[發明專利]無人機多級接收式無線充電系統、無人機停機引導方法

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• 申請號: 202010044742.X
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN110855023A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 翟學鋒;潘志新;費益軍;彭濤;徐妍
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/40;H02J50/90;B60L53/12;B60L53/38
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

本發明公開了一種無人機多級接收式無線充電系統，包括：設置在無人機啟停臺上的無線充電發射線圈，設置在無人機機架上的至少三個可與所述無線充電發射線圈相耦合的無線充電接收線圈；每一個所述無線充電接收線圈與一個諧振電容串聯構成單級副邊串聯諧振電路，多個單級副邊串聯諧振電路再依次串聯形成多級副邊串聯諧振電路為無人機電池充電。本發明能夠通過多個無線充電接收線圈，有效降低單個接收線圈的安裝尺寸要求，從而滿足無人機機架結構的空間約束條件，多個無線充電接收線圈串聯，提升了系統整體的傳輸效率，同時基于多個接收線圈的空間布局，能夠用于無人機與無人機啟停臺之間的偏離方向檢測，從而實現停機引導。

技術領域

本發明涉及無線電能傳輸技術領域，具體而言涉及一種無人機多級接收式無線充電系統、無人機停機引導方法。

背景技術

隨著無線充電技術的發展，其應用越來越廣泛，基于無人機的續航能力不足的問題，目前已經有人提出將無線充電技術用于無人機領域的技術方案。

如中國專利201910092639.X公開的一種無人機充電系統及其方法，通過在無人機上設置接收線圈，在無人機保護箱中設置無線發射線圈，并且通過升降裝置和校準裝置調節無線發射線圈的位置，從而確保無線充電系統高效穩定傳輸。

但是其缺陷是：

受無人機機架結構的空間約束，單獨配置無線充電接收線圈非常不便，而且為了確保無線充電傳輸效率，需要通過復雜的機械結構調整發射線圈的位置才能實現與接收線圈的對準，結構相對復雜。

發明內容

本發明目的在于提供一種無人機多級接收式無線充電系統、無人機停機引導方法，通過對無線充電接收線圈的布置方式和電路結構進行改進，從而滿足線圈安裝空間限制性條件下，確保無人機無線充電效率，同時還可借助無線充電系統實現更加精準的停機引導。

為達成上述目的，結合圖1，本發明提出無人機多級接收式無線充電系統，所述無線充電系統包括設置在無人機啟停臺上的無線充電發射線圈，以及設置在無人機機架上的至少三個可與所述無線充電發射線圈相耦合的無線充電接收線圈；每一個所述無線充電接收線圈與一個諧振電容串聯構成單級副邊串聯諧振電路，多個單級副邊串聯諧振電路再依次串聯形成多級副邊串聯諧振電路為無人機電池充電；

在所述無人機啟停臺上還連接有直流電源和高頻逆變電路，所述無線充電發射線圈通過原邊諧振電容構成原邊諧振回路，所述高頻逆變電路輸出的高頻電流通過所述原邊諧振回路向所述多級副邊串聯諧振電路進行無線能量傳輸。

進一步的實施例中，所述無人機啟停臺的中央區域設置有用于容納無人機啟停機架的凹槽，所述無線充電發射線圈在所述無人機啟停臺上呈平面環形繞制，且所述無線充電發射線圈中央空隙與所述凹槽的尺寸相適應。

進一步的實施例中，所述凹槽下方連接有用以調整凹槽深度的升降機構。

進一步的實施例中，無人機采用四旋翼無人機，在每個旋翼的外側設置有防護圈，在每一個防護圈上繞制一個所述無線充電接收線圈。

進一步的實施例中，所述無線充電接收線圈預埋在所述防護圈內。

進一步的實施例中，所述無線充電發射線圈和所述無線充電接收線圈均采用勵磁線平面多層繞制。

進一步的實施例中，每一個單級串聯諧振電路都連接有一路級間電壓采集電路，由每一路所述級間電壓采集電路組成的多路級間電壓采集電路所采集的電壓信號用于引導無人機停靠。

基于前述無人機多級接收式無線充電系統，本發明還提出了一種無人機停機引導方法，所述無人機停機引導方法包括：

當無人機靠近無人機啟停臺時，采用無人機中的副邊電路檢測多個單級副邊串聯諧振電路的電壓，并判斷電壓差值是否在允許誤差范圍內：