无线供电单元、送电模块、受电模块以及无线电力传输系统技术方案

本发明专利技术提供一种使机器人等的电动装置中的作业效率提高的无线供电单元。无线供电单元具备送电模块和受电模块。所述送电模块具有：第1逆变器电路，经由开关而与电源连接；第1送电线圈，与所述第1逆变器电路连接；第2逆变器电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接；第2送电线圈，与所述第2逆变器电路连接；和送电控制电路，对所述第1以及第2逆变器电路进行控制。所述受电模块具有：第1受电线圈，与所述第1送电线圈对置；和第2受电线圈，与所述第2送电线圈对置。所述送电控制电路在所述第1以及第2逆变器电路的动作中，即使向所述第1逆变器电路的供电停止的情况下，也维持所述第2逆变器电路的控制。

【技术实现步骤摘要】
无线供电单元、送电模块、受电模块以及无线电力传输系统
本公开涉及无线供电单元、送电模块、受电模块以及无线电力传输系统。
技术介绍
开发了一种使用连接于一个或者多个手臂的前端的末端执行器来进行各种动作的电动装置(例如机器人手臂装置)。这种电动装置被利用于例如工厂中的物品的搬运等各种作业。专利文献1公开了一种经由可旋转的多个关节来将多个手臂串联连结的垂直多关节型的机器人装置。在该机器人装置中，经由电缆来向各关节中的旋转机构以及手臂的前端的末端执行器提供电力。另一方面，近年来，通过无线(非接触)来传输电力的无线电力传输技术的开发正在进行。例如专利文献2、3公开了具备2组送电用的线圈和受电用的线圈的非接触供电装置。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2015-104764号公报专利文献2：JP国际公开第2015/019478号说明书专利文献3：JP特开2014-180078号公报本公开提供一种使具有可动部的机器人等的电动装置中的作业效率提高的新的无线电力传输技术。
技术实现思路
本公开的一方式所涉及的无线供电单元具备送电模块和受电模块。所述送电模块具有：第1逆变器电路，经由开关而与电源连接，并且将提供的电力变换为第1交流电力并进行输出；第1送电线圈，与所述第1逆变器电路连接，送出所述第1交流电力；第2逆变器电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接，并且将提供的电力变换为第2交流电力并进行输出；第2送电线圈，与所述第2逆变器电路连接，送出所述第2交流电力；和送电控制电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接，并且控制所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路。所述受电模块具有：第1受电线圈，与所述第1送电线圈对置并接受所述第1交流电力的至少一部分；和第2受电线圈，与所述第2送电线圈对置并接受所述第2交流电力的至少一部分。所述第1受电线圈所接受的交流电力的至少一部分被提供给负载。所述第2受电线圈所接受的交流电力的至少一部分被提供给控制所述负载的负载控制电路。所述送电控制电路在所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路的动作中，即使所述开关被设为断开并且向所述第1逆变器电路的供电停止的情况下，也维持所述第2逆变器电路的控制。上述的概括的或者具体性的方式也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质来实现。或者，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。根据本公开的一方式，能够使具有可动部的机器人等装置中的作业效率提高。附图说明图1是示意性地表示具有多个可动部(例如关节部)的机器人手臂装置的一个例子的图。图2是示意性地表示通过电缆来供电的现有的构成的图。图3是表示图2所示的现有的构成的具体例的图。图4是表示通过无线来进行各关节部中的电力传输的机器人的构成例的图。图5是表示应用了无线电力传输的机器人手臂装置的一个例子的图。图6是表示本公开的示例性的实施方式1中的无线电力传输系统的构成的框图。图7A是表示无线供电单元100中的送电线圈11、12以及受电线圈21、22的等效电路的例子的图。图7B是表示无线供电单元100中的送电线圈11、12以及受电线圈21、22的等效电路的另一例子的图。图8A是表示送电线圈11、12以及受电线圈21、22的配置关系的一个例子的图。图8B是表示送电线圈11、12以及受电线圈21、22的另一构成例的图。图8C是表示送电线圈11、12以及受电线圈21、22的又一构成例的图。图8D是表示屏蔽板的一个例子的图。图8E是表示屏蔽板的另一例子的图。图9是表示手臂的直动部中的线圈11、12、21、22的配置例的立体图。图10A表示全桥型的逆变器电路的构成例。图10B表示半桥型的逆变器电路的构成例。图11是表示从开始送电后紧急停止开关400被按下从而停止向马达31的通电、然后直到恢复为止的控制的流程的例子的流程图。图12A表示具备一个无线供电单元100的无线电力传输系统。图12B表示在电源200与末端的负载装置300B之间设置有2个无线供电单元100A、100B的无线电力传输系统。图12C表示在电源200与末端的负载装置300X之间设置有多个无线供电单元100A～100X的无线电力传输系统。图13是表示具备2个无线供电单元100A、100B的无线电力传输系统的构成例的框图。图14是表示本公开的另一实施方式中的无线电力传输系统的构成的框图。-符号说明-10送电模块11第1送电线圈12第2送电线圈13第1逆变器电路(驱动用逆变器)14第2逆变器电路(控制用逆变器)15送电控制电路16送电侧通信电路20受电模块21第1受电线圈22第2受电线圈25受电控制电路17受电侧通信电路30马达放大器31马达33马达逆变器电路35马达控制电路100无线供电单元200电源300致动器400紧急停止开关500控制装置600无线供电单元700机电一体马达900马达驱动电路具体实施方式(成为本公开的基础的发现)在对本公开的实施方式进行说明之前，对成为本公开的基础的发现进行说明。图1是示意性地表示具有多个可动部(例如关节部)的机器人手臂装置的一个例子的图。各可动部构成为能够通过包含电动马达(以下，有时简称为“马达”。)的致动器来进行旋转或者伸缩。为了控制这种装置，需要分别向多个马达提供电力并进行控制。以往，从电源向多个马达的供电是通过多个电缆来进行的。图2是示意性地表示这种现有的构成的图。在图2所示的构成中，通过有线的总线连接来从电源向多个马达提供电力。各马达被未图示的控制装置(控制器)控制。图3是表示图2所示的现有的构成的具体例的图。本例中的机器人具有2个关节部。各关节部被伺服马达M驱动。各伺服马达M被3相交流驱动。控制器具备与所控制的马达M的数量相应的数量的马达驱动电路900。各马达驱动电路900具有：转换器、3相逆变器和控制电路。转换器将来自电源的交流(AC)电力变换为直流(DC)电力。3相逆变器将从转换器输出的直流电力变换为三相交流电后提供给马达M。控制电路控制3相逆变器以使得向马达M提供必要的电力。马达驱动装置900从马达M获取与旋转位置以及旋转速度有关的信息，根据该信息来调整各相的电压。通过这种构成，控制各关节部的动作。但是，在这种构成中，需要铺设与马达的数量相应的数量的电缆。因此，产生容易产生电缆的钩挂所导致的事故、可动区域被限制、不能容易地进行部件更换的问题。此外，也产生由于电缆的弯曲被重复而导致电缆劣化、发生断线的问题。因此，本专利技术人对应用无线电力传输技术来减少可动部的电缆进行了研究。图4是表示通过无线来进行各关节部中的电力传输的机器人的例子的图。在本例中，驱动马达M的3相逆变器以及控制电路不是外部的控制器而被设置于机器人的内部。在各关节部，进行利用了送电线圈与受电线圈之间的磁场耦合的无线电力传输。该机器人在每个关节部具备无线供电单元600以及机电一体马达700。各机电一体马达700具有：马达M、3相逆变器和控制电路。各无线供电单元600具有：送电电路、送电线圈、受电线圈和受电电路。送电电路包含逆变器电路。受电电路包含整流电路。图4中左侧的无线供电单元600中的送电电路被连接于电源与送电线圈之间，将提供的直流电力变换为交流电力并提供给送电线圈。受电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线供电单元，具备：送电模块；和受电模块，所述送电模块具有：第1逆变器电路，经由开关而与电源连接，并且将提供的电力变换为第1交流电力并进行输出；第1送电线圈，与所述第1逆变器电路连接，送出所述第1交流电力；第2逆变器电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接，并且将提供的电力变换为第2交流电力并进行输出；第2送电线圈，与所述第2逆变器电路连接，送出所述第2交流电力；和送电控制电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接，并且控制所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路，所述受电模块具有：第1受电线圈，与所述第1送电线圈对置来接受所述第1交流电力的至少一部分；和第2受电线圈，与所述第2送电线圈对置来接受所述第2交流电力的至少一部分，所述第1受电线圈所接受的交流电力的至少一部分被提供给负载，所述第2受电线圈所接受的交流电力的至少一部分被提供给控制所述负载的负载控制电路，所述送电控制电路在所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路的动作中，即使所述开关被设为断开从而向所述第1逆变器电路的供电停止的情况下，也维持所述第2逆变器电路的控制。

【技术特征摘要】
2016.11.30 JP 2016-2321801.一种无线供电单元，具备：送电模块；和受电模块，所述送电模块具有：第1逆变器电路，经由开关而与电源连接，并且将提供的电力变换为第1交流电力并进行输出；第1送电线圈，与所述第1逆变器电路连接，送出所述第1交流电力；第2逆变器电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接，并且将提供的电力变换为第2交流电力并进行输出；第2送电线圈，与所述第2逆变器电路连接，送出所述第2交流电力；和送电控制电路，不经由所述开关而与所述电源或者其他电源连接，并且控制所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路，所述受电模块具有：第1受电线圈，与所述第1送电线圈对置来接受所述第1交流电力的至少一部分；和第2受电线圈，与所述第2送电线圈对置来接受所述第2交流电力的至少一部分，所述第1受电线圈所接受的交流电力的至少一部分被提供给负载，所述第2受电线圈所接受的交流电力的至少一部分被提供给控制所述负载的负载控制电路，所述送电控制电路在所述第1逆变器电路以及所述第2逆变器电路的动作中，即使所述开关被设为断开从而向所述第1逆变器电路的供电停止的情况下，也维持所述第2逆变器电路的控制。2.根据权利要求1所述的无线供电单元，其中，所述送电控制电路对提供给所述第1逆变器电路的电力进行监视，在检测到所述电力的提供停止时，维持所述第2逆变器电路的控制，同时停止所述第1逆变器电路的控制。3.根据权利要求2所述的无线供电单元，其中，所述送电控制电路在停止所述第1逆变器电路的控制后，检测到电力向所述第1逆变器电路的提供再次开始时，再次开始所述第1逆变器电路的控制。4.根据权利要求1至3的任一项所述的无线供电单元，其中，所述送电模块还具备：第1通信电路，发送用于控制所述负载的信号，所述受电模块还具备：第2通信电路，接收从所述第1通信电路发送的所述信号并发送给所述负载控制电路，所述第1通信电路以及所述第2通信电路不经由所述开关而连接于所述电源或者其他电源，所述送电控制电路对提供给所述第1逆变器电路的电力进行监视，在检测到所述电力的提供停止时，维持所述第2逆变器电路的控制，同时向所述第1通信电路发送使所述负载停止的信号。5.根据权利要求4所述的无线供电单元，其中，所述送电控制电路在向所述第1通信电路发送使所述负载停止的信号之后，检测到电力向所述第1逆变器电路的提供再次开始时，向所述第1通信电路发送使所述负载的动作再次开始的信号。6.根据权利要求1至5的任一项所述的无线供电单元，其中，所述第1送电线圈以及所述第2送电线圈是平面线圈，所述第1送电线圈以及所述第2送电线圈的一方被配置于所述第1送电线圈以及所述第2送电线圈的另一方的内侧，所述第1受电线圈以及所述第2受电线圈是平面线圈，所述第1受电线圈以及所述第2受电线圈的一方被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥英治，宫本英明，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP