给微型设备充电制造技术

公开了用于给小型电力接收单元无线充电的技术。示例电力接收单元包括使该电力接收单元能够移动的运输机构、以及使该电力接收单元能够与多个其他电力接收单元进行通信的无线通信系统。该电力接收单元是主单元并且其他电力接收单元是从主单元获取命令的节点。电力接收单元还包括控制器，用于命令节点在电力发送单元上方形成复合接收线圈以及与该电力发送单元进行通信以开始充电会话。

Charging Micro Devices

A technology for wireless charging of a small power receiving unit is disclosed. The example power receiving unit includes a transport mechanism enabling the power receiving unit to move and a wireless communication system enabling the power receiving unit to communicate with a plurality of other power receiving units. The power receiving unit is the main unit and other power receiving units are the nodes from which commands are obtained. The power receiving unit also includes a controller for commanding the node to form a composite receiving coil above the power transmitting unit and to communicate with the power transmitting unit to start a charging session.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】给微型设备充电
本公开总地涉及用于给设备无线供电的技术。具体而言，本公开描述了用于给包括微型机器人设备在内的微型设备充电的技术。
技术介绍
随着计算机小型化的发展，越来越多的产品将配备某种形式的传感、计算、无线通信能力等。通过嵌入式电子设备的物体的联网有时被称为物联网(IoT)。用于使能IoT的电子设备可以嵌入到诸如手表、手环、笔、钥匙、徽章和闪存驱动器之类的各种物体中。另外，电子设备的小型化使得可以将IoT能力嵌入到小型机器人设备中。这种机器人设备可以用于娱乐、环境监视和其他目的。附图说明图1是链接在一起以形成复合接收线圈的一组设备的图示。图2是电力接收单元的示例，该电力接收单元可以被配置为与其他电力接收单元102形成复合接收线圈。图3是示出用于形成与相邻电力接收单元的导电连接的示例技术的图示。图4是被配置为实现本文描述的技术的示例无线充电系统的框图。图5是可以在每个电力接收单元102中实现的充电电路的示例。图6是使用图4中描述的系统执行充电会话的示例方法的过程流程图。图7是概述通过形成复合接收线圈来给多个电力接收单元充电的方法的过程流程图。在整个公开内容和附图中使用相同的数字来引用相似的组件和特征。100系列中的数字指代最初在图1中找到的特征；200系列中的数字指代最初在图2中找到的特征；以此类推。具体实施方式本文公开的主题涉及无线充电技术。如上所述，电子设备越来越多地嵌入各种各样的IoT设备，包括微型机器人。在这样的设备中，由电池提供的电力可用于感测、数据处理、数据传输和移动。由于设备的小尺寸以及可能在使用中的设备的可能数量，通过有线电源连接对微型IoT设备进行再充电可能是不方便和麻烦的。设备的小尺寸还使得难以无线地给设备充电。这是因为基于磁耦合的无线电力传输取决于电力发送器和电力接收器的线圈尺寸。在微型设备中，可以包含在设备内的电力接收线圈将比大多数电力发送线圈小得多。该尺寸差异导致从发送器到接收器的低效电力传输以及将花费许多小时的充电过程。此外，当今的无线充电协议只能支持若干个并行充电的电力接收单元。例如，A4WP(AirFuel)电源充电器一次可以支持多达8个要充电的设备。本公开描述了给一个或多个诸如群机器人之类的微型IoT设备无线地充电而不改变其形状、尺寸或添加昂贵组件的低成本且有效的技术。在示例系统中，若干个小型电池供电的设备可以以如下方式链接在一起：这若干个设备一起形成复合接收线圈，该复合接收线圈可以与发送器线圈是大致相同的尺寸。以这种方式，可以以更高的效率将电力发送到接收器线圈。每个单独的微型IoT设备可以接收由接收器线圈接收的电能的一部分，用于给其电池充电。图1是链接在一起以形成复合接收线圈的一组设备的图示。图1的系统包括电力发送单元100，其被配置为将电力无线地发送到一个或多个电力接收单元102。电力接收单元102可以是多机器人系统(诸如群机器人的系统)的一部分。电力发送单元100可被配置为使用磁共振充电或感应充电。电力发送单元包括嵌入式发送线圈。发送线圈的位置由阴影区域104指示。发送线圈可具有任何数量的绕组。在多个绕组的情况下，阴影区域104可被认为表示发送线圈的外绕组。电力接收单元102可以是微型IoT设备、机器人设备等。由于电力发送线圈和电力接收单元102之间的尺寸差异，将会认识到，如果接收线圈被完全包含在电力接收单元102内，则电力传输效率将非常低。根据本技术，通过将电力接收单元102链接在一起以形成更大的复合接收线圈来提高电力传输效率。复合接收线圈中的每个电力接收单元102通过导电链路106链接到其邻居。关于图2和3进一步描述导电链路的一个示例。在一些示例中，电力接收单元102是移动联网设备，其能够自主地(即，没有人为干预)将自己布置到链式配置中。链中包括的电力接收单元102的数量可以根据可用的电力接收单元102的数量、电力接收单元102的电力需求、电力发送线圈的尺寸、电力接收单元102的尺寸及其相关链路等而变化。例如，电力接收单元102可被配置为形成近似于电力发送线圈的尺寸的链，在这种情况下，可以基于对产生的链的尺寸与发送线圈的尺寸进行比较来选择链中包括的电力接收单元102的数量。在一些情况下，这可能意味着可能从链中排除一个或多个电力接收单元102以减小链的尺寸。如果排除一个或多个电力接收单元102，则可以选择具有最低电池电量水平的那些电力接收单元102作为链的一部分。此外，在一些情况下，一个或多个电力接收单元102尽管具有满或接近满的电池电荷但是可被包括在链中。这可以使该组电力接收单元102能够形成与电力发送线圈的尺寸更紧密地匹配的更大的链。在一些示例中，可以取决于电力接收单元102的当前电量水平为每个电力接收单元102实现单独的操作模式。该操作模式确定从复合接收线圈耦合到电力接收单元102中的能量的量。例如，在一些情况下，完全充电的电力接收单元102可以进入待机模式，其中电力接收单元102不从复合接收线圈汲取电力。每个电力接收单元102具有彼此通信的能力，以便协调它们的运动和布置成链。电力接收单元102之间的协调可以通过主/从机制来实现，其中电力接收单元102之一被指定为主单元并且剩余的电力接收单元102被指定为节点。主单元可以向节点给出指令，并且在一些示例中，也可以与电力发送单元100进行通信。图2是电力接收单元的示例，其可以被配置为与其他电力接收单元102形成复合接收线圈。电力接收单元102包括外壳200，运输机构202和导电链路204。外壳200可以容纳电力接收单元102中包括的一些或全部电子设备，诸如处理器、存储器、传感器、电机控制电路等。运输机构202可以是使能受控运动的任何机构。图2示出了包括三个可移动支腿的运输机构，这三个可移动支腿使设备能够执行步行型运动。然而，包括轮子、轨道等的其他运输机构也是可能的。电力接收单元102的高度可以是一厘米到几厘米的量级。然而，可以在更小或更大的设备中采用本文描述的技术。导电链路204是实心导体，其使电力接收单元102能够与其他电力接收单元102形成复合接收线圈。图2中示出的导电链路仅是可能的导电链路的一个示例，并且其他形状和大小是可能的。图2中示出的导电链路204被成形为即使在电力接收单元102的相对位置可能存在高度不确定性的情况下也能够可靠地与其邻居形成导电连接。导电链路204可被部分地包含在外壳200内，外壳200可以包含被配置为使导电链路旋转204的小型电机。当试图导电地耦合到相邻设备时，导电链路可以被旋转以使其能够定位其邻居的导电链路。该特征在图3中示出。外壳200也可以包括小线圈和其他电路，其可以缠绕在导电链路周围，作为耦合在导电链路中生成的一部分电能的方式。可以被电力接收单元用来耦合来自复合接收线圈的能量的示例电路在图5中示出。图3是示出形成与相邻的电力接收单元的导电连接的示例技术的图示。图3示出了形成复合接收线圈的一部分的两个电力接收单元102的顶视图。当电力接收单元102处于为该电力接收单元102指定的正确位置时，电力接收单元102可以开始搜索其邻居的导电链路。电力接收单元102将被对准，使得导电链路204的直边朝向邻居的导电链路204的弯曲侧。为了搜索邻居的导电链路，电力接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力接收单元，包括：运输机构，用于使所述电力接收单元能够移动；无线通信系统，用于使所述电力接收单元能够与多个其他电力接收单元进行通信，其中所述电力接收单元是主单元并且所述多个其他电力接收单元是从所述主单元获取命令的节点；和控制器，用于命令所述节点形成位于电力发送单元上方的复合接收线圈并与所述电力发送单元进行通信以开始充电会话。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力接收单元，包括：运输机构，用于使所述电力接收单元能够移动；无线通信系统，用于使所述电力接收单元能够与多个其他电力接收单元进行通信，其中所述电力接收单元是主单元并且所述多个其他电力接收单元是从所述主单元获取命令的节点；和控制器，用于命令所述节点形成位于电力发送单元上方的复合接收线圈并与所述电力发送单元进行通信以开始充电会话。2.如权利要求1所述的电力接收单元，其中，所述控制器用于监视每个所述节点的电池电量水平并确定至少一个所述节点的电池电量水平低于阈值。3.如权利要求1所述的电力接收单元，包括充电电路，所述充电电路使所述电力接收单元能够从所述复合接收线圈汲取一部分能量以对所述电力接收单元的电池充电。4.如权利要求3所述的电力接收单元，其中，所述充电电路包括线圈，所述线圈感应地耦合来自所述复合接收线圈的能量。5.如权利要求1所述的电力接收单元，其中，每个所述节点被配置为在所述充电会话期间激活多个操作模式中的一个。6.如权利要求5所述的电力接收单元，其中，所述多个操作模式包括旁路模式，所述旁路模式防止所述节点耦合来自所述复合接收线圈的能量。7.如权利要求5所述的电力接收单元，其中，所述主单元确定在所述充电会话期间将激活所述多个操作模式中的哪一个。8.如权利要求1至7中任一项所述的电力接收单元，包括导电链路，所述导电链路使所述电力接收单元能够导电地耦合到所述节点之一以形成所述复合接收线圈。9.如权利要求1至7中任一项所述的电力接收单元，其中，所述导电链路包括金属引脚，所述金属引脚在一端被弯曲并且将被旋转以与所述节点之一的另一导电链路接触。10.如权利要求1至7中任一项所述的电力接收单元，其中，所述电力接收单元是物联网(IoT)设备。11.一种对多个电力接收单元进行无线充电的方法，包括：监视所述多个电力接收单元中的每一个的电量水平；确定至少一个所述电力接收单元的电量水平低于阈值；布置所述多个电力接收单元以形成位于电力发送单元的发送线圈上方的复合接收线圈；和开始与所述电力发送单元的充电会话。12.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个电力接收单元中的一个被指派主人的角色，其中所述主人与所述电力发送单元进行通信以开始所述充电会话。13.如权利要求11所述的方法，包括确定每个所述电力接收单元的指派位置并将所述指派位置传送到所述电力接收单元，其中，所述电力接收单元自主地移动到所述指派位置。14.如权利要求11所述的方法，其中，每个所述电力接收单元包括导电链路，所述导电链路被配置为形成所述复合接收线圈的一部分。15.一种包括指令的有形非暂态计算机可读介质，所述指令当被处...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥列格·博格瑞利克，阿维·普瑞弗，沙哈尔·波拉特，杨松楠，博扬·亚纳基耶夫，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US