CN111806260A - 一种无线充电装置及无人车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线充电装置及无人车，包括：车体、一端配置在车体上的升降机构、与升降机构另一端连接的无线充电发射线圈组件、配置在车体的内部的第一控制器、第一无线模块、电源模块、交直流切换开关及第一功率变换器；交直流切换开关的第一输出端与电源模块的输入端电气连接，交直流切换开关的输入端用于连接外部电源，电源模块的输出端与第一功率变换器的输入端电气连接，第一功率变换器的输出端与无线充电发射线圈组件电气连接，无线充电发射线圈组件用于为无线充电接收线圈进行充电，第一控制器的射频端与第一无线模块电气连接，第一控制器的输出端与升降机构、及第一功率变换器电气连接；解决了无人充电不便的问题。

Description

一种无线充电装置及无人车
技术领域
本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线充电装置及无人车。
背景技术
随着科学技术的发展，无人车辆、无人飞机等无人化、智能化、自动化的无人产品已广泛开始运用。其中无人车辆具有机动灵活、便于隐身和适应复杂越野环境等优点，在无人车载军事领域的应用范围将不断扩大和拓展，并且可以充分发挥其适应特殊复杂环境的特长，帮助完成一些特殊的任务。但是，此种无人车辆采用的是纯电来驱动，普遍存在续航时间和续航里程短的缺点。
无人车多采用无线充电的方式，而多将无线充电的发射线圈埋在地下，无人车移动至充电的地方进行充电，在车辆行进过程中，有可能出现控制不当对发射线圈进行碾压，且，车辆需要到以固定的地方充电，便利性不够。
有鉴于此，提出本申请。
发明内容
本发明一种无线充电装置及无人车，旨在解决现有技术中无人车充电的不便利性。
本发明第一实施例提供了一种无线充电装置，包括车体、一端配置在所述车体上的升降机构、与所述升降机构另一端连接的无线充电发射线圈组件、配置在所述车体的内部的第一控制器、第一无线模块、电源模块、交直流切换开关及第一功率变换器；
其中，所述交直流切换开关的第一输出端与所述电源模块的输入端电气连接，所述交直流切换开关的输入端用于连接外部电源，所述电源模块的输出端与所述第一功率变换器的输入端电气连接，所述第一功率变换器的输出端与所述无线充电发射线圈组件电气连接，所述无线充电发射线圈组件用于为无线充电接收线圈进行充电，所述第一控制器的射频端与所述第一无线模块电气连接，所述第一控制器的输出端与所述升降机构、及第一功率变换器电气连接；
其中，所述第一控制器用于控制所述升降机构的上升与下降，及控制所述第一功率变换器将低频率的交流电转化成高频的交流电。
优选地，还包括逆变器；
其中，所述交直流切换开关的第二输出端与所述逆变器的输入端电气连接，所述逆变器的输出端与所述电源模块的输入端电气连接。
优选地，所述车体开设有容置槽，所述升降机构配置在所述容置槽内，所述容置槽的底部配置有第一滑槽。
优选地，所述升降机包括驱动电机、至少一对交叉连杆；
其中，所述驱动电机的与所述第一控制器的输出端电气连接，所述交叉连杆的下端配置在所述第一滑槽上，所述驱动电机的输出轴通过传动机构与所述交叉连杆连接。
优选地，所述无线充电发射线圈组件包括底板、配置在所述底板下表面的第二滑槽，配置在所述底板上表面的发射线圈；
其中，所述交叉连杆的上端配置在所述第二滑槽上，所述第一功率变换器的输出端与所述发射线圈电气连接。
优选地，所述底板的第一表面还配置有多个缓冲垫、以及配置在所述缓冲垫间的位置传感器；
其中，所述位置传感器与所述第一控制器的输入端电气连接。
优选地，所述车体的侧部配置有LED指示灯，其中，所述LED指示灯与所述第一控制器的输出端电气连接。
本发明第二实施例提供了一种无人车，包括无线充电接收线圈、第二功率变换器、车载电源、第二控制器、第二无线模块及如上任意一项所述的一种无线充电装置，所述第二控制器的射频端与所述第二无线模块电气连接，无线充电接收线圈的输出端与所述第二功率变换器的输入端电气连接，所述第二功率变换器的输出端与所述车载电源的输入端电气连接，所述第二无线模块用于与所述第一无线模块进行通讯，所述无线充电接收线圈与所述无线充电发射线圈组件的发射线圈进行能量传输，为所述车载电源进行充电。
优选地，还包括周设在所述无线充电接收线圈上的磁块，其中，所述磁块用于所述无线充电发射线圈组件上的位置传感器相互感应。
基于本发明提供的一种无线充电装置及无人车，通过将升降机构配置在车体内部，所述无线充电发射线圈组件装配在所述升降机构上，车体可以移动至所述无人车低下，所述升降机构顶起所述无线充电发射线圈组件为无人车的电池进行充电，其中，第一控制器用于控制所述升降机构的上升运动和下降运动，同时可以控制第一功率变换器将电源模块的低频交流电变换成高频交流电，切换开关可以用于使得无线充电装置可采用外界的直流电或交流电进行对无人车充电，有效的解决了无人车充电不便的问题。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种无线充电装置的模块连接示意图；
图2是本发明第一实施例提供的一种无线充电装置的结构示意图；
图3是本发明第一实施例提供的一种无线充电线圈组件示意图；
图4是本发明第二实施例提供的一种无人车的模块连接示意图；
图5是本发明第二实施例提供的一种无人车的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
本发明一种无线充电装置及无人车，旨在解决现有技术中无人车充电的不便利性。
请参阅图1至图3，本发明第一实施例提供了一种无线充电装置，包括车体16、一端配置在所述车体16上的升降机构10、与所述升降机构10另一端连接的无线充电发射线圈组件5、配置在所述车体16的内部的第一控制器1、第一无线模块7、电源模块3、交直流切换开关4及第一功率变换器2；
其中，所述交直流切换开关4的第一输出端与所述电源模块3的输入端电气连接，所述交直流切换开关4的输入端用于连接外部电源，所述电源模块3的输出端与所述第一功率变换器2的输入端电气连接，所述第一功率变换器2的输出端与所述无线充电发射线圈组件5电气连接，所述无线充电发射线圈组件5用于为无线充电接收线圈12进行充电，所述第一控制器1的射频端与所述第一无线模块7电气连接，所述第一控制器1的输出端与所述升降机构10、及第一功率变换器2电气连接；
其中，所述第一控制器1用于控制所述升降机构10的上升与下降，及控制所述第一功率变换变换器2将低频率的交流电转化成高频的交流电。
在现有技术中，在对无人车进行充电时，多经过充电桩对无人车的蓄电池进行充电，或者将无线充电的发射线圈固定在低下，无人车辆行至该处，再对蓄电池进行充电，在无人车辆运动至该位置时，可能出现对无线充电的发射线圈进行碾压而造成损坏的情况出现，且在无人车电量无法支撑运动至无线充电发射线圈处，可能得通过拖车将无人车拉至充电处，亦或者对无人车的电池进行更换，其过程补电过程繁琐。
在本实施例中，通过将升降机构10配置在车体16内部，所述无线充电发射线圈组件5装配在所述升降机构10上，车体16可以移动至所述无人车低下，所述升降机构10顶起所述无线充电发射线圈组件5为无人车的电池进行充电，所述第一控制器1用于控制所述升降机构10的上升运动和下降运动，同时可以控制第一功率变换器2将电源模块3的低频交流电变换成高频交流电，其中，所述交直流切换开关4用于通断外界电源与所述电源模块3的连接，解决了无人车充电不便的问题。
在本实施例中，还包括逆变器6；
其中，所述交直流切换开关4的第二输出端与所述逆变器6的输入端电气连接，所述逆变器6的输出端与所述电源模块3的输入端电气连接。
需要说明的是，当外界的电源是直流电源的时候，可以通过动作所述交直流切换开关4，使得所述交直流切换开关4连接至所述逆变器6，将直流电转换成交流电，再连接至所述电源模块3，应当理解的是，在外界电源是交流电时，外界电源直接连接至所述电源模块3的输入端，电源模块3可以配置有一储能模块用于存储电能，当然，也可以是通过外界电源直接通过所述无线充电发射线圈组件5发射能量至无人车。
在本实施例中，所述开设有容置槽17，所述升降机构10配置在所述容置槽17内，所述容置槽17的底部配置有第一滑槽。
需要说明的是，所述第一控制器1控制所述升降机构10的第一端在所述第一滑槽内沿第一方向运动，例如左右运动，使得所述升降机构10进行上升或下降运动。
在本实施例中，所述升降机构10包括驱动电机、至少一对交叉连杆；
其中，所述驱动电机的与所述第一控制器1的输出端电气连接，所述交叉连杆的下端配置在所述第一滑槽上，所述驱动电机的输出轴通过传动机构与所述交叉连杆连接。
需要说明的是，所述第一控制器1可以输出脉冲至所述驱动电机，使得所述驱动电机进而带动配置在所述第一滑槽上的交叉连杆运动，其中，所述交叉连杆的下端一个自由端固定在所述第一滑槽上，另一个自由端由所述驱动电机和传动机构带动其在所述第一滑槽上运动，使得所述交叉连杆带动所述所述无线充电发射线圈组件5上升和下降运动。
在本实施例中，所述无线充电发射线圈组件5包括底板52、配置在所述底板52下表面的第二滑槽，配置在所述底板52上表面的发射线圈54；
其中，所述交叉连杆的上端配置在所述第二滑槽上，所述第一功率变换器2的输出端与所述发射线圈54电气连接。
需要说明的是，所述发射线圈54的面积小于所述底板52的面积，其中，发射线圈54与所述底板52可以是圆形或者方形，在本实施例中，优选地的采用方形的底板52和所述发射线圈54，所述交叉连杆的上端一个自由端固定在所述第二滑槽上，另一个自由端在所述第二滑槽上在左右方向上运动，可以理解为，非固定的自由端在向左运动时，所述交叉连杆带动所述底板52向下运动，非固定的自由端在向右运动时，所述交叉连杆带动所述底板52向上运动。当然，在其他实施例中，还可以是采用其组件代替所述交叉连杆，例如采用气缸顶底所述底板52，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，所述底板52的第一表面还配置有多个缓冲垫51、以及配置在所述缓冲垫51间的位置传感器53；
其中，所述位置传感器53与所述第一控制器1的输入端电气连接。
需要说明的是，所述无人车底部配置有一无线接收线圈，用于与所述无线发射线圈54进行适配，在所述无线发射线圈54随所述底板52被顶起时，所述缓冲垫51可以避免两块板间的硬接触而损坏，其中，所述位置可以周设在所述底板52的第一表面上，用于感应配置在无人车底部的磁块18，一方面在底板52四周的位置传感器53感应到磁块18的磁场信号之后，使得LED指示灯发亮，提示充电装置与无人车已经定位准确；另一方面在底板52达到一定高度之后，传感器53也会感应到磁块18的磁场信号，继而输出一电信号至所述第一控制器1的输入端，使得所述升降机构10停止向上运动。
在本实施例中，所述车体16的侧部配置有LED指示灯，其中，所述LED指示灯与所述第一控制器1的输出端电气连接。
需要说明的是，所述LED指示灯可以用来指示无人车是否充电完成、也可以用来指示上升机构是否上升到位，也可以用来指示所述无线发射线圈54与无线充电接收线圈12是否定位准确。当然，在其他实施例中，也可以用来指示其他的信号，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
请参阅图4至图5，本发明第二实施例提供了一种无人车，包括无线充电接收线圈12、第二功率变换器13、车载电源14、第二控制器11、第二无线模块15及如上任意一项所述的一种无线充电装置，所述第二控制器11的射频端与所述第二无线模块15电气连接，无线充电接收线圈12的输出端与所述第二功率变换器的输入端电气连接，所述第二功率变换器13的输出端与所述车载电源14的输入端电气连接，所述第二无线模块15用于与所述第一无线模块7进行通讯，所述无线充电接收线圈12与所述无线充电发射线圈组件5的发射线圈进行能量传输，为所述车载电源14进行充电。
需要说明的是，所述无线充电接收线圈12可以配置在所述无人车19的底部，用于接收所述发射线圈发出的电磁能量，为所述车载电源14充电，在所述无线充电接收线圈12对所述车载电源14充忙电时，可以给所述第二控制器11一电信号，以告知所述第二控制器11无人车19处于满电状态，所述控制器可通过所述第二无线模块15与所述第一无线模块7进行通讯，以告知所述第一控制器1无人车19处于满电状态，无须继续充电，所述第一控制器1可输出一电信号至所述升降机构10，使得所述升降机构10下降，可将充电装置推出无人车19的车底。
在本实施例中，还包括周设在所述无线充电接收线圈12上的磁块18，其中，所述磁块18用于所述无线充电发射线圈组件5上的位置传感器53相互感应。
需要说明的是，所述磁块18用于给所述位置传感器53一磁场信号，使得所述位置传感器53输出一电信号至所述第一控制器1，以告知所述第一控制器1所述升降机构10已经上升到位，所述第一控制器1停止发送脉冲信号至所述升降机构10。
基于本发明提供的一种无线充电装置及无人车，通过将升降机构10配置在车体16内部，所述无线充电发射线圈组件5装配在所述升降机构10上，车体16可以移动至所述无人车低下，所述升降机构10顶起所述无线充电发射线圈组件5为无人车的电池进行充电，其中，第一控制器1用于控制所述升降机构10的上升运动和下降运动，同时可以控制第一功率变换器2将电源模块3的低频交流电变换成高频交流电，切换开关可以用于使得无线充电装置可采用外界的直流电或交流电进行对无人车充电，有效的解决了无人车充电不便的问题。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括：车体、一端配置在所述车体上的升降机构、与所述升降机构另一端连接的无线充电发射线圈组件、配置在所述车体的内部的第一控制器、第一无线模块、电源模块、交直流切换开关及第一功率变换器；
其中，所述交直流切换开关的第一输出端与所述电源模块的输入端电气连接，所述交直流切换开关的输入端用于连接外部电源，所述电源模块的输出端与所述第一功率变换器的输入端电气连接，所述第一功率变换器的输出端与所述无线充电发射线圈组件电气连接，所述无线充电发射线圈组件用于为无线充电接收线圈进行充电，所述第一控制器的射频端与所述第一无线模块电气连接，所述第一控制器的输出端与所述升降机构、及第一功率变换器电气连接；
其中，所述第一控制器用于控制所述升降机构的上升与下降，及控制所述第一功率变换器将低频率的交流电转化成高频的交流电。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电装置，其特征在于，还包括逆变器；
其中，所述交直流切换开关的第二输出端与所述逆变器的输入端电气连接，所述逆变器的输出端与所述电源模块的输入端电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述车体开设有容置槽，所述升降机构配置在所述容置槽内，所述容置槽的底部配置有第一滑槽。
4.根据权利要求3所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动电机、至少一对交叉连杆；
其中，所述驱动电机的与所述第一控制器的输出端电气连接，所述交叉连杆的下端配置在所述第一滑槽上，所述驱动电机的输出轴通过传动机构与所述交叉连杆连接。
5.根据权利要求4所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述无线充电发射线圈组件包括底板、配置在所述底板下表面的第二滑槽，配置在所述底板上表面的发射线圈；
其中，所述交叉连杆的上端配置在所述第二滑槽上，所述第一功率变换器的输出端与所述发射线圈电气连接。
6.根据权利要求5所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述底板的第一表面还配置有多个缓冲垫、以及配置在所述缓冲垫间的位置传感器；
其中，所述位置传感器与所述第一控制器的输入端电气连接。
7.根据权利要求6所述的一种无线充电装置，其特征在于，所述车体的侧部配置有LED指示灯，其中，所述LED指示灯与所述第一控制器的输出端电气连接。
8.一种无人车，其特征在于，包括无线充电接收线圈、第二功率变换器、车载电源、第二控制器、第二无线模块及如权利要求1至7任意一项所述的一种无线充电装置，所述第二控制器的射频端与所述第二无线模块电气连接，无线充电接收线圈的输出端与所述第二功率变换器的输入端电气连接，所述第二功率变换器的输出端与所述车载电源的输入端电气连接，所述第二无线模块用于与所述第一无线模块进行通讯，所述无线充电接收线圈与所述无线充电发射线圈组件的发射线圈进行能量传输，为所述车载电源进行充电。
9.根据权利要求1所述的一种无人车，其特征在于，还包括周设在所述无线充电接收线圈上的磁块，其中，所述磁块用于所述无线充电发射线圈组件上的位置传感器相互感应。
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