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面向全封闭环境的高度集成型无线超声波电机系统
发布时间: 2025-05-25
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利,著作权,新技术
行业领域：
新一代信息技术产业,互联网与云计算、大数据服务
成果介绍
香港理工大学电动车研究中心开展了一项创新无线电机技术的研究 ——面向全封闭环境的高度集成型无线超声波电机系统。该技术突破了传统 电机系统在线缆、电池和控制器方面的限制，实现了超声波电机的无线电能 和控制信号的同步传输。 主要特点： ⚫ 高集成度：单一集成式磁耦合器直接连接超声波电机，实现了两相高频磁场的独立解耦控制，消除了接收端对电缆和电池的依赖，实现无线电能和 无线驱动的同步传输。 ⚫ 简化设计：接收端无需控制器、传感器、编码器、补偿电容、整流器和开 关器件，简化了整体架构，大幅降低了系统成本和维护需求。 ⚫ 模块化设计：具备灵活的模块化结构，便于无缝集成，可轻松适应各种应 用场景。 ⚫ 高可靠性：无线设计有效降低了电火花和断线等安全隐患；其优良的密封 性可确保在高尘、高湿环境中稳定运行，最大限度地提高可靠性和安全性。 此系统特别适用于传统布线复杂或不便的环境，如机械臂。无电缆运行 可显著增强移动能力与灵活性；在地下管道或水下螺旋桨等密闭环境中，该 系统能够避免因穿孔安装电缆而带来的复杂性及系统刚度破坏，有效防止潜 在的气体或液体泄漏。
成果亮点
当前全球电机系统普遍依赖物理线缆或电池供能，这类传统方案正面临 日益严峻的技术瓶颈。如布线困难，电火花、断线和短路等安全隐患，以及 电池需要频繁充电和更换，导致运维成本上升，并影响设备的连续运行。因 此，迫切需要寻找更高效、安全和灵活的解决方案，以克服传统电机系统的 局限。 本项目旨在研究一种无线超声波电机系统，具备高集成度和可靠性，能 消除对电缆、电池和控制器的需求。电机端仅需一个集成式磁耦合器，即可实现两相电能的解耦独立控制，从而在发射端无线供电和控制电机。无电缆 设计消除了相关的安全隐患，降低了电火花和断线的风险，适合在高湿、高 尘及特殊环境中稳定运行。此外，接收线圈感应到的高频无线电能可直接驱 动电机，省去了交-直-交能量转换环节，提高了系统的集成度。电机的速度 和转向可以在发射端灵活地无线控制，电机侧无需依赖控制器、传感器、补 偿电容、整流器或开关器件，显著降低了系统成本和维护需求。 提出的无线电机系统在灵活性、安全性、集成度、维护成本和可靠性方 面显著优于传统有线电机系统，尤其在机器人、工业自动化和生物医学等领 域具有广泛的应用潜力。
团队介绍
香港理工大学电动车研究中心，旨在应对 现代电动汽车的能源与技术挑战，推动智慧电动汽车的研发，助力实现碳中 和目标。中心由被誉为“亚洲电动汽车之父”的中国工程院院士（香港首位）、 香港理工大学电机及电子工程学系杰出讲座教授陈清泉教授担任主任。团队 专注于电动汽车技术、智能交通系统和能源管理等领域的前沿研究与开发， 致力于提高能源效率和环境效益，创造新的商业机会。中心积极与业界合作， 推动研究成果产业化，特别是在粤港澳大湾区内，与多家企业签署合作备忘 录，促进电动汽车技术的应用与推广。此外，研究中心还开设了电动汽车理 学硕士课程，旨在培养新一代电动汽车领域的专业人才，为行业发展提供有 力的人才支持。该项目团队由邹国棠教授（香港理工大学电机及电子工程学系讲座教 授，电动车研究中心联合主任）和刘伟（香港理工大学电机及电子工程学系 助理教授，电动车研究中心经理）领衔，成员包括、薛志伟（香港理工大学 电机及电子工程学系兼职科研助理）、解晓天（香港理工大学电机及电子工 程学系在读博士生）。
成果资料
产业化落地方案
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