【摘 要】
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随着科技的进步与发展,巡检机器人逐渐替代人工巡检来完成工业上设备巡检的工作。相比于传统人工巡检的方式,巡检机器人可以工作在复杂恶劣的环境下以避免人身安全事故的发生,并且还可以高效准确的采集数据,节省检修时间。而巡检机器人传统的接触式充电方案存在诸多问题例如插头易损毁、防水能力差、环境适应性差等。本文为解决以上问题设计了一种基于非对称耦合机构的巡检机器人无线充电装置,所做的主要工作如下:（1）对无线
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随着科技的进步与发展,巡检机器人逐渐替代人工巡检来完成工业上设备巡检的工作。相比于传统人工巡检的方式,巡检机器人可以工作在复杂恶劣的环境下以避免人身安全事故的发生,并且还可以高效准确的采集数据,节省检修时间。而巡检机器人传统的接触式充电方案存在诸多问题例如插头易损毁、防水能力差、环境适应性差等。本文为解决以上问题设计了一种基于非对称耦合机构的巡检机器人无线充电装置,所做的主要工作如下:（1）对无线充电系统基本拓扑结构及各个模块进行了分析选型,然后通过对磁耦合机构的耦合模型进行公式的推导指出补偿网络以及线圈优化设计的重要性。选择了LCC-S补偿拓扑并对其谐振网络模型进行了建立。（2）构建了非对称无线电能传输电路模型并对其传输效率进行仿真,证明了非对称无线充电系统传输效率较低且抗偏移能力较弱,因此展开对多线圈矩阵网络的传输特性的理论研究并证明了其能有效提高功率的传输能力。接着对线圈的结构和形状进行了优化,并仿真了多线圈三种不同排布方式对传输特性的影响。（3）对阵列线圈矩阵的协同工作方式进行了分析,对三种工作模式下的耦合机构特性进行了仿真。提出了通过检测互感值变化来完成接收端位置识别的方法,并设计出了继电器开关矩阵来实现在确定接收端位置后所决定需要的供电线圈的切换控制。（4）根据之前确认的设计方案,对巡检机器人WPT系统不同工况下原副边参数进行了分析,并将其应用于在Matlab/Simulink仿真软件中完成系统整体的仿真,以验证本文提出的方法的正确性和可靠性。
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