带安全锚的无线跟随充电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种带安全锚的无线跟随充电系统，包括供电端和受电端，供电端用于为受电端进行不间断无线远距离供能，供电端包括瞄准具、激光发生器、激光发射器、安全锚激光发生器、安全锚激光发射器、微波发生器、微波发射器，瞄准具包括光学或雷达传感器、瞄准中央处理器、第一云台、第二云台，受电端包括跟踪具和运动体，跟踪具安装于运动体的指定位置上，跟踪具包括光敏管、微波强度测试管、跟踪中央处理器、第三云台、第四云台、激光发电板、微波转电能模块；本发明专利技术采用激光或微波相结合的方式，解决了现有技术中存在的无法为处于运动状态的运动体不间断供能的问题，并且具有不受天气、不受地形限制的能力。不受地形限制的能力。不受地形限制的能力。

【技术实现步骤摘要】
带安全锚的无线跟随充电系统


[0001]本专利技术涉及无线跟随充电领域，具体涉及带安全锚的无线跟随充电系统。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，现代科技创造了不同的运动体用于执行不同目的的任务，如：气球、飞艇、飞机、滑翔机、旋翼机、直升机、扑翼机、倾转旋翼机、无人机、导弹、卫星、空间体等，还有地面各种车辆，地下地铁及机器，水面各种舰船，水下各种潜艇、人造生物等。这些运动体加上各种传感器、各种执行机构以及网络和人工智能，就构成了空间机器人，能够对太空、天空、地面、水面、水下目标等进行360度，无死角全局侦测和执行任务等。由于大多数运动体需要能源以维持运动状态，而其自身携带的能源是有限的，这就限制了其完成任务的时间、负荷和范围等能力，进而无法很好满足任务需求。因此，亟需一种无线跟随充电系统，能够远距离(如几公里)为处于运动状态的运动体提供不间断能源，以为其提供有效载荷、延长续航时间和运动距离。
[0003]公告号CN205750548U的专利公开了一种基于无人机的巡查系统，包括无人机和移动地面站，所述移动地面站包括车辆和设置在该车辆上的手持无人机遥控器、工控机、第一无线通信模块、停机坪、位置定位装置、视觉定位标定图案和无线充电发射模块，所述无人机包括无线充电接收模块、无人机电源、飞行控制器、第二无线通信模块、视觉定位模块和拍摄模块；无人机降落在移动地面站如车辆停机坪上，电源管理装置导通，充电电源通过无线充电发射器和无线充电接收模块对落在车辆上的无人机进行2者紧贴但不是导线接触，而是无线充电发送模块设置在停机坪下面，无人机在停机坪上，它们之间几厘米贴近的无线充电。该系统将地面给无人机充电的充电器设置在车辆上，车辆上装着无人机也装着充电器，一边开车一边充电，和手机在车上的车充一样，只是无人机和充电器，它没有用导线接触连充电，和手机无线充电原理一样的几厘米贴近的无线充电，当然也不用跟随机构。让车辆代替无人机移动，一边运着无人机一边给无人机充电，车辆开到巡检的1个检查点再放飞无人机完成十几分钟1个点的检查，再收回无人机到车内充电，由车辆再装着它们往下个检查点，以解决无人机飞行效率低且续航时间短的问题。这个无线充电过程不是无人机运动状态，而是在无人机放入车辆后的停止工作状态。
[0004]公布号CN106921202A的专利公开了一种可飞行的充电宝，包括：壳体、飞行装置、数据收发模块、自动控制模块、电源模块、无线信号发生发射装置、无线信号接收充电装置。壳体开设有USB接口，壳体上设置有电量显示器，该电量显示器与所述电源模块电连接，壳体上设置有电源标识。飞行装置设置于壳体上，其它模块设置于壳体内。电源模块可给其它模块供电，并通过USB接口和无线信号发生发射装置给其所连接的外部移动设备充电，也可通过无线信号接收充电装置给自身充电，这里说的自身是充电宝，而不是飞行体，充电宝只是乘客吊载在飞行体上。飞行体和充电宝是没有电连接的2个独立体，只是乘载关系。采用甚高频(VHF)无线电充电技术，该频率无线电没有精准定点，所以它没有跟随机构。
[0005]公告号CN107826222B的专利公开了一种无人巡航船自动安全无线充电系统，包括
船坞，包括两倾斜设置的平行导轨、漂浮传感器、叉状连接座、T形连接座、船坞壳、连杆、引导装置以及滑动单元，引导装置设于船坞壳的周侧并发出信号，船坞壳内设有线圈，船坞通过线圈输出无线充电电压；无人巡航船，设有用于捕获信号的视觉装置；无线充电电路，接收无线充电电压，将无线充电电压转换成无人巡航船稳定供电电压或锂电池稳定充电电压；并在无人巡航船的锂电池充电时，由锂电池供电切换到无线充电船坞供电。船坞壳内设有线圈，船坞通过线圈输出无线充电电压；它采用的和手机无线充电原理一样的几厘米贴近的电磁耦合共振式无线充电技术，当然也不用跟随机构。如贴近距离的电磁感应无线充电，磁场共振式充电，电场耦合式无线充电。
[0006]本专利技术人认为，公告号CN205750548U的专利将充电系统设置于车辆上；公布号CN106921202A的专利由于充电宝自身携带的电能有限，一旦电量低于指定电量，还需要给充电宝充电，无法为外部移动设备持续供电，它采用甚高频(VHF)无线电充电技术，该频率无线电没有精准定点，所以它没有跟随机构；公告号CN107826222B的专利需要无人巡航船中断工作任务行驶至无线充电船坞充电，无法解决无人巡航船在离开船坞后执行工作任务中的充电问题。因此，现有无线技术存在无法为处于运动状态的运动体不间断远距离供能的问题。
[0007]太阳能尽管是极好的远程能量，然而对于大功率设备来说，太阳光到地球表面每平方米250W的极限能量，是远远不够设备额定负荷工作的。
[0008]激光是原子受激辐射的光，原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光)，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好，亮度更高。如光纤固态激光器(LaWS)定标为10kw
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n(其中n就是激光合束的数量，如100根)，板条固态激光器(MLD)定标为600KW，自由电子激光(FEL)可以达到数MW的能力。
[0009]微波是频率在300MHz
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300GHz之间的电磁波，微波波段包括：分米波，厘米波，毫米波和亚毫米波。其中，毫米波(millimeterwave)，通常指频段在30～300GHz，相应波长为1～10mm的电磁波。微波具有易于集聚成束、高度定向性以及直线传播的特性，可用来在无阻挡的视线自由空间传输高频信号。微波有波粒二象性，有穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。高功率微波源作为核心器件，对其的研究工作也一直受到各国的重视，几百兆瓦乃至吉瓦的微波源器件被不断地研发出来。这些高功率微波源器件大致可以分为两类，一类是相对论器件，如相对论速调管、相对论磁控管、相对论返波管、磁绝缘线振荡器和磁旋管等；另一类是非相对论器件，如回旋振荡管等。
[0010]激光或微波虽然都是直线发射，也各有利弊：如激光在恶劣天气(雨、雪、云等大气吸收、散射和湍流等原因)，出现强烈衰竭，甚至接收端收不到而断开，效果不好，还有热晕。激光在太空或天空近距离效果好。而微波波长比粒子的直径大得多，属于瑞利散射的类型，散射强度与波长的四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才可能有最小散射、最大透射。微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。因此，激光容易被阻断而供能会间断的缺点，用微波更好的穿透性来弥补，本专利技术采用激光或微波相结合的方式为远距离的运动体提供不间断能源。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种无线跟随充电系统，采用激光或微波相结合的方式，旨在解决现有技术中存在的无法为处于运动状态的运动体不间断远距离供能的问题，并且具有不受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带安全锚的无线跟随充电系统，其特征在于，包括供电端和受电端，所述受电端包括运动体，所述供电端用于为所述受电端进行不间断无线远距离供能；所述供电端包括瞄准具、激光发生器、激光发射器、安全锚激光发生器、安全锚激光发射器、微波发生器、微波发射器，所述瞄准具包括光学或雷达传感器、瞄准中央处理器、第一云台、第二云台，所述瞄准中央处理器分别与所述光学或雷达传感器、所述激光发生器、所述安全锚激光发生器、所述微波发生器、所述第一云台以及所述第二云台电性相连，所述激光发生器与所述激光发射器相连接，所述微波发生器与所述微波发射器相连接，所述安全锚激光发生器与所述安全锚激光发射器相连接，所述激光发射器和所述安全锚激光发射器固定安装于所述第一云台的指定位置上，所述微波发射器固定安装于所述第二云台的指定位置上；所述光学或雷达传感器用于跟踪所述受电端的位置并将所述受电端的位置信号实时传送至所述瞄准中央处理器；所述安全锚激光发生器为带有安全锚的激光发生器，所述安全锚激光发射器为带有安全锚的激光发射器；安全锚没有锚接到位时，控制大功率的激光不发射，以防止大功率的激光发射到所述运动体的其他部位，对所述运动体本身造成不可逆转的破环；所述安全锚激光发生器用于产生安全锚激光，所述安全锚激光的功率对所述运动体的照射没有损害；所述安全锚激光发射器用于将所述安全锚激光发生器产生的所述安全锚激光发射出去，所述安全锚激光带有时域或空域或频域的特征码；所述瞄准中央处理器根据所述光学或雷达传感器实时传送的所述受电端的位置信号控制所述第一云台和所述第二云台旋转至指定角度进行初调，以使所述安全锚激光发射器朝向所述运动体的光敏管发射所述安全锚激光，所述光敏管是以中心点为同心的圆盘靶结构数点光敏传感器，所述光敏管将从所述安全锚激光中提取出的特征码信号实时传送至所述跟踪中央处理器，所述跟踪中央处理器与所述瞄准中央处理器通信，所述瞄准中央处理器根据所述跟踪中央处理器反馈的光敏管信号控制所述第一云台和所述第二云台旋转至指定角度进行细调，直到所述安全锚激光射向所述运动体的所述光敏管的正中心和时域或空域或频域的特征码对准，即锚接信号正常，所述瞄准中央处理器收到所述锚接信号正常时，才能控制所述激光发生器产生激光或所述微波发生器产生微波，所述激光发射器或所述微波发射器将所述激光发生器或所述微波发生器产生的激光或微波发射出去，否则就不发射高功率能量波；所述受电端还包括跟踪具，所述跟踪具安装于所述运动体的指定位置上，所述跟踪具包括所述光敏管、微波强度测试管、跟踪中央处理器、第三云台、第四云台、激光发电板、微波转电能模块，所述运动体上设有第一电源调整模块、第二电源调整模块、备用电源、多路电源控制器、中央处理器、动力装置；所述光敏管用于检测所述激光发射器发射的激光和位置，所述微波强度测试管用于检测所述微波发射器发射的微波，所述跟踪中央处理器分别与所述光敏管、所述微波强度测试管、所述第三云台、所述第四云台电性相连，所述跟踪中央处理器用于根据接收到的所述光敏管和所述微波强度测试管的信号控制所述第三云台和所述第四云台旋转至指定角度，所述激光发电板固定安装于所述第三云台的指定位置上，所述微波转电能模块固定安装于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴李海，
申请(专利权)人：安徽阿拉丁航空航天有限公司，
类型：发明
国别省市：