[發明專利]一種無線能量傳輸發射裝置、傳輸系統及傳輸方法

有效

• 申請號: 201611222602.7
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106849381B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 孫志偉;王重陽;萬楚豪;范小康;楊秋松;陳浩;宋聰;王斐;許學軍
• 申請（專利權）人: 武漢光谷航天三江激光產業技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J50/30
• 分類號: H02J50/30;H02J50/90;G02B27/28
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.一種無線能量傳輸發射裝置，其特征在于，包括：激光指示器、傳能激光器、激光處理單元以及光學發射天線，其中，

激光指示器，提供指示光能，并將指示光能傳輸給所述激光處理單元；

傳能激光器，提供待傳輸光能，并將待傳輸光能傳輸給所述激光處理單元；

激光處理單元，對所述激光指示器傳輸的指示光能進行第一基礎處理后，傳輸給所述光學發射天線；以及根據接收裝置反射回來的反射指示光能進行第三基礎處理得到反射指示信息，所述反射指示信息用于確定所述光學發射天線的位置；以及，在確定好所述光學發射天線的位置后，對所述傳能激光器傳輸的待傳輸光能進行第二基礎處理后，傳輸給光學發射天線；所述激光處理單元，包括按照光路依次設置的二向分色片、第一四分之一波片、偏振分光棱鏡、第二四分之一波片、濾光片、圖像傳感器；以及設置在偏振分光棱鏡一側并在激光指示器出射光軸上的起偏器；所述二向分色片設置在傳能激光器出射光軸延伸段；

光學發射天線，將激光處理單元傳輸的指示光能和待傳輸光能向接收裝置傳輸；所述光學發射天線包括：第一正透鏡、第二正透鏡；所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設置；以及伺服控制器，所述伺服控制器用于根據發射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距；

所述第一基礎處理包括：將所述激光指示器傳輸來的指示光能偏振態經起偏器調整為豎直偏振態，再經過偏振分光棱鏡反射至第一四分之一波片，經過第一四分之一波片后變為圓偏振光，再經二向分色片濾光后反射至光學發射天線；

所述第二基礎處理包括：將所述傳能激光器傳輸來的光能經二向分色片濾光后透射至光學發射天線；

所述第三基礎處理包括：將光學發射天線接收到的反射指示光能傳輸給二向分色片濾光后反射至第一四分之一波片透射，透射后偏振態變為水平偏振光，再經偏振分光棱鏡透射，再依次經過第二四分之一波片、濾光片濾波，并由圖像傳感器接收。

2.如權利要求1所述的無線能量傳輸發射裝置，其特征在于，所述反射指示信息用于確定所述發射天線的位置包括：根據指示光能在圖像傳感器的位置調整光學發射天線相對于接收裝置的位置，使指示光能聚焦光斑位于圖像傳感器感光面中心，并鎖定光學發射天線位置。

3.如權利要求1所述的無線能量傳輸發射裝置，其特征在于，

所述發射裝置還包括：第一計算機、第一望遠鏡、第一二維轉臺；

其中：

所述第一計算機具有多個連接端口，并且分別連接所述圖像傳感器、第一二維轉臺、光學發射天線；

所述第一望遠鏡設置于所述第一二維轉臺上；

所述激光處理單元、光學發射天線設置于所述第一二維轉臺上。

4.如權利要求3所述的無線能量傳輸發射裝置，其特征在于，所述的第一望遠鏡的光軸方向與所述的傳能激光器出射激光主軸方向平行。

5.一種基于激光的無線能量傳輸系統，其特征在于，包括如權利要求1-4中任一項所述的發射裝置及與其無線傳輸連接的接收裝置，所述接收裝置包括：

光電池,用于將接收到的光能轉化成電能；

角錐棱鏡，所述角錐棱鏡固定于所述光電池中心，用于接收光學發射天線傳輸來的光束并原路反射于光學發射天線。

6.如權利要求5所述的基于激光的無線能量傳輸系統，其特征在于，

所述接收裝置還包括能量管控單元、負載、蓄電池、第二望遠鏡、第二二維轉臺、第二計算機；

其中：

所述第二望遠鏡位于所述第二二維轉臺上；所述光電池設置于所述第二二維轉臺上；所述第二二維轉臺與所述第二計算機連接；

所述光電池依次連接有能量管控單元、負載；所述能量管控單元連接有蓄電池。

7.如權利要求5所述的基于激光的無線能量傳輸系統，其特征在于，所述圖像傳感器包括聚焦鏡頭及位于所述聚焦鏡頭后焦面上的感光元件。

8.如權利要求5所述的基于激光的無線能量傳輸系統，其特征在于,

所述的二向分色片的透射平面與所述的傳能激光器出射激光主軸方向成45°夾角。