[发明专利]一种应用于可重构空间机械臂关节间的无线配电系统

权利要求书

1.一种应用于可重构空间机械臂关节间的无线配电系统，其特征在于，包括均设置于可重构空间机械臂的各个关节内且相互连接的无线能量接收端和无线能量发射端且首关节仅设置无线能量发射端同时末关节仅设置无线能量接收端，所述无线能量发射端基于高频逆变技术进行电压变换并向无线能量接收端提供高频能量，所述无线能量接收端接收高频能量并利用整流技术进行电压调节进而实现整流的调压控制以及信号采集，相邻两关节中上一关节的所述无线能量发射端和下一关节的所述无线能量接收端通过电磁感应耦合进行无线电能传输同时通过无线通信进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的无线配电系统，其特征在于，还包括设置于各个关节内的关节控制器且所述关节控制器连接所述无线能量接收端和/或所述无线能量发射端，所述关节控制器控制关节动作。

3.根据权利要求2所述的无线配电系统，其特征在于，所述无线能量发射端包括发射端控制电路、发射端无线通信单元以及与上级关节传来的直流电源形成发射端回路的高频逆变电路、发射线圈和发射端补偿电容，所述高频逆变电路将直流电源提供的发射端直流电压转换为发射端高频交流电压，所述发射线圈利用发射端高频交流电压转换成的发射线圈高频电流产生高频磁场并向无线能量接收端提供高频能量，所述发射端控制电路跟踪控制发射端回路工作状态和控制发射端无线通信单元进行无线通信。

4.根据权利要求3所述的无线配电系统，其特征在于，所述无线能量接收端包括接收端控制电路、接收端无线通信单元以及与所述关节控制器形成接收端回路的接收线圈、整流电路和接收端补偿电容，所述接收线圈利用所述发射线圈产生的高频磁场产生接收线圈高频电流并转换成接收线圈高频交流电压，所述整流电路将接收线圈高频交流电压变换成接收端直流电压并供给关节控制器完成电能传输，所述接收端控制电路跟踪控制接收端回路工作状态、进行整流的调压控制和信号采集以及控制接收端无线通信单元与发射端无线通信单元的无线通信，所述接收端无线通信单元通过无线通信与发射端无线通信单元进行数据交互。

5.根据权利要求3所述的无线配电系统，其特征在于，所述高频逆变电路采用E类逆变电路且工作频率范围为60kHZ～150kHZ。

6.根据权利要求4所述的无线配电系统，其特征在于，所述整流电路采用E类整流电流。

7.根据权利要求4所述的无线配电系统，其特征在于，所述无线能量发射端还包括设置于发射线圈外侧的原边磁屏蔽机构；

和/或，所述无线能量接收端还包括设置于接收线圈外侧的副边磁屏蔽机构。

8.根据权利要求7所述的无线配电系统，其特征在于，所述发射线圈和所述接收线圈具有近场无线电能传输特性且均采用双层平面螺旋结构；

和/或，所述发射线圈和所述接收线圈均采用多股并绕的利兹线；

和/或，所述发射线圈和所述接收线圈中均设置磁芯。

9.根据权利要求8所述的无线配电系统，其特征在于，所述发射端控制电路和所述接收端控制电路均采用包括但不限于微控制器、信号采集电路、AD转换电路、故障保护电路、通信控制电路的结构。

10.根据权利要求9所述的无线配电系统，其特征在于，所述发射端无线通信单元和所述接收端无线通信单元均采用Zigbee无线通信模块。