[發(fā)明專利]一種用于無人機(jī)的遠(yuǎn)距無線供電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011075737.1
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112202226B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院軍事新能源技術(shù)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(lǐng)智誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

本說明書公開一種用于無人機(jī)的遠(yuǎn)距無線供電裝置，所述裝置包括激光發(fā)射系統(tǒng)、接收器和管理系統(tǒng)，其中：所述激光發(fā)射系統(tǒng)包括電源、激光器、發(fā)射天線、跟瞄轉(zhuǎn)臺；所述接收器包括光伏電池板、散熱模塊和三維調(diào)節(jié)裝置，所述光伏電池板通過所述三維調(diào)節(jié)裝置固定在無人機(jī)上，所述散熱模塊設(shè)置于所述光伏電池板的背面；所述管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫以及控制器，所述控制器通過無線通信方式接收所述接收器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，向所述激光器、所述跟瞄轉(zhuǎn)臺以及所述接收器發(fā)送控制指令；所述管理系統(tǒng)通過調(diào)用所述數(shù)據(jù)庫中的信息以及接收所述接收器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，控制所述激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射激光，以對待充電無人機(jī)進(jìn)行充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于無人機(jī)的遠(yuǎn)距無線供電裝置。

背景技術(shù)

無人機(jī)因其使用便捷，具有良好的經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，在一些高風(fēng)險、高難度任務(wù)中可代替?zhèn)鹘y(tǒng)作業(yè)手段，在智能巡檢、航拍測繪、森林防火等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。但無人機(jī)缺乏長航時作業(yè)能力，為保證續(xù)航時間和航程，需要建立供電裝置，完成無人機(jī)的遠(yuǎn)距、高效、智能化電能傳輸。目前，無人機(jī)電池主要采用充電器進(jìn)行有線式充電，不足之處在于續(xù)航里程短，需要對電池進(jìn)行拆裝，同時不同無人機(jī)的電壓平臺和充電接口不一，導(dǎo)致人員參與度較高、保障效能較低。另外，無線接觸式充電，采用無人機(jī)降落在充電平板上與平面上的鍍金彈簧觸點(diǎn)接觸的方式進(jìn)行充電，缺點(diǎn)在于裸露在外部的充電接口容易磨損、腐蝕和結(jié)垢，遇到風(fēng)沙、雨雪、落葉時的充電環(huán)境適應(yīng)性較差。此外，還有一種空中有線充電方式，但系統(tǒng)過于復(fù)雜，造價高，穩(wěn)定性和可靠性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

在無人機(jī)無線充電領(lǐng)域，激光具有優(yōu)良的單色性、方向性和極高的能量密度，能夠以較小的接收器面積實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大功率的電力傳輸。

目前，限制激光無線供電技術(shù)發(fā)展的一個重要因素是電池板的散熱問題，光伏電池溫度過高升溫過快對傳能效率的影響很大，現(xiàn)有散熱方式無法有效解決高溫導(dǎo)致傳能效率低的問題。限制激光無線供電技術(shù)發(fā)展的另一個重要因素，是電池板與激光入射角度的問題，充電過程中無法保證激光的入射角度垂直，使得充電效率下降。現(xiàn)有技術(shù)中還存在充電裝置無法適用于多種機(jī)型的問題。

因此，研究一種用于無人機(jī)的遠(yuǎn)距無線供電裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)并提高無人機(jī)的充電效率，成為亟待解決的問題，

發(fā)明內(nèi)容

本說明書提供一種用于無人機(jī)的遠(yuǎn)距無線供電裝置，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個技術(shù)問題。

本說明書實(shí)施例，提供一種用于無人機(jī)的遠(yuǎn)距無線供電裝置，包括激光發(fā)射系統(tǒng)、接收器和管理系統(tǒng)，其中：所述激光發(fā)射系統(tǒng)包括電源、激光器、發(fā)射天線、跟瞄轉(zhuǎn)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(fā)射天線，所述發(fā)射天線置于所述跟瞄轉(zhuǎn)臺上；所述接收器包括光伏電池板、散熱模塊和三維調(diào)節(jié)裝置，其中所述光伏電池板上設(shè)置有感光傳感器、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jī)的位置信息、環(huán)境信息以及采集到的數(shù)據(jù)傳輸至管理系統(tǒng)的控制器中；所述光伏電池板通過所述三維調(diào)節(jié)裝置固定在無人機(jī)上，所述散熱模塊設(shè)置于所述光伏電池板的背面；所述管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫以及控制器，其中數(shù)據(jù)庫中的信息包含無人機(jī)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(zhuǎn)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?shù)臄?shù)據(jù)，對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，向所述激光器、所述跟瞄轉(zhuǎn)臺以及所述接收器發(fā)送控制指令；所述管理系統(tǒng)通過調(diào)用所述數(shù)據(jù)庫中的信息以及接收所述接收器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，控制所述激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射激光，以對待充電無人機(jī)進(jìn)行充電。