空间无线电能传送装置
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-04-17 11:36:03
本发明提供空间无线电能传送方法及其装置,涉及无线电能传送方法及装置和多自由度电动机技术领域。包括:无线能量发射单元、无线能量接收单元和位置检测引导单元;位置检测引导单元可以使电机转子基于确定的最佳接收方向转动,使距离无线能量发射线圈最近的接收线圈旋转到充电的最佳位置;无线能量发射装置信号器和无线能量接收装置信号器实现对电池的自动充电功能。本发明具有传送位置自主定位准确,充电操作简单,可靠,方便,节能,节时,充电效率高和用途广泛的特点,大大减少了电能浪费。既可为运动中的运动装置充电,又可用于蓄电池的充电,有较好的经济效益和社会效益。
无线能量发射单元包括:无线能量发射控制模块(9)、无线能量发射线圈(4)、无线能量发射装置信号器(7);无线能量发射线圈(4)与无线能量发射装置信号器(7)相连;无线能量发射控制模块(9)包括,通过高频逆变器电路将直流电压转换为交流电压,系统通过升压网络提高电压,为耦合发射线圈供电;无线能量发射单元将无线能量发射至无线能量接收单元;无线能量接收单元包括:无线能量接收装置信号器(6)、无线能量接收装置(5)、无线能量转换模块(8);无线能量接收装置(5)中包括由电机控制的无线能量接收线圈;无线能量接收装置信号器(6)与无线能量接收装置(5)接收线圈相连;无线能量接收单元接收无线能量发射单元发射的无线能量。
近年来,随着现代社会的发展和进步,对于多自由度运动装置的应用,多自由度永磁电机的应用越来越广泛,在航空航天、军事等方面有着非常光明的前景。在三维空间中,多自由度电机可以驱动旋转和转换成两个以上的轴向。与单台电机相比,多台电机的应用范围更广,体积更小,成本更低,性能得到提高。
电机通常采用传统的机械轴承连接结构,具有摩擦损耗大、产热大等缺点。这些原因导致了电机应用的局限性。转子的动态特性将受到机械轴承的摩擦阻力的影响,从而降低电机效率和使用寿命。此外,传统的多磁流变磁场很容易失去控制。电机在悬挂模式下难以工作,难以提高控制精度。为了解决传统轴承结构电机的问题,研究人员增加了对电机轴承结构和驱动方式的研究。多自由度电机正朝着更高效、环保、高精度定位、更易集成和小型化的方向发展。
多自由度电动机可以解决传统多维驱动元件的缺点,达到理想的运动。视觉系统是机器人和人体领域最重要的传感设备之一。目前,视觉传感器“机眼”的发展取得了长足的进步,但仍落后于行走、臂关节运动等其他功能。多自由度电机在视觉系统中的应用,可以极大地促进机器人视觉系统的发展。多自由度电机逐渐成为电机领域的重要的研究内容,各种新型多自由度电机不断被成功研发并得到推广。复合驱动多自由度电机的出现解决了传统上采用多个一维驱动元件实现多自由度运动而导致的系统复杂、效率低下、精度不够、费用高昂、动态性能差等缺点。
在无线电能传送领域,当需要给密闭球壳内物体进行充电时,充电设备的充电信号的覆盖范围通常会大于充电终端实际需求的范围。但是,充电设备发送的充电信号中有很大一部分没有被转化为电能,造成大量能源浪费。而且在密闭的空间内无法定位接收线圈的位置。
河北科技大学,坐落于河北省石家庄市,学校为教育部第二批卓越工程师教育培,养计划高校,入选国家级大学生创新创业训练计划、全国高校实践育人创新创业基地、全国深化创新创业教育改革示范高校、教育部首批新工科研究与实践项目(卓越工程师教育培养计划2.0),国家国防科技工业局与河北省人民政府共建的省部共建大学。
本发明的积极效果是:本发明提供空间无线电能传送方法、装置及应用,主要解决现有技术存在的给密闭球壳内物体进行充电时充电设备的充电信号的覆盖范围过大、在密闭空间中无法找到最佳传送位置、传送效率低以至造成大量能源浪费的问题。本发明具有传送位置自主定位准确,充电操作简单,可靠,方便,节能,节时,充电效率高和用途广泛的特点,大大减少了电能浪费。尤其适用于无线电能向非磁屏蔽材料制成的密闭运动空间,或向由金属材料或由非磁屏蔽材料制成的非密闭空间的内部传送,包括多自由度运动电机的无线电能充电;既可为运动中的运动装置充电,又可用于蓄电池的充电。
本发明避免了拆卸装置内部电池进行充电的麻烦,在多自由度运动装置旋转过程中也避免了外接线不方便的问题,设计的无线电能接受装置提高了充电的效率和减少了电能损耗,且通过位置检测装置实现了自主定位的功能,实现了在密闭空间中无法找到最佳位置的问题,对于充电操作简单可靠。有较好的经济效益和社会效益。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。