CN207388953U - 向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人，属于清洁能源应用技术领域。阳光照射空中发电机器人的碳纤维框架上的薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线、光伏控制器输入储能电池乙储存。从储能电池乙输出的小量电流分别供应旋翼飞行推进器、北斗卫星导航装置、飞行控制器和电子计算机的用电。大量电流用于向电动汽车供电。空中发电机器人的无线充电装置发送端控制器控制电能的发送，当无线充电装置发送端共振电感器与无线充电装置接收端共振电感器相距20—30厘米时，电能就会从发送端转移到接收端。无线充电装置接收端整流器会把无线电波的能量转换成电动汽车能够使用的电能，用于向电动汽车的驾驶装置、照明灯和电动机供电。

Description

向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人

技术领域

本实用新型涉及向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人，属于清洁能源应用技术领域。

背景技术

2013年以来，空气中的细颗粒物每年持续引发超过40万的欧洲人早亡，长时间的空气污染已使法国、德国、英国开出了禁售燃油汽车的时间表，用电动汽车取代燃油汽车已成汽车发展历史上的必然趋势。中国到2020年，自主品牌纯电动和插电式电动汽车在国内市场所占份额要达到70%以上，中国的电动汽车产业将会大发展。

用现有的供电网中的电力通过充电桩给电动汽车充电，并不能完全达到保护环境的目的。因为现有的供电网中的电力的来源十分复杂：百分之六十的电力来自燃煤发电，在燃煤发电的过程中向空气里排放了大量的二氧化碳、二氧化硫等温室气体，光伏发电、风力发电等可再生能源产生的电力所占的比例不到20%，如何大幅度增加光伏发电量和风力发电量和其他清洁能源电力已经成为当务之急。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人。

坚持全民共治污染，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战，需要壮大清洁能源产业，开发清洁能源产品。

世界上已经出现完全由太阳能提供动力、不使用化石燃料的太阳能驱动的电动汽车。2017年，在北京举行的世界机器人大会上，有13个自由度的仿蜻蜓机器人和仿水母机器人飞到展览大厅的空中舞动。目前，地面光伏电站的发展受到土地面积的限制，水面光伏电站的发展受到航运业、养殖业的影响，建造空中发电机器人，将光伏发电从陆地、水面引向到空中，可以大幅度增加光伏发电量。空中发电机器人在天空中充满电能后，飞向地面上的电动汽车，向陆地上的电动汽车供应百分之百源自光伏发电的电力，可以完全达到保护生态环境的目的。

空中发电机器人在天空中接收太阳光的照射，太阳光照射安装在空中发电机器人的顶面上的薄膜太阳能电池进行分布式光伏发电，光伏发电产生的电流通过导电线输入空中发电机器人内的储能电池乙进行调整。空中发电机器人内的储能电池乙充满电能后，空中发电机器人飞近陆地上电动汽车，空中发电机器人的无线充电装置接收端共振电感器与电动汽车的接收充电平台顶上的无线充电装置接收端共振电感器近距离接近时，电能就会从空中发电机器人的无线充电装置的发送端转移到电动汽车的无线充电装置的接收端，在电动汽车的接收端，无线充电装置接收端整流器会把无线电波的能量转换成电动汽车能够使用的电能。

从空中发电机器人向电动汽车传输无线电能时，空中发电机器人的无线充电装置发送端共振电感器的发射线圈发射无线电波形成交变电磁场，电动汽车的无线充电装置接收端共振电感器中的接收线圈位于交变电磁场内，空中发电机器人的电能发射装置与电动汽车的电能接收装置之间产生互感无线传能。如果空中发电机器人的无线充电装置发送端共振电感器与电动汽车的无线充电装置接收端共振电感器之间保持20厘米的距离，就能够以接近百分之百的效率实现电力传输。空中发电机器人内安装的飞行控制器能够稳定空中发电机器人的飞行姿势，并能控制空中发电机器人的自主飞行姿势。北斗卫星导航装置为空中发电机器人提供高精度、高可靠定位、导航服务，并具短报文通信能力。在电动汽车的驾驶装置内安装有内置无线通信设备和内置无线通信天线，可以与空中发电机器人进行信息互动。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

由电动汽车本体1、接收充电平台2、无线充电装置接收端共振电感器3、无线充电装置接收端整流器4、驾驶装置5、前照明灯6、导电线7、储能电池甲8、电动机9、动力输出轴10、机械传动装置11、车轮传动轴12、空中发电机器人13、碳纤维框架14、旋翼飞行推进器15、薄膜太阳能电池16、储能电池乙17、光伏控制器18、灯座19、灯珠20、飞行控制器21、北斗卫星导航装置22、电子计算机23、碳纤维安装盒24、无线充电装置发送端共振电感器25、无线充电装置发送端控制器26共同组成向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人；

在碳纤维框架14的顶面上安装薄膜太阳能电池16，在碳纤维框架14的两侧各等距离安装一只到八只旋翼飞行推进器15，在碳纤维框架14的下面的中间安装碳纤维安装盒24，在碳纤维安装盒24内安装无线充电装置发送端控制器26，在无线充电装置发送端控制器26的前方安装半露出在外面的无线充电装置发送端共振电感器25，在无线充电装置发送端控制器26的后方的碳纤维框架14内安装电子计算机23，在电子计算机23的后方安装储能电池乙17，在储能电池乙17的后方安装光伏控制器18，在光伏控制器18的后方安装灯座19，在灯座19的上面安装灯珠20，在储能电池乙17的右方安装飞行控制器21，在储能电池乙17的左方安装北斗卫星导航装置22，在北斗卫星导航装置22的上面安装无线通信天线，在电动汽车本体1内的中部安装储能电池甲8，在电动汽车本体1的前部安装驾驶装置5，在驾驶装置5的前方安装前照明灯6，在电动汽车本体1的后部安装电动机9，在电动机9的右方、电动汽车的后轮的上方安装机械传动装置11，在电动汽车本体1的车顶上安装接收充电平台2，在接收充电平台2内安装无线充电装置接收端整流器4，在无线充电装置接收端整流器4的上方安装半外露的无线充电装置接收端共振电感器3；

在电动汽车本体1内：储能电池甲8通过导电线7与驾驶装置5连接，驾驶装置5通过导电线7与前照明灯6连接，储能电池甲8通过导电线7与电动机9连接，电动机9通过动力输出轴10与机械传动装置11连接，机械传动装置11通过车轮传动轴12与汽车后轮连接，储能电池甲8通过导电线7与无线充电装置接收端整流器4连接，无线充电装置接收端整流器4通过导电线7与无线充电装置接收端共振电感器3连接，在空中发电机器人13内：储能电池乙17通过导电线7与电子计算机23连接，电子计算机23通过导电线7与碳纤维安装盒24内的无线充电装置发送端控制器26连接，无线充电装置发送端控制器26通过导电线7与半露在外面的无线充电装置发送端共振电感器25连接，电子计算机23通过导电线7与飞行控制器21连接，电子计算机23通过导电线7与北斗卫星导航装置22连接，储能电池乙17通过导电线7与飞行控制器21连接，储能电池乙17通过导电线7与北斗卫星导航装置22连接，储能电池乙17通过导电线7与光伏控制器18连接，光伏控制器18通过导电线7与灯座19和灯珠20连接，光伏控制器18通过导电线7与左侧的旋翼飞行推进器15连接，光伏控制器18通过导电线7与右侧的旋翼飞行推进器15连接。

北斗卫星导航装置22是全球卫星导航装置或区域卫星导航装置。

储能电池甲8和储能电池乙17是镍钴锰酸锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：①空中发电机器人向电动汽车供应的是在发电过程中不排放有害气体的清洁能源电力。②空中发电机器人的储能电池乙可以反复、多次使用，电动汽车的储能电池甲也可以反复、多次使用，因此空中发电机器人可以向电动汽车多次充电。③空中发电机器人上的薄膜太阳能电池和碳纤维框架的重量很轻，在飞行中本身能耗很低，有利于将大部分光伏电力供应给电动汽车。④供电时没有噪音。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所列举的实施例，只是用于帮助理解本实用新型，不应理解为对本实用新型保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思想的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

太阳光照射安装在空中发电机器人碳纤维框架的顶面上的薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线输入光伏控制器进行调整，从光伏控制器输出的经过调整后的第一股电流通过导电线输入储能电池乙储存电能，从光伏控制器输出的第二股电流通过导电线输入右侧的旋翼飞行推进器提供工作用电力，从光伏控制器输出的第三股电流通过导电线输入左侧的旋翼飞行推进器提供工作用电力，从储能电池乙输出的电流通过导电线分别向北斗卫星导航装置、飞行控制器、电子计算机供电，提供工作用电力。从储能电池乙输出的大部分电流通过导电线输入无线充电装置发送端控制器、接着输入无线充电装置发送端共振电感器，无线充电装置发送端共振电感器的发射线圈发出特定频率的无线电波，并在发射线圈的周围形成交变电磁场，通过无线传输的方式将电能输送给电动飞机。电子计算机通过载波的、具有信息传输功能的导电线分别与北斗卫星导航装置、储能电池乙、飞行控制器、无线充电装置发送端共振电感器连接，实现了空中发电机器人的数字化、信息化运作。同时，光伏控制器通过导电线向灯座上的灯珠供应照明用电，以便在夜间搜寻和发现空中发电机器人。

电动汽车上的无线充电装置接收端共振电感器内的接收线圈位于交变电磁场内，接收空中发电机器人的无线充电装置发送端共振电感器的发射线圈发来的某个特定频率的无线电波，在目前的技术条件下，当无线充电装置发送端共振电感器与无线充电装置接收端共振电感器之间的距离接近到只有20厘米到30厘米时，电能就会从发送端转移到接收端，无线充电装置接收端整流器会把无线电波的电能转换成电动汽车可用的电流，电流通过导电线输入储能电池甲，储能电池甲和储能电池乙都是能量密度高的锂离子电池。从储能电池甲输出的电流通过导电线向驾驶装置和驾驶装置前方的前照明灯供电。从储能电池甲输出的电流通过导电线输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机的运转使机械能通过动力输出轴传送进机械传动装置，机械传动装置的有序运转通过车轮转动轴驱动汽车后轮转动，承载汽车的重量向前运动，汽车前轮的作用是导向和承重。

空中发电机器人在向电动汽车供应电能时，才需要与电动汽车保持20厘米到30厘米的近距离，当输电结束后，空中发电机器人飞离电动汽车，飞到透明度高的高空中，调整好飞行姿势，让薄膜太阳能电池以最大的受光面积接收太阳光的照射，既快又多地将空中的太阳能转换成电能储存起来。储满电能的空中发电机器人飞向陆地上的电动汽车，再次进行无线供电。空中发电机器人的北斗卫星导航装置通过无线通信天线与陆地上电动汽车的驾驶装置中的内置无线通信设备和无线通信天线进行空中通信联络，使空中发电机器人的碳纤维安装盒与电动汽车的接收充电平台之间保持合理的距离，确保无线供电的安全进行。空中发电机器人的任务就是在空中飞来飞去，有时飞到高空中进行光伏发电，有时飞到陆地上电动汽车的上方，在空中向电动汽车安全、无线供电。

空中发电机器人既能对停驶状态的电动汽车供电，也能对运动状态的电动汽车供电，向电动汽车供应的完全是百分之百的光伏清洁能源电力，十分有益于治理空气污染。

现举出实施例如下：

实施例一：

太阳光照射空中发电机器人的碳纤维框架上的光电转换效率比较高的单晶硅薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线输入光伏控制器进行调整，从光伏控制器输出的电流通过导电线输入储能电池乙储存。空中发电机器人中的大部分电流通过互感无线传能向电动汽车发送电能、供应给电动汽车使用。小部分电流输送给空中发电机器人内的用电器作为工作用电。电动旋翼飞行推进器产生飞行动力，北斗卫星导航装置提供高精度定位服务，飞行控制器控制空中发电机器人的飞行姿势。电子计算机实行信息化运作，无线充电装置发送端控制器控制电能的发送，当无线充电装置发送端共振电感器与无线充电装置接收端共振电感器相距20厘米时，电能就会从发送端转移到接收端。无线充电装置接收端整流器会把无线电波的能量转换成电动汽车能够使用的电能。从无线充电装置接收端输出的电流通过导电线输入储能电池甲，从储能电池甲输出的电流通过导电线向驾驶装置和前照明灯供电。从储能电池甲输出的电流通过导电线向电动机供电，在电动机内电能转换成机械能，机械能通过动力输出轴传输进入机械传动装置，接着通过车轮传动轴驱动汽车后轮的转动，驱动汽车行驶。本实用新型实现了电动汽车在行驶时或停驶时完全依靠空中发电机器人提供清洁能源光伏电力来作为电动汽车的动力，十分有益于治理空气污染。

实施例二：

太阳光照射空中发电机器人的碳纤维框架上的光电转换效率比较高的多晶硅薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线输入光伏控制器进行调整，从光伏控制器输出的电流通过导电线输入储能电池乙储存。空中发电机器人中的大部分电流通过互感无线传能向电动汽车发送电能、供应给电动汽车使用。小部分电流输送给空中发电机器人内的用电器作为工作用电。电动旋翼飞行推进器产生飞行动力，北斗卫星导航装置提供高精度定位服务，飞行控制器控制空中发电机器人的飞行姿势。电子计算机实行信息化运作，无线充电装置发送端控制器控制电能的发送，当无线充电装置发送端共振电感器与无线充电装置接收端共振电感器相距30厘米时，电能就会从发送端转移到接收端。无线充电装置接收端整流器会把无线电波的能量转换成电动汽车能够使用的电能。从无线充电装置接收端输出的电流通过导电线输入储能电池甲，从储能电池甲输出的电流通过导电线向驾驶装置和前照明灯供电。从储能电池甲输出的电流通过导电线向电动机供电，在电动机内电能转换成机械能，机械能通过动力输出轴传输进入机械传动装置，接着通过车轮传动轴驱动汽车后轮的转动，驱动汽车行驶。本实用新型实现了电动汽车在行驶时或停驶时完全依靠空中发电机器人提供清洁能源光伏电力来作为电动汽车的动力，十分有益于治理空气污染。

Claims (3)

1.向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人，其特征是，由电动汽车本体（1）、接收充电平台（2）、无线充电装置接收端共振电感器（3）、无线充电装置接收端整流器（4）、驾驶装置（5）、前照明灯（6）、导电线（7）、储能电池甲（8）、电动机（9）、动力输出轴（10）、机械传动装置（11）、车轮传动轴（12）、空中发电机器人（13）、碳纤维框架（14）、旋翼飞行推进器（15）、薄膜太阳能电池（16）、储能电池乙（17）、光伏控制器（18）、灯座（19）、灯珠（20）、飞行控制器（21）、北斗卫星导航装置（22）、电子计算机（23）、碳纤维安装盒（24）、无线充电装置发送端共振电感器（25）、无线充电装置发送端控制器（26）共同组成向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人；

在碳纤维框架（14）的顶面上安装薄膜太阳能电池（16），在碳纤维框架（14）的两侧各等距离安装一只到八只旋翼飞行推进器（15），在碳纤维框架（14）的下面的中间安装碳纤维安装盒（24），在碳纤维安装盒（24）内安装无线充电装置发送端控制器（26），在无线充电装置发送端控制器（26）的前方安装半露出在外面的无线充电装置发送端共振电感器（25），在无线充电装置发送端控制器（26）的后方的碳纤维框架（14）内安装电子计算机（23），在电子计算机（23）的后方安装储能电池乙（17），在储能电池乙（17）的后方安装光伏控制器（18），在光伏控制器（18）的后方安装灯座（19），在灯座（19）的上面安装灯珠（20），在储能电池乙（17）的右方安装飞行控制器（21），在储能电池乙（17）的左方安装北斗卫星导航装置（22），在北斗卫星导航装置（22）的上面安装无线通信天线，在电动汽车本体（1）内的中部安装储能电池甲（8），在电动汽车本体（1）的前部安装驾驶装置（5），在驾驶装置（5）的前方安装前照明灯（6），在电动汽车本体（1）的后部安装电动机（9），在电动机（9）的右方、电动汽车的后轮的上方安装机械传动装置（11），在电动汽车本体（1）的车顶上安装接收充电平台（2），在接收充电平台（2）内安装无线充电装置接收端整流器（4），在无线充电装置接收端整流器（4）的上方安装半外露的无线充电装置接收端共振电感器（3）；

在电动汽车本体（1）内：储能电池甲（8）通过导电线（7）与驾驶装置（5）连接，驾驶装置（5）通过导电线（7）与前照明灯（6）连接，储能电池甲（8）通过导电线（7）与电动机（9）连接，电动机（9）通过动力输出轴（10）与机械传动装置（11）连接，机械传动装置（11）通过车轮传动轴（12）与汽车后轮连接，储能电池甲（8）通过导电线（7）与无线充电装置接收端整流器（4）连接，无线充电装置接收端整流器（4）通过导电线（7）与无线充电装置接收端共振电感器（3）连接，在空中发电机器人（13）内：储能电池乙（17）通过导电线（7）与电子计算机（23）连接，电子计算机（23）通过导电线（7）与碳纤维安装盒（24）内的无线充电装置发送端控制器（26）连接，无线充电装置发送端控制器（26）通过导电线（7）与半露在外面的无线充电装置发送端共振电感器（25）连接，电子计算机（23）通过导电线（7）与飞行控制器（21）连接，电子计算机（23）通过导电线（7）与北斗卫星导航装置（22）连接，储能电池乙（17）通过导电线（7）与飞行控制器（21）连接，储能电池乙（17）通过导电线（7）与北斗卫星导航装置（22）连接，储能电池乙（17）通过导电线（7）与光伏控制器（18）连接，光伏控制器（18）通过导电线（7）与灯座（19）和灯珠（20）连接，光伏控制器（18）通过导电线（7）与左侧的旋翼飞行推进器（15）连接，光伏控制器（18）通过导电线（7）与右侧的旋翼飞行推进器（15）连接。

2.根据权利要求1所述的向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人，其特征是，所述的北斗卫星导航装置（22）是全球卫星导航装置或区域卫星导航装置。

3.根据权利要求1所述的向陆地上电动汽车无线供电的空中发电机器人，其特征是，所述的储能电池甲（8）和储能电池乙（17）是镍钴锰酸锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池。