基于磁耦合諧振的自主無線充電機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)_宋凱

1、 第 29 卷第 9 期 宋 凱等 基于磁耦合諧振的自主無線充電機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37(7: 885-887. 3 43 曹玲玲, 陳乾宏, 任小永, 等. 電動(dòng)汽車高效率無 線 充 電 技 術(shù) 的 研 究 進(jìn) 展 J. 電 工 技 術(shù) 學(xué) 報(bào) , 2012, 27(8: 1-13. Cao Lingling, Chen Qianhong, Ren Xiaoyong, et al. Review of the efficient wireless power transmission technique for electric vehiclesJ. Transactions of China

2、Electrotechnical Society, 2012, 27(8: 1-13. 4 圖7 Fig.7 接收線圈電壓波形 趙爭鳴 , 張藝明 , 陳凱楠 . 磁耦合諧振式無線電能 傳 輸 技 術(shù) 新 進(jìn) 展 J. 中 國 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào) , 2013, 33(3: 1-13. Zhao Zhengming, Zhang Yiming, Chen Kainan. New progress of magnetically-coupled resonant wireless power transfer technologyJ. Proceedings of the CSEE, 201

3、3, 33(3: 1-13. Voltage waveform of the receiver coil 距離源端 25cm 水平距離內(nèi)皆可實(shí)現(xiàn)無線充電，在 發(fā)射線圈中心區(qū)域，電流大于 0.42A 。如果機(jī)器人 移動(dòng)到周邊，線圈的耦合系數(shù)減小，源端輸出功率 降低，充電電流也隨之下降至 0.2A 左右。 影響充電效率的最主要因素是發(fā)射和接收線圈 直徑比例嚴(yán)重失調(diào)，為擴(kuò)大充電范圍發(fā)射線圈設(shè)計(jì) 得較大， 而接收線圈受機(jī)器人結(jié)構(gòu)的限制尺寸較小， 耦合系數(shù)較低。在一定范圍內(nèi)，若發(fā)射與接收線圈 發(fā)生錯(cuò)位，將導(dǎo)致諧振點(diǎn)偏移，從而影響充電性能。 另外，二次高頻整流二極管產(chǎn)生的電流畸變損耗， 也會(huì)影響充電效率。

4、 6 5 翟 淵 , 孫 躍 , 戴 欣 , 等 . 磁共 振 模 式 無 線 電 能 傳 輸 系統(tǒng)建模與分析J. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2012, 32(12: 155-160. Zhai Yuan, Sun Yue, Dai Xin, et al. Modeling and analysis of magnetic resonance wireless power transmission systemsJ. Proceedings of the CSEE, 2012, 32(12: 155-160. Zhu C B, Yu C L, Liu K, et al. Research on th

5、e topology of wireless energy transfer deviceC. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Harbin, China, 2008, 9: 3-5. 5 結(jié)論 本文設(shè)計(jì)了一種基于磁耦合諧振技術(shù)的自主無 7 線充電機(jī)器人系統(tǒng)，具有自主移動(dòng)尋源和非接觸無 線充電的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的機(jī)器人實(shí) 現(xiàn)了在無人工干預(yù)環(huán)境下安全、可靠、快速、高效的 自動(dòng)充電功能，無線電能傳輸距離遠(yuǎn)，自動(dòng)充電智 能化程度高。此外，用戶可通過指令控制的方式開 啟機(jī)器人充電程序，在不充電的空閑階段，連接電 源無需為整個(gè)系統(tǒng)提供

6、能量，節(jié)約了不必要的電能。 參考文獻(xiàn) 1 劉志雄 , 李浙昆 . 室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電技術(shù) J. 機(jī)械與電子 , 2007(3: 51-54. Liu Zhixiong, Li Zhekun. Technology of autorecharging for mobile robot in indoor environmentJ. Machinery & Electronics, 2007(3: 51-54. 2 郝宗波 , 洪炳镕 . 室內(nèi)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人自主充電 研究 J. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2005, 37(7: 885-887. Hao Zongbo, Hong Bin

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8、bin, China, 2008, 9: 3-5. 8 于春來, 朱春波, 毛銀花, 等. 諧振式無線能量傳 輸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)源 J. 電工技術(shù)學(xué)報(bào) , 2011, 26(s1: 177181. Yu Chunlai, Zhu Chunbo, Mao Yinhua, et al. Research on efficiency of magnetic resonant wireless energy transferJ. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(s1: 177-181. 9 Song K, Liu Q, Wang Q. Olfaction and hearing based mobile robot navigation for odor/sound source searchJ. Sensors,