CN109004754A - 电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体及无线电力传输*** - Google Patents
电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体及无线电力传输*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种抑制送电电极或者受电电极的周围的电场的泄漏的电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输***。电极单元被用于电场耦合方式的无线电力传输***中的送电装置或者受电装置。所述电极单元具备:第1电极,在电力传输时施加第1电压;第2电极,在电力传输时施加与所述第1电压相反的相位的第2电压;和第3电极,与所述第1以及第2电极分离地被配置,在电力传输时带有振幅比所述第1以及第2电压的振幅小的第3电压。所述第1以及第2电极沿着电极配置面而被配置。从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的至少一部分处于与所述第1以及第2电极不重叠的位置。
Description
技术领域
本公开涉及电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体及无线电力传输***。
背景技术
近年来,对于移动电话机以及电动汽车等伴随移动性的设备,正在进行通过无线即非接触来传输电力的无线电力传输技术的开发。无线电力传输技术中,存在电磁感应方式以及电场耦合方式等方式。其中,基于电场耦合方式的无线电力传输***在一对送电电极与一对受电电极对置的状态下,通过无线来从一对送电电极向一对受电电极传输交流电力。这种基于电场耦合方式的无线电力传输***例如被用于从设置于路面或者地面的一对送电电极向负载传输电力的用途。专利文献1以及2公开了这种基于电场耦合方式的无线电力传输***的一个例子。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2010-193692号公报
专利文献2:JP特开2012-175869号公报
在现有的基于电场耦合方式的无线电力传输中,可能在一对送电电极或者一对受电电极的周围产生电场的泄漏,引起周边的电子设备的误动作等。本公开提供一种能够抑制送电电极或者受电电极的周围的电场的泄漏的技术。
发明内容
为了解决上述课题,本公开的一方式所涉及的电极单元是一种被用于电场耦合方式的无线电力传输***中的送电装置或者受电装置的电极单元,所述电极单元具备:第1电极,在电力传输时施加第1电压;第2电极,在电力传输时施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压;和第3电极,与所述第1以及第2电极分离地被配置,在电力传输时带有振幅比所述第1以及第2电压的振幅小的第3电压,所述第1以及第2电极沿着电极配置面而被配置,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的至少一部分处于与所述第1以及第2电极不重叠的位置。
上述的包括性或者具体性的方式也可以通过***、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质来实现。或者,也可以通过***、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。
根据本公开的技术,能够抑制送电电极或者受电电极的周围的电场的泄漏,减少周边的电子设备的误动作等的风险。
附图说明
图1是示意性地表示基于电场耦合方式的无线电力传输***的一个例子的图。
图2是表示图1所示的无线电力传输***的示意性结构的图。
图3是表示电力传输时形成于送电电极120a、120b的周围的电场的分布的一个例子的图。
图4是示意性地表示本公开的实施方式1中的无线电力传输***的图。
图5是表示图4所示的无线电力传输***的示意性结构的图。
图6是示意性地表示第3电极的第1部分520a以及第2部分520b接地的结构的例子的图。
图7A是示意性地表示第1部分520a以及第2部分520b相互连接的结构的例子的图。
图7B是示意性地表示第1部分520a以及第2部分520b相互连接的结构的其他例子的图。
图8是示意性地表示比较例的结构的图。
图9是示意性地表示实施方式的结构的图。
图10A是表示图8所示的比较例中的电场分布的图。
图10B是表示图9所示的实施方式中的电场分布的图。
图11A是表示第3电极520与送电电极120a、120b处于相同平面上的例子的图。
图11b是表示第3电极520与送电电极120a、120b的任意一个都不处于相同平面上的例子的图。
图11C是表示第3电极520的厚度比电极120a、120b的厚度厚的例子的图。
图11D是表示第3电极520较大、且从垂直于送电电极120a、120b的表面的方向观察时、第3电极520的一部分与送电电极120a重叠的例子的图。
图12A是表示仅在一个送电电极120a的附近配置有第3电极520的例子的图。
图12B是表示在一对送电电极120a、120b的双方附近配置有第3电极520的例子的图。
图12C是表示仅在一个受电电极220a的附近配置有第3电极520的例子的图。
图12D是表示在一对受电电极220a、220b的双方附近配置有第3电极520的例子的图。
图12E是表示在一个送电电极120b的附近以及一个受电电极220a的附近分别配置有第3电极520的例子的图。
图12F是表示在一个送电电极120b的附近以及一个受电电极220b的附近分别配置有第3电极520的例子的图。
图12G是表示在送电电极120a、120b的双方附近以及一个受电电极220a的双方附近配置有第3电极520的例子的图。
图12H是表示在送电电极120a、120b的双方附近以及受电电极220a、220b的双方附近配置有第3电极520的例子的图。
图13A是表示第1送电电极120a被分割为两个部分的例子的剖视图。
图13B是表示第1送电电极120a被分割为两个部分的例子的俯视图。
图14是示意性地表示与实施方式1的无线电力传输***中的电力传输有关的结构的框图。
图15是表示无线电力传输***的更加详细的构成例的电路图。
图16A是示意性地表示送电电路110的构成例的图。
图16B是示意性地表示受电电路210的构成例的图。
图17是表示实施方式1的变形例的框图。
图18是示意性地表示本公开的另一实施方式中的送电电极120a、120b以及第3电极520的配置的立体图。
图19是示意性地表示本公开的又一实施方式中的送电电极120a、120b以及第3电极520的配置的立体图。
图20是示意性地表示本公开的又一实施方式中的送电电极120a、120b以及第3电极520的配置的剖视图。
图21是表示在地面配置有位置检测用的多个标记的工厂的例子的图。
图22是示意性地表示同时进行电力传输与信息的读取的移动体***的一个例子的图。
图23是表示实施方式2中的***的构成例的框图。
图24A是示意性地表示具备电子设备的***的结构以及配置的例子的剖视图。
图24B是示意性地表示具备电子设备的***的结构以及配置的其他例子的剖视图。
图25是表示图24A的结构的变形例的图。
图26A是表示受电电极中的透明区域的结构的例子的图。
图26B是表示受电电极中的透明区域的结构的其他例子的图。
图27是表示屏蔽部件包含具有开口的屏蔽件的结构的例子的图。
图28是表示屏蔽件的其他例子的图。
图29是表示图27所示的结构的变形例的图。
图30是表示图28所示的结构的其他变形例的图。
图31是表示具备对人进行检测的传感器的移动体的例子的图。
图32是表示传感器的示意性结构的图。
-符号说明-
10 搬运机器人
30 路面
100 送电装置
110 送电电路
120a、120b 送电电极
130s 串联谐振电路
140p 并联谐振电路
180 匹配电路
200 受电装置
210 受电电路
220a、220b 受电电极
230p 并联谐振电路
240s 串联谐振电路
280 匹配电路
310 电源
330 负载
500 电极单元
520 第3电极
具体实施方式
(作为本公开的基础的见解)
在对本公开的实施方式进行说明之前,对作为本公开的基础的见解进行说明。
图1是示意性地表示基于电场耦合方式的无线电力传输***的一个例子的图。所谓“电场耦合方式”,是指通过包含多个送电电极的送电电极群与包含多个受电电极的受电电极群之间的电场耦合(以下,也称为“电容耦合”),利用无线来从送电电极群向受电电极群传输电力的传输方式。图示的无线电力传输***例如是利用无线来向工厂内被用于物品的搬运的无人搬运车(AGV)等搬运机器人10传输电力的***。在该***中,在地面30配置平板状的一对送电电极120a、120b。搬运机器人10具备与一对送电电极120a、120b对置的一对受电电极。搬运机器人10通过一对受电电极来接受从送电电极120a、120b传输的交流电力。接受的电力被提供给搬运机器人10所具有的电机、二次电池或者蓄电用的电容器等的负载。由此,进行搬运机器人10的驱动或者充电。
在图1中,表示了表示相互正交的X、Y、Z方向的XYZ坐标。以下的说明中,使用图示的XYZ坐标。将送电电极120a、120b延伸的方向设为Y方向,将垂直于送电电极120a、120b的表面的方向设为Z方向,将垂直于Y方向以及Z方向的方向设为X方向。X方向是送电电极120a、120b并排的方向。另外,本申请的附图所示的构造物的朝向是考虑说明的容易理解而设定的,并不限制本公开的实施方式在现实中被实施时的朝向。此外,附图中所示的构造物的整体或者一部分的形状以及大小也并不限制现实的形状以及大小。
图2是表示图1所示的无线电力传输***的示意性结构的图。该无线电力传输***具备送电装置100和搬运机器人10。送电装置100具备一对送电电极120a、120b和向送电电极120a、120b提供交流电力的送电电路110。送电电路110例如是包含逆变器电路的交流输出电路。送电电路110将从未图示的直流电源提供的直流电力变换为交流电力并输出给一对送电电极120a、120b。也可以在将交流变换后的电力施加于送电电极的前级,***减少阻抗不匹配的匹配电路。
搬运机器人10具备受电装置200和负载330。受电装置200具备:一对受电电极220a、220b、和将受电电极220a、220b接受的交流电力变换为负载330所请求的电力并提供给负载330的受电电路210。受电电路210例如能够包含整流电路或者频率变换电路等各种电路。也可以在将受电电极受电的电力输出给整流电路的前级,***减少阻抗不匹配的匹配电路。
负载330例如是电机、蓄电用的电容器或者二次电池等消耗或者积蓄电力的设备。通过一对送电电极120a、120b与一对受电电极220a、220b之间的电场耦合,利用无线来在两者对置的状态下传输电力。被传输的电力被提供给负载330。
各送电电极也可能不与地面平行而与地面交叉配置。例如,在配置于壁等的情况下,各送电电极能够与地面几乎垂直地配置。移动体中的各受电电极也能够与地面交叉配置,以使得与送电电极对置。这样,受电电极的配置是根据送电电极的配置而决定的。
在这种电场耦合方式的无线电力传输***中,一般对置的送电电极与受电电极之间的电容较小。因此,在传输较大电力的情况下,向送电电极120a、120b施加较高电压。在该情况下,向送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b的周围泄漏的电场的强度也变高。
图3是表示电力传输时形成于送电电极120a、120b的周围的电场的分布的一个例子的图。在图3中,电场强度越高的区域越被较浓描绘。为了减小电磁噪声等对电子设备的影响,需要缩小分布于各电极的周围的电场强度较高的区域的范围。例如,需要使从各电极分离规定的距离的位置处的电场强度不超过电子设备的规定的抗干扰性基准值。此外,考虑生物体安全性,以国际非电离放射线防护委员会(ICNIRP)规定的基准值为目标,也存在需要减少泄漏电场强度的情况。
本发明人基于以上的考察,想到了以下说明的本公开的各方式。
本公开的一方式所涉及的电极单元是一种电场耦合方式的无线电力传输***中的送电装置或者受电装置中使用的电极单元,具备:第1电极,在电力传输时施加第1电压;第2电极,在电力传输时施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压;和第3电极,与所述第1以及第2电极分离地被配置,在电力传输时带有比所述第1以及第2电压的振幅小的振幅的第3电压,所述第1以及第2电极沿着电极配置面而被配置,从与所述电极配置面垂直的方向观察,所述第3电极的至少一部分处于与所述第1以及第2电极不重叠的位置。
多个第1电极以及多个第2电极沿着某个面而被排列。将该面称为“电极配置面”。电极配置面并不局限于精确的平面,也可以是曲面。不需要全部电极处于相同平面上,这些电极沿着电极配置面而排列即可。
根据上述方式,所述电极单元具备第3电极,所述第3电极与所述第1以及第2电极分离配置,在电力传输时带有比所述第1以及第2电压的振幅小的振幅的第3电压。并且,从与所述电极配置面垂直的方向观察,所述第3电极的至少一部分处于不与所述第1以及第2电极重叠的位置。
通过这种结构,第1以及第2电极的至少一个的附近,特别是侧方的泄漏电场减少。由此,例如,能够减少周边的设备的误动作的风险。
在将第3电极配置于第1以及第2电极的双方附近的情况下,能够减少第1以及第2电极的双方附近的电场强度。因此,能够进一步减少上述的风险。
上述的电极单元能够被搭载于送电装置以及受电装置的一方或者两方。若送电装置以及受电装置的两方具备第3电极,则能够得到特别高的效果。
在上述的电极单元被搭载于送电装置的方式中,第1以及第2电极与输出交流电力的送电电路连接。送电电路例如具备逆变器电路,向第1以及第2电极提供交流电力。通过送电电路,向第1电极施加第1电压,向第2电极施加第1电压的相反的相位的第2电压。这里,所谓“相反的相位”,是指相差大于90度且小于270度的值的相位。典型地,第2电压的振幅与第1电压的振幅几乎相等。
另一方面,在电极单元被搭载于受电装置的方式下,第1以及第2电极从与这些对置的送电装置中的一对送电电极接受交流电力。此时,向第1电极施加第1电压,向第2电极施加第1电压的相反的相位的第2电压。在该情况下,典型地,第2电压的振幅也与第1电压的振幅几乎相等。
若向第1以及第2电极施加交流电压,则在位于其附近的第3电极也能够产生电位变动。此外,第3电极能够与外部电位连接。作为其结果,第3电极带有第3电压。第3电极的电位变动比第1以及第2电极的电位振幅弱,作为结果,使从第1以及第2电极产生的向周边的电场泄漏分布难以向侧面方向扩展。因此,特别地,能够抑制向侧面方向的泄漏电场。
为了在电力传输时第3电极带有第3电压,例如考虑以下的两个结构。在第1结构中,第3电极与被设置于送电装置或者受电装置的壳体或者电路的接地端子连接。通过第3电极与接地端子的导通可实现第3电压向第3电极的提供。在第2结构中,第3电极包含:与第1电极接近的第1部分、与第2电极接近的第2部分、和将第1部分以及第2部分连结的第3部分。在第2结构中,通过第1部分以及第2部分与第1电极的电磁耦合、以及第2部分以及第3部分与第2电极的电磁耦合,可实现第3电压向第3电极的提供。
在某个实施方式中,从与所述电极配置面垂直的方向观察,所述第3电极之中、与所述第1以及第2电极不重叠的部分的面积比所述第3电极之中、与所述第1以及第2电极重叠的部分的面积大。在另一实施方式中,从与所述电极配置面垂直的方向观察,所述第3电极的整体与所述第1以及第2电极不重叠。根据这样的结构,能够抑制第3电极位于送电侧的第1以及第2电极与对置于这些的受电侧的第1以及第2电极之间所导致的不必要的耦合。由此,能够抑制传输能量的损失,并且能够有效地抑制第1电极或者第2电极的侧方的泄漏电场。
在本说明书中,有时将被搭载于送电装置的电极单元称为“送电电极单元”,将被搭载于受电装置的电极单元称为“受电电极单元”。在电极单元被搭载于送电装置的情况下,将第1电极以及第2电极分别称为送电电极。在电极单元被搭载于受电装置的情况下,将第1电极以及第2电极分别称为受电电极。在电力传输时,一对送电电极与一对受电电极对置。通过这些之间的电场耦合,从一对送电电极向一对受电电极传输电力。
在送电电极单元以及受电电极单元的各自中,也可以第1电极以及第2电极的一方被分割为并列的两个部分。在该情况下,在该两个部分之间,配置第1电极以及第2电极的另一个。向该两个部分施加相同的相位的电压。根据这种结构,也能够得到抑制第1电极与第2电极的边界上的泄漏电场的效果。在某个例子中,该两个部分以及第1以及第2电极的另一个具有在相同的方向延伸的构造。该两个部分的宽度例如能够被设定为接近于所述第2电极的宽度的一半的值。例如,该两个部分的宽度能够被设定为所述第2电极的宽度的0.4倍以上且0.6倍以下。这样,在第1以及第2电极的一方被分割为两个部分的结构中,有助于电力传输的电极实质上存在三个。在提到这种结构时,有时将这三个电极称为“一组电极”。
电极单元也可以具备片状构造体。第1至第3电极也可以处于片状构造体的内部。在某个实施方式中,也可以将形成于片状构造体中包含的基板的导电体图案使用为第1至第3电极。片状构造体例如也可以是具有多个层的层叠构造体。在某个例子中,第1至第3电极的至少两个位于多个层之中的不同的层。这种结构例如在与第1至第3电极分开地,配置包含用于抑制泄漏电场的导电体的屏蔽件的情况下也容易采用。这种屏蔽件例如能够被配置为在送电装置与受电装置之间,覆盖第1电极与第2电极的缝隙。在该情况下,屏蔽件被配置于与第1以及第2电极不同的层。第3电极例如也能够配置于与屏蔽件相同的层。第1以及第2电极也可以被配置于不同的层。
本公开的某个实施方式中的送电装置具备:上述的电极单元、和向电极单元中的第1以及第2电极提供交流电力的送电电路。
本公开的另一实施方式中的受电装置具备:上述的电极单元、和将电极单元中的第1以及第2电极所接受的交流电力变换为直流电力或者其他交流电力并提供给负载的受电电路。
本公开的又一实施方式中的无线电力传输***具备:具备送电电极单元的送电装置、和具备受电电极单元的受电装置。送电电极单元以及受电电极单元的至少一方具备与所述的电极单元同等的结构。
受电装置例如能够被搭载于移动体。本公开中的“移动体”并不限定于所述的搬运机器人那样的车辆,是指被电力驱动的任意的可移动物体。移动体中例如包含具备电动机以及一个以上的车轮的电动车辆。这种车辆例如能够是所述的搬运机器人等的无人搬运车(Automated Guided Vehicle:AGV)、电动汽车(EV)、电动推车、电动轮椅。本公开中的“移动体”中,也包含不具有车轮的可移动物体。例如,两足步行机器人、多轴直升机等的无人机(Unmanned Aerial Vehicle:UAV,所谓无人驾驶飞机)、有人的电动航空机以及电梯等也包含于“移动体”。
本公开的另一实施方式中的电子设备被搭载于具备上述的受电装置的移动体。受电装置接受从送电装置无线地传输的电力并提供给负载。电子设备具备传感检测设备。传感检测设备从移动体的周围的传感检测对象,利用电磁场或者超声波来获取信息。电子设备也可以还具备屏蔽部件。屏蔽部件在不妨碍电磁场或者超声波从传感检测对象向传感检测设备的传播的情况下,屏蔽从送电装置向受电装置的电力传输时产生的泄漏电磁场。
“传感检测设备”例如能够是摄像元件、人检测传感器、障碍物检测传感器、RFID读取器、无线通信器、超声波传感器、温度传感器等任意的电子设备。传感检测设备例如能够利用紫外线、可见光、红外线、太赫兹波或微波等的电磁波或者电磁感应,来从移动体的周围的传感检测对象获取信息。换句话说,传感检测设备能够利用电磁场来对周围的环境进行传感检测。传感检测设备并不局限于利用电磁场,也可以利用超声波等其他物理的变化来对移动体的周围进行传感检测。
“传感检测对象”(以下,也可能称为“对象物”。)例如能够是包含所述的一维或者二维的代码的标记。传感检测设备例如能够是具备被一维或者二维地排列的多个光电变换元件的摄像元件或者条形码读取器。这些传感器通过拍摄标记,能够获取记录于代码的信息。代码例如能够包含位置信息。在该情况下,传感检测设备通过读取代码,能够获取该代码的位置信息。由此,能够识别移动体的位置。
“传感检测对象”也可以是人或者其他障碍物(例如,动物、其他移动体或者被暂时配置的物体)。在该情况下,传感检测设备例如能够是读取器、激光雷达(LIDAR)、红外线传感器、摄像元件或者超声波传感器等的传感器。这些传感器能够利用电磁波或者超声波来检测周边的人或者其他障碍物的存在。移动体能够基于传感器的输出来执行各种动作。例如,若检测到在送电电极的附近存在人或者其他物体,则移动体能够向送电装置指示以使得减少或者停止传输的电力。
另外,从传感检测对象向传感检测设备传播的电磁场或者超声波在通过屏蔽部件时,也可以稍微衰减。在本说明书中,在屏蔽部件使该电磁场或者超声波的能量的过半数通过的情况下,相当于这些“不妨碍传播”。此外,与屏蔽的噪声频带的电磁分量能量的抑制度相比,在传感检测的该电磁场或者超声波的能量的衰减度较低的情况下,能够实现本发明的功能。
屏蔽部件可以完全包围传感检测设备,也可以在电磁噪声的影响较少的情况下局部包围。屏蔽部件的材料能够根据电力传输中使用的频率以及传感检测的方式来适当地选择。
在传感检测设备利用光来从传感检测对象获取信息的情况下,屏蔽部件能够包含透明导电部件。透明导电部件能够被配置在从传感检测对象向传感检测设备入射的光的路径上。透明导电部件使光透过,但屏蔽电力传输所导致产生的比较低频的电磁场。由此,能够在不影响传感检测的情况下,缓和各电极的周围的电磁场所导致的对传感检测设备的影响。屏蔽部件也可以通过该透明导电部件和非透明的一般的导电部件来包围传感检测设备。
在本说明书中,所谓“光”,并不限定于可见光(波长约为400nm至700nm的电磁波),也包含紫外线(波长约为10nm至400nm的电磁波)以及红外线(波长约为700nm至2500nm的电磁波)。也可能将紫外线称为“紫外区域的光”或者“紫外光”,将可见光称为“可见区域的光”,将红外线称为“红外区域的光”或者“红外光”。
在传感检测设备利用电磁波来从传感检测对象获取信息的方式中,屏蔽部件也可以包含具有至少一个开口的屏蔽件。这种屏蔽件能够被配置于从传感检测对象向传感检测设备的电磁波的传播路径上。屏蔽件至少表面具有导电性。屏蔽件能够接地。在这种方式中,传感检测设备利用具有比从送电装置向受电装置传输的电力的频率f1高的最低频率fm的频带的电磁波来从传感检测对象获取信息。屏蔽件中的各开口的直径被设定为大于传感检测中使用的电磁波的波长的一半且小于电力传输中使用的频率的电磁波的波长的一半的值。换言之,将真空中的光速设为c,屏蔽件中的各开口的直径能够被设定为大于c/(2fm)且小于c/(2f1)的值。由此,屏蔽件使传感检测中利用的较高频率的电磁波通过,但能够屏蔽电力传输所导致的较低频率的电磁波。
传感检测对象例如能够被配置于相邻的两个送电电极之间。被配置于两个送电电极之间的包含一维或者二维的代码的标记或者RF标签等的通信器能够成为传感检测对象。在该情况下,屏蔽部件在从该标记或者通信器向传感检测设备的光或者电波等的电磁波的路径,能够具备所述透明导电部件或者具有至少一个开口的屏蔽件。
传感检测对象也可以位于任意的送电电极上。在该情况下,在多个送电电极与多个受电电极对置的状态下,与传感检测对象重叠的受电电极的部分能够由具有透光性的材料构成。传感检测设备能够对通过了受电电极的具有透光性的部分的来自传感检测对象的光进行检测来获取信息。
以下,对本公开的实施方式更具体地进行说明。但是,存在省略非必要详细的说明的情况。例如,存在省略针对已知事项的详细说明以及实质相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长,使本领域技术人员容易理解。另外,发明人是为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明,并不意图通过这些来限定权利要求书中所述的主题。在以下的说明中,对具有相同或者类似的功能的结构要素赋予相同的参照符号。
(实施方式1)
图4是示意性地表示本公开的实施方式1中的无线电力传输***的图。在图4所示的***中,与图1所示的***同样地,通过无线来从具有被配置于地面之下或者之上的一对送电电极的送电装置向具有一对受电电极的搬运机器人10传输电力。一对送电电极是第1送电电极120a以及第2送电电极120b。第2送电电极120b在沿着第1送电电极120a的表面的第1方向(在本例中为X方向)与第1送电电极120a分离而被配置。
送电电极120a、120b沿着地面而平行延伸。送电电极120a、120b被配置在几乎相同平面上。搬运机器人10能够一边接受电力一边在送电电极120a、120b上移动。
在本实施方式中,与图1所示的结构不同地,第3电极被与第1电极120a以及第2电极120b分别隔开缝隙地被配置。第3电极包含:与第1电极120a接近的第1部分520a和与第2电极120b接近的第2部分520b。在以下的说明中,可能不区分第3电极中的第1部分520a和第2部分520b而分别称为“第3电极520”。
第3电极的第1部分520a以及第2部分520b在与送电电极120a、120b延伸的方向相同的方向上延伸。第1部分520a以及第2部分520b的宽度(X方向的尺寸)比送电电极120a、120b各自的宽度小。第1部分520a以及第2部分520b的宽度可以较小,例如,也可以小于送电电极120a、120b各自的宽度的12%。此外,在从与平行于送电电极120a、120b的平面垂直的方向观察时,第1部分520a以及第2部分520b各自的面积也可以比送电电极120a、120b各自的面积小。第1部分520a以及第2部分520b各自的面积可以较小,例如,也可以小于送电电极120a、120b各自的面积的12%。另外,第3电极各自的宽度或者面积也可以比第1电极120a以及第2电极120b各自的宽度或者面积大。
图5是表示图4所示的无线电力传输***的示意性结构的图。图5除了追加了第3电极的第1部分520a以及第2部分520b这方面,与图2所示的结构相同。
本实施方式中的送电装置100具备电极单元500和送电电路110。电极单元500具备一对送电电极120a、120b和第3电极(包含第1部分520a以及第2部分520b。)。送电电路110向送电电极120a、120b提供交流电力。送电电路110例如是包含逆变器电路的交流输出电路。送电电路110将从未图示的直流电源提供的直流电力变换为交流电力并输出到一对送电电极120a、120b。搬运机器人10具备与图2所示的搬运机器人10相同的结构。
通过这种结构,搬运机器人10能够一边沿着送电电极120a、120b移动一边通过无线来接受电力。搬运机器人10保持送电电极120a、120b与受电电极220a、220b接近并对置的状态,并且在送电电极120a、120b延伸的方向(图1中的Y方向)上移动。由此,搬运机器人10例如能够对电容器等的蓄电器进行充电并且进行移动。
在电力传输时,向第1送电电极120a施加第1电压,向第2送电电极120b施加与第1电压相反的相位的第2电压。这里,所谓相反的相位,是指具有大于90度且小于270度的相位差。典型地,第2电压的相位与第1电压的相位相差180度。但是,即使两者的相位差从180度偏离,也能够进行电力传输。第2电压的振幅与第1电压的振幅几乎相等。严格来说,第1以及第2电压可能不仅包含传输频率的分量,还包含其他多个频率的分量。在该情况下,与上述相位相关的条件成立的都是针对传输频率的分量。这里,所谓“传输频率”,是指与送电电极120a、120b连接的逆变器电路的开关频率。
第3电极中的第1部分520a在电力传输时,带有比第1电压低振幅的电压。另一方面,第3电极中的第2部分520b在电力传输时,带有比第2电压低振幅的电压。即,第3电极的第1部分520a以及第2部分520b所带有的电压的振幅均比第1以及第2电压的振幅小。这里,所谓“电压”,是指相对于基准电位的电位。基准电位典型地为接地电位。
为了在电力传输时,第3电极中的第1部分520a以及第2部分520b带有上述的电压,大体上存在两个方法。第1方法是将第1部分520a以及第2部分520b接地。第2方法是将第1部分520a以及第2部分520b相互连接。
图6是示意性地表示第3电极的第1部分520a以及第2部分520b被接地的结构的例子的图。在该例子中,第3电极的第1部分520a以及第2部分520b分别与送电电路110中的接地端子连接。在电力传输时,从送电电路110中的逆变器电路Inv向送电电极120a、120b施加交流电压。另一方面,第3电极的第1部分520a以及第2部分520b中的电位被固定于第3电压,其结果,送电电极120a、120b的侧方处的泄漏电场的强度减少。
在该例子中,第3电极仅包含第1部分520a以及第2部分520b。第1送电电极120a、第2送电电极120b、第3电极的第1部分520a以及第2部分520b具有在同一方向延伸的构造。在第3电极中,从连接于接地端子的部位即第1部分520a的一端以及第2部分520b到各自的另一端的长度例如能够被设定为小于传输的电力的频率所对应的波长的1/4。这是为了避免第3电极作为天线而发挥作用并进行不必要的辐射。
图7A以及图7B是示意性地表示第1部分520a以及第2部分520b相互连接的构成的例子的图。在这些例子中,第3电极进一步包含将第1部分520a与第2部分520b连结的第3部分520c。第3电压向第3电极的提供可通过第1部分520a以及第3部分520c与第1送电电极120a的电磁耦合、还有第2部分520b以及第3部分520c与第2电极120b的电磁耦合来实现。
在图7A的例子中,第1部分520a以及第2部分520b在与送电电极120a、120b延伸的方向相同的方向上延伸。在图7A的例子中,第1部分520a以及第2部分520b的长度被设定为比送电电极120a、120b的长度稍长。这是为了通过第3部分520c,将第1部分520a的一端与第2部分520b的一端连结。在未图示的其它例子中,第1部分520a以及第2部分520b也可以被限定配置于需要抑制向X方向的电场泄漏的部位。在该情况下,也可以将第1部分520a以及第2部分520b的长度设定为比送电电极120a、120b短。在从垂直于XY面的方向观察时,送电电极120a、120b位于由第1部分520a、第2部分520b以及第3部分520c规定的区域的内侧。这里,所谓由第1部分520a、第2部分520b以及第3部分520c规定的区域,是指被这些部分包围的区域。
在图7B的例子中,第3部分520c在第1送电电极120a以及第2送电电极120b的背面侧,将第1部分520a的两端以外的部位与第2部分的两端以外的部位连结。所谓“背面侧”,是指电力传输时受电电极220a、220b所位于的一侧的相反侧。如图所示,第3部分520c可以将第1部分520a的中央部与第2部分520b的中央部连结,也可以将其他部位彼此连结。此外,也可以多根第3部分520c将第1部分520a与第2部分520b连接。
在图7A以及图7B所示的结构中,若向送电电极120a、120b施加交流电压,则在第3电极的各部位与送电电极120a、120b之间产生电容耦合。具体而言,第3部分520c之中接近于第1送电电极120a的部分以及第1部分520a与第1送电电极120a耦合。另一方面,第3部分520c之中接近于第2送电电极120b的部分以及第2部分520b与第2送电电极120b耦合。另一方面,由于第3电极520经由第3部分520c而被强制地导电连接,因此电位被强制地固定。其结果,发现在送电电极120a、120b的周边伴随着低振幅的第3电位的第3电极所出现的效果。即,向X轴向的泄漏电场的强度急剧减少。
在图7A以及图7B所示的结构中,第3电极的第1送电电极120a与第3电极的耦合电容能够被设计为接近于第2送电电极120b与第3电极的耦合电容。例如,第3电极能够被设计为这两个的耦合电容一致。通过这种结构,能够有效地抑制泄漏电场。
本发明人针对本实施方式的结构以及未设置第3电极的比较例的结构这两者进行电磁场解析,验证了本实施方式的效果。以下,参照图8至图10B来对解析结果进行说明。
图8是示意性地表示比较例的结构的图。在比较例中,与现有的电场耦合方式的无线电力传输***同样地,未设置第3电极。图9是示意性地表示本实施方式的结构的图。在实施方式中,在一对送电电极120a、120b的两侧,配置第3电极(第1部分520a以及第2部分520b)。第3电极被接地。在图8以及图9的各例中,向送电电极120a、120b输入交流电力,对切剖面C处的电场强度的分布进行计算。
解析中使用的参数如下。
·送电电极120a、120b的宽度:w1=150mm
·送电电极120a、120b之间的间隙:g1=25mm
·输入电力P=1kW
·第3电极的部分520a、520b的宽度:w2=18mm
·送电电极120a、120b与第3电极之间的间隙:g2=2mm
在图8的比较例中,送电电极120a、120b处于ABS树脂制的片状构造体的内部。在图9的实施方式中,送电电极120a、120b以及第3电极的部分520a、520b处于相同的ABS树脂制的片状构造体的内部。片状构造体的宽度(X方向的尺寸)设为400mm。
图10A以及图10B是表示解析结果的图。图10A表示图8所示的比较例中的电场分布。图10B表示图9所示的实施方式中的电场分布。在这些图中,阴影表示电场强度超过ICNIRP规定的基准值的区域。电场强度越高的区域越被较深描绘。根据图10A、10B可知,在实施方式的结构中,送电电极120a、120b的侧方的泄漏电场能够减少。在本解析中,若从送电电极120a的端部到电场强度为基准值以下的位置的距离从267.5mm到167.5mm,则缩小了约37%。这样,能够确认通过设置第3电极,泄漏电场的强度较大降低。
本发明人在改变第3电极的宽度以及第3电极与各送电电极的间隙的大小等的参数并进行相同的解析之后,任意的例子都能够确认与上述相同的效果。确认了第3电极的宽度即使较小也能够得到充分的效果。例如,在上述实施例中,即使在将w2从18mm减小到0.5mm的情况下,从送电电极120a的端部到电场强度为基准值以下的位置的距离仅增加1.4cm,可确认本申请的效果。
如以上那样,根据本实施方式,在送电电极120a、120b的两侧配置第3电极。由此,可抑制送电电极120a、120b的两侧的区域中的泄漏电场。
在本实施方式中,在送电电极120a、120b的双方附近设置了第3电极,但也可以仅在送电电极120a、120b的一个附近设置第3电极。在这种结构中,能够抑制送电电极120a、120b的一个周围的泄漏电场。
第3电极也可以配置于受电装置200中的受电电极220a、220b的至少一个附近。即使是这种结构,也能够抑制电力传输时的泄漏电场。
关于第3电极的大小、形状以及位置,能够进行各种变形。以下,对几个变形例进行说明。
图11A至图11D表示第3电极520仅被设置于第1送电电极120a的附近的例子。图11A表示第3电极520处于与送电电极120a、120b相同的平面上的例子。图11B表示第3电极520与送电电极120a、120b的任意电极都不处于相同平面上的例子。图11C表示第3电极520的厚度比电极120a、120b的厚度厚的例子。图11D表示第3电极520较大、在从垂直于送电电极120a、120b的表面的方向观察时、第3电极520的一部分与送电电极120a重叠的例子。
如这些例子那样,第3电极520能够取多样的构造。这些变形例也能够同样应用于第2送电电极120b的附近配置第3电极520的情况、以及在受电电极220a、220b的附近配置第3电极520的情况。
图12A至图12H表示第3电极520的配置的类型。图12A表示仅在一个送电电极120a的附近配置第3电极520的例子。图12B表示在一对送电电极120a、120b的双方附近配置第3电极520的例子。图12C表示仅在一个受电电极220a的附近配置第3电极520的例子。图12D表示在一对受电电极220a、220b的双方附近配置第3电极520的例子。图12E表示在一个送电电极120b的附近以及一个受电电极220a的附近分别配置第3电极520的例子。图12F表示在一个送电电极120b的附近以及一个受电电极220b的附近分别配置第3电极520的例子。图12G表示在送电电极120a、120b的双方附近以及一个受电电极220a的双方附近配置第3电极520的例子。图12H表示在送电电极120a、120b的双方附近以及受电电极220a、220b的双方附近配置第3电极520的例子。
这样,第3电极520的配置中能够实现各种方式。在图12E至图12H所示的例子中,在送电装置以及受电装置这两个设置第3电极520。送电侧的第3电极520以及受电侧的第3电极520被配置于相互不对置的位置。在电力传输时,送电侧的第3电极520与受电侧的第3电极520之间的电容分别比送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间的电容小。关于送电电极120a、120b和受电电极220a、220b,通过使其相互对置来产生耦合电容,有助于电力传输。与此相对地,由于送电侧的第3电极520与受电侧的第3电极520对于电力传输没有帮助,因此不需要使其相互对置。反倒是若使两个第3电极520对置,则产生不必要的耦合,其间产生不必要的电场。因此,在所述各例子中,被配置为送电侧的第3电极520与受电侧的第3电极520不对置。
图13A是表示另一变形例的剖视图。图13B是表示本变形例的俯视图。在该例子中,被分割为第1送电电极120a并列延伸的两个部分,在该两个部分之间,配置第2送电电极120b。第1送电电极120a的两个部分各自的宽度为第2送电电极120b的宽度的一半。从逆变器电路向第1送电电极120a的两个部分施加同相位同振幅的交流电压。根据该结构,在第1送电电极120a的两个部分与第2送电电极120b的边界上的区域,电场被消除,因此也能够同时抑制高度方向(图13A中的纵向)的泄漏电场。
在图13A、13B所示的结构中,受电装置中的第1电极也同样被分割为两个部分,第2电极位于其之间。将送电装置中的第1电极120a的两个部分和第2电极120b称为“一组送电电极”。将受电装置中的第1电极的两个部分和第2电极120b称为“一组受电电极”。在一组送电电极与一组受电电极对置的状态下传输电力。
在图13A、13B所示的结构中,第3电极520位于第1送电电极120a中的两个部分的两侧。并不限定于这样的配置,第3电极520也可以被配置于这两个部分的单侧。此外,也可以取代将第3电极与送电电路110的接地端子连接,采用与图7B的结构相同的结构。
也可以取代第1电极120a,将第2电极120b分割为并列的两个部分,在其间配置第1电极120a。此外,被分割的电极的各部分的宽度也可以与未被分割的电极的宽度的一半不同。被分割的电极的各部分的宽度例如能够被设定为未分割的电极的宽度的0.4倍以上且0.6倍以下,但也可以被设定为该范围外的值。
接下来,对与本实施方式的无线电力传输***中的电力传输有关的结构更加详细地进行说明。另外,以下说明的***的结构是一个例子,也可以根据被要求的功能以及性能,适当地进行变更。
图14是示意性地表示与本实施方式的无线电力传输***中的电力传输有关的结构的框图。送电装置100具备:将从外部的电源310提供的电力变换为电力传输用的交流电力的送电电路110、对交流电力进行送电的两个送电电极120a、120b、第3电极520、连接于送电电路110与送电电极120a、120b之间的匹配电路180。在本实施方式中,送电电路110经由匹配电路180而与第1以及第2送电电极120a、120b电连接,向第1以及第2送电电极120a、120b输出交流电力。搬运机器人10具备受电装置200和负载330。
受电装置200具有:与两个送电电极120a、120b电容耦合并接受电力的两个受电电极220a、220b、第3电极520、与两个受电电极220a、220b连接的匹配电路280、和与匹配电路280连接并将接受的交流电力变换为直流电力并输出的受电电路210。第1受电电极220a在与第1送电电极120a对置时,与第1送电电极120a之间形成电容耦合。第2受电电极220b在与第2送电电极120b对置时,与所述第2送电电极之间形成电容耦合。经由这两个电容耦合,交流电力通过非接触而被从送电装置100传输到受电装置200。
本实施方式中的搬运机器人10的壳体、送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b各自的尺寸并不被特别限定,但例如能够设定为以下的尺寸。送电电极120a、120b、第3电极520的长度(Y方向的尺寸)例如能够被设定为50cm~20m的范围内。送电电极120a、120b各自的宽度(X方向的尺寸)例如能够被设定为5cm~2m的范围内。各第3电极520的宽度例如能够被设定为0.5mm~200mm的范围内。搬运机器人10的壳体的行进方向以及横向上的各自的尺寸例如能够设定为20cm~5m的范围内。受电电极220a的长度(行进方向上的尺寸)例如能够设定为5cm~2m的范围内。受电电极220a的宽度(横向上的尺寸)例如能够设定为2cm~2m的范围内。送电电极间的间隙以及受电电极间的间隙例如能够设定为1mm~40cm的范围内。其中,这些的数值范围并不被限定。
负载330例如能够包含驱动用的电动机以及蓄电用的电容器或者二次电池。负载330通过从受电电路210输出的直流电力而被驱动或者充电。
电动机能够是直流电机、永磁同步电机、感应电机、步进电机、磁阻电机等任意的电机。电机经由轴以及齿轮等来使搬运机器人10的车轮旋转,使搬运机器人10移动。根据电机的种类,受电电路210能够包含整流电路、逆变器电路、逆变器控制电路等各种电路。受电电路210也可以为了驱动交流电机,包含将受电的能量(电力)的频率(传输频率)直接变换为用于驱动电机的频率的转换器电路。
电容器例如能够是双电层电容器或者锂离子电容器等高容量并且低电阻的电容器。通过将这种电容器用作为蓄电器,相比于使用电池(二次电池)的情况,能够迅速充电。另外,也可以取代电容器,使用二次电池(例如,锂离子电池等)。在该情况下,充电所需时间增加,但能够蓄积更多的能量。移动体10通过电容器或者二次电池中蓄积的电力来驱动电机并进行移动。
若移动体10移动,则电容器或者二次电池的蓄电量(充电量)降低。因此,为了继续移动,需要再充电。因此,若在移动中充电量低于规定的阈值,则搬运机器人10移动到送电装置100的附近,进行充电。送电装置100能够被设置于工厂内的多个位置。
图15是表示无线电力传输***的更加详细的构成例的电路图。在图示的例子中,送电装置100中的匹配电路180具有:与送电电路110连接的串联谐振电路130s、与送电电极120a、120b连接并与串联谐振电路130s感应耦合的并联谐振电路140p。匹配电路180具有使送电电路110的阻抗与送电电极120a、120b的阻抗匹配的功能。送电装置100中的串联谐振电路130s具有第1线圈L1与第1电容器C1串联连接的结构。送电装置100中的并联谐振电路140p具有第2线圈L2与第2电容器C2并联连接的结构。第1线圈L1与第2线圈L2构成以规定的耦合系数耦合的变压器。第1线圈L1与第2线圈L2的匝数比被设定为实现所希望的变压比(升压比或者降压比)的值。
受电装置200中的匹配电路280具有:与受电电极220a、220b连接的并联谐振电路230p、与受电电路210连接并与并联谐振电路230p感应耦合的串联谐振电路240s。匹配电路280具有使受电电极220a、220b的阻抗与受电电路210的阻抗匹配的功能。并联谐振电路230p具有第3线圈L3与第3电容器C3并联连接的结构。受电装置200中的串联谐振电路240s具有第4线圈L4与第4电容器C4串联连接的结构。第3线圈L3与第4线圈L4构成以规定的耦合系数耦合的变压器。第3线圈L3与第4线圈L4的匝数比被设定为实现所希望的变压比的值。
另外,匹配电路180、280的结构并不限定于图15所示的结构。例如,也可以分别取代串联谐振电路130s、240s,设置并联谐振电路。此外,也可以分别取代并联谐振电路140p、230p,设置串联谐振电路。进一步地,也可以省略匹配电路180、280的一方或者两方。在省略匹配电路180的情况下,送电电路110与送电电极120a、120b被直接连接。在省略匹配电路280的情况下,受电电路210与受电电极220a、220b被直接连接。在本说明书中,设置有匹配电路180的结构也相当于送电电路110与送电电极120a、120b被电连接的结构。同样地,设置有匹配电路280的结构也相当于受电电路210与受电电极220a、220b被电连接的结构。
图16A是示意性地表示送电电路110的构成例的图。在该例子中,送电电路110具有:包含4个开关元件(例如IGBT或者MOSFET等的晶体管)的全桥型的逆变器电路和控制电路112。控制电路112具有:输出对各开关元件的接通(导通)以及断开(非导通)的状态进行控制的控制信号的栅极驱动器、使栅极驱动器输出控制信号的微控制器(微型电脑)等处理器。也可以取代图示的全桥型的逆变器电路,使用半桥型的逆变器电路或者E级等其他振荡电路。送电电路110也可以具有通信用的调制解调器电路、对电压/电流等进行测定的各种传感器。在具有通信用的调制解调器电路的情况下,能够与交流电力重叠来将数据发送给受电装置200。在电源310为交流电源的情况下,送电电路110将输入的交流电力变换为频率或者电压不同的其他方式的交流电力。
另外,本公开也可包含并不以电力传输为目的而以发送数据为目的的将微弱的交流信号(例如脉冲信号)发送给受电装置200的方式。即使是这种方式,由于可以说传输微弱的电力,因此传输微弱的交流信号(例如脉冲信号)也能够包含于“送电”或者“电力传输”的概念。此外,这种微弱的交流信号也可包含于“交流电力”的概念。
图16B是示意性地表示受电电路210的构成例的图。在该例子中,受电电路210是包含二极管桥和平滑电容器的全波整流电路。受电电路210也可以具有其他整流器的结构。受电电路210除了整流电路,也可以包含额定电压/额定电流控制电路、通信用的调制解调器电路等的各种电路。受电电路210将接受的交流能量变换为负载330可利用的直流能量。对从串联谐振电路240s输出的电压以及电流等进行测定的各种传感器也可以包含于受电电路210。
谐振电路130s、140p、230p、240s中的各线圈例如能够是形成在电路基板上的平面线圈或层叠线圈、或者使用铜线、利兹线或绞合线等的卷线线圈。对于谐振电路130s、140p、230p、240s中的各电容器,例如能够利用具有芯片形状或者导线形状的所有类型的电容器。也能够使隔着空气的2个布线间的电容作为各电容器而发挥作用。也可以取代这些电容器,使用各线圈具有的自谐振特性。
电源310例如可以是工业电源、一次电池、二次电池、太阳能电池、燃料电池、USB(Universal Serial Bus)电源、高容量的电容器(例如双电层电容器)与工业电源连接的电压变换器等的任意电源。在本实施方式中,电源310是直流电源,但也可以是交流电源。
谐振电路130s、140p、230p、240s的谐振频率f0典型地,被设定为与电力传输时的传输频率f1一致。谐振电路130s、140p、230p、240s的各自的谐振频率f0也可以不严格与传输频率f1一致。各自的谐振频率f0例如也可以被设定为传输频率f1的50~150%程度的范围内的值。电力传输的频率f1例如能够被设定为50Hz~300GHz,在某个例子中被设定为20kHz~10GHz,在其他例子中被设定为79kHz~20MHz,在又一其他例子中被设定为79kHz~14MHz。
在本实施方式中,送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间为空隙,其距离较长(例如,10mm程度)。因此,电极间的电容Cml、Cm2非常小,送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b的阻抗非常高(例如,几kΩ程度)。与此相对地,送电电路110以及受电电路210的阻抗例如低为几Ω程度。在本实施方式中,在接近于送电电极120a、120b以及受电电极220a、220b的一侧分别配置并联谐振电路140p、230p,在接近于送电电路110以及受电电路210的一侧分别配置串联谐振电路130s、240s。通过这种结构,能够容易地进行阻抗的匹配。串联谐振电路由于在谐振时阻抗为零(0),因此适合于与较低输入输出阻抗的外部电路的匹配。另一方面,并联谐振电路由于在谐振时阻抗为无限大,因此适合于与较高输入输出阻抗的外部电路的匹配。因此,如图15所示的结构那样,通过在与较低输入阻抗的电源电路侧的连接点配置串联谐振电路,在与较高输出阻抗的电极侧的连接点配置并联谐振电路,能够容易地实现阻抗匹配。同样地,通过在电极侧配置并联谐振电路,在负载侧配置串联谐振电路,能够适当地实现受电装置200中的阻抗匹配。
另外,在缩短送电电极120a、120b与受电电极220a、220b之间的距离或在其间配置电介质的结构中,电极的阻抗变低。在该情况下,不需要设为上述那样的非对称的谐振电路的结构。此外,在不存在阻抗匹配的问题的情况下,也可以省略匹配电路180、280本身。
在图14的例子中,第3电极520被配置于受电装置200的内部、即搬运机器人10的内部。并不局限于这种构造,第3电极520也可以被配置于受电装置200的外部或者搬运机器人10的外部。例如,也可以在受电装置200的壳体的外侧形成第3电极520。
图17是表示在搬运机器人10的壳体的外壁面的底部配置第3电极520的例子的图。这样,第3电极520也可以被配置于搭载受电装置200的设备(在该例子中为搬运机器人10)的壳体的外侧。根据这种结构,即使在壳体的内部没有配置第3电极520的空间的情况下,也能够得到基于第3电极520的泄漏电场抑制的效果。
另外,在到此为止的说明中,搬运机器人10内置了受电装置200,但也可以解释为搬运机器人10本身相当于受电装置。进一步来讲,能够将具备受电用的“电极单元”的任意的设备称为“受电装置”。因此,“受电装置的壳体”不仅指搬运机器人10等设备的内部的壳体,也指该设备本身的壳体。也可以第3电极的至少一部分被配置于受电装置的壳体。
图18以及图19是示意性地表示本公开的其他的变形例中的送电电极120a、120b以及第3电极520的配置的立体图。在图18的例子中,送电电极120a、120b具有横向稍长的矩形形状。在图19的例子中,送电电极120a、120b具有椭圆的一部分那样的形状。这样,送电电极120a、120b不必具有延伸为条纹状的形状。第3电极520能够被接近配置于这些电极120a、120b的两侧。
图20是示意性地表示本公开的又一变形例中的送电电极120a、120b以及第3电极520的配置的剖视图。在图20的例子中,送电电极120a、120b的表面不处于相同平面上。这样,送电电极120a、120b的表面也可以不处于相同平面上。图20那样的结构也相当于在沿着第1送电电极120a的表面的方向分离配置第2送电电极120b的结构。
另外,各送电电极以及各受电电极的表面不必具有完全平面的形状,例如也可以具有弯曲的形状或者包含凹凸的形状。这种表面也只要为示意性地平面,就相当于“平面状的表面”。此外,各送电电极也可以相对于路面倾斜。
(实施方式2)
接下来,对搬运机器人10具备电子设备的实施方式进行说明。
在搬运机器人10能够搭载各种电子设备。例如,能够搭载对处于周围的人、动物或者其他移动体等可移动物体进行检测的传感器。或者,能够搭载对被配置于地面的位置检测用的标记进行读取的传感器等电子设备。
图21是表示在地面配置有位置检测用的多个标记的工厂的例子的图。在该例子中,对地面的多个位置赋予例如包含QR码(注册商标)等二维码的标记50。搬运机器人10在壳体的底面,具备读取标记50的摄像元件(即图像传感器)。标记50的二维码表示其位置的坐标。搬运机器人10通过利用摄像元件来拍摄标记50,来获取该标记50中记录的位置信息。由此,搬运机器人10能够识别自己的位置。
在该例子中,标记50包含二维码,但也可以包含一维码(例如,条形码)。或者,也可以取代标记50,设置RF标签。在该情况下,搬运机器人10具备与RF标签之间进行基于电波或者电磁感应的通信的天线以及通信器等的电子设备。通过使用RF标签,能够向搬运机器人10提供比使用二维码的情况更多的信息。
在图21所示的移动体***中,搬运机器人10为了信息的读取,暂时停止在标记50的位置或减速。在该定时若能够一并进行电力传输则是高效的。因此,本发明人研究了一种能够同时进行电力传输和信息的读取的移动体***。
图22是示意性地表示同时进行电力传输和信息的读取的移动体***的一个例子的图。在该***中,在铺设于地面的一对送电电极120之间配置多个标记50。在搬运机器人10的底面配置摄像元件。在从送电电极120向受电电极220传输电力的状态下,摄像元件进行记录于标记50的信息的读取。
在这样的***中,不能忽略泄漏电场对摄像元件的影响。特别地,在传输较大电力的情况下,向各送电电极120施加较高电压。在该情况下,从送电电极120以及受电电极220向周边的空间泄漏的电场能够变强。其结果,不能否定影响波及到摄像元件的动作的可能性。
该课题并不局限于摄像元件,在其他传感检测设备中也能够同样产生。例如,在受电电极群的附近配置人检测传感器、障碍物检测传感器、RFID读取器、无线通信器或者超声波传感器这种传感检测设备的情况下也能够产生相同的课题。也存在驱动上述传感检测设备或在电子设备搭载对得到的信息进行判断等的电子电路的情况。针对这些电子电路的干扰也成为课题。
在本实施方式中,在搭载于移动体的电子设备的附近,配置所述第3电极。例如,在移动体中的一对受电电极之间配置第3电极。电子设备在从垂直于电极配置面的方向观察的情况下被配置于两个受电电极之间。通过这种结构,能够抑制泄漏电场对电子设备中的传感检测设备的影响。
图23是表示本实施方式中的***的构成例的框图。在本实施方式中,搬运机器人10中的受电装置200除了一对受电电极220以及受电电路210,还具备对记录于标记50的信息进行读取的电子设备290、在一对受电电极220之间具备两个第3电极520。送电装置100具备送电电路110和一对送电电极120。在本实施方式中,在送电装置100未配置第3电极,但也可以在一对送电电极120的附近也配置第3电极。
图24A是示意性地表示电子设备290的结构以及配置的例子的剖视图。本实施方式中的电子设备290具备:摄像元件292、对摄像元件292进行控制的控制电路294、收纳摄像元件292以及控制电路294的导电部件296。在图24中被省略,但电子设备290也能够具备在摄像元件292的受光面293形成像的透镜等的光学***。
导电部件296具有对控制电路294以及摄像元件292进行支承的底部和筒状的侧部。导电部件296能够由不具有透光性的通常的导电性材料构成。导电部件296包围摄像元件292以及控制电路294。
在本实施方式中,各送电电极120以及各受电电极220的表面是平面状,与地面几乎平行。两个送电电极120被配置在地面上。两个受电电极220以及两个第3电极520位于与地面几乎平行的相同平面上。作为传感检测对象的标记50位于相邻的两个送电电极120之间。
从垂直于各电极的方向观察时,摄像元件292的受光面293的中心处于与相邻的两个受电电极220之间的间隙重叠的位置。即,摄像元件292被配置为面对地面以使得其受光面293与受电电极220均未对置。受光面293的中心的X坐标可以与两个受电电极220之间的间隙的中心的X坐标一致也可以稍微偏移。也可以透明部件位于受光面293与地面之间。
在摄像元件292拍摄标记50时,光从视认对象的标记50向摄像元件292的受光面293入射。另一方面,起因于电力传输而在各电极的周围产生的泄漏电场被两个第3电极520减少。因此,能够减少电磁噪声对摄像元件292的影响。此外,在本实施方式中,由于配置有导电部件296,因此能够进一步减少电磁噪声对摄像元件292的影响。
另外,也可以透明导电部件位于摄像元件292的受光面293与地面之间。在设置这种透明导电部件的情况下,能够进一步抑制来自各电极的泄漏电场。
透明导电部件由具有透光性(即,使可见光透过的特性)以及导电性的材料构成。例如,能够使用ITO(氧化铟锡)、IZO(铟锌氧化物)或者PEDOT:PSS(聚噻吩与聚苯乙烯磺酸的混合物)等的透明导电性材料。
导电部件296能够由不具有透光性的一般的导电体形成。例如,能够使用铝、铁、铜或者合金等任意的导电性材料。另外,导电部件296也可以由透明导电性材料构成。
摄像元件292根据控制电路294的指示,拍摄标记50来生成图像数据。控制电路294根据生成的图像数据,读取二维码,获取该代码所示的位置等的信息。获取的位置信息例如被送到未图示的控制装置,能够被利用于搬运机器人10的行驶控制等。
图24B是表示具备电子设备290的无线电力传输***的其他例子的图。在该例子中,各送电电极以及各受电电极被分割为多个部分。被分割为两个部分的第1送电电极120a和被分割为两个部分的第2送电电极120b在X方向交替排列。同样地,被分割为两个部分的第1受电电极220a和被分割为两个部分的第2受电电极220b在X方向交替排列。向第1送电电极120a的两个部分施加相同相位的第1交流电压。向第2送电电极120b的两个部分施加与第1电压相反的相位的第2交流电压。对于送电电极群以及受电电极群的各自,中央部的电极间隔比外侧的电极间隔宽。在送电电极群的内侧的两个电极120a、120b之间配置标记50。在受电电极群的内侧的两个电极220a、220b之间配置两个第3电极520。
根据这种结构,在第1送电电极120a的两个部分与第2送电电极120b的两个部分的边界上的区域,电场被消除。同样地,在第1受电电极220a的两个部分与第2受电电极220b的两个部分的边界上的区域,电场被消除。因此,也能够同时抑制高度方向(图24B中的纵向)的泄漏电场。这样,不仅配置第3电极520,通过采用将各电极分割的结构,能够进一步抑制泄漏电场。
在图24A以及图24B所示的例子中,传感检测对象的标记50被配置于相邻的两个送电电极之间,但也可以被配置于其他位置。例如,也可以被配置于任意送电电极120上。
图25是表示标记50被配置在一个送电电极120上的例子的剖视图。图26A是从垂直于其表面的方向观察图25中的两个受电电极220的图。在该例子中,配置有标记50的送电电极120所对置的受电电极220具有透明区域222。透明区域222在多个受电电极220与多个送电电极120分别对置的状态下,位于标记50的正上方。摄像元件292的受光面293被配置于接受通过透明区域222的来自标记50的光的位置。
图25所示的电子设备290具备包含导电部件296和透明导电部件297的屏蔽部件295。导电部件296具有支承控制电路294以及摄像元件292的底部和筒状的侧部。透明导电部件297具备板状、薄膜状或者薄片状的构造。透明导电部件297也能够称为透明导电板、透明导电膜或者透明导电薄膜。透明导电部件297与导电部件296粘合。透明导电部件297以及导电部件296包围摄像元件292以及控制电路294。
在摄像元件292拍摄标记50时,透明导电部件297位于从视认对象的标记50朝向摄像元件292的受光面293的光的路径上。因此,光通过透明导电部件297并入射到摄像元件292。另一方面,起因于电力传输而在各电极的周围产生的泄漏电场被第3电极520、透明导电部件297以及导电部件296屏蔽。因此,能够减少电力传输所导致的电磁噪声的影响。
透明区域222例如能够是空穴或者透明导电部件。透明区域222能够通过将受电电极220的一部分切除而形成。透明区域222也可以在将受电电极220的一部分切除后,通过由透明导电性材料填充该空穴而形成。透明区域222的形状以及大小只要来自标记50的光入射到摄像元件292,也可以任意设定。例如,如图26B所示,多个透明区域222也可以在Y方向排列。此外,受电电极220的整体也可以由透明导电性材料形成。
也可以取代透明导电部件297,具备具有一个以上的开口的导电体(本说明书中称为“屏蔽件”)。屏蔽件能够与接地连接(即接地)。屏蔽件中的各开口的大小以及配置被设定为能够使来自传感检测对象即标记50的光透过并且屏蔽电力传输所导致产生的泄漏电磁场。
图27是示意性地表示屏蔽部件295包含具有一个开口299的屏蔽件298的结构的例子的剖视图。屏蔽件298由导电性材料形成。开口299位于从标记50向摄像元件292的光的路径上。来自标记50的光通过开口299以及透镜291,被摄像元件292检测。另外,在图27中,省略第3电极的图示。
开口299的直径被设定为使来自标记50的光通过并且屏蔽受电电极220的周围的泄漏电场的尺寸。具体而言,开口299的直径不影响基于摄像元件292的拍摄,能够被设定为比电力传输中使用的频率的电磁波的波长的一半小的值。这里,所谓开口299的“直径”,是指在平行于屏蔽件298的表面的所有方向之中,开口299的大小最大的方向上的开口299的大小。例如,在开口299的平面形状为四角形的情况下,较长的对角线的长度相当于开口299的直径。在开口299的形状为椭圆的情况下,长轴的长度相当于开口299的直径。
在电力传输中使用的频率(以下,称为“传输频率”)例如为500MHz的情况下,该频率的电磁波的空气中的波长约为60cm。因此,在该情况下,开口299的直径能够被设定为小于30cm。开口299的直径能够根据传输频率而被设定为适当的值。开口299的尺寸越小,通过开口299的电磁波的强度越降低。因此,开口299的尺寸在确保拍摄中使用的光的通过所需的面积的基础上,被设定为能够屏蔽传输频率的电磁波的尺寸。
在图27所示的例子中,屏蔽件298也可以由电子设备290或者搬运机器人10的壳体实现。此外,屏蔽件298也可以具有多个开口。
图28是表示屏蔽件298的其他例子的图。在该例子中,屏蔽件298具有多个开口299。多个开口299被二维排列。多个开口299也可以被一维地排列。全部开口299也可以不具有相同的形状以及尺寸。各开口299的直径能够被设定为使来自传感检测对象的光通过并且屏蔽传输频率的电磁波的值。
使用了屏蔽件298的结构也能够利用于利用光以外的电磁波来从传感检测对象获取信息的用途。例如,也可以应用于利用RF-ID或者无线LAN来进行通信的***。进一步地,也可以应用对利用了超声波元件的传感器使用屏蔽件298的结构。
作为一个例子,假定传输频率为500kHz的情况。关于RF-ID,例如若使用900MHz频带的电磁波,则这些的频带比传输频率高。关于无线LAN,例如若使用2.4GHz频带或者5GHz频带的电磁波,则这些的频带比传输频率高。因此,通过具有多个开口的屏蔽件能够抑制电力传输所导致的电磁噪声,并且使通信用的电磁波通过。
针对利用了超声波元件的传感检测设备也是同样地,通过使用虽使超声波通过但屏蔽电力传输所导致的电磁波的屏蔽件,能够抑制电磁噪声的影响。
针对任意的结构,屏蔽件298的各开口能够被设定为在不将天线或者声波产生源暴露于传输频率的电磁波的情况下使传感检测中使用的电磁波或者声波通过的大小。
图29是表示图27所示的结构的变形例的图。在该变形例中,电子设备具备使来自标记50的光反射并入射到摄像元件292的反射镜289。如图所示,来自对象物的光或者电磁波的路径并不局限于直线,路径也可以通过反射镜289等反射体而变化。在该例子中,也可以取代具有开口299的屏蔽件298而配置透明导电部件。
图30是表示图27所示的结构的其他变形例的图。在该变形例中,具有开口299的屏蔽件298被配置于反射镜289与摄像元件292之间。这样,屏蔽件298的开口299的位置只要在从标记50入射到摄像元件292的光的路径上就可以是任意位置。在该例子中,也可以取代具有开口299的屏蔽件298而配置透明导电部件。
也可以将图29所示的结构与图30所示的结构组合。例如,也可以在传感检测对象与反射体之间配置第1屏蔽部件,在反射体与传感检测设备之间配置第2屏蔽部件。也可以在未设置反射体的结构中,将两个以上的屏蔽部件串联设置。根据这种结构,能够进一步减少电力传输所导致的电磁噪声的影响。
接下来,说明对与标记50不同的对象物进行传感检测的移动体的例子。
图31是表示具备对人进行检测的传感器的搬运机器人10的例子的图。该搬运机器人10具备作为人检测传感器而发挥作用的电子设备290。在该例子中,电子设备290的位置为搬运机器人10的前方,但电子设备290的位置任意。
图31是表示电子设备290的示意性结构的图。电子设备290具备:作为传感检测设备的摄像元件292、作为壳体而发挥作用的导电部件296和透明导电部件297。也可以在透明导电部件297与摄像元件292之间配置透镜等的光学***。
在该例子中,在进行电力传输之中,若人接近于送电电极120的附近,则搬运机器人10检测该人,向送电装置指示送电的停止或者电力的减少。由于设置有导电部件296以及透明导电部件297,因此来自电极的电磁噪声的影响减少,人的检测精度提高。在电子设备290的附近设置至少一个第3电极。通过该第3电极能够减少从送电电极或者受电电极产生的电场的影响。在仅通过第3电极也能够得到充分的电场抑制效果的情况下,也可以省略透明导电部件297。
另外,也可以取代透明导电部件297,配置具有一个以上的开口的所述屏蔽件。此外,也可以取代摄像元件292,配置其他种类的光检测器。
在以上的实施方式中,关于送电侧的电极单元进行的说明只要没有矛盾,就能够直接应用于受电侧的电极单元。同样地,关于受电侧的电极单元进行的说明只要没有矛盾,就能够直接应用于送电侧的电极单元。
本公开的实施方式中的无线电力传输***如前面所述,能够利用为工厂内的物品的搬运用的***。搬运机器人10具有搭载物品的载体,作为在工厂内自律地移动并将物品搬运到必要的场所的卡车而发挥作用。但是,本公开中的无线电力传输***以及移动体并不局限于这种用途,也能够利用于其他各种用途。例如,移动体并不局限于AGV,也可以是其他工业机械、服务机器人、电动汽车、叉车、多轴直升机(无人驾驶飞机)、电梯等。无线电力传输***并不局限于工厂内,例如能够利用于店铺、医院、家庭、道路、跑道其他所有场所。
如以上那样,本公开包含以下的项目所述的电极单元、送电装置、受电装置、电子设备、移动体以及无线电力传输***。
[项目1]
一种电极单元,被用于电场耦合方式的无线电力传输***中的送电装置或者受电装置,所述电极单元具备:第1电极,在电力传输时施加第1电压;第2电极,在电力传输时施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压;和第3电极,被从所述第1以及第2电极分离配置,在电力传输时带有振幅比所述第1以及第2电压的振幅小的第3电压,所述第1以及第2电极沿着电极配置面而被配置,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的至少一部分处于与所述第1以及第2电极不重叠的位置。
[项目2]
根据项目1所述的电极单元,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极之中与所述第1以及第2电极不重叠的部分的面积比所述第3电极之中与所述第1以及第2电极重叠的部分的面积大。
[项目3]
根据项目1或者2所述的电极单元,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的整体与所述第1以及第2电极不重叠。
[项目4]
根据项目1至3的任意一个所述的电极单元,所述第3电极的所述至少一部分处于与所述第1以及第2电极的至少一方相同的平面上。
[项目5]
根据项目1至4的任意一个所述的电极单元,所述第1以及第2电极还有所述第3电极的所述至少一部分具有在同一方向延伸的构造。
[项目6]
根据项目5所述的电极单元,所述第3电极的所述至少一部分的宽度比所述第1以及第2电极各自的宽度小。
[项目7]
根据项目1至6的任意一个所述的电极单元,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的面积比所述第1以及第2电极各自的面积小。
[项目8]
根据项目1至7的任意一个所述的电极单元,所述第3电极被配置于在电力传输时与所述第1以及第2电极对置的其他电极的对与所述第1以及第2电极的对之间的区域以外的区域。
[项目9]
根据项目1至8的任意一个所述的电极单元,具备片状构造体,所述第1至第3电极处于所述片状构造体的内部。
[项目10]
根据项目9所述的电极单元,所述片状构造体是具有多个层的层叠构造体,所述第1至第3电极的至少两个位于所述多个层之中的不同层。
[项目11]
根据项目1至10的任意一个所述的电极单元,所述第3电极包含接近于所述第1电极的第1部分和接近于所述第2电极的第2部分,从垂直于所述电极配置面的方向观察时,所述第1以及第2电极处于所述第1部分与所述第2部分之间。
[项目12]
根据项目1至11的任意一个所述的电极单元,在电力传输时,所述第3电极与设置有所述电极单元的送电装置或者受电装置中的接地端子连接,通过所述第3电极与所述接地端子的导通,实现所述第3电压向所述第3电极的提供。
[项目13]
根据项目12所述的电极单元,所述第1以及第2电极以及所述第3电极的所述至少一部分具有在同一方向延伸的构造,在所述第3电极中,从连接于所述接地端子的部位到所述第3电极的所述至少一部分的末端的长度小于传输的电力的频率所对应的波长的1/4。
[项目14]
根据项目11所述的电极单元,所述第3电极还包含将所述第1部分与所述第2部分连结的第3部分。
[项目15]
根据项目14所述的电极单元,所述第3电压向所述第3电极的提供通过所述第1部分以及第3部分与所述第1电极的电磁耦合、所述第2部分以及第3部分与所述第2电极的电磁耦合来实现。
[项目16]
根据项目14或者15所述的电极单元,所述第1以及第2电极、以及所述第3电极中的所述第1以及第2部分在相同的方向延伸,所述第3部分将所述第1部分的一端与所述第2部分的一端连结,从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第1以及第2电极位于由所述第1至第3部分规定的区域的内侧。
[项目17]
根据项目14或者15所述的电极单元,所述第1以及第2电极、以及所述第3电极中的所述第1以及第2部分具有在同一方向延伸的构造,所述第3部分在所述第1以及第2电极的背面侧,将所述第1部分的两端以外的部位与所述第2部分的两端以外的部位连结。
[项目18]
根据项目1至17的任意一个所述的电极单元,所述第3电极位于所述第1以及第2电极之间。
[项目19]
根据项目1至18的任意一个所述的电极单元,所述第1以及第2电极的一方被分割为并列的两个部分,在所述两个部分之间,配置所述第1以及第2电极的另一个,向所述两个部分施加相同相位的电压。
[项目20]
一种送电装置,具备:项目1至19的任意一个所述的电极单元;和送电电路,向所述电极单元中的所述第1以及第2电极提供交流电力。
[项目21]
一种受电装置,具备:项目1至19的任意一个所述的电极单元;和受电电路,将所述电极单元中的所述第1以及第2电极接受的交流电力变换为直流电力或者其他交流电力并提供给负载。
[项目22]
根据项目21所述的受电装置,所述第3电极的至少一部分被配置于所述受电装置的壳体。
[项目23]
根据项目21或者22所述的受电装置,还具备电子设备,所述电子设备包含利用电磁场或者超声波来从所述受电装置的周围的传感检测对象获取信息的传感检测设备。
[项目24]
根据项目23所述的受电装置,所述传感检测设备从垂直于所述电极配置面的方向观察,位于所述第1以及第2电极之间。
[项目25]
根据项目23或者24所述的受电装置,所述传感检测设备利用可见区域或者红外区域的光,从所述传感检测对象获取所述信息。
[项目26]
根据项目25所述的受电装置,所述传感检测设备是摄像元件。
[项目27]
根据项目26所述的受电装置,所述传感检测对象是包含一维或者二维的代码的标记,所述传感检测设备通过拍摄所述标记,读取记录于所述代码的信息。
[项目28]
根据项目27所述的受电装置,所述代码包含位置信息,所述传感检测设备通过读取所述代码,获取所述代码的所述位置信息。
[项目29]
根据项目25或者26所述的受电装置,所述传感检测对象是人或者其他障碍物,所述传感检测设备利用所述光来检测所述人或者所述其他障碍物的存在。
[项目30]
一种无线电力传输***,具备:具备送电电极单元的送电装置;和具备受电电极单元的受电装置,所述送电电极单元以及所述受电电极单元的至少一方是项目1至19的任意一个所述的电极单元。
[项目31]
根据项目30所述的无线电力传输***,所述送电电极单元以及所述受电电极单元分别是项目1至19的任意一个所述的电极单元,在电力传输时,所述送电电极单元中的所述第3电极与所述受电电极单元中的所述第3电极之间的电容分别比所述送电电极单元中的所述第1以及第2电极与所述受电电极单元中的所述第1以及第2电极之间的电容小。
[项目32]
根据项目30或者31所述的无线电力传输***,所述送电电极单元以及所述受电电极单元分别是项目1至21的任意一个所述的电极单元,在所述送电电极单元中的所述第1以及第2电极与所述受电电极单元中的所述第1以及第2电极对置的状态下,所述送电电极单元中的所述第3电极与所述受电电极单元中的所述第3电极不对置。
[项目33]
一种移动体,具备:项目21至29的任意一个所述的受电装置;和通过所述受电装置接受的电力来进行动作的负载。
[项目34]
一种无线电力传输***,具备:项目33所述的移动体;和项目20所述的送电装置。
产业上的可利用性
本公开的技术能够利用于被电力驱动的任意设备。例如,能够利用于电动汽车(EV)、在工厂使用的无人搬运车(AGV)或者无人机(UAV)等的移动体。
Claims (21)
1.一种电极单元,被用于电场耦合方式的无线电力传输***中的送电装置或者受电装置,所述电极单元具备:
第1电极,在电力传输时施加第1电压;
第2电极,在电力传输时施加相位与所述第1电压相差大于90度且小于270度的值的第2电压;和
第3电极,与所述第1以及第2电极分离地被配置,在电力传输时带有振幅比所述第1电压以及所述第2电压的振幅小的第3电压,
所述第1电极以及所述第2电极沿着电极配置面而被配置,
从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的至少一部分处于与所述第1电极以及所述第2电极不重叠的位置。
2.根据权利要求1所述的电极单元,其中,
从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的整体与所述第1电极以及所述第2电极不重叠。
3.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
所述第3电极的所述至少一部分处于与所述第1电极以及所述第2电极的至少一方相同的平面上。
4.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
所述第1电极以及所述第2电极、以及所述第3电极的所述至少一部分具有在同一方向延伸的构造。
5.根据权利要求4所述的电极单元,其中,
所述第3电极的所述至少一部分的宽度比所述第1电极以及所述第2电极各自的宽度小。
6.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
从垂直于所述电极配置面的方向观察,所述第3电极的面积比所述第1电极以及所述第2电极各自的面积小。
7.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
所述电极单元具备片状构造体,
所述第1电极至所述第3电极处于所述片状构造体的内部。
8.根据权利要求7所述的电极单元,其中,
所述片状构造体是具有多个层的层叠构造体,
所述第1电极至所述第3电极的至少两个位于所述多个层之中的不同层。
9.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
所述第3电极包含:接近于所述第1电极的第1部分和接近于所述第2电极的第2部分,
从垂直于所述电极配置面的方向观察时,所述第1电极以及所述第2电极处于所述第1部分与所述第2部分之间。
10.根据权利要求9所述的电极单元,其中,
所述第3电极还包含将所述第1部分与所述第2部分连结的第3部分。
11.根据权利要求10所述的电极单元,其中,
所述第3电压向所述第3电极的提供通过所述第1部分以及第3部分与所述第1电极的电磁耦合、所述第2部分以及第3部分与所述第2电极的电磁耦合来实现。
12.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
所述第3电极位于所述第1电极以及所述第2电极之间。
13.根据权利要求1或者2所述的电极单元,其中,
所述第1电极以及所述第2电极的一方被分割为并列的两个部分,
在所述两个部分之间配置所述第1电极以及所述第2电极的另一方,
向所述两个部分施加相同相位的电压。
14.一种送电装置,具备:
权利要求1或者2所述的电极单元;和
送电电路,向所述电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极提供交流电力。
15.一种受电装置,具备:
权利要求1或者2所述的电极单元;和
受电电路,将所述电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极接受的交流电力变换为直流电力或者其他交流电力并提供给负载。
16.根据权利要求15所述的受电装置,其中,
所述第3电极的至少一部分被配置于所述受电装置的壳体。
17.根据权利要求15或者16所述的受电装置,其中,
所述受电装置还具备:电子设备,包含利用电磁场或者超声波来从所述受电装置的周围的传感检测对象获取信息的传感检测设备。
18.一种无线电力传输***,具备:
送电装置,具备送电电极单元;和
受电装置,具备受电电极单元,
所述送电电极单元以及所述受电电极单元的至少一方是权利要求1所述的电极单元。
19.根据权利要求18所述的无线电力传输***,其中,
所述送电电极单元以及所述受电电极单元分别是权利要求1所述的电极单元,
在电力传输时,所述送电电极单元中的所述第3电极与所述受电电极单元中的所述第3电极之间的电容分别比所述送电电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极与所述受电电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极之间的电容小。
20.根据权利要求18或者19所述的无线电力传输***,其中,
所述送电电极单元以及所述受电电极单元分别是权利要求1所述的电极单元,
在所述送电电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极与所述受电电极单元中的所述第1电极以及所述第2电极对置的状态下,所述送电电极单元中的所述第3电极与所述受电电极单元中的所述第3电极不对置。
21.一种移动体,具备:
权利要求15所述的受电装置;和
通过所述受电装置接受的电力来进行动作的负载。
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