非接触供电系统的制作方法
非接触供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非接触供电系统。
[0002]本申请根据2013年I月8日在日本提出申请的特愿2013-001071号主张优先权，这里引用其内容。
【背景技术】
[0003]例如，在专利文献I和专利文献2中公开一种非接触供电系统，其从搭载在水中移动体上的蓄电池通过非接触方式对设置在水中设备上的蓄电池进行供电。另外，近年来也提出一种非接触供电系统，其在水中或水上通过非接触方式对于设置在一边在水中或水上移动一边进行作业的作业机器人等移动体上的蓄电池进行供电。
[0004]这样的非接触系统的“非接触”表示供电装置的电传输配线和受电装置的电传输配线不直接接触，而并非表示搭载供电装置和受电装置的一方的移动体和搭载供电装置和受电装置的另一方的结构体不接触。为了进行稳定的送电，最好是固定供电装置和受电装置之间的位置关系，所以如专利文献I和专利文献2所述那样，上述移动体和上述结构体在送电过程中被牢牢地嵌合来固定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特表2010-523030号公报
[0008]专利文献2:日本特开平2-32721号公报
【发明内容】
、
[0009]发明要解决的问题
[0010]不过，在水中和水上，由于急剧的潮流的变化、大的波浪的影响或鱼等的冲击，有可能在将上述移动体和上述结构体分离的方向上作用大的载荷。这时候，如果这些上述移动体和上述结构体如专利文献I和专利文献2那样牢牢地嵌合，则有时嵌合部分会损伤而需要修理作业，从而操作者的负担增大。
[0011]本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的为构筑一种能够防止移动体和结构体的损伤的非接触供电系统。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]作为用于解决上述问题的手段，本发明采用以下的结构。
[0014]本发明的第一方式为一种非接触供电系统，具备搭载在移动体和不同于移动体的结构体的一方上的供电装置、搭载在上述移动体和上述结构体的另一方上的受电装置，在水中或水上从上述供电装置向与供电装置相对配置的上述受电装置进行送电，该非接触供电系统具备:抵接部，其设置在上述移动体上并且与上述结构体抵接；推进器，其在送电过程中将上述抵接部按压在上述结构体上。
[0015]本发明的第二方式，在上述第一方式中具备承接部，其设置在上述结构体上，承接上述抵接部并且定位上述移动体。
[0016]本发明的第三方式，在上述第一或第二方式中具备:位置检测单元，其检测上述供电装置和上述受电装置的位置关系；送电停止单元，其在上述位置检测单元的检测结果表示上述供电装置和上述受电装置的位置关系从基准位置偏离时，停止送电。
[0017]本发明的第四方式，在上述第三方式中，上述位置检测单元具备:金属片，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方；金属检测单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方并且通过非接触方式检测上述金属片。
[0018]本发明的第五方式，在上述第三方式中，上述位置检测单元具备:超声波发送单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述受电装置的一方；超声波接收单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方。
[0019]本发明的第六方式，在上述第五方式中，上述抵接部被设为将从上述超声波发送单元发送的超声波传递给超声波接收单元的波导。
[0020]发明的效果
[0021]根据本发明，在送电过程中，通过推进器将设置在移动体上的抵接部按压在结构体上。由此，在抵接部和结构体之间的静摩擦力增大，固定移动体和结构体。因此，能够进行稳定的送电。另外，在由于某种原因而将移动体和结构体分离的外力进行作用时，并且该外力超过了抵接部和结构体之间的静摩擦力时，虽然移动体和结构体分开，但由于移动体和结构体没有嵌合，因此移动体和结构体不会受伤。因此，根据本发明得到一种能够防止移动体和结构体的损伤的非接触供电系统。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明第一实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0023]图2是从下方看到的水中探测机器人的底视图。
[0024]图3是表示本发明第二实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0025]图4是表示本发明第三实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0026]图5是表示本发明第三实施方式的非接触供电系统的变形例的概略结构的示意图。
[0027]图6是表示本发明第四实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0028]图7是表示本发明第五实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0029]图8是表示本发明第六实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下参照附图对本发明的非接触供电系统的一个实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，为了将各个部件作为可识别的大小，适当地变更了各个部件的比例尺。
[0031](第一实施方式)
[0032]图1是表示本实施方式的非接触供电系统I的概略结构的示意图。另夕卜，图1中除了非接触供电系统I以外，还图示了非接触供电系统I所具备的搭载有后述的受电装置3的水中探测机器人R(移动体)。如图1所示，本实施方式的非接触供电系统I具备充电设备2、受电装置3、逆变器4、逆变器控制部5、推进器6、位置检测部7 (位置检测单元)以及抵接部8。
[0033]充电设备2具备供电站2a、升降装置2b、充电站2c。供电站2a设置在停泊在海上的船舶S(或者海上基地等)上，具备:壳体2al，其以下部浸泡在水中的状态被固定在船舶S上；供电电路2a2，其被收容在壳体2al的内部；供电线圈2a3，其与供电电路2a2连接；磁场透过部2a4，其设置在壳体2al的一部分上；以及控制部2a5。
[0034]供电电路2a2与外部电源(例如，设置在船舶S或海上基地上的发电系统或蓄电池等)连接，将从外部电源提供的电力变换为适合于非接触的送电的高频电力。另外，供电电路2a2具备和供电线圈2a3 —起形成谐振器的电容器。供电线圈2a3从壳体2al的内部与磁场透过部2a4相对配置。该供电线圈2a3和供电线路2a2的电容器一起形成谐振器，通过从供电电路2a2提供交流电力而形成振动磁场。
[0035]磁场透过部2a4以覆盖供电线圈2a3的产生振动磁场一侧的形状配置在水中，使包括供电线圈2a3的谐振器所形成的振动磁场透过到壳体2al的外部。该磁场透过部2a4通过具有耐水性和耐压性并且不妨碍磁场的即非导电性且非磁性的材料(具有耐水和耐压性的塑料或纤维强化塑料)而形成。
[0036]控制部2a5与供电电路2a2电连接，根据从外部输入的控制指令来控制供电电路2a2o该控制部2a5也与升降装置2b电连接，例如也通过无线通信等进行充电站2c的控制。
[0037]升降装置2b与供电电路2a2并行设置，具备将充电站2c在上下方向进行引导的升降轨道2bl、悬挂充电站2c的钢丝绳2b2、将钢丝绳2b2进行卷绕的卷扬机2b3。这样的升降装置2b通过卷扬机2b3使充电站2c沿着升降轨道2bl上下移动。
[0038]充电站2c具备壳体2cl、受电电路2c2、受电线圈2c3、蓄电池2c4、供电电路2c5、供电线圈2c6、第一磁场透过部2c7、第二磁场透过部2c8以及控制部2c9。
[0039]壳体2cI在 天花板与升降装置2b的钢丝绳2b2连接，在内部收容受电电路2c2、受电线圈2c3、蓄电池2c4、供电电路2c5以及供电线圈2c6。另外，壳体2cl的上表面的一部分为水中探测机器人R的平台。
[0040]受电电路2c2将从供电站2a发送的电力变换为直流电力而存储在蓄电池2c4中。另外，受电电路2c2具备和受电线圈2c3 —起形成谐振器的电容器。受电线圈2c3从壳体2cl的内部与第一磁场透过部2c7相对配置。该受电线圈2c3和受电电路2c2的电容器一起形成谐振器。在充电站2c上升，供电站2a所具备的供电线圈2a3和受电线圈2c3位于适合非接触供电的位置关系即大致相对的位置关系时，受电线圈2c3通过由供电站2a所形成的振动磁场而进行共振，由此产生高频电力。其结果为，通过非接触方式从供电站2a向充电站2c提供电力。
[0041]蓄电池2c4与受电电路2c2以及供电电路2c5连接，将从受电电路2c2提供的直流电力暂时进行蓄电，并且在从受电电路2c2没有提供电力时释放所存储的电力。作为这样的蓄电池2c4，例如能够使用锂离子电池和铅蓄电池等二次电池。
[0042]供电电路2c5将从蓄电池2c4提供的电力变换为适合非接触的送电的高频电力。另外，供电电路2c5具备和供电线圈2c6 —起形成谐振器的电容器。供电线圈2c6从壳体2cl的内部与第二磁场透过部2c8相对配置。该供电线圈2c6和供电电路2c5的电容器一起形成谐振器，通过从供电电路2c5提供交流电力而形成振动磁场。
[0043]第一磁场透过部2c7以覆盖受电线圈2c3的接受振动磁场一侧的形状设置在壳体2cl的供电站2a侧的侧壁上，使包括受电线圈2c3的谐振器所接受的振动磁场从壳体2cl的外部透过到内部。第二磁场透过部2c8以覆盖供电线圈2c6的产生振动磁场的一侧和后述的感应式接近传感器7a的形状设置在壳体2cl的天花板上，使包括供电线圈2c6的谐振器所形成的振动磁场透过到壳体2cl的外部。在这样的第二磁场透过部2c8中除了配置供电线圈2c6以外，还配置位置检测部7的后述的感应式接近传感器7a。这些第一磁场透过部2c7和第二磁场透过部2c8通过具有耐水性和耐压性并且不妨碍磁场的即非导电性和非磁性的材料(具有耐水和耐压性的塑料或纤维强化塑料)而形成。
[0044]控制部2c9与受电电路2c2以及供电电路2c5电连接。在从供电站2a通过非接触方式向充电站2c提供电力的情况下，控制部2c9根据从供电站2a的控制部2a5输入的控制指令来控制受电电路2c2。另一方面，从充电站2c通过非接触方式向受电装置3提供电力时，控制部2c9控制供电电路2c5。另外，控制部2c9与位置检测部7的后述的感应式接近传感器7a连接，在通过感应式接近传感器7a没有检测出后述的金属片7b的情况下，停止从充电站2c向受电装置3的供电。S卩，控制部2c9作为本发明的送电停止单元而发挥功能。在位置检测部7的检测结果表示后述的供电装置10和受电装置3之间的位置关系从适合送电的位置(称为基准位置)偏离的情况下，控制部2c9停止送电。
[0045]在本实施方式中，本发明的供电装置(如图1所示，以下称为供电装置10)由蓄电池2c4、供电电路2c5、供电线圈2c6以及控制部2c9构成。另外，如图1所示，在壳体2cl中设置这样的供电装置10，从而在本实施方式中，壳体2cl相当于本发明的结构体。
[0046]受电装置3搭载在水中探测机器人R中，具备受电电路3a、受电线圈3b、蓄电池3c以及控制部3d。受电电路3a将从充电站2c发送的电力变换为直流电力以便存储在蓄电池3c中。另外，受电电路3a中具备和受电线圈3b—起形成谐振器的电容器。受电线圈3b从水中探测机器人R的内部与设置在水中探测机器人R的底部的磁场透过部Rl相对配置。该受电线圈3b和受电电路3a的电容器一起形成谐振器。在充电站2c和水中探测机器人R位于适合非接触供电的位置关系即受电线圈3b与充电站2c所具备的供电线圈2c6大致相对的位置关系时，受电线圈3b通过由充电站2c所形成的振动磁场而进行共振，由此产生高频电力。其结果为，通过非接触方式从充电站2c向受电装置3提供电力。磁场透过部Rl具有覆盖受电线圈3b的接受振动磁场的一侧以及后述的金属片7b的形状。
[0047]蓄电池3c与受电电路3a以及逆变器4连接。蓄电池3c将从受电电路3a提供的直流电力临时存储，并且在从受电电路3a没有提供电力的时候释放存储的电力。作为这样的蓄电池3c，例如能够使用锂离子电池或铅蓄电池等二次电池。控制部3d与受电电路3a电连接，例如根据从水中探测机器人R的主控制装置(未图示)输入的控制指令来控制受电电路3a。另外，在本实施方式中，该控制部3b也可以和水中探测机器人R的主控制装置以及逆变器控制部5 —体化。
[0048]逆变器4在逆变器控制部5的控制下，将从受电装置3提供的直流电力变换为用于驱动推进器6的后述的电动机6b的交流电力。逆变器控制部5在水中探测机器人R的主控制装置的控制下控制逆变器4。该逆变器控制部5在从充电站2c向受电装置3送电时，控制逆变器4使得向推进器6的电动机6b提供交流电力。另外，在本实施方式中，这样的逆变器控制部5可以与受电装置3的控制部3d和水中探测机器人R的主控制装置(未图示)一体化。
[0049]推进器6具备产生向下方的推力的螺旋桨6a和旋转驱动该螺旋桨6a的电动机6bο该电动机6b通过经由逆变器4被提供交流电力而产生旋转动力。这样的推进器6在从充电站2c向搭载在水中探测机器人R上的受电装置3进行送电时，对充电站2c的壳体2cl按压抵接部8。另外，该推进器6，例如在存在配备在水中探测机器人R上的推进器的情况下，可以和该推进器一体化。另一方面，在不设置配备在水中探测机器人R上的推进器，而设置仅用于将抵接部8按压在壳体2cl上的推进器6的情况下，推进器6最好配置在从壳体2cl侧看的抵接部8的中心。这样，抵接部8整体以平均的载荷被按压，能够稳定地将抵接部8向壳体2cl按压。
[0050]位置检测部7由感应式接近传感器7a(金属检测单元)和金属片7b构成。感应式接近传感器7a如图1所示，在充电站2c的壳体2cl的内部与第二磁场透过部2c8相对配置。另外，该感应式接近传感器7a配置在向供电线圈2c6的侧方偏移的位置，以便不受由供电线圈2c6形成的磁场的影响。在金属片7b位于近距离的情况下，这种感应式接近传感器7a检测到该金属片7b，输出其检测结果。如图1所示，金属片7b在水中探测机器人R的内部与磁场透过部Rl相对地配置。该金属片7b也配置在向受电线圈3b的侧方偏移的位置，以便不受由供电线圈2c6形成的磁场的影响。将感应式接近传感器7a和金属片7b配置成在充电站2c和水中探测机器人R为适合非接触供电的关系位置的情况下，能够通过感应式接近传感器7a来检测金属片7b。
[0051]感应式接近传感器7a与充电站2c的控制部2c9连接。控制部2c9在通过感应式接近传感器7a没有检测出金属片7b的情况下，停止从充电站2c向受电装置3的供电。即，控制部2c9作为本发明的送电停止单元发挥功能，在位置检测部7的检测结果表示供电装置10和受电装置3之间的位置关系偏离适于送电的位置(称为基准位置)时，停止送电。
[0052]抵接部8设置在水中探测机器人R的底面上。图2是从下方观察水中探测机器人R的底视图。如该图所示，抵接部8是包围磁场透过部Rl的环状构件，下表面为平坦的面。当从充电站2c向搭载在水中探测机器人R上的受电装置3进行送电时，该抵接部8与充电站2c的壳体2cI的上表面抵接。
[0053]接着，说明这样而构成的本实施方式的非接触供电系统I的动作。
[0054]例如， 如果受电装置3的蓄电池3c的容量减少到需要充电的量，则首先充电站2c通过升降装置2b的动作而上升，与供电站2a相对配置，从供电站2a向充电站2c进行送电。这里，通过从外部电源向供电电路2a2以及供电线圈2a3提供电力而形成振动磁场，通过该振动磁场的共振现象对充电站2c的受电线圈2c3以及受电电路2c2进行送电。并且，将发送到充电站2c的电力存储在蓄电池2c4中。
[0055]接着，充电站2c通过升降装置2b的动作而下降，水中探测机器人R在该充电站2c的壳体2cl的上方移动，使得供电装置10和受电装置3的位置关系成为基准位置。接着，逆变器控制部5使逆变器4驱动推进器6。其结果为，推进器6将抵接部8按压在壳体2cl上。在该状态下从搭载在充电站2c上的供电装置10向相对配置的受电装置3进行送电。这里，通过从蓄电池2c4向供电电路2c5以及供电线圈2c6提供电力而形成振动磁场，通过该振动磁场的共振现象，对受电装置3的受电线圈3b和受电电路3a进行送电。并且将发送到受电装置3的电力的一部分提供给逆变器4来用于推进器6的驱动，将剩余的电力存储在蓄电池3c中。
[0056]控制部2c9在位置检测部7的检测结果为供电装置10和受电装置3的位置关系是基准位置的情况下许可送电，在表示偏离该基准位置的情况下停止送电。
[0057]根据以上的本实施方式的非接触供电系统1，设置在水中探测机器人R上的抵接部8，在送电过程中通过推进器6被按压在壳体2cl上。这样，抵接部8和壳体2cI之间的静摩擦力增大，固定水中探测机器人R和壳体2cl。因此能够进行稳定的送电。另外，在由于某种原因而使水中探测机器人R和壳体2cl分离的外力进行作用的情况下，当该外力超过了抵接部8和壳体2c I之间的静摩擦力时，水中探测机器人R和壳体2c I分离，但是由于水中探测机器人R和壳体2cl没有嵌合，因此水中探测机器人R和壳体2cl不会损伤。因此，通过本实施方式的非接触供电系统I能够防止水中探测机器人R和壳体2cl的损伤。
[0058]另外，本实施方式的非接触供电系统I具备:位置检测部7，其检测供电装置10和受电装置3的位置关系；控制部2c9，其在位置检测部7的检测结果表示供电装置10和受电装置3之间的位置关系偏离了基准位置的情况下停止送电。因此，如上所述，在通过意想不到的外力而在送电过程中将水中探测机器人R和壳体2cl分离的情况下，停止送电，能够防止释放多余的能量。
[0059]另外，本实施方式的非接触供电系统I的位置检测部7具备:金属片7b，其设置在水中探测机器人R上；感应式接近传感器7a，其设置在壳体2cl上并且通过非接触方式来检测金属片7b。因此，能够通过简单的结构容易地检测出水中探测机器人R和壳体2cl的位置关系。
[0060](第二实施方式)
[0061]接着，说明本发明的第二实施方式。另外，在本实施方式中，对于和上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
[0062]图3是表示本实施方式的非接触供电系统IA的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IA中，对壳体2cl的上表面设置承接抵接部8的承接部
Ilo
[0063]该承接部11与抵接部8同样为圆环状，在上表面设置凹坑11a。该承接部11接受抵接部8，并且通过凹坑Ila引导水中探测机器人R。这样的凹坑Ila的深度被设定为在由于某种原因而使水中探测机器人R和壳体2cl分离的外力进行作用的情况下，抵接部8能够容易地尚开承接部11。另外，在抵接部8的下表面设置与凹坑Ila对应的突出部8a。
[0064]在采用这样的结构的本实施方式的非接触供电系统IA中，当抵接部8通过承接部11被承接时，抵接部8的突出部8a进入到凹坑11a，由此进行水中探测机器人R(即受电装置3)的定位。因此，供电线圈2c6和受电线圈3b的位置关系更接近于正对，能够进行更稳定的送电。
[0065](第三实施方式)
[0066]接着，说明本发明的第三实施方式。另外，在本实施方式中，对于和上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
[0067]图4是表示本实施方式的非接触供电系统IB的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IB中，第二磁场透过部2c8被设置在壳体2cl的侧壁，供电线圈2c6以及感应式接近传感器7a与该第二磁场透过部2c8相对配置。另外，在水中探测机器人R的侧壁设置磁场透过部Rl，受电线圈3b以及金属片7b与该磁场透过部Rl相对配置。另外，推进器6配置在磁场透过部Rl的相反侧。进而，抵接部8以包围磁场透过部Rl的方式设置在水中探测机器人R的侧面。
[0068]在该非接触供电系统IB中，当从充电站2c向受电装置3进行送电时，在充电站2c的壳体2cl的侧方配置水中探测机器人R(受电装置3)。另外，即使在这样的非接触供电系统IB中，在送电过程中，通过以在图中产生向左的推力的方式使螺旋桨6a旋转的推进器6，也将设置在水中探测机器人R上的抵接部8按压在壳体2cl上。这样，抵接部8和壳体2cl之间的静摩擦力增大，固定水中探测机器人R和壳体2cl。因此，能够进行稳定的送电。另外，在由于某种原因而使水中探测机器人R和壳体2cl分离的外力进行作用的情况下，当该外力超过了抵接部8和壳体2cl之间的静摩擦力时，水中探测机器人R和壳体2cl分离，但是由于水中探测机器人R和壳体2cl没有嵌合，因此水中探测机器人R和壳体2cl不会损伤。因此，通过本实施方式的非接触供电系统IB能够防止水中探测机器人R和壳体2cl的损伤。
[0069]如图5所示，在本实施方式的非接触供电系统IB中，也可以设置在上述第二实施方式中进行了说明的承接部11。
[0070](第四实施方式)
[0071]接着，说明本发明的第四实施方式。另外，在本实施方式中，对于和上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
[0072]图6是表示本实施方式的非接触供电系统IC的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IC中，和上述第三实施方式相同，第二磁场透过部2c8被设置在壳体2cl的侧壁，供电线圈2c6和感应式接近传感器7a与该第二磁场透过部2c8相对配置。另外，在水中探测机器人R的侧壁设置磁场透过部R1，受电线圈3b和金属片7b与该磁场透过部Rl相对配置。另外，推进器6被配置在磁场透过部Rl的相反侧。
[0073]另外，在本实施方式的非接触供电系统IC中，水中探测机器人R的弯曲的侧壁的一部分为抵接部12。即，在本实施方式中，抵接部12与水中探测机器人R的弯曲的侧壁一体化。另外，在充电站2c的壳体2cl中设置承接部13，该承接部13具有与水中探测机器人R的弯曲的侧壁吻合的凹坑13a。
[0074]根据具有这样结构的本实施方式的非接触供电系统1C，抵接部12与水中探测机器人R的弯曲的侧壁一体化，因此不需要用于设置抵接部12的其他的构件。
[0075](第五实施方式)
[0076]接着，说明本发明的第五实施方式。另外，在本实施方式的说明中，对于和上述第一实施方式相同的部分，也省略或简化其说明。
[0077]图7是表示本实施方式的非接触供电系统ID的概略结构的示意图。如该图所示，本实施方式的非接触供电系统ID具备由超声波发送器14a(超声波发送单元)、超声波接收器14b (超声波接收单元)组成的位置检测部14。
[0078]超声波发送器14a被配置在水中探测机器人R的内部，发送超声波。另外，在本实施方式中，抵接部8成为超声波的波导。超声波接收器14b被配置在充电站2c的壳体2cI的内部，接收经由抵接部8传递的超声波，输出 其结果。控制部2c9与超声波接收器14b连接，当被输入表示从超声波接收器14b接收到超声波的情况的信号时，使壳体2cl和水中探测机器人R位于基准位置来进行送电。另外，控制部2c9在没有被输入表示从超声波接收器14b接收到超声波的情况的信号时，使壳体2cl和水中探测机器人R不位于基准位置而停止送电。
[0079]在这样的本实施方式的非接触供电系统ID中，抵接部8成为超声波的波导，从而当水中探测机器人R离开充电站2c时不传递超声波，立刻通过控制部2c9停止送电。因此，根据本实施方式的非接触供电系统1D，在通过意想不到的外力在送电过程中使水中探测机器人R和壳体2c I分离的情况下，停止送电，能够防止释放多余的能量。
[0080](第六实施方式)
[0081]接着，说明本发明的第六实施方式。另外，在本实施方式的说明中，对于和上述第一实施方式相同的部分，也省略或简化其说明。
[0082]图8是表示本实施方式的非接触供电系统IE的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IE中，对于水中探测机器人R设置供电装置10来代替受电装置3。另外，在设置在水中并且具有磁场透过部Kl的结构体K的内部设置受电装置3。
[0083]根据具有这种结构的本实施方式的非接触供电系统1E，通过非接触供电从搭载在水中探测机器人R上的供电装置10向设置在结构体K中的受电装置3进行送电，通过搭载在结构体K上的执行任务的设备K2等来使用该电力。
[0084]在这样的本实施方式的非接触供电系统IE中，也和上述第一实施方式的非接触供电系统I相同，能够防止水中探测机器人R和结构体K的损伤。
[0085]当采用这样的结构时，在搭载有受电装置3的结构体K的内部设置位置检测部7的金属片7b。另一方面，在搭载有供电装置10的水中探测机器人R的内部设置位置检测部7的感应式接近传感器7a。另外，当使用上述第五实施方式的位置检测部14时，在结构体K的内部设置超声波发送器14a，在水中探测机器人R的内部设置超声波接收器14b。
[0086]以上，边参照附图边对本发明的优选实施方式进行了说明，不过本发明不限定于上述实施方式。在上述实施方式中表示的各结构部件的各形状和组合等是一个例子，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够根据设计要求等进行种种变更。
[0087]例如，在上述实施方式中说明了充电站2c进行升降的结构。但是，本发明不限定于上述方式。例如，也能够采用以下结构，即将电源电缆铺设到水中，将充电站2c固定在该电源电缆上。
[0088]例如，在上述第一?第三实施方式以及第五、第六实施方式中，说明了抵接部8为圆环状的结构。但是，本发明不限于此，在通过推进器6所产生的推力被按压在充电站2c的壳体2cl上时，只要水中探测机器人R相对于充电站2c被保持在稳定的位置，则也可以是其它形状和配置。例如，可以是椭圆形状，能够采用具备圆环状排列的多个抵接部的结构。在后者的情况下，通过设置3个抵接部，能够使得抵接部相对于充电站2c稳定地进行抵接。
[0089]另外，在上述实施方式中说明了充电站2c只进行升降的结构。但是，本发明不限于此，例如也能够采用充电站2c在水中航行的结构。即，本发明的结构体不限于固定的结构体，也包括可移动的结构体。
[0090]另外，在上述实施方式中，说明了在水中从供电装置对受电装置进行送电的结构。但是，本发明不限于此，也能够采用在水上从供电装置向受电装置进行送电的结构。
[0091]另外，在上述实施方式中，作为非接触供电的方法采用了磁场共振方式，但也可以采用电磁感应方式，也可以是其它方式。只要能够相互非接触供电，则供电线圈和受电线圈的方式、形状以及大小可以是任意的。
[0092]产业上的可利用性
[0093]根据本发明，得到一种能够防止移动体和结构体的损伤的非接触供电系统。
[0094]符号说明
[0095]1、1A、1B、1C、1D、1E:非接触供电系统；2:充电设备；2a:供电站；2al:壳体；2a2、2c5:供电电路；2a3、2c6:供电线圈；2a4:磁场透过部；2a5、2c9、3d:控制部；2b:升降装置；2b1:升降轨道；2b2:钢丝绳；2b3:卷扬机；2c:充电站；2cl:壳体(结构体)；2c23a:受电电路；2c3、3b:受电线圈；2c4、3c:蓄电池；2c7:第一磁场透过部；2c8:第二磁场透过部；3:受电装置；4:逆变器；5:逆变器控制部；6:推进器；6a:螺旋桨；6b:电动机；7、14:位置检测部(位置检测单元)；7a:感应式接近传感器(金属检测单元)；7b:金属片；8、12:抵接部；8a:突出部；10:供电装置；11、13:承接部；14a:超声波发送器(超声波发送单元)；14b:超声波接收器(超声波接收单元)；K:结构体；K1、Rl:磁场透过部；Κ2:设备；R:水中探测机器人(移动体)；S:船舶。
【主权项】
1.一种非接触供电系统，具备搭载在移动体以及不同于上述移动体的结构体的一方上的供电装置、搭载在上述移动体和上述结构体的另一方上的受电装置，在水中或水上从上述供电装置向与上述供电装置相对配置的上述受电装置进行送电，该非接触供电系统的特征在于，具备: 抵接部，其设置在上述移动体上并且与上述结构体抵接；和 推进器，其在送电过程中将上述抵接部按压在上述结构体上。2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其特征在于，具备: 承接部，其设置在上述结构体上，承接上述抵接部并且定位上述移动体。3.根据权利要求1或2所述的非接触供电系统，其特征在于，具备: 位置检测单元，其检测上述供电装置和上述受电装置的位置关系；和 送电停止单元，其在上述位置检测单元的检测结果表示上述供电装置和上述受电装置的位置关系偏离了基准位置时，停止送电。4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于， 上述位置检测单元具备: 金属片，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述受电装置的一方上；以及金属检测单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方上，并且通过非接触方式检测上述金属片。5.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于， 上述位置检测单元具备: 超声波发送单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述受电装置的一方上；以及 超声波接收单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方上。6.根据权利要求5所述的非接触供电系统，其特征在于， 上述抵接部被设为将从上述超声波发送单元发送的超声波传递给超声波接收单元的波导。
【专利摘要】本发明涉及一种非接触供电系统。该非接触供电系统具备搭载在移动体以及不同于上述移动体的结构体的一方上的供电装置(10)和搭载在上述移动体和上述结构体的另一方上的受电装置(3)，在水中或水上从供电装置(10)向与供电装置(10)相对配置的受电装置(3)进行送电，该非接触供电系统具备：抵接部(8)，其设置在上述移动体上并且与上述结构体抵接；推进器(6)，其在送电过冲中将抵接部(8)按压在上述结构体(2c1)上。根据该非接触供电系统，能够防止非接触供电系统所采用的结构体和移动体的损伤。
【IPC分类】H02J17/00, H02J7/00
【公开号】CN104904096
【申请号】CN201380069195
【发明人】新妻素直
【申请人】株式会社Ihi
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月3日
【公告号】DE112013006372T5, US20150288226, WO2014109144A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非接触供电系统。
[0002]本申请根据2013年I月8日在日本提出申请的特愿2013-001071号主张优先权，这里引用其内容。
【背景技术】
[0003]例如，在专利文献I和专利文献2中公开一种非接触供电系统，其从搭载在水中移动体上的蓄电池通过非接触方式对设置在水中设备上的蓄电池进行供电。另外，近年来也提出一种非接触供电系统，其在水中或水上通过非接触方式对于设置在一边在水中或水上移动一边进行作业的作业机器人等移动体上的蓄电池进行供电。
[0004]这样的非接触系统的“非接触”表示供电装置的电传输配线和受电装置的电传输配线不直接接触，而并非表示搭载供电装置和受电装置的一方的移动体和搭载供电装置和受电装置的另一方的结构体不接触。为了进行稳定的送电，最好是固定供电装置和受电装置之间的位置关系，所以如专利文献I和专利文献2所述那样，上述移动体和上述结构体在送电过程中被牢牢地嵌合来固定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特表2010-523030号公报
[0008]专利文献2:日本特开平2-32721号公报
【发明内容】
、
[0009]发明要解决的问题
[0010]不过，在水中和水上，由于急剧的潮流的变化、大的波浪的影响或鱼等的冲击，有可能在将上述移动体和上述结构体分离的方向上作用大的载荷。这时候，如果这些上述移动体和上述结构体如专利文献I和专利文献2那样牢牢地嵌合，则有时嵌合部分会损伤而需要修理作业，从而操作者的负担增大。
[0011]本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的为构筑一种能够防止移动体和结构体的损伤的非接触供电系统。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]作为用于解决上述问题的手段，本发明采用以下的结构。
[0014]本发明的第一方式为一种非接触供电系统，具备搭载在移动体和不同于移动体的结构体的一方上的供电装置、搭载在上述移动体和上述结构体的另一方上的受电装置，在水中或水上从上述供电装置向与供电装置相对配置的上述受电装置进行送电，该非接触供电系统具备:抵接部，其设置在上述移动体上并且与上述结构体抵接；推进器，其在送电过程中将上述抵接部按压在上述结构体上。
[0015]本发明的第二方式，在上述第一方式中具备承接部，其设置在上述结构体上，承接上述抵接部并且定位上述移动体。
[0016]本发明的第三方式，在上述第一或第二方式中具备:位置检测单元，其检测上述供电装置和上述受电装置的位置关系；送电停止单元，其在上述位置检测单元的检测结果表示上述供电装置和上述受电装置的位置关系从基准位置偏离时，停止送电。
[0017]本发明的第四方式，在上述第三方式中，上述位置检测单元具备:金属片，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方；金属检测单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方并且通过非接触方式检测上述金属片。
[0018]本发明的第五方式，在上述第三方式中，上述位置检测单元具备:超声波发送单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述受电装置的一方；超声波接收单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方。
[0019]本发明的第六方式，在上述第五方式中，上述抵接部被设为将从上述超声波发送单元发送的超声波传递给超声波接收单元的波导。
[0020]发明的效果
[0021]根据本发明，在送电过程中，通过推进器将设置在移动体上的抵接部按压在结构体上。由此，在抵接部和结构体之间的静摩擦力增大，固定移动体和结构体。因此，能够进行稳定的送电。另外，在由于某种原因而将移动体和结构体分离的外力进行作用时，并且该外力超过了抵接部和结构体之间的静摩擦力时，虽然移动体和结构体分开，但由于移动体和结构体没有嵌合，因此移动体和结构体不会受伤。因此，根据本发明得到一种能够防止移动体和结构体的损伤的非接触供电系统。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明第一实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0023]图2是从下方看到的水中探测机器人的底视图。
[0024]图3是表示本发明第二实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0025]图4是表示本发明第三实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0026]图5是表示本发明第三实施方式的非接触供电系统的变形例的概略结构的示意图。
[0027]图6是表示本发明第四实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0028]图7是表示本发明第五实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
[0029]图8是表示本发明第六实施方式的非接触供电系统的概略结构的示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下参照附图对本发明的非接触供电系统的一个实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，为了将各个部件作为可识别的大小，适当地变更了各个部件的比例尺。
[0031](第一实施方式)
[0032]图1是表示本实施方式的非接触供电系统I的概略结构的示意图。另夕卜，图1中除了非接触供电系统I以外，还图示了非接触供电系统I所具备的搭载有后述的受电装置3的水中探测机器人R(移动体)。如图1所示，本实施方式的非接触供电系统I具备充电设备2、受电装置3、逆变器4、逆变器控制部5、推进器6、位置检测部7 (位置检测单元)以及抵接部8。
[0033]充电设备2具备供电站2a、升降装置2b、充电站2c。供电站2a设置在停泊在海上的船舶S(或者海上基地等)上，具备:壳体2al，其以下部浸泡在水中的状态被固定在船舶S上；供电电路2a2，其被收容在壳体2al的内部；供电线圈2a3，其与供电电路2a2连接；磁场透过部2a4，其设置在壳体2al的一部分上；以及控制部2a5。
[0034]供电电路2a2与外部电源(例如，设置在船舶S或海上基地上的发电系统或蓄电池等)连接，将从外部电源提供的电力变换为适合于非接触的送电的高频电力。另外，供电电路2a2具备和供电线圈2a3 —起形成谐振器的电容器。供电线圈2a3从壳体2al的内部与磁场透过部2a4相对配置。该供电线圈2a3和供电线路2a2的电容器一起形成谐振器，通过从供电电路2a2提供交流电力而形成振动磁场。
[0035]磁场透过部2a4以覆盖供电线圈2a3的产生振动磁场一侧的形状配置在水中，使包括供电线圈2a3的谐振器所形成的振动磁场透过到壳体2al的外部。该磁场透过部2a4通过具有耐水性和耐压性并且不妨碍磁场的即非导电性且非磁性的材料(具有耐水和耐压性的塑料或纤维强化塑料)而形成。
[0036]控制部2a5与供电电路2a2电连接，根据从外部输入的控制指令来控制供电电路2a2o该控制部2a5也与升降装置2b电连接，例如也通过无线通信等进行充电站2c的控制。
[0037]升降装置2b与供电电路2a2并行设置，具备将充电站2c在上下方向进行引导的升降轨道2bl、悬挂充电站2c的钢丝绳2b2、将钢丝绳2b2进行卷绕的卷扬机2b3。这样的升降装置2b通过卷扬机2b3使充电站2c沿着升降轨道2bl上下移动。
[0038]充电站2c具备壳体2cl、受电电路2c2、受电线圈2c3、蓄电池2c4、供电电路2c5、供电线圈2c6、第一磁场透过部2c7、第二磁场透过部2c8以及控制部2c9。
[0039]壳体2cI在 天花板与升降装置2b的钢丝绳2b2连接，在内部收容受电电路2c2、受电线圈2c3、蓄电池2c4、供电电路2c5以及供电线圈2c6。另外，壳体2cl的上表面的一部分为水中探测机器人R的平台。
[0040]受电电路2c2将从供电站2a发送的电力变换为直流电力而存储在蓄电池2c4中。另外，受电电路2c2具备和受电线圈2c3 —起形成谐振器的电容器。受电线圈2c3从壳体2cl的内部与第一磁场透过部2c7相对配置。该受电线圈2c3和受电电路2c2的电容器一起形成谐振器。在充电站2c上升，供电站2a所具备的供电线圈2a3和受电线圈2c3位于适合非接触供电的位置关系即大致相对的位置关系时，受电线圈2c3通过由供电站2a所形成的振动磁场而进行共振，由此产生高频电力。其结果为，通过非接触方式从供电站2a向充电站2c提供电力。
[0041]蓄电池2c4与受电电路2c2以及供电电路2c5连接，将从受电电路2c2提供的直流电力暂时进行蓄电，并且在从受电电路2c2没有提供电力时释放所存储的电力。作为这样的蓄电池2c4，例如能够使用锂离子电池和铅蓄电池等二次电池。
[0042]供电电路2c5将从蓄电池2c4提供的电力变换为适合非接触的送电的高频电力。另外，供电电路2c5具备和供电线圈2c6 —起形成谐振器的电容器。供电线圈2c6从壳体2cl的内部与第二磁场透过部2c8相对配置。该供电线圈2c6和供电电路2c5的电容器一起形成谐振器，通过从供电电路2c5提供交流电力而形成振动磁场。
[0043]第一磁场透过部2c7以覆盖受电线圈2c3的接受振动磁场一侧的形状设置在壳体2cl的供电站2a侧的侧壁上，使包括受电线圈2c3的谐振器所接受的振动磁场从壳体2cl的外部透过到内部。第二磁场透过部2c8以覆盖供电线圈2c6的产生振动磁场的一侧和后述的感应式接近传感器7a的形状设置在壳体2cl的天花板上，使包括供电线圈2c6的谐振器所形成的振动磁场透过到壳体2cl的外部。在这样的第二磁场透过部2c8中除了配置供电线圈2c6以外，还配置位置检测部7的后述的感应式接近传感器7a。这些第一磁场透过部2c7和第二磁场透过部2c8通过具有耐水性和耐压性并且不妨碍磁场的即非导电性和非磁性的材料(具有耐水和耐压性的塑料或纤维强化塑料)而形成。
[0044]控制部2c9与受电电路2c2以及供电电路2c5电连接。在从供电站2a通过非接触方式向充电站2c提供电力的情况下，控制部2c9根据从供电站2a的控制部2a5输入的控制指令来控制受电电路2c2。另一方面，从充电站2c通过非接触方式向受电装置3提供电力时，控制部2c9控制供电电路2c5。另外，控制部2c9与位置检测部7的后述的感应式接近传感器7a连接，在通过感应式接近传感器7a没有检测出后述的金属片7b的情况下，停止从充电站2c向受电装置3的供电。S卩，控制部2c9作为本发明的送电停止单元而发挥功能。在位置检测部7的检测结果表示后述的供电装置10和受电装置3之间的位置关系从适合送电的位置(称为基准位置)偏离的情况下，控制部2c9停止送电。
[0045]在本实施方式中，本发明的供电装置(如图1所示，以下称为供电装置10)由蓄电池2c4、供电电路2c5、供电线圈2c6以及控制部2c9构成。另外，如图1所示，在壳体2cl中设置这样的供电装置10，从而在本实施方式中，壳体2cl相当于本发明的结构体。
[0046]受电装置3搭载在水中探测机器人R中，具备受电电路3a、受电线圈3b、蓄电池3c以及控制部3d。受电电路3a将从充电站2c发送的电力变换为直流电力以便存储在蓄电池3c中。另外，受电电路3a中具备和受电线圈3b—起形成谐振器的电容器。受电线圈3b从水中探测机器人R的内部与设置在水中探测机器人R的底部的磁场透过部Rl相对配置。该受电线圈3b和受电电路3a的电容器一起形成谐振器。在充电站2c和水中探测机器人R位于适合非接触供电的位置关系即受电线圈3b与充电站2c所具备的供电线圈2c6大致相对的位置关系时，受电线圈3b通过由充电站2c所形成的振动磁场而进行共振，由此产生高频电力。其结果为，通过非接触方式从充电站2c向受电装置3提供电力。磁场透过部Rl具有覆盖受电线圈3b的接受振动磁场的一侧以及后述的金属片7b的形状。
[0047]蓄电池3c与受电电路3a以及逆变器4连接。蓄电池3c将从受电电路3a提供的直流电力临时存储，并且在从受电电路3a没有提供电力的时候释放存储的电力。作为这样的蓄电池3c，例如能够使用锂离子电池或铅蓄电池等二次电池。控制部3d与受电电路3a电连接，例如根据从水中探测机器人R的主控制装置(未图示)输入的控制指令来控制受电电路3a。另外，在本实施方式中，该控制部3b也可以和水中探测机器人R的主控制装置以及逆变器控制部5 —体化。
[0048]逆变器4在逆变器控制部5的控制下，将从受电装置3提供的直流电力变换为用于驱动推进器6的后述的电动机6b的交流电力。逆变器控制部5在水中探测机器人R的主控制装置的控制下控制逆变器4。该逆变器控制部5在从充电站2c向受电装置3送电时，控制逆变器4使得向推进器6的电动机6b提供交流电力。另外，在本实施方式中，这样的逆变器控制部5可以与受电装置3的控制部3d和水中探测机器人R的主控制装置(未图示)一体化。
[0049]推进器6具备产生向下方的推力的螺旋桨6a和旋转驱动该螺旋桨6a的电动机6bο该电动机6b通过经由逆变器4被提供交流电力而产生旋转动力。这样的推进器6在从充电站2c向搭载在水中探测机器人R上的受电装置3进行送电时，对充电站2c的壳体2cl按压抵接部8。另外，该推进器6，例如在存在配备在水中探测机器人R上的推进器的情况下，可以和该推进器一体化。另一方面，在不设置配备在水中探测机器人R上的推进器，而设置仅用于将抵接部8按压在壳体2cl上的推进器6的情况下，推进器6最好配置在从壳体2cl侧看的抵接部8的中心。这样，抵接部8整体以平均的载荷被按压，能够稳定地将抵接部8向壳体2cl按压。
[0050]位置检测部7由感应式接近传感器7a(金属检测单元)和金属片7b构成。感应式接近传感器7a如图1所示，在充电站2c的壳体2cl的内部与第二磁场透过部2c8相对配置。另外，该感应式接近传感器7a配置在向供电线圈2c6的侧方偏移的位置，以便不受由供电线圈2c6形成的磁场的影响。在金属片7b位于近距离的情况下，这种感应式接近传感器7a检测到该金属片7b，输出其检测结果。如图1所示，金属片7b在水中探测机器人R的内部与磁场透过部Rl相对地配置。该金属片7b也配置在向受电线圈3b的侧方偏移的位置，以便不受由供电线圈2c6形成的磁场的影响。将感应式接近传感器7a和金属片7b配置成在充电站2c和水中探测机器人R为适合非接触供电的关系位置的情况下，能够通过感应式接近传感器7a来检测金属片7b。
[0051]感应式接近传感器7a与充电站2c的控制部2c9连接。控制部2c9在通过感应式接近传感器7a没有检测出金属片7b的情况下，停止从充电站2c向受电装置3的供电。即，控制部2c9作为本发明的送电停止单元发挥功能，在位置检测部7的检测结果表示供电装置10和受电装置3之间的位置关系偏离适于送电的位置(称为基准位置)时，停止送电。
[0052]抵接部8设置在水中探测机器人R的底面上。图2是从下方观察水中探测机器人R的底视图。如该图所示，抵接部8是包围磁场透过部Rl的环状构件，下表面为平坦的面。当从充电站2c向搭载在水中探测机器人R上的受电装置3进行送电时，该抵接部8与充电站2c的壳体2cI的上表面抵接。
[0053]接着，说明这样而构成的本实施方式的非接触供电系统I的动作。
[0054]例如， 如果受电装置3的蓄电池3c的容量减少到需要充电的量，则首先充电站2c通过升降装置2b的动作而上升，与供电站2a相对配置，从供电站2a向充电站2c进行送电。这里，通过从外部电源向供电电路2a2以及供电线圈2a3提供电力而形成振动磁场，通过该振动磁场的共振现象对充电站2c的受电线圈2c3以及受电电路2c2进行送电。并且，将发送到充电站2c的电力存储在蓄电池2c4中。
[0055]接着，充电站2c通过升降装置2b的动作而下降，水中探测机器人R在该充电站2c的壳体2cl的上方移动，使得供电装置10和受电装置3的位置关系成为基准位置。接着，逆变器控制部5使逆变器4驱动推进器6。其结果为，推进器6将抵接部8按压在壳体2cl上。在该状态下从搭载在充电站2c上的供电装置10向相对配置的受电装置3进行送电。这里，通过从蓄电池2c4向供电电路2c5以及供电线圈2c6提供电力而形成振动磁场，通过该振动磁场的共振现象，对受电装置3的受电线圈3b和受电电路3a进行送电。并且将发送到受电装置3的电力的一部分提供给逆变器4来用于推进器6的驱动，将剩余的电力存储在蓄电池3c中。
[0056]控制部2c9在位置检测部7的检测结果为供电装置10和受电装置3的位置关系是基准位置的情况下许可送电，在表示偏离该基准位置的情况下停止送电。
[0057]根据以上的本实施方式的非接触供电系统1，设置在水中探测机器人R上的抵接部8，在送电过程中通过推进器6被按压在壳体2cl上。这样，抵接部8和壳体2cI之间的静摩擦力增大，固定水中探测机器人R和壳体2cl。因此能够进行稳定的送电。另外，在由于某种原因而使水中探测机器人R和壳体2cl分离的外力进行作用的情况下，当该外力超过了抵接部8和壳体2c I之间的静摩擦力时，水中探测机器人R和壳体2c I分离，但是由于水中探测机器人R和壳体2cl没有嵌合，因此水中探测机器人R和壳体2cl不会损伤。因此，通过本实施方式的非接触供电系统I能够防止水中探测机器人R和壳体2cl的损伤。
[0058]另外，本实施方式的非接触供电系统I具备:位置检测部7，其检测供电装置10和受电装置3的位置关系；控制部2c9，其在位置检测部7的检测结果表示供电装置10和受电装置3之间的位置关系偏离了基准位置的情况下停止送电。因此，如上所述，在通过意想不到的外力而在送电过程中将水中探测机器人R和壳体2cl分离的情况下，停止送电，能够防止释放多余的能量。
[0059]另外，本实施方式的非接触供电系统I的位置检测部7具备:金属片7b，其设置在水中探测机器人R上；感应式接近传感器7a，其设置在壳体2cl上并且通过非接触方式来检测金属片7b。因此，能够通过简单的结构容易地检测出水中探测机器人R和壳体2cl的位置关系。
[0060](第二实施方式)
[0061]接着，说明本发明的第二实施方式。另外，在本实施方式中，对于和上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
[0062]图3是表示本实施方式的非接触供电系统IA的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IA中，对壳体2cl的上表面设置承接抵接部8的承接部
Ilo
[0063]该承接部11与抵接部8同样为圆环状，在上表面设置凹坑11a。该承接部11接受抵接部8，并且通过凹坑Ila引导水中探测机器人R。这样的凹坑Ila的深度被设定为在由于某种原因而使水中探测机器人R和壳体2cl分离的外力进行作用的情况下，抵接部8能够容易地尚开承接部11。另外，在抵接部8的下表面设置与凹坑Ila对应的突出部8a。
[0064]在采用这样的结构的本实施方式的非接触供电系统IA中，当抵接部8通过承接部11被承接时，抵接部8的突出部8a进入到凹坑11a，由此进行水中探测机器人R(即受电装置3)的定位。因此，供电线圈2c6和受电线圈3b的位置关系更接近于正对，能够进行更稳定的送电。
[0065](第三实施方式)
[0066]接着，说明本发明的第三实施方式。另外，在本实施方式中，对于和上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
[0067]图4是表示本实施方式的非接触供电系统IB的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IB中，第二磁场透过部2c8被设置在壳体2cl的侧壁，供电线圈2c6以及感应式接近传感器7a与该第二磁场透过部2c8相对配置。另外，在水中探测机器人R的侧壁设置磁场透过部Rl，受电线圈3b以及金属片7b与该磁场透过部Rl相对配置。另外，推进器6配置在磁场透过部Rl的相反侧。进而，抵接部8以包围磁场透过部Rl的方式设置在水中探测机器人R的侧面。
[0068]在该非接触供电系统IB中，当从充电站2c向受电装置3进行送电时，在充电站2c的壳体2cl的侧方配置水中探测机器人R(受电装置3)。另外，即使在这样的非接触供电系统IB中，在送电过程中，通过以在图中产生向左的推力的方式使螺旋桨6a旋转的推进器6，也将设置在水中探测机器人R上的抵接部8按压在壳体2cl上。这样，抵接部8和壳体2cl之间的静摩擦力增大，固定水中探测机器人R和壳体2cl。因此，能够进行稳定的送电。另外，在由于某种原因而使水中探测机器人R和壳体2cl分离的外力进行作用的情况下，当该外力超过了抵接部8和壳体2cl之间的静摩擦力时，水中探测机器人R和壳体2cl分离，但是由于水中探测机器人R和壳体2cl没有嵌合，因此水中探测机器人R和壳体2cl不会损伤。因此，通过本实施方式的非接触供电系统IB能够防止水中探测机器人R和壳体2cl的损伤。
[0069]如图5所示，在本实施方式的非接触供电系统IB中，也可以设置在上述第二实施方式中进行了说明的承接部11。
[0070](第四实施方式)
[0071]接着，说明本发明的第四实施方式。另外，在本实施方式中，对于和上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
[0072]图6是表示本实施方式的非接触供电系统IC的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IC中，和上述第三实施方式相同，第二磁场透过部2c8被设置在壳体2cl的侧壁，供电线圈2c6和感应式接近传感器7a与该第二磁场透过部2c8相对配置。另外，在水中探测机器人R的侧壁设置磁场透过部R1，受电线圈3b和金属片7b与该磁场透过部Rl相对配置。另外，推进器6被配置在磁场透过部Rl的相反侧。
[0073]另外，在本实施方式的非接触供电系统IC中，水中探测机器人R的弯曲的侧壁的一部分为抵接部12。即，在本实施方式中，抵接部12与水中探测机器人R的弯曲的侧壁一体化。另外，在充电站2c的壳体2cl中设置承接部13，该承接部13具有与水中探测机器人R的弯曲的侧壁吻合的凹坑13a。
[0074]根据具有这样结构的本实施方式的非接触供电系统1C，抵接部12与水中探测机器人R的弯曲的侧壁一体化，因此不需要用于设置抵接部12的其他的构件。
[0075](第五实施方式)
[0076]接着，说明本发明的第五实施方式。另外，在本实施方式的说明中，对于和上述第一实施方式相同的部分，也省略或简化其说明。
[0077]图7是表示本实施方式的非接触供电系统ID的概略结构的示意图。如该图所示，本实施方式的非接触供电系统ID具备由超声波发送器14a(超声波发送单元)、超声波接收器14b (超声波接收单元)组成的位置检测部14。
[0078]超声波发送器14a被配置在水中探测机器人R的内部，发送超声波。另外，在本实施方式中，抵接部8成为超声波的波导。超声波接收器14b被配置在充电站2c的壳体2cI的内部，接收经由抵接部8传递的超声波，输出 其结果。控制部2c9与超声波接收器14b连接，当被输入表示从超声波接收器14b接收到超声波的情况的信号时，使壳体2cl和水中探测机器人R位于基准位置来进行送电。另外，控制部2c9在没有被输入表示从超声波接收器14b接收到超声波的情况的信号时，使壳体2cl和水中探测机器人R不位于基准位置而停止送电。
[0079]在这样的本实施方式的非接触供电系统ID中，抵接部8成为超声波的波导，从而当水中探测机器人R离开充电站2c时不传递超声波，立刻通过控制部2c9停止送电。因此，根据本实施方式的非接触供电系统1D，在通过意想不到的外力在送电过程中使水中探测机器人R和壳体2c I分离的情况下，停止送电，能够防止释放多余的能量。
[0080](第六实施方式)
[0081]接着，说明本发明的第六实施方式。另外，在本实施方式的说明中，对于和上述第一实施方式相同的部分，也省略或简化其说明。
[0082]图8是表示本实施方式的非接触供电系统IE的概略结构的示意图。如该图所示，在本实施方式的非接触供电系统IE中，对于水中探测机器人R设置供电装置10来代替受电装置3。另外，在设置在水中并且具有磁场透过部Kl的结构体K的内部设置受电装置3。
[0083]根据具有这种结构的本实施方式的非接触供电系统1E，通过非接触供电从搭载在水中探测机器人R上的供电装置10向设置在结构体K中的受电装置3进行送电，通过搭载在结构体K上的执行任务的设备K2等来使用该电力。
[0084]在这样的本实施方式的非接触供电系统IE中，也和上述第一实施方式的非接触供电系统I相同，能够防止水中探测机器人R和结构体K的损伤。
[0085]当采用这样的结构时，在搭载有受电装置3的结构体K的内部设置位置检测部7的金属片7b。另一方面，在搭载有供电装置10的水中探测机器人R的内部设置位置检测部7的感应式接近传感器7a。另外，当使用上述第五实施方式的位置检测部14时，在结构体K的内部设置超声波发送器14a，在水中探测机器人R的内部设置超声波接收器14b。
[0086]以上，边参照附图边对本发明的优选实施方式进行了说明，不过本发明不限定于上述实施方式。在上述实施方式中表示的各结构部件的各形状和组合等是一个例子，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够根据设计要求等进行种种变更。
[0087]例如，在上述实施方式中说明了充电站2c进行升降的结构。但是，本发明不限定于上述方式。例如，也能够采用以下结构，即将电源电缆铺设到水中，将充电站2c固定在该电源电缆上。
[0088]例如，在上述第一?第三实施方式以及第五、第六实施方式中，说明了抵接部8为圆环状的结构。但是，本发明不限于此，在通过推进器6所产生的推力被按压在充电站2c的壳体2cl上时，只要水中探测机器人R相对于充电站2c被保持在稳定的位置，则也可以是其它形状和配置。例如，可以是椭圆形状，能够采用具备圆环状排列的多个抵接部的结构。在后者的情况下，通过设置3个抵接部，能够使得抵接部相对于充电站2c稳定地进行抵接。
[0089]另外，在上述实施方式中说明了充电站2c只进行升降的结构。但是，本发明不限于此，例如也能够采用充电站2c在水中航行的结构。即，本发明的结构体不限于固定的结构体，也包括可移动的结构体。
[0090]另外，在上述实施方式中，说明了在水中从供电装置对受电装置进行送电的结构。但是，本发明不限于此，也能够采用在水上从供电装置向受电装置进行送电的结构。
[0091]另外，在上述实施方式中，作为非接触供电的方法采用了磁场共振方式，但也可以采用电磁感应方式，也可以是其它方式。只要能够相互非接触供电，则供电线圈和受电线圈的方式、形状以及大小可以是任意的。
[0092]产业上的可利用性
[0093]根据本发明，得到一种能够防止移动体和结构体的损伤的非接触供电系统。
[0094]符号说明
[0095]1、1A、1B、1C、1D、1E:非接触供电系统；2:充电设备；2a:供电站；2al:壳体；2a2、2c5:供电电路；2a3、2c6:供电线圈；2a4:磁场透过部；2a5、2c9、3d:控制部；2b:升降装置；2b1:升降轨道；2b2:钢丝绳；2b3:卷扬机；2c:充电站；2cl:壳体(结构体)；2c23a:受电电路；2c3、3b:受电线圈；2c4、3c:蓄电池；2c7:第一磁场透过部；2c8:第二磁场透过部；3:受电装置；4:逆变器；5:逆变器控制部；6:推进器；6a:螺旋桨；6b:电动机；7、14:位置检测部(位置检测单元)；7a:感应式接近传感器(金属检测单元)；7b:金属片；8、12:抵接部；8a:突出部；10:供电装置；11、13:承接部；14a:超声波发送器(超声波发送单元)；14b:超声波接收器(超声波接收单元)；K:结构体；K1、Rl:磁场透过部；Κ2:设备；R:水中探测机器人(移动体)；S:船舶。
【主权项】
1.一种非接触供电系统，具备搭载在移动体以及不同于上述移动体的结构体的一方上的供电装置、搭载在上述移动体和上述结构体的另一方上的受电装置，在水中或水上从上述供电装置向与上述供电装置相对配置的上述受电装置进行送电，该非接触供电系统的特征在于，具备: 抵接部，其设置在上述移动体上并且与上述结构体抵接；和 推进器，其在送电过程中将上述抵接部按压在上述结构体上。2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其特征在于，具备: 承接部，其设置在上述结构体上，承接上述抵接部并且定位上述移动体。3.根据权利要求1或2所述的非接触供电系统，其特征在于，具备: 位置检测单元，其检测上述供电装置和上述受电装置的位置关系；和 送电停止单元，其在上述位置检测单元的检测结果表示上述供电装置和上述受电装置的位置关系偏离了基准位置时，停止送电。4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于， 上述位置检测单元具备: 金属片，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述受电装置的一方上；以及金属检测单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方上，并且通过非接触方式检测上述金属片。5.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于， 上述位置检测单元具备: 超声波发送单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述受电装置的一方上；以及 超声波接收单元，其设置在上述移动体和上述结构体中搭载有上述供电装置的一方上。6.根据权利要求5所述的非接触供电系统，其特征在于， 上述抵接部被设为将从上述超声波发送单元发送的超声波传递给超声波接收单元的波导。
【专利摘要】本发明涉及一种非接触供电系统。该非接触供电系统具备搭载在移动体以及不同于上述移动体的结构体的一方上的供电装置(10)和搭载在上述移动体和上述结构体的另一方上的受电装置(3)，在水中或水上从供电装置(10)向与供电装置(10)相对配置的受电装置(3)进行送电，该非接触供电系统具备：抵接部(8)，其设置在上述移动体上并且与上述结构体抵接；推进器(6)，其在送电过冲中将抵接部(8)按压在上述结构体(2c1)上。根据该非接触供电系统，能够防止非接触供电系统所采用的结构体和移动体的损伤。
【IPC分类】H02J17/00, H02J7/00
【公开号】CN104904096
【申请号】CN201380069195
【发明人】新妻素直
【申请人】株式会社Ihi
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月3日
【公告号】DE112013006372T5, US20150288226, WO2014109144A1
最新回复(0)