[发明专利]一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置

权利要求书

1.一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于包括滚轮、基座、上位机、电源箱、三维移动机构、互感线圈、线圈容纳机构和负载箱等；上位机、电源箱、三维移动机构以及负载箱均放置于基座上，基座下方安装有四个滚轮且负载箱一端装有把手，方便装置移动；上位机与三维移动机构连接并建立通信链路；电源箱与互感线圈之一的发射线圈通过射频线相连，为电磁感应式无线电能传输系统提供电能；另外一个互感线圈即接收线圈，通过射频线与负载箱相连；发射线圈的容纳机构作为连接件，连接发射线圈与三维移动机构，接收线圈的容纳机构固定在基座上；电源箱包含信号发生器和E类功率放大器；负载箱包括电阻、功率计、电压及电流探头、示波器。

2.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于电源箱内的信号发生器与E类功率放大器相连，信号发生器产生的低压波形信号通过传输线发送给E类功率放大器，由E类功率放大器放大后再经射频线为发射线圈提供电能；电源箱整体由薄铝板合围而成，水平对外的一侧开口，方便老师调试。

3.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于负载箱内的电阻、功率计、电压及电流探头和示波器主要用于实验测量过程；由接收线圈接出的射频线经过功率计连接到电阻上，电压与电流探头环套到线路以后连接到示波器上，即可完成功率、电压、电流等参数的显示；负载箱整体由薄铝板合围而成，水平对外的一侧开口，方便同学记录实验数据。

4.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于互感线圈的材质为利兹线，形状为方形盘式，两互感线圈的起盘位置、相邻每盘线圈间距和线圈盘数等参数保持一致。

5.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于互感线圈的容纳机构材质为薄铝板；在机构内部，除线圈相对一面的其他各面均贴有铁氧体，隔绝磁场干扰；由利兹线盘绕而成的互感线圈经速干胶固定在亚格力板后，装载到容纳机构内；发射线圈的容纳机构通过轴肩螺钉固定在三维移动机构顶端，接收线圈的容纳机构装载到基座上。

6.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于三维移动机构包括步进电机、直流电源、控制器、丝杆、滑台、滑轨和大扭矩舵机；三维移动机构的底层机械结构主要用于控制互感线圈的径向移动；底层滑轨固定在基座上，步进电机安装于底层滑轨的任意一端，丝杆装载到步进电机与滑轨另一端的丝杆座之间，用于径向移动的滑台安装在丝杆上；底层的三维移动机构由两个上述机械结构组成，每个机械结构都包含一个用于径向移动的滑台。

7.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于三维移动机构的中层机械结构主要用于控制互感线圈的轴向移动；两中层滑轨分别固定在两个底层滑台上，步进电机安装于中层滑轨上端，丝杆装载到步进电机与底层滑台之间，用于轴向移动的滑台安装在丝杆上；三维移动机构的中层由两个上述机械结构组成，每个机械结构都包含一个用于轴向移动的滑台。

8.如权利要求1所述的一种电磁感应式无线电能传输系统教学装置，其特征在于三维移动机构的顶层机械结构主要用于控制互感线圈的轴向旋转；支撑杆固定在两个中层滑台之间，支撑杆上方安装有两个轴向旋转支撑杆，其内侧均装有大扭矩舵机；轴向旋转支撑杆呈扁“凹”形。