[發明專利]無人機充電系統及無人機充電方法

有效

• 申請號: 201910583399.3
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110182090B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 王哲;陸鈞;賀凡波;葛俊杰;馬俊超
• 申請（專利權）人: 北京有感科技有限責任公司
• 主分類號: B60L53/38
• 分類號: B60L53/38;B60L53/36;B60L53/62;B60L53/66;B60L58/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無人機充電系統，其特征在于，包括：

無線充電接收裝置（10），設置在無人機（20）上，所述無線充電接收裝置（10）包括：無線充電接收天線（11）；

地面無線充電平臺（30），設置在地面上，所述地面無線充電平臺（30）包括：無線充電發射天線（33）；

定位裝置（40）；

其中，所述定位裝置（40）用于確定所述無人機（20）與所述地面無線充電平臺（30）的相對位置以引導所述無人機（20）降落到所述地面無線充電平臺（30）上；所述地面無線充電平臺（30）用于在所述無人機（20）降落到所述地面無線充電平臺（30）上時通過所述無線充電接收裝置（10）為所述無人機（20）充電；

所述定位裝置（40）包括：超聲波發生器（43）、超聲波接收器（44）和傳感器單元（42）；

所述超聲波發生器（43）安裝在所述無線充電接收天線（11）的中心點或中心點的軸向延長線上；

所述超聲波接收器（44）為三個，沿預設直線方向間隔設置在地面無線充電平臺（30）上，且位于中間的一個超聲波接收器（44）與位于兩側的兩個超聲波接收器（44）之間的距離相等；位于中間的所述超聲波接收器（44）安裝在所述無線充電發射天線（33）的中心點上；

傳感器單元（42）設置在所述無人機（20）上，所述傳感器單元（42）用于獲取所述無人機（20）的高度值；

當所述超聲波發生器（43）和位于中間的一個所述超聲波接收器（44）之間的距離與所述無人機（20）的高度值相等，且所述超聲波發生器（43）與位于兩側的兩個所述超聲波接收器（44）之間的距離相等時，控制所述無人機（20）降落到所述地面無線充電平臺（30）上以使所述無線充電接收天線（11）與所述無線充電發射天線（33）相互對準。

2.根據權利要求1所述的無人機充電系統，其特征在于，所述無人機（20）包括動力電池組（50）以及與所述動力電池組（50）連接的電源管理單元（60），所述無線充電接收裝置（10）還包括：

整流變換電路（12），所述無線充電接收天線（11）通過所述整流變換電路（12）與所述電源管理單元（60）連接；

其中，所述地面無線充電平臺（30）包括供電電源（31）和逆變電路（32），所述供電電源（31）通過所述逆變電路（32）與所述無線充電發射天線（33）連接以將直流電轉換為高頻交流電并加載在所述無線充電發射天線（33）以產生交變電磁場；

所述定位裝置（40）還用于在引導所述無人機（20）降落在所述地面無線充電平臺（30）上時，使所述無線充電接收天線（11）與所述無線充電發射天線（33）相互對準以使所述無線充電接收天線（11）耦合到所述交變電磁場產生一定強度的交流電并通過所述整流變換電路（12）整流后為所述動力電池組（50）充電。

3.根據權利要求2所述的無人機充電系統，其特征在于，所述地面無線充電平臺（30）還包括：

無線充電控制單元（34），所述無線充電控制單元（34）與所述供電電源（31）和所述逆變電路（32）連接以對所述供電電源（31）和所述逆變電路（32）進行控制；

地面通信單元（35），與所述無線充電控制單元（34）連接；

其中，所述無人機充電系統還包括設置在所述無人機（20）上的無人機主控單元（70）和無人機通信單元（80），所述無人機主控單元（70）與所述電源管理單元（60）連接以監測所述動力電池組（50）的電量并對所述動力電池組（50）的充電過程進行控制；

所述無人機主控單元（70）通過所述無人機通信單元（80）與所述地面通信單元（35）建立通信連接，以在所述動力電池組（50）的電量充滿時向所述無線充電控制單元（34）發送終止充電指令，所述無線充電控制單元（34）根據所述終止充電指令切斷所述供電電源（31）以停止向所述動力電池組（50）充電。

4.根據權利要求3所述的無人機充電系統，其特征在于，所述定位裝置（40）包括：

GPS定位單元（41），設置在所述無人機（20）上，所述GPS定位單元（41）用于獲取所述無人機（20）的經度、緯度以及飛行速度信息；

所述傳感器單元（42）還用于獲取所述無人機（20）三個軸向的比力加速度值、三個軸向的角速度值、三個軸向的磁場強度值。