[發(fā)明專利]巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)及其充電方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710198718.X
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107069856B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍華;蔡昌松;曲皓玥;方支劍;胡妹林
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;H02J50/90;H01F38/14
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 彭艷君

1.巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)，包括巡檢線路，巡檢機(jī)器人，以及巡檢線路上設(shè)置至少一個充電站；充電站上設(shè)置有充電發(fā)射單元，巡檢機(jī)器人上設(shè)置有機(jī)器人接收單元；充電站發(fā)射單元包括光電互補(bǔ)供電模塊，功率控制電路，功率震蕩模塊，霍爾器件檢測電路，發(fā)射端LCL補(bǔ)償電路，發(fā)射端通信線圈和功率發(fā)射線圈；機(jī)器人接收單元包括功率接收線圈，接收端LCL補(bǔ)償電路，信息監(jiān)測與調(diào)制單元，整流穩(wěn)壓模塊，接收端通信線圈和機(jī)器人儲能模塊；光電互補(bǔ)供電模塊連接功率震蕩模塊，功率震蕩模塊分別連接功率控制電路和功率發(fā)射線圈，發(fā)射端LCL補(bǔ)償電路與功率發(fā)射線圈連接，功率發(fā)射線圈連接霍爾器件檢測電路，霍爾器件檢測電路分別連接功率控制電路和發(fā)射端通信線圈；功率接收線圈分別連接接收端LCL補(bǔ)償電路和整流穩(wěn)壓模塊，機(jī)器人儲能模塊分別連接整流穩(wěn)壓模塊和信息監(jiān)測與調(diào)制單元，信息監(jiān)測與調(diào)制單元連接接收端通信線圈；發(fā)射端通信線圈與接收端通信線圈無線通信連接，功率發(fā)射線圈與功率接收線圈之間進(jìn)行能量傳遞；其特征在于，功率發(fā)射線圈包括多個平面式漸開線圈平行重疊排列的矩陣；功率接收線圈采用平面式結(jié)構(gòu)；

功率發(fā)射線圈置于充電站內(nèi)頂部，功率發(fā)射線圈包括三個平面式漸開線圈平行排列成線圈矩陣，且每兩個平面式漸開線圈在磁場較弱處重疊；每個平面式漸開線圈沿直線螺旋形展開；線圈矩陣采用多股漆包線繞制，且平鋪在鐵氧體平板上，同時采用密封膠進(jìn)行防水澆筑密封。

2.如權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)，其特征在于，功率接收線圈置于巡檢機(jī)器人頭頂，其大小與功率發(fā)射線圈的外輪廓相等，采用分布式鐵氧體磁芯。

3.如權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)，其特征在于，光電互補(bǔ)供電模塊包括能量管理控制器分別連接的太陽能裝置、市電裝置；太陽能裝置的太陽能電池板設(shè)置在充電站外頂部。

4.如權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)，其特征在于，在巡檢線路上設(shè)置充電站的數(shù)量依巡檢機(jī)器人的能耗確定，且每隔相等距離設(shè)置一個充電站。

5.如權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)器人儲能模塊包括電路控制開關(guān)分別連接的超級電容組合電路和鋰電池組。

6.利用權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人智能續(xù)航無線充電系統(tǒng)的充電方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、巡檢機(jī)器人到達(dá)充電站內(nèi)部，任一側(cè)霍爾器件檢測電路發(fā)出的電信號強(qiáng)度超過設(shè)定值X，則控制充電站開啟；當(dāng)巡檢機(jī)器人行進(jìn)至功率接收線圈與功率發(fā)射線圈對齊時，兩側(cè)霍爾器件檢測電路發(fā)出的電信號強(qiáng)度相等，通過發(fā)射端通信線圈與接收端通信線圈的交互，控制巡檢機(jī)器人停止巡檢，開始充電；

步驟2、完成充電后，通過接收端通信線圈向發(fā)射端通信線圈發(fā)出信號，控制充電站關(guān)閉，巡檢機(jī)器人繼續(xù)巡檢。