CN210283932U - 无人机的无线充电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了无人机的无线充电装置，解决了现有的无人机无线充电装置不能很好地对无人机实现高效、稳定地充电问题。本实用新型包括发射端和接收端，接收端包括依次连接的接收端匹配单元、第一整流单元、充电机和电池，电池用于为无人机提供电源；发射端包括依次连接的第二整流单元、逆变器和发射端匹配单元，第二整流单元一侧输入交流电；发射端还包括DC/DC单元，DC/DC单元一端连接第二整流单元、另一端连接逆变器；发射端和接收端之间设置有耦合机构；接收端安装于无人机机体底部，发射端安装于无人机机体底部对应的停靠台上，发射端和接收端之间的距离为2cm～20cm。

Description

无人机的无线充电装置
技术领域
本实用新型涉及无人机无线充电技术领域，具体涉及无人机的无线充电装置。
背景技术
目前，随着无人机技术的发展，各行各业针对无人机的使用越来越多。无人机，它是通过无线遥感控制来进行操控的不载人飞行器。无人机的结构简单、成本不高，不仅能完成有人驾驶飞机执行的工作任务，而且还适用于有人飞机不能够执行的任务。尤其，在突发事情应急和预警方面对我们有帮助和指导作用。
然而，无人机在使用过程中或者在执行任务中，当无人机自身携带的电源出现不足，就会使任务中断，会影响整个工作的进展。
并且，现有的针对无人机无线充电装置的效率不佳，不能很好地对无人机实现高效、稳定地充电，且传输距离短，传输功率不大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：现有的无人机无线充电装置存在对无人机的充电效率不佳，不能很好地对无人机实现高效、稳定地充电问题，本实用新型提供了解决上述问题的无人机的无线充电装置。
本实用新型通过下述技术方案实现：
无人机的无线充电装置，包括发射端和接收端，所述接收端包括接收端匹配单元、第一整流单元、充电机和电池，接收端匹配单元连接第一整流单元，第一整流单元连接充电机，充电机连接电池，所述电池用于为无人机提供电源；所述发射端包括第二整流单元、逆变器和发射端匹配单元，第二整流单元连接逆变器，逆变器连接发射端匹配单元，第二整流单元一侧输入交流电；
所述发射端还包括DC/DC单元，所述DC/DC单元一端连接第二整流单元、另一端连接逆变器；所述发射端和接收端之间设置有耦合机构，所述耦合机构用于在发射端产生电磁场，接收端接收电磁场，电能通过磁场无线传输；
所述接收端安装于无人机机体底部，所述发射端安装于无人机机体底部对应的停靠台上，所述发射端和接收端之间的距离为2cm～20cm。
工作原理是：本实用新型采用上述方案通过在发射端和接收端之间设置耦合机构，通过耦合机构在发射端产生电磁场，接收端接收电磁场，电能通过磁场无线传输；通过耦合机构减少漏磁场，使得装置达到安全电磁环境限值标准，同时也能提高耦合系数，从而提高工作效率；在发射端还加入了DC/DC单元，通过DC/DC单元一端连接第二整流单元、另一端连接逆变器，这样通过DC/DC单元使发射端能够适用更广的电源输入，比如380V、220V、110V；使用时，接收端安装于无人机机体底部，发射端安装于无人机机体底部对应的停靠台上，并且使发射端和接收端之间的距离为2cm～20cm，这样保证对无人机的充电速度更快、效率更高。
本实用新型结构简单、合理，通过本实用新型装置可以实现对无人机可快速、高效和稳定地充电，保证无人机的正常顺利执行任务。
优选地，还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置与无人机机体底部与所述接收端之间，这样避免接收端对无人机的工作影响和干扰；且屏蔽层的口径大于发射端的口径，发射端的口径大于接收端的口径，使发射端能够完全覆盖住接收端，这样保证接收端的接收效果更好。
另外，在发射端同样可设置屏蔽层，基于发射端安装于无人机机体底部对应的停靠台上，发射端的屏蔽层设置于发射端与无人机机体底部对应的停靠台之间，可以避免发射端受地面上的电磁干扰。
优选地，所述屏蔽层的口径为60cm，发射端的口径为50cm，接收端的口径为10cm。
优选地，所述发射端与接收端在同一竖直轴线上，作为优选方案，这样保证发射端和接收端之间的位置关系，使无人机的充电效率最高。
优选地，所述发射端与接收端不在同一竖直线上，所述发射端与接收端不在同一竖直轴线上，接收端的安装位置相对于所述发射端的中心竖直轴线有水平偏移量，水平偏移量的最大值为10cm，此作为另一种优选方案，虽然不同于发射端与接收端在同一竖直轴线上，接收端的安装位置相对于所述发射端的中心竖直轴线有一定量的水平偏移量，仍然是可以高效地实现对无人机的充电。
优选地，所述逆变器采用高频逆变器，将直流电逆变为高频交流电，且频率越高，装置效率越高，成本越低。
优选地，所述DC/DC单元采用DC/DC电源转换器，能够将发射端输入的交流电压有效地输出为固定电压，稳定可靠。
本实用新型具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型在发射端还加入了DC/DC单元，通过DC/DC单元一端连接第二整流单元、另一端连接逆变器，这样通过DC/DC单元使发射端能够适用更广的电源输入，比如380V、220V、110V；
2、本实用新型在无人机机体底部与接收端之间，发射端与停靠台之间均可设置屏蔽层，避免外界的电磁干扰；
3、本实用新型结构简单、合理，通过本实用新型装置可以实现对无人机可快速、高效和稳定地充电，保证无人机的正常顺利执行任务。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型的无人机的无线充电装置整体结构示意图。
图2为本实用新型的无人机的无线充电装置的电路结构示意图。
图3为本实用新型的无人机的无线充电装置的发射端、接收端和屏蔽层之间的关系图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-发射端，2-接收端，3-接收端匹配单元，4-第一整流单元，5-充电机，6-电池，7-第二整流单元，8-逆变器，9-发射端匹配单元，10-DC/DC单元，11-屏蔽层，12-无人机机体。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1至图3所示，无人机的无线充电装置，包括发射端1和接收端2，所述接收端2包括接收端匹配单元3、第一整流单元4、充电机5和电池6，接收端匹配单元3连接第一整流单元4，第一整流单元4连接充电机5，充电机5连接电池6，所述电池6用于为无人机提供电源；所述发射端1包括第二整流单元7、逆变器8和发射端匹配单元9，第二整流单元7连接逆变器8，逆变器8连接发射端匹配单元9，第二整流单元7一侧输入交流电，所述逆变器8采用高频逆变器，且频率越高，装置效率越高，成本越低；
所述发射端1还包括DC/DC单元10，所述DC/DC单元10采用DC/DC电源转换器，DC/DC电源转换器能够将发射端1输入的交流电压有效地输出为固定电压，稳定可靠；所述DC/DC单元10一端连接第二整流单元7、另一端连接逆变器8；所述发射端1和接收端2之间设置有耦合机构，所述耦合机构用于在发射端1产生电磁场，接收端2接收电磁场，电能通过磁场无线传输；
所述接收端2安装于无人机机体12底部，所述发射端1安装于无人机机体12底部对应的停靠台上，所述发射端1和接收端2之间的距离为2cm～20cm。
还包括屏蔽层11，所述屏蔽层11设置与无人机机体12底部与所述接收端2之间，这样避免接收端2对无人机的工作影响和干扰；且屏蔽层11的口径大于发射端1的口径，发射端1的口径大于接收端2的口径，使发射端1能够完全覆盖住接收端2，这样保证接收端2的接收效果更好，进而利于接收端2对无人机的电池进行充电。
本实施例中，所述屏蔽层11的口径为60cm，发射端1的口径为50cm，接收端2的口径为10cm。
所述发射端1与接收端2在同一竖直轴线上，这样保证发射端和接收端之间的位置关系，使无人机的充电效率最高；且在本实施例中，所述发射端1和接收端2之间的竖直距离为20cm，在设定的范围内，发射端1和接收端2之间的竖直距离越小，效果越好。
工作原理是：本实用新型采用上述方案通过在发射端1和接收端2之间设置耦合机构，通过耦合机构在发射端1产生电磁场，接收端2接收电磁场，电能通过磁场无线传输；通过耦合机构减少漏磁场，使得装置达到安全电磁环境限值标准，同时也能提高耦合系数，从而提高工作效率；在发射端1还加入了DC/DC单元10，通过DC/DC单元10一端连接第二整流单元7、另一端连接逆变器8，这样通过DC/DC单元10使发射端1能够适用更广的电源输入，比如380V、220V、110V；使用时，接收端2安装于无人机机体12底部，发射端1安装于无人机机体12底部对应的停靠台上，并且使发射端1和接收端2之间的距离为2cm～20cm，这样保证对无人机的充电速度更快、效率更高。
使用时：发射端1通过接入380V或者220V或者110V的交流电，通过发射端1的各单元的配合把接入的交流电转换成稳定的供无人机需要的直流电，发射端匹配单元9与接收端匹配单元3匹配成功，由耦合机构完成发射端1到接收端2的电能传送，在接收端2经过整流，由充电机5完成对电池6充电，供无人机使用。
本实用新型结构简单、合理，通过本实用新型装置可以实现对无人机可快速、高效和稳定地充电，保证无人机的正常顺利执行任务。
实施例2
如图1至图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述发射端1与接收端2不在同一竖直线上，所述发射端1与接收端2不在同一竖直轴线上，接收端2的安装位置相对于所述发射端1的中心竖直轴线有水平偏移量，水平偏移量的最大值为10cm，虽然不同于实施例1中发射端1与接收端在2同一竖直轴线上，接收端2的安装位置相对于所述发射端1的中心竖直轴线有一定量的水平偏移量，仍然是可以高效地实现对无人机的充电。
如图3所示，本实施例中，接收端2的安装位置相对于所述发射端1的中心竖直轴线有10cm的水平偏移量，图3的虚线标识代表接收端2。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.无人机的无线充电装置，其特征在于：包括发射端(1)和接收端(2)，所述接收端(2)包括接收端匹配单元(3)、第一整流单元(4)、充电机(5)和电池(6)，接收端匹配单元(3)连接第一整流单元(4)，第一整流单元(4)连接充电机(5)，充电机(5)连接电池(6)，所述电池(6)用于为无人机提供电源；所述发射端(1)包括第二整流单元(7)、逆变器(8)和发射端匹配单元(9)，第二整流单元(7)连接逆变器(8)，逆变器(8)连接发射端匹配单元(9)，第二整流单元(7)一侧输入交流电；
所述发射端(1)还包括DC/DC单元(10)，所述DC/DC单元(10)一端连接第二整流单元(7)、另一端连接逆变器(8)；所述发射端(1)和接收端(2)之间设置有耦合机构，所述耦合机构用于在发射端(1)产生电磁场，接收端(2)接收电磁场，电能通过磁场无线传输；
所述接收端(2)安装于无人机机体底部，所述发射端(1)安装于无人机机体底部对应的停靠台上，所述发射端(1)和接收端(2)之间的距离为2cm～20cm。
2.根据权利要求1所述的无人机的无线充电装置，其特征在于：还包括屏蔽层(11)，所述屏蔽层(11)设置与无人机机体底部与所述接收端(2)之间，且屏蔽层(11)的口径大于发射端(1)的口径，发射端(1)的口径大于接收端(2)的口径。
3.根据权利要求2所述的无人机的无线充电装置，其特征在于：所述屏蔽层(11)的口径为60cm，发射端(1)的口径为50cm，接收端(2)的口径为10cm。
4.根据权利要求1或所述的无人机的无线充电装置，其特征在于：所述发射端(1)与接收端(2)在同一竖直轴线上。
5.根据权利要求1所述的无人机的无线充电装置，其特征在于：所述发射端(1)与接收端(2)不在同一竖直轴线上，接收端(2)的安装位置相对于所述发射端(1)的中心竖直轴线有水平偏移量，水平偏移量的最大值为10cm。
6.根据权利要求1所述的无人机的无线充电装置，其特征在于：所述逆变器(8)采用高频逆变器。
7.根据权利要求1所述的无人机的无线充电装置，其特征在于：所述DC/DC单元(10)采用DC/DC电源转换器。
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