挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，涉及动态无线供电领域。针对现有技术中随着移动负载对动态无线充电功能的迫切需求和地面式巡检机器人只能通过发射线圈的单侧磁场进行耦合，磁场利用率不高的缺陷，本发明专利技术采用如下技术手段：挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，包括：用于产生磁场的多个发射线圈和两个用于与所述的磁场耦合，产生感应电动势的接收线圈，多个发射线圈呈一字型排列，装置还包括：磁芯；磁芯的横截面为凹型，发射线圈插入所述的磁芯中，磁芯与发射线圈呈三面包围的结构，所述的两个接收线圈分别固定于所述的磁芯的两侧侧壁上，以串联连接，与发射线圈平行。适用于检测轨迹固定的现场，如变电站检测、边疆巡防等。巡防等。巡防等。
【技术实现步骤摘要】
挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置
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[0001]涉及动态无线供电领域，具体涉及挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置。
技术介绍
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[0002]随着移动负载对动态无线充电功能的迫切需求,动态无线供电技术逐步进入人们的视野并成为新的研究热点，动态无线供电系统的基本结构如图1所示，分为原边系统能量发射部分与副边系统能量接收部分两大部分，由原边线圈、副边线圈以及磁芯组成的磁耦合机构通过磁场将能量从原边系统传递至副边系统，实现电能的无线传输。磁耦合机构作为无线电能传输的核心，往往直接关系到系统的性能，其具体结构也因不用应用场景而异。
[0003]下面列举现有常见的地面式巡检机器人耦合系统：
[0004]地面式巡检机器人常见的耦合机构中，集中耦合方式如图2所示，图中6为多段线圈，7为装载在巡检机器人机身单侧的接收线圈，在实际应用中，该接收线圈7与多段线圈6进行耦合获得能量；分散耦合方式参见图3所示，该方式中在机器人的双侧分别设置一个接收线圈6、7，所述接收线圈6、7串联连接。这两种方式，由于机器人运行在地面，故只能通过发射线圈的单侧磁场进行耦合，磁场利用率不高。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中随着移动负载对动态无线充电功能的迫切需求和地面式巡检机器人只能通过发射线圈的单侧磁场进行耦合，磁场利用率不高的缺陷，本专利技术采用如下技术手段：
[0006]挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，，包括：用于产生磁场的多个发射线圈1和两个用于与所述的磁场耦合并产生感应电动势的接收线圈2，所述的多个发射线圈1呈一字型排列，所述的装置还包括：磁芯5；所述的磁芯5的横截面为凹字型，所述的发射线圈1插入所述的磁芯5的凹槽中，所述的两个接收线圈2对称固定于所述的磁芯5的两个内侧壁上，所述两个接收线圈2串联连接，所述的两个接收线圈2与所述的发射线圈1平行。
[0007]进一步，所述的装置还包括：外壳；所述的外壳与所述的磁芯5形状一致，且包裹住所述的磁芯5和接收线圈2。
[0008]进一步，所述的外壳分为内侧壳4和外侧壳3；所述的内侧壳4的横截面为U型，位于所述的磁芯5的凹槽内、覆盖所述两个接收线圈2，所述的外侧壳3覆盖在所述的磁芯5外侧，且与所述内侧壳4形成封闭壳体。
[0009]进一步，所述的内侧壳4朝向所述接收线圈2的侧壁上固定有线圈支架，用于支撑所述的接收线圈2。
[0010]进一步，所述的发射线圈1为矩形线圈。
[0011]进一步，所述的发射线圈1的长为400mm，宽为48mm，线径为5.5mm。
[0012]进一步，所述的接收线圈2为单层四匝结构，所述发射线圈1为单层四匝结构。
[0013]进一步，所述的发射线圈1与所述的内侧壳4的底部距离为7.5mm，与侧壁的距离为
7.5mm。
[0014]进一步，所述的外壳采用亚克力材质制作。
[0015]进一步，所述的磁芯5采用铁基纳米晶制作。
[0016]本专利技术的有益之处在于：
[0017]1.本申请将现有的地面式耦合系统更改为空中的挂轨式耦合系统，沿空中导轨设置发射线圈，通过在发射线圈两边分别设置接收线圈，实现了供电形式，增加了发射线圈产生的磁场的利用效率，解决了现有技术中存在的只能通过发射线圈的单侧磁场进行耦合，磁场利用率不高的问题；并且采用该结构的巡检机器人能够实现在空中沿导轨自由移动而不受结构的限位。
[0018]2.磁芯采用铁基纳米晶为带材，首先，铁基纳米晶厚度为1微米到1毫米不等，轻薄易取用，可随意剪裁，粘贴，相比现有技术中采用普通的铁氧体磁芯，更利于轻便设计，降低重量；其次铁基纳米晶拥有1.2T的饱和磁密，相比铁氧体0.4T的饱和磁密，具有优良的性能；最后，铁基纳米晶带材韧性好，不易断裂撕裂，但铁氧体材质脆，在较强的碰撞和震动下易折断和粉碎。
[0019]基于本专利技术的设计初衷，采用挂轨式设计的，采用铁基纳米晶为带材的磁芯重量轻，减小在实际应用中其作为机器人的一部分，降低负载重量、减小能量损耗；
[0020]采用铁基纳米晶为带材的磁芯韧性好且不易断裂撕裂，因为机器人工作是运行状态，所以在机器人工作时，该特性避免了出现磕碰情况下，与机器人一起运动的磁芯发生断裂、折断和撕裂的问题，增加了耦合装置的可靠性。
[0021]3.采用本专利技术提供的挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置的巡检机器人、摄像机或照射灯等能够获得更大的采用地面结构探侧不到的视野；不限于路况，更适用于环境恶劣的现场；对其的控制系统简单，由于运行轨迹固定，只需要动力系统控制，不需要复杂的地面位置实施监控和控制。
[0022]4.根据本专利技术提供的装置合理设计巡检机器人、摄像机或照射灯等，能够利用发射线圈的双侧磁场以提高耦合程度，进一步减小磁耦合机构的体积，降低了成本。
[0023]适用于检侧轨迹固定的现场，如变电站检侧、边疆巡防等。
附图说明
[0024]图1为
技术介绍
中提到的动态无线供电系统基本结构示意图；
[0025]图2和3为
技术介绍
中提到的地面式巡检机器人耦合系统示意图；
[0026]其中，6为多线段圈，7和8为装载在机器人双侧的串联接收线圈；
[0027]图4为实施方式一中提到的挂轨式巡检机器人示意图；
[0028]图5为实施方式二中提到的对称平板型耦合系统示意图；
[0029]图6为图4的主视图；
[0030]图7为实施方式一中提到的磁芯尺寸示意图；
[0031]其中，尺寸的单位为mm；
[0032]图8为实施方式二中提到的外壳安装在所述的铁芯上的示意图；
[0033]图9为图7示意的外壳安装在所述的铁芯上的状态下和发射线圈的位置示意图；
[0034]图10为实施方式四中提到的内侧壳的示意图；
[0035]其中，1为发射线圈，2为接收线圈，3为外侧壳，4为内侧壳，5为磁芯。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的技术方案及优点表述更清楚，下面将结合附图对本专利技术的若干具体实施方式作进一步地详细描述，但下面所述的各个实施方式仅是本申请所要求保护的一部分具体方案，而不是全部的方案。
[0037]实施方式一、参见图5
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7说明本实施方式，本实施方式提供了挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，包括：用于产生磁场的多个发射线圈1和两个用于与所述的磁场耦合并产生感应电动势的接收线圈2，所述的多个发射线圈1呈一字型排列，其特征在于，所述的装置还包括：磁芯5；所述的磁芯5的横截面为凹字型，所述的发射线圈1插入所述的磁芯5的凹槽中，所述的两个接收线圈2对称固定于所述的磁芯5的两个内侧壁上，所述两个接收线圈2串联连接，所述的两个接收线圈2与所述的发射线圈1平行。
[0038]其中，发射线圈1用于通入高频交流电一产生高频磁场，悬挂于导轨之下；所述的接收线圈2用于与高频磁场进行耦合，产生感应电动势。
[0039]由于挂轨式巡检机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，包括：用于产生磁场的多个发射线圈(1)和两个用于与所述的磁场耦合并产生感应电动势的接收线圈(2)，所述的多个发射线圈(1)呈一字型排列，其特征在于，所述的装置还包括：磁芯(5)；所述的磁芯(5)的横截面为凹字型，所述的发射线圈(1)插入所述的磁芯(5)的凹槽中，所述的两个接收线圈(2)对称固定于所述的磁芯(5)的两个内侧壁上，所述两个接收线圈(2)串联连接，所述的两个接收线圈(2)与所述的发射线圈(1)平行。2.根据权利要求1所述的挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，其特征在于，所述的装置还包括：外壳；所述的外壳与所述的磁芯(5)形状一致，且包裹住所述的磁芯(5)和接收线圈(2)。3.根据权利要求2所述的挂轨式动态无线充电对称平板型耦合装置，其特征在于，所述的外壳分为内侧壳(4)和外侧壳(3)；所述的内侧壳(4)的横截面为U型，位于所述的磁芯(5)的凹槽内、覆盖所述两个接收线圈(2)，所述的外侧壳(3)覆盖在所述的磁芯(5)外侧，且与所述内侧壳(4)形成封闭壳体。4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：董帅，张百川，尹永平，高逸凡，逯仁贵，朱春波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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