一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，包括自主充换电平台，自主充换电平台的壳体与铁塔连接，壳体侧表面设置有充电口与壳体内壁的电池箱电性连接；自主充换电平台一侧设置有无线电能传输装置，无线电能传输装置的接收端与充电口电性连接，无线电能传输装置的发射端与感应取电装置电性连接。该装置可以利用高压输电铁塔上的输电电流进行取能，从而通过无线电能传输装置将能量传输至负载侧为无人机充电平台供电。能量传输至负载侧为无人机充电平台供电。能量传输至负载侧为无人机充电平台供电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置


[0001]本技术属于无线电能传输
，特别涉及到一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置。

技术介绍

[0002]由于尺寸、重量等都有严格的限制，受当前动力电池技术发展的制约，无人机本身存在如下几方面的问题：1，续航时间短（30分钟左右）；2，频繁更换电池；3，电池重，增加了整机质量，降低了无人机的承载能力；因此现有技术中为了满足无人机的持续不间断使用，往往需要以换电的形式来进行电量补充，例如专利号为CN217416137U的专利，公开了一种 一种无人机停泊换电充电装置，该无人机停泊换电充电装置主要包括架体、旋转组件、机械手组件、电池仓以及控制器。其中，架体上设置有作业平台和底板。旋转组件包括旋转平台和驱动装置，旋转平台正面被配置为停泊无人机本体，驱动装置的一端固接在作业平台朝向底板的一侧，另一端固接在旋转平台背面，驱动装置能够驱动旋转平台朝向底板往复运动，以使旋转平台置于通槽中，或使旋转平台垂直于底板。机械手组件设置在底板上，电池仓内设置有电池包，控制器与机械手组件和驱动装置均电连接；该专利可以对无人机进行充换电，但是依然需要额外单独供电作为充电的电源，无法在高压输电铁塔上搭建无人机快速充电平台；因此，需要设计一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是提供一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，该装置可以利用高压输电铁塔上的输电电流进行取能，从而通过无线电能传输装置将能量传输至负载侧为无人机充电平台供电。
[0004]为实现上述设计，本技术所采用的技术方案是：一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，包括自主充换电平台，自主充换电平台的壳体与铁塔连接，壳体侧表面设置有充电口与壳体内壁的电池箱电性连接；自主充换电平台一侧设置有无线电能传输装置，无线电能传输装置的接收端与充电口电性连接，无线电能传输装置的发射端与感应取电装置电性连接。
[0005]优选地，电池箱内排列有多块充电电池。
[0006]进一步地，充电电池通过磁吸式连接与充电口进行对接。
[0007]优选地，自主充换电平台内壁连接有机械臂，自主充换电平台顶部设置有无人机降落板，无人机降落板底部开口与机械臂配合。
[0008]优选地，无人机降落板上表面设置有接近开关，接近开关连接至控制器的输入端，机械臂连接至控制器的输出端。
[0009]进一步地，接近开关优选型号为EN18P
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D1T100NA的光电传感器，用于检测无人机是否降落在预定位置；控制器优选ATMEGA8A
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AU单片机，机械臂优选型号为ZX
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2267的机械
爪；使用时，接近开关检测到无人机降落在预定位置后，通过控制器发出信号，机械臂按照预定路径运动至无人机底部的电池仓，取出耗尽的电池，并从下方的电池箱抓取满电电池进行换电。
[0010]优选地，无线电能传输装置为双线圈谐振式结构，包括发射端线圈和接收端线圈。
[0011]优选地，感应取电装置由硅钢片铁芯和二次绕组组成。
[0012]本技术的有益效果如下：
[0013]本装置有效解决了无人机野外巡检续航时间短，频繁更换电池的问题；实现输电线路杆塔和通道自动化巡视，提高机巡作业效率和巡视质量；可以减少运维人员数量等，具有较高的经济效益以及社会效益。
附图说明
[0014]图1为本技术基于谐振式无线电能传输技术的无人机自主充换电装置示意图；
[0015]图2为本技术谐振式无线电能传输系统等效电路模型示意图；
[0016]图3为本技术多路输出电源的基本拓扑图；
[0017]图4为本技术 整体结构流程图；
[0018]图中：感应取电装置1，无线电能传输装置2，自主充换电平台3，充电口4，电池箱5，机械臂6，无人机降落板7，控制器8。
具体实施方式
[0019]如图1中，一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，包括自主充换电平台3，自主充换电平台3的壳体与铁塔连接，壳体侧表面设置有充电口4与壳体内壁的电池箱5电性连接；自主充换电平台3一侧设置有无线电能传输装置2，无线电能传输装置2的接收端与充电口4电性连接，无线电能传输装置2的发射端与感应取电装置1电性连接。
[0020]优选地，电池箱5内排列有多块充电电池。
[0021]进一步地，充电电池通过磁吸式连接与充电口4进行对接。
[0022]优选地，自主充换电平台3内壁连接有机械臂6，自主充换电平台3顶部设置有无人机降落板7，无人机降落板7底部开口与机械臂6配合。
[0023]优选地，无人机降落板7上表面设置有接近开关，接近开关连接至控制器8的输入端，机械臂6连接至控制器8的输出端。
[0024]进一步地，接近开关优选型号为EN18P
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D1T100NA的光电传感器，用于检测无人机是否降落在预定位置；控制器8优选ATMEGA8A
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AU单片机，机械臂6优选型号为ZX
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2267的机械爪；使用时，接近开关检测到无人机降落在预定位置后，通过控制器8发出信号，机械臂6按照预定路径运动至无人机底部的电池仓，取出耗尽的电池，并从下方的电池箱5抓取满电电池进行换电。
[0025]如图2中，无线电能传输装置2为双线圈谐振式结构，包括发射端线圈和接收端线圈；其中US和RS是电源的电压和等效内阻，I1和I2、R1和R2分别为发射线圈和接收线圈的电流和电阻，L1和L2为线圈的电感，C1和C2为电路的谐振电容，RL是负载电阻，M和d分别是发射线圈和接收线圈之间的互感和距离，发送线圈和接收线圈是通过将直径为a的铜漆包线
绕成螺旋结构而制成的。
[0026]如图3所示，为多路输出电源的基本拓扑图；优选地，感应取电装置1由硅钢片铁芯和二次绕组组成；由于输电线路中的电流始终处于波动状态，这就使得取能装置的输出电压不能稳定于某一个值，故在无线供能系统挂线运行时，为了保证系统的工作安全与稳定，需保证Ｅ类逆变式无线传能系统的供电电源输出处于相对稳定的状态。
[0027]在设计高频能量转换装置的供电电源时，需保证低压续流、高压保护以及多路隔离稳压输出的要求；其中，“压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件；共模电感也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号；在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。
[0028]根据取能装置的输出电压不同，可简单分为三个工作过程：
[0029]１）当取能装置输出电压过小时，二次侧电流通过储能电容续流，并为储能电容充电；
[0030]２）当取能装置的输出电压处于AC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，其特征在于：包括自主充换电平台（3），自主充换电平台（3）的壳体与铁塔连接，壳体侧表面设置有充电口（4）与壳体内壁的电池箱（5）电性连接；自主充换电平台（3）一侧设置有无线电能传输装置（2），无线电能传输装置（2）的接收端与充电口（4）电性连接，无线电能传输装置（2）的发射端与感应取电装置（1）电性连接。2.根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，其特征在于：所述电池箱（5）内排列有多块充电电池。3.根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输技术的无人机充换电装置，其特征在于：所述自主充换电平台（3）内壁连接有机械臂（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，尹洪，刘春堂，夏立伟，张楚谦，胡洪炜，李明，陈豪钰，谢闻捷，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：