1.一種太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,包括:
至少一太陽能面板;
一清掃機(jī)器人,在至少一太陽能面板上行駛或停留;
一可充電電池,設(shè)置在所述清掃機(jī)器人內(nèi)部,用于為所述清掃機(jī)器人提供動力;
至少一無線電力發(fā)射裝置,設(shè)置在所述清掃機(jī)器人外部;每一無線電力發(fā)射裝置包括一發(fā)射線圈,所述發(fā)射線圈連接至一電源;以及
一無線電力接收裝置,設(shè)置在所述清掃機(jī)器人內(nèi)部或外表面;所述無線電力接收裝置包括一接收線圈,所述接收線圈連接至所述可充電電池;
其中,當(dāng)所述接收線圈位于所述發(fā)射線圈上方時,所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)耦合或磁共振耦合,所述發(fā)射線圈將無線電能傳輸至所述接收線圈。
2.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)射線圈設(shè)置于任一太陽能面板的下表面,和/或,設(shè)置于任意兩塊相鄰太陽能面板連接處的縫隙下方或縫隙內(nèi)。
3.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述接收線圈設(shè)置于所述清掃機(jī)器人內(nèi)部底層,和/或,設(shè)置于所述清掃機(jī)器人底部下表面。
4.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,還包括
至少一充電面板,每一充電面板嵌入至任一太陽能面板上或設(shè)置于任一太陽能面板邊緣處;所述充電面板上表面與所述太陽能面板上表面位于同一平面上;
其中,所述發(fā)射線圈設(shè)置于任一充電面板內(nèi),或者,設(shè)置于任一充電面板的下表面。
5.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述接收線圈與所述發(fā)射線圈耦合時,所述發(fā)射線圈與所述接收線圈的距離為1mm~40mm;所述發(fā)射線圈與所述接收線圈之間的介質(zhì)皆為非金屬材質(zhì)。
6.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述無線電力發(fā)射裝置還包括
一直流電源,用于提供直流電流;
一逆變電路,其輸入端連接至所述直流電源,其輸出端連接至所述發(fā)射線圈;以及
一發(fā)射端控制器,連接至所述逆變電路,用于控制所述逆變電路的輸出功率;
其中,所述逆變電路用于將所述直流電流轉(zhuǎn)換為可變頻率和占空比的交流電流,并將所述交流電流輸出給所述發(fā)射線圈。
7.權(quán)利要求6所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述直流電源為至少一太陽能放電模組;所述無線電力發(fā)射裝置還包括
一DC-DC穩(wěn)壓電路,其輸入端連接至所述直流電源,其輸出端連接至所述逆變電路的輸入端;
其中,所述DC-DC穩(wěn)壓電路用以對所述直流電流進(jìn)行穩(wěn)壓處理,使得所述逆變電路獲得穩(wěn)定的直流電流源。
8.權(quán)利要求6所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述直流電源包括
一交流電源,用以提供交流電流;以及
一AC-DC適配器,其輸入端連接至所述交流電源,其輸出端連接至所述逆變電路的輸入端;所述AC-DC適配器用于將所述交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流。
9.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述無線電力接收裝置還包括
一整流電路,其輸入端連接至所述接收線圈,用于將所述接收線圈輸出的交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流;以及
一DC-DC轉(zhuǎn)換電路,其輸入端連接至所述整流電路的輸出端,其輸出端連接至所述可充電電池;
一接收端控制器,連接至所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路;所述接收端控制器內(nèi)存儲有所述可充電電池的至少一充電曲線,根據(jù)所述充電曲線計算所述可充電電池的最佳充電電壓;
其中,所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路將所述整流電路輸出的直流電流的電壓轉(zhuǎn)換成所述可充電電池的最佳充電電壓,并為所述可充電電池充電。
10.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,所述無線電力接收裝置還包括
一電池信息采集器,連接至所述可充電電池,用于采集所述可充電電池的剩余容量SOC值;
一無線充電開關(guān),其一端連接至所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路,其另一端連接至所述可充電電池或所述整流電路;
一電池管理器,其一端連接至所述電池信息采集器,以實(shí)時獲取所述可充電電池的剩余容量SOC值;其另一端連接至所述無線充電開關(guān),以控制所述無線充電開關(guān)閉合或斷開;
其中,當(dāng)所述可充電電池的剩余容量SOC值小于或等于一預(yù)設(shè)的電量閾值時,所述電池管理器控制所述無線充電開關(guān)閉合;當(dāng)所述可充電電池的剩余容量SOC值大于或等于一充電容量閾值時,所述電池管理器控制所述無線充電開關(guān)斷開。
11.權(quán)利要求1所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,
所述無線電力發(fā)射裝置包括
一發(fā)射端信號載入單元,連接至所述發(fā)射線圈;及
一發(fā)射端信號導(dǎo)出單元,連接至所述發(fā)射線圈;
所述無線電力接收裝置包括
一接收端信號載入單元,連接至所述接收線圈;及
一接收端信號導(dǎo)出單元,連接至所述接收線圈。
12.權(quán)利要求11所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)耦合時,所述無線電力發(fā)射裝置與所述無線電力接收裝置實(shí)現(xiàn)載波通信;所述發(fā)射端信號載入單元將要發(fā)射的信息以一載波頻率K1調(diào)制后加載至所述發(fā)射線圈的發(fā)射電流中,所述接收端信號導(dǎo)出單元以調(diào)制頻率K1將所述接收線圈的接收電流中的信息解調(diào)后濾波導(dǎo)出;所述接收端信號載入單元將要發(fā)射的信息以一載波頻率K2調(diào)制后加載至所述接收線圈的接收電流中,所述發(fā)射端信號導(dǎo)出單元以調(diào)制頻率K2將所述發(fā)射線圈的發(fā)射電流中的信息解調(diào)后濾波導(dǎo)出。
13.權(quán)利要求11所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)磁共振耦合時,所述無線電力發(fā)射裝置與所述無線電力接收裝置實(shí)現(xiàn)載波通信;所述發(fā)射端信號載入單元將要發(fā)射的信息以磁共振頻率K3為載波調(diào)制到磁共振的所述發(fā)射線圈的發(fā)射電流中,所述接收端信號導(dǎo)出單元從所述接收線圈的接收電流中以磁共振頻率K3為載波將所述信息解調(diào)并濾波導(dǎo)出;所述接收端信號載入單元將要發(fā)射的信息以磁共振頻率K3為載波調(diào)制到磁共振的接收電流中,所述發(fā)送端信號導(dǎo)出單元以磁共振頻率K3為載波將所述信息解調(diào)并濾波導(dǎo)出。
14.權(quán)利要求12或13所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電系統(tǒng),其特征在于, 所述無線電力發(fā)射裝置還包括
一直流電源,用于提供直流電流;
一逆變電路,其輸入端連接至所述直流電源,其輸出端連接至所述發(fā)射線圈;以及
一發(fā)射端控制器,連接至所述發(fā)射端信號載入單元、所述發(fā)射端信號導(dǎo)出單元;
所述無線電力接收裝置包括
一接收端控制器,連接至所述接收端信號載入單元、所述接收端信號導(dǎo)出單元;
其中,所述接收端控制器內(nèi)存儲有所述可充電電池的至少一充電曲線,根據(jù)所述充電曲線實(shí)時獲取所述可充電電池的最佳充電電壓,根據(jù)所述最佳充電電壓計算最佳充電功率,發(fā)出至少一充電功率調(diào)整指令;
當(dāng)所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)耦合時,所述接收端信號載入單元將所述充電功率調(diào)整指令以一載波頻率K2調(diào)制后加載至所述接收電流中,所述發(fā)射端信號導(dǎo)出單元以調(diào)制頻率K2將所述發(fā)射電流中的所述充電功率調(diào)整指令解調(diào)后濾波導(dǎo)出至所述發(fā)射端控制器;或者,當(dāng)所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)磁共振耦合時,所述接收端信號載入單元將所述充電功率調(diào)整指令以磁共振頻率K3為載波調(diào)制到磁共振的接收電流中,所述發(fā)送端信號導(dǎo)出單元以磁共振頻率K3為載波將所述充電功率調(diào)整指令解調(diào)并濾波導(dǎo)出至所述發(fā)射端控制器;
所述發(fā)射端控制器連接至所述逆變電路,根據(jù)所述充電功率調(diào)整指令調(diào)節(jié)所述發(fā)射線圈的發(fā)射功率。
15.一種太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟S501)在至少一太陽能面板內(nèi)部或其下方設(shè)置至少一無線電力發(fā)射裝置,所述無線電力發(fā)射裝置包括一發(fā)射線圈;將所述發(fā)射線圈設(shè)置于任一太陽能面板的下表面,或者,設(shè)置于任意兩塊相鄰太陽能面板連接處的縫隙下方或縫隙內(nèi);
步驟S502)在所述清掃機(jī)器人內(nèi)設(shè)置一無線電力接收裝置,所述無線電力接收裝置包括一接收線圈;將所述接收線圈設(shè)置在所述清掃機(jī)器人內(nèi)部底層或所述清掃機(jī)器人底部下表面;
步驟S503)所述清掃機(jī)器人在所述太陽能面板上行進(jìn)并清掃,所述清掃機(jī)器人在行進(jìn)過程中實(shí)時檢測所述接收線圈是否產(chǎn)生電流;
步驟S504)當(dāng)所述接收線圈位于所述發(fā)射線圈上方時,所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)耦合或磁共振耦合,所述接收線圈產(chǎn)生電流;
步驟S505)判斷所述清掃機(jī)器人的至少一可充電電池是否需要充電;若是,執(zhí)行步驟S506);若否,返回步驟S503);
步驟S506)所述清掃機(jī)器人停止行進(jìn)及清掃,駐留在太陽能面板上,使得接收線圈與發(fā)射線圈保持耦合;
步驟S507)發(fā)射線圈將無線電能傳輸至接收線圈,持續(xù)為所述可充電電池充電;以及
步驟S508)電池管理器判斷所述可充電電池電量是否充滿;若電量已充滿,停止充電;返回步驟S503)。
16.權(quán)利要求15所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,在所述步驟S506)前還可以包括如下步驟:
步驟S5061)根據(jù)所述接收線圈中電流的大小判斷所述接收線圈與所述發(fā)射線圈的相對位置和相對距離;以及
步驟S5062)所述清掃機(jī)器人調(diào)整其位置,使得所述接收線圈位于所述發(fā)射線圈正上方。
17.權(quán)利要求16所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,所述步驟S508)具體包括如下步驟:
步驟S5081)實(shí)時獲取所述可充電電池的剩余容量SOC值;
步驟S5082)將所述可充電電池的剩余容量SOC值與一預(yù)設(shè)的電量閾值作對比;
步驟S5083)若所述可充電電池的剩余容量SOC值小于一預(yù)設(shè)的電量閾值時,判斷所述清掃機(jī)器人需要充電。
18.權(quán)利要求17所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,所述步驟S508)具體包括如下步驟:
步驟S5081)實(shí)時獲取所述可充電電池的剩余容量SOC值;
步驟S5082)將所述可充電電池的剩余容量SOC值與一預(yù)設(shè)的充電容量閾值作對比;
步驟S5083)若所述可充電電池的剩余容量SOC值大于或等于預(yù)設(shè)的充電容量閾值時,判斷所述清掃機(jī)器人電量已充滿。
19.一種太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟S601)在至少一太陽能面板上嵌入至少一充電面板;或者,在至少一太陽能面板邊緣處設(shè)置至少一充電面板;所述充電面板上表面與所述太陽能面板上表面位于同一平面上;
步驟S602)在至少一充電面板內(nèi)部或外部設(shè)置至少一無線電力發(fā)射裝置,所述無線電力發(fā)射裝置包括一發(fā)射線圈,所述發(fā)射線圈連接至一電源;將所述發(fā)射線圈設(shè)置于任一充電面板內(nèi),或者,設(shè)置于任一充電面板上表面或下表面;
步驟S603)在所述清掃機(jī)器人內(nèi)部或外表面設(shè)置一無線電力接收裝置,所述無線電力接收裝置包括一接收線圈;將所述接收線圈設(shè)置在所述清掃機(jī)器人內(nèi)部底層或所述清掃機(jī)器人底部下表面;
步驟S604)所述清掃機(jī)器人在太陽能面板及所述充電面板上行進(jìn)且清掃,所述清掃機(jī)器人在行進(jìn)過程中實(shí)時檢測所述接收線圈是否產(chǎn)生電流;
步驟S605)當(dāng)所述接收線圈位于所述發(fā)射線圈上方時,所述接收線圈與所述發(fā)射線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)耦合或磁共振耦合,所述接收線圈產(chǎn)生電流;
步驟S609)判斷所述清掃機(jī)器人的至少一可充電電池是否需要充電;若是,執(zhí)行步驟S607);若否,返回步驟S604);
步驟S607)所述清掃機(jī)器人停止行進(jìn)及清掃,駐留在所述充電面板上,使得接收線圈與發(fā)射線圈保持耦合;
步驟S608)發(fā)射線圈將無線電能傳輸至接收線圈,持續(xù)為所述可充電電池充電;
步驟S609)電池管理器判斷所述可充電電池電量是否充滿;若電量已充滿,停止充電;返回步驟S604)。
20.權(quán)利要求19所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,在所述步驟S607)前還可以包括如下步驟:
步驟S6071)根據(jù)接收線圈中電流的大小判斷接收線圈與發(fā)射線圈的相對位置和相對距離;以及
步驟S6072)所述清掃機(jī)器人調(diào)整其位置,使得接收線圈位于發(fā)射線圈正上方。
21.權(quán)利要求20所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,所述步驟S609)具體包括如下步驟:
步驟S6091)實(shí)時獲取所述可充電電池的剩余容量SOC值;
步驟S6092)將所述可充電電池的剩余容量SOC值與一預(yù)設(shè)的電量閾值作對比;
步驟S6093)若所述可充電電池的剩余容量SOC值小于一預(yù)設(shè)的電量閾值時,判斷所述清掃機(jī)器人需要充電。
22.權(quán)利要求20所述的太陽能面板清掃機(jī)器人的無線充電方法,其特征在于,所述步驟S609)具體包括如下步驟:
步驟S6091)實(shí)時獲取所述可充電電池的剩余容量SOC值;
步驟S6092)將所述可充電電池的剩余容量SOC值與一預(yù)設(shè)的充電容量閾值作對比;
步驟S6093)若所述可充電電池的剩余容量SOC值大于或等于預(yù)設(shè)的充電容量閾值時,判斷所述清掃機(jī)器人電量已充滿。