[发明专利]无线供电装置、滤波装置及使用该装置的机器人供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线供电装置、滤波装置及使用该滤波装置的机器人供 电装置。

背景技术

近来，作为无线供电方式，出现了利用磁场共振的无线供电。该无线供 电方式通过送电线圈和受电线圈之间产生的磁场共振来实现电力供给（参照 美国特许第7、825、543号说明书）。这种利用磁场共振的无线供电方式中， 通过在送电线圈与受电线圈之间插入具有与受电线圈相同的共振频率的中继 线圈作为中转设备，能够延长从送电线圈到受电线圈的供电距离。

但是，美国特许第7、825、543号说明书中，形成磁场共振的线圈是由 相当于引起共振现象的受电线圈的共振线圈和传输和接收电力的励磁线圈构 成。因此，与送电线圈之间的电力传输是通过共振线圈进行，而且使用于负 载的电力通过共振线圈和励磁线圈之间的变压器等通常的电磁结合的能量传 输和接收来进行。

当利用该电磁结合来获得电力时，共振线圈与电力转换用的励磁线圈之 间的传输效率低至50%程度。因此，为了使连接在共振线圈的负载得到充足 的电力，就会导致送电线圈和共振线圈的大型化。

而且，由于需要共振线圈和电力转换用的励磁线圈两者，因此导致整体 大型化。特别是，近年来无线供电装置被要求设置于工厂设备以及内置于生 产用机器人。此时，无线供电装置的大型化成为障碍。

另一方面，一直以来，在工厂等的大型设备中使用机器人等机器。这种 机器需要具备驱动各要素所需的驱动用电力和控制各要素所需的控制信号。 因此，在使用机器的设备中，需要电力用的布线和信号用的布线。另一方面， 为了实现这种设备的构筑以及维修的方便，需要尽可能减少这些布线。因此， 出现了电力及信号用的布线的无线化（参照特开2011-244533号公报）以及电 力和信号的重叠技术（参照特开2007-235798号公报）。

但是，电力和信号的无线化和重叠存在引起通信错误或产生噪音的问题。 这些通信错误或产生噪音引起机器停止运行导致运转率下降。因此，需要对 重叠的多个信道的电力和信号进行精密分离的滤波装置。另一方面，随着信 道数的增加，用于分离信号的滤波器的数量也增加，因此需要根据信道调整 各个滤波器的特性。

发明内容

本发明提供在确保电力的高效传输的同时不引起机器的大型化的无线供 电装置。而且，本发明提供容易变更滤波特性的滤波装置。进一步，本发明 提供即使在将电力和信号重叠并实现无线化的情况下，也不放射电磁波，稳 定传输控制信号的机器人供电装置。

本发明的第一实施方式提供一种无线供电装置，其包括：受电线圈，在 与从电力供给部供给电力的送电线圈之间，通过磁场共振以与所述送电线圈 非接触的方式接收电力，并作为中转该电力的传输的中继线圈；实际负载， 其与所述受电线圈连接，并通过从所述送电线圈接收的电力进行驱动；辅助 负载，以与所述受电线圈和所述实际负载并列的方式插入，当处于向所述实 际负载的供电被切断的开放状态时，所述辅助负载与所述受电线圈形成闭合 回路。

本发明的第一实施方式中的受电线圈，当位于末端时作为末端的受电线 圈发挥作用，当插入在送电线圈与末端线圈之间时作为中继线圈发挥作用。 该受电线圈与实际负载直接连接。即，实际负载通过受电线圈接收的电力直 接驱动。因此，受电线圈和实际负载之间不需要如变压器等用于转换电力的 转换单元。由此，不会导致受电线圈的大型化。另外，由于不需要电力的转 换单元，能够抑制电力转换带来的能量衰减，确保电力的高效传输。进一步， 由于电力的高效传输，减少送电侧的电力供给部和送电线圈的电容量。因此， 能够促进小型化，能够容易地应用于工厂设备和机器人。

但是，直接连接受电线圈和实际负载，并不一定在受电线圈和实际负载 之间常时形成闭合回路即闭环。例如，当实际负载的电源关闭时，即实际负 载未驱动时，连接受电线圈和实际负载的回路成为途中开放的状态，电力供 给被切断。当受电线圈作为中继线圈发挥作用时，需要形成以受电线圈为中 心的闭环。但是，当如上所述直接连接受电线圈和实际负载时，实际负载的 驱动状态有可能影响受电线圈作为中继线圈的作用。