AGV无线电能耦合器制造技术

一种AGV的无线电能耦合器，它由电磁发射器和磁电接收器两部分组成，两部分完全分离；电磁发射器是由一个LC谐振发射回路组成；磁电接收器是由一个共振环和一个LC谐振输出回路组成，共振环是由一个电感线圈与一个等效电容串联的闭合回路，是一个相对独立的回路；谐振输出回路是由一个电感线圈的两端分别与一个等效电容串联后组成，电能从两个串联的等效电容输出；共振环的电感线圈与谐振输出回路的电感线圈绕在同一个半开放磁芯上；本实用新型专利技术用于解决AGV的自动充电或供电问题，它的电磁发射器和磁电接收器均采用半开放磁芯，同时在磁电接收器中采用双谐振环，大幅度提高了系统的功率和效率，加大了无线传输的距离，减少了电磁泄漏。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种AGV的无线电能耦合器。
技术介绍
AGV是自动导向车辆AUTOMAT IC⑶IDED VECHICLE的缩写，是以电池为动カ的ー种自动操纵行驶的エ业车辆，AGV集定向运输、人工智能、信息管理甚至图像处理于一体，因其高度自动化、柔性化和准时化等广泛 应用于制造业如汽车业、仓储业、邮局、图书馆、港口码头和机场等具有固定路线的应用场所。对于AGV而言，自动导向或者说自动导航，还有电カ供应是它有两大关键技术。在自动导向技术方面，目前已相当成熟，如超声导向、激光导向、光学导向、标线导向、坐标识另IJ、惯性导向、自主导航、电磁线路、磁带线路、色带线路、网格线路、标线线路等；在电カ供应方面，即AGV电池的充电方面，目前主要有以下几种方式，ー种是人工充电，另ー种是有刷轨道式充电，第三种是轨道感应式。人工充电是一个麻烦的事情，尤其是エ业上的频繁应用，不仅浪费许多エ时，而且还带来误充电、漏充电和不足充电等问题，甚至出现安全问题；轨道式有刷充电在充电过程中会产生接触火花，无论是有刷轨道还是感应轨道，铺设轨道和使用的成本高，线圈难以更改等问题，不便灵活应用；如何实现AGV充电的自动化、灵活化和低成本？ 一种无线电能耦合器是合适的选择。
技术实现思路
ー种AGV的无线电能耦合器，它由电磁发射器和磁电接收器两部分組成，两部分完全分离，没有物理上的任何连接；电磁发射器是由ー个LC谐振发射回路組成，有两种形式，一种是由一个等效电容与一个绕在一组半开放磁芯上的电感线圈串联，另ー种是由一个等效电容与一个绕在一组半开放磁芯上的电感线圈并联；磁电接收器是由ー个共振环和ー个LC谐振输出回路组成，共振环是由一个电感线圈与一个等效电容串联的闭合回路，是一个相对独立的回路；谐振输出回路是由ー个电感线圈的两端分别与ー个等效电容串联后组成，电能从两个串联的等效电容输出；共振环的电感线圈与谐振输出回路的电感线圈绕在同一个半开放磁芯上。磁电接收器的谐振输出回路有三种形式，(I)电感线圈的两端分别接ー个等效电容，由等效电容耦合输出；⑵用一个等效电容串联在电感线圈的一端，(3)不用等效电容，直接由电感线圈输出交流电。在电磁发射器和磁电接收器中都有ー个半开放磁芯,半开放磁芯是由多个U型磁芯按一定的规则排列组成的，排列的方法有三种第一种是盘形，多个U型磁芯的开ロ向上，在ー个平面上按放射状排列，结果是中心和四周突起，中间凹陷成ー个环形槽，用于绕制电感线圈；第二种是山形，多个U型磁芯开ロ向上，前后对齐，先组成两个较厚的U型磁芯，然后左右靠扰，拼成ー个山型磁芯，磁芯的中间突起，两侧突起，形成两条凹槽用于绕制电感线圈；第三种是梳形，多个U型磁芯开ロ向上,ー头对齐，另ー头向左右两侧交替排列，拼成ー个梳型磁芯，磁芯的中间突起，两侧突起，形成两条凹槽用于绕制电感线圏。等效电容的优势在于可以根据需要任意组合成不同容量和不同耐压的电容，提高电容的稳定性；半开放磁芯的优势在于扩大磁场的发射面积和接收面积，同时加强通过电感线圈的磁场强度，提高发射和接收效率。这里所说的等效电容的含义是，当一个单体电容的容量和耐压可以满足实际应用的需要时，等效电容就是ー个単体电容；当一个单体电容的容量和耐压不能满足实际应用的需要时，就要用多个单体电容，采用串联、并联甚至混联的方式，组成ー个新的等效电容，以实现实际应用所要的耐压和容量。在本专利技术中，电磁发射器接在ー个PWM控制器的输出端，它工作的能量来自这个PWM控制器，它的谐振频率与PWM的输出频率一致，它将电能转化为磁能对外发射；磁电接收器是一个吸收磁能转化为电能的装置，它的两个 LC谐振回路具有相同的谐振频率，且与电磁发射器的频率一致；磁电接收器的输出端与ー个开关电源的输入端相连，它的交流电经这个开关电源进行二次变频后输出稳定的直流电，供直流用电器使用。实际应用时，电磁发射器的半开放磁芯与磁电接收器的半开放磁芯相对，在一定距离内就可以能量的传递。特别说明，本专利技术所用的PWM控制器和开关电源都是现有成熟的产品，因此取材方便，更易实施。本专利技术的实际效果AGV的无线电能耦合器可以用于解决AGV的自动充电或直接供电问题，它的电磁发射器和磁电接收器均采用半开放磁芯，同时在磁电接收器中采用双谐振环，大幅度提高了系统的功率和效率，加大了无线传输的距离，減少了电磁泄漏。附图说明图I是AGV的无线电能耦合器原理示意图之。图2是AGV的无线电能耦合器原理示意图之ニ。图3是AGV的无线电能稱合器应用原理不意图。图4是U型磁芯结构示意图。图5是放射状排列的半开放磁芯结构示意图。图6是山形排列的半开放磁芯结构示意图。图7是梳状排列的半开放磁芯结构示意图。图8是工作状态下的电磁发射器与磁电接收器的关系示意图。图I中，Cl为发射等效电容，LI为发射电感线圏，L2为谐振电感线圏，L4为接收电感线圏，C2为谐振等效电容，C4、C5为接收输出等效电容。图2中，Cl为发射等效电容，LI为发射电感线圏，L2为谐振电感线圏，L4为接收电感线圏，C2为接收谐振等效电容，C4、C5为接收输出等效电容。图3中，Cl为发射等效电容，LI为发射电感线圏，L2为谐振电感线圏，L4为接收电感线圏，C2为接收谐振等效电容，C4、C5为接收输出等效电容，PWM为脉宽调制驱动器，SMPS为开关电源。图4中，只有ー个U型磁芯。图5中，LI为电感线圈，M为盘形半开放磁芯。图6中，只有ー个山形半开放磁芯。图7中，只有一个梳形半开放磁芯。图8中，LI为电感线圈，M为盘形半开放磁芯，L2、L4为接收电感线圈。具体实施方式以下结合实例对本专利技术作进ー步说明。例一、AGV的无线电能耦合器的原理。AGV的无线电能耦合器，它由电磁发射器和磁电接收器两部分组成，两部分完全分离，没有物理上的任何连接，两部分之间通过磁场来传递能量，电磁发射器是由ー个LC谐振发射回路组成，有两种形式，一种如图I所示，是由ー个等效电容Cl与一个绕在一组半开放磁芯上的电感线圈LI串联，另ー种如图2所示，是由ー个等效电容Cl与一个绕在ー组半开放磁芯上的电感线圈LI并联，A和B是两个输入端；磁电接收器是由ー个共振环和ー个LC谐振输出回路组成，具体地说，共振环是由绕在同一组半开放磁芯上的ー个电感线圈L2、ー个等效电容C2组成的，谐振输出回路是由ー个电感线圈L4的两端分别与ー个等效电容C4、C5串联后组成，电能从这两个串联的等效电容输出，C、D是两个输出点；磁电接收器的输出回路有三种形式，(I)电感线圈L4的两端分别接ー个等效电容C4和C5，由这这两个等效电容耦合输出；(2)用ー个等效电容C4串联在电感线圈L4的一端，(3)不用等效电容，直接由电感线圈L4输出交流电。电磁发射器将电能转化为磁场从半开放磁芯的开ロ处对外发射，当磁电接收器的半开放磁芯与电磁发射器的半开放磁芯相对靠近时，磁电接收器吸收磁能转化为电能，电感线圈L2和等效电容C2组成ー个串联谐振器，以提高接收效果。例ニ、AGV的无线电能耦合器的实际应用原理。图3中，由电感线圈LI和等效电容Cl组成的电磁发射器，它的能量来源于ー个PWM调制器输出的方波电，IN+和IN-分别为PWM调制器的正负电源输入端，PWM调制器属于另案，这里不加论述；磁电接收器将磁能转化为电能后，从等效电容C4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AGV的无线电能耦合器，其主要特征是它由电磁发射器和磁电接收器两部分组成，两部分完全分离，没有物理上的任何连接；电磁发射器是由一个LC谐振发射回路组成，有两种形式，一种是由一个等效电容与一个绕在一组半开放磁芯上的电感线圈串联，另一种是由一个等效电容与一个绕在一组半开放磁芯上的电感线圈并联；磁电接收器是由一个共振环和一个LC谐振输出回路组成，共振环是由一个电感线圈与一个等效电容串联的闭合回路，是一个相对独立的回路；谐振输出回路是由一个电感线圈的两端分别与一个等效电容串联后组成，电能从两个串联的等效电容输出；共振环的两个电感线圈与谐振输出回路的电感线圈绕在同一个半开放磁芯上。2.根据权要求I所述的AGV的无线电能耦合器，其特征是在电磁发射器和磁电接收器中都有一个半开放磁芯，半开放磁芯是由多个U型磁芯按一定的规则排列组成的，排列的方法有三种第一种是盘形，多个U型磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斯忠，
申请(专利权)人：朱斯忠，魏亚海，
类型：实用新型
国别省市：