[发明专利]艞板一体式无线电能传输装置及其耦合机构参数设计方法

权利要求书

1.艞板一体式无线电能传输装置，其特征在于：包括固定在船舶艞板背面上的能量拾取模块，以及固定在岸基上的能量发射模块；

所述能量发射模块设有岸基发射线圈及用于调节所述岸基发射线圈水平位置的自动调节机构，所述岸基发射线圈沿岸基边缘的方向呈长轨道型；

所述能量拾取模块设有船载接收线圈以及安装在所述船载接收线圈中心的对位机构和测距传感器；

所述对位机构用于在船舶艞板放下在岸基上时，供所述自动调节机构对准，以调节所述岸基发射线圈从初始位置沿平行于岸基边缘的方向移动到对齐所述船载接收线圈的中心的位置；所述测距传感器用于测量所述船载接收线圈到岸基地面的距离d，并根据距离d，计算所述岸基发射线圈沿垂直于岸基边缘的方向移动后与岸基边缘的距离h，供所述自动调节机构获取距离h从而调整所述岸基发射线圈移动至与岸基边缘相距h的位置，使所述岸基发射线圈的中心对准所述船载接收线圈的中心；

其中，L表示船舶艞板的长度，L₁表示船载接收线圈的中心距离近船端的距离，Q表示船舶艞板的端部离岸基边缘的距离。

2.根据权利要求1所述的艞板一体式无线电能传输装置，其特征在于：所述能量发射模块还包括与所述岸基发射线圈层级设置的发射端磁芯，所述发射端磁芯与所述岸基发射线圈形状相同。

3.根据权利要求2所述的艞板一体式无线电能传输装置，其特征在于：所述能量拾取模块包括与所述船载接收线圈层级设置的接收端磁芯、磁屏蔽板，所述接收端磁芯与所述船载接收线圈形状相同。

4.根据权利要求3所述的艞板一体式无线电能传输装置，其特征在于：所述磁屏蔽板与所述船载接收线圈同宽，与所述岸基发射线圈同长。

5.根据权利要求1所述的艞板一体式无线电能传输装置，其特征在于：所述岸基发射线圈与所述船载接收线圈均采用D型线圈。

6.根据权利要求1所述的艞板一体式无线电能传输装置，其特征在于：所述船载接收线圈短于并窄于所述岸基发射线圈。

7.艞板一体式无线电能传输装置的耦合机构参数设计方法，所述耦合机构包括权利要求1～6任一项所述的岸基发射线圈和船载接收线圈，其特征在于，方法包括步骤：

S1、确定系统的工作频率、输入电压、输出电压、输出电流和耦合机构的传输距离；

S2、根据系统功率等级设计船载接收线圈的形状、尺寸；

S3、遍历优化岸基发射线圈的长度对船载接收线圈前后偏移的影响；

S4、根据岸基发射线圈的长度对船载接收线圈前后偏移的影响确定岸基发射线圈的长度；

S5、遍历优化岸基发射线圈的宽度对船载接收线圈角度偏移的影响；

S6、根据岸基发射线圈的宽度对船载接收线圈角度偏移的影响确定岸基发射线圈的宽度。

8.根据权利要求7所述的艞板一体式无线电能传输装置的耦合机构参数设计方法，在所述步骤S4中，确定的岸基发射线圈的长度对船载接收线圈前后偏移的影响为：在前偏移50cm到后偏移50cm范围内互感波动率在±3％以内。

9.根据权利要求8所述的艞板一体式无线电能传输装置的耦合机构参数设计方法，在所述步骤S6中，确定的岸基发射线圈的宽度对船载接收线圈角度偏移的影响为：在偏移角度α从0°到15°变化范围内互感波动率在±3％以内。