胃肠道胶囊机器人无线能量传输系统中发射线圈优化设计

文档摘要：基于无线能量传输的模型与原理,仿真分析了几种不同类型发射线圈的磁场分布.结果表明,线圈磁芯开口大小、磁芯与空气界面的形状、线圈放置的位置都会对发射线圈附近磁场分布产生影响.进而优化出扇环型发射线圈,当线圈中通以频率218kHz、幅值1.125A的电流时,可在一定的空间区域形成3.0～4.7G、比较均匀的磁场,满足胃肠道胶囊机器人的供能需求.相较于已有同用途的发射线圈,优化设计的发射线圈结构简单、整体尺寸显著缩小,同时采用较小的电流就能满足供能需求.研究工作可为优化设计无线能量传输系统中的发射线圈提供新的思路和可行途径.

Abstract：Basedonthemodelandprincipleofwirelesspowertransfer,themagneticfielddistributionofseveraldifferenttypesoftransmittingcoilshavebeensimulatedandanalyzed,whichdemonstratedthatmagneticfieldsnearthetransmittingcoilmaybeaffectedbysizeofthemagneticcoreopening,shapeofinterfacebetweenthemagneticmaterialandair,andpositionofthecoillocated.Furthermore,afan-ringshapedtransmittingcoilisoptimized,whenthecoilisloadedwithacurrentof218kHzfrequencyand1.125Aamplitude,fieldswithmagneticfluxdensityof3.0-4.7Gwillariseinacertainlargespacearea,whichmaymeetenergydemandofthegastrointestinalcapsulemicro-robot.Comparingwiththeexistingtransmittingcoilswiththesamepurpose,thetransmittingcoiloptimizedinthispaperhassimplestructure,significantlyreducedsize,andcanmeettheenergydemandwithsmallercurrent.Thisworkmayprovideanewfeasiblewaytooptimizetransmittingcoilappliedinwirelessenergytransmissionsystem.

作者：佘健健  华浩然  李宝军  陈将伟Author：SHEJian-jian  HUAHao-ran  LIBao-jun  CHENJiang-wei
作者单位：南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院,江苏南京210003
刊名：磁性材料及器件
Journal：JournalofMagneticMaterialsandDevices
年，卷(期)：2024, 55(2)
分类号：TL62+2
关键词：胃肠道胶囊机器人  无线能量传输  发射线圈  磁芯  磁场  
Keywords：gastrointestinalcapsulemicro-robots  wirelesspowertransfer  transmittingcoils  magneticcore  magneticfield  
机标分类号：TM41TM724TM303.1
在线出版日期：2024年5月20日
基金项目：胃肠道胶囊机器人无线能量传输系统中发射线圈优化设计[
期刊论文]  磁性材料及器件--2024, 55(2)佘健健  华浩然  李宝军  陈将伟基于无线能量传输的模型与原理,仿真分析了几种不同类型发射线圈的磁场分布.结果表明,线圈磁芯开口大小、磁芯与空气界面的形状、线圈放置的位置都会对发射线圈附近磁场分布产生影响.进而优化出扇环型发射线圈,当线圈中通...参考文献和引证文献
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关键词：胃肠道胶囊机器人,无线能量传输,发射线圈,磁芯,磁场,

2024-10-4 02:02 上传 胃肠道胶囊机器人无线能量传输系统中发射线圈优化设计.pdf

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