CN214429335U - 一种无线输电系统及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无线输电系统及无人机，其中，该无线输电系统包括：发射装置和接收装置；发射装置包括发光器件，接收装置包括光电转换器件；发光器件，用于接收外部电源输入的电能，利用电能加热以产生光能，并将该光能无线传输至光电转换器件；光电转换器件，用于接收发光器件传输的光能，将光能转换为电能以通过转换后的电能为用电设备供电，其中，用电设备至少包括无人机。本实用新型提供的无线输电系统及无人机，通过发射装置的发光器件和接收装置的光电转换器件的配合工作实现对无人机等用电设备的无线供电，无需布线，便于维护，实用性较佳。

Description

一种无线输电系统及无人机

技术领域

本实用新型涉及无接触电能传输技术领域，具体而言，涉及一种无线输电系统及无人机。

背景技术

无人机作为负载视频采集传输系统的设备，在影视拍摄、新闻采访、现场取证、空中巡逻等场合具有广泛的应用。现有的无人机一般存在如下两种方式，一种是自携带动力电池的无人机，其通过携带的动力电池提供动力驱动电机旋转螺旋桨产生动力飞行，另一种是重型无人机，即是系留无人机，其供电电源在地面，通过供电线缆连接无人机为无人机提供动力。前一种供电方式对应的无人机受限于电池而仅能飞行几十分钟，大大限制了其应用；后一种供电方式对应的无人机由于线缆的重量、线缆阻抗带来的损耗等因素影响，其起飞载重、飞行高度都受到极大限制，一般只能飞行100米左右。

可见，上述两种供电方式均无法满足无人机的供电需求，亟待需求一种能为无人机持续输电的便携装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无线输电系统及无人机，通过无线供电的方式为无人机等设备进行供电，实用性较佳。

第一方面，本实用新型提供了一种无线输电系统，包括：发射装置和接收装置；所述发射装置包括发光器件，所述接收装置包括光电转换器件；

所述发光器件，用于接收外部电源输入的电能，利用所述电能加热以产生光能，并将该光能无线传输至所述光电转换器件；

所述光电转换器件，用于接收所述发光器件传输的光能，将所述光能转换为电能以通过转换后的电能为用电设备供电，其中，所述用电设备至少包括无人机。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述发射装置还包括聚焦器件；

所述聚焦器件，用于接收所述发光器件传输的光能，对所述光能进行聚焦处理，并将聚焦处理后的光能无线传输至所述光电转换器件；

所述光电转换器件，还用于接收所述聚焦器件传输的光能，将所述光能转换为电能。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括安装底座、设置在所述安装底座上方的可转式支架和设置于所述安装底座内的驱动器和电机；

所述驱动器，用于接收所述无人机发送的当前方位信息，并根据所述当前方位信息生成对应的驱动信号，其中，所述驱动信号用于驱动所述可转式支架旋转以带动所述发射装置对准所述接收装置；

所述电机，用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述可转式支架旋转以带动所述发射装置对准所述接收装置。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述可转式支架还包括限位结构；

所述限位结构，用于控制所述可转式支架在预设范围内旋转。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括激光跟踪装置；所述激光跟踪装置包括激光探测器、处理器和驱动器；

所述激光探测器，用于向所述无人机发射激光信号，接收所述无人机

所述处理器，用于根据所述无人机反射的所述激光信号进行解算，得到所述无人机的空间位置信息；

所述驱动器，用于根据所述空间位置信息驱动所述发射装置对准所述接收装置。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述发光器件包括LCD灯、LED灯和白炽灯中的任意一种。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述聚焦器件包括凸透镜和抛物面镜中的任意一种。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述光电转换器件包括薄膜光电池和聚光光电池中的任意一种。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述光电转换器件为聚光光电池，所述聚光光电池由砷化镓材料制作而成。

第二方面，本实用新型还提供了一种无人机，包括第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第八种可能的实施方式中的任一项可能的实施方式所述的无线输电系统，所述无线输电系统为无人机供电。

本实用新型提供的无线输电系统，包括发射装置和接收装置；发射装置包括发光器件，接收装置包括光电转换器件；发光器件，用于接收外部电源输入的电能，利用电能加热以产生光能，并将该光能无线传输至光电转换器件；光电转换器件，用于接收发光器件传输的光能，将光能转换为电能以通过转换后的电能为用电设备供电，其中，用电设备至少包括无人机。本实用新型提供的无线输电系统及无人机，通过发射装置的发光器件和接收装置的光电转换器件的配合工作实现对无人机等用电设备的无线供电，无需布线，便于维护，实用性较佳。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例一所提供的一种无线输电系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例二所提供的一种无线输电系统的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例二所提供的一种无线输电系统中激光跟踪装置的模块组成示意图；

图4示出了本实用新型实施例三所提供的一种无线输电系统的结构示意图。

主要元件符号说明：

3、外部电源；4、用电设备；5、激光跟踪装置；11、发光器件；12、聚焦器件；21、光电转换器件；51、激光探测器；52、处理器；53、驱动器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

考虑到相关技术中的自携带动力电池的无人机由于采用自带电池供电而仅能飞行几十分钟，大大限制了其应用，系留无人机由于线缆的重量、线缆阻抗带来的损耗等因素影响，其起飞载重、飞行高度都受到极大限制，也即，上述两种供电方式均无法满足用户的需求。基于此，本实用新型实施例提供了一种无线输电系统及无人机，下面通过几个实施例做详细的说明。

实施例一：

图1为本实用新型实施例提供的无线输电系统的结构示意图。

本实用新型实施例提供了一种无线输电系统，该无线输电系统包括发射装置和接收装置；发射装置包括发光器件11，接收装置包括光电转换器件21；

发光器件11，用于接收外部电源3输入的电能，利用电能加热以产生光能，并将该光能无线传输至光电转换器件21；

光电转换器件21，用于接收发光器件11传输的光能，将光能转换为电能以通过转换后的电能为用电设备4供电，其中，用电设备4至少包括无人机。

本实用新型实施例提供的无线输电系统，包括发射装置和接收装置；发射装置包括发光器件11，接收装置包括光电转换器件21；发光器件11，用于接收外部电源3输入的电能，利用电能加热以产生光能，并将该光能无线传输至光电转换器件21；光电转换器件21，用于接收发光器件11传输的光能，将光能转换为电能以通过转换后的电能为用电设备4供电，其中，用电设备4至少包括无人机，其通过发射装置的发光器件11和接收装置的光电转换器件21的配合工作实现对无人机等用电设备4的无线供电，实用性较佳。

考虑到本实用新型实施例提供的无线输电系统的具体应用场景，无线输电系统中的发射装置可以设置在地面上，接收装置则可以设置在无人机上，如设置在无人机的机身底部。通过发射装置中的发光器件11将产生的光能传输至接收装置中的光电转换器件21，也即，通过发光器件11和光电转换器件21的配合工作进行电能→光能→电能的转换，实现了电能的无线传输。

值得说明的是，本实用新型实施例提供的无线输电系统不仅可以应用于无人机技术领域，还可以应用于山上输电、岛屿输电、航模输电等各种应用场景，以满足不同用户的不同需求。

其中，本实用新型实施例中的发光器件11可以是LCD灯、还可以是LED灯，还可以是白炽灯，还可以是其他发光器件。考虑到本实用新型实施例需要大功率的光能进行后续供电，因此，上述发光器件11采用大功率光源器件或光源阵列实现电能至光能的转换，以定向发出大功率光。其中，本实用新型实施例可以采用多个单管LED组成的LED阵列，以得到较高的光输出功率，还可以采用增加单管LED尺寸的方式以得到较高的光输出功率。

另外，本实用新型实施例中的光电转换器件21可以是薄膜光电池，还可以是聚光光电池，还可以是其他光电池。考虑到聚光光电池具备转化率高，占地面积小和耗材少等优点，本实用新型实施例优选的采用聚光光电池。又考虑到砷化镓作为一种III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温等优良特性，本实用新型实施例中的聚光光电池优选的采用砷化镓材料制作而成。

进一步的，本实用新型实施例提供的无线输电系统可以通过手动、自动、电子、机械等各种方式实现发射装置与接收装置之间的对准。为了更好的实现发射装置与接收装置之间的对准，本实用新型实施例提供的无线输电系统采用自动方式进行实现。具体的，上述无线输电系统包括安装底座、可转式支架、驱动器和电机，其中，可转式支架设置在安装底座的上方，驱动器和电机均设置在安装底座的内部。上述驱动器接收无人机发送的当前方位信息，并根据当前方位信息生成对应的驱动信号，其中，驱动信号用于驱动可转式支架旋转以带动发射装置对准接收装置，电机则具体实现旋转的动作执行。

其中，为了限制上述可转式支架的旋转角度，上述可转式支架上还设置有限位结构，以进一步提供本实用新型实施例提供的无线输电系统的实用性。

实施例二：

图2为本实用新型实施例提供的无线输电系统的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的无线输电系统中的激光跟踪装置的模块组成示意图。

本实用新型实施例提供的无线输电系统同样由发射装置和接收装置构成，且上述发射装置中的发光器件11将产生的光能传输至接收装置中的光电转换器件21，也即，通过发光器件11和光电转换器件21的配合工作进行电能→光能→电能的转换，实现了电能的无线传输。

本实用新型实施例提供的无线输电系统可以通过手动、自动、电子、机械等各种方式实现发射装置与接收装置之间的对准。为了更好的实现发射装置与接收装置之间的对准，本实用新型实施例提供的无线输电系统采用电子方式进行实现。具体的，上述无线输电系统还包括激光跟踪装置5；激光跟踪装置5包括激光探测器51、处理器52和驱动器53；激光探测器51向无人机发射激光信号，接收无人机反射的激光信号，处理器52根据无人机反射的激光信号进行解算，得到无人机的空间位置信息；驱动器53则根据空间位置信息驱动发射装置对准接收装置。

具体的，本实用新型实施例中的激光跟踪装置5采用激光跟踪技术，其以激光照射运动目标(如无人机)，根据从目标反射回来的激光信号与测量系统光轴的偏离角，控制测量系统指向目标方向的技术。其中，上述测量系统一般由激光跟踪头(跟踪仪)、控制器、用户计算机、反射器(靶镜)及测量附件等组成。该测量系统的工作基本原理是在无人机上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当无人机移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置，即本实用新型实施例提供的无线输电系统可以利用激光跟踪系统对动态目标实现自动连续跟踪，精度高、效率高、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便，实用性较佳。

实施例三：

图4为本实用新型实施例提供的无线输电系统的结构示意图。

本实用新型实施例提供的无线输电系统同样由发射装置和接收装置构成，但上述发射装置不仅包括发光器件11，还包括将发光器件11产生的光能进行聚焦的聚焦器件12，该聚焦器件12能够接收发光器件11传输的光能，对光能进行聚焦处理，并将聚焦处理后的光能无线传输至接收装置的光电转换器件21以便于该光电转换器件21将接收的聚焦后的光能转换为电能。

其中，本实用新型实施例中的聚焦器件12可以是凸透镜，还可以是抛物面镜，还可以是其他定向发光传输器件。本实用新型实施例通过上述聚焦器件12可以将发光器件11传输的光线聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍。其中，上述聚焦倍数和聚焦器件12的尺寸存在正相关关系，也即，尺寸越大，收集的能量也就越多。另外，本实用新型实施例提供的无线输电系统可以通过手动、自动、电子、机械等各种方式上述聚焦后的光线投射到接收装置的光电转换器件21上。为了更好的实现发射装置与接收装置之间的对准，本实用新型实施例可以采用实施例一中采用的自动对准方式，还可以采用实施例二中采用的电子对准方式，不管哪种方式，均可保持光聚焦的精准，在接收装置随着无人机的运动而运动时，可使发射装置自动对准接收装置，并自动调整聚焦点，实用性较佳。

基于上述任意一种实施例所提供的无线输电系统，本实用新型实施例还提供了一种无人机，该无人机通过上述无线输电系统进行供电。可见，该无人机采用无线方式进行供电，无需电缆，便于维护，实用性较佳。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种无线输电系统，其特征在于，包括：发射装置、接收装置和对准装置；所述发射装置包括发光器件，所述接收装置包括光电转换器件；

所述发光器件，用于接收外部电源输入的电能，利用所述电能加热以产生光能，并将该光能无线传输至所述光电转换器件；

所述光电转换器件，用于接收所述发光器件传输的光能，将所述光能转换为电能以通过转换后的电能为用电设备供电，其中，所述用电设备为无人机或航模；

所述对准装置，用于通过手动方式、自动方式、电子方式或机械方式实现发射装置与接收装置之间的对准。

2.根据权利要求1所述的无线输电系统，其特征在于，所述发射装置还包括聚焦器件；

所述聚焦器件，用于接收所述发光器件传输的光能，对所述光能进行聚焦处理，并将聚焦处理后的光能无线传输至所述光电转换器件；

所述光电转换器件，还用于接收所述聚焦器件传输的光能，将所述光能转换为电能。

3.根据权利要求1所述的无线输电系统，其特征在于，还包括安装底座、设置在所述安装底座上方的可转式支架和设置于所述安装底座内的驱动器和电机；

所述驱动器，用于接收所述无人机发送的当前方位信息，并根据所述当前方位信息生成对应的驱动信号，其中，所述驱动信号用于驱动所述可转式支架旋转以带动所述发射装置对准所述接收装置；

所述电机，用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述可转式支架旋转以带动所述发射装置对准所述接收装置。

4.根据权利要求3所述的无线输电系统，其特征在于，所述可转式支架还包括限位结构；

所述限位结构，用于控制所述可转式支架在预设范围内旋转。

5.根据权利要求1所述的无线输电系统，其特征在于，所述发光器件包括LCD灯、LED灯和白炽灯中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的无线输电系统，其特征在于，所述聚焦器件包括凸透镜和抛物面镜中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的无线输电系统，其特征在于，所述光电转换器件包括薄膜光电池和聚光光电池中的任意一种。

8.根据权利要求7所述的无线输电系统，其特征在于，所述光电转换器件为聚光光电池，所述聚光光电池由砷化镓材料制作而成。

9.一种无人机，包括权利要求1至8中任一项所述的无线输电系统，其特征在于，所述无线输电系统为无人机供电。

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