CN205945254U - 机器人无线充电装置 - Google Patents
机器人无线充电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205945254U CN205945254U CN201620905703.3U CN201620905703U CN205945254U CN 205945254 U CN205945254 U CN 205945254U CN 201620905703 U CN201620905703 U CN 201620905703U CN 205945254 U CN205945254 U CN 205945254U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- receiving terminal
- transmitting
- receiving
- charging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型属于无线供电领域，尤其涉及机器人无线充电装置，包括发射端、位于机器人上的接收端，发射端内有发射端控制器、与发射端控制器实现遥控遥信连接的交流接触器、与发射端控制器通过PWM进行通信的DCDC，交流接触器和DCDC之间设置有整流模块I、DCDC与发射线圈之间通过逆变部分相连，接收端内有接收端控制器、与接收端控制器通过采样部分相连的整流模块II，在整流模块的输入端连接有接收线圈，在整流模块的输出端连接有为机器人供电的蓄电池，发射线圈和接收线圈通过电磁波谐振通信，发射端控制器和接收端控制器之间为无线通信。本实用新型中机器人不需与充电座接触，就能以安全、简捷、高效的方式完成充电过程，充电精确度高。
Description
技术领域
本实用新型属于无线供电领域，尤其涉及机器人无线充电装置。
背景技术
当前机器人充电采用接触式充电，尤其是对于移动式的机器人来说，机器人和充电座进行对接时，不仅要让机器人到达充电座所在位置处，还需要机器人以特定的角度和方向进入充电座。
这种充电过程存在较大的缺陷：充电触点裸露在外面，电连接时容易产生火花，这样具有极大的安全隐患，尤其是在易燃易爆场合危险性增加；而且每次充电都需要进行插拔，多次的插拔对接操作很容易引起机械磨损，导致接触点松动，不能有效传输电能。
此外，连接部件出现污染物，将会导致接触不良或者电连接失败；若在潮湿的环境或存在充斥导电介质的环境，也极容易引起电路短路；再者，连接触点的对接需要较高的精确性。目前的这种接触式充电方式显然不能满足实际使用的需求，也不能解决现有技术中存在的这些问题。
发明内容
为解决现有技术中充电触点存在危险性以及精确性等问题，本实用新型提供机器人无线充电装置，采用磁耦合谐振技术实现了对机器人的非接触式无线电能传输。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的机器人无线充电装置，其特殊之处在于：
包括发射端、位于机器人上的接收端，发射端内设置有发射端控制器、与发射端控制器内的通信模块实现遥控遥信连接的交流接触器、与发射端控制器内的通信模块通过PWM进行通信的DCDC，在交流接触器和DCDC之间设置有整流模块I、DCDC与发射端的谐振电路之间通过逆变部分相连，接收端内设置有接收端控制器、与接收端控制器内的通信模块通过采样部分相连的整流模块II，在整流模块的输入端连接有接收端的谐振电路，在整流模块的输出端连接有为机器人供电的蓄电池，发射端的谐振电路和接收端的谐振电路通过电磁波谐振通信，发射端控制器的通信模块和接收端控制器的通信模块之间为无线通信。
进一步地，所述整流模块I、整流模块II均采用ACDC。
进一步地，所述发射端控制器、接收端控制器均采用ARM。
进一步地，所述接收端控制器的通信模块与机器人内部通过422通信总线相连。
进一步地，所述发射端的谐振电路为LC串联谐振电路，内部的线圈为发射线圈。
进一步地，所述接收端的谐振电路为LC并联谐振电路，内部的线圈为接收线圈。
进一步地，所述发射端安装在电源输出端。
进一步地，所述接收端位于机器人的底盘上，在机器人背部设置有接收端的天线。
进一步地，发射端控制器的通信模块和接收端控制器的通信模块之间的无线通信蓝牙、射频、Zigbee、433M无线中的任一种。
进一步地，接收端的接收线圈为下宽上窄的梯形状，安装在机器人背部下方的外壳内侧。
本实用新型与现有技术相比，其有益之处在于：本实用新型是融合了无线充电和磁耦合谐振技术，杜绝因线损或接触造成的充电危险，提高了机器人的环境使用条件,如防潮、防腐、防污染等，在使用上方便、简捷，可以通过无线方式来操作充电装置，避免了多次充电插拔产生的机械磨损、接触点不良的问题。当机器人充电时，只要移动到指定区域，不需与充电座接触，就能以安全、简捷、高效的方式完成充电过程，充电精确度高。
附图说明
图1是本实用新型发射端的原理示意图；
图2是本实用新型接收端的原理示意图。
具体实施方式
本实用新型装置特点在于使得机器人与充电座无需接触完成充电，结合附图1-2，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
实施例1：
本实施例的充电装置包括发射端和接收端，其中，发射端置于墙面或者其他指定的充电区域，包括整流模块、DCDC、逆变部分、发射端谐振电路、发射端控制器以及发射端内部的通信模块，本实施例中的发射端控制器同时具有通信功能和控制功能，发射端的内部原理结构具体如附图1。
发射端内的发射端控制器与DCDC之间通过PWM进行双向数据传输，同时发射端控制器在交流接触器控制下实现遥控遥信，在交流接触器和DCDC之间设置有整流模块I，整流模块I的输入端与交流接触器相连，输出端与逆变部分的输入端相连，逆变部分的输出端与发射线圈的输入端相连，在发射端谐振电路为LC串联谐振电路，其内部的线圈为发射线圈。
整流模块I是将工频交流电整流成直流，本实施例中整流模块I采用的是全桥整流，DCDC的主要功能是将整流模块I输出的直流转换成发射端所需要的直流电压值，发射端控制器通过通信模块接收到机器人内的电池充电数据，然后再通过调整PWM占空比输出来调节DCDC输出的直流电压，以此来实现机器人的三段式充电管理。所谓三段式充电为：恒流快充阶段，在该阶段充电器启动后进入恒流电流快速充电阶段；恒压阶段，在该阶段，当充电电压上升到入恒压充电阶段，充电电流逐步减少，防止过冲；涓流保充盈，在该阶段，当充电电流减少到进入小电流阶段，恒流充充电，充电电压小幅上升，保持电池充盈。
逆变部分是将DCDC部分输出的直流转换成高频的正弦交流电，本实用新型采用交流电的频率为85KHz。发射线圈的线圈和谐振电容则将产生特定频率的电磁波，采用串联式谐振电路。发射端控制器是通过蓝牙通信方式与机器人上的接收端控制器通信，移动接收机器人对指令及采集的充电数据等进行分析并执行充电控制操作。
接收端置于机器人内部，其中接收端控制器、整流模块II置于机器人内部机舱中，而接收线圈则置于机器人表面或者外壳内侧。接收端包括接收端谐振电路、整流模块II、接收端控制器，在接收端控制器内的通信模块与整流模块II之间实现电压电流的采样，本实施例中接收端控制器也同时具有控制和通信的功能。关于接收端的内部结构，具体如附图2。
在本实施例中，接收端谐振电路为LC并联谐振电路，其内部的线圈为接收线圈，发射端谐振电路与接收端谐振电路之间通过发射线圈和接收线圈之间的谐振进行能量传输。
接收端内设置有接收端控制器、与接收端控制器通过采样部分相连的整流模块II，在整流模块的输入端连接有接收线圈，在整流模块的输出端连接有为机器人供电的蓄电池，发射线圈和接收线圈通过电磁波谐振通信，发射端控制器和接收端控制器之间通过蓝牙、射频、Zigbee、433M无线中的任一种方式进行通信，在本实施例中选用蓝牙通信。
接收线圈与发射线圈产生谐振从而接收到发射线圈的电能，在接收端采用LC并联式谐振电路。整流模块II则是将接收到的高频交流整流成直流输出到机器人的蓄电池，完成对蓄电池的充电。采样部分实现对蓄电池的充电电压、电流数据的实时采集。接收端控制器内的通信模块有422通信总线和蓝牙两种通信方式，接收端控制器通过422通信总线与机器人内部的422通信总线连接，实时接移动收机器人的指令，并将充电状态数据告知机器人，通过蓝牙通信方式则与发射端蓝牙配对通信，实时传输充电指令及数据。
对于本实施例提供的充电装置的工作过程具体为：当机器人需要充电时，会自动导航到指定充电区域，停稳后通过422通信总线告知接收端可以开始充电，接收端收到指令后会通过蓝牙通信与发射端联系确认，无误后发射端在交流接触器的控制下开启充电，接收端则将充电电压、电流等数据实时传送给发射端，发射端根据这些数据实时调整输出电压，完美实现三段式充电。充满电后会自动停止，并且告知机器人。充电中机器人如果有其他任务需要中止充电，则可以通过422通信总线告知接收端，接收端通过蓝牙转发到发射端即可停止充电。
具体以看护机器人为例来说明本实施例充电装置的具体安装：发射端安装于电源输出端，接收端的天线安装在看护机器人后半身，接收端的接收线圈为下宽上窄的梯形状，安装在机器人后半身的外壳内侧，外壳材质为塑料。接收线圈具体尺寸参考：在外壳内侧，保持平面但略有垂直倾角，带电磁屏蔽后的最大外形轮廓为：23cm（上边）×26 cm（下边）×34cm（高）×10cm（厚），呈梯形状。接收端的内部设置均安装在看护机器人的底盘上，接收端的内部设置为以上实施例中介绍的硬件电路，对于本实施例中的充电装置尽量利用现有成熟电路，做到充电装置小型化但不做严格限制。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.机器人无线充电装置，其特征在于：包括发射端、位于机器人上的接收端，发射端内设置有发射端控制器、与发射端控制器内的通信模块实现遥控遥信连接的交流接触器、与发射端控制器内的通信模块通过PWM进行通信的DCDC，在交流接触器和DCDC之间设置有整流模块I、DCDC与发射端的谐振电路之间通过逆变部分相连，接收端内设置有接收端控制器、与接收端控制器内的通信模块通过采样部分相连的整流模块II，在整流模块的输入端连接有接收端的谐振电路，在整流模块的输出端连接有为机器人供电的蓄电池，发射端的谐振电路和接收端的谐振电路通过电磁波谐振通信，发射端控制器的通信模块和接收端控制器的通信模块之间为无线通信。
2.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述整流模块I、整流模块II均采用ACDC。
3.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述发射端控制器、接收端控制器均采用ARM。
4.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述接收端控制器的通信模块与机器人内部通过422通信总线相连。
5.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述发射端的谐振电路为LC串联谐振电路，内部的线圈为发射线圈。
6.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述接收端的谐振电路为LC并联谐振电路，内部的线圈为接收线圈。
7.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述发射端安装在电源输出端。
8.如权利要求1至7任一所述的机器人无线充电装置，其特征在于：所述接收端位于机器人的底盘上，在机器人背部设置有接收端的天线。
9.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：发射端控制器的通信模块和接收端控制器的通信模块之间的无线通信蓝牙、射频、Zigbee、433M无线中的任一种。
10.如权利要求1所述的机器人无线充电装置，其特征在于：接收端的接收线圈为下宽上窄的梯形状，安装在机器人背部下方的外壳内侧。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620905703.3U CN205945254U (zh) | 2016-08-20 | 2016-08-20 | 机器人无线充电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620905703.3U CN205945254U (zh) | 2016-08-20 | 2016-08-20 | 机器人无线充电装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205945254U true CN205945254U (zh) | 2017-02-08 |
Family
ID=57947250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620905703.3U Active CN205945254U (zh) | 2016-08-20 | 2016-08-20 | 机器人无线充电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205945254U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108900042A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-27 | 东莞市特姆优传动科技有限公司 | 一种无线充电推杆 |
| CN110620416A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-27 | 上海科技大学 | 一种新型单级隔离无线快充系统 |
| WO2021098846A1 (zh) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | 华为技术有限公司 | 一种无线充电系统和无线充电方法 |
-
2016
- 2016-08-20 CN CN201620905703.3U patent/CN205945254U/zh active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108900042A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-27 | 东莞市特姆优传动科技有限公司 | 一种无线充电推杆 |
| CN110620416A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-27 | 上海科技大学 | 一种新型单级隔离无线快充系统 |
| CN110620416B (zh) * | 2019-09-10 | 2024-03-01 | 上海科技大学 | 一种单级隔离无线快充系统 |
| WO2021098846A1 (zh) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | 华为技术有限公司 | 一种无线充电系统和无线充电方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9469209B2 (en) | Vehicular power reception device and vehicle equipped with the same, power supply apparatus, and electric power transmission system | |
| US20150054456A1 (en) | Electric power transmission system | |
| CN103107584B (zh) | 一种具有无线移动充电功能的装置及其无线充电方法 | |
| CN104704708A (zh) | 无线电力传输的方法和装置 | |
| EP2768116A1 (en) | Power transmitting apparatus, power receiving apparatus, and power transmitting system | |
| KR20140117587A (ko) | 차량용 수전 장치, 급전 설비 및 전력 전송 시스템 | |
| CN205945254U (zh) | 机器人无线充电装置 | |
| CN104037918A (zh) | 一种磁共振式车载移动终端无线充电系统及方法 | |
| CN105210261A (zh) | 受电装置、受电功率调节方法、受电功率调节程序以及半导体装置 | |
| CN103460555A (zh) | 电力传输系统 | |
| CN109756032B (zh) | 球形无线充电系统 | |
| CN108988511A (zh) | 一种高效无线充电方法及无线充电装置 | |
| CN104113125A (zh) | 一种机械式立体车库的无线充电装置 | |
| CN104617646A (zh) | 一种基于zvs自激磁共振的智能无线充电装置 | |
| CN105324913B (zh) | 电力传输系统 | |
| US9762293B2 (en) | Wireless power repeater and wireless power transmitter | |
| CN207090843U (zh) | 具有无线充电式可视化视频系统的塔吊 | |
| CN102510116A (zh) | 电动车智能在线充电系统 | |
| CN206211626U (zh) | 基于频率跟踪的耦合谐振无线充电移动电源 | |
| CN105340154A (zh) | 电力传输系统 | |
| CN105515210A (zh) | 非接触充电桩、车载充电装置和充电系统 | |
| CN209282900U (zh) | 新型无线充电机 | |
| CN106936221A (zh) | 对大功率用电设备进行供电的无线供电系统 | |
| CN204046253U (zh) | 一种机械式立体车库的无线充电装置 | |
| CN106451606A (zh) | 一种车载内移动设备的远距离无线充电系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210317 Address after: 518000 room 133-134, No.1 International Students (Longgang) Pioneer Park, Longcheng street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: ZONECHARGE (SHENZHEN) WIRELESS POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 264003 Mingda West Road, Laishan District, Yantai, Shandong Province, No. 11 Patentee before: ZHONG HUI POWERISE WIRELESS POWER TECHNOLOGY Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |