的磁场的大小变大，可实现更加强于水平偏差的供电装置。而且，第二线圈120与第一线圈110相互垂直交叉布置时，可将第二线圈120布置为使各自的线圈的不重叠面积全部相同。只是，根据集流装置的个数及供电装置的使用需求，可改变线圈的模样及布置状态等。
金属板150可由铝板等高导电率物质构成，以屏蔽由供电装置100放射的磁通。吸收由供电装置100放射的磁通的金属板150表面上发生涡流，并产生与进入金属板150的磁通方向相反方向的磁通。金属板150通过这种发生的反方向的磁通抵消射入金属板150的磁通，从而屏蔽由供电装置100放射的磁通。
金属板150设置在供电装置100欲放射磁通的方向相反的方向上。如前所述，由于金属板150屏蔽射入金属板150的磁通，供电装置100朝向金属板150位置的反方向的大气中放射磁通。因此，由于一侧具有金属板150的供电装置100只向金属板150所在位置的相反一侧放射磁通，金属板150可提高供电装置100的磁通放射效率。
供电装置100除了第一线圈110和第二线圈120之外，还包括逆变器(倒相器)(未图示)及共振器(未图示)中至少一个。
逆变器(倒相器)(未图示)可与电源装置(未图示)及供电装置100连接，将电源装置提供的电流转换为交流电流并导入供电装置。
共振器(未图示)可连接在供电装置100上可减少无功功率。供电装置100包括线圈，但是由于线圈的阻抗(2π*f*L)过大导致无功功率变大。由此，伏安功率也随之变大，导致与线圈连接的其他元件担负的伏安功率的大小变大。共振器，例如，电容器由于具有负阻抗(-1/(2π*f*C))，如果与串联或者并联线圈连接，则阻抗相抵消，导致整体阻抗变小。由此导致供电装置100的无功功率减小，伏安功率的大小也减小。
图2是图示本发明一实施例涉及的包括中心部的供电装置的图。
参照图2，本发明一实施例涉及的供电装置200除了第一线圈110、第二线圈120及金属板150之外还包括中心部210并构成。
中心部210在第一线圈110和第二线圈120与金属板150之间以与第一线圈110和第二线圈120放射磁通的反方向布置，以使第一线圈110和第二线圈120能够放射更强磁通。根据在第一线圈110和第二线圈120的电线上布置，中心部210通过增加线圈的透磁率，使各自的线圈110、120能够放射更强磁通。相反地，布置有中心部210时，即使利用具有更少的绕线圈数的线圈，也可以放射所需大小的磁通，从而可使供电装置轻量化。
中心部210布置在第一线圈110和第二线圈120的电线上，但是不布置在第一线圈110和第二线圈120的重叠部分。中心部210如图2(b)所示，只可布置在第一线圈110和第二线圈120的电线的一部分上，但是并不限于从此。中心部210也可以布置在第一线圈110和第二线圈120的电线的全部部分上，如前所述，为了增加线圈放射的磁通，采用何种布置、大小、数量皆无关紧要。
图3是图示本发明一实施例涉及的集流装置的图。
参照图3，本发明一实施例涉及的集流装置300包括线圈部310及中心部320。
线圈部310缠绕在中心部320上，利用中心部320接收的磁通，产生感应电流。线圈部310缠绕在中心部320，更为具体地，缠绕在中心部的躯体330上。
中心部320为梭子形状，包括具有贯通孔350的躯体330及位于躯体330两顶端的头部340并构成。
图3(b)中虽然图示了中心部的躯体330以四边形构成，但是并不限于此，中心部的躯体330能够以多边形的任何形状构成。而且，中心部的躯体330具有贯通孔350。通过躯体330的贯通孔350可贯穿欲进行电源充电的装置(例如，无人飞机)的一部分(例如，无人飞机的腿部)。基于欲进行电源充电的装置的一部分通过贯通孔350贯穿中心部320，集流装置300固定在欲进行电源充电的装置上。
中心部的头部340位于躯体330的两顶端，具有比躯体330的横截面积各大的面积。通过使中心部的头部340具有大于躯体330的横截面积的面积，可提升磁通的吸收率，可减少基于磁通的吸收而引起的热。
集流装置300中可连接有整流器(未图示)。整流器(未图示)将集流装置中产生的交流电源转换为直流电源，并向与集流装置300连接的装置提供直流电源。
图4是图示本发明一实施例涉及的无线充电系统的图。
无线充电系统410、420包括供电装置100及集流装置300并构成。
集流装置300、302、304及306也能够以单一的集流装置用于电源充电，但是如图4所示，多个集流装置300、302、304及306与欲进行电源充电的装置连接，并可用于电源充电。各自的集流装置300、302、304及306与欲进行电源充电的装置连接，通过接收主要从供电装置的线圈110、120的相互不重叠部分放射的磁场，对电源进行充电。
无线充电系统如图4(a)所示，虽然能够以供电装置和集流装置不包括中心部的形式构成，但是如图4(b)所示，能够以供电装置和集流装置包括中心部320、322、324、326及210的形式构成。供电装置和集流装置中分别包括中心部320、322、324、326及210时，可实现轻量化或者可放射相对强磁通，可实现更强于水平偏差的供电装置，可实现能够吸收更多磁通的集流装置。
图5是图示根据本发明一实施例涉及的供电中心部或者集流装置中心部存在与否，当发生水平偏差时需要充电的电源的量和充电的电源的比例的曲线图。假设供电装置的宽度约为60cm，集流装置间的宽度约为30cm。
图5(a)是根据本发明一实施例涉及的供电中心部和集流装置分别是否具有中心部，图示集流装置中生成的感应电动力的总和的曲线图。水平偏差为0mm的点为重叠部分的中心部，水平偏差的增加意味着集流装置远离重叠部分的中心部。参照图5(a)的曲线图，当供电装置和集流装置分别都具有中心部时，感应电动力的生产效率相对最高，当仅集流装置具有中心部时，生产效率其次，当供电装置和集流装置皆不具有中心部时感应电动力的生产效率最低。
图5(b)是图示当重叠部分的中心部发生水平偏差的频率增加减少的感生电动势的总和的比例的曲线图。感生电动势的总和的比例在重叠部分的中心部时为100％，随着发生水平偏差渐渐接近0％。参照图5(a)确认可知，由于供电装置和集流装置分别具有中心部时感应电动力的生产效率最优，因此减少的感应电动力的总和的比例也最小。参照图5(b)，供电装置和集流装置分别具有中心部时，当发生相当于集流装置间宽度(约为30cm)20％的6cm的水平偏差时，感应电动力总和的比例相当于81％。即，当使用本发明一实施例涉及的无线充电系统，即使发生相对于集流装置间宽度20％的水平偏差，以能满足感应电动力减小率为20％以下的条件。
图6是图示本发明另一实施例涉及的无线充电系统的图。
参照图6，本发明另一实施例涉及的无线充电系统600包括具有集流装置300、302、304及306的飞行器610及供电装置620并构成。
飞行器610是通过利用电池的电力使多个推进器旋转或者通过驱动发动机，从而在空中飞行的个体。在空中飞行的过程中，飞行器610可基于使用者的操作飞行或者飞行器610自律飞行。只是，由于长时间飞行需要对电力进行充电时，飞行器610可向作为最佳的充电地点的供电装置620的中心自律地移动，飞行器的方向也自律地旋转。参照图9和图14至15，将对飞行器610的自律移动且旋转的方法进行说明。
飞行器610具有多个腿部。飞行器610可利用多个腿部安全地向着陆点着陆或者从着陆点起飞。而且，飞行器610的多个腿部分别包括集流装置300、302、304及306，并从集流装置300、302、304及306接收感生电动势，并对飞行所需的电力进行充电。
集流装置300、302、304及306包括在飞行器610的各腿部上。集流装置300、302、304及306接收从供电装置放射的磁通，并生成感生电动势。整流器(未图示)可连接在集流装置300、302、304及306上。
供电装置620接收从电源装置(未图示)导入的电流，并放射磁通。供电装置620包括两个线圈110、120，通过控制各自的线圈110、120上导入的电流方向，可控制放射的磁通的分布。参照图7及图8将对此进行详细说明。
图7是图示本发明另一实施例涉及的供电装置的图。图8(a)是图示向本发明另一实施例涉及的供电装置导入相同方向的电流时，供电装置放射的磁通的分布图，图8(b)是图示向本发明另一实施例涉及的供电装置导入不同方向的电流时，供电装置放射的磁通的分布图。
参照图7，本发明另一实施例涉及的供电装置620包括第一线圈部110、第二线圈部120、金属板150、中心部210、方向控制部710、通信部720及电源装置730。
第一线圈110由弯曲的电线构成以具有预先设定的形状。图7中虽然图示了第一线圈110由电线弯曲形成矩形的形状，但是并非限于此。
第一线圈110从电源装置(730)导入电源，并放射磁通。例如，第一线圈110导入逆时针方向流动的电流时，第一线圈110向+z轴方向放射磁通。与此相反，第一线圈110导入顺时针方向流动的电流时，第一线圈110向-z轴方向放射磁通。
第二线圈120由弯曲的电线构成以具有预先设定的形。图7中虽然图示了由电线弯曲以形成与第一线圈110相同的形状，但是并非限于此。
第二线圈120被布置为在第一线圈110放射磁通的方向上全部面积中预先设定的面积与第一线圈110重叠。如参照图1所述说明，第一线圈110和第二线圈120划分为两线圈重叠部分130和不重叠部分140、142、144及146。图7虽然图示了两线圈不重叠部分140、142、144及146为矩形形态且具有相互相同面积，但是并不限于此。
第二线圈120导入与第一线圈110相同方向或者不同方向流动的电流并放射磁通。首先，分别向第一线圈110和第二线圈120导入相同方向流动的电流时，第一线圈110和第二线圈120向相互相同方向放射磁通。第一线圈110和第二线圈120在重叠部分130放射最多的磁通，两线圈以相互重叠部分130的中心为起点由此变远时放射的磁通量渐渐减少。这一点可从图8(a)中得到确认。
图8(a)是图示本发明另一实施例涉及的供电装置中导入相同方向的电流时，供电装置放射的磁通分布图。两线圈在相互重叠部分130，特别是，两线圈在相互重叠部分130的中心放射最多的磁通，从中心远离时，放射的磁通量渐渐减少。即，第一线圈110和第二线圈120中分别导入相同方向流动的电流时，两线圈以相互重叠部分130的中心作为最高点的一个波峰形态放射磁通。而且，由于两线圈向相同方向放射磁通，波峰的倾斜度相对变平缓。因此两线圈中分别导入相同方向流动的电流时，即使集流装置线圈移动，接收的磁通量也不会急速变化。
第二线圈120中导入与导入第一线圈110中的电流不同方向流动的电流时，第一线圈110和第二线圈120向相互不同方向放射磁通。例如，如图6所示，第一线圈110中导入逆时针方向流动的电流时，第二线圈120中则导入顺时针方向流动的电流。这种情况下，第一线圈110和第二线圈120在重叠部分130中从各自的线圈向z轴方向放射的磁通由于发生相互抵消，并非只在中央部分放射强磁通。而且，第一线圈110和第二线圈120在相互不重叠部分140、146、144及142中形成如一部分中以+z轴方向或者-z轴方向放射磁通，相邻的另一部分吸收磁通的磁场。例如，第一线圈110中导入逆时针方向流动的电流，而第二线圈120中导入顺时针方向流动的电流时，形成如同磁通由第一线圈110的不重叠部分146、142放射而由第二线圈120的不重叠部分140、144吸收的磁场。形成的磁场可在图8(b)获得确认。
图8(b)是图示本发明一实施例涉及的供电装置中导入相互不同方向的电流时，供电装置放射的磁通分布图。供电装置的各自的线圈110、120中导入相互不同方向的电流时，两线圈在相互重叠部分130中放射相对多的磁通。只是，不止于此，第一线圈110和第二线圈120在相互不重叠的各自的部分140、146、144及142中相比于周围有也可放射相对多的磁通。即，第一线圈110和第二线圈120中分别导入相互不同方向流动的电流时，两线圈在相互重叠部分130及两线圈以相互不重叠的各自的部分140、146、144及142为基准放射5个波峰形态的磁通。由于两线圈向相互不同方向放射磁通，波峰的倾斜度变得相对陡峭。因此两线圈中分别导入相互不同方向的流动电流时，即使集流装置线圈发生较小的移动，接收的磁通量也会发生急速的变化。
第一线圈110和第二线圈120可具有相同的长度和宽度的矩形形状，各自的线圈可以以相互交叉的形式布置。
中心部210在第一线圈110和金属板260之间，在第一线圈110放射磁通的反方向上布置，以放射更强磁通。中心部210在第一线圈110和第二线圈120的电线的一部分或者全部上布置，第一线圈110和第二线圈120可不布置在重叠部分上。
方向控制部710与第一线圈110或者第二线圈120至的任意一个及电源装置730连接，并控制从电源装置730导入至线圈的电流的方向。首先，方向控制部710控制电流方向以使相同方向的电流导入两线圈110、120。基于方向控制部710的控制，两线圈在相互重叠部分130中以一个波峰形态放射磁通。飞行器610在远离供电装置620的位置向供电装置620靠近的过程中，如果由于两线圈中导入相互不同方向的电流，导致以多个波峰形态放射磁通，则飞行器610会将两线圈的非相互重叠部分130的相互不重叠部分140、146、144及142中任意一个错误地判断为供电装置620的中心的可能性。例如，如果两线圈中导入相互不同方向的电流，则两线圈即使在相互不重叠部分142中也放射以波峰形态的磁通。此时，飞行器610为了充电从基于供电装置620沿着+x轴方向远离的位置上向供电装置620靠近时，飞行器610会将非实际供电装置620的中心130的两线圈的相互不重叠部分142错误地判断为供电装置620的中心的可能性。因此方向控制部710首先控制电流方向以使两线圈110、120中导入相同方向的电流。
然后，方向控制部710从通信部720接收用于通知飞行器610已经位于基于供电装置620中心的预先设定范围内的信号。接收所述信号时，方向控制部710控制电流方向以使两线圈110、120中导入相互不同方向的电流。当飞行器610已经位于基于供电装置620中心的预先设定范围内时，方向控制部710通过控制电流方向，使飞行器610能够接收更多的磁通。图7中虽然图示了方向控制部710与第一线圈110连接，但是并不限于此，也可以与第二线圈120或者第一线圈110和第二线圈120皆连接。
通信部720从飞行器610接收用于通知飞行器610已经位于基于供电装置620中心预先设定范围内的信号。当飞行器610远离供电装置620时，利用供电装置620放射的磁通向供电装置620中心移动。此时，当判断为已经位于基于供电装置620中心预先设定范围内时，飞行器610将用于通知该情况的信号向通信部720发送。通信部720从飞行器610接收用于通知飞行器610已经位于基于供电装置620中心预先设定范围内的信号。
电源装置730向线圈或者方向控制部710导入电流。
金属板260由如铝板等高导电率的物质构成，从而具有屏蔽供电装置620放射的磁通的作用。
金属板260在与供电装置620欲放射的磁通方向相反的方向上布置。
供电装置620除了前面所述的构成之外，与此同时还可包括共振器(未图示)。
图9是图示本发明另一实施例涉及的飞行器的构成图。
参照图9，本发明另一实施例涉及的飞行器610包括控制部910、存储器920及通信部930并构成。
控制部910接收集流装置300、302、304及306生成的感生电动势，并利用此控制飞行器的移动及旋转。
控制部910比较接收的感生电动势，并找出生成最大感生电动势的集流装置。然后，控制部910控制飞行器610使其从飞行器610的中心向生成最大感生电动势的集流装置的方向移动预先设定的距离(r1)。例如，当生成最大感生电动势的集流装置为一个时，控制部910控制飞行器使其向该集流装置方向移动r1。当生成最大感生电动势的集流装置为两个时，控制部910控制飞行器使其向两个集流装置的中间移动r1。
控制部910控制飞行器610使其移动之后，判断以飞行器的中心为基准位于相互对称位置上的集电装置生成的感生电动势是否相同。控制飞行器610使其移动之后，控制部910在移动的位置上重新从集流装置300、302、304及306各自中接收生成的感生电动势。控制部910判断以飞行器的中心为基准位于相互对称位置上的集流装置300和304及302和306是否生成相同大小的感生电动势。当相互对称位置上的集流装置分别生成相互相同大小的感生电动势时，控制部910则判断飞行器610已经位于基于供电装置620中心预先设定范围内。相反地，当位于相互对称位置上的集流装置中任意一个生成相互不同的大小的感生电动势时，控制部910找出生成最大感生电动势的集流装置，并使飞行器向该集流装置方向移动。控制部910直至位于相互对称位置上的集流装置分别生成相同大小的感生电动势为止，使飞行器向生成最大感生电动势的集流装置方向移动。控制部910在移动飞行器的过程中，根据移动方向可以不同的移动距离进行控制。对于集流装置中生成的感生电动势不同时需要飞行器610的移动的情况，飞行器610向非此前移动方向相对称的另一方向(飞行器与此前移动方向相同方向或者垂直的方向)移动时，控制部910向生成最大感生电动势的集流装置方向使4飞行器移动r1。相反，飞行器610需要向与此前移动方向相对称的方向移动时(例如，移动体需要先向+x轴方向移动然后向-x移动的情况)，控制部910使飞行器向生成最大感生电动势的集流装置方向移动k*r1(0<k<1)。其中，k为该范围内的忍一点数值，优选地可为0.5<k<1的范围内的任意数值。k可固定为该范围内任意的数值。或者，飞行器610基于控制部910向与此前移动的方向相对称的方向移动时，k在每次移动时可具有该范围内的任意的数值。k为0.5以下数值时，可能存在飞行器610向对称方向重新返回r1，在相同的两个位置反复移动的可能性。因此，更优选地，k为大于0.5，小于1的任意的数值，可减少飞行器610向与此前移动方向相对称方向进行多次移动的可能性，可去除向对称方向重新返回r1的可能性。经过这种过程，控制部910控制飞行器610使其位于基于供电装置620中心预先设定的范围内。
当判断飞行器610已经位于基于供电装置620中心预先设定的范围内时，控制部910将此告知通信部930。控制部910利用通信部930告知飞行器610已经位于基于供电装置620中心预先设定的范围内，从而可控制供电装置620向供电装置620的两线圈110、120中导入的电流的方向。
当供电装置620的两线圈110、120中导入相互不同的电流时，控制部910如前所述的过程，重新控制飞行器的移动。控制部910使飞行器向生成最大感生电动势的集流装置方向移动预先设定的距离(r2)，直至相互对称位置上的集流装置分别生成相同大小的感生电动势为止，使飞行器移动。这种情况同上，使飞行器向与此前移动的方向相对称的方向移动时，控制部910使飞行器向生成最大感生电动势的集流装置方向移动k*r2(0<k<1)。k为该范围内的忍一点数值，优选地可为0.5<k<1的范围内的任意数值。由此，飞行器610可最终向供电装置的中心移动。其中，在判断所有集流装置是否生成相同大小的感生电动势的过程中，控制部910不仅对于物理性完全相同的情况，而且对于具有一定误差的情况也可判断为相同。例如，各自的集流装置中生成的感生电动势的误差为30mV以下时，控制部910可预先设定为将这种情况判断为相同。而且，对于用于判断生成相同大小的感生电动势的误差范围，当两线圈110、120中导入相同方向的电流时和导入相互不同方向的电流时可设定不同的误差范围。相比于两线圈110、120中导入相互不同方向的电流，由于需要细微的调整，因此当两线圈110、120中导入相互不同方向的电流时误差范围将变窄。
当结束对飞行器610的移动控制后，控制部910将控制移动体的旋转。控制部910通过接收集流装置300、302、304及306生成的感生电动势，计算感生电动势的和。控制部910将计算的感生电动势的和存储在存储器920之后，控制飞行器使其以预先设定的方向以预先设定的角度旋转。控制部910在旋转后，计算感生电动势的总和，并与存储器内飞行器610旋转前的感生电动势的总和进行比较。控制部910通过比较将更大的感生电动势的总和存储在存储器920中。例如，当旋转前的感生电动势总和大于旋转后的感生电动势的总和时，控制部910不再进行向存储器920中存储感生电动势总和的过程。相反，旋转后的感生电动势总和大于旋转前的感生电动势总和时，控制部910旋转后的感生电动势总和存储在存储器920中。控制部910控制飞行器的旋转，直至飞行器610旋转至360为止，反复进行通过比较感生电动势总和，并进行存储的过程。当飞行器610旋转360度旋转时，最大的感生电动势总和将存储在存储器920中。控制部910控制飞行器610使其以计算存储器920中存储的感生电动势总和所用的角度进行旋转。由此，飞行器610可以最佳的角度进行充电。
图10是根据本发明另一实施例，图示飞行器进入从供电装置的中心至设定的范围内的图。图11是根据本发明另一实施例，图示飞行器向供电装置的中心移动的图。图12是根据本发明另一实施例，图示飞行器在充电时旋转至最佳的方向的图。
参照图10(a)和图10(b)，具有集流装置的飞行器610通过比较集流装置300、302、304及306各自生成的感生电动势，找出生成最大感生电动势的集流装置。然后，控制部910控制飞行器610使其从飞行器610的中心向生成最大感生电动势的集流装置方向移动。图10(a)中最靠近供电装置620的集流装置304生成最大的感生电动势。由此，飞行器610内的控制部向集流装置304所在的方向移动飞行器。飞行器610内的控制部移动飞行器直至以飞行器610的中心位于相互对称位置上的集流装置300及304，302及306生成相同的感生电动势。飞行器610内的控制部通过判断以飞行器610的中心位于相互对称位置上的集流装置300及304，302及306是否生成相同的感生电动势，从而判断飞行器610是否位于预先设定的点，例如，基于供电装置620中心预先设定的范围内。当结束判断飞行器610是否位于基于预先设定的点预先设定的范围内时，控制部利用飞行器610内的通信部将该事实向供电装置发送。由此，供电装置内的方向控制部控制导入两线圈的电流使其方向相反。
参照图11(a)和图11(b)，当向供电装置的两线圈导入不同方向的电流时，控制部通过如前所述的过程重新控制飞行器使其向供电装置的中心移动。通过经过这种过程，飞行器610无需其他设备也能准确地向供电装置的中心移动。
参照图12(a)、图12(b)及图12(c)，具有集流装置的飞行器610计算集流装置300、302、304及306生成的感生电动势的总和。飞行器610将计算的总和存储在飞行器610内的存储器中之后，使飞行器610以预先设定的方向以预先设定的角度旋转。旋转后，控制部通过计算集流装置300、302、304及306中生成的感生电动势的总和，并与存储器内存储的感生电动势的总和进行比较。控制部根据比较结果，将更大的感生电动势的总和存储在存储器中，并反复前面所述过程。由此，由于控制部能够找出生成最大感生电动势的总和的最佳角度，如同图12(c)所示可在最佳的角度进行充电。
图13是控制具有本发明另一实施例涉及的集流装置的飞行器的移动的流程图。
控制部910比较多个集流装置各自中生成的感生电动势(S1310)。控制部910通过比较集流装置300、302、304及306各自中生成的感生电动势，找出生成最大感生电动势的集流装置。
控制部910控制飞行器使其向多个集流装置中生成最大感生电动势的集流装置所在位置方向移动(S1320)。控制部910通过控制飞行器610使其从飞行器610的中心向生成最大感生电动势的集流装置方向移动预先设定的距离(r1)。例如，生成最大感生电动势的集流装置为一个时，控制部910控制飞行器使其向该集流装置方向移动。生成最大感生电动势的集流装置为两个时，控制部910控制飞行器使其向两个集流装置的中心移动。
控制部910判断以中心为基准位于对称位置上的集流装置生成的感生电动势是否相同(S1330)。控制部910在控制飞行器610使其移动后，在移动的位置上重新接收集流装置300、302、304及306各自中生成的感生电动势。控制部910判断以飞行器610的中心为基准位于对称位置上的集流装置300及304，302及306是否生成相同大小的感生电动势。
当对称位置上的集电装置生成的感生电动势不同时，控制部910控制飞行器使其向位于对称位置上的集流装置中生成更大的感生电动势的集流装置所在的方向移动(S1340)。控制部910控制飞行器的移动以使位于对称位置上的集电装置生成相同的感生电动势，变为相同时，则判断飞行器已经位于基于以预先定的点预先设定的范围内。在控制飞行器移动的过程中，需要使飞行器向与此前移动的方向相对称的方向移动时，控制部910控制飞行器使其移动小于r1的距离(k*r1，0.5<k<1)。
图14是控制具有本发明另一实施例涉及的集流装置的飞行器的旋转的流程图。
控制部910计算多个集流装置中生成的感生电动势的总和(S1410)。
控制部910存储计算的感生电动势总和(S1420)。当结束感生电动势总和的计算时，控制部910将感生电动势总和存储在存储器920中。
控制部910控制飞行器使其以预先设定的方向以预先设定的角度旋转(S1430)。
控制部910判断飞行器是否旋转360度(S1440)。控制部910确认飞行器是否旋转了360度用以判断飞行器的最佳充电角度。
飞行器没有旋转360度时，控制部910在旋转后计算多个集流装置中生成的感生电动势的总和(S1450)。
控制部910判断旋转后计算的感生电动势总和是否大于存储的感生电动势总和(S1460)。控制部910比较旋转后计算的感生电动势总和与存储器920中存储的感生电动势总和。旋转后计算的感生电动势总和更大时，控制部910将计算的感生电动势总和存储在存储器920中。相反，当存储器920中存储的感生电动势总和更大时，控制部910重新控制飞行器使其以预先设定的方向以预先设定的角度旋转。
飞行器旋转了360度时，控制部910以计算存储的感生电动势总和所需的角度使飞行器旋转(S1470)。如果飞行器旋转360度，则存储器920中将存储最大的感生电动势总和。控制部910将以计算存储器920中存储的最大感生电动势总和所需的角度使飞行器旋转。
图15是控制本发明另一实施例涉及的供电装置的流程图。
方向控制部710向第一线圈110和第二线圈120中导入相同方向的电流(S1510)。为了使供电装置放射具有一个波峰的磁通，方向控制部710向第一线圈110和第二线圈120中导入相同方向的电流。
方向控制部710确认是否从飞行器接收到用于通知飞行器已经位于基于中心预先设定的范围内的信号(S1520)。方向控制部710确认通信部720是否从飞行器610接收到所述的信号。
当方向控制部710从飞行器接收到用于通知飞行器已经位于基于中心预先设定的范围内的信号时，向第一线圈110和第二线圈120导入不同方向的电流(S1530)。方向控制部710通过向did线圈导入不同方向的电流，从而可强于水平偏差，可在各自的集流装置中接收到更多的磁通。
图16是图示本发明又一实施例涉及的无线充电系统的图。
参照图16，本发明又一实施例涉及的无线充电系统1600包括供电装置1610及集流装置1620并构成。
供电装置1610作为用于利用无线进行电力传输的装置，导入电源装置(未图示)提供电源，并放射磁通。参照图17至图19，将对此进行详细的说明。
集流装置1620作为接收利用无线传输的电力的装置，通过接收供电装置1610放射的磁通，生成感应电流。参照图20和图21，将对此进行详细的说明。
无线充电系统1600基本上可由供电装置1610和集流装置1620构成，在此基础上还可包括逆变器(倒相器)(未图示)、整流器(未图示)及共振器(未图示)中的至少一个。
图17是图示本发明又一实施例涉及的供电装置的图。图18是图示本发明又一实施例涉及的供电线圈部的图。
图17(a)是本发明又一实施例涉及的供电装置的透视图，图17(b)是本发明又一实施例涉及的供电装置的侧视图。
参照图17，本发明又一实施例涉及的供电装置1610可包括供电线圈部1710、供电中心部1720及金属板1730并构成。
供电线圈部1710接收由电源装置(未图示)提供的电源，并放射磁通。可由逆变器(倒相器)(未图示)导入交流电源，由此供电线圈部1710生成交替的磁通，并向空间放射。供电线圈部1710的结构由图18(a)和图18(b)图示。
图18(a)是本发明又一实施例涉及的构成供电线圈部的第一线圈部的俯视图，图18(b)是本发明另一实施例涉及的构成供电线圈部的第一线圈部的俯视图。
第一线圈部1810由第一开环1814(OpenLoop)和第二开环1818结合而成。
第一开环1814和第二开环1818为形成预定的形状分别由卷绕的电线组成。由于集流装置1620以供电装置1610为基准位于z轴上，所以第一开环1814和第二开环1818由沿x-y平面方向卷绕的电线组成。虽然图18中图示各个开环1814、1818的电线分别以4角形的形状卷绕着，但并非限于此。电线可以多边形、圆形等各种形状卷绕。
组成开环1814、1818的各电线为使交流电阻最小化的电线。当电线上流动的是高频电流，各个开环1814、1818由用于防止电线产生的高频电流损失的电线组成。适合使用的电线可以为绞合线(Litz Wire)，但并非局限于此。
第一开环1814和第二开环1818在x-z平面或y-z平面上具有始点(Start Point)和终点(Endpoint)，第一开环1814的始点和终点及第二开环1818的始点和终点没有一致，从而形成开环。但是第一开环1814的始点和第二开环1818的终点及第一开环1814的终点和第二开环1818的始点保持相互一致，从而各个开环1814、1818形成一个闭环1810。即，第一线圈部1810如用一支毛笔勾画似的不存在相遇或交叉的部分而形成一个闭环。
从z轴方向(集流装置设置的方向)观察时，第一开环1814和第二开环1818设置为各个开环的整个面积中的预设面积相重叠。只是，从z轴方向观察时，有一部分面积重叠，并非像前面所述的，各个开环1814、1818相遇或交叉。从z轴方向观察时，第一线圈部1810上存在各开环1814、1818相互重叠的部分和不重叠的部分。
各个开环1814、1818通过沿相同方向流动的电流朝同一方向散射磁通。例如，但电源装置(未图示)从第一线圈部1810的第一开环1814的始点1815施加电流时，电流由第一开环1814的始点1815经第二开环1818的始点流入第一开环1814的终点。各个开环1814、1818上电流朝一个方形流动。由于各个开环1814、1818沿x-y平面方向卷绕有电线，所以朝具有集流装置1620的z轴方向散发磁通。此时，各个开环1814、1818朝相同方向(z轴方向)散发磁通，所以各个开环1814、1818相互重叠的部分比不重叠的部分散发的磁通更强。各个开环1814、1818的相互重叠的部分的周边存在不重叠的部分，各个开环1814、1818的相互重叠的部分在水平方向(x-y平面)存在偏差，即使设置有集流装置1620也可以充电。
供电线圈部1710包括第一线圈部1810和与第一线圈部1810一起形成的第二线圈部1820。第二线圈部1820也与第一线圈部1810一样由两个开环相结合的闭环组成。第二线圈部1820布置成从第一线圈部1810在z轴上第一线圈部1810和全部面积中的预设面积相重叠。与第一线圈部1810上设置有各开环1814、1818一样，第二线圈部1820的各个开环也设置为全部面积中的预设面积相重叠。而且，第一线圈部1810及第二线圈部1820的各开环全部重叠部分具有相同的部分。各个线圈部1810、1820的开环全部重叠的部分中线圈的圈数相对而言多4倍，所以与线圈部1810、1820的各开环不重叠的部分相比，磁通强4倍。
供电中心部1720设置于供电线圈部1710向集流装置散发磁通的相反方向(-z轴方向)上。供电中心部1720通过减少线圈内部的磁阻来增加线圈散发的磁通的密度。而且，供电中心部1720吸收朝-z轴方向散发的磁通，从而使磁通最大限度不到达-z轴方向，以此来引导磁通朝+z轴方向发散。
图17虽图示供电中心部1720为四边形形状，但如果供电中心部1720具有比供电线圈部1710更大的面积时，可提高前面所述的效能。只要供电中心部1720的面积满足大于供电线圈部1710的面积，供电中心部1720具有任何形状都可以。而且，为了轻薄化并减少制作费用，供电中心部1720内部可以具有孔穴。但并非供电中心部1720的面积一定大于供电线圈部1710或一定具有孔穴。
金属板1730由铝板等导电性高的物质组成，以阻止从供电线圈部散发的磁场。而且，金属板1730沿-z轴方向设置于供电中心部1720的下方(-z轴方向)。
图19是显示本发明的又一实施例涉及的供电线圈部的附图。
供电线圈部1710在第一线圈部1810或者在第一线圈部1810和第二线圈部1820基础上进一步包括第三线圈部1910。
第三线圈部1910从第一线圈部1810或者第一线圈部1810和第二线圈部1820设置在z轴上，具有比第一线圈部1810或者第一线圈部1810和第二线圈部1820更大的面积。由于第三线圈部1910除了在第一线圈部1810或者第一线圈部1810和第二线圈部1820散发磁通的部分以外的部分也散发磁通,所以即使集流装置1620具有水平方向(x-y平面)上的偏差，设置有第三线圈部1910的供电装置1610仍然不受偏差影响。关于此，参加表1进行详细说明。
【表1】
Figure GDA0003649349530000201
Figure GDA0003649349530000211
表1显示3种类型位置涉及的集流装置1620生成的感生电动势(inducedelectromotive force)。基准位置(0，0，0)表示供电装置1610的中心与地面接触的点，集流装置1620的下端(集流线圈或者集流装置中最下端部)的中心位于基准位置(0，0，0)上时，将坐标命名为(0，0，0)。由此，坐标(0，0，140)表示供电装置1610和集流装置1620的中心点相隔地上高140mm设置。此时，x轴坐标表示车辆的进行方向，y轴方向表示车辆的左右方向，或与其相反的方向。表1的x轴偏差(75mm)及y轴偏差(100mm)基于国际标准SAE(Society ofAutomotive Engineers)。而且，国际标准SAE根据地上高范围分为Z1、Z2、Z3并作为标准，表1的z轴位置(地上高140mm～210mm)基于国际标准SAE的地上高基准中的Z2来测量的。
为了比较表1的现有无线充电系统模型和实施例，模拟在SAE标准文件公开的条件下进行的。而且，图18中图示的具有供电装置的无线充电系统和图19图示的具有供电装置的无线充电系统内的供供电线圈/集流线圈及中心的质量相同。本发明的一实施例涉及的两个无线充电系统在所有位置上的集流感应电动力均比现有无线充电系统高，基于位置偏差的集流感应电动力的变化小。比较本发明的一实施例涉及的两个无线充电系统可知，在重叠部分的中心部(0，0，140)上具有图18图示的供电装置的无线充电系统的感应电动力比具有图19图示的具有供电装置的无线充电系统高1％以下，发生偏差时，具有图19图示的供电装置的无线充电系统的感应电动力比具有图18图示的供电装置的无线充电系统高，并且感生电动势变化率比较小。在同样的位置上流入相同的供电电流可获得感应电动力表示流入少量的供电电流仍然可获得同样的感应电动力。由此，本发明的又一实施例涉及的无线充电系统可以减少逆变器内部的损失和供电路线上的损失。
图20是本发明的又一实施例涉及的供电装置散射的磁通分布图。
供电装置1610沿设置有集流装置1620的+z轴方向散射较强的磁通。特别是，各个线圈部和线圈部中包括的各个开环在重叠部分散射较强的磁通。由此，即使集流装置1620沿z轴方向远离供电装置1610设置，仍然可容易充电。而且，前面所述的重叠部分的周边还存在各个开环不重叠的部分，所有供电装置1610以中心为基准善于x-y平面上的偏差。
图21是图示本发明的又一实施例涉及的集流装置的附图，图22是图示本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部的图。
图21(a)是本发明的又一实施例涉及的集流装置的立体图，图21(b)是本发明的又一实施例涉及的集流装置的侧视图。
参照图21，本发明的又一实施例涉及的集流装置1620包括集流线圈部2110及集流装置中心部2120。
集流线圈部2110由预定形状卷绕在集流装置中心部的电线组成。接收从供电装置1610散射的磁通并引导电流。为接收由供电装置1610散射的磁通，集流线圈部2110具有像供电装置那样沿x-y平面方向卷绕的电线。图21虽然图示集流线圈部2110的电线以四边形的形状卷绕，但并非一定局限于此，电线可以多边形、圆形等各种卷绕。
组成集流线圈部2110的电线跟供电线圈部的电线一样，由使交流电阻最小化的电线组成。适合使用的电线可以为绞合线(LitzWire)，但并非局限于此。
集流装置中心部2120会聚从供电装置1610散射的磁通。为了加大散射的磁通的会聚，集流装置中心部2120包括延长部和突出部。对此，图22或图23详细图示。
图22(a)是本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部的立体图，图22(b)是本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部的侧视图。
参照图22，本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部2120包括本体2210及第一延长部2220。
本体2210具有上不开放的多边形的形状。例如，如果假设多面体为六面体，本体2210为没有顶面由底面和4个侧面组成的六面体的形状。由于本体2210具有多面体的形状，所以集流线圈部2110卷绕在本体2210上。
本体2210对第一延长部2220会聚的水平(x-y
Figure GDA0003649349530000221
)方向的磁通变换为垂直(z
Figure GDA0003649349530000222
)方向进行会聚。而且，本体2210利用底面将会聚的磁通散射到供电装置1610。
第一延长部2220相当于在本体2210的上部以预定角度延长的部分。在此，第一延长部2220从本体的上部向垂直于本体的高度方向的方向(x-y平面)延伸时效率最好，但并非要局限于此，可以在本体2210的上部以一定的角度延伸。如上所述，集流装置中心部2120具有第一延长部2220，从而可以由供电装置1610向z轴方向散射的磁通。第一延长部2220向本体2210传递会聚的磁通。
图23(a)是本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部的立体图，图23(b)是本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部的侧视图。
参照图23，本发明的又一实施例涉及的集流装置中心部2120除了本体2210、第一延长部2220以外，还进一步包括突出部2310及第二延长部2320。
突出部2310相当于在从第一延长部2220的本体2210远离的末端以预设的角度突出的部分。突出部2310从第一延长部以预设的角度突出，供电装置1610会聚散射的磁通中沿水平(x-y平面)方向散射的磁通。突出部2310经第一延长部2220向本体2210传递会聚的磁通。突出部2310为向垂直方向(z轴)突出时，能够最效率地会聚沿水平方向散射的磁通，但并不限于此。
第二延长部2320相当于在本体2210的下部以预设角度延长的部分。把突出部2310或第一延长部2220会聚的磁通再次散射到供电装置1610时，使第二延长部2320更顺畅地散射磁通。由于第二延长部2320在本体的下部沿水平方向延伸，所以比仅设置有本体2210的情形，磁通的散射将更加顺畅。由于具有突出部2310或者第一延长部2220，从而会有更多的磁通传递到集流线圈部2110，且由于具有第二延长部2320，从而会有更多的磁通传递到供电装置1610。第二延长部2320也与第一延长部2220一样，向与本体的高度方向垂直的方向(x-y平面)延长的情形，效率最好，并不限于此。
第二延长部2320延伸的长度比第一延长部2220短。第二延长部2320会聚磁通时，会与从本体2210传递且朝第二延长部2320散射的磁通互相抵消。第二延长部2320的延伸长度过于长时，第二延长部2320会聚由供电装置1610散射的磁通的可能性变高，所以第二延长部2320的延伸长度设置为短于第一延长部2220。
图24是图示基于本发明又一实施例涉及的供电装置及集流装置的位置的EMF值的图。
无线充电系统产生高感应电动力意味着由于供电装置1610和集流装置1620的结合系数大而使损耗磁场变小。由此，本发明一实施例涉及的无线充电系统具有减小EMF(Electro Magnetic Field)的效果。如图9所示，本发明一实施例涉及的无线充电系统被计算为产生相比于国内安全基准62.5mG较小的43.5mG的EMF。而且，安全基准位置上测定的EMF的平均值为23.6mG。
基于供电装置1610和集流装置1620的位置偏差的感生电动势变化率小意味着，即使供电装置1610和集流装置1610的位置发生变动，也能够稳定地提供感应电动力。这不仅与无线充电系统使用者的便利性有关(与充电时间变化及电力消费费用有关)，而且意味着还能够向集流装置1620及位于集流装置1620后端的整流器，根据情况，稳压器，电池等归属于集流装置1620的元件提供稳定的电压。由此可增加归属于集流装置1620的元件的稳定性和寿命。
图13至图15中记载了依次执行各自的过程的说明，这仅仅是用于举例说明本发明一实施例的技术思想。换而言之，对于本发明一实施例所属技术领域具有一般知识的技术人员而言，在不超出本发明一实施例的实质特征的范围内，可通过更改图13至图15中记载的顺序并执行或者并列地执行各自的过程中一个以上的过程的形式，进行各种修改及变形并应用，图13至图15并非以时间列顺序进行限定。例如，先执行S1320后执行S1310也无妨。
另外，图13至图15中图示的步骤可在计算机可读的记录媒体以计算机可读的编码的形式实现。计算机可读的记录媒体可包括储存有基于计算机系统可读的数据的所有种类的记录装置。即，计算机可读记录媒体可包括如磁性储存媒体(例如，只读存储器，软盘，硬盘等)、光学可读媒体(例如，CD-RDOM，DVD等)及载波(例如，通过互联网的传送)的存储媒体。此外，计算机可读媒体储存有分布在网络连接的计算机系统中且以分布方式可供计算机可读取的编码且可执行。
以上说明，只是用于举例说明本实施例的技术思想，对于本实施例所属技术领域具有一般技术知识的技术人员而言，在不超出本实施例的本质特征的范围内可进行各种修改及变形。因此，本实施例并非用于限定本实施例的技术思想而是用于说明，本实施例的技术思想的范围不受限于所述实施例。本实施例的保护范围应基于权利要求书而进行解释，且与其处于等同范围内的所有技术思想皆应属于本实施例的权利范围。
相关申请的交叉参考
依据美国专利法119(a)条(35U.S.C.119(a))，本专利申请分别要求对2016年07月11日向韩国专利局提交的专利申请10-2016-0087711号、2016年10月19日向韩国专利局提交的专利申请10-2016-0136053号及2016年10月19日向韩国专利局提交的专利申请10-2016-0136057号的优先权，其所有内容作为参考文献包含在本专利申请中。同时，根据上述理由本专利申请同样可以在美国以外的其他国家要求优先权，因此其所有内容作为参考文献也包含在本专利申请中。

Claims (18)

1.一种无线充电装置，其特征在于，该装置包括：
第一线圈，用电线缠绕以形成设定的形状，导入第一电流并放射磁通；以及
第二线圈，用电线缠绕以形成与所述第一线圈相同或者不同的形状，被布置为以在所述第一线圈放射磁通的方向上全部面积中设定的面积与所述第一线圈重叠，导入第二电流并放射磁通；
其中，所述第一线圈和所述第二线圈之间是不电连接的，并且，所述第一电流和所述第二电流是不同的。
2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，
所述第二线圈被布置为与所述第一线圈形成交叉，从而与所述第一线圈以设定的面积形成重叠。
3.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，
还包括通信部，所述通信部从包括集流装置的飞行器接收用以通知所述飞行器已经位于基于中心设定范围内的信号。
4.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，
还包括相位控制部，所述相位控制部用于控制所述通信部基于接收的用于通知已经位于基于中心设定范围内的信号，向所述第一线圈或者所述第二线圈导入的电流方向。
5.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，
在所述通信部从所述飞行器收到所述飞行器已经位于基于中心设定的范围内的通知信号的之前，所述相位控制部通过控制导入所述第一线圈或者所述第二线圈的电流方向以使所述第一线圈及所述第二线圈的电流方向保持一致。
6.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，
在所述通信部从所述飞行器收到所述飞行器已经位于基于中心设定的范围内的通知信号时，所述相位控制部通过控制导入所述第一线圈或者所述第二线圈的电流方向以使所述第一线圈及所述第二线圈的电流保持不同的方向。
7.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，
所述第一线圈或者所述第二线圈分别包括用电线缠绕以形成设定的形状的第一开环和第二开环，所述第一开环的始点和所述第二开环的终点，所述第一开环的终点和所述第二开环的始点相互一致从而形成一个闭环。
8.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，
所述第一开环和所述第二开环的电流以相同的方向流动，并向相同的方向放射磁通。
9.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，
所述第一开环和所述第二开环分别被布置为其各自开环的全部面积中设定的面积发生重叠。
10.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，
还包括第三线圈，所述第三线圈布置在所述第一线圈和所述第二线圈放射磁通的方向上，且具有大于所述第一线圈和所述第二线圈的总面积的面积。
11.一种具有多个腿部的飞行器，其特征在于，该飞行器包括：
多个线圈部,其由缠绕在所述飞行器的各腿部上的电线形成，通过接收磁通生成感生电动势；
控制部,其通过利用所述多个线圈部中分别生成的感生电动势,判断所述飞行器是否位于从设定的地点至设定的范围内,并控制所述飞行器的移动或者旋转；以及
通信部,其基于所述控制部的控制,当所述飞行器位于从设定的地点至设定的范围内时，发送告知信号，
其中，所述控制部比较所述多个线圈部各自中生成的感生电动势，并控制所述飞行器使其向生成最大感生电动势的线圈部所在的方向移动设定的距离。
12.如权利要求11所述的飞行器，其特征在于，
所述控制部控制所述飞行器使其向任一线圈部所在的方向移动后，在向位于以位所述任一线圈部和所述飞行器的中心为基准对称的位置上的线圈部所在的方向移动所述飞行器的过程中，控制所述飞行器使其移动距离小于所述设定距离。
13.如权利要求11所述的飞行器，其特征在于，
所述控制部判断以所述飞行器的中心为基准对称的位置上的线圈部所生成的感生电动势是否相同，如果相同则断定所述飞行器位于从设定的地点至设定的范围内。
14.如权利要求11所述的飞行器，其特征在于，
还包括存储器，所述存储器用于存储所述多个线圈部中生成的感生电动势的总和。
15.如权利要求14所述的飞行器，其特征在于，
所述控制部计算所述多个线圈部中生成的感生电动势的总和，并存储在所述存储器中，并控制所述飞行器使其向设定的方向旋转。
16.如权利要求15所述的飞行器，其特征在于，
所述控制部在所述飞行器以设定的方向旋转后，比较所述多个线圈部中生成的感生电动势的总和与所述存储器中存储的感生电动势的总和，并控制所述飞行器的旋转直至所述多个线圈部中生成的感生电动势的总和达到最大。
17.一种无线供电方法，该方法通过包含第一线圈和第二线圈的供电装置进行无线供电，所述第二线圈被布置为全部面积中的设定的面积与所述第一线圈重叠，其特征在于，该方法包括：
向所述第一线圈和所述第二线圈导入相同方向的电流的过程；
从包括集流装置的飞行器接收所述飞行器位于基于中心设定的范围内的位置的通知信号的过程；以及
当接收所述信号时，向所述第一线圈和所述第二线圈导入不同方向的电流的过程。
18.一种控制飞行器移动的方法，该方法用于控制包括多个腿部及各腿部上缠绕电线并形成多个线圈部的飞行器的移动，该方法包括：比较所述多个线圈部各自中生成的感生电动势的比较过程；以及向所述多个线圈部中生成最大感生电动势的线圈部所在的方向控制所述飞行器使其移动的控制过程。
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