CN116508231A - 基于无线供电方式的受电装置及送电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电。受电装置包括：受电天线，其接收电磁波；整流器，其与受电天线功能性地连接，将电磁波转换成直流电压；第一蓄电装置，其与整流器功能性地连接，对直流电压进行蓄电；第二蓄电装置，其与第一蓄电装置功能性地连接，对直流电压进行蓄电；器件，其与第二蓄电装置功能性地结合；第一开关，其在整流器和第一蓄电装置之间切换电力的配电；第二开关，其在第一蓄电装置和第二蓄电装置之间切换电力的配电；第三开关，其在第一蓄电装置和器件之间切换电力的配电；第四开关，其在第二蓄电装置和器件之间切换电力的配电；以及控制器。

Description

基于无线供电方式的受电装置及送电装置

技术领域

本发明涉及一种用于对内置于多关节机器人等机械中的消耗电力的器件进行无线供电的受电装置及送电装置。

背景技术

在工厂(FA：FactoryAutomation)、物联网(IoT：Internetof Things)、家电等领域中，使用着各种各样的机械。通常，FA等中使用的机械虽然对于数据通信线进行了无线化，但是对于电源配线未进行无线化的事例较多。

作为本技术领域的背景技术，有日本特开2014-29326号公报(专利文献1)。在该公报中，记载有“提供一种探测外力的力传感器，其特征在于，具有外装部(2)、配置于所述外装部的按压部件(1)、探测施加在所述按压部件的力的传感器部、以及经由非旋转侧触点(6)和旋转侧触点(7)进行供电或信号传递的滑环部，所述力传感器部和所述滑环部一起被收纳于所述外装部的内侧，在所述滑环部和所述力传感器部之间进行供电或信号传递”(参照摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-29326号公报

发明内容

发明要解决的问题

在所述专利文献1中示出有对多关节机器人、特别是内置于机械臂的前端侧的传感器供给电力的事例。在该事例中，公开有经由配置于机械臂内的电力线，向传感器供给从外部的电源传输的电力的技术(参照专利文献1的图9)。

但是，在专利文献1中未研究利用无线向传感器供电的技术。

因此，本发明提供一种有效地无线供给用于驱动内置于例如多关节机器人等机械等内的器件的电力的结构。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，例如采用权利要求书所记载的结构。

本申请包含多个解决上述问题的装置，以下举出其一例。

一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置构成为，包括：

受电天线，其接收电磁波；

整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；

第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

第二蓄电装置，其与所述第一蓄电装置功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

器件，其与所述第二蓄电装置功能性地结合；

第一开关，其在所述整流器和所述第一蓄电装置之间切换电力的配电；

第二开关，其在所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；

第三开关，其在所述第一蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；

第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及

控制器。

发明的效果

根据本发明，能够提供有效地无线供给用于驱动内置于机械等内的器件的电力的结构。

上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明予以阐明。

附图说明

图1是概略性地表示对内置于机械内的器件无线供电的情况的图的例子(实施例1)。

图2是概略性地表示传感器所需要的电能的图的例子(实施例1)。

图3是表示受电天线的结构例的图的例子(实施例1)。

图4是表示图3的受电天线的辐射效率的图的例子(实施例1)。

图5是表示无线供电的送电装置和受电装置的电路的图的例子(实施例1)。

图6是表示图5的受电电路的状态1的图的例子(实施例1)。

图7是表示图5的受电电路的状态2的图的例子(实施例1)。

图8是表示图5的受电电路的状态3的图的例子(实施例1)。

图9是表示图5的受电电路的状态4的图的例子(实施例1)。

图10是表示图5的受电电路的状态5的图的例子(实施例1)。

图11是表示图5的受电电路的状态6的图的例子(实施例1)。

图12是表示图5的受电电路的变更例的图的例子(实施例2)。

图13是表示图12的受电电路的状态1的图的例子(实施例2)。

图14是表示图12的受电电路的状态2的图的例子(实施例2)。

图15是表示图12的受电电路的变更例的图的例子(实施例3)。

图16是表示图5的受电电路的变更例的图的例子(实施例4)。

图17是表示图16的受电电路的变更例的图的例子(实施例5)。

图18是表示图17的受电电路的变更例的图的例子(实施例6)。

图19是概略性地表示阻抗匹配的各状态的图的例子。

图20是概略性地表示阻抗匹配的优化的图的例子。

图21是概略性地表示图16的受电电路的电压值的图的例子。

图22是概略性地表示受电状态的反馈的图的例子。

图23是概略性地表示送电装置的送电控制的图的例子。

图24是表示送电天线的结构例的图的例子。

图25是表示图24的X-X线的截面中的两个状态的图的例子。

图26是概略性地表示受电装置的电解强度追踪的图的例子。

图27是概略性地表示经由电力线从外部的电源对内置于机械内的器件供电的情况的图的例子。

图28是表示每个传感器30所需要的电能的图的例子。

图29是表示图5的受电装置的受电电路的各状态的图的例子。

图30是表示图16所示的四个开关SW31～SW34的切换的状态的图的例子。

具体实施方式

[实施例1]

图27是表示经由配置在多关节机器人100的内部的配线32从电源34对内置在多关节机器人100的前端侧的消耗电力的器件30供给电力的事例的图。在多关节机器人100的机械臂部90和/或机械手部80设置有多个关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c。通过这些多个关节活动，多关节机器人100进行抓握工件W、或者使其移动等自由度高的动作。

在为了向内置在多关节机器人100内的传感器30供电而内设配线32的情况下，由于多关节机器人100的关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c活动，可能产生配线32的负担、配线32的断线、或配线32的维护等问题。另外，在像多关节机器人100那样、进行自由度高的动作的机械中，通常，内部装入有促动器等各种各样的零件，因此，存在用于追加配线32的空间被限定之类的问题。

因此，为了避免上述配线32的问题，研究通过无线供电向传感器30供电的技术。但是，在机械100的电源配线的无线化中存在特有的课题。例如，由于在无线供电中输送较小容量的电力，因此被输送至器件30的电力的容量成为问题。在无法输送充分的电力的情况下，由于使用的器件30的种类及使用方式被限定，因此不优选。

另外，在无线供电中，阻抗匹配失配成为问题。阻抗匹配失配是指不能进行阻抗的匹配(matching)的状态。从能量的传输这样的观点来看，由于阻抗匹配失配成为效率低的原因，因此不优选。

图1是概略性地表示用于对内置于在FA(工厂等)、IoT(建筑管理系统等)、家电等领域中使用的机械100的前端侧的消耗电力的器件30进行无线供电的送电装置1和受电装置10的图的例子。

“多关节机器人”

图1中例示出的机械100例如是工业用机器人(包括机床)或家庭用机器人(包括家电)等。机械100能够用于例如工件或零件W的夹持、抬起(拾取)、配置(放置)、组装、涂装、焊接等各种用途。优选的是，机械100为进行自由度高的动作的多关节机器人。

为了使机械臂部90和/或机械手部80以高的自由度工作，多关节机器人100通常具有多个(至少两个)轴或关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c(参照图1)。通常，多关节机器人100的关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c的数量越多，越能够进行自由度更高的动作，但那样的话，需要更严格的控制。另一方面，多关节机器人100的关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c的数量越少，那样的话，机构变得更简单，越不易引起错误动作。

在图1中，概略性地示出相当于人的胳膊部分的机械臂部90的关节J1a、J1b和相当于人的手部分的机械手部80的关节J2a、J2b、J2c。多关节机器人100在各关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c中进行旋转或位移等功能。通常，多关节机器人100安装有2轴至8轴左右的多个轴。另外，通常，在机械手部80安装有2根至5根左右的多个手指(指状物、finger)。在本实施例中，不受多关节机器人100的关节或手指的数量、形状、功能等限定。

多关节机器人100能够构成各种使机械臂部90的多个关节活动的机构。例如，能够使用使机械臂部90的多个关节依次活动的串联(串行)机构、使多个关节一块儿活动的并联(并行链接、parallel link)机构等。多关节机器人100也可以是例如垂直多关节机器人或水平多关节机器人等。多关节机器人100不限定于机械臂或机器人手，除此之外，也可以是桁架式机器人(gantry robot)等。

图1所示的机械手部80也称为夹盘(chuck)。夹盘为了抓住工件或零件W，通过促动器使多个手指向规定方向(例如，上下方向等)移动并开闭(参照图1的J2a、J2b、J2c)。目前，有时为了探测该夹盘的机械性的活动位置(例如，上方位置或下方位置等)而装设有器件30。另外，有时为了探测该夹盘是否抓住零件W而装设有器件30。在前者的情况下，进行使夹盘向规定方向开闭移动的控制等。在后者的情况下，探测零件W的硬度(例如，硬或软等)，进行与之对应的夹盘的控制等。

如图1所示，在机械100的内部内置有消耗电力的器件30的情况下，需要向器件30供电。在本实施例中，在机械100的外部设置有送电装置1，该送电装置1具有用于对器件30进行无线供电的送电天线2。另外，在机械内或机械上设置有具有受电天线12的受电装置10。优选的是，受电装置10被内置于机械100，以无线接收从送电装置1输送的能量E并且向器件30供电的方式与器件30物理连接。因此，排除了在多关节机器人100的内部进行用于对器件30供电的配线的必要性或使其最小化。

“传感器”

作为图1中例示的内置于多关节机器人100的器件30，可例如使用传感器30。

图28是例示必要的电能根据传感器30的种类而不同的图。传感器的耗电量是概略地算出的耗电量。电容器间电压设为3.3V，记载充满电时的电能，假定传感器持续工作1小时的情况来计算电能。

内置于多关节机器人100的传感器30优选为小型轻量且低耗电量型传感器。例如，传感器30是为了探测夹盘的机械活动、触觉的状态等而使用的传感器30。例如，传感器30也可以是接近传感器、MR传感器、霍尔元件、位置传感器等。

接近传感器30是当工件W靠近时产生反应的传感器。例如，接近传感器30具有圆筒形状或薄板形状的主体，在该主体的一端侧设置检测面，并且使电缆从该主体的相反侧延伸。检测面能够设置于机械手部80的适当的部位，构成为当工件W接近时则产生反应。

接近传感器已知有各种各样的种类，例如，有当金属接近时产生反应的传感器。接近传感器30的检测距离具有各种各样的种类，例如，有以mm单位检测的传感器。接近传感器30由于非接触而没有磨损等劣化，具有防水性和防尘性，并具有不易损坏之类的优点。特别是在与金属产生反应的类型中，具有不易受到灰尘及水滴等的影响且错误检测少之类的优点。

传感器30也可以是MR(Magnetic Resistance：磁阻)传感器或磁传感器。MR传感器30是测量磁场(磁场)的大小、方向的传感器，根据测定对象磁场的强度、交流、直流的不同及测定环境等目的的不同，已知有各种各样的种类。例如，MR传感器30利用固体的电阻根据磁场而变化的磁阻效应来测量磁场的大小。

传感器30也可以是霍尔元件。霍尔元件30是利用霍尔效应测定磁通密度的传感器。霍尔效应是指对电流流动的物体，与电流垂直地施加磁场时，在与电流和磁场双方正交的方向上出现电动势的现象。霍尔元件30有产生与磁通密度成比例的模拟电压的传感器和产生数字输出的传感器。

另外，传感器30也可以是位移传感器、检查用传感器、判别用传感器、测定用传感器、测长传感器、振动传感器、微光传感器、压力传感器、流量传感器、温度湿度传感器、人感传感器、磨损传感器、加速度传感器、应变传感器、力传感器等。

而且，传感器30还可以是CMOS传感器、光电传感器、激光传感器、超声波传感器、接触式传感器、线性保持架、电位计、图像传感器、彩色传感器、LiDAR传感器、TOF传感器、测震传感器、陀螺仪传感器、倾斜传感器、旋转传感器、角度传感器、旋转计、测力传感器、力传感器、扭矩传感器、液面传感器、漏液/水检测传感器、非接触温度传感器、电流传感器、电力传感器、静电传感器、或隔离器等。

传感器30也可以构成为能够根据探测对象的工件W的颜色、形状、倾斜度、厚度、透明度等，适当探测工件W。例如，也可以将传感器30构成为能够检测黑色的工件、金属制工件、薄工件、透明的工件等。此外，基于探测对象的工件W的特性等，传感器30也可以是多个传感器的组合。

器件30优选为耗电量为100mWh以下的低耗电量型传感器，

器件30更优选为耗电量为数10mWh以下的低耗电量型传感器。

器件30进一步优选为耗电量为10mWh以下的低耗电量型传感器。

“无线供电”

无线供电有几个种类，在本实施例中，优选为通过微波方式在送电装置1和受电装置10之间进行无线供电。在微波方式中，能够向较远方传输能量或电力。因此，即使在将供电对象的传感器30内置于多关节机器人100且使其位置频繁地变化的情况下，也能够从远的地方向传感器30输送必要的电力。但是，在微波方式中，可传输的能量的容量有上限。例如，在以微波方式进行无线供电的情况下，能够以1m左右的距离输送1mW左右的容量的电力。

再次参照图28，在传感器30为接近传感器、测震传感器、温度湿度传感器的情况下，能够以较小容量(1mW～10mW)的电力来对应。在传感器30为压力传感器或角度传感器的情况下，需要更大容量(10mW～100mW)的电力。在传感器30为彩色传感器或激光传感器等的情况下，需要进一步更大容量(100mW～1000mW)的电力。因此，在基于微波方式的情况下，如何确保向传感器30输送的电力成为问题。

图2是概略性地表示通常情况下各个种类的器件30所需要的耗电量的图。例如，如符号D1所示，使边缘计算设备(微机、终端、处理装置等)工作所需要的电力的容量较大，与之相对，如符号D2所示，使传感器工作所需要的电力的容量较小即可。如符号D3所示，使无线通信IC工作所需要的电力的容量虽然没到D1的程度，但是比D2大。这些电子零件正在各种领域进行小型化、大容量化的研究开发，如从图2可理解的那样，它们所需要的耗电量趋于逐年减少。但是，D2等的值是被概略化的值，如图28所示，根据传感器30的种类不同，必要的电力发生变动。

如符号D4所示，在无线通信IC与供电对象的器件30连接的情况下，必要的电力的容量增加。作为无线通信IC，例如，有Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、子千兆赫(Sub-1GHz或低于1GHz的频带)、Wi-Fi(注册商标)、IO-Link(注册商标)、Thread、多标准、WIRED、在物理层具有IEEE802.15.1或IEEE802.15.4等的协议等近距离无线通信标准。当将无线通信IC与传感器30组合时，例如，在数据收发时，有时需要约10～30mW左右的电力。此外，传感器30也可以是即使不与无线通信IC连接、也具有无线通信功能的传感器(例如，SAW传感器或表面声波滤波器等)。

在进行微波方式的无线供电的情况下，被输送的能量的容量有上限。因此，在供电对象的传感器30的种类需要较大的容量的情况下(参照图28)、传感器30与无线通信IC连接的情况下(参照图2)、供电对象的传感器30为两个以上的情况下等，被输送的电力成为问题。因此，在本实施例中，在微波方式的无线供电中组合使用电池管理系统21(参照图1)。电池管理系统21是通过无线供电对电池进行充电，并以该电力驱动系统(器件30)的系统。在图1中概略性地例示从送电装置1的送电天线2输送的能量或电力E被受电装置10的受电天线12接收的情况、和将该能量E储存在电池管理系统21内的电池中，之后输送至传感器30的情况。

如图28和图2中所示，每个器件30(传感器、无线通信IC、边缘计算机)中的耗电量大致一定，且不使用电池就能够驱动的器件30有限制。另外，如图2所示，各器件30的耗电量趋于逐年减少。即，通过在无线供电中组合使用电池管理系统21，与不使用电池的系统相比，能够驱动更多种类的器件30，且其对象范围趋于逐年增加。因此，在本实施例中，将电池管理系统21与无线供电组合是非常重要的。

在图1中，受电装置10被容纳于多关节机器人100的前端侧(机械臂90的前端侧或机械手80的前端侧等)。由各种零件构成的多关节机器人100中，机械手80的手指的内部空间比较充裕。因此，优选在该空间内容纳包括受电天线12、电池管理系统21及传感器30的受电装置10。此时，较大的大体积的零件也可以构成为具有挠性，团起来收纳于手指的空间内。另外，一部分零件也可以配置于远离手指的地方(例如，机械手部80的手指的根部或附近宽敞的地方)。另外，一部分零件可以根据需要突出至机械100的外侧。优选将零件间的分开距离抑制得较短，将配线的长度设为最小。

也可以利用一个送电装置1向一个受电装置10输送能量E。或者也可以利用一个送电装置1向多个受电装置10输送能量E。在机械100内设置有多个受电装置10的情况下，也可以在机械手80的多个手指的各空间内分别设置受电装置10。或者，也可以在机械手80的各手指的空间内分别装设传感器30，在手指的根部的空间内设置用于向各传感器30供电的受电天线12和/或电池管理系统21。

“受电天线”

图3是表示受电天线12的结构例的俯视图的例子。

受电天线12是具有接收从送电装置1发送的无线频率(RF：radio frequency)信号或电磁波的作用的电力接收元件。该受电天线12例如被形成为正面的大小为12cm×12cm、厚度为0.5mm的薄板状。但是，大小可以变更为13cm×13cm或14cm×14cm左右。另外，厚度可以变更为成1mm左右。

参照图3，受电天线12由多个天线部110、120、130、140、150、160构成，以从多个方向接收能量E(参照图1)。天线部也称为整流天线(rectenna)，是将微波整流转换成直流电流的元件。这些天线部110、120、130、140、150、160作为整体形成具有适当的大小的大致薄板状的天线12。天线12也可以多层构成，例如，将天线部110～160载置于挠性基板上，并使其具有挠性(能够弯曲或弄圆)。

在图3所示的例子中，在表面侧配置有5根天线部110、120、130、140、150，并且在背面侧配置有一根天线部160。在它们之间还配置有连结表面侧的天线部110、120、130、140、150和背面侧的天线部160的连接部(DC连接)171、172、173、174、175。

在表面侧，沿着四边形状的各边配置有一个天线部110、120、130、140。各天线部110、120、130、140配置为以规定长度延伸，且相互正交，使得可以通过四边适当地受电。各天线部110、120、130、140为了确保受电电力，例如，具有沿着各边呈直线状延伸的部分111、121、131、141和在两端侧朝向内侧折弯并延伸的部分。因此，天线部110、120、130、140不限定于四边形状的各边的长度，也包括向内侧弯曲的部分，以较长的长度接收能量。例如，各天线部在四边形的角侧具有以约45度的角度朝向内侧折弯的第一折弯部分112、113、122、123、132、133、142、143、和进一步以约90度的角度朝向内侧折弯的第二折弯部分114、115、124、125、134、135、144、145。各天线部还可以具有第三折弯部分(省略图示)。

此外，在配置各天线部110、120、130、140的四边形状的中央侧，配置有从表面侧观察时从四边形状的右侧上方朝向左侧下方呈直线状倾斜地(以45度)延伸的天线部150。表面侧的这5根天线部110、120、130、140、150配置为相邻的天线部彼此不接触，且相邻的天线部彼此的间隔不会过大。因此，各天线部配置为避免由于天线彼此接近而产生电磁耦合造成的损失。此外，根据该配置结构，能够通过天线从所有的角度接收电磁能量。

此外，在背面侧同样配置有呈直线状倾斜地延伸的天线部160。该背面侧的天线部160配置为，相对于表面侧的天线部150以镜像关系延伸，从外观上看，在四边形状的中央交叉。从表面侧观察时，该天线部160从四边形状的左侧上方朝向右侧下方呈直线状倾斜地延伸。

此外，设置有将上述6个天线部110、120、130、140、150、160相互连结的连接部171、172、173、174、175，对直流成分进行合成。例如，从表面侧观察，连接部171、172、173、174、175一笔画以直线状连结沿着四边形状的各边延伸的四个天线部110、120、130、140的各中央部111、121、131、141，并且将呈直线状延伸的两个天线部150、160的各中央部连结。在这些连接部位分别设置有整流器14a、14b、14c、14d、14e。可以认为，这些多个整流器14a、14b、14c、14d、14e作为整体构成一个整流器14。

这样，受电天线包括多个天线，这些天线沿着大致四边形状的四边和/或大致四边形状的对角线配置。

这样，由多个天线部110～160构成的受电天线12接收的能量被输送至与受电天线12功能性地连接的整流器14。整流器14是具有使电流仅在一方向上流动的整流作用的元件。受电天线12和整流器14也可以一体构成，将由受电天线12接收的RF(电磁波)转换成DC(直流电压)。

在现有技术中，在将多个天线部并排设置而构成天线的情况下，有时相邻的天线部彼此干扰，对受电功能造成不良影响(电磁波障碍)。另外，为了避免该干扰，有时在相邻的天线部彼此之间设置较大的空间，作为整体使得天线过大。在本实施例中，通过如上所述配置6个天线部110～160，在整体上紧凑地配置这些天线部110～160，并且避免了相邻的天线部的干扰，各天线部110～160能够适当地受电。

图4是表示上述天线部110～160的受电状态的模拟结果的图的例子。在图4中，横轴表示频率(GHz)，纵轴表示受电效率或辐射效率(大小)。如从图4可以理解的那样，在将完全的(理想的)天线部的辐射效率假定为100％时，特别是在0.9～0.92GHz的频率下，确认到所有天线部110～160呈现超过90％的辐射效率。此外，图4的结果基于三维电磁场模拟。因此，可以期待图3所例示的天线12在三维空间内，在X轴Y轴Z轴各方向(上下左右前后的各方向)上呈现良好的接收结果。此外，各天线部110～160及整流器14a～14e的位置、个数、大小、形状不限定于图3所示的结构。

受电天线12具有适当的大小，以便大致覆盖全方位。此外，受电天线12也可以构成为具有挠性。因此，例如，能够在机械手部80的手指中等比较狭窄的空间内，团起来容纳受电天线12。在该情况下，也能够维持受电天线12的高效率。另外，受电天线12除了被容纳于机械100的内部之外，也可以在机械100的上部卷绕到机械的主体或相关的零件(例如，促动器等)的框体等上来容纳。此外，形成天线12的轮廓的四边形状不限定于完全的正方形状，另外，四边形的两边所成的各角度不限定于90度。此外，天线12的轮廓也可以是多边形状或圆形状。

因此，通过使用将从多个天线获得的接收电力最大化，且可与所有的角度对应地受电的受电天线12，将受电状况优化。目前，处理多个天线(阵列天线)时，在进行相位控制等的同时使高频成分相加，所以辐射的方向被确定为一样。为了在所有的角度均能够接收电波，需要将每个天线的辐射分开。在本实施例中，每个天线在高频下被完全分离，仅使整流后的直流成分相加，由此，可以将每个天线的电磁波干扰最小化。另外，在有限的范围内消除各天线间的电磁波干扰，在保持高的天线效率(90％以上)的同时进行配置也具有优势。

“受电电路”

图5是在概略性地示于图1的送电装置1和受电装置10之间进行的无线供电中，更具体地示出电路的图的例子。

此外，在本实施例中，受电装置10以包括传感器30的形式来提供，但在其他实施例中，受电装置10以不包括传感器30的形式来提供，也可以在安装时与传感器30连接。

参照图5，送电装置1至少包括以规定的频率范围的频率生成无线频率(RF)信号的送电电路6、将RF信号作为电磁能量或电磁波E发送至外部的送电天线2、以及控制器4。优选的是，送电装置1使用控制器4施行控制使无线供电有效地进行(例如，送电天线2的送电方向的控制等)，但后面叙述其详细。

参照图5时，受电装置10包括接收电磁波(RF信号)的受电天线12(参照图3)、与受电天线12功能性地连接并将电磁波(RF信号)转换成直流电压(DC)的整流器14(参照图3)、与整流器14功能性地连接并储存直流电压(DC)的第一蓄电装置16、与第一蓄电装置16功能性地连接并储存直流电压(DC)的第二蓄电装置20、以及与第二蓄电装置20功能性地结合的器件(传感器)30。

“蓄电装置”

参照图5，第一蓄电装置16和第二蓄电装置20均是在内部蓄积电的蓄电装置，一并构成图1所示的电池管理系统21。优选第一蓄电装置16为电容器，第二蓄电装置20为具有充电器18的电池20。

电容器16是在内部蓄积电或释放电(电荷)的电子零件。电容器16蓄积尤其用于驱动传感器30的电力。考虑到供电对象的传感器30所需要的电力，选择了具有适当容量的电容器16。例如，电容器16是能够蓄积数10mF以上或1F以上等大的静电电容的、容量较大的电容器。关于电容器16，在各种领域中进行着小型化、大容量化的研究开发，本发明的范围不受其具体的容量限制，但具有至少可向传感器30供电的容量。

例如，电容器16是电双层电容器或双电层电容器(EDLC)。双电层电容器16使用形成于固体(活性碳电极)和液体(电解液)的界面的双电层来代替电介质。双电层电容器16使用表面积极大的活性碳作为电极，具有较大的容量。理想的是，双电层电容器的静电电容与电极的表面积成比例，并且与电极间的距离成反比例，因此，能够实现非常大的静电电容。

双电层电容器16具有没有充放电次数的限制、免维护、耐大电流的充放电、即使在温度条件严苛的环境下也能够利用、快速充放电优异等优点。双电层电容器16也称为超级电容器或超电容器。

电容器16也可以是模拟电容器(伪电容器或氧化还原电容器)。模拟电容器是利用了法拉第反应的电容器，是具有接近双电层电容器(EDLC)的功能的蓄电器件。

电容器16也可以是混合电容器。混合电容器是两个电极中、一电极使用双电层、另一电极使用氧化还原反应(redox reaction)的电容器。

电容器16也可以是锂离子电容器(Li离子电容器)。锂离子电容器具有阳极为双电层、阴极为Li离子二次电池的结构。

另外，电容器16也可以是将金属氧化物烧结体(陶瓷)作为电介质的电容器或陶瓷电容器。另外，电容器16也可以是电场电容器等。

第二蓄电装置20是在内部蓄积电的器件，具体而言是电池。在电池20中组合有充电器18。充电器18是具有对电池20进行充电的作用的电子零件。充电器18和电池20利用电缆或连接器等相互物理连接。

电池20是具有通过进行充电而能够重复使用多次(不限于一次)的电池(化学电池)作用的电子零件。电池20也称为二次电池、蓄电池或充电式电池。电池20也可以是锂离子电池、镍氢、全固态电池等。

考虑到供电对象的传感器30所需要的电力，选择了适当容量的电池20。在本实施例中，蓄积于电池20的电力可限定于2V至5V左右。但是，在其他实施例中，蓄积于电池20的电力不限定于上述数值。

蓄电装置16、20的容量越小，越能够以更快的速度蓄积电力。因此，根据供电对象的传感器30的种类及使用方式，选择具有适当的充电时间和蓄电容量的蓄电装置16、20。

例如，再次参照图28，在供电对象为接近传感器等的情况下，能够利用小容量电容器，在供电对象为压力传感器等的情况下，能够利用大容量电容器。

另外，再次参照图2，即使供电对象为接近传感器，只要与无线IC相连接的情况下，能够利用大容量电容器。

在传感器30的驱动所需要的电力更大的情况下，需要二次电池20。

“阻抗失配”

如图1所示，在无线供电中，从送电装置1的送电天线2朝向受电装置10的受电天线12发送电磁波或无线频率(RF)信号E。在受电装置10中，将该RF信号转换成直流(DC)电压后，对电池管理系统21的电池20(参照图5)进行充电。但是，在无线供电中，当整流器侧(RF侧)和器件侧(DC侧)被连接时，有时产生阻抗失配(阻抗不匹配、impedance mismatch)。从能量的传输这一观点来看，阻抗失配成为低效率的原因，因此不优选。特别是在进行微波的无线电力传输的情况下，由于使用较小的电力或微弱的电力，所以效率的低下可引起致命的问题。

在此，理想的是，电池20是不消耗电力、蓄积电荷的器件。不消耗电力是指没有电阻成分，因此，理想的是，即使将RF侧和电池侧连接，也不会产生阻抗失配的问题。但是实际上有时电池具有电阻成分，因此上述问题并非完全不会发生。

另一方面，传感器30与电池不同，是消耗电力的器件，因此具有电阻成分。因此，当该电阻成分与RF侧结合时，在更高的程度上产生阻抗失配。在该情况下，由于传感器30的电路的效率低下，有遭受不利的风险。特别是在传感器30以比较微小的电力运行的情况下，该低效率化的问题更严重。

因此，本实施例将电路(参照图5)构成为：在送电装置1和受电装置10之间进行微波方式的无线供电时，使用电池管理系统21(参照图1)，由此，能够对器件30输送充分的电力，并且能够避免在器件30侧产生阻抗失配的问题。这种情况通过在本实施例中在图5所示的电路中由切换向蓄电装置16、20流动的电力的手段(例如，开关SW1～SW4)来实现。

“开关SW1～SW4”

如上所述，图5所示的受电装置10的受电电路能够基于频率分成两个区域。即，以电容器16为界限，能够分成包括上游侧的天线12、整流器14的RF(高频)区域和包括下游侧的充电器18、电池20及传感器30的DC(低频)区域这两个区域。特别是使用多个开关SW1～SW4，对电容器16、电池20及传感器30选择性地供电，以避免在传感器30侧产生阻抗失配的问题，或者使阻抗失配最小化。

开关SW1～SW4构成为，特别是在将在天线12侧接收的微波无线电力优选发送至使用微弱的电力的传感器30时，避免产生阻抗失配或使阻抗失配最小化。开关SW1～SW4是能够选择性地中断电力配电的元件，切换可配电的接通状态和不能配电的断开状态。开关SW1～SW4不限定于图5所示的形式，也可以是能够进行配电切换的任意元件。例如，开关SW4也可以使用LDO(Low Drop-Out regulator：低压降稳压器)来构成。

在图5所示的实施例中，受电电路包括如下配置的开关SW1～SW4。

第一开关SW1配置为在整流器14和第一蓄电装置(例如，电容器)16之间切换电力的配电。

第二开关SW2配置为在第一蓄电装置16和第二蓄电装置(例如，电池)18、20之间切换电力的配电。

第三开关SW3配置为在第一蓄电装置16和器件30之间切换电力的配电。

第四开关SW4配置为在第二蓄电装置18、20和器件30之间切换电力的配电。

在此，“切换配电”是切换是否配电，即，将开关切换成接通或断开。

在图5的例子中，如实线所示，四个开关SW1～SW4以中断电力的配电的断开状态(状态0)示出。但是，如虚线所示，各开关SW1～SW4能够转换成可进行电力的配电的接通状态。状态0相当于例如送电装置1停止运转的情况，或即使送电装置1运转中但其电力效率差的状态等。受电装置10的电路通过将四个开关SW1～SW4切换成接通和断开，如以下所例示，可以选择至少6个不同的状态(状态1～状态6)中的任一状态。

在图6(状态1)的例子中，仅第一开关SW1设为接通，其他开关SW2～SW4全部处于断开的状态。该状态1例如相当于电力效率高的状态，通过在受电天线12侧接收的电力对电容器16进行充电的状态。在该状态下，整流器14的输出不流向充电器18、电池20及传感器30。即，RF侧和DC侧(特别是传感器30)之间未连接，因此避免在它们之间产生阻抗失配。

在图7(状态2)的例子中，仅第一开关SW1和第二开关SW2设为接通，其他开关SW3～SW4全部处于断开的状态。该状态例如相当于电力效率高的状态，通过在天线12侧接收的电力对电容器16进行充电，且通过储存在该电容器16中的电力经由充电器18对电池20进行充电的状态。此外，为了防止由于舍去电力的流动而在能量上产生浪费，第一开关SW1不断开。在该状态下，特别是由于第三开关SW3断开，因此整流器14的输出不流向传感器30。即，由于RF侧和DC侧(特别是传感器30)之间未连接，因此避免在它们之间产生阻抗失配。

在图8(状态3)的例子中，仅第四开关SW4设为接通，其他开关SW1～SW3全部处于断开的状态。该状态例如相当于电力效率差的状态或在送电装置和受电装置之间不进行无线供电的状态。但是，由于电池20已经被充电(不需要充电率为100％)，因此通过其电力向传感器30供电。在该状态下，特别是由于第三开关SW3断开，因此整流器14的输出不流向传感器30。即，由于为RF侧和DC侧(特别是传感器30)之间未连接，因此避免在它们之间产生阻抗失配。

在图9(状态4)的例子中，第一开关SW1和第四开关SW4设为接通，其他开关SW2～SW3全部处于断开的状态。该状态例如相当于电力效率高的状态，通过在天线12侧接收的电力对电容器16进行充电的状态。但是，由于电池20已经被充电，因此通过其电力向传感器30供电。在该状态下，特别是由于第三开关SW3断开，因此整流器14的输出不流向传感器30。即，由于RF侧和DC侧(特别是传感器30)之间未连接，因此避免在它们之间产生阻抗失配。

在图10(状态5)的例子中，将第一开关SW1、第二开关SW2、以及第四开关SW4设为接通，仅第三开关SW3处于断开的状态。该状态例如相当于电力效率高的状态，通过在天线12侧接收的电力完成了电容器16的充电的状态。电池20可以充电，并且通过其电力对传感器30供电。在该状态下，特别是第三开关SW3设为断开，因此，整流器14的输出不流向传感器30。即，由于RF侧和DC侧(特别是传感器30)之间未连接，因此避免了在它们之间产生阻抗失配。

在图11(状态6)的例子中，将第一开关SW1和第三开关SW3设为接通。该状态例如相当于电力效率高的状态，通过在天线12侧接收的电力对电容器16进行充电，通过储存在该电容器16中的电力对传感器30供电的状态。在该状态下，通过电容器16的电力而非通过电池20的电力对传感器30供电。此外，此时，可以将第二开关SW2设为断开。在该状态下，由于第一开关SW1和第三开关SW3设为接通，因此整流器14的输出流向传感器30，其结果，RF侧和DC侧(特别是传感器)之间被连接。

在图11所示的状态6的例子中，可能产生RF侧和DC侧(特别是传感器)之间被连接所引起的阻抗失配的问题。但是，该问题仅在例示的所有状态1～6中的状态6产生。通过不选择该状态6或即使选择状态6也限定其频次或期间，作为整体，能够避免产生阻抗失配的问题或能够使阻抗失配最小化。

在图11所示的状态6的例子中，不仅具有缺点，还具有优点。例如，通过可以从电池20和电容器16双方向传感器30供电，能够对系统赋予多样性。另外，对状态6的选择，也基于应对电池的充电损失问题这一层面。

因此，在本实施例中，通过适当控制四个开关SW1～SW4，区别受电装置20的内部的电力的状态。其结果，能够避免阻抗失配引起的受电效率的低下的问题或能够使其最小化，应对传感器系统的耗电量增加的问题，而且，不需要向传感器系统的供电配线。而且，根据使用状况不同，除了从电池20对传感器30供电之外，还可以从电容器16对传感器30直接供电。因此，用户能够获得削减传感器系统的维持管理成本、削减传感器系统的原价成本、减少伴随系统的长寿命化的环境器件等利益。

图29是表示图5的受电装置的受电电路的各状态的图的例子。

在图29中，在状态0～状态2中，传感器30处于断开(非使用时)的状态，在状态3～状态6中，传感器30处于接通(使用时)的状态。在各状态0～6中，特别是电容器16前后的电压值v1、v2被发送至控制器40。

“受电状况的监视”

当向在FA等中工作的机械100的器件30进行无线供电时，在送电装置1的送电天线2的供电方向和受电装置10的受电天线12的受电方向未被优化的情况下，可能产生无法进行充分的供电的事态(参照图1的符号E)。例如，将受电天线12内置于机械臂/机械手，随着机械臂/机械手的移动，受电天线12的位置、角度、高度等以高自由度变化时，送电装置1和受电装置10之间的送电状况可进行各种变化。在FA等中，有时不能快速地掌握受电装置10的受电状况。

受电装置10的受电状况能够从各种手段掌握。

例如，当电容器16的蓄电所需要的时间短、且能够在短期间内给电池20送电时，基于该电压值和时间，控制器40能够了解受电装置10的受电状况。这是因为这意味着电容器16的蓄电所需要的时间越短，由受电天线12接收的电力越大。相反，这意味着电容器16的蓄电所需要的时间越长，由受电天线12接收的电力越小。也可以进行其他的电气检查。在实施例1中，在受电装置10中设置有用于更迅速且容易地监视受电天线12的受电状况的装置SW5。

再次参照图5，在受电装置10的受电电路中，除了上述四个开关SW1～SW4之外，还包括在整流器14的输出侧(整流器14和第一开关SW1之间)切换电力配电的另外的开关SW5，并且使该开关SW5与发光二极管(LED)22功能性地结合。例如，该开关SW5通过电缆或连接器等与LED22物理连接。

当将上述开关SW5设为接通时，构成为整流器14侧的电压经由开关SW5流向LED22，在其电力超过规定值时，LED22的灯点亮。LED22的点亮设为能够从机械100(参照图1)的外部在视觉上确认。因此，基于该LED22的点亮，使用者(例如，检查员)能够不进行电气检查即可简单地掌握受电装置10的受电状况。

LED22发出的光的强度与流动的电流的量大致成比例。为了防止无线供电中的可利用的电力产生浪费，优选尽可能减少LED22的点亮频次或期间。例如，仅将开关SW5设为接通，将其他开关SW1～SW4设为断开，以使在受电装置10的使用开始前或使用后等对供电操作造成的影响最小。

例如，参照图1，尽管从送电装置1朝向受电装置10进行能量E的送电，但是当受电装置10的LED22(参照图5)未点亮时(或灯光弱时)，能够推断送电装置1的送电天线2的送电方向和受电装置10的受电天线12的受电方向非充分适合、或能量E的送电被什么手段妨碍。在该情况下，如以下后述，也可以是送电装置1的送电天线2进行波束成形。或者，还可以是使送电天线2的多个波束中、两个或三个或更多分开发射。

[实施例2]

图12～图14示出对图5～图11中例示的受电装置10的实施例1施加了局部修正的实施例2。

实施例2与实施例1基本上同样构成，不同点只是实施例1的四个开关SW1～SW4的配置变更及其控制。送电装置1、受电装置10、机械100的其他构成要素可与实施例1同样构成，因此，为了避免记载的重复，省略这些其他构成要素的详情。

在实施例2中，四个开关SW11～SW14如下配置。

第一开关SW11被配置为能够选择性地中断整流器14和充电器18/电池20之间的电力的接收。

第二开关SW12被配置为能够选择性地中断整流器14和电容器16之间的电力的接收。

第三开关SW13被配置为能够选择性地中断电容器16和传感器30之间的电力的接收。

第四开关SW14被配置为能够选择性地中断电池20和传感器30之间的电力的接收。

在图12中，上述四个开关SW11～SW14如实线和虚线所示，切换接通状态和断开状态。在图12中，四个开关SW11～SW14的全部处于中断电力的接收的断开状态。该状态例如相当于送电装置1的电力效率差的状态或在送电装置1和受电装置10之间不进行无线供电的状态等。在该情况下，整流器14的输出不流向电容器16、电池20及传感器30。

参照图13，在实施例2的状态1下，仅第一开关SW11和第三开关SW13同时设为接通，第二开关SW12和第四开关SW14同时设为断开。该状态1例如相当于电力效率高的状态，通过在天线12侧接收的电力对电池20进行充电的状态。而且，在电容器16的充电预先完成的情况下，相当于以其输出向传感器30供电的状态。在该状态下，整流器14的输出仅流向电池20，不流向电容器16及传感器30。即，由于RF侧和DC侧(特别是传感器)之间未连接，因此在它们之间不会产生阻抗失配。

参照图14，在实施例2的状态2，仅将第二开关SW12和第四开关SW14同时设为接通，将第一开关SW11和第三开关SW13同时设为断开。该状态2例如相当于电力效率高的状态，相当于通过在天线12侧接收的电力对电容器16进行充电的状态。而且，在电池20的充电预先完成的情况下，相当于以其输出向传感器30供电的状态。在该状态下，整流器14的输出仅流向电容器16，不流向电池20及传感器30。即，由于RF侧和DC侧(特别是传感器)之间未连接，所以在它们之间不会产生阻抗失配。

在实施例2中，通过在适当的时间和期间切换为将开关SW11和开关SW13同时设为接通的状态1(图13)、或将开关SW12和开关SW14同时设为接通的状态2(图14)，能够使整流器14的输出总是流向电容器16或电池20中的一方，在该期间，能够通过被充电的另一方使传感器30工作。因此，整流器14的输出总保持在被使用的状态，不会产生能量浪费。

在实施例2中，在整流器14和传感器30之间设置有两个开关SW12、SW13，至少任一开关总是处于断开的状态，因此，整流器的输出14不会直接流向传感器30。在实施例2中，不会产生相当于实施例1的状态6(图11)的状态。因此，总是避免在RF侧和DC侧(特别是传感器)之间产生阻抗失配。

但是，图12所示的电路状态不限定于图13和图14中例示的状态。例如，也可以仅在规定期间，仅将开关SW11和开关SW12中的一方设为接通，将其他开关全部设为断开，仅进行电容器16或电池20的充电。

另外，所谓将图13和图14中示出的两个开关同时设为接通，也可以不是严格意义上的同时。也可以根据实施方式，以具有时间差的方式将开关SW11和开关SW13设为接通。另外，也可以以具有时间差的方式将开关SW12和开关SW14设为接通。

在该实施方式中，作为监视受电状况的装置，设置有开关SW15和LED22。另外，受电电路内的电压v1、v2的值被发送至控制器40。

[实施例3]

图15表示对图12～图14中例示的受电装置10的实施例2施加了局部修正的实施例3。

实施例3与实施例2基本上同样构成，不同点仅是实施例2的电容器16和电池20的组合。送电装置1、受电装置10、机械100的其他构成要素可以与实施例1同样构成，因此，为了避免记载的重复，省略这些其他构成要素的详情。

在实施例2中，被充电的电容器16的电力仅用于传感器的工作，不用于电池的充电。电容器16和电池20用于使传感器交替(相辅地)工作。因此，电容器16和电池20均使作为贮存电力的蓄电器件的作用共通。

在实施例3中，受电装置10使用两个电容器16a、16b的组合作为用于向传感器30供电的电池管理系统，而不使用电容器16和电池20的组合。电容器16a、16b双方也可以是相同的类型和/或容量。电容器16a、16b也可以使种类和/或容量不同。

四个开关SW21～SW24如下配置。

第一开关SW21被配置为能够选择性地中断整流器14和电容器16a之间的电力的接收。

第二开关SW22被配置为能够选择性地中断电容器16a和传感器30之间的电力的接收。

第三开关SW23被配置为能够选择性地中断整流器14和电容器16b之间的电力的接收。

第四开关SW24被配置为能够选择性地中断电容器16b和传感器30之间的电力的接收。

在实施例2中，通过将四个开关中、一组两个开关同时设为接通，且将剩余的一组两个开关同时设为断开，对两个蓄电装置16、20中的任一个进行充电，以另一电力向传感器30供电。

在实施例3中，在对两个电容器16a、16b的任一方或双方进行充电，且以其电力向传感器30供电时，也可以将四个开关SW21～SW24以各种组合切换成接通和断开。

例如，以下的状态0～6中，可选择任意的状态。

在状态0，四个开关SW21～SW24全部被断开。

在状态1，通过仅将开关SW21设为接通，仅对电容器16a充电。

在状态2，通过仅将开关SW21和SW22设为接通，利用电容器16a的电力向传感器30供电。

在状态3，通过仅将开关SW23设为接通，仅对电容器16b进行充电。

在状态4，通过仅将开关SW23和SW24设为接通，利用电容器16b的电力向传感器30供电。

在状态5，通过仅将开关SW21和SW23设为接通，对电容器16a、16b进行充电。

在状态6，通过将开关SW21～SW24全部设为接通，利用电容器16a、16b的电力向传感器30供电。

如实施例1、2所示，当使用电池20作为蓄电装置时，有时蓄积于电池的电力被限定于2V或4V。与之相对，如实施例3所示，当使用电容器16a、16b作为蓄电装置时，蓄积于电容器的电力例如也可以为5V以下。因此，从电容器向传感器30供电时，与从电池向传感器30供电相比，具有耐过放电这样的优点。因此，在用于给传感器30供电的电力较小、要求应对过放电的情况下，可考虑实施例3。

此外，在图15所例示的实施例3中，并联使用两个电容器16a、16b。与之相对，在其他实施例中，可并联使用三个以上的电容器。另外，在其他实施例中，可串联使用两个以上的电容器。但是，将电容器设为串联(纵向重叠2层)的情况下，由于具有极性的电容器时可能导致破坏，因此在连接方向上需要注意。

[实施例4]

图16例示对图5所例示的受电装置10的实施例1施加了局部修正的实施例4。

实施例4与实施例1基本上同样构成，不同点是对于第一蓄电装置16，将一个电容器16变更成两个电容器16c、16d这一点。送电装置1、受电装置10、机械100的其他构成要素可以与实施例1同样构成，因此，为了避免记载的重复，省略这些其他构成要素的详情。

参照图16，电容器16c设置于整流器14的下游侧且第一开关SW31的上游侧。电容器16c总是与整流器14连接，但电容器16c可以正常运转。电容器16d设置于第一开关SW31的下游侧且传感器30的上游侧。

四个开关SW31～SW34如下配置。

第一开关SW31被配置为能够选择性地中断整流器14(电容器16c)和电容器16d之间的电力的接收。

第二开关SW32被配置为能够选择性地中断电容器16d和充电器18/电池20之间的电力的接收。

第三开关SW33被配置为能够选择性地中断电容器16d和传感器30之间的电力的接收。

第四开关SW34被配置为能够选择性地中断电池20和传感器30之间的电力的接收。

在图16所示的实施例4的受电电路中，从整流器14出来的输出首先送至电容器16c。储存在该电容器16c中的电力进一步储存在电池20或电容器16d中，由这些蓄电装置20、16d向传感器30供电。在各状态下，以避免整流器14侧和传感器30侧被连接而产生阻抗失配的方式来操作开关SW31～SW34。

通过适当切换上述四个开关SW31～SW34，能够将受电装置20的充电电路的状态切换为各种状态。

特别是在图16所示的实施例4的受电电路中，因为与电池20分开配置有两个电容器16c、16d，所以可利用这两个电容器16c、16d优化电池20的充电和传感器30的供电。

图30示出图16所示的四个开关SW31～SW34的切换的状态。

在实施例4中也同样，为了在视觉上确认受电装置10的受电状态，具备开关SW35和LED22，使得作业者能够掌握电磁波接收状态。

而且，为了将受电装置10的电压值v2、v3发送至无线通信IC，具备开关SW36～SW37。这些电压值由VD(Voltage Detector：电压检测器)等检测。

参照图30，在状态0，开关SW31～SW37全部断开。该状态相当于不从送电装置1发送电波、或受电装置10的电波接收状态差的情况。或者，仅开关SW35被设为接通。该状态相当于确认受电装置10的受电状况的情况。

因此，蓄电装置(电容器)16c总是与整流器14连接，因此，总是被充电，但其储存的电力不会流向蓄电装置(电容器)16d、蓄电装置(电池)20等其他元件。

在状态1，仅开关SW31接通，其他开关SW32～SW37全部设为断开。该状态相当于从送电装置1向受电装置10送电的电力效率高的状态。因此，相当于储存在蓄电装置16c中的电力流向蓄电装置16d，但蓄电装置16d还未充分充电的状态。在蓄电装置16d为电容器的情况下，只需短时间即可完成充电。

在状态2，仅开关SW32接通，其他开关SW31、SW33～SW37全部设为断开。该状态相当于从送电装置1向受电装置10送电的电力效率高的状态。因此，通过储存在蓄电装置16c中的电力，蓄电装置16d被充分充电，因此相当于该储存的电力流向蓄电装置20的状态。

通常，电池20能够在内部蓄积比电容器16d多的电力。因此，也可以重复进行上述状态1、2，并重复进行电容器16c、16d的蓄电和送电，直到电池20被完全充电为止。

直到状态1、2为止，传感器30处于断开的状态。在状态3以后，传感器30成为接通的状态。

在状态3，仅开关SW34处于接通，其他开关SW31～开关SW33、SW35～SW37全部设为断开。在该状态下，相当于通过储存在电池20中的电力向传感器30供电的状态。另外，电容器16c通过整流器14的输出被充电。

在状态4，仅开关SW31、开关SW34处于接通，其他开关SW32～开关SW33、SW35～SW37全部设为断开。在该状态下，相当于储存在蓄电装置16c中的电力流向蓄电装置16d，并且通过储存在蓄电装置20中的电力向传感器30供电的状态。

在该情况下，也可以重复进行上述状态3、4，并重复进行电容器16c、16d的蓄电和送电。

在状态5，仅开关SW33处于接通，其他开关SW31～开关SW32、SW34～SW37全部设为断开。在该状态下，相当于通过储存在蓄电装置(电容器)16d中的电力向传感器30供电的状态。此时，由于开关SW31设为断开，因此整流器的输出不直接流向传感器30，因此，RF侧和DC侧未直接连接。即，在该实施例中，不会产生像实施例1的状态6(图11)那样、整流器14侧和传感器30侧直接相连所引起的阻抗失配。

直到状态0～5为止，无线通信IC处于断开的状态。在状态6以后，无线通信IC变为接通的状态。

在状态6，仅开关SW34、SW36成为接通，其他开关SW31～开关SW33、SW35、SW37全部设为断开。在该状态下，相当于在状态3中，从蓄电装置(电池)20供电到无线通信IC50的状态。该值被发送至受电装置10的控制器40和送电装置1的控制器(主计算机)4。

此外，控制器40能够具有无线通信功能。另外，无线通信IC50可包括在控制器40中。基本上，控制器40和无线通信IC50双方或任一方发挥本发明的无线通信功能。

通过使控制器40和/或无线通信IC50与传感器30组合，能够将传感器30的检测结果发送至外部。但是，在使用SAW传感器作为传感器30的情况下，不使用控制器40和/或无线通信IC50，而是能够通过SAW传感器具有的无线通信功能将传感器30的检测结果发送至外部。这样，受电装置10可构成为：除了供给器件30所需要的电力之外，还供给无线通信功能所需要的电力。

在状态7，仅开关SW31、SW34、SW36设为接通，其他开关SW32、开关SW33、SW35、SW37全部设为断开。在该状态下，相当于在状态4下从蓄电装置(电池)20供电到无线通信IC50的状态。该值被发送至受电装置10的控制器40和送电装置1的控制器4。

在状态8，仅开关SW33、SW37成为接通，其他开关SW31、开关SW32、SW34～SW36全部设为断开。在该状态下，相当于在状态5下从蓄电装置(电容器)16d供电到无线通信IC50的状态。该值被发送至受电装置10的控制器40和送电装置1的控制器4。

由于无论在状态1至状态8中的任一状态下，整流器的输出均不直接流向传感器30，因此RF侧和DC侧未直接连接。即，避免了在RF侧和DC侧(特别是传感器30)之间产生阻抗失配。

在状态6至状态8下被发送至无线通信IC50的电压值用于控制器40和/或控制器4掌握受电装置10的受电状况。

在图16所例示的实施例4中，使用三个蓄电装置16c、16d、20。优选的是，其中两个(16c、16d)为大容量电容器，一个(20)为电池。但是，根据实施方式，也可以将其中的三个全部设为电容器(省略图示)。在该情况下，基于开关SW31至SW37的切换的受电电路的详情同样也能够参照图30。

[实施例5]

图17例示对图16所例示的受电装置10的实施例4施加了局部修正的实施例6。

实施例5与实施例4基本上同样构成，构成要素的不同点是电容器16c的删除和开关SW31、SW33的删除。由于送电装置1、受电装置10、机械100的其他构成要素可以与实施例4同样构成，因此为了避免记载的重复，省略这些其他构成要素的详情。

在实施例5中，作为蓄电装置，使用一个电容器16c和电池20的组合，并且将装入受电电路内的开关的数量设为最小。由此，使受电装置10的安装面积最小化，避免控制的复杂化，抑制了运用成本。而且，通过除去开关SW31、SW33，将受电电路构成为能够在满足实际应用例的要求的同时尽可能防止阻抗的失配。

通常，当在受电装置10的电路内增加需要开关等动作的元件时，作为整体，耗电量增大。尽管开关所需要的电力很小，但通过无线电力传输来输送的电力的量有限，因此，不优选以无助于传感器的供电的形式增大耗电量。另外，通常，不优选受电装置10的控制由于构成要素的增大而复杂化。因此，在实施例5中，寻求应对开关阻抗失配和简化受电电路的兼顾。

即，在实施例5中，与实施例1～4不同，采用即使在整体中5％或10％的程度产生阻抗失配，如果其造成的影响小，则也是忽略的方针。为了100％完全防止产生阻抗失配，与进行被复杂化的受电电路的控制相比，通过进行被简化的受电电路的控制，寻求实施成本的降低。

在图17例示的实施例5的受电电路中，整流器14的输出首先送至电容器16d。此时，除去在整流器14和电容器16d之间切换配电的开关。因此，电容器16d可以总是被蓄电，由此，并不会产生其他问题。

在电容器16d和电池20(充电器18)之间配置有开关SW32，用于切换对电容器16d进行蓄电的状态和通过该蓄电的电力对电池20充电的状态。

因此，在电容器16d正在充电期间，将开关SW32设为断开，电容器16d被充电，在将该电力输送至电池20的期间，将开关SW32设为接通。

在电池20和传感器30之间配置有开关SW34，用于切换对电池20进行充电的状态和通过该充电的电力对传感器30进行充电的状态。

因此，在电池20正在充电期间，将开关SW34设为断开，电池20被充电，在将该电力输送至传感器30期间，将开关SW34设为接通。

[实施例6]

图18例示对图17中例示的受电装置10的实施例5施加了局部修正的实施例6。

实施例6与实施例5基本上同样构成，不同点仅是开关SW34变更为成LDO。送电装置1、受电装置10、机械100的其他的构成要素可以与实施例4同样构成，因此，为了避免记载的重复，省略这些其他构成要素的详情。

在实施例6中，在电池20和传感器30之间配置有LDO来代替开关SW34。通过操作该LDO，不使用机械开关，就可切换对电池20充电的状态和通过该充电的电力对传感器30充电的状态。

在实施例6中，也与实施例5一样，为了100％完全防止产生阻抗失配，与进行被复杂化的受电电路的控制相比，通过进行被简化的受电电路的控制，寻求实施成本的降低。

LDO也称为低压差调节器。其是能够以极小的输入电压与输出电压的差运行的串联稳压器。通过操作LDO，能够实现实质上与开关相同的功能。

“阻抗匹配的优化”

在上述实施例1～实施例6的各电路中，可进一步进行阻抗匹配的优化。

图19是概略性地示出横轴采用输入电力(输入功率)、纵轴采用受电电路的效率的、电路的阻抗匹配的优化情形的图的例子。

如图19(1)所例示，在受电装置10的受电电路中，RF区域和DC区域连接，当产生阻抗匹配失配时，其效率恶化。

如图19(2)所例示，在上述情况中，当避免了阻抗匹配失配时，能够改善效率的恶化。

但是，即使在该情况下，也如图19(3)中示例，如果不进行阻抗匹配的优化，则难以实现高效率。

因此，在本发明中，具备不仅可避免阻抗匹配失配，还可进行阻抗匹配的优化的装置。

参照图20(A)、(B)，例示优化阻抗匹配的装置。此外，图20(B)的电路在说明上被简化，但以下的说明可适用于上述的各实施例(特别是实施例5、6)。

图20(B)中简略示出的电路包括：整流器、开关、用符号Z1表示的蓄电装置(电容器)、以及用Z2表示的电源电路和器件(传感器)的合成阻抗。

在图20(B)所示的状态下，开关处于不进行电力配电的断开位置。在该情况下，整流器的输出仅与电容器的阻抗Z1相连。

相对于图20(B)所示的状态，当开关处于为进行电力配电的接通位置时，电容器的阻抗Z1、电源电路、以及传感器的合成阻抗Z2与整流器的输出并联连接。

在图20(A)的左侧，例示了将开关设为接通时的阻抗Za。此时，引起阻抗失配，电力(功率)成为低的值。

在图20(A)的右侧，例示了将开关设为断开时的阻抗Zc(Zc＝Z1)。此时，虽未引起阻抗失配，但未进行阻抗的优化。因此，当将进行了阻抗的优化时的值设为Zb时，Zc的值大于Za，但小于Zb。

在此，将开关接通时的比率设为“D”％、将开关断开时的比率设为“1-D”％时，整流器的负荷阻抗Z能够如下确定。

Z＝(Z1//Z2)×(1-D)+Z1×D

此外，在上式中，记号“//”是将并联值计算的公式表达简化记述的符号。例如，与在电阻的并联值计算中，能够简化1/(1/R1+1/R2)这样的公式表达而记为R1//R2是一样的。

参照图20(B)，当将开关高速切换成接通和断开时，从整流器观察，在外观上交替切换阻抗仅为Z1的状态以及Z1和Z2并联连接的状态。此时，调整与Z2相连的时间，例如，以1毫秒单位进行开关的切换。此时，如图20(A)中概略性地例示，从整流器观察的阻抗以描绘山形(凸状)的曲线的方式呈现。这一点通过模拟被确认。

因此，当通过开关的高速切换来调整Z1和Z2的阻抗时，与如图20(A)中概略所示，等同于如Za、Zb、Zc那样使阻抗变化。此时，调整开关的接通断开比率，从整流器观察，如果在外观上能够形成Zb的阻抗，则认为输出电力被最大化。此外，使开关高速活动时的电力为微瓦特程度即可，开关产生的电力损失小。

这样，在本发明中，通过调整对电容器充电的时间和与电源电路连接的Duty比来进行阻抗匹配的优化。因此，应用对于Z1和Z2求取等价的阻抗的状态平均化法。由此，在本发明中，不仅只通过开关的切换避免阻抗匹配失配，还可通过将开关高速切换成接通和断开，在外观上将从整流器观察到的阻抗平均化，进行阻抗匹配的优化。

特别是在实施例5、6中例示的电路中，通过应用状态平均化法，可将受电装置作为整体来提高受电电路的效率。

在将图20(B)中例示的电路应用于图16或图17中例示的实施例5、6的受电电路的情况下，也可以变更电路的配线，以使电容器和传感器与整流器并联连接。

这样，通过高速切换第二开关SW32(图16、图17)，适当地确定第二开关SW32的接通断开比，从整流器14观察，对大的电阻和小的电阻(Z1、Z2)应用状态平均化法，由此，使阻抗优化。

另外，将图20(B)中例示的电路应用于实施例1～6时，能够根据实施方式对电路进行修正。例如，在针对阻抗匹配的优化所例示的图20(B)的电路中，Z2的元件也可以使用DC-DC转换器。在该情况下，通过利用开关调整DC-DC转换器内部的两个阻抗，进行阻抗匹配的优化。DC-DC转换器是将直流转换至直流的器件，是转换成必要的电压、或为了稳定化而使用的元件。另外，有时在Z2的元件上连接LDO或传感器。在该情况下，能够使用LDO作为开关。

“受电状况的优化”

在以上例示的实施例1～实施例6的各电路中，还可以进行电场强度的观测。

例如，在图5中例示的实施例1的电路中，通过仅将开关SW5设为接通，并观察LED22的点亮状态，使用者能够掌握受电装置10的供电状况。

而且，在各实施例1～6中，通过将受电电路的电压值作为反馈信号发送至送电装置1，也可以在送电装置1侧掌握受电装置10侧的受电状况。基于该情况，可进行受电装置10的受电状况的优化。

以下说明的反馈控制可应用于各实施方式1～6，以下，基于图16所示的实施例4的受电电路进行说明。

例如，在图16的受电电路中，将在第一开关SW31的上游侧被输送至第一电容器16c的电力的值设为v1，将在第一开关SW31的下游侧被输送至第二电容器16d的电力的值设为v2。

在图21中概略性地例示此时的电压值的位移。

图21概略性地示出纵轴采用图16所示的实施例4的受电电路的v1、v2的电压值、横轴采用时间时的图表。

在图21中，从时间t0到时间t1期间，图16所示的实施例4的受电电路的开关SW31～SW35全部设为断开，相当于从整流器14输出的能量全部被输送至第一电容器16c的状态。该期间，第一电容器16c的电压值v1持续上升。

在时间t1，设为当第一电容器16c的电压值v1达到Vth1时，开关SW31被接通。Vth1是接通开关SW31的阈值。此时，第一电容器16c被充分蓄电。Vth1的值和t1可根据使用的电容器16c的种类而变化。

在时间t1，当开关SW31从断开切换成接通时，储存在第一电容器16c中的能量开始流向第二电容器16d。从t1到t2期间，储存在第二电容器16d中的电力持续增加。

时间t2相当于v1的电压被供给到v2，相互变为同电位的时间。之后，从时间t2到时间t3期间，第二电容器16d的电压值v2持续上升。

在时间t3，在第二电容器16d的电压值v2达到Vth2时，开关SW31被接通。Vth1是接通开关SW32的阈值。此时，第二电容器16d被充分蓄电。Vth2的值和t2可根据使用的电容器16d的种类而变化。

在图21中，通过观测t1到t3的时间，可模拟地观测受电装置10的接收强度。此外，从t1到t2的时间虽然未被用于接收强度的观测，但为了使图21的图表接近实际应用例的电压波形也进行了记载。

v1的电压值和v2的电压值被发送至受电装置10的控制器40。控制器40通过测量从Vth1到Vth2的时间，测量v2上升的速度，模拟地观测此时的电场强度。

因此，控制器40将这些值作为反馈信号fs发送至送电装置1。送电装置1基于反馈信号fs的值模拟地观测受电装置10侧的接收强度。送电装置1的控制器4可基于该结果，进行优化送电天线2的送电方向的控制。

这样，以v2上升的速度模拟地观测电场强度，但除此之外，也可以使用v1、v2、v3(参照图16)的各值等观察受电装置10的受电状态。

图22是表示从受电装置10对送电装置1发送反馈信号fs时的流程的图。

如图22的右侧中所例示，在受电装置10内，由受电天线12接收的能量被输送至整流器14后，被输送至电池20。此时，v1、v2的值等被输送至受电装置10的控制器40。利用与控制器40连接的无线通信IC50，这些值作为反馈信号fs被输送至送电装置1。

此外，如上所述，受电天线12构成为可在三维空间内分别良好地受电(参照图3、图4)。因此，在受电状况差的情况下，控制送电天线2能够有效地优化无线供电。

如图22的中央所例示，构成为：在送电装置1的控制器4上连接有无线通信5，上述反馈信号fs被输送至控制器(controller)4。

如图22的左侧所例示，在送电装置1中设置有具有信号发生器6a和放大器6b的发送电路，构成为从送电天线2向周围输送能量。

因此，控制器4能够基于上述反馈信号fs来控制RF开关3，并控制送电天线2。

图23是概略性地示出由送电装置1的控制器4进行的对送电天线2的控制的图。

控制器4是小型的计算机(微机等)，例如，是装设有ARM处理器的单板计算机。

发送天线2构成为包括多个天线部2a、2b、2c、2d、2e，向这些天线部输送来自RF源极6的输出。

各天线部2a、2b、2c、2d、2e经由RF开关3a、3b分别由控制器4独立地控制。

控制器例如控制天线2，以使其仅从多个天线部2a、2b、2c、2d、2e中最佳的天线部2c、2d向外部输送能量。

送电天线可构成为使波束分开为两个或三个以上进行发射。

由此，送电装置1的控制器4进行用于优化无线供电的控制。而且，相对于图16的反馈信号fs，送电装置1也可以对受电装置10发送se信号(使能信号：Sensor Enable)。受电装置10也可以基于该se信号进行各状态的切换。

“波束成形”

如上所述，在本实施例1～6中，如图23中所例示，送电装置1通过选择并控制构成送电天线2的多个天线部2a～2e中任意的天线部，能够进行基于可重构天线的波束成形。以下，参照图24、图25，更具体地说明送电天线2的波束成形。

参照图24，示出具有向天线200发送RF信号的功能的RF源极(高频源)202。其相当于图22中例示的、从信号发生器6a经由放大器6b输送至发送天线2的RF信号及图23中例示的RF源极6。

天线200由多个天线部210、220、230、240、250构成，但这些天线部相当于图23中例示的天线部2a、2b、2c、2d、2e。

各天线部210～250分别呈同心圆状配置成年轮状，分别呈圆周状延伸。因此，各天线部210～250分别呈圆周状向周围辐射能量。

参照图24，各天线部210、220、230、240、250具有开关部(用于产生相位差的零件)212、222、232、242、252及214、224、234、244、254，以分别将一个圆周等分成两个半圆。由这些开关部控制电磁波的相位。

在图24的右侧，上述开关部中的一个254的结构例被放大表示。如该图所示，在各开关部设置有LC电路。LC电路是由线圈L和电容器C构成的电路，是共振电路的一种。LC电路构成为生成特定频率的信号。而且，在该LC电路中装入有短路(Short)。通过进行开关来选择这些组件(L、C、Short)。

参照图24，在LC电路中设置有切换在该电路中流动的电力的配电的开关SW。开关SW可以在LC电路中的线圈L和电容器C之间选择仅流过线圈L的情况、仅流过电容器C的情况、以及不流过它们双方的任一方的情况(Short)这三种情况中的任一情况。

各天线部210～250能够分别使开关部212～252及214～254独立地运行。各开关可进行三相的切换，因此在使用N个开关的情况下，理论上可进行3^N相的组合。例如，在使用5个开关的情况下，理论上可进行243(3⁵)相的组合。因此，天线200通过单独控制构成要素的天线部210～250，可进行使波的重合以近距离聚光那样的复杂的控制。

在图25中例示出沿着图24所示的天线200的X-X线的截面，图25是例示基于上述开关部的操作的(A)和(B)这两个不同的送电状态的图。

例如，在图25的(A)的状态下，将各天线部210～250等分成两部分的开关部212～252及214～254被选择为相互相等的状态。即，开关部212～252依次处于C1、C2、C3、L1、L2的状态。C表示电容器，L表示线圈，数值表示流动的电力的程度。同样，开关部214～254依次处于C1、C2、C3、L1、L2的状态。因此，在图26的(A)的状态下，各天线部210～250以两个半圆部分相互相等的方式向周围传送能量，在上下均等地聚光成正面浅的角度。

与之相对，在图25的(B)的状态下，将各天线部210～250等分成两部分的开关部212～252及214～254设为两个半圆部分互不相同的状态。即，开关部212～252依次处于L5、C2、Short、Short、C3的状态。另一方面，开关部214～254依次处于L5、L4、L3、L1、L2的状态。因此，在图25的(B)的状态下，各天线部210～250以两个半圆部分互不相同的方式向周围传送能量，在上下不均等地聚光成倾斜方向浅的角度。

例如，在图25的(A)的状态下，假定表示受电装置10的受电天线12的受电状态不良好的反馈信号被传送到送电装置1。此时，当判定为送电装置1的控制器4需要送电天线2/200的波束成形时，控制图24的开关部212～252及214～254，将送电天线200的送电方向例如切换成图25的(B)的状态。

如上所述，构成送电装置1的送电天线2/200的可重构超表面。但是，该形状及结构不限定于图示的情况。例如，在图示的实施方式中，将多个圆形的天线部以同心圆状配置成年轮状，但该形状不限定于圆形。另外，在图示的实施方式中，将多个圆形的天线部等分成两个半圆部，但除此之外，也可以分割成3等分或4等分以上，进行更精细的控制。另外，图示的送电天线构成为平面状，但在其他实施方式中，各天线部210～250也可以不配置于同一平面上。

如上所述，构成可重构发射器。此外，在图示的实施方式中，各开关按L、C、Short这三相来选择，在其他实施方式中，也可以按L和C这两相来选择。在该情况下，当使用N个开关时，整体上可进行2^N的组合。因此，送电天线由多个天线部构成，此时，在各天线部分别设置有能够制造两相或三相相位差的开关。在整体上使用N个开关的情况下，可进行2^N或3^N的组合的波束成形。而且，这些开关还可以是可进行L、C、Short这三相选择的开关和可进行L和C这两相选择的开关的组合。

这样，送电天线由多个天线部构成，此时，在各天线部分别设置能够配置两相或三相相位差的开关，在整体上使用N个开关的情况下，可进行2的N次方和/或3的N次方的组合的波束成形。

目前，在中长距离无线供电中，在接收器件为移动件时，发射器侧总是需要传输最大的电磁能量。即，根据状况需要发射器的波束成形，作为其方法，通常通过利用阵列天线进行各天线的相位控制而进行波束成形。但是，若是该结构，则存在波束成形的方向只有一个方向、高成本、波束角的限度等问题。在本实施例中，为了解决上述的课题，反馈接收强度，设置为此而接通/断开配置在天线周围的寄生元件和GND的开关，从而构成发送电力总是根据对应于开关数的波束图案和宽的波束角而最大化的系统。波束角例如也可以形成朝向2、3某个接收器件分别辐射的图案等。

“电场强度”

如上所述，在本实施例1～6中，送电装置1的控制器4进行送电天线2的波束成形，因此，优选预先知道受电装置10的各情况下的电场强度。

例如，在FA等中使机械臂部90和/或机械手部80等工作的各情况下(参照图1)、送电装置1的控制器4存储受电装置10的受电状况。

因此，例如，在各种状况下，也可以在以高的自由度工作的机械臂部90和/或机械手部80的各位置实际测量受电装置10的电压值。

或者，也可以利用计算机·模拟或VR(虚拟现实)系统等，在各种状况下，在以高的自由度工作的机械臂部90和/或机械手部80的各位置，疑似地求得受电装置10侧的电压。

控制器4预先存储这些各种变化的各电压值和机械臂部90和/或机械手部80的位置等，例如，也可以存储于表或数据库等中。

送电装置1的控制器4通过对上述表或数据库等使用来自受电装置10的控制器40的反馈信号fs，能够推断此时的受电天线12的位置、方位等。因此，送电装置1的控制器4能够进行送电天线2的控制(波束成形)，以对推断的受电天线12更良好地传送能量。

关于通过实测来预先掌握使用受电装置10的FA(工厂现场)中的电场分布，有各种方法。

图26是概略性地例示通过追踪受电装置10的LED22的光来实测电场分布的图。

如上所述，在本实施例1～6中，为了简单地确认受电天线12的受电状况而设置有LED22。通过连续地追踪该LED22的点亮状况，能够掌握机械100进行各种工作时的电场分布。例如，在机械100附近设置摄像头，将LED22的点亮状况作为静止图像连续地拍摄。例如，当摄像头的快门速度短时，LED22的点亮被拍摄为点，但当摄像头的快门速度更长时，LED22的点亮能够拍摄为线。在后者的情况下，能够将光的轨迹记录在一幅画中。

例如，在图26中，多关节机器人100能够如垂直方向的箭头所例示在上下方向上移动。另外，多关节机器人100能够如水平方向的箭头所例示在左右方向上移动。而且，多关节机器人100有时还进行附加了角度的移动、旋转移动等。在进行自由度高的动作的多关节机器人100的各情况下，连续地观察并记录LED22的点亮状况，能够实测记录的结果、受电装置10的电场分布。此外，可使用动态图像追踪LED22的光的轨迹。

此外，LED22的光的点亮实际上是微弱的光，但通过消除周围光而变暗，使微弱的光可以被追踪。根据多关节机器人100的各关节的动作状态，在各情况下，通过观测、汇集LED22的光的点亮程度，能够获得电场分布。送电装置1通过预先存储该电场分布，并将上述反馈信号fs组合，也可以进行用于优化无线供电的波束成形。

通过如上将LED22安装到电力接收机，能够根据其点亮的有无、点亮的强度，在视觉上掌握受电电力。但是，由于当受电系统(例如：机械手、机械臂等)工作时，受电部位和受电电力发生变化，因此LED22的状态变化。为了持续记录这些状态，通过利用摄像头长时间曝光，能够记录LED22的强度、受电系统的动作的轨迹，并掌握在哪个状态时接收何种程度的电力。

如上所述，通过掌握电场强度，存储其结果并映射数据，能够映射电场分布。例如将数据存储在送电装置1内的存储装置内。由此，能够预先掌握实际使用产品的FA的现场的电场分布，在实际使用时，能够了解是否成为适于无线电力传输的环境。

再次参照图1，当将对传感器30的供电进行无线化时，有时需要定期更换二次电池。特别是由于FA每天的工作频次高，因此视为二次电池的更换频次高。因此，需要使用无线供电，定期地管理只有FA才具备的、使用了传感器30和无线通信的电池管理系统21。

在上述各实施例1～6中，在使用电池20的情况下，也可以进行电池故障预测。通常，电池(battery)由于劣化而寿命受限。因此，如果能够掌握该劣化情况并进行故障预测则是有用的。在本发明中，能够根据充电效率的变化来掌握劣化情况。定期地监视充电的效率，并在与运用开始时相比显著劣化的情况或预测的故障时期接近的情况下，进行电池的更换。这也可以由送电装置1的控制器4和/或受电装置10的控制器40等来实现。而且，实施例1～6中所例示的本发明将受电装置10整体比较紧凑地归纳，优选为集中容纳于机械100的前端侧。因此，不需要在机床100内部的配线或将机床100内部的配线最小化，且便于外部访问。其结果，确保对传感器30的供电，并且提高维护性。

“磁共振方式”

如上所述，在本实施例1～6中，基于能够以较长的距离供给较小的电力(例：1m、1mW)的微波方式进行辐射式无线供电。

另外，在无线供电中，除此之外，能够以较短的距离供给较大的电力(例：1cm、5W)的磁共振方式等非辐射型是公知的。

当为微波方式时，在与以较小容量的电力工作的传感器之间产生阻抗失配引起的效率减少的情况下，有可能发生严重的问题。与之相对，当为磁共振方式时，在与以较小容量的电力工作的传感器之间产生阻抗失配引起的效率减少的情况下，实际上，能够认为该效率减少是可忽略的范围。

但是，即使是基于磁共振方式的无线供电的情况，也与微波方式一样，将RF(电磁波)转换成DC(直流电压)。由于当RF区域和DC区域结合时，会可产生阻抗失配，因此为了高效地接收RF的电力而需要阻抗匹配的技术。该问题本身无论是磁共振方式还是微波方式都是相同的，因此，为了解决该问题，可将本实施例1～6应用于磁共振方式。但是，就该应用的效果而言，从现实来看，与使用磁共振方式时相比，使用微波方式时更明显。因此，本实施例1～6在基于微波方式进行无线供电的情况下是非常有用的。

附图标记说明

1：送电装置、

2：送电天线、

4：控制器(主计算机)、

10：受电装置、

12：受电天线、

14：整流器、

16：蓄电装置(电容器)、

20：蓄电装置(电池)、

30：器件(传感器)、

40：控制器、

50：无线通信IC、

80：机械手部、

90：机械臂部、

100：机械(多关节机器人)、

200：送电天线。

Claims (21)

1.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：

受电天线，其接收电磁波；

整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；

第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

第二蓄电装置，其与所述第一蓄电装置功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

器件，其与所述第二蓄电装置功能性地结合；

第一开关，其在所述整流器和所述第一蓄电装置之间切换电力的配电；

第二开关，其在所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；

第三开关，其在所述第一蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；

第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及

控制器。

2.根据权利要求1所述的受电装置，其中，

将所述控制器构成为进行如下控制：

仅将所述第一开关和所述第二开关设为接通，对所述第二蓄电装置进行充电，

之后，仅将所述第四开关设为接通，以所述第二蓄电装置的电力向所述器件供电。

3.根据权利要求1所述的受电装置，其中，

将所述控制器构成为进行如下控制：

仅将所述第一开关和所述第二开关设为接通，对所述第二蓄电装置进行充电，

之后，仅将所述第一开关和所述第四开关设为接通，对所述第一蓄电装置进行充电，并且以所述第二蓄电装置的电力向所述器件供电。

4.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：

受电天线，其接收电磁波；

整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；

第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

第二蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

器件，其与所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置功能性地连接；

第一开关，其在所述整流器和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；

第二开关，其在所述整流器和所述第一蓄电装置之间切换电力的配电；

第三开关，其在所述第一蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；

第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及

控制器。

5.根据权利要求5所述的受电装置，其中，

将所述控制器构成为进行如下控制：

将所述第一开关和所述第三开关同时设为接通，且将所述第二开关和所述第四开关同时设为断开，

以所述第一蓄电装置的电力向所述器件供电，并且对所述第二蓄电装置进行充电。

6.根据权利要求5所述的受电装置，其中，

将所述控制器构成为进行如下控制：

将所述第一开关和所述第三开关同时设为断开，且将所述第二开关和所述第四开关同时设为接通，

对所述第一蓄电装置进行充电，并且以所述第二蓄电装置的电力向所述器件供电。

7.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：

受电天线，其接收电磁波；

整流器，其与所述受电天线功能性地结合，将所述电磁波转换成直流电压；

一对第一蓄电装置，它们与所述整流器功能性地结合，在内部对所述直流电压进行蓄电；

第二蓄电装置，其与所述一对第一蓄电装置的至少一方功能性地结合，在内部对所述直流电压进行蓄电；

器件，其与所述一对第一蓄电装置的至少一方及所述第二蓄电装置功能性地结合；

第一开关，其在所述一对第一蓄电装置之间切换电力的接收；

第二开关，其在所述一对第一蓄电装置的至少一方和所述第二蓄电装置之间切换电力的接收；

第三开关，其在所述一对第一蓄电装置的至少一方和所述器件之间切换电力的接收；

第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的接收；以及

控制器。

8.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：

受电天线，其接收电磁波；

整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；

第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

第二蓄电装置，其与所述第一蓄电装置功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；

器件，其与所述第二蓄电装置功能性地结合；

开关，其在所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；

开关或低压差调节器(LOD)，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及

控制器。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的受电装置，其中，

还包括将所述整流器的输出与发光二极管(LED)功能性地结合的开关。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的受电装置，其中，

所述第一蓄电装置是电容器，所述第二蓄电装置是具有充电器的电池。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的受电装置，其中，

所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置均是电容器。

12.根据权利要求10或11所述的受电装置，其中，

所述电容器是双电层电容器、模拟电容器、混合电容器及锂离子电容器、陶瓷电容器、电场电容器中的任一种。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的受电装置，其中，

所述器件是耗电量为100mWh以下的低耗电量型传感器。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的受电装置，其中，

所述受电装置构成为除了供给所述器件所需要的电力之外，还供给无线通信功能所需要的电力。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的受电装置，其中，

所述器件被内置于多关节机器人中。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的受电装置，其中，

基于微波方式进行无线供电。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的受电装置，其中，

所述受电天线包括多个天线，此时，沿着大致四边形状的四边和/或大致四边形状的对角线配置所述多个所述天线部。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的受电装置，其中，

将所述控制器构成为通过高速切换开关的接通和断开的状态平均化法进行从所述整流器观察到的阻抗匹配的优化。

19.一种送电装置，基于无线供电方式，对受电装置输送电力，其中，

所述受电装置至少具有送电天线、送电电路、以及控制器，

所述受电装置如权利要求1至18中任一项所述那样构成，且所述受电装置内的控制器构成为将所述受电装置内的电压值作为反馈信号发送到所述送电装置，

所述送电装置的控制器构成为接收从所述受电装置的控制器发送的所述反馈信号，基于所述反馈信号进行所述送电天线的控制。

20.根据权利要求19所述的送电装置，其中，

所述送电天线包括多个天线部，此时，在各天线部分别设置有能够附加两相或三相相位差的开关，在整体上使用N个开关的情况下，可进行2的N次方和/或3的N次方的组合的波束成形。

21.根据权利要求19所述的送电装置，其中，

所述送电天线构成为使波束分开成两个或三个以上进行发射。