[發明專利]無人機的無線充電系統及方法、無線充電系統的充電方法

在審

• 申請號: 202110263518.4
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112959904A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王華云;李瓊;蔡志超
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;南昌航空大學;華東交通大學
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;B64F1/00
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

1.一種無人機的無線充電系統，包括充電平臺和無人機功率接收單元，其特征在于:所述充電平臺包括用于的發射高頻震蕩電磁波的功率發射單元以及與所述功率發射單元連接的受能儲能單元；

其中，所述受能儲能單元包括：用于接收地鐵再生制動能量的地鐵再生制動能量受能電路；

與所述地鐵再生制動能量受能電路連接的整流電路，所述整流電路用于將接收的交流電轉化為直流電并輸出；

與所述整流電路連接的DC-DC電路，所述DC-DC電路用于對接收的直流電進行降壓或升壓并輸出；以及

與所述DC-DC電路連接的蓄電池組，所述蓄電池組用于對所述功率發射單元供電和無人機供電；

所述無人機功率接收單元包括無人機鋰電池、用于接收高頻震蕩電磁波的無人機接收線圈、用于將接收到的交流電轉化為直流電并輸入至所述無人機鋰電池的整流穩壓模塊、用于與所述充電平臺無線通信的無人機通信模塊、用于定位某一充電平臺的GPS定位模塊以及用于監測所述無人機鋰電池剩余電量的電量監測模塊。

2.根據權利要求1所述的一種無人機的無線充電系統，其特征在于，所述功率發射單元包括：

與所述蓄電池組連接的穩壓模塊，所述穩壓模塊用于對接收的所述蓄電池組傳輸的電壓進行穩壓并輸出；

與所述穩壓模塊連接的位置檢測模塊，所述位置檢測模塊用于檢測無人機是否降落在某一充電平臺上；

與所述位置檢測模塊連接的功率控制模塊；所述功率控制模塊用于接收所述位置檢測模塊的充電指令，并輸出導通指令；

與所述功率控制模塊連接的功率震蕩模塊，所述功率震蕩模塊用于在接收導通指令后，將所述蓄電池組輸入的功率震蕩為高頻震蕩電磁波；以及

與所述功率震蕩模塊連接的電磁發射線圈，所述電磁發射線圈用于發射高頻震蕩電磁波。

3.根據權利要求2所述的一種無人機的無線充電系統，其特征在于，所述功率發射單元還包括與所述穩壓模塊連接的平臺通信模塊，所述平臺通信模塊用于發送斷電指令至所述功率控制模塊，以使所述功率控制模塊控制斷開所述功率震蕩模塊。

4.根據權利要求2所述的一種無人機的無線充電系統，其特征在于，所述電磁發射線圈采用方形繞制，匝數為20匝，所述電磁發射線圈外邊長為40cm，內邊長為20cm，且所述電磁發射線圈的中部為空心結構。

5.根據權利要求2所述的一種無人機的無線充電系統，其特征在于，所述電磁發射線圈的底部設置有磁芯。

6.根據權利要求1所述的一種無人機的無線充電系統，其特征在于，所述無人機接收線圈采用圓形繞制，匝數為15匝，外徑為10cm，內徑為7cm。

7.根據權利要求1所述的一種無人機的無線充電系統，其特征在于，所述蓄電池組為鉛酸蓄電池，電壓規格為12V，容量為100Ah。

8.一種無人機的無線充電方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：實時檢測無人機鋰電池的剩余電量，判斷所述剩余電量是否低于電量警報設定值；

步驟二：若所述剩余電量是否低于電量警報設定值，控制GPS定位模塊搜索某一充電平臺，并依據搜索到的某一充電平臺進行控制無人機降落并開始充電；

步驟三：判斷無人機鋰電池的剩余電量是否達到電量充裕設定值，若無人機鋰電池的剩余電量達到電量充裕設定值，則充電完成。

9.一種無人機的無線充電系統的充電方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：測量所述無線充電系統中的蓄電池組的實時電壓，并判斷所述實時電壓是否大于電壓上限設定值；

步驟二：若所述實時電壓不大于電壓下限設定值，判斷所述實時電壓是否小于電壓下限設定值；

步驟三：若所述實時電壓小于電壓下限設定值，閉合所述無線充電系統中的地鐵再生制動能量受能電路，使對所述蓄電池組進行充電。

10.根據權利要求9所述的一種無人機的無線充電系統的充電方法，其特征在于，所述充電方法還包括若所述實時電壓大于電壓下限設定值，斷開所述無線充電系統中的地鐵再生制動能量受能電路。