本實(shí)用新型屬于無線充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置。

背景技術(shù)：

無線傳能技術(shù)是一種不需要用電纜將設(shè)備與供電系統(tǒng)連接， 便可以直接對(duì)負(fù)載端進(jìn)行快速充電的技術(shù)。加之非接觸快速充電能夠布置在多種場(chǎng)所，這樣就能夠保證充電的及時(shí)性和便利性，并且又可以為各種類型的設(shè)備提供充電服務(wù)，增強(qiáng)了實(shí)用性，使隨時(shí)隨地充電變?yōu)榭赡?。無線傳能技術(shù)主要包括以下三種：電磁感應(yīng)技術(shù)、電磁共振耦合技術(shù)、微波技術(shù)。

電磁感應(yīng)式基于法拉第電磁感應(yīng)定律，接收端線圈感應(yīng)發(fā)射端的電磁信號(hào)從而產(chǎn)生電流供給用電端設(shè)備，是通過電磁感應(yīng)場(chǎng)在發(fā)射線圈和負(fù)載端線圈之間傳輸能量，但這種方式僅適用小中功率的近距離傳輸。

微波式的原理與收音機(jī)相同，主要由微波發(fā)射裝置和微波接收裝置構(gòu)成，接收裝置通過微帶整理天線接收到發(fā)射端發(fā)射的微波信號(hào)并轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電壓電流輸出。傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸能量大，但是傳輸效率很低，而且微波輻射不只存在于發(fā)射端裝置和接收端裝置，也會(huì)對(duì)周圍物體產(chǎn)生影響，因此存在輻射安全性問題，目前大部分應(yīng)用在遠(yuǎn)距離傳輸裝置上。

電磁共振耦合技術(shù)是利用電磁共振原理傳輸能量，發(fā)射器線圈和接收器線圈的諧振頻率相同，可通過控制電路調(diào)整共振頻率，使兩個(gè)單元的電路發(fā)生共振，就能實(shí)現(xiàn)能量從發(fā)射端線圈向接收端線圈的最大效率地傳輸，而且在能量傳輸過程中，不會(huì)影響到其他物體，這樣就能保證無線傳輸?shù)陌踩院蛯?shí)用性。

目前無線傳能技術(shù)主要采用的是電磁共振耦合技術(shù)，該技術(shù)主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要器件實(shí)現(xiàn)。與電磁感應(yīng)充電方式不同之處在于，磁共振方式加裝了一個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)電源，采用兼?zhèn)渚€圈和電容器的LC共振電路，而并非由簡單線圈構(gòu)成送電和接收兩個(gè)單元。但是其能夠傳輸能量的數(shù)值和效率都會(huì)隨著傳輸距離的增加而不同程度地減小，而無線充電技術(shù)一直要解決的問題就是電能傳輸距離和電能傳輸效率的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一套使用便利快捷、運(yùn)行穩(wěn)定、成本較低、安全高效的多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電系統(tǒng)來對(duì)負(fù)載端進(jìn)行快速無線充電的無線電能傳輸裝置。有效提高能量傳輸效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)負(fù)載端同時(shí)傳能，減少能量傳輸死區(qū)時(shí)間，增強(qiáng)了無線充電裝置的適用性。

無線充電多維旋轉(zhuǎn)式無線充電技術(shù)能夠有效地提高能量的傳輸效率和同時(shí)可傳輸負(fù)載的個(gè)數(shù)，

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置，包括電磁功率發(fā)射單元和功率接收單元，電磁功率發(fā)射單元包括依次連接的信號(hào)發(fā)生模塊、寬頻功率放大器、功率控制電路、功率震蕩模塊、可調(diào)整直流電機(jī)和多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈；功率接收單元包括依次連接的電磁接收線圈、整流穩(wěn)壓模塊和接收功率端負(fù)載；所述多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈包括至少2個(gè)形狀大小相同共軸均勻分布的空心線圈，所述電磁接收線圈與多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈設(shè)置同樣的空心線圈，且兩共同軸的軸心處在同一水平面。

在上述的多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置中，所述空心線圈為空心銅線圈。

在上述的多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置中，所述多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈和電磁接收線圈的空心線圈為2個(gè)或多個(gè)，多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈的轉(zhuǎn)速可調(diào)。

本實(shí)用新型的有益效果是：上述的多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，可以有效提升系統(tǒng)自動(dòng)化程度。通過調(diào)節(jié)可調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速來減少功率在傳輸過程中的死區(qū)時(shí)間，并且可以有效地向單個(gè)或者多個(gè)負(fù)載同時(shí)傳輸電能，提升了功率傳輸效率，增強(qiáng)了實(shí)用性。還可以避免傳統(tǒng)有線電能傳輸過程中產(chǎn)生火花與觸電的危險(xiǎn)，減少器件接觸損耗和相應(yīng)的機(jī)械磨損，對(duì)惡劣天氣與環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置的整體功能示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置具體工作流程的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本實(shí)用新型的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實(shí)用新型。此外，本實(shí)用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本實(shí)用新型提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其它工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”“連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

本實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：一種多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置，包括電磁功率發(fā)射單元和功率接收單元，電磁功率發(fā)射單元包括依次連接的信號(hào)發(fā)生模塊、寬頻功率放大器、功率控制電路、功率震蕩模塊、可調(diào)整直流電機(jī)和多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈；功率接收單元包括依次連接的電磁接收線圈、整流穩(wěn)壓模塊和接收功率端負(fù)載；所述多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈包括至少2個(gè)形狀大小相同共軸均勻分布的空心線圈，所述電磁接收線圈與多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈設(shè)置同樣的空心線圈，且兩共同軸的軸心處在同一水平面。

進(jìn)一步，所述空心線圈為空心銅線圈。

更進(jìn)一步，所述多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈和電磁接收線圈的空心線圈為2個(gè)或多個(gè)，多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈的轉(zhuǎn)速可調(diào)。

具體實(shí)施時(shí)，如圖1所示，一種多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置，包括電磁功率發(fā)射單元1功率接收單元2。電磁功率發(fā)射單元1包括依次連接的信號(hào)發(fā)生模塊11，寬頻功率放大器12，功率控制電路13，功率震蕩模塊14，可調(diào)速直流電機(jī)15，多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16；功率接收單元2包括依次連接的電磁接收線圈21，整流穩(wěn)壓模塊22，接收功率端負(fù)載23。

本實(shí)施例無線輸電裝置的工作流程如圖3所示，信號(hào)發(fā)生模塊11，為功率震蕩模塊14提供充電電壓；寬頻功率放大器12，將信號(hào)發(fā)生模塊11產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)一步地放大；功率控制電路13，控制功率震蕩模塊14的通斷；功率震蕩模塊14，將信號(hào)發(fā)生模塊11輸入的功率震蕩為高頻震蕩電磁場(chǎng)；可調(diào)速直流電機(jī)15，調(diào)節(jié)多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置發(fā)射端的轉(zhuǎn)速；多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16，發(fā)射功率震蕩模塊14震蕩出的高頻震蕩電路； 電磁接收線圈21，接收多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈15所發(fā)射的能量；整流穩(wěn)壓模塊22，將接收的能量整流穩(wěn)壓成恒定的直流電，向接收功率端負(fù)載23供電。其通信通道為：功率控制電路13、功率震蕩模塊14、多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16、電磁接收線圈21和整流穩(wěn)壓模塊22。其電能功率傳輸通道為：信號(hào)發(fā)生模塊11、寬頻功率放大器12、功率震蕩模塊14、多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16、電磁接收線圈21和接收功率端負(fù)載24。信號(hào)發(fā)生模塊11的輸出功率經(jīng)功率震蕩模塊14震蕩為發(fā)射端線圈和負(fù)載端線圈的諧振頻率的高頻震蕩磁場(chǎng)，通過電磁接收線圈21、多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16進(jìn)行電能的無線傳輸。

如圖2所示，為了解決以往無線輸電技術(shù)效率低，傳輸方向性等問題，多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16采用2個(gè)或者多個(gè)形狀大小相同的空心銅線圈在空間均勻分布且共對(duì)稱軸組合而成；每個(gè)空心銅線圈必須要保持形狀大小相同，并且電磁接收線圈21的組成與多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16的組合相同，這是為了保證多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16和電磁接收線圈21有同樣的諧振頻率，當(dāng)多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置工作在這一頻率時(shí)，多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16和電磁接收線圈21能產(chǎn)生共振，并且發(fā)射端各個(gè)線圈是共對(duì)稱軸組合在一起，在空間內(nèi)均勻分布，多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16的軸心和電磁接收線圈21的軸心處于同一水平面上。上述的多維旋轉(zhuǎn)式無線輸電裝置通過多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16和電磁接收線圈21電磁耦合共振傳輸功率，并且通過調(diào)節(jié)可調(diào)速直流電機(jī)15的轉(zhuǎn)速或者改變多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16的線圈個(gè)數(shù)，能夠有效減小多維旋轉(zhuǎn)式功率發(fā)射線圈16和電磁接收線圈21功率傳輸?shù)乃绤^(qū)時(shí)間，并且提高能量傳輸效率。同時(shí)解決了向空間多個(gè)負(fù)載同時(shí)傳輸功率和無線輸電方向性的難題。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

雖然以上結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變形或修改，而不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)。本實(shí)用新型的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。