一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备与方法技术

一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备与方法，无线充电装备包括设置在地面的磁旋流发射装置、设置在无人机上并与磁旋流发射装置无线连接的网状磁旋流接收装置，磁旋流发射装置连接有自动管理后台，磁旋流发射装置与无人机无线连接并用于接收无人机的飞行参数，自动管理后台用于控制磁旋流发射装置发射高频旋转电磁流束，网状磁旋流接收装置用于接收所述高频旋转电磁流束并将高频旋转电磁流束转换电能为无人机充电，其充电方法为磁旋流发射装置根据无人机的飞行参数发射高频旋转电磁流束为无人机进行无线充电，本发明专利技术的无线充电装备以无线的形式对无人机进行充电，提高无人机的续航能力，无人机在充电过程中无需停机，提高无人机的工作效率。提高无人机的工作效率。提高无人机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备与方法


[0001]本专利技术涉及无人机充电领域，特别是一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备与方法。

技术介绍

[0002]无人机，简称UAV (Unmanned Aerial Vehicle)，指不载有操作人员可以自主飞行或遥控驾驶的飞行器，包括但不局限于多旋翼无人机、单旋翼无人机、固定翼无人机、倾旋翼无人机等等，作为空中飞行器或空中机器人，众所周知已经应用在了许多行业，包括物流、消防、检测、勘探、摄影、拍照、军事查打等等，现有的无人机由于电池的连续续航能力有限，基本上很难在空中的连续飞行超过一个小时以上，因此，无人机在连续工作过程中，都需要进行续航操作，现有的无人机续航一般包括以下方案：1）、快速换电池方案，当无人机快没电的时候飞回到制定地点，人工或自动更换已经充满电的电池后重新起飞；2），当无人机快没电的时候飞回或飞到到预先指定地点的无线充电桩停机坪，进行无线充电，充满后重新起飞；3）激光充电方案，用地面可控的激光为高空飞行中的无人机补充电能；4）太阳能充电方案，用太阳能为高空飞行的无人机提供电能补充。
[0003]以上快速换电池方案和无线充电方案中，无人机都需要降下来并停下来才能够进行充换电操作，并没有提高无人机的高空连续续航能力，而且根据统计数据，无人机的载荷起飞所消耗的能量占飞行中总消耗能量的25%左右，也就是说，降下来进行充换电操作将消耗掉四分之一的能量。激光充电方案和太阳能充电方案可以对无人机进行高空充电，但是由于激光和太阳能都会受到天气的一影响，在恶劣天气的情况下这两种方案都会受到非常严重的影响，因此，如何解决无人机的连续续航能力成为本领域技术人员研究的方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备与方法，以解决上述技术背景中所提出的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，所述无线充电装备包括设置在地面的磁旋流发射装置、设置在无人机上并与所述磁旋流发射装置无线连接的网状磁旋流接收装置，所述磁旋流发射装置连接有自动管理后台，磁旋流发射装置与无人机无线连接并用于接收无人机的飞行参数，所述自动管理后台用于控制磁旋流发射装置发射高频旋转电磁流束，网状磁旋流接收装置用于接收所述高频旋转电磁流束并高频旋转电磁流束转换电能为无人机充电。
[0006]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述磁旋流发射装置包括移动式磁旋流阵列发射装置和固定式磁旋流阵列发射装置。
[0007]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述移动式磁旋流阵列发射装置包括一台或多台移动式磁旋流阵列发射装置，每一台移动式磁旋流阵列发射装置均设置有移动发射装备，所
述移动发射装备内设置有多个磁旋流发射器，所述多个磁旋流发射器以阵列形式排列成磁旋流发射器阵列，多个磁旋流发射器均电性连接有磁旋流控制器，所述磁旋流控制器电性连接有磁旋流阵列控制器，所述磁旋流阵列控制器上还电性连接有无线通信定位模块和电源模块。
[0008]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述固定式磁旋流阵列发射装置包括一台或多台固定式磁旋流阵列发射装置，每一台固定式磁旋流阵列发射装置均设置有固定在地面的固定发射装备，所述固定发射装备内设置有多个磁旋流发射器，所述多个磁旋流发射器以阵列形式排列成磁旋流发射器阵列，多个磁旋流发射器均电性连接有磁旋流控制器，所述磁旋流控制器电性连接有磁旋流阵列控制器，所述磁旋流阵列控制器上还电性连接有无线通信定位模块和电源模块。
[0009]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述磁旋流阵列控制器包括阵列控制模块、聚焦控制模块以及定位跟踪模块，所述阵列控制模块用于对磁旋流发射器阵列进行控制，所述聚焦控制模块用于控制磁旋流发射器阵列中各磁旋流发射器的发射角度，所述定位跟踪模块用于对无人机的实时位置进行跟踪。
[0010]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述磁旋流控制器包括发射功率控制模块、发射角度控制模块以及矢量角度跟踪模块，磁旋流控制器通过发射功率控制模块、发射角度控制模块以及矢量角度跟踪模块控制磁旋流发射器的发射功率和发射角度，并实时对磁旋流发射器的矢量角度实时跟踪。
[0011]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述磁旋流发射器包括支架和转动连接在所述支架上的球形防护外壳，所述球形防护外壳内设有磁旋转加速罩，所述磁旋转加速罩的内壁上等距间隔设置有多个磁旋转线圈，磁旋转加速罩的中央位置固定有高频电子流发生器，磁旋转加速罩的下方还设有定向反射板，支架上设有用于驱动球形防护外壳沿支架旋转的步进电机。
[0012]上述
技术实现思路
中，进一步的，所述网状磁旋流接收装置包括网状接收线圈以及机载充电器，所述网状接收线圈设于无人机的底部并与无人机的底部轮廓匹配，所述机载充电器的一端与网状接收线圈，机载充电器的另一端通过线缆与无人机充电口电性连接。
[0013]一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备的充电方法，其充电方法包括以下步骤：S1、无人机或无人机群中的每一台无人机将自身的空中坐标和电力参数实时发送到磁旋流发射装置；S2、磁旋流发射装置实时接收无人机的电力和空中坐标参数并跟踪无人机的空间位置，当磁旋流发射装置接收到无人机发出的充电请求后，自动管理后台控制磁旋流发射装置向无人机或无人机群发射高频旋转电磁流束；S3、网状磁旋流接收装置接收高频旋转电磁流束并将高频旋转电磁流束转换电能为无人机充电；S4、无人机将充电参数和空中坐标发送至磁旋流发射装置，磁旋流发射装置根据充电参数和控中坐标调整发射功率及角度，实时跟踪无人机直至充电结束或该无人机飞离磁旋流发射装置所覆盖的区域；S5、若无人机飞离该磁旋流发射装置所覆盖的区域并且未充满或需要继续充电
时，无人机在下一个磁旋流发射装置所覆盖的区域内重复步骤S1
‑
S4。
[0014]上述
技术实现思路
中，进一步的，在步骤S2中，自动管理后台控制磁旋流发射装置向无人机发射聚焦型高频旋转电磁流束。
[0015]上述
技术实现思路
中，进一步的，在步骤S2中，自动管理后台控制磁旋流发射装置向无人机发射间隙型高频旋转电磁流束。
[0016]上述
技术实现思路
中，进一步的，在步骤S2中，自动管理后台控制磁旋流发射装置向无人机群发射一一对高频旋转电磁流束。
[0017]上述
技术实现思路
中，进一步的，在步骤S2中，自动管理后台控制磁旋流发射装置向无人机群中发射聚焦型多对多高频旋转电磁流束。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用高频旋转电磁流束对高空高速飞行中的无人机群进行无线充电，其充电效率高、功率强、距离远、不受任何天气影响，能在阴天、大风、大雨、大雾、大雪、冰雹天气下工作，定位跟踪能力强、并且支持单个或多点无人机群同时充电，能有效提高无人机的续航能力，无人机在充电过程中无需停止飞行，继续高空高速飞行，提高无人机的工作效率。
附图说明
[0019]图1为本专利技术磁旋流发射装置与自动管理后台的结构框图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，其特征在于，所述无线充电装备包括设置在地面的磁旋流发射装置、设置在无人机上并与所述磁旋流发射装置无线连接的网状磁旋流接收装置，所述磁旋流发射装置连接有自动管理后台，磁旋流发射装置与无人机无线连接并用于接收无人机的飞行参数，所述自动管理后台用于控制磁旋流发射装置发射高频旋转电磁流束，网状磁旋流接收装置用于接收所述高频旋转电磁流束并将高频旋转电磁流束转换成电能为无人机充电。2.根据权利要求1所述的一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，其特征在于，所述磁旋流发射装置包括移动式磁旋流阵列发射装置和固定式磁旋流阵列发射装置。3.根据权利要求2所述的一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，其特征在于，所述移动式磁旋流阵列发射装置包括一台或多台移动式磁旋流阵列发射装置，每一台移动式磁旋流阵列发射装置均设置有移动发射装备，所述移动发射装备内设置有多个磁旋流发射器，所述多个磁旋流发射器以阵列形式排列成磁旋流发射器阵列，多个磁旋流发射器均电性连接有磁旋流控制器，所述磁旋流控制器电性连接有磁旋流阵列控制器，所述磁旋流阵列控制器上还电性连接有无线通信定位模块和电源模块。4.根据权利要求2所述的一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，其特征在于，所述固定式磁旋流阵列发射装置包括一台或多台固定式磁旋流阵列发射装置，每一台固定式磁旋流阵列发射装置均设置有固定在地面的固定发射装备，所述固定发射装备内设置有多个磁旋流发射器，所述多个磁旋流发射器以阵列形式排列成磁旋流发射器阵列，多个磁旋流发射器均电性连接有磁旋流控制器，所述磁旋流控制器电性连接有磁旋流阵列控制器，所述磁旋流阵列控制器上还电性连接有无线通信定位模块和电源模块。5.根据权利要求3或4所述的一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，其特征在于，所述磁旋流阵列控制器包括阵列控制模块、聚焦控制模块以及定位跟踪模块，所述阵列控制模块用于对磁旋流发射器阵列进行控制，所述聚焦控制模块用于控制磁旋流发射器阵列中各磁旋流发射器的发射角度，所述定位跟踪模块用于对无人机的实时位置进行跟踪。6.根据权利要求5所述的一种供无人机群高空高速飞行中无线充电装备，其特征在于，所述磁旋流控制器包括发射功率控制模块、发射角度控制模块以及矢量角度跟踪模块，磁旋流控制器通过发射功率控制模块、发射角度控制模块以及矢量角度跟踪模块控制磁旋流发射器的发射功率和发射角度，并实时对磁旋流发射器的矢量角度实时跟踪。7.根据权利要求6所述的一种供无人机群高...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘跃进，
申请(专利权)人：威泊上海新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：