基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统与方法技术方案

本发明专利技术属于无线供电技术领域，尤其涉及基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统与方法。将接收线圈的表面做成了有多个立柱的结构，接收线圈安装在接收端设备上，发射线圈上安装有激光扫描测距雷达，接收线圈上的立柱均面向激光扫描测距雷达安装，载有接收设备的待充电设备进入充电区域，接收设备上的接收线圈与发电设备的发射线圈通过接收线圈上的立柱信息进行配对，实现对位及信息传递；发射设备上的激光扫描测距雷达检测到接收线圈上由立柱信息所构成的编码信息，也就是立柱信息，获取接收线圈的身份，也就是唯一编码地址或唯一的身份信息；发射设备会主动呼叫接收设备，并与接收设备建立连接，进行互传数据。进行互传数据。进行互传数据。

【技术实现步骤摘要】
基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统与方法


[0001]本专利技术属于无线供电
，尤其涉及基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统与方法。

技术介绍

[0002]随着无线供电产业兴起与逐步发展，无线供电正在逐渐被所认可，并提供很多便捷，更是从工业使用进入到生活领域。
[0003]但是目前无线供电还存在一些问题，比如在面电缆的调试、检修、使用中，功率发射电缆属于悬空架设的电缆，类似于城市中的供电系统。当时间的增加，架设在两个托架之间的电缆会由于地心引力作用而产生下垂，这对调试、检修、使用都有影响。
[0004]产品调试或维护时，设备在上面运行移动时，比如功率拾取设备，调试或维护人员需要在下面跟着设备移动；并且要用耳朵仔细地听辨，如果发出嘶嘶的声音，就说明功率发射电缆摩擦到功率拾取设备，则需要调整电缆。人工根据声音分辨设备情况，这样的调试或维修效率可想而知，是很低的。而且有时候工厂环境比较嘈杂，根本听不出嘶嘶的声音，形成干扰，给检修带来一定的难度。
[0005]此外，电缆变形是一个缓慢的过程，如若不仔细检查很难查找，但是当电缆开始磨损并变形时，就已经晚了。有些时候可能会剐蹭到功率拾取设备，导致设备损坏。所以最好能够实时检测轨道状态，出现一点危险的苗头，立即报警，防止事故发生。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中电缆变形对调试或维修带来的问题，本专利技术提供基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法与系统，在接收线圈设置立柱，利用激光扫描测距雷达对立柱的探测，辅助接收线圈及发射线圈对位，并且将接收端的编码信息传递至发射设备。
[0007]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统，其特殊之处在于：接收线圈上设置有m*n矩阵排列的多个立柱，m*n矩阵内的多个立柱高度均相同，宽度均相同，长度均不相同；在列的方向上，第i列的多个立柱的长度由第1行至第m行逐渐增大，其中m大于等于2，m为整数，第i列以外的其余各列的多个立柱，每个列内的多个立柱长度相同，1≤i≤n，其中n大于等于2，i、n均为整数，第1列至第n列的每列立柱之间长度也不相同，相邻列之间的间距不均等；在行的方向上，相邻行之间的间距相同，在每行立柱内位于第i列的立柱长度不同，每行立柱内的多个立柱之间的长度均不相同。
[0008]进一步的，接收线圈安装在接收端设备上，接收线圈上设置有多个立柱的一面位于发射线圈的正上方，发射线圈上安装有激光扫描测距雷达，接收线圈上的立柱均面向激
光扫描测距雷达安装，激光扫描测距雷达获取接收线圈上立柱信息。
[0009]进一步的，接收线圈上立柱信息包括数据头、行号信息、接收线圈自身编码、数据尾；数据头是某行立柱信息的开始，数据头长度占整行信息的10%位置，其中5%是包含立柱长度，剩余5%是无立柱长度；行号信息采用5位立柱宽度构成，其中前4位信息由二进制编码组成，最大为16，最后一个立柱宽度是该行号信息的停止位；接收线圈自身编码是代表接收端设备唯一身份的信息，用于整体的无线充电系统的配对使用，接收线圈自身编码由8位数据组成，而每一位数据占用3个立柱的长度，其中第一个立柱长度上放置一个立柱，而第二个立柱长度上是根据数据而确定是否含有立柱；如果该位是1，则有一个立柱；如果该位是0，则此处没有立柱；第三个立柱长度上没有立柱，作为一个停止的符号使用；数据尾代表这一行信息的结束，是由最后一个接收线圈自身编码结束后开始的，该信息全部含有立柱。
[0010]进一步的，在每一行的信息中，行号信息与发射线圈自身编码是重复循环的，直至最终无法再放置一个完整的循环而结束。
[0011]进一步的，每一行的名称或者编号是由行号信息而定义，行号信息取决于该行内第i列的立柱。
[0012]本专利技术提供基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法，其特殊之处在于：载有接收设备的待充电设备进入充电区域，接收设备上的接收线圈与发电设备的发射线圈通过接收线圈上的立柱信息进行配对，实现对位及信息传递；发射设备上的激光扫描测距雷达检测到接收线圈上由立柱信息所构成的编码信息，也就是立柱信息，获取接收线圈的身份，也就是唯一编码地址或唯一的身份信息；发射设备会主动呼叫接收设备，并与接收设备建立连接，进行互传数据。
[0013]进一步的，发射线圈及接收线圈对位具体为：激光扫描测距雷达在得到立柱的信息之后，解析数据头和数据尾，数据头的端头是接收线圈的一个边界，而数据尾的端头是接收线圈的另一个边界，获取整个接收线圈的长度，将接收线圈转化为有固定长度的直线形成探测直线；接收线圈的标准直线为接收线圈及发射线圈对齐状态下，激光扫描测距雷达经过探测接收线圈而拟合出的直线，通过探测直线与标准直线的位置状态，判断待充电设备的接收线圈是否与发电设备的发射线圈对齐。
[0014]进一步的，若探测直线逐渐靠近标准直线，二者重叠，则接收线圈对准发射线圈；若探测直线逐渐靠近标准直线发生偏移，则接收线圈未对准发射线圈。
[0015]进一步的，利用行号信息判断接收线圈的偏移，当激光扫描测距雷达扫到某行后，会解码出该行的行号，行号按照顺序排列，根据该行号以及最后一行的行号位置，得出接收线圈的移动距离。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其有益之处在于：能够实时检测线缆位置，防止突发状况而导致事故进一步恶化，比如检测到线缆
下垂之后，立即进行自动停机处理，防止进一步损失。
[0017]调试方便，之前操作人员需要跟着设备走，依靠听声音，看位置，判断故障点，而本专利技术的系统，只要自动运行一周就可判断出问题点。
[0018]维修方便，检测到故障位置点，将数据上传，可以精确定位。维修人员直接维修，而不用从头至尾将整个轨道走一遍，费时费力且容易遗漏故障点。
[0019]设备可以单独运行，自带报警，可以不与第三方系统配套，提高了该设备的使用灵活性。
附图说明
[0020]图1为现有技术中接收线圈的结构示意图。
[0021]图2为本申请接收线圈的结构示意图。
[0022]图3为本申请待充电设备刚进入对位状态的状态示意图。
[0023]图4为本申请待充电设备完成对位状态的状态示意图。
[0024]图5为本申请接收线圈与发射线圈对位状态的激光扫描路径示意图。
[0025]图6为本申请图5的局部放大示意图。
[0026]图7为本申请接收线圈上的立柱编码信息示意图。
[0027]图8为实施例中汽车刚进入对位状态时，两条直线的相对位置。
[0028]图9为实施例中汽车入库时发生横向偏移，两条直线的相对位置。
[0029]图10为实施例中汽车驾驶相对于发射线圈歪斜，两条直线的相对位置。
[0030]图11为实施例中汽车发生纵向位移的检测示意图。
[0031]标记说明：1、接收线圈，2、输出线，3、第1行立柱，4、第m行立柱，5、第1列立柱，6、第i列立柱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统，其特征在于：接收线圈上设置有m*n矩阵排列的多个立柱，m*n矩阵内的多个立柱高度均相同，宽度均相同，长度均不相同；在列的方向上，第i列的多个立柱的长度由第1行至第m行逐渐增大，其中m大于等于2，m为整数，第i列以外的其余各列的多个立柱，每个列内的多个立柱长度相同，1≤i≤n，其中n大于等于2，i、n均为整数，第1列至第n列的每列立柱之间长度也不相同，相邻列之间的间距不均等；在行的方向上，相邻行之间的间距相同，在每行立柱内位于第i列的立柱长度不同，每行立柱内的多个立柱之间的长度均不相同。2.如权利要求1所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统，其特征在于：接收线圈安装在接收端设备上，接收线圈上设置有多个立柱的一面位于发射线圈的正上方，发射线圈上安装有激光扫描测距雷达，接收线圈上的立柱均面向激光扫描测距雷达安装，激光扫描测距雷达获取接收线圈上立柱信息。3.如权利要求2所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的系统，其特征在于：接收线圈上立柱信息包括数据头、行号信息、接收线圈自身编码、数据尾；数据头是某行立柱信息的开始，数据头长度占整行信息的10%位置，其中5%是包含立柱长度，剩余5%是无立柱长度；行号信息采用5位立柱宽度构成，其中前4位信息由二进制编码组成，最大为16，最后一个立柱宽度是该行号信息的停止位；接收线圈自身编码是代表接收端设备唯一身份的信息，用于整体的无线充电系统的配对使用，接收线圈自身编码由8位数据组成，而每一位数据占用3个立柱的长度，其中第一个立柱长度上放置一个立柱，而第二个立柱长度上是根据数据而确定是否含有立柱；如果该位是1，则有一个立柱；如果该位是0，则此处没有立柱；第三个立柱长度上没有立柱，作为一个停止的符号使用；数据尾代表这一行信息的结束，是由最后一个接收线圈自身编码结束后开始的，该信息全部含有立柱。4.如权利要求3所述的基于线圈结构进行无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，韩辅君，徐明铭，侯典立，封宁君，冯树林，张淑宁，杨洪勇，刘莉，刘飞，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：