[實(shí)用新型]一種電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020045912.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211604488U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛萍娟;王辰羽;馬雪茹;韓麗麗;隋宇;李名洋;張獻(xiàn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/18;H02J50/10;H02J50/90
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)裝置，尤其涉及一種電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種教學(xué)時(shí)不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)線圈位置，老師移動(dòng)線圈更加輕松，并且能夠讓學(xué)生觀看更加全面的電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置。該電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置包括有滾輪、基座、上位機(jī)、電源箱、三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)、互感線圈、線圈容納機(jī)構(gòu)和負(fù)載箱等，主要通過(guò)上位機(jī)輸入的各項(xiàng)參數(shù)控制三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)距離值，進(jìn)而使學(xué)生更好的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的變化情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)裝置，尤其涉及一種電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置。

背景技術(shù)

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)有線輸電方式的缺陷越來(lái)越明顯。導(dǎo)線過(guò)多會(huì)占用空間，頻繁摩擦也會(huì)加速其老舊脆化過(guò)程，電線老化后還會(huì)有拔插電火花、跳發(fā)電弧等安全隱患。因此，無(wú)線電能傳輸技術(shù)成為了未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向，作為無(wú)線電能傳輸技術(shù)重要分支的電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸技術(shù)已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視等產(chǎn)品中，國(guó)內(nèi)外各大高校也對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。

現(xiàn)階段，在高校老師的教學(xué)過(guò)程中，一般都會(huì)搭建相應(yīng)的系統(tǒng)來(lái)為學(xué)生的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造環(huán)境，讓學(xué)生更深入的了解電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的相關(guān)特性，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，改變互感線圈方位的實(shí)驗(yàn)教學(xué)必不可少，這也是無(wú)線電能傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本特性。

目前，老師調(diào)整無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)互感線圈的方式普遍都是在系統(tǒng)斷電后手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。運(yùn)用這種方式，因互感線圈較重，老師調(diào)節(jié)互感線圈方位時(shí)較為吃力，需要經(jīng)常推動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，誤差也較大，嚴(yán)重降低教學(xué)效率。同時(shí)，學(xué)生們也不能很好的觀察到線圈每個(gè)角度或距離變化對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。

綜上所述，在高校老師的教學(xué)過(guò)程中，一種不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)線圈位置，讓老師移動(dòng)線圈更加輕松，并且能夠使學(xué)生觀看更加全面的電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置是必不可少的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)教學(xué)裝置，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用上位機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，克服了老師手動(dòng)調(diào)節(jié)互感線圈方位讓學(xué)生觀察時(shí)較為吃力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，影響教學(xué)效果，并且學(xué)生不能夠觀察到線圈每個(gè)角度或距離變化對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，降低教學(xué)質(zhì)量的缺點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中，老師不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)線圈位置，移動(dòng)線圈更加輕松，并且能夠使學(xué)生觀看系統(tǒng)更加全面的教學(xué)目的。

本實(shí)用新型裝置包括滾輪、基座、上位機(jī)、電源箱、三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)、互感線圈、線圈容納機(jī)構(gòu)和負(fù)載箱；上位機(jī)、電源箱、三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)以及負(fù)載箱均放置于基座上，基座下方安裝有四個(gè)滾輪且負(fù)載箱一端裝有把手，方便裝置移動(dòng)；上位機(jī)與三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接并建立通信鏈路；電源箱與互感線圈之一的發(fā)射線圈通過(guò)射頻線相連，為電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)提供電能；另外一個(gè)互感線圈即接收線圈，通過(guò)射頻線與負(fù)載箱相連；發(fā)射線圈的容納機(jī)構(gòu)作為連接件，連接發(fā)射線圈與三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)，接收線圈的容納機(jī)構(gòu)固定在基座上；電源箱包含信號(hào)發(fā)生器和E類(lèi)功率放大器；負(fù)載箱包括電阻、功率計(jì)、電壓及電流探頭、示波器。

電源箱內(nèi)的信號(hào)發(fā)生器與E類(lèi)功率放大器相連，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的低壓波形信號(hào)通過(guò)傳輸線發(fā)送給E類(lèi)功率放大器，由E類(lèi)功率放大器放大后再經(jīng)射頻線為發(fā)射線圈提供電能；電源箱整體由薄鋁板合圍而成，水平對(duì)外的一側(cè)開(kāi)口，方便老師調(diào)試。

負(fù)載箱內(nèi)的電阻、功率計(jì)、電壓及電流探頭和示波器用于實(shí)驗(yàn)測(cè)量過(guò)程；由接收線圈接出的射頻線經(jīng)過(guò)功率計(jì)連接到電阻上，電壓與電流探頭環(huán)套到線路以后連接到示波器上，即可完成功率、電壓、電流參數(shù)的顯示；負(fù)載箱整體由薄鋁板合圍而成，水平對(duì)外的一側(cè)開(kāi)口，方便同學(xué)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

互感線圈的容納機(jī)構(gòu)材質(zhì)為薄鋁板；在機(jī)構(gòu)內(nèi)部，除線圈相對(duì)一面的其他各面均貼有鐵氧體，隔絕磁場(chǎng)干擾；由利茲線盤(pán)繞而成的互感線圈經(jīng)速干膠固定在亞格力板后，裝載到容納機(jī)構(gòu)內(nèi)；發(fā)射線圈的容納機(jī)構(gòu)通過(guò)軸肩螺釘固定在三維移動(dòng)機(jī)構(gòu)頂端，接收線圈的容納機(jī)構(gòu)裝載到基座上。