[发明专利]具有报警功能的边防巡逻无人机无线充电系统

说明书

本发明涉及无人机充电技术，具体涉及具有报警功能的边防巡逻无人机无线充电系统，包括处理器，包括充电平台发射单元，无人机接收单元和地面控制单元；充电平台发射单元包括相互连接的电源模块、第一信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、第一电流检测模块、第一信息解调模块和发射线圈及其补偿电路，其上方设置一微小测试线圈；无人机接收单元包括相互连接的接收线圈及其补偿电路、第二信息调制模块、整流模块、控制器b、第二电流检测模块和机载电池；地面控制单元包括相互连接的第二信息解调模块、无人机控制模块和报警模块。该无线充电系统能够控制无人机何时充电、何处充电，可实现多架无人机高效地利用有限数量的充电平台。

技术领域

本发明涉及无人机充电技术领域，尤其涉及具有报警功能的边防巡逻无人机无线充电系统。

背景技术

目前中国有一万六千多公里的陆路边防线。特别是内蒙古、云南、新疆、西藏地区的边界线长，执勤点多，多数边防部队处于海拔高、气压低、气候恶劣、地貌复杂、生存条件异常艰苦环境中。将无人机应用于边防巡逻，可以结束过去徒步、骑马、雪橇巡逻的历史，大大缩短巡逻时间，增加了巡逻安全性。

无人机一般分为固定翼无人机和旋翼无人机。相对于旋翼无人机而言，固定翼无人机具有飞行效率高、飞行速度快、飞行距离远、系统结构简单、质量轻、成本和使用费用低等优点。但是，四旋翼无人机由于可以垂直起降、自由悬停，可以适应各种速度及各种飞行剖面航路的飞行状况。它具有以下几个特点：1）体积小、重量轻、隐蔽性好，适合多平台、多空间使用，可以在地面灵活垂直起降，降落点的定位精度高，便于拓展无人机的无线充电功能；2）飞行高度低，具有很强的机动性，执行特种任务能力强，微型四旋翼无人机飞行高度为几米到几百米，飞行速度为每秒几米好几十米，便于在复杂情况下使用，可以对细小环节进行侦查；3）结构简单，成本低，安全性好，四旋翼无人机可以提供准确实时的目标探测信息，成本较低，拆卸方便，且易于维护。

无线电能传输技术是一种将电能转换为电磁场或电磁波进行能量传输的技术，其发展主要依赖于电磁谐振技术、高频逆变技术和电力电子技术，这三项技术的进步是无线电能传输技术得以发展的前提。无线电能传输技术使得电源端和充电设备相互隔离，没有直接的导线相互连接，不仅节约费用、降低成本，而且其方便性和快捷性也大大提高。按照工作原理，无线电能传输技术可以分为三类：一是基于电磁感应原理的磁耦合感应式无线电能传输；二是将电能通过一定的变换，转换为微波或者激光形式送往发射线圈，远处的接收线圈经过进一步处理变为所需的电能，从而实现电能的远程传输；三是基于磁场谐振原理实现电能的无线中程传输技术。其中，磁耦合谐振式无线电能传输方案传输功率比电磁感应式小，但其传输距离较电磁感应式远，且效率更高，不需要初级侧谐振器和次级侧谐振器完全对准；与无线电波式无线电能传输方案相比，其传输距离虽短，但功率和效率更高。

虽然无线充电技术给无人机的使用带来了很大的方便，也使无人机的应用空间越来越大，但是为边防巡逻无人机充电设立在野外的充电平台存在遭到人为破坏或发生自身故障的风险。再则充电平台数量也是有限的，如何使多架次的无人机高效，准确地进行充电也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有报警功能使用便捷、运行可靠、维护成本低、安全高效的无线充电系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：具有报警功能的边防巡逻无人机无线充电系统，包括处理器，包括充电平台发射单元，无人机接收单元和地面控制单元；所述充电平台发射单元包括相互连接的电源模块、第一信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、第一电流检测模块、第一信息解调模块和发射线圈及其补偿电路；所述无人机接收单元包括相互连接的接收线圈及其补偿电路、第二信息调制模块、整流模块、控制器b、第二电流检测模块和机载电池；所述地面控制单元包括相互连接的第二信息解调模块、无人机控制模块和报警模块；

所述发射线圈及其补偿电路的上方设置一个微小的测试线圈，用于检测无人机接收单元的运行状态；