CN215503383U - 一种具有无线充电功能的护理机器人 - Google Patents

Abstract

一种具有无线充电功能的护理机器人，属于医护设备技术领域。设计一款能够为医用护理和监控仪器自动无线充电的设备，基于谐振式无线电能传输原理，首先在传统的插电式医疗仪器的背部加装一块电座，电座内安装谐振式电能接收组件，然后在存储医疗仪器的柜体内部安装能够上下游动的充电板，充电板内安装多个谐振式充电组件，在医疗仪器使用完毕后装入柜体的抽屉内向内推入，位于仪器后部电座内的导磁柱插入到发射磁环内即可完成设备的自动充电。

Description

一种具有无线充电功能的护理机器人

技术领域

本实用新型涉及医护设备技术领域，具体地说是一种具有无线充电功能的护理机器人。

背景技术

无线充电技术指的是不通过物理连接，而是通过空间中的电磁场的变化来将供电端的电能传输给手机电池的技术。根据法拉第电磁感应理论可知，导体在磁通量变化的磁场中会产生感应电动势，如果该导体是闭合回路中的一部分，则会产生感应电流，目前无线充电系统的原副边之间全部采用松耦合技术。由于松耦合结构漏磁大、原边线圈和副边线圈之间耦合系数小，所以不满足变压器原副边线圈电压和电流的匝比关系。虽然可以通过提高原边线圈电流变化率，即提高原边线圈电流频率，来增强原副边线圈之间的电磁感应强度，以提高传输功率密度，降低损耗，提高系统效率。但是频率过高又会增强电磁辐射，给电磁屏蔽设计造成困难。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种具有无线充电功能的护理机器人。

本实用新型的核心技术思想是：设计一款能够为医用护理和监控仪器自动无线充电的设备，基于谐振式无线电能传输原理，首先在传统的插电式医疗仪器的背部加装一块电座，电座内安装谐振式电能接收组件，然后在存储医疗仪器的柜体内部安装能够上下游动的充电板，充电板内安装多个谐振式充电组件，在医疗仪器使用完毕后装入柜体的抽屉内向内推入，位于仪器后部电座内的导磁柱插入到发射磁环内即可完成设备的自动充电。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有无线充电功能的护理机器人，包括充电板，充电板上安装第一充电组件、第二充电组件、第三充电组件和第四充电组件，充电组件包括谐振发射线圈和发射磁环，发射磁环为硅钢片叠压而成的空心框架结构，谐振发射线圈缠绕在发射磁环的外圈上，第一充电组件、第二充电组件、第三充电组件和第四充电组件内的谐振发射线圈采用串联方式连接，第一充电组件和第三充电组件的后面安装电极和第一弹簧，电极一端与谐振发射线圈连接，另一端通过第一弹簧压紧在正极铜带和负极铜带上，正极铜带和负极铜带安装在导向槽内，正极铜带和负极铜带与外部电源连接，导向槽安装在柜体的背面。

发射磁环内插入导磁柱，导磁柱与接收磁环同轴安装，接收磁环上安装谐振接收线圈，导磁柱的尾部安装第二弹簧，谐振接收线圈安装在电座内，电座安装在设备负载的背面。

充电板的顶部安装钢丝，钢丝绕过换向轮后缠绕在卷扬轮上，卷扬轮与卷扬电机同轴连接。

柜体内有第一仓位、第二仓位和第三仓位，第一仓位、第二仓位和第三仓位内安装抽屉，抽屉上安装脚轮。

本实用新型的一种具有无线充电功能的护理机器人与现有技术相比所产生的有益效果是：

（1）相比于传统的拔插式充电方式而言，本发明设计的无线充电方式免除了设备频繁拔插充电的麻烦，更避免了设备因为忘记充电而导致无法使用的危险情况。

（2）设计的充电板为浮动式结构，能够在卷扬电机的带动下上下运动为设备充电，这样能够降低仓位内的充电组件数量，降低了制造成本，降低了设备的能耗。

附图说明

附图1是本实用新型结构主视剖面图；

附图2是本实用新型结构左视剖面图；

附图3是本实用新型结构导磁柱插接原理图；

附图4是本实用新型结构电座主视图；

图中，1、柜体，101、第一仓位，102、第二仓位，103、第三仓位，2、充电板， 301、第一充电组件，302、第二充电组件，303、第三充电组件，304、第四充电组件，4、导向槽，501、正极铜带，502、负极铜带， 6、定位磁石，7、抽屉，8、脚轮，9、换向轮，10、钢丝，11、卷扬轮，12、谐振接收线圈，13、接收磁环，14、导磁柱，15、谐振发射线圈，16、发射磁环，17、电极，18，第一弹簧，19、电座，20、第二弹簧，21、设备负载。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例的作以下详细说明。

一种具有无线充电功能的护理机器人，包括充电板2，充电板2上安装第一充电组件301、第二充电组件302、第三充电组件303和第四充电组件304，充电组件包括谐振发射线圈15和发射磁环16，发射磁环16为硅钢片叠压而成的空心框架结构，谐振发射线圈15缠绕在发射磁环16的外圈上，第一充电组件301、第二充电组件302、第三充电组件303和第四充电组件304内的谐振发射线圈15采用串联方式连接，第一充电组件301和第三充电组件303的后面安装电极17和第一弹簧18，电极17一端与谐振发射线圈15连接，另一端通过第一弹簧18压紧在正极铜带501和负极铜带502上，正极铜带501和负极铜带502安装在导向槽4内，正极铜带501和负极铜带502与外部电源连接，导向槽4安装在柜体1的背面，充电板2上安装定位磁石6。

作为本实用新型的第一实施例，常用的谐振线圈多为平面型或立体螺旋型，由于本系统旨在为医用设备电池进行无线充电，其谐振电感线圈的体积不能过大，所以线圈结构选择平面结构。通过实际实验测得到，在使用相同有效半径下，方形结构比圆形结构的电感值大，因此谐振线圈结构确定为方形结构。

作为本实用新型的第一实施例，在非接触式变压器原边和副边加入平板磁芯，此平板磁芯为铁氧体材料。加入磁环可以对磁场有束缚作用，对磁力线进行定向，加强磁场定向传输的能力，也可以提高谐振线圈的自感值和线圈间的互感值。

作为本实用新型的第一实施例，对于功率不同的医护设备可以安装不同的数量的电座，通过多个充电组件实现快充电。

发射磁环16内插入导磁柱14，导磁柱14与接收磁环13同轴安装，接收磁环13上安装谐振接收线圈12，导磁柱14的尾部安装第二弹簧20，谐振接收线圈12安装在电座19内，电座19安装在设备负载21的背面。

充电板2的顶部安装钢丝10，钢丝10绕过换向轮9后缠绕在卷扬轮11上，卷扬轮11与卷扬电机同轴连接。

柜体1内有第一仓位101、第二仓位102和第三仓位103，第一仓位101、第二仓位102和第三仓位103内安装抽屉7，抽屉7上安装脚轮8。

作为本实用新型的第一实施例，接收端的谐振网络主要作用为从发射端谐振网络产生的交变磁场中拾取电能，并将该电能转换为高频交变电流。

作为本实用新型的第一实施例，本发明设计的充电机器人的使用功能方法是：当处于空仓状态的柜体检测到仓门被拉开后，卷扬电机启动带动充电板运行至被拉开仓门的仓位待机，当装有医疗仪器的抽屉被向柜体内推入时，电座19依靠定位磁石6进行微调定位，导磁柱14插入到发射磁环16内进行设备充电。

进一步，柜体1上安装控制器和传感器，与医护设备进行通讯互联，使得柜体1能够自动监测医护设备内电池电量情况，并控制充电板为医护设备充电。

作为本实用新型的第一实施例，本发明的设计无线充电系统的充电原理是：首先对工频单相电进行整流输出电压可控的直流电，通过全桥逆变把直流电变换成高频交流电。然后将交流电作用到原边谐振线圈，副边线圈通过磁场耦合到能量，对副边的交流电进行整流对电池充电。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域技术人员可以在本发明的指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (4)

1.一种具有无线充电功能的护理机器人，其特征在于，包括充电板（2），所述充电板（2）上安装第一充电组件（301）、第二充电组件（302）、第三充电组件（303）和第四充电组件（304），所述充电组件包括谐振发射线圈（15）和发射磁环（16），所述发射磁环（16）为硅钢片叠压而成的空心框架结构，所述谐振发射线圈（15）缠绕在所述发射磁环（16）的外圈上，所述第一充电组件（301）、第二充电组件（302）、第三充电组件（303）和第四充电组件（304）内的谐振发射线圈（15）采用串联方式连接，所述第一充电组件（301）和第三充电组件（303）的后面安装电极（17）和第一弹簧（18），所述电极（17）一端与所述谐振发射线圈（15）连接，另一端通过所述第一弹簧（18）压紧在正极铜带（501）和负极铜带（502）上，所述正极铜带（501）和负极铜带（502）安装在导向槽（4）内，所述正极铜带（501）和负极铜带（502）与外部电源连接，所述导向槽（4）安装在柜体（1）的背面，所述充电板（2）上安装定位磁石（6）。

2.根据权利要求1所述一种具有无线充电功能的护理机器人，其特征在于，所述发射磁环（16）内插入导磁柱（14），所述导磁柱（14）与接收磁环（13）同轴安装，所述接收磁环（13）上安装谐振接收线圈（12），所述导磁柱（14）的尾部安装第二弹簧（20），所述谐振接收线圈（12）安装在电座（19）内，所述电座（19）安装在设备负载（21）的背面。

3.根据权利要求1所述一种具有无线充电功能的护理机器人，其特征在于，所述充电板（2）的顶部安装钢丝（10），所述钢丝（10）绕过换向轮（9）后缠绕在卷扬轮（11）上，所述卷扬轮（11）与卷扬电机同轴连接。

4.根据权利要求1所述一种具有无线充电功能的护理机器人，其特征在于，所述柜体（1）内有第一仓位（101）、第二仓位（102）和第三仓位（103），所述第一仓位（101）、第二仓位（102）和第三仓位（103）内安装抽屉（7），所述抽屉（7）上安装脚轮（8）。

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