基于无线供电方式的受电装置及送电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电。受电装置包括：受电天线，其接收电磁波；整流器，其与受电天线功能性地连接，将电磁波转换成直流电压；第一蓄电装置，其与整流器功能性地连接，对直流电压进行蓄电；第二蓄电装置，其与第一蓄电装置功能性地连接，对直流电压进行蓄电；器件，其与第二蓄电装置功能性地结合；第一开关，其在整流器和第一蓄电装置之间切换电力的配电；第二开关，其在第一蓄电装置和第二蓄电装置之间切换电力的配电；第三开关，其在第一蓄电装置和器件之间切换电力的配电；第四开关，其在第二蓄电装置和器件之间切换电力的配电；以及控制器。以及控制器。以及控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于无线供电方式的受电装置及送电装置


[0001]本专利技术涉及一种用于对内置于多关节机器人等机械中的消耗电力的器件进行无线供电的受电装置及送电装置。

技术介绍

[0002]在工厂(FA：FactoryAutomation)、物联网(IoT：Internetof Things)、家电等领域中，使用着各种各样的机械。通常，FA等中使用的机械虽然对于数据通信线进行了无线化，但是对于电源配线未进行无线化的事例较多。
[0003]作为本
的
技术介绍
，有日本特开2014
‑
29326号公报(专利文献1)。在该公报中，记载有“提供一种探测外力的力传感器，其特征在于，具有外装部(2)、配置于所述外装部的按压部件(1)、探测施加在所述按压部件的力的传感器部、以及经由非旋转侧触点(6)和旋转侧触点(7)进行供电或信号传递的滑环部，所述力传感器部和所述滑环部一起被收纳于所述外装部的内侧，在所述滑环部和所述力传感器部之间进行供电或信号传递”(参照摘要)。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本特开2014
‑
29326号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0005]在所述专利文献1中示出有对多关节机器人、特别是内置于机械臂的前端侧的传感器供给电力的事例。在该事例中，公开有经由配置于机械臂内的电力线，向传感器供给从外部的电源传输的电力的技术(参照专利文献1的图9)。但是，在专利文献1中未研究利用无线向传感器供电的技术。因此，本专利技术提供一种有效地无线供给用于驱动内置于例如多关节机器人等机械等内的器件的电力的结构。用于解决问题的手段
[0006]为了解决上述问题，例如采用权利要求书所记载的结构。本申请包含多个解决上述问题的装置，以下举出其一例。一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置构成为，包括：受电天线，其接收电磁波；整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；第二蓄电装置，其与所述第一蓄电装置功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；器件，其与所述第二蓄电装置功能性地结合；
第一开关，其在所述整流器和所述第一蓄电装置之间切换电力的配电；第二开关，其在所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；第三开关，其在所述第一蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及控制器。专利技术的效果
[0007]根据本专利技术，能够提供有效地无线供给用于驱动内置于机械等内的器件的电力的结构。上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明予以阐明。
附图说明
[0008]图1是概略性地表示对内置于机械内的器件无线供电的情况的图的例子(实施例1)。图2是概略性地表示传感器所需要的电能的图的例子(实施例1)。图3是表示受电天线的结构例的图的例子(实施例1)。图4是表示图3的受电天线的辐射效率的图的例子(实施例1)。图5是表示无线供电的送电装置和受电装置的电路的图的例子(实施例1)。图6是表示图5的受电电路的状态1的图的例子(实施例1)。图7是表示图5的受电电路的状态2的图的例子(实施例1)。图8是表示图5的受电电路的状态3的图的例子(实施例1)。图9是表示图5的受电电路的状态4的图的例子(实施例1)。图10是表示图5的受电电路的状态5的图的例子(实施例1)。图11是表示图5的受电电路的状态6的图的例子(实施例1)。图12是表示图5的受电电路的变更例的图的例子(实施例2)。图13是表示图12的受电电路的状态1的图的例子(实施例2)。图14是表示图12的受电电路的状态2的图的例子(实施例2)。图15是表示图12的受电电路的变更例的图的例子(实施例3)。图16是表示图5的受电电路的变更例的图的例子(实施例4)。图17是表示图16的受电电路的变更例的图的例子(实施例5)。图18是表示图17的受电电路的变更例的图的例子(实施例6)。图19是概略性地表示阻抗匹配的各状态的图的例子。图20是概略性地表示阻抗匹配的优化的图的例子。图21是概略性地表示图16的受电电路的电压值的图的例子。图22是概略性地表示受电状态的反馈的图的例子。图23是概略性地表示送电装置的送电控制的图的例子。图24是表示送电天线的结构例的图的例子。图25是表示图24的X
‑
X线的截面中的两个状态的图的例子。图26是概略性地表示受电装置的电解强度追踪的图的例子。图27是概略性地表示经由电力线从外部的电源对内置于机械内的器件供电的情
况的图的例子。图28是表示每个传感器30所需要的电能的图的例子。图29是表示图5的受电装置的受电电路的各状态的图的例子。图30是表示图16所示的四个开关SW31～SW34的切换的状态的图的例子。
具体实施方式
[实施例1][0009]图27是表示经由配置在多关节机器人100的内部的配线32从电源34对内置在多关节机器人100的前端侧的消耗电力的器件30供给电力的事例的图。在多关节机器人100的机械臂部90和/或机械手部80设置有多个关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c。通过这些多个关节活动，多关节机器人100进行抓握工件W、或者使其移动等自由度高的动作。
[0010]在为了向内置在多关节机器人100内的传感器30供电而内设配线32的情况下，由于多关节机器人100的关节J1a、J1b、J2a、J2b、J2c活动，可能产生配线32的负担、配线32的断线、或配线32的维护等问题。另外，在像多关节机器人100那样、进行自由度高的动作的机械中，通常，内部装入有促动器等各种各样的零件，因此，存在用于追加配线32的空间被限定之类的问题。
[0011]因此，为了避免上述配线32的问题，研究通过无线供电向传感器30供电的技术。但是，在机械100的电源配线的无线化中存在特有的课题。例如，由于在无线供电中输送较小容量的电力，因此被输送至器件30的电力的容量成为问题。在无法输送充分的电力的情况下，由于使用的器件30的种类及使用方式被限定，因此不优选。
[0012]另外，在无线供电中，阻抗匹配失配成为问题。阻抗匹配失配是指不能进行阻抗的匹配(matching)的状态。从能量的传输这样的观点来看，由于阻抗匹配失配成为效率低的原因，因此不优选。
[0013]图1是概略性地表示用于对内置于在FA(工厂等)、IoT(建筑管理系统等)、家电等领域中使用的机械100的前端侧的消耗电力的器件30进行无线供电的送电装置1和受电装置10的图的例子。
[0014]“多关节机器人”图1中例示出的机械100例如是工业用机器人(包括机床)或家庭用机器人(包括家电)等。机械100能够用于例如工件或零件W的夹持、抬起(拾取)、配置(放置)、组装、涂装、焊接等各种用途。优选的是，机械100为进行自由度高的动作的多关节机器人。
[0015]为了使机械臂部9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：受电天线，其接收电磁波；整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；第二蓄电装置，其与所述第一蓄电装置功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；器件，其与所述第二蓄电装置功能性地结合；第一开关，其在所述整流器和所述第一蓄电装置之间切换电力的配电；第二开关，其在所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；第三开关，其在所述第一蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及控制器。2.根据权利要求1所述的受电装置，其中，将所述控制器构成为进行如下控制：仅将所述第一开关和所述第二开关设为接通，对所述第二蓄电装置进行充电，之后，仅将所述第四开关设为接通，以所述第二蓄电装置的电力向所述器件供电。3.根据权利要求1所述的受电装置，其中，将所述控制器构成为进行如下控制：仅将所述第一开关和所述第二开关设为接通，对所述第二蓄电装置进行充电，之后，仅将所述第一开关和所述第四开关设为接通，对所述第一蓄电装置进行充电，并且以所述第二蓄电装置的电力向所述器件供电。4.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：受电天线，其接收电磁波；整流器，其与所述受电天线功能性地连接，将所述电磁波转换成直流电压；第一蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；第二蓄电装置，其与所述整流器功能性地连接，对所述直流电压进行蓄电；器件，其与所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置功能性地连接；第一开关，其在所述整流器和所述第二蓄电装置之间切换电力的配电；第二开关，其在所述整流器和所述第一蓄电装置之间切换电力的配电；第三开关，其在所述第一蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；第四开关，其在所述第二蓄电装置和所述器件之间切换电力的配电；以及控制器。5.根据权利要求5所述的受电装置，其中，将所述控制器构成为进行如下控制：将所述第一开关和所述第三开关同时设为接通，且将所述第二开关和所述第四开关同时设为断开，以所述第一蓄电装置的电力向所述器件供电，并且对所述第二蓄电装置进行充电。6.根据权利要求5所述的受电装置，其中，
将所述控制器构成为进行如下控制：将所述第一开关和所述第三开关同时设为断开，且将所述第二开关和所述第四开关同时设为接通，对所述第一蓄电装置进行充电，并且以所述第二蓄电装置的电力向所述器件供电。7.一种受电装置，基于无线供电方式，接收从送电装置输送的电力，并以该电力向器件供电，所述受电装置包括：受电天线，其接收电磁波；整流器，其与所述受电天线功能性地结合，将所述电磁波转换成直流电压；一对第一蓄电装置，它们与所述整流器功能性地结合，在内部对所述直流电压进行蓄电；第二蓄电装置，其与所述一对第一蓄电装置的至少一方功能性地结合，在内部对所述直流电压进行蓄电；器件，其与所述一对第一蓄电装置的至少一方及所述第二蓄电装置功能性地结合；第一开关，其在所述一对第一蓄电装置之间切...

【专利技术属性】
技术研发人员：小馆直人，田边勇二，
申请(专利权)人：艾伊特琳科株式会社，
类型：发明
国别省市：