多维旋转式无线输电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无接触电能传输技术，具体涉及一种多维旋转式无线输电装置。
[0002]
【背景技术】
[0003]由于无线输电技术利用无线磁电谐振式进行充电，其设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的减小。而且技术含量高，操作方便，可实施相对来说的远距离无线电能的转换，在日常生活中得到广泛的应用。
[0004]而传统的无线输电装置大多利用感应式无线输电方式进行，受距离的限制，同时发射线圈和接收线圈必须处于正对的状态，应用的场合受到限制，如变压器，无线手机充电器等这些传统方式的感应式无线输电装置，往往都只能定点定方向的在几乎接触的距离范围内进行能量的传递，如果距离改变或者负载位置发生变动，能量传递的效率将大大降低，无法满足对于有距离要求和位置时刻变化的负载供电情况。
[0005]谐振式无线输电方式的发展很好的解决了负载宽距离输电的要求，但是却仍然没有解决负载位置改变时的供电问题，有的学者通过加载中间线圈的方式，对于中间线圈稍微改变一点方向，通过方向微小改变的不断累积来对不同位置负载供电，但也只是解决了对于单个负载不同轴位置时的供电问题，而对于负载随时间的变化不断改变位置时，中间线圈不可能跟随着变动，而且如果同时存在多个负载的时候更是无法满足供电要求，因此，通过加载中间线圈的供电方式既复杂，制造成本又高，不利于推广应用。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种多维旋转式无线输电装置，通过旋转中继线圈结构的改进，使无线输电装置结构简单、外形美观、能同时对多个不同位置负载供电、成本低，效率高。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供一种多维旋转式无线输电装置，包括可调速旋转电机、无线输电中继线圈和接收线圈以及无线输电装置功率源，所述无线输电旋转中继线圈固定在可调速旋转电机转轴上，通过导电滑环与无线输电装置功率源相连接；所述无线输电接收线圈与负载相连；所述无线输电旋转中继线圈通过旋转方式向不同位置多负载同时供电；所述无线输电中继线圈和接收线圈通过谐振原理进行非接触式能量传递。
[0009]所述无线输电装置为多维旋转式无线输电装置，所述多维旋转式无线输电装置的旋转中继线圈固定在旋转电机转轴上，通过导电滑环与无线输电装置功率源相连接。
[0010]其中，所述旋转中继线圈由于要随旋转电机进行旋转，而且要与固定的功率源相连接，其连接方式必须通过导电滑环进行，所示导电滑环一端固定一端可旋转，固定一端与功率源相连，旋转一端与旋转中继线圈相连。上述结构中，所述旋转中继线圈通过导电滑环连接旋转电机和功率源，功率源不随电机而旋转，利用旋转方式，将旋转中继线圈能量传递到各个方向，结构简单、成本低、效率高。
[0011]其中，所述旋转中继线圈可为单个空心螺旋线圈也可为多个空心螺旋线圈同轴组口 O
[0012]其中，所述旋转中继线圈通过应用场合不同以及转速的不同可改变组合个数，优化线圈结构。
[0013]其中，所述旋转中继线圈通过负载空间位置高度的变化可调整倾斜角度，满足空间多维供电。
[0014]其中，所述旋转中继线圈谐振频率可与固定谐振频率相同或可为任意值。
[0015]其中，所述旋转中继线圈谐振频率可根据旋转电机转速大小而改变，并与旋转电机转速相匹配，整体达到固定谐振频率。
[0016]其中，所述旋转中继线圈根据谐振频率不同，其尺寸、形状和匝数可任意设定。
[0017]所述多维旋转式无线输电装置通过旋转方式和谐振原理进行全方位能量传递。
[0018]上述结构中，通过接收线圈和负载谐振频率的设定，调节旋转中继线圈谐振频率，与接收线圈谐振频率相匹配，通过谐振方式进行能量传递。
[0019]其中，所述接收线圈与负载直接连接，一体化进行谐振频率设计，旋转中继线圈谐振频率根据自身形状结构并通过与旋转电机转速相匹配，最后通过匹配器进行谐振频率调整，达到固定谐振频率。
[0020]其中，无线输电装置功率源产生旋转中继线圈所需信号能量源，旋转中继线圈随电机旋转，在旋转的同时不断向各个方位发射能量，接收线圈通过谐振方式接收来自旋转中继线圈传递的能量。
[0021]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
1、可以进行宽距离能量传递；
2、可以全方位对负载进行供电；
3、可以同时对多个不同位置负载进行供电；
4，、简化装置结构、成本和空间占用率低、效率高、实用性强。
[0022]
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例一多维旋转式无线输电装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一多个旋转中继线圈优化组合结构示意图；
图3为本发明实施例一旋转中继线圈倾斜优化结构示意图；
附图标记说明:
1、无线输电装置功率源；2、可调速旋转电机3、旋转中继线圈；4、导电滑环；5、接收线圈；6、负载；7、优化组合线圈；8、单个可倾斜旋转中继线圈。
[0024]
【具体实施方式】
[0025]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，需指出的是，以下若有为特别详细说明之处，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。
[0026]本发明针对现有的结构复杂、成本高、传输效率低、距离短的问题，提供一种多维旋转式无线输电装置。
[0027]如图1~图3所示，本实施例提供一种多维旋转式无线输电装置，包括无线输电装置功率源1、可调旋转电机2、旋转中继线圈3、导电滑环4、接收线圈5和负载6。所述无线输电装置功率源I为旋转中继线圈3提供信号能量源，所述旋转中继线圈通过导电滑环4与可调速旋转电机2和无线输电装置功率源I相连接，导电滑环4的固定端与无线输电装置功率源I相连，导电滑环4的旋转端与旋转中继线圈3相连。所述旋转中继线圈3与接收线圈5之间存在间隙，两者为非接触式连接，负载6与接收线圈5直接相连。
[0028]上述结构中，旋转中继线圈3和接收线圈5分离设置，旋转中继线圈3和接收线圈5之间存在距离，所述旋转中继线圈3从无线输电装置功率源I获得发射功率源，并随可调速旋转电机2进行360°旋转，在旋转的同时，利用谐振原理将能量传递给接收线圈5，接收线圈5接收来自旋转中继线圈3的能量然后给负载6供电，从而完成多维全方位能量的无线传递。结构简单、成本低、效率高。
[0029]本实施例中，为取得更好的多维全方位无线输电效果，还可以视情况，根据不同应用场合，负载空间位置要求优化旋转中继线圈结构，如根据转速的不同调整旋转中继线圈组合个数，优化线圈结构，根据负载空间高度变化，调整旋转中继线圈倾斜角度，根据旋转电机转速调整旋转中继线圈结构和谐振频率。
[0030]所述优化组合线圈7，由单个空心螺旋线圈按一定结构设计而成，可设计成同轴对称型，也可设计成间隔60°三圈对称型。
[0031]所述单个可倾斜旋转中继线圈8，由单个空心线圈根据负载空间高度自动调整倾斜角度。
[0032]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多维旋转式无线输电装置，包括可调速旋转电机、无线输电中继线圈和接收线圈以及无线输电装置功率源，其特征在于，所述无线输电中继线圈为无线输电旋转中继线圈，所述无线输电旋转中继线圈固定在可调速旋转电机转轴上，通过导电滑环与无线输电装置功率源相连接；所述无线输电接收线圈与负载相连；所述无线输电旋转中继线圈通过旋转方式向不同位置多负载同时供电；所述无线输电中继线圈和接收线圈通过谐振方式进行非接触式能量传递。
2.根据权利要求1所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述接收线圈和负载相连，具有固定谐振频率。
3.根据权利要求2所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述无线输电旋转中继线圈谐振频率与所述固定谐振频率相同或可为任意值； 所述无线输电旋转中继线圈谐振频率根据旋转电机转速大小而改变，并与旋转电机转速相匹配，整体达到固定谐振频率。
4.根据权利要求1所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述无线输电旋转中继线圈为单个螺旋结构线圈或为多个螺旋结构线圈同轴组合； 所述无线输电旋转中继线圈根据安装高度进行倾斜度设计，根据空间负载位置进行合理调整，实现空间多维输电效果。
5.根据权利要求1或3所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述旋转中继线圈通过导电滑环与无线输电装置功率源相连接。
6.根据权利要求1所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述旋转中继线圈固定在可调速旋转电机转轴上。
7.根据权利要求4或5所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述无线输电旋转中继线圈能进行360°全方位旋转。
8.根据权利要求3或6所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，所述无线发射装置通过谐振原理和旋转方式进行全方位电能无线传输。
9.根据权利要求1所述的多维旋转式无线输电装置，其特征在于，由无线输电装置功率源产生旋转中继线圈所需信号源，旋转中继线圈通过旋转方式和谐振原理进行能量传递，给不同位置多负载同时供电。
【专利摘要】本发明提供一种多维旋转式无线输电装置，包括可调速旋转电机、无线输电旋转中继线圈和接收线圈以及无线输电装置功率源。所述无线输电旋转中继线圈通过旋转方式向不同位置多负载同时供电；所述无线输电旋转中继线圈和接收线圈通过谐振方式进行非接触式能量传递；本发明中无线输电中继线圈和接收线圈之间存在间隙，通过谐振方式进行能量传递，所述旋转中继线圈通过可调速旋转电机进行360o全方位旋转，中继线圈通过导电滑环与无线输电装置功率源相连接，旋转中继线圈通过旋转方式向不同位置多个负载同时供电，旋转中继线圈利用旋转方式，改变旋转中继线圈位置，通过谐振原理，以最简单方式同时向多负载同时供电，实用性好、成本低、效率高。
【IPC分类】H02J17-00
【公开号】CN104578452
【申请号】CN201410847462
【发明人】张波, 关就, 丘东元
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日