[发明专利]一种充电位动态调整的多无人机空中移动充电平台

说明书

本发明提供了一种充电位动态调整的多无人机空中移动充电平台，涉及无线电能传输与无人机技术领域，包括待充电无人机、前端充电平台与控制后台。待充电无人机下部设置红外传感器与接收线圈，前端充电平台包括包括通讯控制模块与充电位，挂载于大型无人机；控制后台包括操作管理软件与数据库。所述前端充电平台在提供充电时悬停或低速飞行，通过通讯模块与控制后台之间传递指令与信息，后台控制主机对无人机充电位进行规划，待充电无人机通过红外与前端充电平台上充电位的无线发射机对准以后降落充电。本发明可供多架尺寸不相同的无人机在空中进行无线充电，并根据无人机的尺寸动态调整充电位的大小，重点解决无人机在远距离任务时的续航问题。

技术领域

本发明涉及无线电能传输与无人机技术领域，特别涉及一种充电位动态调整的多无人机空中移动充电平台。

背景技术

随着科学技术的发展，无人机的使用也越来越广泛，无人机因其具备成本低、操作简单、风险性低等优点，使得其在电力、光伏、交通等多个行业投入应用，并取得了显著效果。而当无人机执行远距离任务时，其续航问题难以得到有效解决。目前，对无人机来说，主流的充电方式为有线传输，需要对待充电的无人机进行电池替换，再对电池进行充电，尤其对于远距离任务的无人机来说十分不方便。无线电能传输通过发射线圈与接收线圈之间传输电能，通过发射端与接收端的线圈谐振耦合完成能量的传递，该技术可应用于无人机，为无人机续航提供方便。

目前对于无人机空中无线充电的研究较少，且尚未有空中用于多无人机移动充电的平台。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供充电位动态调整的多无人机空中移动充电平台，解决无人机执行远距离任务时的续航问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

1)一种充电位动态调整的多无人机空中移动充电平台，包括待充电无人机、前端充电平台与控制后台；待充电无人机包括无人机本体、红外感应器与能量接收线圈；前端充电平台包括通讯控制模块与充电位，每个充电位都带有对准校正模块、充电模块与检测模块；控制后台包括操作管理软件。

2)所述待充电无人机，其下端设置有红外感应器与能量接收线圈，红外感应器用于接收平台充电位发出的红外信号进行充电对准，能量接收线圈用于无人机在进行无线充电时接收无线电能量。

3)所述前端充电平台，平台上设置有多个充电位，构成无线充电阵列，充电位之间采用可移动铝板进行分隔；通讯控制模块包括通讯器、能量控制器与铝板控制器，用于向控制后台传递充电状态信息，同时接收后台发送的充电控制指令，控制充电模块传递能量，并在无人机对准降落以后，控制该充电位周围用于分隔与屏蔽作用的铝板朝充电位中心缓慢移动，帮助无人机进行位置校准，使无人机的接收端与平台发射端对准，以保持较大的传输功率与传输效率；充电模块包括电源、能量发送线圈、铁氧体与补偿回路，用于向待充电无人机传递能量；对准校正模块包括红外发射器，分别用于发送红外信号，辅助无人机进行充电对准。

4)所述前端充电平台，可挂载于大型无人机上方，并可携带待充电无人机远距离飞行，当前端控制平台正在进行供电操作时，仍可低速飞行。

5)所述充电模块，每个充电位的充电模块相互独立。

6)所述检测模块，包括充电位重量检测、充电参数检测与外部环境检测，充电位重量检测用于检测充电位的重量以确定无人机的是否成功降落在充电位上；充电参数检测包括检测充电位上发射端与接收端线圈的电压、电流与相位；外部环境检测为充电平台周边电磁环境检测。

7)所述对准校正模块，其红外发射器的安装位置包括每个充电位的中央，任意两充电位合并后的中央及任意四充电位合并后的中央位置。

8)所述充电位，每个充电位配有四块可移动铝板，四块可移动铝板尺寸相同，垂直摆放于平台上，共同构成单个方形充电位。