[发明专利]无人机充电系统及无人机充电方法

权利要求书

1.一种无人机充电系统，其特征在于，包括：

无线充电接收装置（10），设置在无人机（20）上，所述无线充电接收装置（10）包括：无线充电接收天线（11）；

地面无线充电平台（30），设置在地面上，所述地面无线充电平台（30）包括：无线充电发射天线（33）；

定位装置（40）；

其中，所述定位装置（40）用于确定所述无人机（20）与所述地面无线充电平台（30）的相对位置以引导所述无人机（20）降落到所述地面无线充电平台（30）上；所述地面无线充电平台（30）用于在所述无人机（20）降落到所述地面无线充电平台（30）上时通过所述无线充电接收装置（10）为所述无人机（20）充电；

所述定位装置（40）包括：超声波发生器（43）、超声波接收器（44）和传感器单元（42）；

所述超声波发生器（43）安装在所述无线充电接收天线（11）的中心点或中心点的轴向延长线上；

所述超声波接收器（44）为三个，沿预设直线方向间隔设置在地面无线充电平台（30）上，且位于中间的一个超声波接收器（44）与位于两侧的两个超声波接收器（44）之间的距离相等；位于中间的所述超声波接收器（44）安装在所述无线充电发射天线（33）的中心点上；

传感器单元（42）设置在所述无人机（20）上，所述传感器单元（42）用于获取所述无人机（20）的高度值；

当所述超声波发生器（43）和位于中间的一个所述超声波接收器（44）之间的距离与所述无人机（20）的高度值相等，且所述超声波发生器（43）与位于两侧的两个所述超声波接收器（44）之间的距离相等时，控制所述无人机（20）降落到所述地面无线充电平台（30）上以使所述无线充电接收天线（11）与所述无线充电发射天线（33）相互对准。

2.根据权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，所述无人机（20）包括动力电池组（50）以及与所述动力电池组（50）连接的电源管理单元（60），所述无线充电接收装置（10）还包括：

整流变换电路（12），所述无线充电接收天线（11）通过所述整流变换电路（12）与所述电源管理单元（60）连接；

其中，所述地面无线充电平台（30）包括供电电源（31）和逆变电路（32），所述供电电源（31）通过所述逆变电路（32）与所述无线充电发射天线（33）连接以将直流电转换为高频交流电并加载在所述无线充电发射天线（33）以产生交变电磁场；

所述定位装置（40）还用于在引导所述无人机（20）降落在所述地面无线充电平台（30）上时，使所述无线充电接收天线（11）与所述无线充电发射天线（33）相互对准以使所述无线充电接收天线（11）耦合到所述交变电磁场产生一定强度的交流电并通过所述整流变换电路（12）整流后为所述动力电池组（50）充电。

3.根据权利要求2所述的无人机充电系统，其特征在于，所述地面无线充电平台（30）还包括：

无线充电控制单元（34），所述无线充电控制单元（34）与所述供电电源（31）和所述逆变电路（32）连接以对所述供电电源（31）和所述逆变电路（32）进行控制；

地面通信单元（35），与所述无线充电控制单元（34）连接；

其中，所述无人机充电系统还包括设置在所述无人机（20）上的无人机主控单元（70）和无人机通信单元（80），所述无人机主控单元（70）与所述电源管理单元（60）连接以监测所述动力电池组（50）的电量并对所述动力电池组（50）的充电过程进行控制；

所述无人机主控单元（70）通过所述无人机通信单元（80）与所述地面通信单元（35）建立通信连接，以在所述动力电池组（50）的电量充满时向所述无线充电控制单元（34）发送终止充电指令，所述无线充电控制单元（34）根据所述终止充电指令切断所述供电电源（31）以停止向所述动力电池组（50）充电。

4.根据权利要求3所述的无人机充电系统，其特征在于，所述定位装置（40）包括：

GPS定位单元（41），设置在所述无人机（20）上，所述GPS定位单元（41）用于获取所述无人机（20）的经度、纬度以及飞行速度信息；

所述传感器单元（42）还用于获取所述无人机（20）三个轴向的比力加速度值、三个轴向的角速度值、三个轴向的磁场强度值。