CN106992609A - 一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，涉及无人机技术领域，包括无人机和无线充电平台，所述无人机上还设有无线接收模块、散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块和电池以及无人机控制器，所述无线接收模块与开关控制模块电性连接，所述开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与电池电性连接，所述散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与无人机控制器电性连接，充电效率高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统。
背景技术
随着科技的进步及电子信息技术的发展，智能产业蓬勃兴起，成为现代科技创新的一个重要标志。伴随着无人机市场的日益活跃，其越来越多的应用于电力、消防、海事、军警、农业等多种行业，在无人机飞行或工作中，经常会遇到电量不足。传统的利用太阳能、导线、空中加油管、借助电线等充电方式都存在一定的弊端而不能满足需要，目前广泛使用的无线传输充电方式主要有纯电磁耦合式无线输电和采用充电桩充电，电磁耦合式无线输电充电传输效率低，对距离要求较高，而充电桩充电不能保证无人机精确降落在无线充电点上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，包括无人机和无线充电平台，所述无人机上还设有无线接收模块、散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块和电池以及无人机控制器，所述无线接收模块与开关控制模块电性连接，所述开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与电池电性连接，所述散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与无人机控制器电性连接；
所述无线充电平台包括AC-DC降压稳压模块、开关模块、无线发送模块、驱动电路模块、散热模块、无人机定点降落辅助模块、无线通信模块和无线充电平台控制器，所述AC-DC降压稳压模块和开关模块均与市电连接，所述开关模块与无线发送模块电性连接，所述无线发送模块与驱动电路模块连接，所述开关模块、AC-DC降压稳压模块、驱动电路模块、散热模块、无人机定点降落辅助模块和无线通信模块均与无线充电平台控制器电性连接，所述无人机控制器与无线充电平台控制器通过无线通信模块连接。
优选的，所述无线发送模块包括依次电性连接的整流桥电路、输入滤波电路、全桥逆变器以及发送谐振线圈，所述整流桥电路与开关模块电性连接，所述驱动电路模块与全桥逆变器电性连接。
优选的，所述无线接收模块包括接收谐振线圈、整流桥、滤波稳压电路、电气负载，所述电气负载与开关控制模块电性连接。
优选的，所述无线充电平台上设有机械手，所述机械手与无线充电平台控制器连接。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明的基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，当无人机在飞行工作中电量检测模块检测到电池电量达到警戒线时，无人机通过无线通信模块与无线充电平台进行通信，利用GPS定位模块，确认无线充电平台的位置及自身位置，然后飞行至无线充电平台的上空，利用GPS模块及双目视觉定位模块精确降落于无线充电位置上，如果未能精确降落在无线充电位置上，则无线充电平台控制器通过控制机械手将无人机捉住并放置于无线充电位置上，当确认无人机处于无线充电位置上时，无线充电系统开始工作，对无人机进行充电，电量检测模块检测到无人机电池充满电时，无线充电系统停止工作，无人机起飞，此发明，通过电量检测模块能自动检测到无人机电池电量，确保无人机保留充足的电量能飞行至无线充电平台；无人机定点降落辅助模块能辅助无人机精确降落于无线充电位置上，充电效率高。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1出示本发明的具体实施方式：一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，包括无人机和无线充电平台，所述无人机上还设有无线接收模块、散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块和电池以及无人机控制器，所述无线接收模块与开关控制模块电性连接，所述开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与电池电性连接，所述散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与无人机控制器电性连接；
所述无线充电平台包括AC-DC降压稳压模块、开关模块、无线发送模块、驱动电路模块、散热模块、无人机定点降落辅助模块、无线通信模块和无线充电平台控制器，所述AC-DC降压稳压模块和开关模块均与市电连接，所述开关模块与无线发送模块电性连接，所述无线发送模块与驱动电路模块连接，所述开关模块、AC-DC降压稳压模块、驱动电路模块、散热模块、无人机定点降落辅助模块和无线通信模块均与无线充电平台控制器电性连接，所述无人机控制器与无线充电平台控制器通过无线通信模块连接。
本实施例中，所述无线发送模块包括依次电性连接的整流桥电路、输入滤波电路、全桥逆变器以及发送谐振线圈，所述整流桥电路与开关模块电性连接，所述驱动电路模块与全桥逆变器电性连接。
本实施例中，所述无线接收模块包括接收谐振线圈、整流桥、滤波稳压电路、电气负载，所述电气负载与开关控制模块电性连接。
本实施例中，所述无线充电平台上设有机械手，所述机械手与无线充电平台控制器连接。
本发明的工作原理：无线充电平台与市电相连，无线充电平台控制器的工作电源通过一个AC-DC降压稳压模块将市电的交流电压转换成直流电压供给整个平台，无线充电平台的无线发送模块包括整流桥、输入滤波电路、全桥逆变器以及发送谐振线圈，整流桥与开关模块电性连接，驱动电路模块与全桥逆变器电性连接，该无线发送模块通过开关模块与市电相连，当充电时，无线充电平台控制器控制开关模块打开，无线发送模块开始工作，整流桥将市电的交流电转换成单相的直流电，输入滤波电路滤去整流输出的直流电压中的波纹，全桥逆变器将滤波后的直流电压转换成高频的高压交流电后通过发送谐振线圈发送出去，散热模块对无线充电过程中产生的热量进行降温，保证整个系统-处于正常的工作温度范围内，无线充电平台控制器通过无线通信模块与无人机控制器进行通信，为无人机指引自身的位置，确认无人机是否准确降落在充电点上、无线接收模块是否已经打开及是否充满电等信息，无人机定点降落辅助模块分为被动的视觉彩色指引及主动的控制地点两部分，在规定的无线充电地点涂上色彩鲜明的颜色，让无人机通过双目视觉能精确辨识降落地点；同时，无人机没能降落充电位置上，无线充电平台控制器主动通过无线通信的方式与无人机通信，确认无人机位置，然后通过机械手将无人机捉住，并放置于无线充电位置上，无线接收模块集成在无人机上，由无人机控制器控制，当无人机在飞行工作中，电量检测模块检测到电池电量达到警戒线时，无人机通过无线通信模块与无线充电平台进行通信，利用GPS定位模块，确认无线充电平台的位置及自身位置，然后飞行至无线充电平台的上空，利用GPS模块及双目视觉定位模块精确降落于无线充电位置上，接收谐振线圈用于接收来自于发射谐振线圈发射的谐振，整流桥将接收到的高压高频电压转换成单相直流电，单相直流通过滤波稳压电路及电气负载产生适合的电压源给电池进行充电。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，包括无人机和无线充电平台，其特征在于：所述无人机上还设有无线接收模块、散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块和电池以及无人机控制器，所述无线接收模块与开关控制模块电性连接，所述开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与电池电性连接，所述散热模块、双目视觉定位模块、GPS定位模块，无线通信模块、开关控制模块、动力模块，电量检测模块、降压稳压模块均与无人机控制器电性连接；
所述无线充电平台包括AC-DC降压稳压模块、开关模块、无线发送模块、驱动电路模块、散热模块、无人机定点降落辅助模块、无线通信模块和无线充电平台控制器，所述AC-DC降压稳压模块和开关模块均与市电连接，所述开关模块与无线发送模块电性连接，所述无线发送模块与驱动电路模块连接，所述开关模块、AC-DC降压稳压模块、驱动电路模块、散热模块、无人机定点降落辅助模块和无线通信模块均与无线充电平台控制器电性连接，所述无人机控制器与无线充电平台控制器通过无线通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，其特征在于：所述无线发送模块包括整流桥、输入滤波电路、全桥逆变器以及发送谐振线圈，所述整流桥与开关模块电性连接，所述驱动电路模块与全桥逆变器电性连接。
3.根据权利要求2所述的基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，其特征在于：所述无线接收模块包括接收谐振线圈、整流桥、滤波稳压电路、电气负载，所述电气负载与开关控制模块电性连接。
4.根据权利要求1所述的基于共磁耦合的无人机智能无线充电系统，其特征在于：所述无线充电平台上设有机械手，所述机械手与无线充电平台控制器连接。
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