一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及无线电能传输技术领域，具体是一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统，包括充电平台，无人机，地面控制单元；充电平台包括依次连接的电源模块、信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、电流检测模块、GPS定位模块、发射线圈及其补偿电路；无人机包括依次连接的接收线圈及其补偿电路、信息调制模块、整流模块、控制器b、GPS定位模块、机载电池；地面控制单元包括依次连接的信息解调模块、无人机控制模块、报警模块、电量监控模块；其特征在于，无人机的底部和充电平台上均设置有电磁铁，无人机安装有四个可自由运动的轮子，且带有锁定功能。该充电系统落点精度高，电能传输效率高；具有恶劣天气自保护功能，安全、靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统
本技术属于无线电能传输
，尤其涉及一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统。
技术介绍
无人机一般分为固定翼无人机和旋翼无人机。相对于旋翼无人机而言，固定翼无人机具有飞行效率高、飞行速度快、飞行距离远、系统结构简单、质量轻、成本和使用费用低等优点。但是，四旋翼无人机由于可以垂直起降、自由悬停，可以适应各种速度及各种飞行剖面航路的飞行状况。它具有以下几个特点：1）体积小、重量轻、隐蔽性好，适合多平台、多空间使用，可以在地面灵活垂直起降，降落点的定位精度高，便于拓展无人机的无线充电功能；2）飞行高度低，具有很强的机动性，执行特种任务能力强，微型四旋翼无人机飞行高度为几米到几百米，飞行速度为每秒几米好几十米，便于在复杂情况下使用，可以对细小环节进行侦查；3）结构简单，成本低，安全性好，四旋翼无人机可以提供准确实时的目标探测信息，成本较低，拆卸方便，且易于维护。无线电能传输技术是一种将电能转换为电磁场或电磁波进行能量传输的技术，其发展主要依赖于电磁谐振技术、高频逆变技术和电力电子技术，这三项技术的进步是无线电能传输技术得以发展的前提。无线电能传输技术使得电源端和充电设备相互隔离，没有直接的导线相互连接，不仅节约费用、降低成本，而且其方便性和快捷性也大大提高。按照工作原理，无线电能传输技术可以分为三类：一是基于电磁感应原理的磁耦合感应式无线电能传输；二是将电能通过一定的变换，转换为微波或者激光形式送往发射线圈，远处的接收线圈经过进一步处理变为所需的电能，从而实现电能的远程传输；三是基于磁场谐振原理实现电能的无线中程传输技术。其中，磁耦合谐振式无线电能传输方案传输功率比电磁感应式小，但其传输距离较电磁感应式远，且效率更高，不需要初级侧谐振器和次级侧谐振器完全对准；与无线电波式无线电能传输方案相比，其传输距离虽短，但功率和效率更高。在当前公路信息化和自动化程度越来越高的背景下，用于公路巡逻的无人机发展较慢，其阻碍来自于无人机的续航能力。近年来，具有无线充电功能的无人机应用在公路监控、管制、应急指挥、救援等领域。但是存在无线充电的能量传输效率进一步提高，如何应对恶劣天气自保护等问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有落点精度高，恶劣天气自保护功能，安全可靠的用于公路巡逻的无人机无线充电系统。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统，包括充电平台，无人机，地面控制单元；充电平台包括依次连接的电源模块、信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、电流检测模块、GPS定位模块、发射线圈及其补偿电路；无人机包括依次连接的接收线圈及其补偿电路、信息调制模块、整流模块、控制器b、GPS定位模块、机载电池；地面控制单元包括依次连接的信息解调模块、无人机控制模块、报警模块、电量监控模块；其特征在于，无人机的底部和充电平台上均设置有电磁铁，无人机安装有四个可自由运动的轮子，且带有锁定功能。在上述的涉及公路巡逻的无人机无线充电系统中，充电平台采用第一、第二、第三层平台结构，第一层平台中间设置有一可升降区域，可升降区域下方安装有液压升降装置，第二层平台设置在液压升降装置的下方，第二层平台可开合，开口大于等于第一层平台的可升降区域，第三层平台距第二层平台的高度大于等于无人机的高度。本技术的有益效果是：具有充电落点精度高，能量传输效率高，能够最大限度地利用机载电池，同时具有恶劣天气自保护功能，提高了无线充电系统的可靠性、安全性。附图说明图1是本技术一个实施例系统示意图；图2是本技术一个实施例无人机外形图；其中，A、B、C、D为无人机的四个轮子；YA为无人机底部安装的电磁铁；图3是本技术一个实施例充电平台的示意图；其中，4-第一层平台，5-第二层平台，6-第三层平台。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式进行详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本实施例采用如下技术方案，一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统，包括充电平台，无人机，地面控制单元；充电平台包括依次连接的电源模块、信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、电流检测模块、GPS定位模块、发射线圈及其补偿电路；无人机包括依次连接的接收线圈及其补偿电路、信息调制模块、整流模块、控制器b、GPS定位模块、机载电池；地面控制单元包括依次连接的信息解调模块、无人机控制模块、报警模块、电量监控模块；其特征在于，无人机的底部和充电平台上均设置有电磁铁，无人机安装有四个可自由运动的轮子，且带有锁定功能。在上述的涉及公路巡逻的无人机无线充电系统中，充电平台采用第一、第二、第三层平台结构，第一层平台中间设置有一可升降区域，可升降区域下方安装有液压升降装置，第二层平台设置在液压升降装置的下方，第二层平台可开合，开口大于等于第一层平台的可升降区域，第三层平台距第二层平台的高度大于等于无人机的高度。具体实施时，如图1所示，一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统，系统包括充电平台1，无人机2，地面控制单元3三个单元。其中充电平台1包括：电源模块11、信息调制模块12、功率控制模块13、逆变模块14、控制器a15、电流检测模块16、GPS定位模块17、发射线圈及其补偿电路18；无人机包括：接收线圈及其补偿电路21、信息调制模块22、整流模块23、控制器b24、GPS定位模块25、机载电池26；地面控制单元包括：信息解调模块31、无人机控制模块32、报警模块33、电量监控模块34。电源模块11提供直流电源，经过逆变模块14逆变成高频交流电，高频交流电在发射线圈及其补偿电路18的电容和电感之间来回振荡，通过发射线圈把能量传输的到无人机2。接收线圈及其补偿电路21接收到能量后，同样地在电容和电感之间来回振荡，感应产生和发射侧相同频率的高频交流电，再通过整流模块23把交流电整流为直流电，提供给机载电池26储存使用。其中功率控制模块13通过改变调整控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统，包括充电平台，无人机，地面控制单元；充电平台包括依次连接的电源模块、信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、电流检测模块、GPS定位模块、发射线圈及其补偿电路；无人机包括依次连接的接收线圈及其补偿电路、信息调制模块、整流模块、控制器b、GPS定位模块、机载电池；地面控制单元包括依次连接的信息解调模块、无人机控制模块、报警模块、电量监控模块；其特征在于，无人机的底部和充电平台上均设置有电磁铁，无人机安装有四个可自由运动的轮子，且带有锁定功能。

【技术特征摘要】
1.一种涉及公路巡逻的无人机无线充电系统，包括充电平台，无人机，地面控制单元；充电平台包括依次连接的电源模块、信息调制模块、功率控制模块、逆变模块、控制器a、电流检测模块、GPS定位模块、发射线圈及其补偿电路；无人机包括依次连接的接收线圈及其补偿电路、信息调制模块、整流模块、控制器b、GPS定位模块、机载电池；地面控制单元包括依次连接的信息解调模块、无人机控制模块、报警模块、电量监控模块；其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国城，王军华，蔡昌松，胡妹林，方支剑，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42