[发明专利]用于线性运动型机器人的无线电力供应设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线性运动型机器人中使用的、利用磁共振的无线电力供应设备。

背景技术

传统上，在诸如工厂的大量设施中使用线性运动型机器人(或线性运动型传送机器人)。典型的线性运动型机器人包括可移动单元，其沿着在形状上线性或弯曲的固定轨道单元移动。可移动单元具有电机，并且使用由该电机产生的力沿着轨道单元移动。在诸如此类的传统线性运动型机器人中，从电源供应器经由在诸如cableveyor(注册商标)的电缆容纳构件中容纳的电源电缆向该电机供应电力。然而，在包括电缆容纳构件的线性运动型机器人中，可移动单元必然移动，以便随着其本身拉动电缆容纳构件。因此，需要驱动可移动单元的电机来提供输出，该输出除了可移动单元的重量和要被可移动单元承载的构件的重量之外，也考虑电缆容纳构件的重量。结果，用于驱动可移动单元的电机的大小增大，导致整个机器人设备的增大的大小。

因此，正在考虑在固定单元和可移动单元之间无线地供应电力。由于从固定单元向可移动单元无线地供应电力，消除了诸如电缆容纳构件的电力供应所需的构件。因此，可以实现重量减小和减小的来自电机的输出，导致整体设备的大小减小。

在无线电力供应中，当然在电力发射侧上的固定单元和在电力接收侧上的可移动单元之间形成间隙。当诸如一块金属的异物变得卡在间隙中时，存在下述担心：在该异物中会产生诸如涡流的感应电流，由此在异物中引起生热。因此，JP-2012-90373提出了通过在电力发射侧线圈和在电力接收侧上的电力接收侧线圈中检测的Q值来检测异物。另外，JP-A-2013-17247提出了使用温度传感器来直接地检测在异物中的生热。

然而，在如上所述的JP-2012-90373和JP-A-2013-17247中，不能检测异物，除非异物变得卡在电力发射侧线圈和电力接收侧线圈之间。换句话说，在JP-2012-90373和JP-A-2013-17247中，在Q值和在异物中的生热上的变化不出现，除非从电力发射侧向电力接收侧发射电力。因此，在JP-2012-90373和JP-A-2013-17247中公开的技术中，存在下述问题：异物的早期检测困难，并且安全度低。在需要减小的大小的机器人中，在电力发射侧线圈和电力接收侧线圈之间的间隙也当然变小。当除非异物被卡在电力发射侧线圈和电力接收侧线圈之间便不能检测异物时，如果异物变得卡在伴随大小减小而变小的在线圈之间的间隙中，拥塞可能出现，并且可能妨碍机器人的功能。另外，在使用无线电力供应的线性运动型机器人中，因为另外的设备导致的在整体机器人设备的大小上的增大不是所期望的。换句话说，其中基于由相机拍摄的图像信息来检测异物并且使用温度传感器的JP-A-2013-17247问题在于：需要另外的设备，并且该技术不适合于机器人设备。

因此，本发明的目的是提供一种用于线性运动型机器人的无线电力供应设备，该线性运动型机器人在较早阶段以高精度检测可能被卡在电力发射线圈和电力接收线圈之间的异物，而不要求另外的设备。

发明内容

在根据一个示例性实施例所述的发明中，不用在一对电力发射线圈和电力接收线圈之间的接触，利用磁共振来提供电力。换句话说，通过向所述电力发射线圈供应的高频信号在所述电力发射线圈和所述电力接收线圈之间产生磁共振，并且，使用所述磁共振从所述电力发射线圈向所述电力接收线圈供应电力。在根据该示例性实施例所述的发明中，所述电力发射线圈充当表观天线(apparent antenna)。换句话说，高频信号产生部件产生具有与用于电力发射的高频信号不同的波长和频率的用于异物检测的高频信号，并且从所述电力发射线圈发射所述信号。此时，所述高频信号产生部件产生具有频率f的高频信号。所述电力发射线圈作为表观天线，其长边相对于与所述频率f对应的波长λ被设置为λ/2。当具有所述频率f和所述波长λ的用于异物检测的高频信号被供应到作为表观天线的电力发射线圈时，共振波检测部件至少检测在所述天线中的共振波的波长λx或频率fx的任何一个。