JP2016019317A - 非接触電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水槽に送電コイルを設け、水槽内に移動が可能な魚型ロボットを配置する。魚型ロボットは、充電不能領域に存在するときには魚型ロボットに内蔵された蓄電装置に蓄えられた電力により移動し、蓄電装置の電池電圧が所定の値以下になった場合には、充電可能領域に移動して魚型ロボットに内蔵された受電コイルで、水槽に送電コイルから非接触で電力を充電し、魚型ロボットに内蔵された蓄電装置を充電する。
【選択図】図1
Description
図1は、実施の形態1における磁界共鳴型の非接触電力伝送システムの構成を示す模式断面図である。
(1)充電モードA
魚型ロボット3に搭載された二次電池11の容量が下限の所定値以下になった場合、魚型ロボット3は充電モードAとなる。充電モードAにおいては、魚型ロボット3の尾ひれ等を駆動する為の電磁コイルに給電する駆動回路を含む移動機構系への給電が停止し、魚型ロボット3は浮力により水槽1の上部に浮かんでいくように設計されている。したがって、魚型ロボット3はいずれ充電可能領域6に位置することになり、魚型ロボット3が充電可能領域6に到達すると、魚型ロボットに内蔵された二次電池11に充電が開始される。充電可能領域6では磁界強度が強いので、送電コイル2からの受電コイル5に非接触で電力の伝送を行うことができる。
(2)放電モードB
魚型ロボット3に内蔵されている二次電池11の充電が完了し放電モードBに移行すると、魚型ロボット3の二次電池11は尾ひれ等を駆動する電磁コイルに電力を供給し、魚型ロボット3は充電可能領域6から充電不能領域7に移動するように設計されている。やがて、魚型ロボット3は充電不能領域7に到達するが、魚型ロボット3に内蔵された二次電池から魚型ロボット3の尾ひれ等を駆動する為の電磁コイルに給電する駆動回路を含む移動機構系に電力が供給され続けるので、魚型ロボット3は充電不能領域7に位置している場合でも、自由に遊泳することができる。
この放電モードBの時には、魚型ロボット3が本物の魚のように見せるために、いくつかのパターンで魚型ロボット3が泳ぐように設計されている。例えば、3秒間放電することにより水槽1の底に向かって移動し、次に2秒間放電を停止することにより天井方向へ浮上し、また3秒間放電することにより水槽1の底に向かって移動し、さらに2秒間放電を停止することにより天井方向へ浮上することを繰り返し行う。
<実施の形態2>
実施の形態1では、複数の魚型ロボットが水槽内に存在する場合は、上限の所定値C1若しくは下限の所定値C2を魚型ロボット毎で変えておくことにより、魚型ロボットが一匹も水槽内を泳いでいない状態が発生することを防止した。
<実施の形態3>
一般的に、浮上タイプでは水槽の底部で泳ぐことが多くなり、沈下タイプでは水槽の天井部で泳ぐことが多くなる。すなわち、魚型ロボットが浮上タイプ、沈下タイプのいずれであっても、魚型ロボットが遊泳する範囲は、水槽の一部に限られてしまう場合がある。
2 送電コイル
3、31、32、33、34 魚型ロボット
4 送電回路
5 受電コイル
6 充電可能領域
7 充電不能領域
8 検波回路
9、10 スイッチ
11 二次電池
12 負荷
13 受電側制御回路
14 送電側制御回路
15 所定遊泳領域
16 水深センサー
17 充電回路
40 送電側回路ブロック
41 受電側回路ブロック
Claims (9)
- 送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置とを備え、前記送電コイルと前記受電コイルの間の磁気的な作用を介して前記送電装置から前記受電装置へ電力を伝送する非接触電力伝送システムにおいて、
前記非接触電力伝送システムは、充電可能領域と充電不能領域を具備し、
前記受電装置は、移動機構と、充電と放電が可能な蓄電装置を備え、
前記充電可能領域に前記受電装置が存在する時に、前記送電コイルから前記受電コイルへ非接触で電力が伝送されることにより前記蓄電装置が充電され、
前記蓄電装置から前記移動機構に電力が供給されることで、前記受電装置が移動することを特徴とする非接触電力伝送システム。 - 前記送電装置は、送電コイルと共振容量により構成された送電共振器を備え、
前記受電装置は、受電コイルと共振容量により構成された受電共振器を備え、
前記送電コイルと前記受電コイルの間の磁界共鳴を介して前記送電装置から前記受電装置へ非接触で電力を伝送することを特徴とする請求項1に記載の非接触電力伝送システム。 - 前記非接触電力伝送システムは、液体で内部が満たされた筐体を備え、
前記送電コイルは、前記筐体の床部あるいは天井部に配置され、
前記充電可能領域は、前記送電コイルの近傍に存在し、
前記受電装置は、前記筺体内かつ前記液体内に配置され、
前記受電装置は、前記筺体内における位置を検知する位置検知手段を備え、
前記位置検知手段に基づいて、前記受電装置が前記充電可能領域に存在することを検知した時に、前記送電コイルから前記受電コイルへ非接触で電力を伝送することを特徴とする請求項2に記載の非接触電力伝送システム。 - 前記送電コイルは、前記筐体の天井部に配置され、
前記蓄電装置から前記移動機構に電力が供給される時の前記受電装置の進行方向は、前記筺体の床部に対して角度を持って前記液体内を床部に向けて沈下する方向であり、
前記蓄電装置から前記移動機構に電力が供給されない時の前記受電装置の進行方向は、前記筺体の床部に対して角度を持って前記液体内を天井部に向けて浮上する方向であることを特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送システム。 - 前記送電コイルは、前記筐体の床部に配置され、
前記蓄電装置から前記移動機構に電力が供給される時の前記受電装置の進行方向は、前記筺体の床部に対して角度を持って前記液体内を天井部に向けて浮上する方向であり、
前記蓄電装置から前記移動機構に電力が供給されない時の前記受電装置の進行方向は、前記筺体の床部に対して角度を持って前記液体内を床部に向けて沈下する方向であることを特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送システム。 - 複数個の前記受電装置が前記筺体内かつ前記液体内に配置され、
前記蓄電装置の充電を停止する前記蓄電装置の上限の電圧レベルと、前記蓄電装置の放電を停止する前記蓄電装置の下限の電圧レベルが、前記受電装置毎で異なっていることを特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送システム。 - 複数個の前記受電装置が前記筺体内かつ前記液体内に配置され、
前記受電装置毎の充電モードと放電モードのタイミングを制御するモード制御装置を備え、
前記モード制御装置は、単位時間当たりの前記充電可能領域内に存在する前記受電装置の数を同じにすることを特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送システム。 - 複数個の前記受電装置が前記筺体内かつ前記液体内に配置され、
前記受電装置は、センサーを備え、
前記受電装置は、個別の遊泳可能領域が定められ、
前記センサーが検出した前記受電装置の水深位置に基づいて、前記受電装置が前記個別の遊泳可能領域を遊泳するように制御されること特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送システム。 - 前記受電装置が前記充電可能領域に存在しない時間を設け、前記時間は送電を停止し、
前記位置検知手段に基づいて、前記受電装置が前記充電可能領域に存在することを検知した時に、前記送電装置が前記受電装置に送電を開始することを特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送システム。
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