[發明專利]一種用于無人機的遠距無線供電裝置

有效

• 申請號: 202011075737.1
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112202226B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 徐萬里;魯長波;王長富;王旭東;周友杰;劉盼盼;李施展;陳今茂;安高軍;呂立通;徐曦萌;孫彥麗
• 申請（專利權）人: 軍事科學院系統工程研究院軍事新能源技術研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/30;H02J50/80;H02J50/90;H02S40/42;H02N11/00;B60L53/10;B64D27/24
• 代理公司: 北京科領智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

1.一種用于無人機的遠距無線供電裝置，其特征在于，包括激光發射系統、接收器和管理系統，其中：

所述激光發射系統包括電源、激光器、發射天線、跟瞄轉臺，通過所述電源給所述激光器供電，所述激光器的光纖輸出端接所述發射天線，所述發射天線置于所述跟瞄轉臺上；

所述接收器包括光伏電池板、散熱模塊和三維調節裝置，其中

所述光伏電池板上設置有感光傳感器、數據采集模塊以及通信模塊；

所述感光傳感器用于采集光斑尺寸；

所述數據采集模塊用于采集電池板的電壓、電流以及充電功率；

所述通信模塊用于將待充電無人機的位置信息、環境信息以及采集到的數據傳輸至管理系統的控制器中；

所述光伏電池板通過所述三維調節裝置固定在無人機上，所述散熱模塊設置于所述光伏電池板的背面；

所述管理系統包括數據庫以及控制器，其中

數據庫中的信息包含無人機的身份ID、接收端面積、接收端類型、功率等級、額定功率、光伏電池的最佳轉換效率值；

所述控制器通過無線通信方式接收所述接收器傳輸的數據，對接收的數據進行處理，向所述激光器、所述跟瞄轉臺以及所述接收器發送控制指令；

所述管理系統通過調用所述數據庫中的信息以及接收所述接收器傳輸的數據，控制所述激光發射系統發射激光，以對待充電無人機進行充電；

所述散熱模塊包括熱管、散熱片、溫控開關以及溫差發電片，其中

多個熱管按列排布，相鄰列錯位排布，垂直插于平行的多層散熱片之中；

所述溫差發電片的一端與所述散熱片相貼，所述溫差發電片的另一端貼于光伏電池板的背面，所述溫差發電片和所述光伏電池板之間涂有導熱硅脂；

所述溫控開關設置于待充電無人機的控制電路中；

當所述光伏電池板溫度低于預設的第一溫度閾值時，通過所述熱管、散熱片進行散熱；當所述光伏電池板溫度不低于預設的第一溫度閾值時，通過所述溫差發電片將光伏電池板的熱量用于發電；

當環境溫度低于預設的第二溫度閾值時，則溫控開關閉合，將所述溫差發電片所發電量用于待充電無人機的供熱。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光器采用線陣型半導體激光器，包括多個激光器單管、第一柱面鏡、第二柱面鏡、第一光纖、第二光纖、第一控制模塊以及第二控制模塊，其中：

多個激光器單管對稱設置并呈階梯排列，形成多個激光光束；

所述第一柱面鏡為平凸柱面鏡，所述第二柱面鏡為平柱面鏡，激光光束先穿過第一柱面鏡，后穿過第二柱面鏡，多個激光光束通過第一柱面鏡和第二柱面鏡后合成為第一聚焦光束和第二聚焦光束；

通過所述第一光纖輸出第一聚焦光束，通過所述第二光纖輸出第二聚焦光束；

第一光纖輸出端設置有第一控制模塊，第二光纖輸出端設置有第二控制模塊，所述第一控制模塊和所述第二控制模塊通過接收所述控制器的控制指令，來控制光纖輸出端的通斷以及調節兩個光纖的距離與發射角度。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述跟瞄轉臺內部設置有粗調電機和細調電機，其中：

所述粗調電機用于響應所需角速度大于預設閾值的跟瞄過程；

所述細調電機用于響應所需角速度不大于預設閾值的跟瞄過程；所述所需角速度由管理系統的控制器根據接收到的數據計算獲得。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述管理系統還包括顯示模塊以及故障診斷模塊，其中：

所述顯示模塊，通過人機交互界面顯示無人機充電過程中的參數，并可通過人機交互界面接收手動輸入的控制指令；

所述故障診斷模塊，通過檢測無人機的充電參數信息，判斷供電裝置的工作狀態，若判斷為非正常情況，則停止充電過程。