无人机无线充电系统及无人机技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机无线充电系统及无人机，包括设置在无人机上的接收装置和设置在降落面上的发射装置，接收装置包括接收线圈；发射装置包括至少一个发射单元，发射单元包括并排设置的两个发射线圈，两个发射线圈中相邻的部分中的电流的方向相同，以在相邻的部分所在的区域形成发射区域；接收线圈的轴线与发射线圈的轴线之间具有不为零的夹角；当无人机落在发射装置的发射区域时，发射装置对无人机充电。本申请中的无人机无线充电系统的发射区域范围较宽，充电范围更广，对无人降落精度要求低。当无人机返航后自动降落到发射区域上，通过无线充电的方式自主进行电能补给，充满电后继续执行任务，让无人机真正做到完全无人自主飞行。

UAV wireless charging system and UAV

The invention provides an unmanned aerial vehicle wireless charging system and an unmanned aerial vehicle, including a receiving device arranged on the unmanned aerial vehicle and a transmitting device arranged on the landing surface, the receiving device including a receiving coil, the transmitting device including at least one transmitting unit, the transmitting unit including two transmitting coils arranged side by side, and two transmitting lines. The direction of the current in the adjacent parts of the coil is the same to form the launching area in the area where the adjacent parts are located; there is a non-zero angle between the axis of the receiving coil and the axis of the transmitting coil; when the UAV lands in the launching area of the launching device, the launching device charges the UAV. The wireless charging system of the UAV in this application has a wider transmitting area, a wider charging range and a lower requirement for the precision of the UAV landing. When the UAV returns to the launch area after the automatic landing, through wireless charging mode of autonomous power supply, full of electricity to continue to carry out the mission, so that the UAV can truly achieve completely unmanned autonomous flight.

【技术实现步骤摘要】
无人机无线充电系统及无人机
本专利技术涉及充电
，具体涉及一种无人机无线充电系统及无人机。
技术介绍
无人机具有高灵活性的优点，已经在侦查、勘测、农用、巡检等领域展现出巨大的应用前景。但由于自身负重能力和体积有限，所搭载的电池容量受到限制，通常无人机的续航时间很短(一般是30分钟左右)，在使用过程中无人机需要不断地落到地面进行充电。目前，采用的一般做法是，当无人机返航后，人为的对无人机进行电能补给(插拔插头或更换电池)。上述方法需要有人在无人机使用过程中持续在旁边辅助，无法实现无人值守的目标，同时降低了无人机的工作效率。现有的无线电能传输的应用对象主要集中在大功率的电动汽车无线供电领域，以及小功率电动牙刷、手机等电器的无线充电领域，由于无人机自身特点，这些领域的研究成果无法直接应用到无人机上。无人机自身负重能力差，而且增加负重也会引起续航能力下降的问题，设计无人机的无线充电装置时必须考虑尽可能减少搭载在无人机上电能接收装置的重量。充电功率决定了充电时间，为了缩短充电时间，提高无人机的工作效率，无人机的无线充电装置需要有较大的功率。无人机的降落有一定的精度，应用于无人机的无线充电耦合装置必须有相应的非对准容错能力，保证在对准情况不好的情况下仍能充电。无人机上搭载有各种电子设备，尤其是云台和电池部分一般位于无人机机身下方，设计无人机的无线充电耦合装置时必须防止交变磁场对机身上其他电子设备的影响，以及云台和电池等机身设备对无线充电质量的影响。现有的对无人机进行无线电能传输的方法有：围绕机身绕制空心接收线圈，这种方法无法避免无线电能传输过程中的交变磁场对机身电子设备的影响；在无人机起落架底部装备一个小的接收装置作为电能接收端，这样可以解决上述无人机的电子设备和无线充电系统之间相互干扰的问题，但是受接收线圈装配位置的影响，接收线圈较小，传输功率受限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种充电速度快、充电效果好的无人机无线充电系统及无人机。为达到上述目的，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种无人机无线充电系统，包括设置在无人机上的接收装置和设置在降落面上的发射装置，所述接收装置包括接收线圈；所述发射装置包括至少一个发射单元，所述发射单元包括并排设置的两个发射线圈，所述两个发射线圈中相邻的部分中的电流的方向相同，以在所述相邻的部分所在的区域形成发射区域；所述接收线圈的轴线与所述发射线圈的轴线之间具有不为零的夹角；当所述无人机落在所述发射装置的发射区域时，所述发射装置对所述无人机充电。优选地，所述无人机包括起落架，所述起落架包括两个支架，至少一个所述支架上设置有所述接收线圈，所述接收线圈设置在所述支架的下部。优选地，所述支架包括框架结构，所述接收线圈绕设在所述框架结构的内部。优选地，所述至少一个发射单元包括第一发射单元和第二发射单元，所述发射线圈包括依次并排设置的第一发射线圈、第二发射线圈和第三发射线圈，所述第一发射线圈与所述第二发射线圈形成所述第一发射单元，所述第二发射线圈与所述第三发射线圈形成所述第二发射单元；所述两个支架上均设置有所述接收线圈，所述第一发射线圈和所述第二发射线圈中相邻的部分所在的区域形成供所述两个支架中的一个降落的第一发射区域，所述第二发射线圈和所述第三发射线圈中相邻的部分所在的区域形成供所述两个支架中的另一个降落的第二发射区域。优选地，所述第三发射线圈的匝数与所述第一发射线圈的匝数相同为N1，所述第二发射线圈的匝数为N2，所述N2大于或等于N1。优选地，在所述发射区域中，在相邻的所述发射线圈中相邻的部分的下方设置有软磁体，所述软磁体为长形，所述软磁体的长度方向沿横向延伸，所述发射线圈中相邻的部分与所述软磁体在水平面上的投影相互垂直。优选地，在所述发射区域中并排设置有至少一个所述软磁体。优选地，所述发射线圈呈由径向内侧向径向外侧延伸的多圈螺旋结构，每圈的形状为方形。优选地，所述发射线圈的最内圈为矩形框，所述无人机的支架的底边长度为W2；在所述无人机进行充电时，所述矩形框的长边与所述无人机的支架的底边相平行，所述矩形框的长边的长度为W1；所述W1大于所述W2。为达上述目的，另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种无人机，所述无人机的起落架上设置有如上所述的无人机无线充电系统中的接收装置，所述无人机采用如上所述的无人机无线充电系统进行充电。本申请中的无人机无线充电系统的发射区域范围较宽，充电范围更广，对无人降落精度要求低。当无人机返航后自动降落到发射区域上，通过无线充电的方式自主进行电能补给，充满电后继续执行任务，让无人机真正做到完全无人自主飞行。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出本专利技术具体实施方式提供的发射装置的俯视图；图2示出本专利技术具体实施方式提供的发射装置的仰视图；图3示出本专利技术具体实施方式提供的无人机结构示意图；图4示出本专利技术具体实施方式提供的起落架的支架的结构示意图；图5示出本专利技术具体实施方式提供的发射区域的示意图；图6本专利技术具体实施方式提供的无人机进行充电时的示意图。图中，1、接收装置；11、接收线圈；2、发射装置；21、发射单元；211、第一发射单元；212、第二发射单元；22、发射线圈；221、第一发射线圈；2211、第一单元；222、第二发射线圈；2221、第二单元；2222、第三单元；223、第三发射线圈；2231、第四单元；23、发射区域；231、第一发射区域；232、第二发射区域；24、软磁体；3、无人机；31、起落架；32、支架；321、框架结构；3211、支撑杆；3212、连接杆；33、主体。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。本申请提供了一种无人机无线充电系统，包括设置在无人机3上的接收装置1和设置在降落面上的发射装置2，所述接收装置1包括接收线圈11，所述发射装置2包括至少一个发射单元211，所述发射单元211包括并排设置的两个发射线圈22，所述两个发射线圈22中相邻的部分中的电流的方向相同，以在所述相邻的部分所在的区域形成发射区域23。当所述无人机3落在所述发射装置2的发射区域23时，所述发射装置2对所述无人机3进行充电。其中，所述无人机3包括起落架31，所述起落架31包括两个支架32，至少一个所述支架32上设置有所述接收线圈11，所述接收线圈11设置在所述支架32的下部。在一个具体的实施例中，如图1至图6所示，所述无人机3的起落架31包括相对设置的两个支架32，两个所述支架32上均设置有所述接收线圈11。优选地，所述支架32包括框架结构321，所述框架结构321包括大致沿竖向设置的连接杆3212和与沿横向设置的用于落在所述发射区域23进行无线充电的支撑杆3211，所述支撑杆3211与所述连接杆3212的第一端圆滑过渡连接，所述连接杆3212的第二端与所述无人机3的主体33固定连接。如图3、图4所示，进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机无线充电系统，其特征在于，包括设置在无人机上的接收装置和设置在降落面上的发射装置，所述接收装置包括接收线圈；所述发射装置包括至少一个发射单元，所述发射单元包括并排设置的两个发射线圈，所述两个发射线圈中相邻的部分中的电流的方向相同，以在所述相邻的部分所在的区域形成发射区域；所述接收线圈的轴线与所述发射线圈的轴线之间具有不为零的夹角；当所述无人机落在所述发射装置的发射区域时，所述发射装置对所述无人机充电。

【技术特征摘要】
1.一种无人机无线充电系统，其特征在于，包括设置在无人机上的接收装置和设置在降落面上的发射装置，所述接收装置包括接收线圈；所述发射装置包括至少一个发射单元，所述发射单元包括并排设置的两个发射线圈，所述两个发射线圈中相邻的部分中的电流的方向相同，以在所述相邻的部分所在的区域形成发射区域；所述接收线圈的轴线与所述发射线圈的轴线之间具有不为零的夹角；当所述无人机落在所述发射装置的发射区域时，所述发射装置对所述无人机充电。2.根据权利要求1所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述无人机包括起落架，所述起落架包括两个支架，至少一个所述支架上设置有所述接收线圈，所述接收线圈设置在所述支架的下部。3.根据权利要求2所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述支架包括框架结构，所述接收线圈绕设在所述框架结构的内部。4.根据权利要求2所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述至少一个发射单元包括第一发射单元和第二发射单元，所述发射线圈包括依次并排设置的第一发射线圈、第二发射线圈和第三发射线圈，所述第一发射线圈与所述第二发射线圈形成所述第一发射单元，所述第二发射线圈与所述第三发射线圈形成所述第二发射单元；所述两个支架上均设置有所述接收线圈，所述第一发射线圈和所述第二发射线圈中相邻的部分所在的区域形成供所述两个支架中的一个降落的第一发射区域，所述第二发射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡春伟，武帅，秦沐，杨子，任秀云，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，山东船舶技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37