日本漁民的減少和老齡化是一個嚴重的問題,為了減少作為因素之一的人類高負荷工作,正在推進水產養殖網清潔機器人等自動化。未來,預計將開發一種所謂的水下無人機,這是一種駐留在海中的機器人,負責從水質管理到魚類生長檢查等所有工作。
無人機需要充電,還需要收集水下收集的數據。此外,必須抑制重量增加。因此,此次豐橋工業大學的研究團隊開發了一種新型電力發射器/接收器,通過供電站以輕巧且節省空間的方式實現海上無線電力傳輸和信息通信。
在無線電力傳輸的世界中,海水錶現為一種非常有損的電介質。另一方面,圍繞高頻電流在富含離子的海水中流動這一事實,該團隊從電力發射/接收器的等效電路中構建了新的運行理論,重點關注海水的電導率。基於這一理論,我們設計了一個使用四塊超薄平板的電力發射器/接收器,並對其進行原型製作和測量,結果即使在距離 4 cm 的海水中傳輸 1 kW 的電力,供電效率為2。得到%以上的結果。利用這一點,我們還成功地進行了小型水下無人機的供電實驗和實時視頻通信。安裝在無人機上的電源接收器和電源電路的總重量約為90g,極其輕巧。
預計這一結果將大大提高水下無人機的運行效率,並最終導致開發出可以管理陸地上一切的水下無人機系統。
論文信息:[IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques] 用於水下無線電力和數據傳輸的導電耦合器設計
[IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques] 淡水中運行的電容式無線電力傳輸系統的設計