[發明專利]一種無人機無線充電系統及充電方法

在審

• 申請號: 202010881200.8
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111873822A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 丁未龍;李岳聰;李寧;范亮星
• 申請（專利權）人: 北京煜邦電力技術股份有限公司
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;B60L53/37;B60L53/51
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種無人機無線充電系統，其特征在于，包括：地面端子系統和機載端子系統；其中，所述地面端子系統設置于地面機構，包括激光定位跟蹤器和激光發射器；所述機載端子系統設置于無人機上，包括光學定位跟蹤模塊和激光光伏電池模塊；

所述激光定位跟蹤器用于發射第一激光；所述光學定位跟蹤模塊用于接收所述第一激光，以實現所述地面端子系統對所述無人機的初級定位；所述激光發射器用于發射第二激光；所述激光光伏電池模塊包括光伏單元陣列，所述光伏單元陣列用于接收所述第二激光，并將所述第二激光由光能轉換為電能；所述激光光伏電池模塊還包括充電組，用于將所述電能進行存儲并為所述無人機供電。

2.根據權利要求1所述的無人機無線充電系統，其特征在于，所述機載端子系統還包括第一控制器和多個第一光敏感器；

所述第一控制器與所述激光發射器無線連接，用于控制所述激光發射器在所述無人機的初級定位之后，發射第一功率的第二激光；

多個所述第一光敏感器均勻設置于所述光伏單元陣列的邊緣，用于根據電壓突變判斷所述第一功率的第二激光形成的第一光斑是否覆蓋所述光伏單元陣列；

所述第一控制器與所述第一光敏感器電連接，用于在所述第一光斑覆蓋所述光伏單元陣列后，控制所述激光發射器發射第二功率的第二激光；所述第二功率大于所述第一功率。

3.根據權利要求2所述的無人機無線充電系統，其特征在于，所述機載端子系統還包括多個第二光敏感器；

多個所述第二光敏感器設置于所述光伏單元陣列的周圍，用于根據電壓突變判斷所述第一光斑的中心是否與所述光伏單元陣列的中心重合；

所述第一控制器與所述第二光敏感器電連接，用于在所述第一光斑覆蓋所述光伏單元陣列且所述第一光斑的中心與所述光伏單元陣列的中心重合后，控制所述激光發射器發射所述第二功率的第二激光。

4.根據權利要求2所述的無人機無線充電系統，其特征在于，所述激光發射器包括至少一組光纖耦合半導體激光器；

所述激光發射器包括陣列設置的多個激光束；所述第一控制器用于通過調整發出所述第二激光的激光束的數量來控制所述激光發射器的輸出功率。

5.根據權利要求1所述的無人機無線充電系統，其特征在于：所述光學定位跟蹤模塊安裝在所述無人機的機身下部；

所述光伏單元陣列安裝在所述無人機的機身下部。

6.根據權利要求1所述的無人機無線充電系統，其特征在于：所述地面機構為可移動機構，用于帶動所述地面端子系統移動以跟蹤所述無人機；

所述機載端子系統還包括：第一控制器；所述第一控制器與所述無人機的GPS定位模塊電連接，用于獲取所述無人機的坐標信息；所述第一控制器與所述無人機的加速度傳感器和陀螺儀電連接，用于獲取所述無人機的飛行姿態；

所述第一控制器與所述地面機構無線連接，用于根據所述無人機的所述坐標信息和所述飛行姿態移動所述地面機構，以使所述光學定位跟蹤模塊接收所述激光定位跟蹤器發射的所述第一激光。

7.根據權利要求1所述的無人機無線充電系統，其特征在于，所述機載端子系統還包括：電池管理模塊，所述電池管理模塊安裝在所述無人機的機身內部；

所述電池管理模塊，與所述激光光伏電池模塊電連接，用于將所述激光光伏電池模塊傳輸的電壓轉換成所述無人機的各個部件的供電電壓并為所述各個部件供電。

8.根據權利要求7所述的無人機無線充電系統，其特征在于，所述電池管理模塊還用于實時檢測所述充電組的電池電量；

所述機載端子系統還包括第一控制器；所述電池管理模塊與所述第一控制器連接，用于將所述電池電量發送至所述第一控制器；

所述第一控制器還用于在所述電池電量小于設定電量閾值，和/或，所述電池電量的消耗速度大于設定速度閾值時，控制所述激光發射器增大第二功率的取值。