RU2693536C1 - Method and system for wireless transmission of energy and information - Google Patents

Method and system for wireless transmission of energy and information Download PDF

Info

Publication number
RU2693536C1
RU2693536C1 RU2018143899A RU2018143899A RU2693536C1 RU 2693536 C1 RU2693536 C1 RU 2693536C1 RU 2018143899 A RU2018143899 A RU 2018143899A RU 2018143899 A RU2018143899 A RU 2018143899A RU 2693536 C1 RU2693536 C1 RU 2693536C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
converter
mechanical vibrations
mechanical
electrical energy
Prior art date
Application number
RU2018143899A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Василенко
Александр Васильевич Дикарев
Станислав Михайлович Дмитриев
Виталий Анатольевич Кубкин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации"
Priority to RU2018143899A priority Critical patent/RU2693536C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2693536C1 publication Critical patent/RU2693536C1/en
Priority to PCT/RU2019/050169 priority patent/WO2020122764A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: according to the invention, an electrical energy converter is placed on a transmitting device into energy of mechanical vibrations, having a resonant frequency, a converter of electric energy into energy of mechanical oscillations is fixed to the housing of the transmitting device. Mechanical oscillation energy converter is placed on the receiving device and has the same resonance frequency. Power converter of mechanical vibrations into electric energy is fixed to the housing of receiving device. At this resonance frequency, mechanical oscillations are induced in converter of electric energy into energy of mechanical oscillations, and corpses of overeating and receiving devices are connected tightly to each other to transfer mechanical vibrations.EFFECT: technical result is possibility of energy and information transfer through metal surfaces.9 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение. The technical field to which the invention relates .

Данная группа изобретений относится к способам, при которых используют передающее устройство и принимающее устройство, имеющее блок накопления электроэнергии, а также к соответствующим системам, реализующим способ. Изобретение может быть использовано, в частности, для подзарядки и обмена данными с подводными аппаратами, имеющими металлические стенки. This group of inventions relates to methods in which a transmitting device and a receiving device having an electric power storage unit are used, as well as to corresponding systems implementing the method. The invention can be used, in particular, for recharging and data exchange with underwater vehicles having metal walls.

Уровень техники способа.The level of technology method.

Задача передачи электроэнергии и электрических сигналов по воздуху давно решена. Так существуют беспроводные наушники, беспроводные зарядные устройства для телефонов. Например, известны изобретения (US20140253025A1), использующие электромагнитные колебания для беспроводной передачи энергии. The task of transmitting electricity and electrical signals through the air has long been solved. So there are wireless headphones, wireless chargers for phones. For example, known inventions (US20140253025A1), using electromagnetic waves for wireless energy transfer.

В частности, из уровня техники известен способ беспроводной передачи энергии и информации, при котором используют передающее устройство и принимающее устройство, имеющее блок накопления электроэнергии. См патент на изобретение № 2419945, Дата публикации заявки: 10.03.2010,  опубликован в 27.05.2011 году.In particular, a prior art method of wirelessly transmitting energy and information is known, in which a transmitting device and a receiving device having an electric power storage unit are used. See patent for invention № 2419945, date of publication of the application: 10.03.2010, published on 27.05.2011.

Данный способ является наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату и выбран за прототип предлагаемого изобретения как способа.This method is the closest to the technical essence and the achieved technical result and selected for the prototype of the present invention as a method.

Недостатком этого прототипа является невозможность его применения для передачи энергии и информации через металлические поверхности. Это связано с тем, что происходит экранирование сигнала на металлической поверхности. Это приводит, в частности, к тому, что применение такого способа для передаче энергии для различных подводных устройств, работающих на больших глубинах и имеющих прочный нормобарический корпус из металла, невозможно.The disadvantage of this prototype is the impossibility of its use for the transfer of energy and information through metal surfaces. This is due to the fact that the signal is shielded on a metal surface. This leads, in particular, to the fact that the use of such a method for the transfer of energy for various underwater devices operating at great depths and having a strong normobaric body made of metal is impossible.

Раскрытие изобретения как способа.Disclosure of the invention as a method.

Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить способ беспроводной передачи энергии и информации, позволяющий, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно возможность передачи электрической энергии и информации через металлические поверхности, что и является поставленной задачей. Based on this original observation, the present invention mainly aims to offer a method of wireless transmission of energy and information, allowing at least to smooth out at least one of the above disadvantages, namely the possibility of transmitting electrical energy and information through metal surfaces, which is the task.

Для достижения этой цели способ беспроводной передачи энергии и информации характеризуется по существу тем, что дополнительно способ включает в себя следующие этапы: To achieve this goal, the method of wireless transmission of energy and information is characterized essentially by the fact that additionally the method includes the following steps:

располагают на передающем устройстве преобразователь электрической энергии в энергию механических колебаний, имеющий резонансную частоту, have on the transmitting device a converter of electrical energy into the energy of mechanical oscillations, having a resonant frequency,

преобразователь электрической энергии в энергию механических колебаний крепят к корпусу передающего устройства,the converter of electrical energy into energy of mechanical vibrations is attached to the body of the transmitting device,

располагают на принимающем устройстве преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию, имеющий одинаковую резонансную частоту, have on the receiving device a power converter of mechanical oscillations into electrical energy having the same resonant frequency,

преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию крепят к корпусу принимающего устройства,a mechanical energy-to-energy-energy-energy converter is attached to the housing of the receiving device,

индуцируют на этой резонансной частоте механические колебания в преобразователе электрической энергии в энергию механических колебаний,induce at this resonant frequency mechanical oscillations in the converter of electrical energy into energy of mechanical oscillations,

соединяют плотно между собой корпуса переедающего и принимающего устройств для передачи механических колебаний.connect tightly between the body overeating and receiving devices for the transmission of mechanical vibrations.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность передавать электроэнергию, например, электропитание, через любые твердые поверхности, в том числе металлические.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to transmit electricity, for example, power supply, through any hard surfaces, including metal.

Существует преимущественный вариант исполнения данного способа, при котором используют в качестве преобразователя энергии механических колебаний в электрическую энергию и преобразователя энергии механических колебаний в электрическую энергию пьезоэлементы.There is an advantageous embodiment of this method, in which piezoelectric elements are used as the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy and the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность конкретизации способа, когда выбрано конкретное исполнение преобразователей. Due to these advantageous characteristics, it is possible to specify a method when a specific performance of the transducers is selected.

Существует также вариант исполнения данного способа, при котором используют в качестве материала для корпусов устройств – металл.There is also an embodiment of this method, in which metal is used as a material for device housings.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность конкретизации способа, когда выбрано конкретное исполнение материала для корпусов устройств. Это важно для передачи энергии для различных подводных устройств, работающих на больших глубинах и имеющих прочный нормобарический корпус из металла.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to specify a method when a specific material is selected for the device housings. It is important for the transfer of energy for various underwater devices operating at great depths and having a strong normobaric body made of metal.

Существует ещё один вариант исполнения данного способа, при котором модулируют в передаваемом электрическом сигнале информацию для передачи информации.There is another embodiment of this method, in which information for information transmission is modulated in a transmitted electrical signal.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность передавать информацию путем модуляции опорного периодического сигнала.Due to these advantageous characteristics, it is possible to transmit information by modulating the reference periodic signal.

Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения как способа неизвестна из уровня техники для способов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения в отношении способа. Кроме того, данное решение неочевидно для специалиста в данной области.The set of essential features of the present invention as a method is unknown in the prior art for methods of similar purpose, which allows to conclude that the criterion "novelty" for the invention meets the method. In addition, this solution is not obvious to a specialist in this field.

Уровень техники системы.The prior art of the system.

Из того же уровня техники известна беспроводной передачи энергии и информации, при котором используют передающее устройство и принимающее устройство, имеющее блок накопления электроэнергии. См патент на изобретение № 2419945, Дата публикации заявки: 10.03.2010,  опубликован в 27.05.2011 году.From the same prior art, wireless transmission of energy and information is known, in which a transmitting device and a receiving device having an electric power storage unit are used. See patent for invention № 2419945, date of publication of the application: 10.03.2010, published on 27.05.2011.

Данная система является наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату и выбрана за прототип предлагаемого изобретения как системы.This system is the closest to the technical essence and the achieved technical result and selected for the prototype of the present invention as a system.

Недостатком этого прототипа также является невозможность его применения для передачи энергии и информации через металлические поверхности.The disadvantage of this prototype is also the impossibility of its use for the transfer of energy and information through metal surfaces.

Раскрытие изобретения как системы.Disclosure of the invention as a system.

Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить систему беспроводной передачи энергии и информации, позволяющую, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно возможность передачи электрической энергии и информации через металлические поверхности, что и является поставленной задачей. Based on this original observation, the present invention mainly aims to offer a system of wireless transmission of energy and information, allowing at least to smooth out at least one of the above disadvantages, namely the possibility of transmitting electrical energy and information through metal surfaces, which is the task.

Для достижения этой цели система беспроводной передачи энергии и информации характеризуется по существу тем, что передающее устройство включает в себя преобразователь энергии электрической энергии в энергию механических колебаний, который расположен на внутренней стороне корпуса передающего устройства, а принимающее устройство включает в себя преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию, который расположен на внутренней стороне корпуса принимающего устройства, соединенный с блоком накопления электрической энергии.To achieve this goal, the system of wireless transmission of energy and information is characterized essentially by the fact that the transmitting device includes an energy converter of electrical energy into energy of mechanical vibrations, which is located on the inner side of the body of the transmitting device, and the receiving device includes a converter of energy of mechanical vibrations in electrical energy, which is located on the inner side of the housing of the receiving device, connected to the accumulation unit which energy.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность передавать электроэнергию, например, электропитание, через любые твердые поверхности, в том числе металлические.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to transmit electricity, for example, power supply, through any hard surfaces, including metal.

Существует преимущественный вариант исполнения данной системы, при котором преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию и преобразователь электрической энергии в энергию механических колебаний выполнены в виде пьезоэлементов.There is a predominant embodiment of this system, in which the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy and the converter of electrical energy into energy of mechanical vibrations are made in the form of piezoelectric elements.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность конкретизации системы, когда выбрано конкретное исполнение преобразователей. Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to specify the system when a specific performance of the transducers is selected.

Существует ещё один вариант исполнения данной системы, при котором передающее устройство имеет блок модуляции высокочастотного информационного сигнала, соединённый с преобразователем энергии электрической энергии в энергию механических колебаний.There is another version of this system, in which the transmitting device has a modulation unit of a high-frequency information signal connected to a converter of energy of electrical energy into energy of mechanical vibrations.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность передавать модулированный высокочастотный информационный сигнал.Due to these advantageous characteristics, it is possible to transmit a modulated high-frequency information signal.

Существует также вариант исполнения данной системы, при котором принимающее устройство имеет блок демодуляции высокочастотного информационного сигнала, соединённый с преобразователем энергии механических колебаний в электрическую энергию.There is also an embodiment of this system, in which the receiving device has a demodulation unit of a high-frequency information signal connected to a mechanical energy-to-energy-to-energy energy converter.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность получать модулированный высокочастотный информационный сигнал и выделять из него информацию. Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to receive a modulated high-frequency information signal and extract information from it.

Существует кроме того вариант исполнения данной системы, при котором корпуса устройств выполнены из металлов.There is also a variant of this system, in which the device enclosures are made of metals.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность конкретизации системы, когда выбрано конкретное исполнение материала для корпусов устройств. Это важно для передачи энергии для различных подводных устройств, работающих на больших глубинах и имеющих прочный нормобарический корпус из металла.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to specify the system when a specific material is selected for the device housings. It is important for the transfer of energy for various underwater devices operating at great depths and having a strong normobaric body made of metal.

Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения неизвестна из уровня техники для способов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения в отношении способа. Кроме того, данное решение неочевидно для специалиста в данной области, The set of essential features of the invention is not known from the prior art for methods of similar purpose, which allows to make a conclusion on compliance with the criterion "novelty" for the invention in relation to the method. In addition, this solution is not obvious to a person skilled in the art,

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:Other distinctive features and advantages of this invention clearly follow from the description below for illustration and not being restrictive, with reference to the accompanying drawings, in which:

- фигура 1 изображает функциональную схему системы беспроводной передачи энергии и информации, согласно изобретению,- figure 1 depicts a functional diagram of a system of wireless transmission of energy and information according to the invention,

- фигура 2 изображает электрическую схему системы беспроводной передачи энергии и информации, согласно изобретению,- figure 2 depicts the electric circuit of the system of wireless transmission of energy and information according to the invention,

- фигура 3 схематично изображает этапы способа беспроводной передачи энергии и информации, согласно изобретению.- figure 3 schematically depicts the steps of the method of wireless transmission of energy and information according to the invention.

На фигурах обозначены:On the figures indicated:

1 - приемный преобразователь энергии электрической энергии в энергию механических колебаний,1 - receiving energy converter of electrical energy into the energy of mechanical vibrations,

2 - передающий преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию,2 - transmitting energy converter mechanical vibrations into electrical energy,

3 – выпрямитель,3 - rectifier

4 - согласующий трансформатор,4 - matching transformer

5 - силовые транзисторы,5 - power transistors,

6 - модулирующий контур (DRV - драйверы, & - элемент «И», G - задающий генератор, S - Источник цифрового сигнала),6 - modulating circuit (DRV - drivers, & - “AND” element, G - master oscillator, S - Digital signal source),

7 - акустически проводящая среда,7 - acoustically conductive environment

8 - передающее устройство,8 - transmitting device

9 - принимающее устройство,9 - receiving device

10 - блок накопления электроэнергии,10 - power storage unit,

11 - блок модуляции высокочастотного информационного сигнала,11 is a modulation unit of the high-frequency information signal,

12 - блок демодуляции высокочастотного информационного сигнала,12 is a block demodulation of the high-frequency information signal,

13 – изолированный объект, которому необходима передача энергии или информации. 13 - an isolated object that requires the transfer of energy or information.

Согласно фигурам 1 и 2 система беспроводной передачи энергии и информации включает в себя передающее устройство 8 и принимающее устройство 9, имеющее блок 10 накопления электроэнергии. Передающее устройство 8 включает в себя преобразователь 1 энергии электрической энергии в энергию механических колебаний, который расположен на внутренней стороне корпуса передающего устройства 8.According to figures 1 and 2, the system of wireless transmission of energy and information includes a transmitting device 8 and a receiving device 9 having an electric power storage unit 10. The transmitting device 8 includes a converter 1 of energy of electrical energy into energy of mechanical vibrations, which is located on the inner side of the housing of the transmitting device 8.

Принимающее устройство 9 включает в себя преобразователь 2 энергии механических колебаний в электрическую энергию, который расположен на внутренней стороне корпуса принимающего устройства 9, соединенный с блоком 10 накопления электрической энергии.The receiving device 9 includes a mechanical vibration-to-electric energy-energy converter 2, which is located on the inner side of the housing of the receiving device 9, connected to the electric energy storage unit 10.

Преобразователь 2 энергии механических колебаний в электрическую энергию и преобразователь 1 электрической энергии в энергию механических колебаний выполнены в виде пьезоэлементов. The converter 2 of the energy of mechanical oscillations into electrical energy and the converter 1 of electrical energy into the energy of mechanical oscillations are made in the form of piezoelectric elements.

Передающее устройство 8 имеет блок модуляции 11 высокочастотного информационного сигнала, соединённый с преобразователем 1 энергии электрической энергии в энергию механических колебаний.The transmitting device 8 has a modulation unit 11 of a high-frequency information signal connected to a converter 1 of energy of electrical energy into energy of mechanical oscillations.

Принимающее устройство 9 имеет блок демодуляции 12 высокочастотного информационного сигнала, соединённый с преобразователем 2 энергии механических колебаний в электрическую энергию.The receiving device 9 has a demodulation unit 12 of a high-frequency information signal connected to a transducer 2 of the energy of mechanical oscillations into electrical energy.

Осуществление изобретения. The implementation of the invention.

Способ беспроводной передачи энергии и информации работает следующим образом. Приведем наиболее исчерпывающий пример реализации изобретения. Имея в виду, что данный пример не ограничивает применения изобретения.The method of wireless transmission of energy and information works as follows. Let us give the most comprehensive example of the implementation of the invention. Bearing in mind that this example does not limit the application of the invention.

Согласно фигуре 3:According to figure 3:

Этап А1. Предварительно располагают на передающем устройстве 8 преобразователь 1 электрической энергии в энергию механических колебаний, имеющий резонансную частоту.Stage A1. Pre-positioned on the transmitting device 8 of the Converter 1 of the electric energy into the energy of mechanical vibrations, having a resonant frequency.

Этап А2. Преобразователь 1 электрической энергии в энергию механических колебаний крепят к корпусу передающего устройства 8.Stage A2. The Converter 1 of the electric energy into the energy of mechanical vibrations is attached to the body of the transmitting device 8.

Этап А3. Располагают на принимающем устройстве преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию, имеющий одинаковую резонансную частоту, Stage A3. Have on the receiving device the energy converter mechanical oscillations into electrical energy having the same resonant frequency,

Этап А4. Преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию крепят к корпусу принимающего устройства,Stage A4. The energy converter mechanical vibrations into electrical energy is attached to the housing of the receiving device,

Этап А5. Индуцируют на этой резонансной частоте механические колебания в преобразователе электрической энергии в энергию механических колебаний,Stage A5. At this resonant frequency, mechanical oscillations are induced in the converter of electrical energy into energy of mechanical oscillations,

Этап А6. Соединяют плотно между собой корпуса переедающего и принимающего устройств для передачи механических колебаний. В результате соприкосновения происходит передача вибраций/ акустических волн/ механических колебаний от передающего устройства 8 к принимающему устройству 9. То есть один соответствующий пьезоэлемент меняет свою форму под действием переменного тока на резонансной частоте, и заставляет второй соответствующий пьезоэлемент синхронно менять свою форму и индуцировать электрический сигнал в принимающем устройстве. Stage A6. Connect tightly between each body overeating and receiving devices for the transmission of mechanical vibrations. As a result of the contact, the vibrations / acoustic waves / mechanical vibrations are transmitted from the transmitting device 8 to the receiving device 9. That is, one corresponding piezo element changes its shape under the action of alternating current at the resonant frequency, and causes the second corresponding piezo element to synchronously change its shape and induce an electrical signal in the receiving device.

Этап А7. При необходимости модулируют в передаваемом электрическом сигнале информацию для передачи информации. Stage A7. If necessary, modulate in the transmitted electrical signal information to transmit information.

В общем случае можно как передавать, так и получать информацию. In general, you can both transmit and receive information.

Последовательность этапов является примерной и позволяет переставлять, убавлять, добавлять или производить некоторые операции одновременно без потери возможности обеспечивать навигацию подводных объектов. The sequence of stages is approximate and allows you to rearrange, reduce, add or perform some operations simultaneously without losing the ability to provide navigation of underwater objects.

Промышленная применимость.Industrial Applicability.

Предлагаемый способ беспроводной передачи энергии и информации и система могут быть осуществлены специалистом на практике и при осуществлении обеспечивают реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения. The proposed method of wireless transmission of energy and information and the system can be carried out by a specialist in practice and in implementation ensure the implementation of the stated purpose, which allows to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention.

В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец системы беспроводной передачи энергии и информации. In accordance with the proposed invention, a prototype of a wireless energy and information transfer system was manufactured.

Схема была проверена при передаче энергии и информации через металлическую пластину толщиной 4 мм при помощи двух плоских пьезоэлементов (Ф=50 мм, h=3 мм, резонансная частота пьезоэлеметов Fr = 57 кГц). Напряжение питания Us, использованное в эксперименте составило 25-30 Вольт. Измерялся ток и напряжение на передающем устройстве, а также напряжение и ток на нагрузке Rl, по результатам экспериментов, был определен коэффициент полезного действия, он составил КПД = от 30 до 35%.The scheme was tested by transmitting energy and information through a metal plate 4 mm thick using two flat piezoelectric elements (F = 50 mm, h = 3 mm, the resonant frequency of piezoelements Fr = 57 kHz). Us supply voltage used in the experiment was 25-30 Volts. The current and voltage at the transmitting device were measured, as well as the voltage and current at the load Rl, according to the results of experiments, the efficiency was determined, it was Efficiency = from 30 to 35%.

Дополнительно, при модуляции несущего колебания при помощи последовательного интерфейса (при умножении цифрового сигнала на опорное колебание) становится возможным передача информации вышеописанным способом. Additionally, when modulating a carrier wave using a serial interface (when multiplying a digital signal by a reference wave), it becomes possible to transmit information in the manner described above.

Таким образом испытания опытного образца системы беспроводной передачи энергии и информации показали, что она обеспечивает возможность передачи электрической энергии и информации через металлические поверхности.Thus, tests of a prototype of a system of wireless transmission of energy and information have shown that it provides the possibility of transmitting electrical energy and information through metal surfaces.

Эффект от применение данного изобретения может состоять в:The effect of the application of this invention may be:

- увеличении срока службы различных подводных механизмов, при обеспечении простого и дешевого способа их подзарядки без применения гермовводов и/или герморазъемов - непосредственно через корпус- increase the service life of various underwater mechanisms, while providing a simple and cheap way to recharge them without the use of pressure seals and / or pressure connectors - directly through the housing

- повышении эффективности работы автономных необитаемых подводных аппаратов с обеспечением их подзарядки, выгрузки накопленных данных, и/или обновления программного обеспечения без необходимости всплытия.- improving the performance of autonomous uninhabited underwater vehicles with their recharging, downloading accumulated data, and / or software updates without the need for surfacing.

Claims (15)

1. Способ беспроводной передачи энергии и информации, при котором используют передающее устройство и принимающее устройство, имеющее блок накопления электроэнергии, отличающийся тем, что 1. A method of wireless transmission of energy and information, in which a transmitting device and a receiving device are used, having an electric power storage unit, characterized in that - располагают на передающем устройстве преобразователь электрической энергии в энергию механических колебаний, имеющий резонансную частоту, - have on the transmitting device a converter of electrical energy into the energy of mechanical oscillations, having a resonant frequency, - преобразователь электрической энергии в энергию механических колебаний крепят к корпусу передающего устройства,- the converter of electrical energy into energy of mechanical vibrations is attached to the body of the transmitting device, - располагают на принимающем устройстве преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию, имеющий одинаковую резонансную частоту, - have on the receiving device a power converter of mechanical oscillations into electrical energy having the same resonant frequency, - преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию крепят к корпусу принимающего устройства,- the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy is attached to the case of the receiving device, - индуцируют на этой резонансной частоте механические колебания в преобразователе электрической энергии в энергию механических колебаний,- induce at this resonant frequency mechanical vibrations in the converter of electrical energy into energy of mechanical vibrations, - соединяют плотно между собой корпуса передающего и принимающего устройств для передачи механических колебаний.- connect tightly to each other the bodies of the transmitting and receiving devices for transmitting mechanical vibrations. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют в качестве преобразователя энергии механических колебаний в электрическую энергию и преобразователя энергии механических колебаний в электрическую энергию пьезоэлементы.2. The method according to claim 1, characterized in that the piezoelectric elements are used as the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy and the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют в качестве материала для корпусов устройств металл.3. The method according to claim 1, characterized in that metal is used as a material for the enclosures of the devices. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что модулируют в передаваемом электрическом сигнале информацию для передачи информации.4. The method according to claim 1, characterized in that the information for transmitting information is modulated in the transmitted electrical signal. 5. Система беспроводной передачи энергии и информации, включающая в себя передающее устройство и принимающее устройство, имеющее блок накопления электроэнергии, отличающаяся тем, что передающее устройство включает в себя преобразователь энергии электрической энергии в энергию механических колебаний, который расположен на внутренней стороне корпуса передающего устройства, а принимающее устройство включает в себя преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию, который расположен на внутренней стороне корпуса принимающего устройства, соединенный с блоком накопления электрической энергии.5. The system of wireless transmission of energy and information, which includes a transmitting device and a receiving device having an electric power storage unit, characterized in that the transmitting device includes an energy converter of electrical energy into mechanical vibration energy, which is located on the inner side of the transmitting device, and the receiving device includes a mechanical vibration-to-electric energy energy converter, which is located on the inside of the case receiving device connected to the block of accumulation of electric energy. 6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что преобразователь энергии механических колебаний в электрическую энергию и преобразователь электрической энергии в энергию механических колебаний выполнены в виде пьезоэлементов. 6. The system of claim. 5, characterized in that the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy and the converter of electrical energy into energy of mechanical vibrations are made in the form of piezoelectric elements. 7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что передающее устройство имеет блок модуляции высокочастотного информационного сигнала, соединённый с преобразователем энергии электрической энергии в энергию механических колебаний.7. The system of claim. 5, characterized in that the transmitting device has a modulation unit of a high-frequency information signal connected to the energy converter of electrical energy into the energy of mechanical vibrations. 8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что принимающее устройство имеет блок демодуляции высокочастотного информационного сигнала, соединённый с преобразователем энергии механических колебаний в электрическую энергию.8. The system of claim. 7, characterized in that the receiving device has a demodulation unit of the high-frequency information signal connected to the energy converter of mechanical vibrations into electrical energy. 9. Система по п. 5, отличающаяся тем, что корпуса устройств выполнены из металлов. 9. The system of claim. 5, characterized in that the enclosures of the devices are made of metals.
RU2018143899A 2018-12-11 2018-12-11 Method and system for wireless transmission of energy and information RU2693536C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143899A RU2693536C1 (en) 2018-12-11 2018-12-11 Method and system for wireless transmission of energy and information
PCT/RU2019/050169 WO2020122764A1 (en) 2018-12-11 2019-10-03 Method and system for wirelessly transmitting energy and information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143899A RU2693536C1 (en) 2018-12-11 2018-12-11 Method and system for wireless transmission of energy and information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693536C1 true RU2693536C1 (en) 2019-07-03

Family

ID=67252279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143899A RU2693536C1 (en) 2018-12-11 2018-12-11 Method and system for wireless transmission of energy and information

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2693536C1 (en)
WO (1) WO2020122764A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116418373A (en) * 2023-04-17 2023-07-11 东南大学 Wireless energy and data synchronous transmission system and load based on mechanical resonance
RU2809996C1 (en) * 2022-12-13 2023-12-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Wireless method and system for transmission of energy and information by ultrasound in elastic medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1690222A1 (en) * 1989-10-23 1991-11-07 Ю. А. Бобков Device for transforming mechanical oscillations to electrical oscillations
US8378523B2 (en) * 2007-03-02 2013-02-19 Qualcomm Incorporated Transmitters and receivers for wireless energy transfer
RU2505919C1 (en) * 2012-12-05 2014-01-27 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Method, system and device for wireless transmission of energy (versions)
RU2611068C1 (en) * 2015-12-30 2017-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2756953B1 (en) * 1996-12-10 1999-12-24 Innovatron Ind Sa PORTABLE TELEALIMENTAL OBJECT FOR CONTACTLESS COMMUNICATION WITH A TERMINAL
US20100015918A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Ferro Solutions, Inc. Wireless transfer of information using magneto-electric devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1690222A1 (en) * 1989-10-23 1991-11-07 Ю. А. Бобков Device for transforming mechanical oscillations to electrical oscillations
US8378523B2 (en) * 2007-03-02 2013-02-19 Qualcomm Incorporated Transmitters and receivers for wireless energy transfer
RU2505919C1 (en) * 2012-12-05 2014-01-27 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Method, system and device for wireless transmission of energy (versions)
RU2611068C1 (en) * 2015-12-30 2017-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809996C1 (en) * 2022-12-13 2023-12-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Wireless method and system for transmission of energy and information by ultrasound in elastic medium
CN116418373A (en) * 2023-04-17 2023-07-11 东南大学 Wireless energy and data synchronous transmission system and load based on mechanical resonance
CN116418373B (en) * 2023-04-17 2024-05-17 东南大学 Wireless energy and data synchronous transmission system and load based on mechanical resonance

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020122764A1 (en) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7902943B2 (en) Wireless acoustic-electric feed-through for power and signal transmission
US11336128B2 (en) System for providing power to a stationary underwater control station
TW511391B (en) Transducer
RU2007129806A (en) SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING DISTANCE
CN106887973B (en) A kind of parallel composite beam piezoelectricity based on magneticaction-electromagnetism prisoner's energy device
CN102959991B (en) Oscillator
RU2693536C1 (en) Method and system for wireless transmission of energy and information
US9764606B2 (en) Electro-acoustic sensors
US2248870A (en) Piezoelectric signaling apparatus
JP5734874B2 (en) Electroacoustic transducer, electronic device, electroacoustic conversion method, and sound wave output method of electronic device
CN102972046A (en) Oscillation device and electronic component
US4435794A (en) Wall-driven oval ring transducer
US2509913A (en) Electric power source
CN107995570B (en) Telephone receiver
KR101930633B1 (en) Generator using sound pressure
US9641930B2 (en) Waterproof piezoelectric ceramic speaker
KR101061591B1 (en) Energy harvester
CN110691310A (en) Bone conduction loudspeaker formed by double magnetic fields
RU115597U1 (en) DEVICE FOR RECEIVING AND TRANSMITTING HYDROACOUSTIC SIGNALS
US2422707A (en) Compressional wave transmitting or receiving device
JP6315674B2 (en) Sound generator and sound generation system
CN103444206A (en) Oscillator
CN116418373B (en) Wireless energy and data synchronous transmission system and load based on mechanical resonance
RU2228578C1 (en) Electroacoustic transducer
SU1236596A1 (en) Modulated piezoelectric filter