【摘要】：無(wú)線電能傳輸(wireless power transfer,簡(jiǎn)稱WPT)技術(shù)自提出以來,一直受到廣大科研者的關(guān)注,相比傳統(tǒng)的線路輸電方式,WPT技術(shù)具有更安全、更可靠、更加靈活便捷等優(yōu)點(diǎn)。其中,磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸(MCR-WPT)技術(shù)相比電磁感應(yīng)耦合式WPT和微波輻射式WPT,具有效率高,電磁輻射低及中遠(yuǎn)傳輸距離等優(yōu)點(diǎn),更適合人們的日常生活應(yīng)用,因此MCR-WPT技術(shù)成為目前的研究熱點(diǎn)。另一方面,在科技發(fā)展迅猛的當(dāng)今社會(huì),人工智能的興起和應(yīng)用改變了我們的生活,給我們帶來了許多便利,機(jī)械手臂的運(yùn)用在現(xiàn)代社會(huì)越來越常見。本文基于MCR-WPT技術(shù),針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械手臂有線供電存在的一些不足之處,研發(fā)了一款各關(guān)節(jié)處無(wú)線供電的多關(guān)節(jié)型機(jī)械手臂,主要的研究?jī)?nèi)容如下:(1)介紹了MCR-WPT系統(tǒng)中線圈的參數(shù)、線圈之間的耦合系數(shù)及線圈的品質(zhì)因數(shù)等主要參數(shù);從耦合模理論、電路理論兩個(gè)方面分析了MCR-WPT系統(tǒng);分析比較了MCR-WPT系統(tǒng)的四種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。(2)介紹了現(xiàn)有機(jī)械手臂的類型;針對(duì)運(yùn)用廣泛動(dòng)作靈活的多關(guān)節(jié)型機(jī)械手臂設(shè)計(jì)了一個(gè)多諧振器WPT系統(tǒng),并提出了一種新型組合線圈結(jié)構(gòu),該組合線圈結(jié)構(gòu)能夠使得諧振線圈隨機(jī)械手臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中互感保持在很小的范圍內(nèi)變化,然后通過電路理論詳細(xì)分析了負(fù)載端插入K變換器實(shí)現(xiàn)各負(fù)載電壓無(wú)關(guān)特性的原理,組合線圈結(jié)構(gòu)及K變換器的插入實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手臂各個(gè)關(guān)節(jié)處電能的穩(wěn)定傳輸;進(jìn)一步分析了該系統(tǒng)的可擴(kuò)展特性。(3)利用軟件仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法,對(duì)本文提出MCR-WPT系統(tǒng)進(jìn)行了分析驗(yàn)證,結(jié)果顯示機(jī)械手臂各關(guān)節(jié)處的負(fù)載電壓與負(fù)載變化無(wú)關(guān),僅與各關(guān)節(jié)處的互感及電路參數(shù)有關(guān),組合型線圈結(jié)構(gòu)使得各關(guān)節(jié)處互感變化在很小的范圍內(nèi),因此各負(fù)載的電壓在較小的范圍內(nèi)變化。(4)對(duì)各諧振器輸出電壓經(jīng)整流濾波穩(wěn)壓后,接入關(guān)節(jié)處的舵機(jī)及舵機(jī)控制器,使其正常工作,然后調(diào)試各關(guān)節(jié)舵機(jī)控制器,使其能被遙控器或手機(jī)控制。經(jīng)測(cè)試,磁耦合諧振式無(wú)線供電機(jī)械手臂達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP241;TM724
【圖文】：

（a）系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （b）實(shí)物圖圖 1.1 無(wú)線電能傳輸機(jī)械手臂年來由于新能源汽車的飛速發(fā)展及大量普及，關(guān)于無(wú)線電能傳輸究也是如火如荼，電動(dòng)汽車領(lǐng)域中該技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是充電時(shí)間，當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈正對(duì)并且距離足夠近時(shí)，無(wú)線電能傳輸。2017 年美國(guó)德克薩斯州博蒙特拉馬爾大學(xué)電氣工程系的aran 等人設(shè)計(jì)了一款安裝在電動(dòng)汽車底盤的自適應(yīng)機(jī)械臂[23]。該機(jī)線電能傳輸接收線圈，當(dāng)電動(dòng)汽車停放在配備無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)時(shí)，駕駛員并不能確保停放的位置剛好能使得汽車的接收線圈和圈的位置正對(duì)著，此時(shí)，汽車底盤下的自適應(yīng)機(jī)械臂采用高級(jí)數(shù)，將接收線圈定位在發(fā)射線圈的正上方，且在豎直方向足夠地靠線圈，該裝置使得無(wú)線電能傳輸效率進(jìn)一步提高，電動(dòng)汽車充電。

（a）系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （b）實(shí)物圖圖 1.1 無(wú)線電能傳輸機(jī)械手臂近年來由于新能源汽車的飛速發(fā)展及大量普及，關(guān)于無(wú)線電能傳輸電動(dòng)的研究也是如火如荼，電動(dòng)汽車領(lǐng)域中該技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是充電時(shí)間和傳效率，當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈正對(duì)并且距離足夠近時(shí)，無(wú)線電能傳輸效率更高。2017 年美國(guó)德克薩斯州博蒙特拉馬爾大學(xué)電氣工程系的 M. arzegaran 等人設(shè)計(jì)了一款安裝在電動(dòng)汽車底盤的自適應(yīng)機(jī)械臂[23]。該機(jī)械手載無(wú)線電能傳輸接收線圈，當(dāng)電動(dòng)汽車停放在配備無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的智車位時(shí)，駕駛員并不能確保停放的位置剛好能使得汽車的接收線圈和地面射線圈的位置正對(duì)著，此時(shí)，汽車底盤下的自適應(yīng)機(jī)械臂采用高級(jí)數(shù)學(xué)自算法，將接收線圈定位在發(fā)射線圈的正上方，且在豎直方向足夠地靠近地發(fā)射線圈，該裝置使得無(wú)線電能傳輸效率進(jìn)一步提高，電動(dòng)汽車充電時(shí)間減少。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 康金有;;機(jī)械手臂在機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J];南方農(nóng)機(jī);2019年19期

2 陶丹丹;趙迪;;機(jī)械手臂中心視覺自動(dòng)校正方法研究[J];機(jī)床與液壓;2019年20期

3 寧致遠(yuǎn);;典型機(jī)械手臂研究現(xiàn)狀綜述[J];信息記錄材料;2018年03期

4 余乾;寧佐歸;;淺談智能機(jī)械手臂造型設(shè)計(jì)[J];南方農(nóng)機(jī);2018年09期

5 張紅;;基于小型PLC機(jī)械手臂設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程;2018年07期

6 張釗;江國(guó)和;魏景松;;ANSYS Workbench計(jì)算復(fù)雜機(jī)械手臂簡(jiǎn)化方法[J];機(jī)電設(shè)備;2017年05期

7 潘齊欣;唐型基;;基于步進(jìn)電機(jī)控制的仿人機(jī)械手臂抓取移動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];科技通報(bào);2016年03期

8 劉釗;李成群;董小雷;;窨井清淤機(jī)械手臂的研究[J];機(jī)床與液壓;2015年16期

9 ;臺(tái)達(dá)機(jī)械手臂解決方案助力碼垛裝框設(shè)備性能升級(jí)[J];國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù);2015年05期

10 ;新型機(jī)械手臂助人有感覺地抓起雞蛋[J];科學(xué)大觀園;2019年16期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 ;美公司研制機(jī)械手臂 可做出喝水等日常生活動(dòng)作[A];《科學(xué)與現(xiàn)代化》2015年第1期（總第062期）[C];2015年

2 高永洲;姜增如;戴亞平;;機(jī)械手臂遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2004全國(guó)測(cè)控、計(jì)量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2004年

3 邵思翊;;我國(guó)成功實(shí)現(xiàn)腦植電極控制機(jī)械手臂:玩猜拳[A];《科學(xué)與現(xiàn)代化》2015年第1期（總第062期）[C];2015年

4 杜安明;何凡;陳明陽(yáng);常嘉樂;潘華宇;;基于腦電意念的殘疾人智慧健康關(guān)懷系統(tǒng)[A];物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線通信-2017年全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用大會(huì)和2017年全國(guó)無(wú)線電應(yīng)用與管理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2017年

5 陳亦棋;張超特;洪明勝;沈麗君;;玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用研究[A];2014浙江省眼科學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2014年

6 張廣海;王學(xué)金;宋士強(qiáng);;激光粒度儀工作泵專用電動(dòng)手臂的研制[A];中國(guó)水文科技新發(fā)展——2012中國(guó)水文學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2012年

7 王友發(fā);周獻(xiàn)中;盛寅;胡文婷;;機(jī)器人社會(huì)柔性角色分配[A];中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)第十八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——A08系統(tǒng)工程方法論在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的應(yīng)用[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 弗蘭克·拉扎格;機(jī)器人簡(jiǎn)史[N];經(jīng)濟(jì)觀察報(bào);2014年

2 孔韜;看，這些機(jī)械手臂有多能干[N];文匯報(bào);2018年

3 記者 王世峰;中國(guó)機(jī)器人進(jìn)化 誰(shuí)與四大家族掰手腕[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2017年

4 本報(bào)記者 王曉慧 張智;人工智能駛?cè)肟燔嚨�，將來你�?huì)有機(jī)器人同事嗎？[N];華夏時(shí)報(bào);2017年

5 陳旭 白國(guó)龍 陽(yáng)娜;我國(guó)亟待從機(jī)器人大國(guó)邁向強(qiáng)國(guó)[N];中國(guó)改革報(bào);2017年

6 陳旭 白國(guó)龍;我國(guó)距離機(jī)器人強(qiáng)國(guó)還有多遠(yuǎn)[N];中華工商時(shí)報(bào);2017年

7 記者 江卉　通訊員 呂惠;機(jī)器人“醫(yī)生”登上手術(shù)臺(tái)[N];湖北日?qǐng)?bào);2009年

8 本報(bào)記者 張靜雯;新產(chǎn)品有新體驗(yàn)[N];福建日?qǐng)?bào);2019年

9 本報(bào)記者 照寧;勞模之勛 同澤兩岸[N];人民政協(xié)報(bào);2019年

10 本報(bào)記者 黃光紅;這個(gè)5G實(shí)驗(yàn)室不簡(jiǎn)單[N];重慶日?qǐng)?bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 鐘琮瑋;仿人型乒乓球機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)控制方法研究[D];浙江大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉盛彬;磁耦合諧振式無(wú)線供電機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南昌大學(xué);2019年

2 田蕓;基于精益六西格瑪?shù)腇公司機(jī)械手臂生產(chǎn)流程改善研究[D];廣西大學(xué);2019年

3 張?jiān)?基于視覺的機(jī)械手臂軌跡規(guī)劃研究[D];上海電機(jī)學(xué)院;2019年

4 薛梅;取存凍盒機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];西南科技大學(xué);2019年

5 李大偉;機(jī)械手臂避障路徑規(guī)劃的研究與應(yīng)用[D];遼寧科技大學(xué);2018年

6 盧丹靈;基于視觸覺融合的機(jī)械手臂目標(biāo)抓取研究[D];福州大學(xué);2017年

7 李瑞鵬;多自由度機(jī)械手臂的控制技術(shù)研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2017年

8 徐進(jìn);視覺反饋機(jī)械手臂的控制研究[D];西南科技大學(xué);2017年

9 鄒鎮(zhèn)宇;焊接機(jī)械手臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2014年

10 胡睿智;五自由度機(jī)械手臂及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2735833