CN109120073B - 基于谐振共振的无线电能传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于谐振共振的无线电能传输装置，包括基座，所述基座由三块面板组成，所述第一面板的上端设有限位支架、限位圆盘、滑轮和滑轮支架；所述第一面板的下方设有共振弹簧、固定感应线圈和可动感应线圈；所述第三面板的上表面上设有发射线圈、发射控制器和电源接入装置，发射线圈设于可动感应线圈的正下方且相互配合。本发明将电路谐振与物理电路的共振结合起来，一方面在谐振电路进行电能的传输，另一方面在物理电路的共振条件下进行机械能到电能的转换，然后将这两个***结合起来，达到可以提高电能传输效率的目的。本发明采用复合的方式提高无线电能传输的效率，小幅提高传输距离，另外可以分离式传动，实现能源与驱动结构的分离。

Description

基于谐振共振的无线电能传输装置
技术领域
本发明涉及传动装置领域，特别涉及到一种基于谐振共振的无线电能传输装置。
背景技术
现有相关技术仅在电路谐振领域考虑电能传输的问题，虽有一定的实用价值但是电能传输效率还不够高，目前，无线电能传输相关技术大致分为磁感应耦合，磁耦合谐振，微波辐射，激光四类，每一种都有相应的使用场景以及各自的限制条件，总体来说，现有的电能传输技术面临效率低，距离短，容易受环境干扰等缺点，另外，无线电能传输时常常采用一体式的结构，使得整个装置缺乏变换的灵活性，由于这些不足，无线电能传输距离真正的大规模应用还有很远的路要走。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于谐振共振的无线电能传输装置，以解决现有技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种基于谐振共振的无线电能传输装置，包括基座，所述基座由三块面板组成，包括第一面板、第二面板和第三面板，第一面板和第三面板通过紧固件垂直固定于第二面板上。
所述第一面板的中间开设有圆孔，所述圆孔内穿设有长杆，所述第一面板的上端设有限位支架、限位圆盘、滑轮和滑轮支架，限位圆盘设于长杆的上端部，限位支架以长杆为中心围绕长杆固定于第一面板上，限位支架上通过滑轮支架固定滑轮。所述第一面板的下方设有共振弹簧、固定感应线圈和可动感应线圈，固定感应线圈固定于第一面板的下方，共振弹簧套设于长杆上，共振弹簧的上端连接固定感应线圈，共振弹簧的下端连接可动感应线圈。所述第三面板的上表面上设有发射线圈、发射控制器和电源接入装置，所述发射线圈固定于第三面板上，且发射线圈与长杆在同一中心轴上，发射线圈设于可动感应线圈的正下方且相互配合，发射控制器和电源接入装置设于发射线圈的左侧，发射控制器的一端连接发射线圈，发射控制器的另一端连接电源接入装置。
进一步的，所述第一面板、第二面板和第三面板为可拆卸结构，第二面板为一体式的面板或者由多块面板组合而成分离式的面板。
进一步的，所述第一面板的下表面上设有电源输出装置和接受电流的感生电压电流整流装置，所述电源输出装置的输入端连接感生电压电流装置的输出端，感生电压电流装置的输入端连接可动感应线圈和固定感应线圈。
进一步的，所述发射线圈采用能够产生磁场的拓扑结构线圈。
进一步的，所述长杆为圆柱或多棱柱等与若干滑轮接触面积最小的结构，长杆采用具有约束磁场的材质。
进一步的，所述限位支架若干限位块，限位块包括U型槽和连接杆，连接杆上设于U型槽的底部，最底部的连接杆固定于第一面板上，且U型槽和连接杆一体成型，所述滑轮支架架设于U型槽的中间，滑轮套设于滑轮支架上，滑轮的一侧与长杆活动连接，每组限位块呈上下层叠式结构，若干组限位块均匀分布在长杆的周围。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明将电路谐振与物理电路的共振结合起来，一方面在谐振电路进行电能的传输，另一方面在物理电路的共振条件下进行机械能到电能的转换，然后将这两个***结合起来，达到可以提高电能传输效率的目的。本发明采用复合的方式提高无线电能传输的效率，小幅提高传输距离，另外可以分离式传动，实现能源与驱动结构的分离。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置的整体装置图。
图2为本发明所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置的正视图。
图3为本发明所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置的俯视图。
图4为本发明所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1至图4，本发明所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置，包括基座，所述基座由三块面板组成，包括第一面板11、第二面板12和第三面板13，第一面板11和第三面13板通过紧固件垂直固定于第二面板12上。
所述第一面板11的中间开设有圆孔，所述圆孔内穿设有长杆21，所述第一面板11的上端设有限位支架31、限位圆盘22、滑轮32和滑轮支架33，限位圆盘22设于长杆21的上端部，限位支架31以长杆21为中心围绕长杆21固定于第一面板11上，限位支架31上通过滑轮支架33固定滑轮32。所述第一面板11的下方设有共振弹簧4、固定感应线圈5和可动感应线圈6，固定感应线圈5固定于第一面板11的下方，共振弹簧4套设于长杆21上，共振弹簧4的上端连接固定感应线圈5，共振弹簧4的下端连接可动感应线圈6。所述第三面板13的上表面上设有发射线圈8、发射控制器91和电源接入装置92，所述发射线圈8固定于第三面板13上，且发射线圈8与长杆21在同一中心轴上，发射线圈8设于可动感应线圈6的正下方且相互配合，发射控制器91和电源接入装置92设于发射线圈8的左侧，发射控制器91的一端连接发射线圈8，发射控制器91的另一端连接电源接入装置92。所述发射控制器91可以控制通入发射线圈8中的电流，电压和频率，这样就可以控制发射线圈8在空间中产生的磁场。电源接入装置与发射控制器91相连，一方面给控制器供电，一方面提供发射线圈8所需的电压电流，发射控制器91对电压电流频率进行调制后送入发射线圈8。
所述第一面板11、第二面板12和第三面板13为可拆卸结构，第二面板12为一体式的面板或者由多块面板组合而成分离式的面板，分离式的面板能够将第一面板11和第三面板13固定在不同结构上。第一面板11和第三面板13可固定于一体式的面板上，也可分开固定于分离式的面板上。
所述第一面板11的下表面上设有电源输出装置72和接受电流的感生电压电流整流装置71，所述电源输出装置72的输入端连接感生电压电流装置71的输出端，感生电压电流装置71的输入端连接可动感应线圈6和固定感应线圈5。
所述发射线圈8采用能够产生磁场的拓扑结构线圈，它能够在线圈通电的时候产生磁场，同时线圈外部具有一定保护作用的外壳。
所述长杆21为圆柱或多棱柱等与若干滑轮接触面积最小的结构，长杆21采用具有约束磁场的材质。
所述限位支架31若干限位块，限位块包括U型槽和连接杆，连接杆上设于U型槽的底部，最底部的连接杆固定于第一面板11上，且U型槽和连接杆一体成型，所述滑轮支架33架设于U型槽的中间，滑轮32套设于滑轮支架33上，滑轮32的一侧与长杆21活动连接，长杆21上下运动带动滑轮32滚动，每组限位块呈上下层叠式结构，若干组限位块均匀分布在长杆21的周围。所述滑轮32能够使长杆21做一个方向上的往复运动，而且，因为长杆21与滑轮32的接触面非常小，可以很大程度的减小摩擦。滑轮32的材料，结构或者摆放方式非常灵活，总体以减小摩擦为主要目的。
工作原理及过程:磁场能够将磁场中的机械装置产生磁化，变化的电磁场能够影响机械装置的运动状态，比如在弹簧的一端加上铁块另一端固定，再施加变化的磁场，那么铁块就会产生运动，每种机械装置都有固有的振动频率，弹簧在固有频率附近会产生较大的拉伸或收缩位移，通过选取合适的参数产生更大的位移效果，而运动中的感应线圈能够切割磁感线产生电能，通过配置磁场的变化速率使弹簧一直维持在很高的共振频率上，那么就能够产生较高的感应电流，也就达到了传送电能的效果。本发明将电路谐振与物理电路的共振结合起来，一方面在谐振电路进行电能的传输，另一方面在物理电路的共振条件下进行机械能到电能的转换，然后将这两个***结合起来，达到可以提高电能传输效率的目的，另外可以分离供能装置和执行装置。
在电源接入装置92接通电源后，由发射控制器91控制发射线圈8可以在空间产生交变的磁场，因为可动感应线圈6的外壳易于磁化，可动感应线圈6就会受到磁力的作用向下朝着发射线圈8运动，在运动了一定的距离后，共振弹簧4的弹力与磁场力平衡，这时发射控制器91停止发射磁场，可动感应线圈6会在弹簧力的作用下向上运动，在运动一定距离后，共振弹簧4的弹力又会将可动感应线圈6拉着向下运动，如果发射线圈8不再提供磁场，那么在摩擦力的作用下，共振弹簧的弹力维持的可动感应线圈6的往复运动会慢慢衰减并在最后停止，而如果在共振弹簧4的往复运动没有停止的时候继续使用发射控制器91发射适当的磁场，就会维持共振弹簧4在它本身的固有频率振动，此时共振弹簧4的往复频率很大，此时，共振弹簧4带动的长杆21也在进行往复运动，如果长杆21的上端安装驱动结构就可以对外输出机械能，可动感应线圈6一方面在运动中切割磁感线产生电，另一方面会因为发射线圈8发射的磁场变化也会产生电，本质上都是因为磁通量的变化而产生电能。在可动感应线圈6产生电流电压的同时，固定感应线圈5也会吸收发射线圈8产生的磁场能转化为电能，可动感应线圈6和固定感应线圈5产生的电流电压通过导线传送到感生电压电流整流装置71，且其在进行整流后将输送到电源输出装置72，用户可以接上插头使用传送过来的电能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于谐振共振的无线电能传输装置，包括基座，其特征在于：所述基座由三块面板组成，包括第一面板、第二面板和第三面板，第一面板和第三面板通过紧固件垂直固定于第二面板上；
所述第一面板的中间开设有圆孔，所述圆孔内穿设有长杆，所述第一面板的上端设有限位支架、限位圆盘、滑轮和滑轮支架，限位圆盘设于长杆的上端部，限位支架以长杆为中心围绕长杆固定于第一面板上，限位支架上通过滑轮支架固定滑轮；所述第一面板的下方设有共振弹簧、固定感应线圈和可动感应线圈，固定感应线圈固定于第一面板的下方，共振弹簧套设于长杆上，共振弹簧的上端连接固定感应线圈，共振弹簧的下端连接可动感应线圈；所述第三面板的上表面上设有发射线圈、发射控制器和电源接入装置，所述发射线圈固定于第三面板上，且发射线圈与长杆在同一中心轴上，发射线圈设于可动感应线圈的正下方且相互配合，发射控制器和电源接入装置设于发射线圈的左侧，发射控制器的一端连接发射线圈，发射控制器的另一端连接电源接入装置；
所述第一面板的下表面上设有电源输出装置和接受电流的感生电压电流整流装置，所述电源输出装置的输入端连接感生电压电流装置的输出端，感生电压电流装置的输入端连接可动感应线圈和固定感应线圈；
所述长杆为圆柱或多棱柱等与若干滑轮接触面积最小的结构，长杆采用具有约束磁场的材质；
所述限位支架若干限位块，限位块包括U型槽和连接杆，连接杆上设于U型槽的底部，最底部的连接杆固定于第一面板上，且U型槽和连接杆一体成型，所述滑轮支架架设于U型槽的中间，滑轮套设于滑轮支架上，滑轮的一侧与长杆活动连接，每组限位块呈上下层叠式结构，若干组限位块均匀分布在长杆的周围。
2.根据权利要求1所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置，其特征在于：所述第一面板、第二面板和第三面板为可拆卸结构，第二面板为一体式的面板或者由多块面板组合而成分离式的面板。
3.根据权利要求1所述的一种基于谐振共振的无线电能传输装置，其特征在于：所述发射线圈采用能够产生磁场的拓扑结构线圈。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI708454B (zh) * 2019-07-30 2020-10-21 上銀科技股份有限公司 具備無線供電功能的線性傳動裝置
CN112332547B (zh) * 2019-08-05 2022-06-14 上银科技股份有限公司 具备无线供电功能的线性传动装置
US11142082B2 (en) 2019-08-07 2021-10-12 Hiwin Technologies Corp. Linear transmission device with capability of wireless power supply

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578877A (en) * 1994-06-13 1996-11-26 General Electric Company Apparatus for converting vibratory motion to electrical energy
JPH11341690A (ja) * 1998-05-25 1999-12-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 非接触コンパクト給電方法及びシステム装置
CN102197576A (zh) * 2008-12-09 2011-09-21 西门子公司 从机械振动中产生电能的发电机和调节这种发电机的谐振频率的方法
CN103036388A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 三星电机株式会社 线性振动器
KR20140073416A (ko) * 2012-12-05 2014-06-16 삼성전자주식회사 무선 전력 송수신 장치 및 방법
KR20160019249A (ko) * 2014-08-11 2016-02-19 경북대학교 산학협력단 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법
CN106160394A (zh) * 2016-07-15 2016-11-23 西安交通大学 一种磁弹簧式电磁振动能量俘获装置
TW201644137A (zh) * 2015-06-02 2016-12-16 介面光電股份有限公司 吊掛式可撓無線充電裝置
CN106787593A (zh) * 2017-02-15 2017-05-31 南京航空航天大学 一种电磁式非线性谐振升频振动能量采集装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1208552C (zh) * 2001-11-15 2005-06-29 应建新 振动发电装置
CN201323522Y (zh) * 2008-12-19 2009-10-07 刘劲松 振动发电机
US9071062B2 (en) * 2009-02-26 2015-06-30 The University Of British Columbia Systems and methods for dipole enhanced inductive power transfer
CN202586513U (zh) * 2012-04-06 2012-12-05 天津工业大学 电磁-机械同步共振测量***
CN102593966A (zh) * 2012-04-06 2012-07-18 天津工业大学 电磁-机械同步共振测量***
CN105155883B (zh) * 2015-07-30 2017-05-03 河北创联机械制造有限公司 双层立体停车装置
CN204992728U (zh) * 2015-10-13 2016-01-20 盐城工学院 一种超声波无线充电装置
CN205509669U (zh) * 2015-12-30 2016-08-24 中惠创智无线供电技术有限公司 一种用于公共交通车辆上的无线供电***
CN205489821U (zh) * 2015-12-31 2016-08-17 中惠创智无线供电技术有限公司 一种基于无线供电的电热毯
CN107104518A (zh) * 2016-07-01 2017-08-29 杨铖 一种电功率倍增装置
CN207013957U (zh) * 2017-07-19 2018-02-16 郭娜 一种彩超探头套自动套装装置
AU2018100012A4 (en) * 2018-01-08 2018-02-15 Infinite Sensing Pty Ltd An IoT Based Ambient Energy Harvester
CN110912279A (zh) * 2019-11-19 2020-03-24 南京沃瑞新能源科技有限公司 一种电动汽车用无线供电装置及其供电方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578877A (en) * 1994-06-13 1996-11-26 General Electric Company Apparatus for converting vibratory motion to electrical energy
JPH11341690A (ja) * 1998-05-25 1999-12-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 非接触コンパクト給電方法及びシステム装置
CN102197576A (zh) * 2008-12-09 2011-09-21 西门子公司 从机械振动中产生电能的发电机和调节这种发电机的谐振频率的方法
CN103036388A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 三星电机株式会社 线性振动器
KR20140073416A (ko) * 2012-12-05 2014-06-16 삼성전자주식회사 무선 전력 송수신 장치 및 방법
KR20160019249A (ko) * 2014-08-11 2016-02-19 경북대학교 산학협력단 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법
TW201644137A (zh) * 2015-06-02 2016-12-16 介面光電股份有限公司 吊掛式可撓無線充電裝置
CN106160394A (zh) * 2016-07-15 2016-11-23 西安交通大学 一种磁弹簧式电磁振动能量俘获装置
CN106787593A (zh) * 2017-02-15 2017-05-31 南京航空航天大学 一种电磁式非线性谐振升频振动能量采集装置

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