[发明专利]机器人水平移动非接触式无线充电装置及其无线充电方法

权利要求书

1.机器人水平移动非接触式无线充电装置，其特征在于，由无线充电站与机器人接收端组成；

所述无线充电站包括：

主电源转换分流器(1)，用于将供电电压转换成放大器(4)所需的直流电压和无线充电站各部件所需的工作电压；

充电站处理器(2)，用于监测并控制与其连接的主电源转换分流器(1)、充电站无线通信模块(3)、放大器(4)、充电站智能调整模块(5)及充电站感应器(7)，以保证能量传输的高效安全；

放大器(4)，用于对第一直流电进行两级放大，将第一直流电转换成所需的第一可控高频交流电并传输给充电站智能调整模块(5)；

所述放大器(4)为高频放大模块，内部电路分电源管理电路和功率放大电路两部分；

所述电源管理电路包括电源管理器(4-1)和准低压降线性稳压器(4-2)；

所述功率放大电路包括可控晶振(4-3)、控制模块(4-4)、振荡模块(4-5)和宽频匹配模块(4-6)；

所述电源管理器(4-1)，用于对外接直流电进行DC-DC转换，转换为所需的电压值；

所述准低压降线性稳压器(4-2)，用于对电源管理器(4-1)输出的直流电进行线性降压，并输出低压直流信号；

所述可控晶振(4-3)，用于根据其引脚输入的由充电站处理器(2)发出的控制信号，对低压直流信号做DC-AC变换，产生并输出交流信号；

所述控制模块(4-4)，用于对可控晶振(4-3)输出的交流信号进行一级放大；

所述振荡模块(4-5)，用于对控制模块(4-4)输出的交流信号进行二级放大，并输出高频交流信号；振荡模块(4-5)为宽频率功放管；

所述宽频匹配模块(4-6)，用于对高频交流信号进行宽频带匹配，输出第一可控高频交流电；

所述电源管理器(4-1)的输入引脚串联电容C1后接地；电源管理器(4-1)的ADJ引脚分别连接电阻R1一端和电阻R2一端，电阻R2另一端接地；电阻R1另一端分别连接电源管理器(4-1)的输出引脚、准低压降线性稳压器(4-2)的V_in引脚和并联电容C2、C3一端，并联电容C2、C3另一端接地；准低压降线性稳压器(4-2)的GND引脚接地；准低压降线性稳压器(4-2)的V_out引脚串联并联的电容C4、C5后接地；

所述可控晶振(4-3)的引脚连接外部信号，可控晶振(4-3)的GND引脚接地，可控晶振(4-3)的VCC引脚连接电容C15一端，电容C15另一端接地；可控晶振(4-3)的输出引脚串联电阻R6后连接控制模块(4-4)的IN+引脚；控制模块(4-4)的GND引脚、IN-引脚接地，控制模块(4-4)的VDD引脚串联并联的电容C23、C24后接地，控制模块(4-4)分别通过电阻R5和电阻R4连接振荡模块(4-5)的栅极G；振荡模块(4-5)的源极S接地；振荡模块(4-5)的漏极D分别连接电感L1一端、电感L2一端和并联的电容C16、C17、C18一端；电感L1另一端连接并联的电容C6、C7一端，并联的电容C6、C7另一端以及并联的电容C16、C17、C18另一端接地；电感L2另一端连接并联的电容C8、C9、C14一端；

所述宽频匹配模块(4-6)包括电感L3，电感L3一端分别连接并联的电容C8、C9、C14另一端、并联的电容C10、C11一端和并联的电容C19、C21一端，并联的电容C10、C11另一端连接并联的电容C12、C13一端后接地，并联的电容C19、C21另一端连接并联的电容C20、C22一端后接地；电感L3另一端分别连接并联的电容C12、C13和并联的电容C20、C22另一端并引出输出管脚RFOUT；

所述电源管理器(4-1)的输入引脚串联R7后连接电感L1另一端，电源管理器(4-1)的输出引脚连接控制模块(4-4)的VDD引脚，准低压降线性稳压器(4-2)的V_out引脚串联电阻R3后连接可控晶振(4-3)的VCC引脚；

其中，电容C1～C24，用于稳压，均为稳压电容；电阻R1～R7，用于控制各个支路的电流值，均为限流电阻；

充电站智能调整模块(5)，用于调整发射线圈(6)参数，使发射线圈(6)与接收线圈(11)进行匹配；

发射线圈(6)，用于将第一可控高频交流电高效率转化为宽频电磁波；

充电站感应器(7)，用于检测无线充电站内部所有电流和电压的数值，使充电站处理器(2)在非正常工作的情况下做出正确指示；

充电站无线通信模块(3)，用于联通机器人接收端；

所述机器人接收端包括：

接收端处理器(8)，用于监测并控制与其连接的接收端无线通信模块(9)、接收端感应器(10)、接收端智能调整模块(12)、稳压转换分流器(14)及监测器(15)，保证能量传输高效安全；

接收端感应器(10)，用于协助自动对准发射线圈(6)和判断最优传输距离；

接收线圈(11)，用于将宽频电磁波高效转化为第二可控高频交流电；

接收端智能调整模块(12)，用于与无线充电站联动，对接收线圈(11)参数进行微调；

整流模块(13)，用于将第二可控高频交流电转变为可用第二直流电；

稳压转换分流器(14)，用于对整流后的第二直流电做稳压处理，给电池(16)充电，并为机器人接收端各部件提供工作电压；

监测器(15)，用于监测电池(16)充电及电量状态，根据情况发出指示讯号；

接收端无线通信模块(9)，用于联通无线充电站。