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[2018年IEEE亚太地区微电子与电子研究生研究会议（PrimeAsia） - 中国成都（2018.10.26-2018.10.30）] 2018年IEEE亚太地区微电子与电子研究生研究会议（PrimeAsia） - 面向3D打印无人机系统的无线电能传输

DOI：10.1109/PRIMEASIA.2018.8597848 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 过去几年，无人机（UAV）因其在服务配送、污染治理、农业和救援行动等多种应用中备受关注。然而，电池续航时间短和更换不便始终是个问题。基本上，小型无人机只能携带非常有限的载荷，否则电池会更快耗尽。本项目展示了一种自动且高效的无线电力传输（WPT）系统，用于为3D打印无人机供电。通过3D打印制造的无人机配备了无线电力传输套件，可在降落后自动为3S 1500mAh锂聚合物电池充电，最高可达1000mAh，无需人工操作。无线电力传输的发射端由24V直流电供电，工作频率为180kHz，一旦电池充满，充电过程也会自动停止。
作者： Jiatai Chen，Rami Ghannam，Muhammad Imran，Hadi Heidari
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过开发一种集成3D打印技术的自动高效无线供电系统，解决无人机电池续航时间短和手动充电不便的问题。

研究成果

所实施的无线电能传输（WPT）系统成功实现了3D打印无人机的全自动充电，无需人工干预，从而延长了电池续航时间并提升了操作自主性。3D打印技术的集成使得定制化、轻量化设计成为可能，提高了抗偏移容差。该方法在监控、配送及其他无人机任务中具有应用潜力，可降低人力成本并提高效率。未来工作可聚焦于增加传输距离与效率，以及优化着陆算法。

研究不足

该系统要求无人机在特定距离（最远12厘米）内降落以实现有效充电，但这一条件在所有环境状况下可能难以实现。采用多个接收线圈和TP4056模块会增加系统复杂度与重量。当存在错位或距离变化时充电效率会下降，且工作频率固定为180千赫兹，这可能并非适用于所有场景的最优方案。

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