CN109950981A - 移动工作平台无绳供电系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动工作平台无绳供电系统及实现方法，涉及电机控制及应用技术领域，包括工作平台、设置在工作平台上的直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈；直线电机与无线供电接收极线圈电连接；其中，直线电机的底部设置有与直线轨道匹配的滑块，直线电机通过滑块在直线轨道上移动；无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，用于通过电磁感应生成交变电压，无线供电接收极线圈还用于将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电。本发明能够有效提高直线电机的使用寿命和工作效率。

Description

移动工作平台无绳供电系统及实现方法

技术领域

本发明涉及电机控制及应用技术领域，尤其是涉及一种移动工作平台无绳供电系统及实现方法直。

背景技术

目前，直线电机在工业领域有着广泛的应用，诸如可应用于数控机床以及需要搬运功能的组装设备等，但现有的直线电机运行时需要使用拖链和电缆，拖链及电缆高速运行带来的风阻及摩擦会造成电机效率的下降并影响直线电机的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种移动工作平台无绳供电系统及实现方法直，能够有效提高直线电机的使用寿命和工作效率。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种移动工作平台无绳供电系统，包括：工作平台、设置在工作平台上的直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈；直线电机与无线供电接收极线圈电连接；其中，直线电机的底部设置有与直线轨道匹配的滑块，直线电机通过滑块在直线轨道上移动；无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，用于通过电磁感应生成交变电压，无线供电接收极线圈还用于将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述工作平台的表面为矩形，直线轨道沿着矩形的长边铺设，且与矩形的长边平行；直线轨道为两根，直线电机的底端的两侧分别设置有一个滑块；每个滑块对应卡合一根直线导轨；或者，直线轨道为单根，直线电机的底端中心侧设置有一个与单根的直线轨道卡合的滑块。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述无线供电发射极线圈为多个，多个无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈排为一列，且与直线轨道并行排列在工作平台上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述无线供电接收极线圈通过变换器与直线电机相连，变换器用于将无线供电接收极线圈产生的交变电压变换为与直线电机的工作电压相匹配的电压。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述系统还包括用于采集工作平台的温度的温度传感器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述直线电机的定子为线圈，且直线电机的动子为永磁体；或者，直线电机的定子为永磁体，且直线电机的动子为线圈。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述系统还包括与直线电机连接的驱动器，以及与驱动器相连的控制器；控制器用于向驱动器发送控制信号；驱动器用于将控制信号转换为角位移信号，并基于角位移信号控制直线电机移动。

第二方面，本发明实施例还提供一种移动工作平台无绳供电系统的实现方法，该方法应用于第一方面至第一方面的第六种可能的实施方式任一项的移动工作平台无绳供电系统，该方法包括：无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，通过电磁感应生成交变电压；无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电；其中，直线电机在通电时通过滑块在直线轨道上移动。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输给直线电机的步骤，包括：无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输给变换器；变换器将接收的交变电压变换为直线电机的工作电压，并将工作电压传输给直线电机。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，直线电机在通电时通过滑块在直线轨道上移动的步骤，包括：直线电机的定子在通电时产生磁场，以生成电磁力；直线电机的动子在电磁力的作用下运动。

本发明实施例提供了一种移动工作平台无绳供电系统及实现方法，该系统包括工作平台、设置在工作平台上的直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈，直线电机与无线供电接收极线圈电连接，直线电机的底部设置有与直线轨道匹配的滑块，直线电机通过滑块在直线轨道上移动，无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，用于通过电磁感应生成交变电压，无线供电接收极线圈还用于将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电。由于本发明的移动工作平台无绳供电系统及实现方法通过无线供电方式省去了拖链和电缆，能够有效提高直线电机的使用寿命和工作效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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示出了本发明实施例所提供的一种移动工作平台无绳供电系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的另一种移动工作平台无绳供电系统的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的另一种移动工作平台无绳供电系统的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种移动工作平台无绳供电系统的原理示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的另一种移动工作平台无绳供电系统的原理示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的一种移动工作平台无绳供电系统的实现方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

目前现有的直线电机运行时需要使用拖链和电缆，拖链及电缆高速运行带来的风阻及摩擦会造成电机效率的下降并影响直线电机的使用寿命，基于此，本发明实施例提供的一种移动工作平台无绳供电系统及实现方法，能够有效提高直线电机的使用寿命和工作效率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种移动工作平台无绳供电系统进行详细介绍。

在一种实施方式中，本发明实施例提供了一种移动工作平台无绳供电系统，参见图1所示的移动工作平台无绳供电系统的结构示意图，如图所示，该系统包括工作平台10、设置在工作平台上的直线轨道20、直线电机30、无线供电发射极线圈40和无线供电接收极线圈50。

直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈设置在工作平台上，直线电机与无线供电接收极线圈电连接。

其中，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的装置，在一种实施方式中，直线电机的底部设置有与直线轨道匹配的滑块，当直线电机得电后，直线电机即可通过滑块在直线轨道上移动。

无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，用于通过电磁感应生成交变电压，无线供电接收极线圈还用于将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电。

本发明实施例提供的上述移动工作平台无绳供电系统，包括工作平台、设置在工作平台上的直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈，直线电机与无线供电接收极线圈电连接，直线电机的底部设置有与直线轨道匹配的滑块，直线电机通过滑块在直线轨道上移动，无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，用于通过电磁感应生成交变电压，无线供电接收极线圈还用于将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电。由于本发明的移动工作平台无绳供电系统通过无线供电方式省去了拖链和电缆，能够有效提高直线电机的使用寿命和工作效率。

具体的，无线供电接收极线圈传输的交变电压可通过变换器变换为需要的电压，如直流48V、直流24V或者交流220V频率50Hz的电压，具体的可根据实际应用确定。

参见图2所示的另一种移动工作平台无绳供电系统的结构示意图，在图1的基础上，还示意出了变换器60、温度传感器70、驱动器80和控制器90。

工作平台的表面为矩形，直线轨道沿着矩形的长边铺设，且与矩形的长边平行；直线轨道为两根，直线电机的底端的两侧分别设置有一个滑块；每个滑块对应卡合一根直线导轨；或者，直线轨道为单根，直线电机的底端中心侧设置有一个与单根的直线轨道卡合的滑块。

无线供电发射极线圈为多个，多个无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈排为一列，且与直线轨道并行排列在工作平台上。

无线供电接收极线圈通过变换器与直线电机相连，变换器用于将无线供电接收极线圈产生的交变电压变换为与直线电机的工作电压相匹配的电压。例如，无线供电接收极线圈与无线供电发射极线圈耦合产生的交变电压为10V，直线电机的工作电压为48V的直流电压，则无线供电接收极线圈将产生的交变电压传输至电源处理单元(也即，前述变换器)，电源处理单元即可将交变电压变换至直流48V电压，并将直流48V电压传输至直流电机，以使直流电机得电工作。

考虑到温度对工作平台上的器件将产生一定影响，当温度过高时可能导致器件烧毁，因此本发明实施例提供的系统还包括用于采集工作平台的温度的温度传感器。

无线供电接收极线圈设置在壳体腔内；该系统还包括与直线电机连接的驱动器，以及与驱动器相连的控制器；控制器用于向驱动器发送控制信号；驱动器用于将控制信号转换为角位移信号，并基于角位移信号控制直线电机移动。

具体的，工作平台的大小以及直线轨道的长度可以是根据实际需要预设的，直线轨道为单根或多根以及无线供电发射极线圈的数量也是可以根据实际情况设定，移动工作平台无绳供电系统的温度传感器可以采集工作平台的温度，并将采集到的温度传输到通讯连接的终端，以便于工作人员在查看，并在温度过高时及时采取措施。

如图3示出了另一种移动工作平台无绳供电系统的结构示意图，图3中的工作平台的表面为矩形，直线轨道沿着矩形的长边铺设，且与矩形的长边平行，直线轨道为两根，直线电机的底端的两侧分别设置有滑块，滑块卡合直线导轨，无线供电发射极线圈为多个，多个无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈排为一列，且与直线轨道并行排列在工作平台上，无线供电接收极线圈设置在壳体腔内，通过壳体固定无线供电接收极线圈。

工作平台分为固定的底面平台和运动平台，运动平台是移动工作平台无绳供电系统执行动作的平台，由动子拖动并在直线轨道上滑行。无线充电发射极线圈安装在固定的底面平台上，其接收极线圈安装在运动平台上。

在一种实施方式中，直线电机的定子为永磁体，且直线电机的动子为线圈。如图4示出了一种移动工作平台无绳供电系统的原理示意图，直线电机的动子为线圈式，图4中包括外部控制系统、固定平台及运动平台系统。运动平台系统包括线圈式动子、无线接收极线圈、直线电机控制及驱动单元、无线接收极控制及电源处理单元及无线通信模块，无线接收极线圈通过与无线发射极线圈耦合产生交变电压，交变电压经过无线接收极控制及电源处理单元将交变电压变换为需要的电压，如直流48V、直流24V或者交流220V频率50Hz的电压，无线接收极控制及电源处理单元提供的电源为直线电机控制及驱动单元及平台上的传感器(执行器)供电，直线电机控制及驱动单元控制线圈式动子的运动，控制要求通过通信模块与其他主控制器通信来实现直线电机的运动控制。

固定平台安装直线电机的永磁体定子及无线充电装置的无线发射极线圈，线圈根据移动距离铺设线圈队列。外部控制系统包括无线供电装置的控制及电源单元(也即，无线发射极控制及驱动)、外部控制单元(也即，平台系统控制器)及无线通信模块，无线供电装置的控制及电源单元为无线供电发射极提供电源及控制，无线通信模块可以与运动平台上的无线通信模块通信，实现运动平台系统的控制。

具体实现时，无线供电装置的控制及电源单元为无线供电发射极提供电源及控制，使无线接收极线圈与无线发射极线圈耦合产生交变电压，无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输至电源处理单元，以使电源处理单元将交变电压转换成直流电机所需电源，并将转换后的电源传输至直电机。直线电机得电后，永磁体定子产生磁场，以生成电磁力，线圈式动子在上述电磁力的作用下运动。

在另一种实施方式中，直线电机的定子为线圈，且直线电机的动子为永磁体。如图5所示的另一种移动工作平台无绳供电系统的原理示意图，直线电机的动子为永磁体，图5中包括外部控制系统、固定平台及运动平台系统。运动平台系统包括永磁体动子、无线接收极线圈、无线接收极控制及电源处理单元及通信模块，无线接收极线圈通过与无线发射极线圈耦合产生交变电压，交变电压经过无线接收极控制及电源处理单元将电压变换成需要的电压，如直流48V，直流24V或者交流220V频率50Hz的电压，无线接收极控制及电源处理单元提供的电源为直线电机控制及驱动单元及平台上的传感器(执行器)供电，直线电机控制及驱动单元控制永磁体动子的运动，控制要求通过通信模块与其他主控制器通信来实现直线电机的运动控制。

固定平台安装直线电机的线圈式定子及无线充电装置的无线发射极线圈，线圈根据移动距离铺设线圈队列。

外部控制系统包括无线供电装置的控制及电源单元、直线电机电源及控制单元、外部控制单元及无线通信模块，无线供电装置为无线供电发射极提供电源及控制，直线电机电源及控制单元控制固定平台上的线圈式定子，无线通信模块可以与运动平台上的无线通信模块通信，实现运动平台系统的控制。

具体实现时，无线供电装置的控制及电源单元为无线供电发射极提供电源及控制，使无线接收极线圈与无线发射极线圈耦合产生交变电压，无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输至电源处理单元，以使电源处理单元将交变电压转换成直流电机所需电源，并将转换后的电源传输至直电机。直线电机得电后，线圈式定子产生磁场，以生成电磁力，永磁体动子在上述电磁力的作用下运动。

综上所述，本发明实施例提供的上述移动工作平台无绳供电系统，包括工作平台、设置在工作平台上的直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈以及相应电源处理单元与无线通信单元。无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，通过电磁感应或电磁共振生成交变电压，无线供电接收极线圈还用于将生成的交变电压传输至电源处理单元，通过电源处理单元将交变电压转换为直流电机所需电压，以实现向直线电机供电，直线电机得电后通过与直线轨道匹配的滑块在直线轨道上运动。由于本发明的移动工作平台无绳供电系统通过无线供电方式省去了拖链和电缆，能够有效提高直线电机的使用寿命和工作效率。

基于上述实施例提供的移动工作平台无绳供电系统，本发明还提供了一种移动工作平台无绳供电系统的实现方法，又可以称为移动工作平台无绳供电系统的控制方法，参见图6所示的一种移动工作平台无绳供电系统的实现方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：

步骤S602，无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，通过电磁感应生成交变电压。

步骤S604，无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输给直线电机，以给直线电机供电。其中，直线电机在通电时通过滑块在直线轨道上移动。

因为不同型号的直线电机所需的电源可能存在差异，因此需要将上述交变电压转换为直线电机的工作电源，在一种实施方式中，无线供电接收极线圈将生成的交变电压传输至变换器，变换器将接收的交变电压变换为直线电机的工作电压，并将工作电压传输给直线电机，以使直线电机工作。

本发明实施例还提供了一种直线电机在通电时通过滑块在直线轨道上移动的方法，其中，直线电机的定子在通电时产生磁场，以生成电磁力；直线电机的动子在电磁力的作用下运动。在一些实施方式中，直线电机的定子可以为永磁体，动子可以为线圈；或者直线电机的定子可以为线圈，动子可以为永磁体。

本发明实施例提供的移动工作平台无绳供电系统的实现方法，利用无线发射极线圈与无线接收极线圈之间的耦合生成交变电压，并基于交变电压向直线电机供电，得电后的直线电机便可以通过滑块在直线轨道上移动。本发明实施例利用无线供电方式省去了拖链和电缆，能够有效增加直线电机的应用场景，同时有助于提高直线电机的使用寿命和工作效率。

另外，在本发明实施例的描述中，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种移动工作平台无绳供电系统，其特征在于，包括：工作平台、设置在所述工作平台上的直线轨道、直线电机、无线供电发射极线圈和无线供电接收极线圈；所述直线电机与所述无线供电接收极线圈电连接；

其中，所述直线电机的底部设置有与所述直线轨道匹配的滑块，所述直线电机通过所述滑块在所述直线轨道上移动；

所述无线供电发射极线圈与所述无线供电接收极线圈耦合，用于通过电磁感应生成交变电压，所述无线供电接收极线圈还用于将生成的所述交变电压传输给所述直线电机，以给所述直线电机供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作平台的表面为矩形，所述直线轨道沿着所述矩形的长边铺设，且与所述矩形的长边平行；

所述直线轨道为两根，所述直线电机的底端的两侧分别设置有一个滑块；每个所述滑块对应卡合一根直线导轨；或者，

所述直线轨道为单根，所述直线电机的底端中心侧设置有一个与所述单根的直线轨道卡合的滑块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线供电发射极线圈为多个，多个所述无线供电发射极线圈与所述无线供电接收极线圈排为一列，且与所述直线轨道并行排列在所述工作平台上。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线供电接收极线圈通过变换器与所述直线电机相连，所述变换器用于将所述无线供电接收极线圈产生的交变电压变换为与所述直线电机的工作电压相匹配的电压。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于采集所述工作平台的温度的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直线电机的定子为线圈，且所述直线电机的动子为永磁体；或者，所述直线电机的定子为永磁体，且所述直线电机的动子为线圈。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述直线电机连接的驱动器，以及与所述驱动器相连的控制器；所述控制器用于向所述驱动器发送控制信号；

所述驱动器用于将所述控制信号转换为角位移信号，并基于所述角位移信号控制所述直线电机移动。

8.一种移动工作平台无绳供电系统的实现方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至7任一所述的移动工作平台无绳供电系统，所述方法包括：

无线供电发射极线圈与无线供电接收极线圈耦合，通过电磁感应生成交变电压；

所述无线供电接收极线圈将生成的所述交变电压传输给直线电机，以给所述直线电机供电；其中，所述直线电机在通电时通过滑块在直线轨道上移动。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述无线供电接收极线圈将生成的所述交变电压传输给直线电机的步骤，包括：

所述无线供电接收极线圈将生成的所述交变电压传输给变换器；

所述变换器将接收的所述交变电压变换为所述直线电机的工作电压，并将所述工作电压传输给所述直线电机。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述直线电机在通电时通过滑块在直线轨道上移动的步骤，包括：

所述直线电机的定子在通电时产生磁场，以生成电磁力；

所述直线电机的动子在所述电磁力的作用下运动。