[发明专利]基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统、装置及方法

权利要求书

1.基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，包括顺序连接的高压取电模块、无线电能传输模块、无人机充电模块，所述无线电能传输模块包括顺序连接的原边电压调整单元、耦合单元和副边电压调整单元，所述原边电压调整单元连接所述高压取电模块，所述副边电压调整单元连接所述无人机充电模块，其特征在于：

所述耦合单元包括连接所述原边电压调整单元的发射线圈，连接所述无人机充电模块的接收线圈，以及排布在所述发射线圈与所述接收线圈之间的多级中继线圈，其中接收线圈和所述无人机充电模块安装于无人机上，最后一级中继线圈为安装于中继充电平台上的中继平台线圈；多级所述中继线圈等间隔绕制在绝缘子内且均为空心结构。

2.如权利要求1所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，其特征在于：所述发射线圈和所述接收线圈均为空心结构。

3.如权利要求1所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，其特征在于：所述中继平台线圈采用“分组串绕线圈+凹凸磁芯”的结构。

4.如权利要求1所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，其特征在于：所述接收线圈上方设有金属屏蔽层。

5.如权利要求1所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，其特征在于：所述原边电压调整单元包括顺序连接在所述高压取电模块和所述发射线圈之间的DC/DC变换电路、高频逆变电路、第一谐振补偿电路；

所述副边电压调整单元包括顺序连接在所述接收线圈和所述无人机充电模块之间的第二谐振补偿电路和整流滤波电路。

6.如权利要求1所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，其特征在于：所述高压取电模块包括原边控制器和负载感应单元，所述无人机充电模块包括副边控制器；

所述负载感应单元用于在感应到所述中继充电平台停靠有无人机时，发送相应的信息至所述原边控制器，所述原边控制器在接收到相应的信息后打开无线通讯功能；

所述副边控制器用于实时获取无人机的电池电量信息，并与所述原边控制器建立无线通信连接以传递所述电池电量信息；所述原边控制器用于根据所述电池电量信息控制所述高压取电模块与所述无线电能传输模块连接的通断。

7.如权利要求6所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电系统，其特征在于：所述副边控制器还连接所述副边电压调整单元，用于获取所述副边电压调整单元输出的充电电压并发送至所述原边控制器，所述原边控制器还用于根据所述充电电压调整所述原边电压调整单元中的DC/DC变换电路，从而调整所述充电电压。

8.基于高压线取能的巡检无人机无线充电装置，其特征在于：包括高压取电装置、无线电能传输装置、感应装置，所述高压取电装置中安装有如权利要求1-7任意一项所述的充电系统中的所述高压取电模块及所述原边电压调整单元；所述无线电能传输装置安装有如权利要求1-7任意一项所述的充电系统中的所述耦合单元、所述绝缘子和所述中继充电平台；所述感应装置固定于所述中继充电平台上，与所述高压取电装置电性连接。

9.如权利要求8所述的基于高压线取能的巡检无人机无线充电装置，其特征在于：所述中继充电平台固定于电线杆上，位于高压线的上方，所述高压取电装置固定于所述高压线上，所述无线电能传输装置安装于所述中继充电平台与所述高压取电装置之间。

10.基于高压线取能的巡检无人机无线充电方法，包括步骤：

S1.无人机判断自身电量是否充足，若否，则向无人机控制器发出充电请求，无人机控制器控制无人机飞行到权利要求8-9任意一项所述无线充电装置的中继充电平台上；

其特征在于，在所述步骤S1后还包括步骤：

S2.感应装置感应到无人机的降落后，发送信号至高压取电装置致使高压取电装置打开无线通讯功能；

S3.无人机控制器与高压取电装置建立通讯连接，之后向高压取电装置发送充电准备指令；

S4.高压取电装置收到充电准备指令后，检测自身电路是否正常，若是则打开无线电能传输装置，向无人机输送电能并进入步骤S5，若否则进行故障检测，并将检测结果反馈至无人机控制器；

S5.无人机控制器将无人机的充电电压实时反馈至高压取电装置，高压取电装置根据该充电电压调整无线电能传输装置的运行参数，以保持充电电压稳定；

S6.无人机控制器判断电池是否已充满，若是则反馈至高压取电装置，高压取电装置切断无线电能传输装置；若否，则继续判断。