无线充电无人机的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种无线充电无人机包括机身、机翼、仿生机械腿以及设于机身上的接收装置，所述接收装置用于接收设于地面的能量发射装置发射的能量，所述仿生机械腿与机身底部枢接。本发明的技术方案通过设在机身上的接收装置配合地面的能量发射装置，使无人机具备了较长的续航时间，增加了使用者的便利性和体验性。
【专利说明】
无线充电无人机
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种无线充电无人机。
【背景技术】
[0002] 无人驾驶飞机简称"无人机"，英文缩写为"UAV"，是利用无线电遥控设备和自备的 程序控制装置操纵的不载人飞机。目前，无人机的使用范围已经广泛应用于军事、科研、民 用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒 缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。目前，相关的无人机多存在续航时间短的问题， 影响其应用范围以及使用者的体验性。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的是提供一种无线充电无人机，旨在延长无人机的续航时间，提 尚使用者的体验性。
[0004] 为实现上述目的，本发明提出的无线充电无人机包括机身、机翼、仿生机械腿以及 设于机身上的接收装置，所述接收装置用于接收设于地面的能量发射装置发射的能量，所 述仿生机械腿与机身底部枢接。
[0005] 优选地，所述接收装置包括接收天线和微波整流器，所述微波整流器用于将接收 天线收集的微波转变为高压直流电能。
[0006] 优选地，所述微波整流器为回旋波微波整流器。
[0007] 优选地，所述接收天线设置在仿生机械腿上。
[0008] 优选地，所述接收天线为仿生机械腿。
[0009] 优选地，所述仿生机械腿包括与机身底部枢接的第一臂架以及与第一臂架枢接的 第二臂架，所述机身与第一臂架连接处、第一臂架与第二臂架连接处均设置有伺服电机用 于实现枢接位置的旋转。
[0010] 优选地，所述第二臂架臂体的朝向无线充电无人机前进方向的一侧设有车轮，所 述第二臂架内设有驱动车轮转动的电机，所述机身与第一臂架连接处、所述第一臂架与第 二臂架连接处均设有角度固定装置。
[0011] 优选地，所述机身底部的面对仿生机械腿位置具有一个从底部凹陷形成的腔体， 所述腔体用于容置所述仿生机械腿。
[0012] 优选地，所述仿生机械腿在伺服电机的驱动下沿机身轴线方向收入/放出所述腔 体，实现无线充电无人机在地面行驶和空中飞行两种状态的转换。
[0013] 优选地，所述机身、机翼、仿生机械腿均为碳纤维结构。
[0014] 本发明技术方案中，通过设在机身上的接收装置配合地面的能量发射装置，使无 人机具备了较长的续航时间，增加了使用者的便利性和体验性。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0016] 图1为本发明无线充电无人机第一实施例的结构示意图；
[0017] 图2为本发明无线充电无人机第二实施例的结构示意图；
[0018] 图3为图1中无线充电无人机的另一视角的示意图，其中仿生机械腿未示出；
[0019] 图4为本发明无线充电无人机的接收装置和地面能量发射装置的工作示意图。
[0020] 附图标号说明：
[0023] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……）仅用 于解释在某一特定姿态(如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该 特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0026] 另外，在本发明中如涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解为 指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含 义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0027] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"连接"、"固定"等应做广义理解， 例如，"固定"可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是 电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两 个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本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在本发明中的具体含义。
[0028] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普 通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种 技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0029] 请参照图1，在本发明提供的无线充电无人机包括机身10、机翼20、仿生机械腿30 以及设于机身10上的接收装置50,所述接收装置50用于接收设于地面的能量发射装置40发 射的能量，所述仿生机械腿30与机身10底部枢接。
[0030] 由地面的能量发射装置40与接收装置50形成的无线能量传输系统应用于目前非 常流行的无线充电方案中，可以让设备摆脱有线电力传输的束缚，根据应用环境的需要自 由布置待充电设备的方位。将能量发射装置40设置在地面上，在无人机上设置接收装置50 配合充电电池（图未示），就可以使无人机不必停在地面接线充电，大大增加了无人机的飞 行时间；同时一次性非充电电池的使用量也会大为减少，对节约资源和保护环境都非常有 利。
[0031] 无人机空中飞行时采用螺旋桨或喷气方式推进，通过在机身10下部设置仿生机械 腿30，使无人机可以在地面行走，增强了无人机的环境适应性。
[0032]优选地，所述接收装置50包括接收天线51和微波整流器52,所述微波整流器52用 于将接收天线51收集的微波转变为高压直流电能。
[0033]设在地面的能量发射装置40包括电源41、微波发生器42和发射天线43,所述微波 发生器42用于将电源41传送的电能转变为微波，再通过发射天线43将微波传输出去。
[0034]本发明的技术方案采用的微波无线能量传输系统能实现长距离、大功率的电能传 输，采用微波作为能量的载体，由于微波的自身特性，其波长比较短、定向性好、弥散小，可 用于实现电能的远程传输。这种所述能量发射装置40包括电源41、微波发生器42和发射天 线43,电源41是地面可以获得的各种电力来源，包括但不仅限于各类电池、发电机等装置， 尤其是来自风能、太阳能转化的清洁能源，更契合当今社会绿色环保的发展主题;微波发生 器42用于将来自电源41的电能，转变为大功率、高频的微波，然后通过发射天线43将微波传 输出去。
[0035]相应的，设在机身10上的接收装置50的接收天线51收集地面上的能量发射装置40 传送的微波，再通过微波整流器52将收集到的微波转变为驱动无人机工作所需要的高压直 流电能，实现了无线能量传输的整个工作过程。
[0036] 优选地，所述微波整流器52为回旋波微波整流器。
[0037] 整流器是无线输电的关键器件，回旋波微波整流器适用于大功率、高电压的能量 传输，单管的整流效率均接近85%。回旋波微波整流器的基本原理是快回旋电子束波在谐 振腔中共振吸收微波能量，其本质上是直流电源，负载过载时一般能够快速自我保护，并在 过载消失时能快速自动恢复正常工作。在使用中，输入微波频率、谐振腔频率和回旋频率三 者应尽可能接近。
[0038]优选地，所述接收天线51设置在仿生机械腿30上。
[0039]将接收天线51设置在仿生机械腿30上可以让接收天线50不会在机身10的表面额 外伸出，保证了无人机的最佳气动外形，减小了空气阻力，降低能耗。
[0040] 优选地，所述接收天线51为仿生机械腿30。
[0041] 作为进一步优化，接收天线51直接采用仿生机械腿30,将无人机的地面行走部件 和无线能量接收天线相结合，并且仿生机械腿30可以调节与机身10枢接的角度，让接收天 线51达到最佳的微波接收效果，同时不需要再额外设置天线，有利于无人机的结构优化设 计。因此，本发明的技术方案通过将无线能量传输系统接收装置50和仿生机械腿30的组合， 使无人机具备了较长的续航时间，增加了使用者的便利性和体验性。
[0042]优选地，所述仿生机械腿30包括与机身10底部枢接的第一臂架31以及与第一臂架 31枢接的第二臂架32,所述机身10与第一臂架31连接处、第一臂架31与第二臂架32连接处 均设置有伺服电机(图未示)用于实现枢接位置的旋转。
[0043]在机身10底部设置的仿生机械腿30为两截臂架形式，可以模拟人的双腿直立行 走，实现了无人机在地面行走的便捷性和实用性。
[0044] 在第二实施例中，请参阅图2,优选地，所述第二臂架32臂体的朝向无线充电无人 机前进方向的一侧设有车轮33,所述第二臂架32内设有驱动车轮33转动的电机（图未示）， 所述机身10与第一臂架31连接处、所述第一臂架31与第二臂架32连接处均设有角度固定装 置。
[0045] 第二臂架32可以在伺服电机的带动下旋转，第二臂架32旋转至水平状态，此时车 轮33与地面接触，在电机驱动下车轮33转动使无人机前进;而第一臂架31也可在伺服电机 带动下相对机身10底部转动，以调节无人机的离地高度，增加无人机在地面行驶时的障碍 通过能力。在活动部件之间设置的角度固定装置，可保证无人机在地面行驶的姿态稳定，提 高了安全性。
[0046]请参阅图3,优选地，所述机身10底部的面对仿生机械腿30位置具有一个从底部凹 陷形成的腔体60,所述腔体60用于容置所述仿生机械腿30。
[0047]仿生机械腿30可以在无人机起飞时，收容在机身10的腔体60内，减少飞行阻力，降 低能耗。在需要行走或者接收微波能量时，将仿生机械腿放下来。
[0048]优选地，所述仿生机械腿30在伺服电机的驱动下沿机身10轴线方向收入/放出所 述腔体60,实现无线充电无人机在地面行驶和空中飞行两种状态的转换。
[0049] 采用伺服电机精确控制仿生机械腿30的收放，使无人机准确地完成地面行驶和空 中飞行两种状态的转换，提高了安全性和可操控性。
[0050] 优选地，所述机身10、机翼20均为碳纤维结构，在保证结构强度的前提下，降低重 量、减少能耗。
[0051] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本 发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用 在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种无线充电无人机，其特征在于，所述无线充电无人机包括机身、机翼、仿生机械 腿以及设于机身上的接收装置，所述接收装置用于接收设于地面的能量发射装置发射的能 量，所述仿生机械腿与机身底部枢接。2. 如权利要求1所述的无线充电无人机，其特征在于，所述接收装置包括接收天线和微 波整流器，所述微波整流器用于将接收天线收集的微波转变为高压直流电能。3. 如权利要求2所述的无线充电无人机，其特征在于，所述微波整流器为回旋波微波整 流器。4. 如权利要求2所述的无线充电无人机，其特征在于，所述接收天线设置在仿生机械腿 上。5. 如权利要求2所述的无线充电无人机，其特征在于，所述接收天线为仿生机械腿。6. 如权利要求1所述的无线充电无人机，其特征在于，所述仿生机械腿包括与机身底部 枢接的第一臂架以及与第一臂架枢接的第二臂架，所述机身与第一臂架连接处、第一臂架 与第二臂架连接处均设置有伺服电机用于实现枢接位置的旋转。7. 如权利要求6所述的无线充电无人机，其特征在于，所述第二臂架臂体的朝向无线充 电无人机前进方向的一侧设有车轮，所述第二臂架内设有驱动车轮转动的电机，所述机身 与第一臂架连接处、所述第一臂架与第二臂架连接处均设有角度固定装置。8. 如权利要求6所述的无线充电无人机，其特征在于，所述机身底部的面对仿生机械腿 位置具有一个从底部凹陷形成的腔体，所述腔体用于容置所述仿生机械腿。9. 如权利要求8所述的无线充电无人机，其特征在于，所述仿生机械腿在伺服电机的驱 动下沿机身轴线方向收入/放出所述腔体，实现无线充电无人机在地面行驶和空中飞行两 种状态的转换。10. 如权利要求1所述的无线充电无人机，其特征在于，所述机身、机翼均为碳纤维结 构。
【文档编号】B64C25/10GK106081106SQ201610439072
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】刘均, 刘新, 宋朝忠, 欧阳张鹏
【申请人】深圳市元征科技股份有限公司