无人机的无线充电系统以及无人机的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种无人机的无线充电系统以及采用该无线充电系统的无人机。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备操纵的不载人飞机或飞机模型。对于无人机，一个比较关键的指标就是航时(航行时间)，安装于无人机上的电池的电量决定了无人机的航时。

现有的无人机通过两种方式补充电池电量：将电池直接拆除并手动置换新的电池；或是将电池插头以手动的方式连接到充电器上。上述两种方式均需要使用人力，无法实现自动给无人机充电。

技术实现要素：

有鉴于此，确有必要提供一种可以给无人机自动充电的无线充电系统以及采用该无线充电系统的无人机。

一种无人机的无线充电系统，包括一发送模组和一接收模组；该发送模组包括一外接电源和一发送感应线圈，该发送感应线圈设置于一停机座上并且与所述外接电源电连接，用于产生感应磁场；该接收模组包括一接收感应线圈、一电池、一与该电池连接的感测模块和一与该感测模块连接的第一控制模块；所述接收感应线圈设置于一无人机的起落架上，并与所述电池电连接，用于产生感应电流，并且该感应电流回充至所述电池内；所述感测模块用于判断所述电池的电量是否低于要求和是否充满；所述第一控制模块用于控制所述无人机的起飞与降落。

一种无人机，包括机身和起落架，该无人机进一步包括一所述的无人机的无线充电系统。

与现有技术相比，本发明将接收感应线圈放置于无人机起落架的四个端点，该接收感应线圈对应停机座上的四个发送感应线圈，发送感应线圈因外接电源而产生感应磁场，当接收感应线圈靠近发送感应线圈时，接收感应线圈由于所述感应磁场的存在会产生相对应的感应电流，该感应电流回充到位于无人机机身上的电池中，以给无人机继续提供电能。本发明实现了给无人机无线自动充电，节省人力，并且提高了无人机的运作效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的无人机的无线充电系统的模块示意图。

图2为本发明第一实施例提供的无人机停靠于停机座的结构示意图。

图3为本发明第二实施例提供的无人机的无线充电系统的模块示意图。

图4为本发明第二实施例提供的无人机的无线充电系统中接收模组工作方法流程图。

图5为本发明第三实施例提供的无人机的无线充电系统的模块示意图。

图6为本发明第三实施例提供的无人机的无线充电系统中接收模组的工作方法流程图。

图7为本发明第四实施例提供的无人机的无线充电系统的模块示意图。

图8为本发明第四实施例提供的无人机的无线充电系统中接收模组的工作方法流程图。

图9为本发明第四实施例提供的无人机的无线充电系统中发送模组的工作方法流程图。

图10为本发明第五实施例提供的无人机的无线充电系统的模块示意图。

图11为本发明第五实施例提供的无人机的无线充电系统中接收模组的工作方法流程图。

图12为本发明第五实施例提供的无人机的无线充电系统中发送模组的工作方法流程图。

主要元件符号说明

无线充电系统 100，200，300，400，500

无人机 10

机身 12

起落架 14

外接电源 20

发送感应线圈 30

接收感应线圈 50

电池 70

停机座 80

DC/AC模块 90

发送模组 101

接收模组 102

感测模块 202

第一控制模块 204

第一通讯模块 206

报警模块 303

开关模块 404

第二控制模块 402

第二通讯模块 406

驱动模块 505

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的无人机的无线充电系统作进一步的详细说明。

实施例一

请一并参见图1和图2，本发明第一实施例提供一种无人机10的无线充电系统100，包括：一个外接电源20、至少一个发送感应线圈30、至少一个接收感应线圈50和一个电池70。所述发送感应线圈30与外接电源20电连接，接收感应线圈50与电池70电连接。所述发送感应线圈30设置于一停机座80上，所述接收感应线圈50设置于无人机10的起落架14上，所述电池70设置于无人机10的机身12上。所述停机座80是指用来降落无人机10的平台；所述停机座80是由绝缘材料制作的，可以放置于地面上自由移动，用于停靠无人机。进一步，所述外接电源20、发送感应线圈30和停机座80组成发送模组101，所述接收感应线圈50和电池70组成接收模组102。

所述发送感应线圈30和外接电源20电连接，用于提供电能。所述接收感应线圈50通过无线电磁感应接收所述发送感应线圈30发送的电能，该电能回充至所述电池70内，用于无人机10使用。

所述外接电源20提供的电流为交流电或脉冲直流电。可以理解，当所述外接电源20提供的电流为交流电时，所述接收模组102进一步包括一个DC/AC模块90，该DC/AC模块90串联于所述接收感应线圈50和电池70之间，该DC/AC模块90用于将所述接收感应线圈50接收的交流电转换为直流电并输出给所述电池70，供无人机10使用。当所述外接电源20提供的电流为脉冲直流电时，所述DC/AC模块90可以省略。

每一个发送感应线圈30是由一根导线一圈一圈地环绕起来，该环绕起来的导线可以位于同一平面，也可以类似弹簧一样螺旋排列。每一个接收感应线圈50也是由一根导线一圈一圈地环绕起来，该环绕起来的导线可以位于同一平面，也可以类似弹簧一样螺旋排列。所述导线是可以导电的线，比如金属丝等。当形成发送感应线圈30的导线盘绕设置于同一平面内，同时形成接收感应线圈50的导线也盘绕设置于同一平面内时，发送感应线圈30与接收感应线圈50的电磁感应效果更好。

进一步，所述每一个发送感应线圈30可以设置于一个第一外壳内，该第一外壳设置于所述停机座80上。每一个接收感应线圈50可以设置于一个第二外壳内，该第二外壳设置于无人机10的起落架14上。所述第一外壳和第二外壳是绝缘的，用于保护所述发送感应线圈30和接收感应线圈50。所述第一外壳和第二外壳的材料可以为塑料等绝缘材料。

发送感应线圈30与接收感应线圈50的数量没有限制。本实施例中，发送感应线圈30与接收感应线圈50的数量均为四个，四个接收感应线圈50分别位于无人机10起落架14的四个端点，也即每一个端点设置一个接收感应线圈50；所述停机座80上设置四个接收感应线圈50，该四个接收感应线圈50与所述四个发送感应线圈30一一对应。

所述无人机10的无线充电系统100的使用过程是：无人机10执行任务后电池70电量变低，需要充电；然后无人机10向停机座80降落，位于停机座80上的发送感应线圈30因外接电源20而产生感应磁场，当无人机10向停机座80降落或者停靠时，位于无人机10的起落架14上的接收感应线圈50靠近位于停机座80上的发送感应线圈30。此时，接收感应线圈50由于所述感应磁场的存在会产生相对应的感应电流，该感应电流回充到位于无人机10机身12上的电池70中，以给无人机10继续提供电能。其中，所述发送感应线圈30与外接电源20的连接，可以是手动连接，也可以是遥控自动连接。

在无人机10的无线充电系统100的使用过程或者工作过程中，所述发送感应线圈30与接收感应线圈50之间的距离为0-1米，优选地，所述发送感应线圈30与接收感应线圈50之间的距离为0-5厘米。

实施例二

请参见图3，本发明第二实施例提供的无人机10的无线充电系统200的结构与第一实施例中无线充电系统100基本相同，其区别是：该接收模组102进一步包括一感测模块202和一与该感测模块202连接的第一控制模块204。该第一控制模块204用于控制无人机的起飞与降落，以及控制整个接收模组102的运作，可以相当于无人机的中央处理器。该第一控制模块204与所述感测模块202电连接。该感测模块202与电池70电连接，用于测量电量并判断无人机10上电池70的电量是否低于要求，也用于判断电池70的电量是否充满。该感测模块202设定一阈值，当电池70的电量低于该阈值时，判断电池70的电量低。例如，该阈值为总电量的5％，当电池70的电量低于总电量的5％时，感测模块202判断该电池70的电量低，需要充电。当电池70的电量为总电量的100％时，感测模块202判断该电池70的电量充满，无需再充电。优选地，所述电量低满足的条件是：该低电量或者说电池70的剩余电量可以保证无人机10飞至停机座80上。

请参见图4，本实施例中无线充电系统200的接收模组102的工作方法，包括以下步骤：

S21，感测模块202判断无人机10的电池70电量是否低，如果是，进入步骤S22，如果否，则重复步骤S21；

S22，第一控制模块204使无人机10向停机座80降落，进入步骤S23；

S23，感测模块202判断所述电池70的电量是否充满，如果是，进入步骤S24，如果否，则重复步骤S23；

S24，第一控制模块204使无人机10起飞，返回步骤S21。

所述步骤S22中，位于无人机10起落架14上的接收感应线圈50靠近位于停机座80上的发送感应线圈30，所述接收感应线圈50由于所述感应磁场的存在会产生相对应的感应电流，并且该感应电流回充到位于无人机10机身12上的电池70中。

可以理解，发送感应线圈30与外接电源20之间电连接的连通和断开，可以通过手动方式或者自动方式控制。

实施例三

请参见图5，本发明第三实施例提供的无人机10的无线充电系统300的结构与第二实施例中无线充电系统200基本相同，其区别是：该接收模组102进一步包括一报警模块303，该报警模块303与所述第一控制模块204电连接，用于发出警报，提醒无人机10的使用者，无人机10需要停靠至停机座80，或者无人机10可以起飞。该警报可以是声音、图像或者指示灯的闪烁等，也可以是向无人机10的遥控器发送信息。具体的，当所述感测模块202判断该电池70的电量低时，向所述第一控制模块204发出电量低的信息，然后所述第一控制模块204控制所述报警模块303发出警报，提醒无人机10的使用者，无人机10需要停靠至停机座80进行充电。当所述感测模块202判断该电池70的电量充满时，向所述第一控制模块204发出电量充满的信息，然后所述第一控制模块204控制所述报警模块303发出警报，提醒无人机10的使用者，无人机10可以起飞。

请参见图6，本实施例中无线充电系统300的接收模组102的工作方法包括以下步骤：

S31，感测模块202判断无人机10的电池70电量是否低，如果是，进入步骤S32，如果否，则重复步骤S31；

S32，报警模块303发出电量不足警报，进入步骤S33；

S33，判断是否接收到降落指令，如果是，进入步骤S34，如果否，则重复步骤S33；

S34，第一控制模块204使无人机10向停机座80降落，进入步骤S35；

S35，感测模块202判断所述电池70的电量是否充满，如果是，进入步骤S36，如果否，则重复步骤S35；

S36，报警模块303发出电量充满警报，进入步骤S37；

S37，判断是否接收到起飞指令，如果是，进入步骤S38，如果否，则重复步骤S37；

S38，第一控制模块204使无人机10起飞，返回步骤S31。

可以理解，发送感应线圈30与外接电源20之间电连接的连通和断开，可以通过手动方式或者自动方式控制。

实施例四

请参见图7，本发明第四实施例提供的无人机10的无线充电系统400的结构与第二实施例中无线充电系统200基本相同，其区别是：该接收模组102进一步包括一与该第一控制模块204连接的第一通讯模块206；该发送模组101进一步包括一第二控制模块402，一与该第二控制模块402连接的第二通讯模块406，以及一与该第二控制模块402连接的开关模块404。所述第二控制模块402用于控制开关模块404的开启与关闭，以及控制整个发送模组101的运作。该开关模块404连接于所述发送感应线圈30与外接电源20之间，用于控制所述发送感应线圈30与外接电源20电连接的开启和关闭，也即该开关模块404用于控制无线充电的开启和关闭。当启动该开关模块404时，所述发送感应线圈30与外接电源20之间的电连接连通；当关闭该开关模块404时，所述发送感应线圈30与外接电源20之间的电连接断开。所述第一通讯模块206和第二通讯模块406可以包括无线通讯模块，例如，蓝牙通讯模块、红外线通讯模块、射频通讯模块等；也包括为有线通讯模块，例如USB通讯模块等。

请参见图8，本实施例中无线充电系统400的接收模组102的工作方法，包括以下步骤：

S41，感测模块202判断无人机10的电池70电量是否低，如果是，进入步骤S42，如果否，则重复步骤S41；

S42，第一控制模块204使无人机10向停机座80降落，进入步骤S43；

S43，判断所述第一通讯模块206与第二通讯模块406是否连接，如果是，进入步骤S44，如果否，则重复步骤S43；

S44，所述第一通讯模块206向第二通讯模块406发送开关闭合指令，进入步骤S45；

S45，感测模块202判断所述电池70的电量是否充满，如果是，进入步骤S46，如果否，则重复步骤S45；

S46，所述第一通讯模块206向第二通讯模块406发送开关断开指令，进入步骤S47；

S47，第一控制模块204使无人机10起飞，返回步骤S41。

请参见图9，本实施例中无线充电系统400的发送模组101的工作方法，包括以下步骤：

S41’，判断所述第一通讯模块206与第二通讯模块406是否连接，如果是，进入步骤S42’，如果否，则重复步骤S41’；

S42’，判断所述第二通讯模块406是否接收到开关闭合指令，如果是，进入步骤S43’，如果否，则重复步骤S42’；

S43’，开关模块404启动，进入步骤S44’；

S44’，判断所述第二通讯模块406是否接收到开关断开指令，如果是，进入步骤S45’，如果否，则重复步骤S44’；

S45’，开关模块404关闭，返回步骤S41’。

实施例五

请参见图10，本发明第五实施例提供的无人机10的无线充电系统500的结构与第四实施例中无线充电系统400基本相同，其区别是：本实施例中，所述发送模组101进一步包括一与该第二控制模块402连接的驱动模块505。所述驱动模块505可以为驱动轮等。所述驱动模块505用于使所述发送模组101形成一移动电源，并且驱使发送模组101向靠近无人机10的方向移动。本实施例中，所述外接电源20可以为随驱动模块505一起移动的可充电电池。所述第一通讯模块206和第二通讯模块406为远距离无线通讯模块。

请参见图11，本实施例中无线充电系统500的接收模组102的工作方法，包括以下步骤：

S51，感测模块202判断无人机10的电池70电量是否低，如果是，进入步骤S52，如果否，则重复步骤S51；

S52，第一控制模块204使无人机10向停机座80降落，进入步骤S53；

S53，所述第一通讯模块206向第二通讯模块406发送开关闭合和需要充电指令，进入步骤S54；

S54，感测模块202判断所述电池70的电量是否充满，如果是，进入步骤S55，如果否，则重复步骤S54；

S55，所述第一通讯模块206向第二通讯模块406发送开关断开和充电完毕指令，进入步骤S56；

S56，第一控制模块204使无人机10起飞，返回步骤S51。

请参见图12，本实施例中无线充电系统500的发送模组101的工作方法，包括以下步骤：

S51’，判断所述第二通讯模块406是否接收到开关闭合和需要充电指令，如果是，进入步骤S52’，如果否，则重复步骤S51’；

S52’，开关模块404启动，并且驱动模块505驱使发送模组101向靠近无人机10的方向移动，进入步骤S53’；

S53’，判断所述第二通讯模块406是否接收到开关断开和充电完毕指令，如果是，进入步骤S54’，如果否，则重复步骤S53’；

S54’，开关模块404关闭，返回步骤S51’。

本发明提供的无人机10的无线充电系统100，200，300，400，500具有以下优点：第一、本发明将接收感应线圈50放置于无人机10起落架14的四个端点，该接收感应线圈50对应停机座80上的四个发送感应线圈30，发送感应线圈30因外接电源20而产生感应磁场，当接收感应线圈50靠近发送感应线圈30时，接收感应线圈50由于所述感应磁场的存在会产生相对应的感应电流，该感应电流回充到位于无人机10机身12上的电池70中，以给无人机10继续提供电能，实现了给无人机10无线充电，节省人力，并且提高了无人机10的运作效率；第二、形成发送感应线圈30的导线位于同一平面内，同时形成接收感应线圈50的导线也位于同一平面内，提高了发送感应线圈30与接收感应线圈50的电磁感应效率；第三、接收感应线圈50的重量很低，可以降低无人机10的运输成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。