[发明专利]无人机充电系统及无人机充电方法

说明书

本发明供了一种无人机充电系统及无人机充电方法，该无人机充电系统包括无线充电接收装置、地面无线充电平台以及定位装置，无线充电接收装置设置在无人机上；地面无线充电平台设置在地面上；定位装置用于确定无人机与地面无线充电平台的相对位置以引导无人机降落到地面无线充电平台上；地面无线充电平台用于在无人机降落到地面无线充电平台上时通过无线充电接收装置为无人机充电。从而能够根据多旋翼无人机的剩余电量对其进行充电，保证多旋翼无人机持续进行作业，同时能够携带较大功率的有效载荷，扩展多旋翼无人机的应用范围。解决了现有技术中的多旋翼无人机电能储存不足从而不能长时间作业且不能携带大功率有效载荷的问题。

技术领域

本发明涉及一种无人机充电系统及无人机充电方法。

背景技术

多旋翼无人机具有操控简单、可以垂直起降、升空高度相对较高、起飞后可在空中长时间悬停等特点。目前已经广泛应用于救灾抢险、环境监测、边境巡视、基地安保、景区监测、地质勘测、野外作业、森林防火、应急通信、公安反恐、交通监管、新闻广播、工程监控、影视拍摄、物联网、科学研究、国防军事等领域。

然而现有的多旋翼无人机能量来源一般是自身携带的锂电池，要靠这有限的能量不仅要供无人机飞行，同时要对机上其他载荷或电子设备供电。现有的多旋翼无人机很多只能飞行一两个小时，而且不能携带较大功率的有效载荷，从而极大地限制了多旋翼无人机的应用范围。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无人机充电系统及无人机充电方法，以解决现有技术中的多旋翼无人机电能储存不足从而不能长时间作业且不能携带大功率有效载荷的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种无人机充电系统，包括：无线充电接收装置，设置在无人机上；地面无线充电平台，设置在地面上；定位装置；其中，定位装置用于确定无人机与地面无线充电平台的相对位置以引导无人机降落到地面无线充电平台上；地面无线充电平台用于在无人机降落到地面无线充电平台上时通过无线充电接收装置为无人机充电。

进一步地，无人机包括动力电池组以及与动力电池组连接的电源管理单元，无线充电接收装置包括：无线充电接收天线和整流变换电路，无线充电接收天线通过整流变换电路与电源管理单元连接；其中，地面无线充电平台包括供电电源、逆变电路和无线充电发射天线，供电电源通过逆变电路与无线充电发射天线连接以将直流电转换为高频交流电并加载在无线充电发射天线以产生交变电磁场；定位装置还用于在引导无人机降落在地面无线充电平台上时，使无线充电接收天线与无线充电发射天线相互对准以使无线充电接收天线耦合到交变电磁场产生一定强度的交流电并通过整流变换电路整流后为动力电池组充电。

进一步地，地面无线充电平台还包括：无线充电控制单元，无线充电控制单元与供电电源和逆变电路连接以对供电电源和逆变电路进行控制；地面通信单元，与无线充电控制单元连接；其中，无人机充电系统还包括设置在无人机上的无人机主控单元和无人机通信单元，无人机主控单元与电源管理单元连接以监测动力电池组的电量并对动力电池组的充电过程进行控制；无人机主控单元通过无人机通信单元与地面通信单元建立通信连接，以在动力电池组的电量充满时向无线充电控制单元发送终止充电指令，无线充电控制单元根据终止充电指令切断供电电源以停止向动力电池组充电。

进一步地，定位装置包括：GPS定位单元，设置在无人机上，GPS定位单元用于获取无人机的经度、纬度以及飞行速度信息；传感器单元，设置在无人机上，传感器单元用于获取无人机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以及高度值。