无人机无线充电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型所提供的一种无人机无线充电装置，包括设于充电台的充电装置，以及设于无人机上的受电装置，所述充电装置包括依次连接的振荡电路、放大电路、升压电路和充电电极；所述受电装置包括依次连接的受电电极、降压电路、整流电路和无人机电池。由上，可以实现对于无人机的快速无线充电。利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力，其优点在于适合短距离充电，转换效率较高，发热较低。
【专利说明】
无人机无线充电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种无人机无线充电装置。
【背景技术】
[0002]无人机普遍采用有线充电技术进行充电。对于小型无人机来说，有线充电具有能源转换一次性获得，电能损失小，节能环保，无中高频电磁辐射，设备技术含量低，经济投入不大，维修方便的特点。同时具有电功率的调节范围较宽，适合多种不同电压和电流等级的蓄电池储能补给等优点。
[0003]但有线充电同时也存在着设备移动搬运不便和电源引线过长的问题，人工操作繁琐。充电设备在工作时占地面积过大，在人工操作过程中，极易出现设备的过度磨损以及不安全性因素等缺点。
[0004]现有的无线充电包括以下几种类型:
[0005]1、电磁感应式充电:电流通过线圈，线圈产生磁场，对附近线圈产生感应电动势，从而产生电流。初级线圈通以一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈能产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。
[0006]其缺点在于，特定摆放位置，才能精确充电:被充电产品必须置于充电器附近，目BU有效传输距尚为I Ocm左右;终端广品中的次级线圈和电路之间必须进彳丁屏蔽;金属感应接触会发热:充电器必须具备对被充电产品进行识别的能力否则会向周围任何金属产品传输能量，导致发热，从而产生危险。
[0007 ] 2、无线电波式充电:将环境电磁波转换为电流，通过电路传输电流。主要由微波发射装置和微波接收装置组成，接收电路可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，再随负载做出调整的同时保持稳定的直流电压。
[0008]其缺点在于，充电时间长(传输功率低):无法在短时间内完成充电任务;转换效率较低:发射器发送的大量功率以无线电波的形式被浪费掉。
[0009]3、磁共振式充电:发送端能量遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输，它由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。
[0010]其缺点在于:小型化、高效率化比较难，且存在安全与健康的问题。
【实用新型内容】
[0011]有鉴于此，本实用新型的主要目的在于，提供一种无人机无线充电装置，包括设于充电台的充电装置，以及设于无人机上的受电装置，
[0012 ]所述充电装置包括依次连接的振荡电路、放大电路、升压电路和充电电极；
[0013]所述受电装置包括依次连接的受电电极、降压电路、整流电路和无人机电池。
[0014]由上，可以实现对于无人机的快速无线充电。利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力，其优点在于适合短距离充电，转换效率较高，发热较低。
[0015]可选的，还包括充电控制模块，与所述无人机电池连接。
[0016]可选的，所述充电控制模块包括主控芯片，以及分别与其连接的电流检测电路、电压检测电路和存储器。
[0017]所述存储器中预存有充电电压阈值和电池的容量值。
[0018]当电池的充电电压达到充电电压阈值时，则检测充电电流，若充电电流小于电池容量的0.05倍时，则停止对电池的充电，即切断无人机电池的供电回路。反之继续充电。通过在机载受电系统和机载供电系统之间加装充电控制器，既能保护无线充电站的使用安全，又能保护无人机电池，提高电池使用寿命。
[0019]可选的，所述电流检测电路包括与所述无人机电池串联连接的采样电阻；
[0020]所述电压检测电路包括与所述无人机电池并联连接的采样电阻。
[0021]由上，通过采样电阻实现对于电池电流和电压的采集，成本低廉且采样准确。
[0022]可选的，所述受电电极固定于一固定装置的底部，所述固定装置通过卡和方式固定于所述无人机的起落架上。
[0023]可选的，所述固定装置的底面与水平面平行。
[0024]可选的，所述充电电极设于所述充电台的上表面。
【附图说明】
[0025]图1为无人机无线充电装置的原理示意图；
[0026]图2为无人机无线充电装置的结构示意图；
[0027]图3为无人机起落架的仰视图。
【具体实施方式】
[0028]为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种无人机无线充电装置，采用电场耦合式无线充电为无人机进行无线充电，在无人机落地支点处加装受电装置，当无人机停靠在充电装置上时，受电装置会接收充电装置传输的电能，从而实现为无人机充电。
[0029]如图1所示，本实用新型所述无人机无线充电装置包括充电装置10和受电装置20。
[0030]所述充电装置10包括依次连接的震荡电路101、放大电路102、升压电路103和充电电极104。由震荡电路101产生一对反向输入信号，通过放大电路102进行功率放大，再经过升压电路103进行功升压，最终连接到充电电极104。
[0031]其中，震荡电路1I发出一频率范围在46kHz?50kHz的方波。
[0032]放大电路102，与所述震荡电路101连接，用于对震荡电路101所发出的方波进行功率放大，所述放大电路102的转换频率约50Khz，输出电压峰值约为24V。所述放大电路可采用MOS管实现。
[0033]升压电路将所述24V电压升至1-1.5KV。充电电极104采用覆铜板作为传输极板。设于无人机充电平台的上表面，与后文所述无人机起落架上的受电电机201形成电场，用于传输电能。
[0034]所述充电装置10中还包括电源获取模块(未图示)，与外部市电连接，用于将外部220V交流电转换为低压直流电，向充电装置10各电路提供工作电压。
[0035]受电装置20包括设于无人机支架上依次连接的受电电极201、降压电路202和整流滤波电路203，还包括设于无人机上的机载电池205。
[0036]受电电极201与所述充电电极104之间以电场耦合形式连接，用于从充电电极104中获取电量，由降压电路202进行降压，一般降压至12.6V-25.2V，并通过整流滤波电路203整流滤波，并最终输出至无人机机载电池205。
[0037]本实施例中，在受电装置20向无人机机载电池205充电前，还需经过充电控制模块204的充电保护。所述充电控制模块204包括主控芯片，以及分别与其连接的电流检测电路、电压检测电路和存储器。所述电流检测电路和电压检测电路可通过与无人机机载电池205连接的采样电阻实现。其中，用于检测电流的采样电阻与无人机机载电池205串联连接，用于检测电压的采样电阻与无人机机载电池205并联连接。所述存储器中预存有充电电压阈值和无人机机载电池205的容量值。
[0038]当无人机机载电池205的充电电压达到充电电压阈值时，则检测充电电流，若充电电流小于电池205容量的0.05倍时，则停止对无人机机载电池205的充电，即切断无人机机载电池205的供电回路。反之继续充电。
[0039]在机载受电系统和机载供电系统之间加装充电控制器，既能保护无线充电站的使用安全，又能保护无人机电池，提高电池使用寿命。
[0040]如图2所示，所述充电装置10设于充电台21中，其中，所述充电电极104设于充电台21的上表面。当无人机降落至充电台21时，无人机起落架30上的充电电极104与无人机起落架30上的受电电极201相耦合，从而实现无线充电。
[0041]需要说明的是，所述受电电极201固定于一固定装置22的底部。该固定装置22与所述无人机起落架采用卡和方式固定，以便于实现拆卸。另外，所述固定装置22的底面保持与水平面的平行。由此可曾经受电电极201与充电电极104之间的耦合面积，以保持充电效率。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。总之，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无人机无线充电装置，其特征在于，包括设于充电台(21)的充电装置(10)，以及设于无人机上的受电装置(20)， 所述充电装置(10)包括依次连接的振荡电路(101)、放大电路(102)、升压电路(103)和充电电极(104); 所述受电装置(20)包括依次连接的受电电极(201)、降压电路(202)、整流电路(203)和无人机机载电池(205)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括充电控制模块(204)，与所述无人机机载电池(205)连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述充电控制模块(204)包括主控芯片，以及分别与其连接的电流检测电路、电压检测电路和存储器。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流检测电路包括与所述无人机机载电池(20 5)串联连接的采样电阻； 所述电压检测电路包括与所述无人机机载电池(205)并联连接的采样电阻。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述受电电极(201)固定于一固定装置(22)的底面，所述固定装置(22)通过卡和方式安装于所述无人机的起落架(30)上。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述固定装置(22)的底面与水平面相平行设置。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述充电电极(104)设于所述充电台(21)的上表面。
【文档编号】H02J7/02GK205646955SQ201620233423
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】张志强, 杨伯阳, 唐荣宽, 李闯
【申请人】深圳市创翼睿翔天空科技有限公司, 北京信息科技大学