[实用新型]小型机器人的无线充电结构

说明书

本实用新型涉及一种小型机器人的无线充电结构，包括：设于所述小型机器人内的接收线圈，所述接收线圈为由一条导线绕制形成的三层线圈组，其中的各层线圈组间紧密贴合，且每一层线圈组包括相互之间紧密贴合的多匝线圈，所述接收线圈与所述小型机器人内的蓄电池连接；与所述接收线圈耦合连接的发射线圈，所述发射线圈可与供电源连接，所述发射线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的两层线圈集合，每一层线圈集合包括相互之间紧密贴合的多匝线圈。本实用新型的体积小，能够满足在受限空间内的安装使用，且三层结构和两层结构的绕制方式能够提高线圈的电感量，进而提高了功率密度。

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，特指一种小型机器人的无线充电结构。

背景技术

社会的发展进步需要源源不断的能源支持，现阶段主要通过地下管道实现能源的输送，地下管道是指敷设在地下用于传输能量的管道。随着科技的进步，各种形态的机器人被运用于各种不同的领域，由于地下管道通常狭窄冗长且管道众多，一旦某一部分出现问题，以人工进行及时的观测处理较为繁杂，需耗费大量人力物力，用于观测地下管道异常的小型轨道机器人应运而生。同时，在轨道机器人工作的环境中，传统的接触式充电方案难以满足其充电的要求。无线充电技术与轨道机器人的结合，为轨道机器人的发展提供新的可能。传统触片技术要求机器人具有较高的对位精度，并且对于潮湿、腐蚀、高压、燃气等能源危险环境和物理粉尘环境都难以兼容，此外随着机器人需求充电功率不断增大，充电电流不断上升，接触打火也将引入巨大的安全隐患。无线充电技术现今已趋于发展成熟，且在越来越多的场合下得到应用，正在不断改变人们的生活和生产方式。对于轨道机器人充电场景，无线充电技术可以在保障轨道机器人续航能力的基础上提供较大的自由度、全密封的充电过程以及安全可控的磁场环境，较好的解决了上述问题。

但是现有无线充电技术亦存在不足，从已有无线充电技术来看，目前无线充电遇到的难题是传输距离近，效率低，稳定性弱，方向性差。比如麻省理工学院的Marin教授首次提出的共振式无线电能传输技术就只存在一个最佳的工作距离；斯坦福大学的FanShanhui教授提出的利用非线性电路自动追踪劈裂模式的电路稳定性较低，空载压力大等。

在此背景下，申请人提出了一种磁共振无线充电系统及方法，其原理是基于正交模式锁定而提高电能的传输效率，其在实验阶段中能够显示出较好的电能传输效率及较好的系统稳定性，但由于小型机器人的体积小，安装的空间较小，就导致了线圈的尺寸受到了限制，进而影响了系统功率密度，导致系统的功率密度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种小型机器人的无线充电结构，解决现有的无线充电技术中由于小型机器人的体积小而限制了线圈的尺寸进而使得系统的功率密度较低的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供了一种小型机器人的无线充电结构，包括：

设于所述小型机器人内的接收线圈，所述接收线圈为由一条导线绕制形成的多层线圈组，其中的各层线圈组间紧密贴合，且每一层线圈组包括相互之间紧密贴合的多匝线圈，所述接收线圈与所述小型机器人内的蓄电池连接；以及

与所述接收线圈耦合连接的发射线圈，所述发射线圈可与供电源连接，所述发射线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的多层线圈集合，每一层线圈集合包括相互之间紧密贴合的多匝线圈。

本实用新型的无线充电结构所采用的接收线圈和发射线圈分别为三层结构和两层结构，其尺寸可适配于小型机器人的所需的安装尺寸，也即体积小，能够满足在受限空间内的安装使用，且三层结构和两层结构的绕制方式能够提高线圈的电感量，进而提高了功率密度，相对于单层的线圈本实用新型所采用的接收线圈和发射线圈具有较高的功率密度，提高了电能的传输效率。

本实用新型小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括连接在所述供电源和所述发射线圈之间的发射端非共振线圈，所述非共振线圈靠近所述发射线圈设置，且与所述发射线圈耦合连接。