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无线供电控制系统、无线供电控制装置、无线供电控制方法以及指向性信息生成方法

摘要

无线供电控制系统具有:控制装置,其根据预定的多个驱动模式对一个或者多个驱动设备进行驱动控制;第1无线机,其具有指向性天线;以及第2无线机,其被来自第1无线机的供电电波进行驱动,其中,从控制装置分别根据多个驱动模式对该一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下的、应用于指向性天线的与指向性有关的驱动时指向性信息中,选择与由取得部取得的对象驱动模式对应的对象驱动时指向性信息,将该选择出的对象驱动时指向性信息应用于第1无线机的指向性天线,执行从第1无线机向第2无线机的无线供电。由此,尽量地抑制无线机间的衰落的影响,适当地进行对无线机的无线供电。

著录项

  • 公开/公告号CN107112800A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-08-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 欧姆龙株式会社;

    申请/专利号CN201680005452.6

  • 发明设计人 植木大地;斋藤启介;

    申请日2016-02-02

  • 分类号

  • 代理机构北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人李辉

  • 地址 日本国京都府京都市

  • 入库时间 2023-06-19 03:13:27

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-07-03

    授权

    授权

  • 2017-09-22

    实质审查的生效 IPC(主分类):H02J50/00 申请日:20160202

    实质审查的生效

  • 2017-08-29

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及控制第1无线机与第2无线机之间的无线供电的无线供电控制系统等,其中,该第1无线机具有指向性天线,利用来自该第1无线机的供电电波驱动该第2无线机。

背景技术

作为便携式电子器件、可动电子器件等的供电方法,使用电波具有的电力的无线供电备受关注。在该无线供电方式中,不需要为了供电而有线连接电力供给源与电力供给目的地,因此,用户的便利性提高。另一方面,无线电波的电力的发送距离越长则越衰减,高效的电力发送变得越困难,并且若为了对之进行补偿而进行高输出的电波发送则无法避免对周边电子设备等的影响。因此,在专利文献1中公开有使用了相控阵天线的供电电波的发送技术。在该技术中,由发送供电电波的无线机和接收供电电波的无线机调节电波的相位,由此可期待高效的供电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2013-538548号公报

专利文献2:日本特许第5366058号公报

发明内容

发明要解决的课题

目前,在FA(Factory Automation:工厂自动化)的领域中,想要在控制装置向驱动设备传输控制信号、用于将各种传感器计测出的计测数据收集到控制装置的传输等中灵活应用无线通信的呼声日渐提高。以往,对于这些信号或数据,考虑到通信的稳定性等而广泛地灵活应用有线通信,但在有线通信的情况下,生产线的设计受到大幅限制。因此,通过灵活应用无线通信,可认为不仅生产线的设计自由度得到提高,而且由于不需要传输线缆而使生产线或制造装置的维护性也得到提高。

在想要这样最大限度地灵活应用无线通信的情况下,优选用于对驱动设备或传感器等进行驱动的供电也要无线化。另外,虽然通过像电池等那样内设蓄电池也能够适当地灵活应用无线通信,但蓄电池的蓄电容量是有限的,因此可能产生某些维护上的限制。但是,在想要进行基于供电电波的无线供电的情况下,该供电电波的发送接收容易因干扰尤其是存在于发送接收供电电波的无线机间的运行物体的影响而受到衰落的影响。FA领域也可以说是,在进行无线供电的无线机间的空间中对制造机器人的臂等驱动设备进行驱动,或者通过将无线机自身配置在移动物体上而使无线机间的空间变动,使各种物体在该空间中出入,从而形成容易产生衰落的环境。在容易产生这样的衰落的环境下,优选为了稳定的无线供电而使用像相控阵天线等那样具有指向性的通信天线,但即使如此,由于无线机间的空间中的物体的动作引起的衰落的影响而很难实现理想的无线供电。

本发明正是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于,提供如下的技术:在FA领域等的无线供电控制系统中,使用指向性天线,并且尽量地抑制无线机间的衰落的影响,适当地进行无线机间的无线供电。

用于解决课题的手段

在本发明中,为了解决上述课题,注意到在FA领域中,控制装置对一个或者多个驱动设备的驱动控制具有依赖于预定的多个驱动模式的倾向。即,本申请的发明者认为,如果作为衰落原因的驱动设备的驱动控制的模式是预定的,则关于该衰落的状况,事先也能够掌握到某种程度,通过与之对应地控制指向性天线的指向性,能够稳定地进行无线机间的无线供电。

详细而言,本发明具有:控制装置,其根据预定的多个驱动模式对一个或者多个驱动设备进行驱动控制;第1无线机,其形成为具有指向性天线并且能够经由该指向性天线进行规定的无线供电;第2无线机,其形成为接收从所述第1无线机送出的、用于所述规定的无线供电的供电电波,能够被该供电电波的电力进行驱动;指向性信息存储部,其存储与指向性有关的驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息在所述控制装置分别根据所述多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,分别与该多个驱动模式对应地,关于从所述第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电,应用于该第1无线机的指向性天线;取得部,其从该控制装置取得所述多个驱动模式中的、由所述控制装置应用于所述一个或者多个驱动设备的驱动模式即对象驱动模式;以及执行部,其从存储于所述指向性信息存储部的所述驱动时指向性信息中,选择与由所述取得部取得的所述对象驱动模式对应的对象驱动时指向性信息,将该选择出的对象驱动时指向性信息应用于所述第1无线机的所述指向性天线,执行从该第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电。

本发明的无线供电控制系统是进行与第1无线机与第2无线机之间的无线供电有关的控制的系统,第1无线机具有指向性天线,利用来自第1无线机的供电电波驱动第2无线机。作为指向性天线,可以采用现有技术的各种能够控制指向性的天线,例如可以例示出相控阵天线。在这样的指向性天线中,在特定方向上电波的放射强度或接收灵敏度较高,但另一方面,如果不是该特定方向,则与全方位天线相比容易导致理想的无线传输变得困难。因此,为了实现从第1无线机向第2无线机的理想的无线供电,对第1无线机的指向性天线的指向性进行控制。

与第1无线机电连接的控制装置是进行一个或者多个驱动设备的驱动控制的装置,该驱动控制是根据预先设定的多个驱动模式而进行的。因此,在控制装置使用多个驱动模式对驱动设备进行驱动控制的情况下,第1无线机与第2无线机会在该驱动设备根据该多个驱动模式进行驱动控制的环境下进行无线供电。其结果是,因各驱动模式而产生的衰落会作用于从第1无线机向第2无线机的无线供电。

这里,用于控制装置使用驱动设备的多个驱动模式是预定的,因此,可认为因各驱动模式而产生的衰落可看到某种程度的再现性。因此,也可认为衰落对从第1无线机向第2无线机的无线供电的作用大多依赖于由控制装置执行的驱动模式。因此,指向性信息存储部按照各驱动模式,存储考虑到在控制装置分别根据驱动模式对驱动设备进行驱动控制的状态(以下,也称作“模式驱动控制状态”)下因该驱动模式而产生的衰落而设定的、应用于指向性天线的、能够进行从第1无线机向第2无线机的理想的无线供电的驱动时指向性信息。

即,注意到控制装置对驱动设备的驱动控制内容依赖于预定的驱动模式,指向性信息存储部存储与该驱动模式对应的应用于指向性天线的驱动时指向性信息。换言之,指向性信息存储部按照每个驱动模式存储驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息是在控制装置根据驱动模式对驱动设备进行驱动控制的情况下,用于适当地进行从第1无线机向第2无线机的无线供电的与指向性有关的信息。在驱动模式已决定时,能够通过预先试验性地根据该驱动模式对驱动设备进行驱动控制而得到该驱动时指向性信息。

因此,取得部取得对象驱动模式,该对象驱动模式是在模式驱动控制状态下在该时刻进行的驱动模式。并且,执行部从指向性信息存储部存储的驱动时指向性信息中,选择与对象驱动模式对应的驱动时指向性信息即对象驱动时指向性信息,将该对象驱动时指向性信息应用于该模式驱动控制状态下的从第1无线机向第2无线机的无线供电。其结果是,能够尽量地抑制在该模式驱动控制状态下产生的衰落对无线机间的无线供电的影响,可以实现更理想的无线供电。

另外,存储于指向性信息存储部的驱动时指向性信息只要至少在从第1无线机向第2无线机发送供电电波的情况下应用于指向性天线即可。因此,在从第1无线机向第2无线机发送供电电波以外的信号的情况下,也可以将驱动时指向性信息应用于指向性天线,并且,在接受到供电电波的无线供电的第2无线机向第1无线机发送某些信号的情况下,也可以为了接收该信号而将驱动时指向性信息应用于指向性天线。作为这样的驱动时指向性信息的应用例,也可以是,在上述无线供电系统中,所述第1无线机形成为与所述供电电波一同发送针对所述第2无线机的规定的控制信号,所述第2无线机形成为根据来自所述第1无线机的所述供电电波和所述规定的控制信号,将与控制结果有关的信号发送给该第1无线机。并且,在该情况下,也可以是,在发送所述供电电波和所述规定的控制信号时以及接收与所述控制结果有关的信号时,对所述指向性天线应用相同的所述对象驱动时指向性信息。这样的应用方式在作用于无线机间的无线通信的衰落不论无线通信方向如何都可以视为相同的情况下是有用的。

这里,在上述的无线供电控制系统中,也可以是,所述取得部除了取得所述对象驱动模式之外,还从所述控制装置取得与所述一个或者多个驱动设备的所述对象驱动模式的执行时机有关的信息,所述执行部根据所述执行时机执行经由应用了所述对象驱动时指向性信息的所述第1无线机的所述指向性天线而实现的所述规定的无线供电。这样,取得部还取得与执行时机有关的信息,由此,执行部在经由应用了对象驱动时指向性信息的第1无线机的与第2无线机的无线通信中,在适时地将理想的无线供电所需的指向性信息应用于指向性天线之后进行无线供电,实现无线供电效率的提高。

并且,在上述的无线供电控制系统中,也可以是,所述对象驱动时指向性信息是应用于所述第1无线机的指向性天线的与指向性有关的如下的信息,该信息被设定成在执行所述对象驱动模式的执行期间内设定的多个控制时机中的各个控制时机,所述第2无线机中的接收信号强度最大或者收敛在规定的接收信号强度范围内。另外,该规定的接收信号强度范围是指实现从第1无线机向第2无线机的理想的无线供电所需的接收信号强度的范围。因此,通过这样地设定对象驱动时指向性信息,由执行部高效地执行从使用应用了该对象驱动时指向性信息的指向性天线的第1无线机向第2无线机的无线供电。

并且,在上述的无线供电控制系统中,也可以是,所述第2无线机配置在被所述控制装置驱动控制的所述驱动设备上,该驱动设备根据所述对象驱动模式而移动,从而该第2无线机相对于所述第1无线机的相对位置发生变化。在该情况下,所述对象驱动时指向性信息是在所述第2无线机与所述第1无线机的相对位置发生变化的状况下生成的。在这样地第2无线机自身配置在由控制装置进行驱动控制的驱动设备即根据驱动模式而驱动控制的驱动设备上的方式中,第1无线机与第2无线机之间的空间以依赖于驱动模式的方式变动,两无线机间的无线供电容易受到衰落的影响。另一方面,通过在这样地驱动控制的驱动设备上配置通过无线供电而得到驱动电力的第2无线机,能够提高系统设计的自由度。因此,在该方式中,能够适当地应用本发明。

另一方面,在上述的无线供电控制系统中,本发明并没有排除所述第1无线机与所述第2无线机之间的位置不变的方式。在这样地无线机彼此不动的方式中,有时也由于在其周围根据驱动模式对驱动设备进行驱动控制而导致衰落作用于无线机间的无线供电,因此能够适当地应用本发明。

并且,在上述的无线供电控制系统中,也可以具有多个所述第2无线机。在这样地具有多个第2无线机的情况下,作为本发明的无线供电控制系统能够例示出以下所示的2个方式。作为第1方式,多个所述第2无线机分别构成为能够被所述第1无线机择一地进行所述规定的无线供电。并且,所述指向性信息存储部存储与多个该第2无线机分别对应的如下的所述驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息在所述控制装置分别根据所述多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,分别与该多个驱动模式对应地,关于从所述第1无线机向多个所述第2无线机的各个第2无线机的所述规定的无线供电,应用于该第1无线机的指向性天线。在此基础上,所述执行部从存储于所述指向性信息存储部的所述驱动时指向性信息中,选择与由所述取得部取得的所述对象驱动模式对应的、分别对应于多个所述第2无线机的对象驱动时指向性信息,根据该选择出的对象驱动时指向性信息,执行所述第1无线机对多个所述第2无线机的各个第2无线机的所述规定的无线供电。即,在该第1方式中,在第1无线机向多个第2无线机分别进行无线供电时,与无线供电分别对应地将对象驱动时指向性信息应用于指向性天线。由此,能够适当地向各第2无线机进行无线供电。

接着,作为第2方式,包含多个所述第2无线机的第2无线机组构成为能够被所述第1无线机进行所述规定的无线供电。并且,所述指向性信息存储部存储与该第2无线机组对应的如下的所述驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息在所述控制装置分别根据所述多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,分别与该多个驱动模式对应地,关于从所述第1无线机向所述第2无线机组的所述规定的无线供电,应用于该第1无线机的指向性天线。在此基础上,所述执行部从存储于所述指向性信息存储部的所述驱动时指向性信息中,选择与由所述取得部取得的所述对象驱动模式对应的、对应于所述第2无线机组的对象驱动时指向性信息,根据该选择出的对象驱动时指向性信息,执行所述第1无线机对所述第2无线机组的所述规定的无线供电。另外,在向第2无线机组的规定的无线供电中,第1无线机可以择一地分别对第2无线机进行无线供电,或者也可以同时向多个第2无线机进行无线供电。在该第2方式中,第1无线机在向由多个第2无线机形成的第2无线机组进行无线供电时,与向该第2无线机组的无线供电对应地将对象驱动时指向性信息应用于指向性天线。即,在向第2无线机组的无线供电中,应用于指向性天线的对象驱动时指向性信息是共用的指向性信息。因此,在第1无线机向多个第2无线机进行无线供电时,不需要根据向各第2无线机的无线供电而变更要应用的指向性信息,控制简便,而且能够适当地向各第2无线机进行无线供电。

这里,在上述的无线供电控制系统中,也可以是,所述第2无线机是具有传感器的带传感器无线机,该传感器被所述供电电波的电力进行驱动以计测规定的环境参数。在该情况下,通过本发明,能够从第1无线机对用于驱动第2无线机自身和传感器的电力高效地进行无线供电。

并且,也可以从无线供电控制装置的侧面来解释本发明。即,本发明提供一种无线供电控制装置,其控制第1无线机进行的规定的无线供电,该第1无线机构成为能够在控制装置根据预定的多个驱动模式对一个或者多个驱动设备进行驱动控制的规定环境下,经由指向性天线对第2无线机进行该规定的无线供电,其中,所述第2无线机形成为接收从所述第1无线机送出的、用于所述规定的无线供电的供电电波,能够被该供电电波的电力进行驱动。并且,所述无线供电控制装置具有:指向性信息存储部,其存储与指向性有关的驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息在所述控制装置分别根据所述多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,分别与该多个驱动模式对应地,关于从所述第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电,应用于该第1无线机的指向性天线;取得部,其从所述控制装置取得所述多个驱动模式中的、由该控制装置应用于所述一个或者多个驱动设备的驱动模式即对象驱动模式;以及执行部,其从存储于所述指向性信息存储部的所述驱动时指向性信息中,选择与由所述取得部取得的所述对象驱动模式对应的对象驱动时指向性信息,将该选择出的对象驱动时指向性信息应用于所述第1无线机的所述指向性天线,执行从该第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电。由此,能够尽量地抑制无线机间的衰落的影响,适当地进行对第2无线机的无线供电。另外,关于上述的无线供电控制系统公开的本发明的技术思想在不产生技术性冲突的情况下,也可以应用于该无线供电控制装置。并且,上述无线供电控制装置也可以构成为包含在所述第1无线机内。

这里,也可以从无线供电控制方法的侧面来解释本发明。即,本发明提供一种无线供电控制方法,控制第1无线机进行的规定的无线供电,该第1无线机构成为能够在控制装置根据预定的多个驱动模式对一个或者多个驱动设备进行驱动控制的规定环境下,经由指向性天线对第2无线机进行该规定的无线供电,其中,所述第2无线机形成为接收从所述第1无线机送出的、用于所述规定的无线供电的供电电波,能够被该供电电波的电力进行驱动。并且,所述无线供电控制方法包含:取得步骤,从所述控制装置取得所述多个驱动模式中的、由该控制装置应用于所述一个或者多个驱动设备的驱动模式即对象驱动模式;选择步骤,从与指向性有关的驱动时指向性信息中,选择与在所述取得步骤中取得的所述对象驱动模式对应的对象驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息在所述控制装置分别根据所述多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,分别与该多个驱动模式对应地,关于从所述第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电,应用于该第1无线机的指向性天线;以及执行步骤,将在所述选择步骤中选择出的对象驱动时指向性信息应用于所述第1无线机的所述指向性天线,执行从该第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电。由此,能够尽量地抑制无线机间的衰落的影响,适当地进行对第2无线机的无线供电。另外,关于上述的无线供电控制系统公开的本发明的技术思想在不产生技术性冲突的情况下,也可以应用于该无线供电控制方法。

此外,也可以从指向性信息生成方法的侧面来解释本发明。即,本发明提供一种指向性信息生成方法,在第1无线机进行的规定的无线供电的控制下生成应用于指向性天线的指向性信息,该第1无线机构成为能够在控制装置根据预定的多个驱动模式对一个或者多个驱动设备进行驱动控制的规定环境下,经由该指向性天线对第2无线机进行该规定的无线供电,其中,所述第2无线机形成为接收从所述第1无线机送出的、用于所述规定的无线供电的供电电波,能够被该供电电波的电力进行驱动。并且,所述指向性信息生成方法包含:试验电波发送步骤,在所述控制装置分别根据所述多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,在执行该驱动模式的执行期间内设定的多个控制时机,从所述第1无线机向所述第2无线机发送试验电波;接收信号强度计测步骤,计测所述第2无线机接收到在所述试验电波发送步骤中从所述第1无线机发送的所述试验电波时的该试验电波的接收信号强度;以及生成步骤,以在所述多个控制时机中的各个控制时机在所述接收信号强度计测步骤中计测出的接收信号强度最大或者收敛在规定的接收信号强度范围内的方式,分别与所述多个驱动模式对应地生成与指向性有关的驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息在所述控制装置分别根据该多个驱动模式对所述一个或者多个驱动设备进行驱动控制的状态下,关于从所述第1无线机向所述第2无线机的所述规定的无线供电,应用于该第1无线机的指向性天线。由此,能够尽量地抑制无线机间的衰落的影响,生成使对第2无线机的无线供电变得理想的指向性信息。

发明效果

在无线供电控制系统中,能够提供如下的技术:使用指向性天线,并且尽量地抑制无线机间的衰落的影响,适当地进行无线机间的无线供电。

附图说明

图1是示出本发明的无线供电控制系统的概略结构的图。

图2是图1所示的无线供电控制系统中包含的无线机1的功能框图。

图3的图1所示的无线供电控制系统中包含的无线机2a的功能框图。

图4是在图1所示的无线供电控制系统中在无线机1与无线机2a之间进行的用于生成指向性信息的处理的流程图。

图5是用于说明基于图4所示的指向性信息生成处理的指向性信息的生成方式的图。

图6是示出与图1所示的无线供电控制系统中包含的无线机1具有的指向性信息有关的数据库的概略构造的图。

图7是用于在图1所示的无线供电控制系统中将无线机2a计测出的温度信息发送给无线机1的、进行从无线机1向无线机2a的供电的处理的流程图。

具体实施方式

参照附图对本发明的无线供电控制系统(以下,有时也简称作“系统”)100以及该系统中包含的无线机1和无线机2a、2b进行说明。另外,以下的实施方式的结构只是例示,本发明不限于本实施方式的结构。

图1是示出在工厂等的FA(工厂自动化)领域中使用的系统100的概略结构以及其中包含的作为控制装置5的驱动控制对象的机器人3a、3b、马达4的配置的图。详细地说,系统100包含PLC(可编程逻辑控制器)等控制装置5,由该控制装置5根据规定的驱动模式对机器人3a、3b和马达4进行驱动控制。另外,控制装置5对机器人3a等的驱动控制本身是现有技术,并且并不是本发明的核心,因此省略其详细的说明。

这里,无线机1与控制装置5以有线的方式电连接。另外,控制装置5与无线机1之间的连接也可以通过无线的方式实现。该无线机1具有作为指向性天线的相控阵天线。相控阵天线是基于现有技术的天线,简洁地说,具有如下的指向性的控制功能:通过一点一点地改变施加于天线阵列的各个天线元件的信号的相位而任意地改变发送电波的方向,相反地,能够提高对来自特定方向的电波的接收灵敏度。因此,无线机1的相控阵天线是能够与其他方向相比灵敏度良好地执行向特定方向送出电波以及从特定方向接收电波的天线,能够任意地控制该特定方向。在本发明中,将相控阵天线中的该特定方向的控制称作相控阵天线中的指向性控制。

通过这样地控制相控阵天线的指向性,具有相控阵天线的无线机1能够在配置有该系统100的工厂内使电波高效地到达进行无线通信的对方无线机,并且从对方无线机高效地接收电波。并且,在本实施例中,关于作为无线机1的对方的无线机,在系统100内配置有无线机2a和无线机2b。无线机2a和无线机2b分别配置在不同的位置,具有将微波的电磁能整流转换成直流电流的接收天线系统。连接无线机2a和无线机2b的该接收天线系统内的天线与上述相控阵天线不同,可以不是具有指向性的天线。并且,在无线机2a和无线机2b中,自身的驱动电力以及自身附带的要素(例如,后述的传感器等)的驱动电力是经由该接收天线系统通过经由来自无线机1的供电电波的无线供电而被供应的。因此,在无线机2a和无线机2b从上述的无线机1接受无线供电的情况下,能够在向无线机2a的无线供电和向无线机2b的无线供电中分别独立地控制无线机1的相控阵天线的指向性,从而高效地进行各个无线供电。另外,在图1中,无线机1向无线机2a进行无线供电时的相控阵天线的指向性用Da表示,无线机1向无线机2b进行无线供电时的相控阵天线的指向性用Db表示,相控阵天线能够针对任意的二维方向变更指向性。

并且,在无线机2a、2b中搭载有用于计测其外部环境参数(温度、湿度、加速度等)的传感器。并且,如上所述,该搭载的传感器的驱动电力是通过来自无线机1的供电电波而被供应的。并且,由该传感器计测出的信息(计测信息)从无线机2a、2b发送给无线机1,用于该发送的驱动电力也是通过来自无线机1的供电电波而被供应的。另外,发送到无线机1的计测信息被汇集于此,用于控制装置5中的规定处理。这里,作为搭载于无线机2a、2b的传感器,例如具磁传感器、光电传感器、温度传感器、湿度传感器、照度传感器、流量传感器、压力传感器、地温传感器、粒子传感器等物理系传感器或者CO2传感器、pH传感器、EC传感器、土壤水分传感器等化学系传感器。在本实施方式中,为了简化说明,假设在无线机2a、2b仅搭载有温度传感器,该温度传感器用于计测该无线机2a、2b各自被配置的位置处的外部温度。

在这样构成的系统100中,在为了工厂中的产品制造而由控制装置5按照规定的驱动模式对机器人3a、3b、马达4进行驱动控制的状态(以下,也称作“模式驱动控制状态”)下,通过无线通信将在无线机2a、2b各自被设置的部位由温度传感器计测出的温度信息传输给无线机1。但是,对于无线机2a、2b,由于其驱动电力依赖于来自无线机1的供电电波,因此,与供电电波一同,从无线机1向无线机2a、2b发送计测指示信号,按照与其呼应的方式进行基于无线机2a、2b中的传感器的温度计测及其发送。即,无线机2a、2b构成为不是通过自身的判断来进行与计测和发送有关的处理,而是以来自无线机1的无线供电为触发来进行这些处理。这样的结构与搭载于公知的RFID(Radio Frequency Identifier:射频标识符)等的无源型的信息传输结构相同,因此省略其详细的说明。并且,作为其他方法,无线机2a、2b也可以与半无源型的信息传输结构相同。在该情况下,无线机2a、2b能够按照独自预先决定的时机进行温度计测,并将其计测信息临时存储在存储器中。并且,无线机1根据需要发送请求信号,以将存储在无线机2a、2b的存储器中的计测信息发送给无线机1。

并且,在本实施例中,假设控制装置5对于机器人3a、3b、马达4应用以下的3个驱动模式作为规定的驱动模式。例如,作为驱动模式1,在停止马达4的状态下,使机器人3a执行动作A1,使机器人3b执行动作B1。此外,作为驱动模式2,使机器人3a执行动作A2,使机器人3b执行动作B2,使马达4执行动作C2。此外,作为驱动模式3,在停止机器人3a的状态下,使机器人3b执行动作B3,使马达4执行动作C3。另外,在后述的图6中公开有驱动模式的种类。

这里,特别由于无线机1具有的相控阵天线的指向性,能够比较稳定地进行无线机1与无线机2a、2b之间的无线供电。因此,可以期待向无线机2a、2b高效的供电以及在无线机2a、2b中计测出的温度信息向无线机1侧高效的传输。另一方面,在置于FA环境的系统100中,根据来自控制装置5的控制指示,机器人3a、3b使其臂等移动,并且,通过马达4的驱动而使其驱动对象(例如,机床的台等)移动。这里,多数情况下,机器人3a等或马达4的驱动对象等的主体由金属形成。并且,若这样的具有金属主体的物体在配置有系统100的空间中移动,则衰落作用于从无线机1向无线机2a、2b的无线供电,有可能阻碍稳定的无线供电。即使在无线机1使用相控阵天线来进行无线供电的情况下,也有可能作用因机器人3a等的驱动而产生的衰落,相反地,若在相控阵天线的情况下因其设定的指向性而作用衰落,则无法充分地享受假定的指向性的效果,有可能导致无线供电的效率大幅降低。

因此,在本发明的系统100中,为了尽量地抑制因这样的衰落引起的无线机间的无线供电的效率降低而采用如下的结构:根据作为衰落原因的控制装置5对机器人3a等的控制驱动,对无线机1的相控阵天线的指向性进行控制。具体而言,分别如图2、图3所示构成无线机1和无线机2a、2b。无线机1和无线机2a、2b在内部具有运算装置、存储器等,不仅发挥无线通信功能,而且通过由该运算装置执行规定的控制程序而发挥各种功能。并且,图2、图3是将无线机1、无线机2a、2b具有的功能图像化的功能框图。另外,无线机2a与无线机2b基本上具有相同的功能,因此,在本实施例中,在图3中代表性地示出无线机2a的功能框图。

首先,无线机1作为功能部具有控制部10、通信部11、指向性信息存储部12、计测信息存储部13。以下,对无线机1具有的各功能部进行说明。控制部10是负责无线机1中的各种控制的功能部,尤其具有取得部101、执行部102以及驱动时指向性信息生成部103。取得部101是从与无线机1电连接的控制装置5取得与控制装置5应用于机器人3a等的驱动模式有关的信息的功能部。在本实施例中,如上所述,根据驱动模式1~3的3个预先决定的驱动模式对机器人3a等进行驱动控制,形成模式驱动控制状态。另外,除了与驱动模式相关的信息之外,取得部101还从控制装置5取得与执行该驱动模式的执行时机有关的信息。作为该与执行时机有关的信息,能够例示出由控制装置5开始执行该驱动模式的开始时机信息等。

并且,执行部102是如下的功能部:从后述的指向性信息存储部12中选择根据由取得部101取得的驱动模式而应用于相控阵天线的驱动时指向性信息,在基于该驱动时指向性信息对该相控阵天线的指向性进行控制之后,负责从无线机1向无线机2a等发送用于无线供电的供电电波以及发送用于无线机2a等计测温度的计测指示信号。此外,执行部102也是如下的功能部:在同样对相控阵天线的指向性进行控制之后,从无线机2a等接收根据该计测指示信号而计测出的温度信息。驱动时指向性信息是与在机器人3a等处于模式驱动控制状态时对无线机1的相控阵天线设定的指向性有关的信息,在执行各驱动模式时还决定相控阵天线的指向性,以能够适当地实现从无线机1向无线机2a等的无线供电。因此,对于执行部102,若取得的驱动模式不同,则原则上应用于相控阵天线的驱动时指向性信息不同。此外,驱动时指向性信息生成部103是如下的功能部:与作为无线供电目的地的无线机2a等一同生成存储在指向性信息存储部12中的、由执行部102使用的驱动时指向性信息。该驱动时指向性信息的具体生成方式容后再述。

并且,通信部11是进行与无线机1外部的通信即信息的发送接收的功能部。具体而言,通信部11形成为与控制部10相互作用。其结果是,通信部11负责取得部101接收与驱动模式有关的信息、应用由执行部102选择出的驱动时指向性信息的向无线机2a等的无线供电、以及驱动时指向性信息生成部103生成信息时的与无线机2a等的无线通信等。指向性信息存储部12是如下的功能部:将在模式驱动控制状态下应用于相控阵天线的驱动时指向性信息存储在存储器中,计测信息存储部13是如下的功能部:在通信部11接收到由被无线供电后的无线机2a等根据计测指示信号而计测并传输来的温度信息之后,将该温度信息存储在存储器中。在接收该温度信息时,也对相控阵天线应用由指向性信息存储部12存储的驱动时指向性信息。

接着,根据图3对无线机2a的功能部进行说明。无线机2a作为功能部具有控制部20、通信部21、计测信息记录部24,并且在本实施例的情况下,搭载有用于温度计测的传感器22。以下,对无线机2a具有的各功能部进行说明。控制部20是负责无线机2a中的各种控制的功能部,尤其具有发送信息生成部201、驱动时指向性信息生成部202、电力控制部203以及计测控制部204。该发送信息生成部201是如下的功能部:生成包含传感器2a计测出的温度信息的发送信息。并且,驱动时指向性信息生成部202是如下的功能部:与无线机1一同生成在无线机1中由执行部102使用的驱动时指向性信息。

并且,电力控制部203是如下的功能部:对于从无线机1发送的供电电波,为了将通过接收天线系统而得到的电力用于无线机2a自身的驱动和传感器22的驱动等,控制该电力的分配等。由于在无线机2a等中未搭载对电力进行蓄电的蓄电池或电容器等二次电池,因此,由该电力控制部203分配的电力成为在无线机2a等内进行的各处理的能量源。也可以取代这样的方式而在无线机2a等中搭载二次电池,蓄积从供电电波得到的电力的一部分或者全部。在该情况下,通过蓄积在二次电池中的电力来进行无线机2a自身的驱动和传感器22的驱动等。总之,电力控制部203是用于在无线机2a等内使用来自无线机1的供电电波的电能的功能部。

接着,计测控制部204是如下的功能部:在由电力控制部203分配传感器驱动所需的电力时,根据来自无线机1的指示而启动传感器22执行温度信息的计测。或者,作为其他的方式,计测控制部204也可以构成为按照独自预先指定的时间来启动传感器22,进行温度信息的计测。由此计测出的温度信息被计测信息记录部24随时存储在存储器内。该计测信息记录部24形成为与控制部20相互作用,根据来自控制部20的指示,将记录着的计测信息传输给控制部20,由发送信息生成部201生成发送信息。并且,通信部21形成为与控制部20相互作用。其结果是,通信部21负责从无线机1接收供电电波、发送发送信息生成部201生成的发送信息、以及驱动时指向性信息生成部202生成信息时与无线机1的无线通信等。

<驱动时指向性信息生成处理>

关于在这样构成的无线机1和无线机2a中,实现不容易受到衰落影响的从无线机1向无线机2a的高效的无线供电的处理进行说明。在从无线机1向无线机2a进行无线供电的情况下,如上所述,受到因控制装置5根据规定的驱动模式对机器人3a等进行驱动而引起的衰落的影响,有可能导致该无线供电的效率降低。这里,在本发明的系统100中,注意到在控制装置5进行的依据驱动模式的驱动控制中,机器人3a等也按照预定的动作内容被进行驱动控制。可以认为在这样的依据驱动模式的驱动控制的情况下,因其产生的衰落的影响也大致具有再现性。因此,在为了在工厂中制造产品而实际对机器人3a等进行驱动控制之前,试验性地由控制装置5按照相同的动作内容驱动机器人3a等,计测此时的衰落对从无线机1向无线机2a的无线供电的影响。并且,考虑到该影响,为了能够进行高效的无线供电而生成驱动时指向性信息,该驱动时指向性信息是与驱动模式对应的应用于相控阵天线的指向性信息。

在图4的流程图中示出用于生成该驱动时指向性信息的处理流程。无线机1的驱动时指向性信息生成部103与无线机2a的驱动时指向性信息生成部202协动地执行该指向性信息生成处理。以下,对该指向性信息生成处理进行说明。首先,在S101中,为了生成驱动时指向性信息,从无线机1对控制装置5提出如下的请求:控制装置5依次执行对机器人3a等执行的多个驱动模式(在本实施例的情况下为驱动模式1~3这3个)。由此,控制装置5从驱动模式1开始依次根据各驱动模式对机器人3a等进行驱动控制,从无线机1对无线机2a的无线供电处于机器人3a等的模式驱动控制状态下。

并且,接着在S102中,按照在相控阵天线中可能设定的每个指向性,在无线机1与无线机2a之间进行以下的处理(1)、(2)。首先,在无线机1侧,在与第N个驱动模式有关的模式驱动控制状态下,从无线机1对无线机2a按照多个控制时机发送试验供电电波(处理(1))。这里,各控制时机是如后所述用于对无线供电时的相控阵天线的指向性进行控制的时机,使该时机间隔越细小则越能够进行该指向性的细小控制。另外,该时机间隔为相对于模式驱动控制状态下的指向性的变化充分短的间隔,即短到能够充分掌握因依据驱动模式的驱动控制引起的衰落对指向性的作用的程度的间隔。

另一方面,在无线机2a侧若接收到从无线机1发送的试验供电电波,则按照与其呼应的方式向无线机1发送回复电波,无线机1接收该回复电波。关于该无线机1接收回复电波,按照在相控阵天线中可能设定的每个指向性,在当前时刻的驱动模式的执行期间计测回复电波的接收信号强度(处理(2))。这样地在无线机1侧测定接收信号强度,是因为在搭载有接收天线系统的无线机2a侧计测电波的接收信号强度有时很困难。由于无线机1中的回复电波的接收信号强度与无线机2a中的试验供电电波的接收信号强度具有较强的相关性,因此,在无线机1侧测定出的接收信号强度可以视为在无线机2a侧测定的试验供电电波的接收信号强度。因此,如果在相控阵天线中指向性能够按照pq那样设定,则无线机2a在规定的控制时机,相对于从无线机1发送的试验供电电波回复与pq那样的指向性对应的回复电波,并且,无线机1计测与pq那样的指向性对应的回复电波的接收信号强度。并且,若全部指向性的试验供电电波的发送和与其对应的回复电波的接收信号强度的计测结束,则结束S102的处理且进入到S103。另外,当在无线机2a侧能够直接计测试验供电电波的接收信号强度的情况下,也可以计测从无线机1发送的与指向性对应的试验供电电波的接收信号强度,并将其计测结果发送到无线机1侧。

在S103中,增加表示在S101中为了生成驱动时指向性信息而执行的驱动模式的顺序的N。并且,在S104中,为了生成驱动时指向性信息,判定控制装置5依据全部驱动模式的对机器人3a等的驱动控制是否结束。若在S104中判定为肯定则进入S105,若判定为否定则再次重复S101之后的处理。

并且,在S105中,根据在上述S102中计测出的接收信号强度的计测结果而生成与各驱动模式对应的驱动时指向性信息。由无线机1的驱动时指向性信息生成部103执行该生成。根据图5说明该驱动时指向性信息的生成。另外,为了便于该说明,在本实施例中,假设在无线机1的相控阵天线中能够设定的指向性具有3个。图5示出在进行依据某种特定的驱动模式(例如,驱动模式1)的驱动控制时,在S102中计测出的接收信号强度的时间推移。详细地说,图5的上层是对下层的一部分期间(控制时机t1~t3的期间)进行放大而成的,与对相控阵天线设定的3个指向性对应的接收信号强度的时间推移由L1、L2、L3表示。

在本实施例中,如图5所示,在驱动模式1的执行时的各控制时机t1、t2、t3、···时,在特定的指向性的情况下接收信号强度并没有始终适当地维持较高的状态。这表示受到因驱动模式1的执行引起的衰落的影响而无法确保特定的指向性始终处于理想的接收信号强度的状态。因此,在本实施例中,在进行驱动模式1的期间内的各控制时机,分别选择接收信号强度最大的指向性,通过按照时间序列排列该选择出的指向性而生成为与驱动模式1对应的驱动时指向性信息。例如,在图5所示的驱动模式1的例子中,在控制时机t1选择由线L1表示的指向性,在控制时机t2选择由线L2表示的指向性,在控制时机t3选择由线L3表示的指向性,在之后各控制时机依次选择接收信号强度最大的指向性。并且,该选择出的指向性按照时间序列依次排列,生成与该驱动模式1对应的驱动时指向性信息(即,按照L1(t1)、L2(t2)、L3(t3)、···这样的顺序形成的信息)。另外,依据该驱动时指向性信息的接收信号强度的时间推移在图5中由线L0表示。依据该线L0的驱动时指向性信息是如下的信息:如果在各控制时机适当地控制相控阵天线的指向性,则能够实现抑制了因驱动模式1引起的衰落的影响的无线供电。

对剩余的驱动模式2、3也同样地进行该驱动时指向性信息的生成。并且,在S105中生成的与各驱动模式对应的驱动时指向性信息在S106中被指向性信息存储部12存储在存储器内。此时,如图6所示,各驱动模式与驱动时指向性信息以相关联的状态被存储。在本实施例中,驱动模式1与驱动时指向性信息S1(能够实现图5中线L0的接收信号强度推移的、按照时间序列排列各控制时机的指向性的信息)相关联,驱动模式2、3分别与驱动时指向性信息S2、S3相关联。

另外,在上述的S105中生成驱动时指向性信息时,在各控制时机选择接收信号强度最大的指向性,按照时间序列对它们进行排列。也可以取代该方式,选择各控制时机的指向性,以使在驱动模式的执行期间内接收信号强度收纳在规定的范围。通过这样地生成驱动时指向性信息,能够抑制无线机2a中的接收信号强度的变动,在从无线机1发送供电电波时,能够实现抑制了因驱动模式引起的衰落的影响的无线供电,因此,能够利用稳定的供给电力驱动无线机2a及其传感器22。

并且,上述的驱动时指向性信息是根据从无线机1发送到无线机2a的试验供电电波而生成的,因此,严格地说,是在从无线机1发送电波时可能适当地使用的信息。但是,在多数情况下,从无线机1向无线机2a发送电波时的相控阵天线的指向性与从无线机2a向无线机1发送电波时的相控阵天线的指向性可以视为相同。因此,基于这一点,通过上述的指向性信息生成处理而得到的与各驱动模式对应的驱动时指向性信息在从无线机2a向无线机1发送电波时也可以应用于相控阵天线。

另外,无线机2b的相对于无线机1的相对位置与无线机2a不同,因此,用于从无线机1向无线机2b的无线供电的驱动时指向性信息需要另行生成。另外,在该生成中,只要实质上与无线机2a的情况相同地生成即可。

<计测信息传输处理>

无线机1具有根据图4所示的指向性信息生成处理而生成的驱动时指向性信息,因而在控制装置5根据驱动模式1~3对机器人3a等进行驱动控制的状态下,能够以抑制了因各驱动模式引起的衰落的作用的状态实现从无线机1向无线机2a的无线供电。因此,根据图7说明作为该无线供电的一个方式的供电处理。该供电处理是如下的处理:在无线机1中执行,从无线机1向无线机2a进行供电,并且执行搭载于无线机2a上的传感器22对温度信息的计测及其发送。

首先,在S201中,由取得部101取得在当前时刻由控制装置5执行的驱动模式。然后,在S202中,从指向性信息存储部12存储的信息中选择与在S201中取得的驱动模式对应的驱动时指向性信息。例如,在所取得的驱动模式是驱动模式1的情况下选择S1所示的驱动时指向性信息,在是驱动模式2的情况下选择S2所示的驱动时指向性信息,在是驱动模式3的情况下选择S3所示的驱动时指向性信息。

并且,在S203中,在选择出的驱动时指向性信息中的控制时机与控制装置5依据驱动模式对机器人3a等的驱动控制在时间轴上相符的状态下,由执行部102将包含在该驱动时指向性信息中的指向性信息应用于相控阵天线,控制其指向性。并且,在进行该指向性的控制的状态下,从无线机1向无线机2a发送供电电波,并且发送使无线机2a的传感器执行温度信息的计测及其发送的计测指示信号。

另外,关于无线机1中的控制时机与控制装置5的驱动控制在时间轴上的同步化,可以使用各种公知的技术。例如,也可以是,在S201的处理中,取得部101与从控制装置取得驱动模式一同从无线机1取得同步信号,在该同步信号中的驱动模式的执行开始时机,开始进行S203的处理。并且,作为其他方法,取得部101也可以决定为在从控制装置5取得驱动模式之后经过规定时间时,开始S203的处理。在控制装置5侧编程成在经过该规定时间时执行该驱动模式,从而使伴随着指向性信息的上述控制的无线机1中的无线通信控制与控制装置5的驱动控制适当地同步化。

若根据S203的处理而发送供电电波,则在无线机2a侧在抑制了衰落的作用的状态下供给电力,还根据接收到的计测指示信号启动传感器22,进行温度信息的计测及其发送。其结果是,无线机1从无线机2a接收温度信息(S204的处理)。通过对无线机2a进行伴随着这样的指向性控制的无线供电,在不容易受到因控制装置5的驱动模式引起的衰落的影响的状态下,对无线机2a进行无线供电,其结果是,能够可靠地启动传感器22,无线机1能够更可靠地从无线机2a接收温度信息,能够进行稳定的信息收集。尤其是在本实施例中,在从无线机1向无线机2a发送供电电波时以及无线机1从无线机2a接收温度信息时,对相控阵天线应用上述选择的驱动时指向性信息。因此,可以适当地避免因控制装置5的驱动模式引起的衰落的影响,使用具有接收天线的无线机2a实现可靠的信息收集。

并且,对于从无线机1向无线机2b的无线供电也应用图7所示的供电处理。并且,在无线机2a与无线机2b比较接近地配置的情况下等,也可以使从无线机1向无线机2a的无线供电以及向无线机2b的无线供电中应用的驱动时指向性信息为共用的指向性信息。即,在由无线机2a和无线机2b组成的无线机组中,存在若两无线机接近则相对于无线机1的相对位置不会产生较大差异的情况,无线机间的衰落的影响也可以视为相同。在这样的情况下,通过使应用于无线机1的相控阵天线的指向性信息在从无线机1向属于无线机组的各无线机的无线供电中共用,能够减轻供电处理的负担。另外,在应用共用的驱动时指向性信息的情况下,从无线机1向无线机2a的无线供电与从无线机1向无线机2b的无线供电可以择一地进行,或者同时进行。

<变形例>

在上述的实施例中,无线机2a的位置不变,但也可以取而代之地构成为,通过依据控制装置5的驱动模式而被驱动控制的马达等使无线机2a移动。在这样的方式中,无线机2a相对于无线机1的相对位置与控制装置5的驱动模式的时间轴连动。通过在驱动模式下的规定的控制时机选择理想的指向性而形成通过上述的指向性信息生成处理而生成的驱动时指向性信息,因此,在这样的方式下也将该驱动时指向性信息应用于相控阵天线,从而能够保护从无线机1向无线机2a的无线供电不受因驱动模式引起的衰落的影响,能够实现理想的无线供电。

标号说明

1、2a、2b:无线机;3:机器人;4:马达;5:控制装置;100:无线供电控制系统(系统)。

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