一种多维旋转式无线输电装置的制作方法

本实用新型属于无线充电技术领域，尤其涉及一种多维旋转式无线输电装置。

背景技术：

无线传能技术是一种不需要用电缆将设备与供电系统连接， 便可以直接对负载端进行快速充电的技术。加之非接触快速充电能够布置在多种场所，这样就能够保证充电的及时性和便利性，并且又可以为各种类型的设备提供充电服务，增强了实用性，使随时随地充电变为可能。无线传能技术主要包括以下三种：电磁感应技术、电磁共振耦合技术、微波技术。

电磁感应式基于法拉第电磁感应定律，接收端线圈感应发射端的电磁信号从而产生电流供给用电端设备，是通过电磁感应场在发射线圈和负载端线圈之间传输能量，但这种方式仅适用小中功率的近距离传输。

微波式的原理与收音机相同，主要由微波发射装置和微波接收装置构成，接收装置通过微带整理天线接收到发射端发射的微波信号并转换为稳定的电压电流输出。传输距离远，传输能量大，但是传输效率很低，而且微波辐射不只存在于发射端装置和接收端装置，也会对周围物体产生影响，因此存在辐射安全性问题，目前大部分应用在远距离传输装置上。

电磁共振耦合技术是利用电磁共振原理传输能量，发射器线圈和接收器线圈的谐振频率相同，可通过控制电路调整共振频率，使两个单元的电路发生共振，就能实现能量从发射端线圈向接收端线圈的最大效率地传输，而且在能量传输过程中，不会影响到其他物体，这样就能保证无线传输的安全性和实用性。

目前无线传能技术主要采用的是电磁共振耦合技术，该技术主要由电源、电力输出、电力接收、整流器等主要器件实现。与电磁感应充电方式不同之处在于，磁共振方式加装了一个高频驱动电源，采用兼备线圈和电容器的LC共振电路，而并非由简单线圈构成送电和接收两个单元。但是其能够传输能量的数值和效率都会随着传输距离的增加而不同程度地减小，而无线充电技术一直要解决的问题就是电能传输距离和电能传输效率的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一套使用便利快捷、运行稳定、成本较低、安全高效的多维旋转式无线输电系统来对负载端进行快速无线充电的无线电能传输装置。有效提高能量传输效率的同时，实现对多个负载端同时传能，减少能量传输死区时间，增强了无线充电装置的适用性。

无线充电多维旋转式无线充电技术能够有效地提高能量的传输效率和同时可传输负载的个数，

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种多维旋转式无线输电装置，包括电磁功率发射单元和功率接收单元，电磁功率发射单元包括依次连接的信号发生模块、宽频功率放大器、功率控制电路、功率震荡模块、可调整直流电机和多维旋转式功率发射线圈；功率接收单元包括依次连接的电磁接收线圈、整流稳压模块和接收功率端负载；所述多维旋转式功率发射线圈包括至少2个形状大小相同共轴均匀分布的空心线圈，所述电磁接收线圈与多维旋转式功率发射线圈设置同样的空心线圈，且两共同轴的轴心处在同一水平面。

在上述的多维旋转式无线输电装置中，所述空心线圈为空心铜线圈。

在上述的多维旋转式无线输电装置中，所述多维旋转式功率发射线圈和电磁接收线圈的空心线圈为2个或多个，多维旋转式功率发射线圈的转速可调。

本实用新型的有益效果是：上述的多维旋转式无线输电装置对环境的适应性较强，可以有效提升系统自动化程度。通过调节可调速电机的转速来减少功率在传输过程中的死区时间，并且可以有效地向单个或者多个负载同时传输电能，提升了功率传输效率，增强了实用性。还可以避免传统有线电能传输过程中产生火花与触电的危险，减少器件接触损耗和相应的机械磨损，对恶劣天气与环境的适应性较强。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例多维旋转式无线输电装置的整体功能示意图；

图2是本实用新型一个实施例发射线圈的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例多维旋转式无线输电装置具体工作流程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实施例采用如下技术方案：一种多维旋转式无线输电装置，包括电磁功率发射单元和功率接收单元，电磁功率发射单元包括依次连接的信号发生模块、宽频功率放大器、功率控制电路、功率震荡模块、可调整直流电机和多维旋转式功率发射线圈；功率接收单元包括依次连接的电磁接收线圈、整流稳压模块和接收功率端负载；所述多维旋转式功率发射线圈包括至少2个形状大小相同共轴均匀分布的空心线圈，所述电磁接收线圈与多维旋转式功率发射线圈设置同样的空心线圈，且两共同轴的轴心处在同一水平面。

进一步，所述空心线圈为空心铜线圈。

更进一步，所述多维旋转式功率发射线圈和电磁接收线圈的空心线圈为2个或多个，多维旋转式功率发射线圈的转速可调。

具体实施时，如图1所示，一种多维旋转式无线输电装置，包括电磁功率发射单元1功率接收单元2。电磁功率发射单元1包括依次连接的信号发生模块11，宽频功率放大器12，功率控制电路13，功率震荡模块14，可调速直流电机15，多维旋转式功率发射线圈16；功率接收单元2包括依次连接的电磁接收线圈21，整流稳压模块22，接收功率端负载23。

本实施例无线输电装置的工作流程如图3所示，信号发生模块11，为功率震荡模块14提供充电电压；宽频功率放大器12，将信号发生模块11产生的信号进一步地放大；功率控制电路13，控制功率震荡模块14的通断；功率震荡模块14，将信号发生模块11输入的功率震荡为高频震荡电磁场；可调速直流电机15，调节多维旋转式无线输电装置发射端的转速；多维旋转式功率发射线圈16，发射功率震荡模块14震荡出的高频震荡电路； 电磁接收线圈21，接收多维旋转式功率发射线圈15所发射的能量；整流稳压模块22，将接收的能量整流稳压成恒定的直流电，向接收功率端负载23供电。其通信通道为：功率控制电路13、功率震荡模块14、多维旋转式功率发射线圈16、电磁接收线圈21和整流稳压模块22。其电能功率传输通道为：信号发生模块11、宽频功率放大器12、功率震荡模块14、多维旋转式功率发射线圈16、电磁接收线圈21和接收功率端负载24。信号发生模块11的输出功率经功率震荡模块14震荡为发射端线圈和负载端线圈的谐振频率的高频震荡磁场，通过电磁接收线圈21、多维旋转式功率发射线圈16进行电能的无线传输。

如图2所示，为了解决以往无线输电技术效率低，传输方向性等问题，多维旋转式功率发射线圈16采用2个或者多个形状大小相同的空心铜线圈在空间均匀分布且共对称轴组合而成；每个空心铜线圈必须要保持形状大小相同，并且电磁接收线圈21的组成与多维旋转式功率发射线圈16的组合相同，这是为了保证多维旋转式功率发射线圈16和电磁接收线圈21有同样的谐振频率，当多维旋转式无线输电装置工作在这一频率时，多维旋转式功率发射线圈16和电磁接收线圈21能产生共振，并且发射端各个线圈是共对称轴组合在一起，在空间内均匀分布，多维旋转式功率发射线圈16的轴心和电磁接收线圈21的轴心处于同一水平面上。上述的多维旋转式无线输电装置通过多维旋转式功率发射线圈16和电磁接收线圈21电磁耦合共振传输功率，并且通过调节可调速直流电机15的转速或者改变多维旋转式功率发射线圈16的线圈个数，能够有效减小多维旋转式功率发射线圈16和电磁接收线圈21功率传输的死区时间，并且提高能量传输效率。同时解决了向空间多个负载同时传输功率和无线输电方向性的难题。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。