[发明专利]无人机的无线充电系统及方法、无线充电系统的充电方法

说明书

本申请提供了无人机的无线充电系统及方法、无线充电系统的充电方法，系统包括充电平台和无人机功率接收单元，充电平台包括用于的发射高频震荡电磁波的功率发射单元以及与功率发射单元连接的受能储能单元；无人机功率接收单元包括无人机锂电池、用于接收高频震荡电磁波的无人机接收线圈、用于将接收到的交流电转化为直流电并输入至无人机锂电池的整流稳压模块、用于与充电平台无线通信的无人机通信模块、用于定位某一充电平台的GPS定位模块以及用于监测无人机锂电池剩余电量的电量监测模块。充电平台采用将地铁再生制动能量的一部分收集起来，通过整流、DC‑DC变换给蓄电池组充电，实现电能的储存。

技术领域

本发明涉及无线电能传输领域，特别涉及一种无人机的无线充电系统及方法、无线充电系统的充电方法。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，无人机的使用已经渗透到各行各业，特别是在地铁巡检方面，无人机拥有独一无二的优势。使用无人机进行巡检可以节省大量的人力物力，无人机携带的摄像头可以准确地检测到人眼难以察觉的故障。还可以利用无人机在地铁运行的间隔区间进行巡检，达到巡检与运营的准同步，做到实时巡检。在运营过程中遇到突发事故时，还可以利用无人机对事故区域进行快速检测识别，比人工更迅捷高效，有助于工作人员快速制定措施。因此无人机巡检方式正在逐渐代替人工巡检方式。

然而，目前大多数无人机均是携带固定容量的锂电池为其供电，因此不可避免的，无人机的续航能力势必受到锂电池容量的限制。最简单的解决办法是携带更大容量的锂电池，但是就目前的锂电池技术而言，更大的容量意味着更大的重量，无人机的续航时间并不随着电池容量的提升而呈现明显线性上升的趋势。另一种解决办法是无人机飞回充电，但这种方法限制了无人机的巡检距离。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是解决地铁巡检无人机续航时间短、巡检距离近的问题。

本发明提供一种无人机的无线充电系统，包括充电平台和无人机功率接收单元，所述充电平台包括用于的发射高频震荡电磁波的功率发射单元以及与所述功率发射单元连接的受能储能单元；其中，所述受能储能单元包括：用于接收地铁再生制动能量的地铁再生制动能量受能电路；与所述地铁再生制动能量受能电路连接的整流电路，所述整流电路用于将接收的交流电转化为直流电并输出；与所述整流电路连接的DC-DC电路，所述DC-DC电路用于对接收的直流电进行降压或升压并输出；以及与所述DC-DC电路连接的蓄电池组，所述蓄电池组用于对所述功率发射单元供电和无人机供电；所述无人机功率接收单元包括无人机锂电池、用于接收高频震荡电磁波的无人机接收线圈、用于将接收到的交流电转化为直流电并输入至所述无人机锂电池的整流稳压模块、用于与所述充电平台无线通信的无人机通信模块、用于定位某一充电平台的GPS定位模块以及用于监测所述无人机锂电池剩余电量的电量监测模块。

在本发明的一些实施方式中，所述功率发射单元包括：与所述蓄电池组连接的稳压模块，所述稳压模块用于对接收的所述蓄电池组传输的电压进行稳压并输出；与所述稳压模块连接的位置检测模块，所述位置检测模块用于检测无人机是否降落在某一充电平台上；与所述位置检测模块连接的功率控制模块；所述功率控制模块用于接收所述位置检测模块的充电指令，并输出导通指令；与所述功率控制模块连接的功率震荡模块，所述功率震荡模块用于在接收导通指令后，将所述蓄电池组输入的功率震荡为高频震荡电磁波；以及与所述功率震荡模块连接的电磁发射线圈，所述电磁发射线圈用于发射高频震荡电磁波。

在本发明的一些实施方式中，所述功率发射单元还包括与所述稳压模块连接的平台通信模块，所述平台通信模块用于发送断电指令至所述功率控制模块，以使所述功率控制模块控制断开所述功率震荡模块。

在本发明的一些实施方式中，所述电磁发射线圈采用方形绕制，匝数为20匝，所述电磁发射线圈外边长为40cm，内边长为20cm，且所述电磁发射线圈的中部为空心结构。

在本发明的一些实施方式中，所述电磁发射线圈的底部设置有磁芯。