本發(fā)明屬于無線充電線圈結(jié)構(gòu)，具體涉及一種基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)以及一種包括該初級線圈結(jié)構(gòu)的聚能無線充電線圈裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著無線充電技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單一初級線圈與次級線圈之間的近場耦合方式在充電效率和傳輸距離方面面臨一定的局限性。特別是在空氣介質(zhì)中，電磁波的能量衰減較大，導(dǎo)致傳輸距離增加時，次級線圈接收到的能量顯著降低，影響充電效率。因此，如何在中遠距離內(nèi)有效聚集多個初級線圈產(chǎn)生的電磁波，以提高次級線圈的接收效率，成為當(dāng)前無線充電技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向。

2、對此，現(xiàn)有的無線充電技術(shù)多集中于通過優(yōu)化初級線圈的設(shè)計或增強磁場耦合強度來提高傳輸效率。然而，這些方案在增加初級線圈數(shù)量或增大線圈體積時，往往會引入電磁波的散射與干擾，使得能量的有效傳輸難以實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的中遠距離無線充電線圈結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)電能有效傳輸?shù)膯栴}，而提供了一種基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)以及一種包括該初級線圈結(jié)構(gòu)的聚能無線充電線圈裝置。本發(fā)明利用二次拋物面反射的原理，將多個初級線圈產(chǎn)生的電磁波進行匯聚，使其集中于次級線圈的接收區(qū)域。本發(fā)明不僅可以顯著提高無線充電的效率和傳輸距離，同時可以通過內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)改變二次拋物面焦點調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同距離下的無線電能傳輸，為中遠距離無線充電技術(shù)提供了一種全新的解決方案。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)解決方案是：

3、本發(fā)明的一方面提供了一種基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，包括支架、拋物面反射件、反射件控制組件、線圈框架、多個初級線圈以及附在每個初級線圈上的電磁屏蔽層；

4、支架用于為初級線圈結(jié)構(gòu)提供支撐；

5、拋物面反射件用于對初級線圈產(chǎn)生的電磁波進行反射匯聚，是可變形的，并且邊緣固定至線圈框架，中部通過反射件控制組件連接至支架；

6、反射件控制組件用于控制拋物面反射件改變形狀而調(diào)節(jié)拋物面焦點，且連接在支架與拋物面反射件之間；

7、線圈框架連接至支架，多個初級線圈布置在線圈框架上，使得拋物面反射件與電磁屏蔽層位于初級線圈的相反兩側(cè)，且電磁屏蔽層位于初級線圈與相對接的次級線圈之間，初級線圈一側(cè)產(chǎn)生的電磁波通過拋物面反射件的反射后穿過初級線圈的中間而匯聚于次級線圈，電磁屏蔽層用于避免初級線圈另一側(cè)產(chǎn)生的電磁場對交匯的電磁場產(chǎn)生干擾。

8、進一步地，初級線圈圍繞線圈框架的軸線環(huán)形布置成內(nèi)外、上下兩層，且內(nèi)側(cè)線圈比外側(cè)線圈更靠近拋物面反射件，兩層中的線圈交錯等間隔排布。

9、進一步地，支架能夠沿線圈框架的軸線平移，以通過反射件控制組件控制拋物面反射件改變形狀。

10、進一步地，反射件控制組件包括多個絲桿電機結(jié)構(gòu)和多個液壓推桿結(jié)構(gòu)；每個絲桿電機結(jié)構(gòu)包括電機本體、絲桿和絲桿螺母，電機本體安裝至線圈框架，絲桿螺母固連至支架，使得絲桿電機的絲桿的軸線與線圈框架的軸線平行；每個液壓推桿結(jié)構(gòu)包括缸體和活塞，缸體鉸接至支架，活塞鉸接至拋物面反射件。

11、進一步地，絲桿電機結(jié)構(gòu)關(guān)于線圈框架的軸線對稱布置有兩個，液壓推桿結(jié)構(gòu)關(guān)于線圈框架的軸線等間隔布置有四個。

12、進一步地，初級線圈結(jié)構(gòu)還包括為支架提供導(dǎo)向的導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)包括導(dǎo)軌和滑塊，導(dǎo)軌固連至線圈框架且平行于線圈框架的軸線，滑塊連接至支架，當(dāng)支架在絲桿電機結(jié)構(gòu)的驅(qū)動下沿線圈框架的軸線平移時，滑塊隨支架沿導(dǎo)軌平移。

13、進一步地，導(dǎo)向機構(gòu)關(guān)于線圈框架的軸線對稱布置有兩個，與兩個絲桿電機結(jié)構(gòu)90度等間隔布置，導(dǎo)向機構(gòu)、絲桿電機結(jié)構(gòu)和液壓推桿結(jié)構(gòu)交錯等間隔布置。

14、本發(fā)明的另一方面提供了一種聚能無線充電線圈裝置，包括上述基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置在待充電裝備上的次級線圈結(jié)構(gòu)。

15、本發(fā)明的優(yōu)點是：

16、1、本發(fā)明的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，設(shè)置了拋物面反射件來對多個初級線圈產(chǎn)生的電磁波進行反射，使反射出的電磁波匯聚于次級線圈的接收區(qū)域，使得各個初級線圈的反射波在次級線圈位置達到最大，實現(xiàn)聚能充電的效果，由此可顯著提高無線充電的充電效率和傳輸距離，使得在中遠距離下也能實現(xiàn)高效的無線電能傳輸，此外，可利用反射件控制組件改變拋物面反射件的形狀，從而調(diào)節(jié)拋物面的焦點，使得能夠適用于不同距離下的無線電能傳輸。

17、2、初級線圈布置成內(nèi)外、上下兩層，可增加初級線圈的數(shù)量，提高充電功率及效率。同時，可以通過控制回路接入不同數(shù)量的初級線圈，實現(xiàn)充電功率的調(diào)整，適用于不同規(guī)格的次級線圈。

18、3、本發(fā)明的聚能無線充電線圈裝置相對于現(xiàn)有無線充電線圈裝置，由于初級線圈結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒊跫壘€圈產(chǎn)生的電磁波反射并使其集中于次級線圈，可顯著提高裝置無線充電的充電效率和傳輸距離，使得裝置在中遠距離下也能實現(xiàn)高效的無線電能傳輸，此外，通過調(diào)節(jié)拋物面的焦點，裝置還能適用于不同距離下的無線電能傳輸，適用性強。

技術(shù)特征：

1.一種基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括支架、拋物面反射件、反射件控制組件、線圈框架、多個初級線圈以及附在每個初級線圈上的電磁屏蔽層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述初級線圈圍繞所述線圈框架的軸線環(huán)形布置成內(nèi)外、上下兩層，且內(nèi)側(cè)線圈比外側(cè)線圈更靠近所述拋物面反射件，兩層中的線圈交錯等間隔排布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述支架能夠沿所述線圈框架的軸線平移，以通過所述反射件控制組件控制所述拋物面反射件改變形狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：反射件控制組件包括多個絲桿電機結(jié)構(gòu)和多個液壓推桿結(jié)構(gòu)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述絲桿電機結(jié)構(gòu)關(guān)于所述線圈框架的軸線對稱布置有兩個，所述液壓推桿結(jié)構(gòu)關(guān)于所述線圈框架的軸線等間隔布置有四個。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：還包括為所述支架提供導(dǎo)向的導(dǎo)向機構(gòu)，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括導(dǎo)軌和滑塊，所述導(dǎo)軌固連至所述線圈框架且平行于所述線圈框架的軸線，所述滑塊連接至所述支架，當(dāng)所述支架在所述絲桿電機結(jié)構(gòu)的驅(qū)動下沿所述線圈框架的軸線平移時，所述滑塊隨所述支架沿所述導(dǎo)軌平移。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述導(dǎo)向機構(gòu)關(guān)于所述線圈框架的軸線對稱布置有兩個，與兩個絲桿電機結(jié)構(gòu)90度等間隔布置，所述導(dǎo)向機構(gòu)、所述絲桿電機結(jié)構(gòu)和所述液壓推桿結(jié)構(gòu)交錯等間隔布置。

8.一種聚能無線充電線圈裝置，其特征在于：包括權(quán)利要求1至7中任一項所述的基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置在待充電裝備上的次級線圈結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了基于拋物面反射的聚能無線充電初級線圈結(jié)構(gòu)及線圈裝置。拋物面反射件可對初級線圈產(chǎn)生的電磁波進行反射匯聚，是可變形的，且邊緣固定至線圈框架，中部通過反射件控制組件連接至支架。反射件控制組件控制反射件改變形狀而調(diào)節(jié)拋物面焦點，且連接在支架與拋物面反射件之間。布置有多個初級線圈的線圈框架連接至支架。本發(fā)明中，初級線圈產(chǎn)生的電磁波經(jīng)反射件的反射而在次級線圈位置處匯聚達到最大，實現(xiàn)聚能充電的效果，由此提高無線充電的充電效率和傳輸距離，使得在中遠距離下也能實現(xiàn)高效的無線電能傳輸，此外，反射件控制組件可改變拋物面反射件的形狀，從而調(diào)節(jié)拋物面的焦點，使得能夠適用于不同距離下的無線電能傳輸。

技術(shù)研發(fā)人員：田文龍,洪梁杰,程博,龐圣釗,毛昭勇
受保護的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15