本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是涉及一種具有無線充電裝置的吸塵機(jī)器人。

背景技術(shù)：

無線充電技術(shù)，即Wireless charging technology，是指具有電池的裝置不需要借助于電導(dǎo)線，利用電磁波感應(yīng)原理或者其他相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù)，在發(fā)送端和接收端用相應(yīng)的設(shè)備來發(fā)送和接收產(chǎn)生感應(yīng)的交流信號來進(jìn)行充電的一項(xiàng)技術(shù)，源于無線電力輸送技術(shù)。

從具體的技術(shù)原理及解決方案來說，目前無線充電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。這幾種技術(shù)分別適用于近程、中短程與遠(yuǎn)程電力傳送。

當(dāng)前最成熟、最普遍的是電磁感應(yīng)式。其根本原理是利用電磁感應(yīng)原理，類似于變壓器，在發(fā)送端和接收端各有一個(gè)線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，由于電磁感應(yīng)在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。PWC聯(lián)盟發(fā)起者Powermat公司用電磁感應(yīng)式推出過一款WiCC充電卡，與SD卡差不多大，內(nèi)部嵌有線圈和電極等組件，插入現(xiàn)有智能手機(jī)電池旁邊即可使用。

磁共振式也稱為近場諧振式，由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場中的相同振動(dòng)頻率的線圈，可從一個(gè)向另一個(gè)供電。技術(shù)難點(diǎn)是小型化和高效率化，被認(rèn)為是將來最有希望廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線充電的一種方式。

無線電波式，基本原理類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要有微 波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成。典型的是20世紀(jì)60年代布朗(William C.Brown)的微波輸電系統(tǒng)。整個(gè)傳輸系統(tǒng)包括微波源、發(fā)射天線、接收天線3部分；微波源內(nèi)有磁控管，能控制源在2.45GHz頻段輸出一定的功率；發(fā)射天線是64個(gè)縫隙的天線陣，接收天線擁有25％的收集和轉(zhuǎn)換效率。日本龍谷大學(xué)的移動(dòng)式無線充電系統(tǒng)，也是通過頻率為2.45GHz的微波送電，點(diǎn)亮了行駛中的模型警車的警燈。

電場耦合式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場來傳輸電能，其基本原理是通過電場將電能從發(fā)送端轉(zhuǎn)移到接收端。這種方式主要是村田制作所采用，具有抗水平錯(cuò)位能力較強(qiáng)的特點(diǎn)。

吸塵機(jī)器人使用過程中的一些問題也被暴露出來。例如，傳統(tǒng)的接插式有線充電技術(shù)存在使用麻煩，操作危險(xiǎn)等問題。使用者每次充電必須將吸塵機(jī)器人的充電插座連接到吸塵機(jī)器人的專用充電座上，使用起來非常麻煩。另外，由于吸塵機(jī)器人的專用充電座一般使用高壓作為供電電源，因此在充電過程中給使用者帶來一定的危險(xiǎn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有無線充電裝置的吸塵機(jī)器人，旨在解決目前的吸塵機(jī)器人充電時(shí)間較長，且使用麻煩且占用較多空間以及充電時(shí)使用受充電線長度的限制操作存在危險(xiǎn)性等技術(shù)問題。

本發(fā)明主要涉及一種具有無線充電裝置的吸塵機(jī)器人，包括包括中央處理器、存儲(chǔ)器、無線通信模塊、視頻采集模塊、音響模塊、凈化器、吸塵器和無線充電裝置，該無線充電裝置與車體內(nèi)的蓄電池連接；所述無線充電裝置包括：半橋逆變電路(1)，PWM驅(qū)動(dòng)電路(2)，鎖相電路(3)，過零比較器(4)，整形電路(5)，變壓器原邊線圈(12)。

進(jìn)一步的，其主電路采用半橋諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在松散耦合變壓器 兩邊雙邊串聯(lián)電容進(jìn)行補(bǔ)償，副邊線圈接整流橋負(fù)載。

進(jìn)一步的，其控制電路采用鎖相芯片4046實(shí)現(xiàn)諧振電路頻率和相位的跟蹤，利用相位比較器產(chǎn)生的占空比為50％的控制信號，經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路后形成兩路互補(bǔ)的具有一定死區(qū)時(shí)間的控制信號，所述的互補(bǔ)的控制信號是通過驅(qū)動(dòng)芯片LM5101控制半橋電路上下兩只開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉。

所述的原邊線圈采用正多邊形形狀，比如正方形，正六邊形以及正八邊形，從而保證垂直于充電裝置上方一定高度范圍內(nèi)的磁場強(qiáng)度分布較為均勻，且隨著高度的增加，磁場的強(qiáng)度逐漸減弱。

進(jìn)一步的，所述的充電裝置具有多組變壓器原邊線圈，可同時(shí)用于多種電器設(shè)備的充電，從而同時(shí)滿足多種電器的充電需求。

進(jìn)一步的，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，方便提示各組線圈是否處于充電狀態(tài)。

進(jìn)一步的，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，其由外接的光電轉(zhuǎn)換模塊通過太陽能面板吸收太陽能來提供電源。

進(jìn)一步的，所述的無線充電裝置的外側(cè)包圍屏蔽層，降低輻射對外界造成的傷害。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明無線充電裝置系統(tǒng)框圖。

圖2所示為本發(fā)明無線充電裝置原邊電路圖。

圖3所示為本發(fā)明正方形原邊線圈結(jié)構(gòu)圖。

圖4所示為本發(fā)明多組原邊線圈示意圖。

圖中標(biāo)記為：1-半橋逆變電路，2-PWM驅(qū)動(dòng)電路，3-鎖相電路，4-過零比較器，5-整形電路，6-整流電路，7-負(fù)載，8-上開關(guān)管，9-下開關(guān)管，10-二極管D1，11-二極管D2，12-變壓器原邊線圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

參見附圖1，所述一種具有無線充電裝置的吸塵機(jī)器人，包括包括中央處理器、存儲(chǔ)器、無線通信模塊、視頻采集模塊、音響模塊、凈化器、吸塵器和無線充電裝置，該無線充電裝置與車體內(nèi)的蓄電池連接；所述無線充電裝置包括：半橋逆變電路(1)，PWM驅(qū)動(dòng)電路(2)，鎖相電路(3)，過零比較器(4)，整形電路(5)，變壓器原邊線圈(12)，過零比較器(4)利用檢測原邊線圈流過的電流，并通過過零電壓比較器(4)將頻率信號提取出來，整形電路(5)解決開機(jī)時(shí)相位不能入鎖問題，當(dāng)輸入信號與鎖相電路的輸出信號入鎖時(shí)，輸出高電平，封鎖整形電路，否則輸出低電平，開放整形電路；整形電路的輸出直接連接到鎖相電路的輸入信號端；鎖相電路(3)輸出信號經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路后產(chǎn)生兩路互補(bǔ)且有死區(qū)的電路，經(jīng)過PWM驅(qū)動(dòng)芯片LM5101后直接控制半橋電路上、下兩開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)閉，調(diào)節(jié)可變電阻值的大小即可改變死區(qū)時(shí)間的長短。

本發(fā)明無線充電裝置原邊電路圖如附圖2所示，圖中V_T1、V_T2分別為半橋電路上下開關(guān)管的控制信號，諧振單元輸入電壓為V_OP，電路工作頻率稍高于諧振頻率時(shí)，電路在一個(gè)周期內(nèi)的工作過程如下：

步驟一、上開關(guān)管S1(8)導(dǎo)通，諧振單元輸入電壓為V_OP幅值等于電源電壓V_d，原邊電流諧振電流相位上滯后V_OP一定角度，電路中磁場能與電場能之間相互轉(zhuǎn)化。

步驟二、上開關(guān)管S1(8)關(guān)閉，下開關(guān)管S2(9)未開通，由于電感電流不能突變，下開關(guān)管S2(9)的寄生二極管續(xù)流，諧振單元輸入電壓為V_OP變?yōu)?。

步驟三、下開關(guān)管S2(9)反并聯(lián)二極管D2繼續(xù)導(dǎo)通，直至原邊諧振電流為0，下開關(guān)管S2(9)零電流關(guān)斷。

步驟四、下開關(guān)管S2(9)導(dǎo)通，諧振單元輸入電壓為V_OP為0，電路中磁場能和電場能之間相互轉(zhuǎn)化。

步驟五、下開關(guān)管S2(9)關(guān)斷，上開關(guān)管S1(8)未開通，上開關(guān)管S1(8)的寄生二極管D1續(xù)流，諧振單元輸入電壓為V_OP變 為電源電壓。

步驟六、二極管D1繼續(xù)導(dǎo)通，直至原邊電流為0，上開關(guān)管S1(8)零電壓開通，二極管D1零電流關(guān)斷。

如附圖3和4所示，所述的無線充電裝置具有多組變壓器原邊線圈，可同時(shí)用于多種電瓶車的充電，從而同時(shí)滿足多個(gè)電瓶車的充電需求，每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，方便提示各組線圈是否處于充電狀態(tài)。

每組變壓器原邊線圈具有相應(yīng)的開關(guān)檢測模塊，其由外接的光電轉(zhuǎn)換模塊通過太陽能面板吸收太陽能來提供電源，所述的無線充電裝置的外側(cè)包圍屏蔽層，降低輻射對外界造成的傷害。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。