[发明专利]一种5G空中输电无人机及其输电方法

权利要求书

1.一种5G空中输电无人机，其特征在于，包括遥控模块、视频拍摄模块、无线充电模块和5G通信模块；

所述遥控模块用于接收地面终端的控制指令，控制所述5G空中输电无人机飞行到目标设备所在位置；

所述视频拍摄模块用于实时拍摄所述目标设备的视频图像，并通过所述5G通信模块传输给所述地面终端，以供所述地面终端确定所述目标设备的准确位置；

所述遥控模块还用于控制所述无线充电模块与所述目标设备对接；

所述无线充电模块用于通过无线充电模式对所述目标设备进行充电；

所述无线充电模块包括安装有磁吸头的输电线，所述输电线在输电时从储存口放出，使所述磁吸头与目标设备的转接电池磁吸相接，进行无线充电工作；

所述无线充电模块还包括驱动板、驱动线圈、发射线圈和处理器；

所述驱动板用于将无人机电池提供的直流电压转换为交流电压后施加到所述驱动线圈；

所述驱动线圈用于产生交变磁场，并通过电感耦合驱动所述发射线圈；

所述发射线圈用于与所述目标设备的接收线圈共振并在预定距离内耦合，所述接收线圈用于驱动负载线圈，将电压输出给转接电池；

所述处理器用于实时监测输出电压；

所述发射线圈与所述接收线圈的谐振频率一致，且所述发射线圈与所述接收线圈的品质因数不低于预设值；

具体地，对高空作业机器输电的工作流程如下：

无人机通过遥控模块的控制飞行到高空，由搭载的摄像头获取视频信息，从而控制无人机飞行到空中作业机器附近，精确定位后，输电线从储存口放出，连接的磁吸头与安装在高空作业机器上的无线信号接收器即转接电池磁吸相接，进行无线充电工作；

具体充电流程如下：

A.无人机的电池提供直流电，驱动板将其转换为交流电压后施加到驱动线圈；

B.驱动线圈产生交变磁场，通过标准电感耦合驱动相邻的Tx线圈；

C.从Tx线圈产生的磁场与目标平台的Rx线圈共振并在一定距离内耦合；

D.负载线圈受Rx线圈驱动，并将电压传递给接收板；

E.接收板通过内置二极管对来自负载线圈的高压交流电源进行整流，将50V高压交流电转化成为100V的直流电压，然后通过宽输入电压集成稳压器将这种可变电压转换为稳定的电源，输出给转接电池。

2.根据权利要求1所述的5G空中输电无人机，其特征在于，所述视频拍摄模块包括分辨率不低于1280×720的摄像头。

3.一种基于权利要求1-2中任一项所述的5G空中输电无人机的输电方法，其特征在于，包括以下步骤：

遥控模块接收地面终端的控制指令，控制所述5G空中输电无人机飞行到目标设备所在位置；

视频拍摄模块实时拍摄所述目标设备的视频图像，并通过5G通信模块传输给所述地面终端，以供所述地面终端确定所述目标设备的准确位置；

所述遥控模块还用于控制无线充电模块与所述目标设备对接；

所述无线充电模块用于通过无线充电模式对所述目标设备进行充电；

所述无线充电模块包括安装有磁吸头的输电线，所述输电方法还包括：

输电时，所述输电线从储存口放出，所述磁吸头与目标设备的转接电池磁吸相接，进行无线充电工作；

所述无线充电模块还包括驱动板、驱动线圈、发射线圈和处理器，所述输电方法还包括：

所述驱动板将无人机电池提供的直流电压转换为交流电压后施加到所述驱动线圈；

所述驱动线圈产生交变磁场，并通过电感耦合驱动所述发射线圈；

所述发射线圈与所述目标设备的接收线圈共振并在预定距离内耦合，所述接收线圈驱动负载线圈，将电压输出给转接电池；

所述处理器实时监测输出电压；

所述发射线圈与所述接收线圈的谐振频率一致，且所述发射线圈与所述接收线圈的品质因数不低于预设值；

具体地，对高空作业机器输电的工作流程如下：

无人机通过遥控模块的控制飞行到高空，由搭载的摄像头获取视频信息，从而控制无人机飞行到空中作业机器附近，精确定位后，输电线从储存口放出，连接的磁吸头与安装在高空作业机器上的无线信号接收器即转接电池磁吸相接，进行无线充电工作；

具体充电流程如下：

A.无人机的电池提供直流电，驱动板将其转换为交流电压后施加到驱动线圈；

B.驱动线圈产生交变磁场，通过标准电感耦合驱动相邻的Tx线圈；

C.从Tx线圈产生的磁场与目标平台的Rx线圈共振并在一定距离内耦合；

D.负载线圈受Rx线圈驱动，并将电压传递给接收板；

E.接收板通过内置二极管对来自负载线圈的高压交流电源进行整流，将50V高压交流电转化成为100V的直流电压，然后通过宽输入电压集成稳压器将这种可变电压转换为稳定的电源，输出给转接电池。