本发明专利技术涉及一种能以最佳姿态瞄准及自动保护的激光充电方法和装置，该方法能自动调整激光模块和发电模块的姿态，使得激光以最佳的垂直角度射向发电模块进行发电，在发电过程中具有智能保护措施，智能检测是否充满，自动关闭，自动复位的功能。实现上述方法的装置包括外接电源、激光充电发送模组1、激光充电接受模组2、储能模块构成。利用本发明专利技术一种能以最佳姿态瞄准及自动保护的激光充电方法和装置，摆脱有线充电的烦恼，使用简单，操作便捷，提高了发电效率，安全可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种能以最佳姿态瞄准及自动保护的激光充电方法和装置
本专利技术涉及激光充电领域，特别是涉及一种能以最佳姿态瞄准及自动保护的激光充电方法和装置。
技术介绍
激光充电是首先通过受激辐射放大将电能转换为激光，再将激光照射到接收装置上（一般为光伏电池）进行光电转换。由于激光方向性好，能量集中等特点使得大量光能可集中在一极小空间范围被接收，因此，该种输电方法具有传输距离远、传输效率高、接收装置小、适范围广等优点。目前所有的激光充电技术，基本都是利用光电转换进行充电，如申请公布号为CN104638779A的专利技术专利“一种无人机用无线激光充电设备及其充电系统”、申请公布号为CN105553046A的专利技术专利“室内自动激光充电系统及方法”、申请公布号为CN107370230A的专利技术专利“一种定向激光充电系统及激光充电方法”等，但是这种光电转换存在的问题是光电转换效率低的问题，如李修乾在2013年第34卷第4期的“激光杂志”发表的《无人机激光充电技术研究》论文中介绍的转换效率最多只有25%；又如南京航空航天大学的杨鹏在2012年的硕士论文《激光无线电力传输效率的研究》中介绍，单晶硅电池光电转换效率最高可达27.7%，砷而化镓电池最高可达35%。由于光照射的角度不同，产生的能量也不一样。目前的激光充电方案中，包括上述的专利，都没有提到激光照射角度问题，以及如何使其达到最佳的充电效果。激光具有一定的危险性，即使是使用的国家规定的安全的激光等级，在激光的焦点处，也会产生大量的热量，尤其是长时间的照射，一旦发生意外火灾，则可能会造成不可挽回的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能以最佳姿态瞄准及自动保护的激光充电方法和装置，以解决以下问题：1、激光照射的角度不是最佳角度，导致的充电效率低；2、激光在充电过程中的智能保护问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种能以最佳姿态瞄准及自动保护的激光充电方法，包括如下步骤：准备工作：激光充电发送模组1接通外接电源，接通电源后，第一通信模块13搜索第二通信模块24，并自动匹配连接；S1.充电指令+定位信息第二微处理控制单元21通过第二通信模块24、第一通信模块13向第一微处理控制单元11发送充电指令；并发送了定位模块25的位置信息；S2.激光模块调整姿态第一微处理控制单元11收到充电指令及目标位置信息后，检测自身第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构14的姿态信息，依据接收的目标位置信息，计算出支架机构14电机应该运动的方向、时间、速度参数，并把参数发送给关节支架机构14的电机，控制运动到指定姿态位置，确保激光模块12指向目标位置；S3.准备指令+姿态信息完成步骤2后，第一微处理控制单元11向第二微处理控制单元21发送准备指令和激光模块12的姿态信息；S4.发电模块调整姿态第二微处理控制单元21收到步骤3的准备指令和姿态信息后，第二微处理控制单元21依据收到的激光模块12的姿态信息，检测自身第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构26的姿态信息，依据接收的激光模块12的姿态信息，计算出支架机构26电机应该运动的方向、时间、速度参数，并把参数发送给关节支架机构26的电机，控制运动到指定姿态位置，确保激光模块12垂直指向发电模块；S5.开始指令完成步骤4后，第二微处理控制单元21发送开始指令；S6.开始充电第一微处理控制单元11收到开始指令后，向激光模块12发送打开信号，激光模块12开始发射激光，开始充电；S7.检测发电模块是否有电能在充电过程中，如有障碍物遮挡激光光线，发电模块22就没有电能产生，则会向第二微处理控制单元21发送没有电能的信号，否则是有电能的信号；S8.无电能处理流程S81.关闭指令步骤7中，当第二微处理控制单元21检测到发电模块22发送的没有电能的信号，则第二微处理控制单元21向第一微处理控制单元11发送关闭指令；S82.关闭激光第一微处理控制单元11收到第二微处理控制单元21的关闭指令后，向激光模块12发送关闭信号，激光模块12关闭激光；S83.等待：等待设定时间S84.打开激光等待设定时间后，第一微处理控制单元11向激光模块12发送打开信号，激光模块12打开激光，并返回步骤7；S9.有电能处理流程S91.检测是否充满储能模块充满电后，向第二微处理控制单元21发送充满信号，否则没有信号或其它非充满信号；S910.没有充满电处理流程S9101.第二微处理控制单元21没有收到储能模块充满信号，则返回步骤7；S911.充满电处理流程S9111.充满指令第二微处理控制单元21收到储能模块充满信号，则向第一微处理控制单元11发送充满指令；S9112.关闭激光第一微处理控制单元11收到充满指令后，向激光模块12发送关闭信号，激光模块12关闭激光；S9113.复位指令完成步骤9112后，第一微处理控制单元11向第二微处理控制单元21发送复位指令；S9114.激光模块复位完成步骤9113后，第一微处理控制单元11向第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构14发送初始姿态参数信息，使关节支架机构14复位到初始姿态，即激光模块复位；S9115.发电模块复位第二微处理控制单元21收到复位指令后，向第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构26发送初始姿态参数信息，使关节支架机构26复位到初始姿态，即发电模块复位。本专利技术如上所述的一种能以最佳姿态瞄准及保护的激光充电方法，在步骤S2所述的目标位置信息为步骤S1所述定位模块25的位置信息；在步骤S2到步骤S4后，激光模块12垂直指向发电模块22，此时，激光模块12与指向地面的垂线的夹角等于发电模块22与水平线的夹角；在步骤S83设置的等待时间为3～60秒。本专利技术还包括实现上述方法的装置：一种能以最佳姿态瞄准及保护的激光充电装置，包括：外接电源、激光充电发送模组1、激光充电接受模组2、储能模块构成；其特征在于，所述激光充电发送模组1由第一微处理控制单元11、激光模块12、第一通信模块13、第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构14构成；所述激光充电接受模组2由第二微处理控制单元21、发电模块22、稳压模块23、第二通信模块24、定位模块25、第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构26构成。本专利技术如上所述的一种能以最佳姿态瞄准及保护的激光充电装置，所述外接电源用于向第一微处理控制单元11、激光模块12、第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构14提供工作电压；所述激光模块12用于生成激光，其开关控制由第一微处理控制单元11发送的控制指令控制；所述通信模块（13或24）用于接收或发送本微处理控制单元（11或21）的指令或/和信息，通过匹配的通信模块（24或13）向与其连接的微处理控制单元（21或11）发送或/和接收指令或信息；所述发电模块22用于将激光的光能和/或热能生成电能，并发出发电状态参数信息；所述稳压模块23用于稳定发电模块22的电压后，输出到储能模块；所述定位模块25用于发送发电模块22的位置信息；所述带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（14或26）的末端执行机构用于安装固定激光模块12或发电模块22，该关节支架机构向其连接的微处理控制单元（11或21）传递自身姿态信息，微处理控制单元（11或21）依据其当前姿态信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能以最佳姿态瞄准及保护的激光充电方法，包括如下步骤：准备工作：激光充电发送模组（1）接通外接电源，接通电源后，第一通信模块（13）搜索第二通信模块（24），并自动匹配连接；S1.充电指令+定位信息第二微处理控制单元（21）通过第二通信模块（24）、第一通信模块（13）向第一微处理控制单元（11）发送充电指令；并发送了定位模块（25）的位置信息；S2.激光模块调整姿态第一微处理控制单元（11）收到充电指令及目标位置信息后，检测自身第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（14）的姿态信息，依据接收的目标位置信息，计算出支架机构（14）电机应该运动的方向、时间、速度参数，并把参数发送给关节支架机构（14）的电机，控制运动到指定姿态位置，确保激光模块（12）指向目标位置；S3.准备指令+姿态信息完成步骤2后，第一微处理控制单元（11）向第二微处理控制单元（21）发送准备指令和激光模块（12）的姿态信息；S4.发电模块调整姿态第二微处理控制单元（21）收到步骤3的准备指令和姿态信息后，第二微处理控制单元（21）依据收到的激光模块（12）的姿态信息，检测自身第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（26）的姿态信息，依据接收的激光模块（12）的姿态信息，计算出支架机构（26）电机应该运动的方向、时间、速度参数，并把参数发送给关节支架机构（26）的电机，控制运动到指定姿态位置，确保激光模块（12）垂直指向发电模块；S5.开始指令完成步骤4后，第二微处理控制单元（21）发送开始指令；S6.开始充电第一微处理控制单元（11）收到开始指令后，向激光模块（12）发送打开信号，激光模块（12）开始发射激光，开始充电；S7.检测发电模块是否有电能在充电过程中，如有障碍物遮挡激光光线，发电模块（22）就没有电能产生，则会向第二微处理控制单元（21）发送没有电能的信号，否则是有电能的信号；S8.无电能处理流程S81.关闭指令步骤7中，当第二微处理控制单元（21）检测到发电模块（22）发送的没有电能的信号，则第二微处理控制单元（21）向第一微处理控制单元（11）发送关闭指令；S82.关闭激光第一微处理控制单元（11）收到第二微处理控制单元（21）的关闭指令后，向激光模块（12）发送关闭信号，激光模块（12）关闭激光；S83.等待：等待设定时间;S84.打开激光等待设定时间后，第一微处理控制单元（11）向激光模块（12）发送打开信号，激光模块（12）打开激光，并返回步骤7；S9.有电能处理流程S91. 检测是否充满储能模块充满电后，向第二微处理控制单元（21）发送充满信号，否则没有信号或其它非充满信号；S910.没有充满电处理流程S9101.第二微处理控制单元（21）没有收到储能模块充满信号，则返回步骤7；S911.充满电处理流程S9111.充满指令第二微处理控制单元（21）收到储能模块充满信号，则向第一微处理控制单元（11）发送充满指令；S9112.关闭激光第一微处理控制单元（11）收到充满指令后，向激光模块（12）发送关闭信号，激光模块（12）关闭激光；S9113.复位指令完成步骤9112后，第一微处理控制单元（11）向第二微处理控制单元（21）发送复位指令；S9114.激光模块复位完成步骤9113后，第一微处理控制单元（11）向第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（14）发送初始姿态参数信息，使关节支架机构（14）复位到初始姿态，即激光模块复位；S9115.发电模块复位第二微处理控制单元（21）收到复位指令后，向第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（26）发送初始姿态参数信息，使关节支架机构（26）复位到初始姿态，即发电模块复位。...
【技术特征摘要】
1.一种能以最佳姿态瞄准及保护的激光充电方法，包括如下步骤：准备工作：激光充电发送模组（1）接通外接电源，接通电源后，第一通信模块（13）搜索第二通信模块（24），并自动匹配连接；S1.充电指令+定位信息第二微处理控制单元（21）通过第二通信模块（24）、第一通信模块（13）向第一微处理控制单元（11）发送充电指令；并发送了定位模块（25）的位置信息；S2.激光模块调整姿态第一微处理控制单元（11）收到充电指令及目标位置信息后，检测自身第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（14）的姿态信息，依据接收的目标位置信息，计算出支架机构（14）电机应该运动的方向、时间、速度参数，并把参数发送给关节支架机构（14）的电机，控制运动到指定姿态位置，确保激光模块（12）指向目标位置；S3.准备指令+姿态信息完成步骤2后，第一微处理控制单元（11）向第二微处理控制单元（21）发送准备指令和激光模块（12）的姿态信息；S4.发电模块调整姿态第二微处理控制单元（21）收到步骤3的准备指令和姿态信息后，第二微处理控制单元（21）依据收到的激光模块（12）的姿态信息，检测自身第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（26）的姿态信息，依据接收的激光模块（12）的姿态信息，计算出支架机构（26）电机应该运动的方向、时间、速度参数，并把参数发送给关节支架机构（26）的电机，控制运动到指定姿态位置，确保激光模块（12）垂直指向发电模块；S5.开始指令完成步骤4后，第二微处理控制单元（21）发送开始指令；S6.开始充电第一微处理控制单元（11）收到开始指令后，向激光模块（12）发送打开信号，激光模块（12）开始发射激光，开始充电；S7.检测发电模块是否有电能在充电过程中，如有障碍物遮挡激光光线，发电模块（22）就没有电能产生，则会向第二微处理控制单元（21）发送没有电能的信号，否则是有电能的信号；S8.无电能处理流程S81.关闭指令步骤7中，当第二微处理控制单元（21）检测到发电模块（22）发送的没有电能的信号，则第二微处理控制单元（21）向第一微处理控制单元（11）发送关闭指令；S82.关闭激光第一微处理控制单元（11）收到第二微处理控制单元（21）的关闭指令后，向激光模块（12）发送关闭信号，激光模块（12）关闭激光；S83.等待：等待设定时间;S84.打开激光等待设定时间后，第一微处理控制单元（11）向激光模块（12）发送打开信号，激光模块（12）打开激光，并返回步骤7；S9.有电能处理流程S91.检测是否充满储能模块充满电后，向第二微处理控制单元（21）发送充满信号，否则没有信号或其它非充满信号；S910.没有充满电处理流程S9101.第二微处理控制单元（21）没有收到储能模块充满信号，则返回步骤7；S911.充满电处理流程S9111.充满指令第二微处理控制单元（21）收到储能模块充满信号，则向第一微处理控制单元（11）发送充满指令；S9112.关闭激光第一微处理控制单元（11）收到充满指令后，向激光模块（12）发送关闭信号，激光模块（12）关闭激光；S9113.复位指令完成步骤9112后，第一微处理控制单元（11）向第二微处理控制单元（21）发送复位指令；S9114.激光模块复位完成步骤9113后，第一微处理控制单元（11）向第一带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（14）发送初始姿态参数信息，使关节支架机构（14）复位到初始姿态，即激光模块复位；S9115.发电模块复位第二微处理控制单元（21）收到复位指令后，向第二带有姿态检测装置和电机的关节支架机构（26）发送初始姿态参数信息，使关节支架机构（26）复位到初始姿态，即发电模...
【专利技术属性】
技术研发人员：段云涛，朱巍，惠征，段晨阳，段芋伯，
申请(专利权)人：段云涛，
类型：发明
国别省市：河南,41
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