TWI410267B - 可隔空充電之飄浮式遙控飛機 - Google Patents

Description

可隔空充電之飄浮式遙控飛機

本發明係有關一種可隔空充電之飄浮式遙控飛機，特別是指一種具有充電模組之可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其兼具空中無線充電、環保無污染及損耗能源較低等優點及功效。

習知遙控飛機產生動力之方式係可分為電力式及燃料式兩種；以電力式來說，係於遙控飛機中設置一電池，供應驅動所需之電力；而燃料式之遙控飛機，則係藉由汽油或柴油等燃料來產生所需之動力，進而達到驅動。

然而，習知遙控飛機一般係仍存在著以下缺點：

[1]　需著陸充電或添加燃料；習知遙控飛機不論是電力式或燃料式，在電力或燃料不足時，都需控制飛機著陸，進行電池之充電、更換或添加燃料，在使用上較不方便。

[2]　燃料式較不環保；燃料式習知遙控飛機，其排放之廢氣及損耗之燃料，在極力推行節能減碳之當下，較不符合環保之理念。

[3]　能量損失較大。習知遙控飛機不論是燃料或電池，都具有一定之重量，加上遙控飛機本身之重量，使得遙控飛機飛行時所需之動力相對較大，能源之損耗也相對提高。

當然，若於遙控飛機與一電源供應端上分別設置線圈組，則可利用線圈間之電磁感應而達到電力之無線傳輸，使遙控飛機不需著陸即可達到充電；關於無線隔空充電之技術已由美國麻省理工學院研發出，並被稱為Witricity，代表無線充電(Wireless electricity)，其公開之資料顯示相隔2公尺遠之60瓦燈泡可以被點亮，而相關之專利公開資料亦可參閱US/2009/0224856之專利說明書(在此不詳述)。

上述的方式雖可達到無線充電之目的，但充電距離有限，使得遙控飛機仍需飛回電源供應端之充電範圍才可得到充電，並無法依飛行位置隨時進行充電，使得充電上相當不便。

因此，有必要研發新產品，以解決上述缺點及問題。

本發明之目的在於提供一種可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其兼具空中無線充電、環保無污染及損耗能源較低等優點及功效，用以解決習知技術需著陸充電或添加燃料、燃料式較不環保及能量損失較大之問題。

本發明解決上述問題之技術手段係提供一種可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其包括：一飛機本體，其係具有一定位裝置、一第一收發器、一充電模組、一驅動裝置、一本體主機及一內部空間；該定位裝置係用以測得該飛機本體之座標參數；該第一收發器係用以收發訊號；該充電模組係具有一感應線圈及一電池，該感應線圈係用以接收一電力振波，進而將電力儲存至該電池，並由該電池供應該飛機本體所需之電力；該驅動裝置係用以產生該飛機本體行進之動力；該本體主機係用以控制該飛機本體之作動；而該內部空間係用以灌入一可供該飛機本體飄浮之氣體；複數供電站，其係分別設於預定之地點，並連接一供電來源；該供電站係具有一供電站主機、一電磁共振器、一調整裝置及一第二收發器；該供電站主機係用以控制該供電站之作動；該電磁共振器係用以發送一預定頻率之電力振波；該調整裝置係用以調整該電磁共振器之方向及角度；而該第二收發器係用以收發訊號；一控制系統，其係包括一控制主機及一第三收發器；該控制主機係用以設定可控制該飛機本體及該供電站之指令，而該第三收發器係用以收發訊號；藉此，該飛機本體測得座標參數後，係以訊號之方式發出，使該控制系統接收該座標參數之訊號後，經由該控制主機運算而輸出一供電指令及一飛行航道指令，該供電指令係發送至距離該飛機本體最近之供電站，而該飛行航道指令係發送至該飛機本體；該飛機本體依該飛行航道指令而行進，而距離該飛機本體最近之該供電站，則同時接收該座標參數及該供電指令之訊號，進而控制該電磁共振器朝該飛機本體之方向發送一預定頻率之電力振波，經電磁場擴散至該感應線圈，使該電池達到充電。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

如第一、第二及第三圖所示，一種可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其包括：一飛機本體10，其係具有一定位裝置11、一第一收發器12、一充電模組13、一驅動裝置14、一本體主機15及一內部空間16；該定位裝置11係用以測得該飛機本體10之座標參數；該第一收發器12係用以收發訊號；該充電模組13係具有一感應線圈131及一電池132，該感應線圈131係用以接收一電力振波，進而將電力儲存至該電池132，並由該電池132供應該飛機本體10所需之電力；該驅動裝置14係用以產生該飛機本體10行進之動力(當然，亦可控制該飛機本體10漂浮之高度)；該本體主機15係用以控制該飛機本體10之作動；而該內部空間16係用以灌入一可供該飛機本體10飄浮之氣體(例如：氦氣)；假設該飛機本體10之重量為十公斤，則該內部空間16中之氦氣，其浮力係約可撐起九公斤重量，也就是說，驅動該飛機本體10之作動，相當於驅動一個一公斤的物體，所需之動力較小，可有效減少電能之損耗。

複數供電站20，其係分別設於預定之地點，並連接一供電來源70；該供電站20係具有一供電站主機21、一電磁共振器22、一調整裝置23及一第二收發器24；該供電站主機21係用以控制該供電站20之作動；該電磁共振器22係用以發送一預定頻率之電力振波；該調整裝置23係用以調整該電磁共振器22之方向及角度；而該第二收發器24係用以收發訊號。

一控制系統30，其係包括一控制主機31及一第三收發器32；該控制主機31係用以設定可控制該飛機本體10及該供電站20之指令，而該第三收發器32係用以收發訊號。

藉此，該飛機本體10測得座標參數後，係以訊號之方式發出，使該控制系統30接收該座標參數之訊號後，經由該控制主機31運算而輸出一供電指令及一飛行航道指令，該供電指令係發送至距離該飛機本體10最近之供電站20，而該飛行航道指令係發送至該飛機本體10；該飛機本體10依該飛行航道指令而行進，而距離該飛機本體10最近之該供電站20，則同時接收該座標參數及該供電指令之訊號，進而控制該電磁共振器22朝該飛機本體10之方向發送一預定頻率之電力振波，經電磁場擴散至該感應線圈131，使該電池132達到充電。

更詳細的說，該飛機本體10在以該定位裝置11測得座標參數後，係由該第一收發器12以訊號之方式發出；該控制系統30以該第三收發器32接收該座標參數之訊號，經由該控制主機31運算而輸出一供電指令及一飛行航道指令，並由該第三收發器32係將該供電指令及該飛行航道指令以訊號之方式發出；該飛機本體10之第一收發器12在接收該飛行航道指令之訊號後，該本體主機15即依該飛行航道指令而控制該驅動裝置14之驅動，進而控制該飛機本體10之作動；而距離該飛機本體10最近之供電站20係以該第二收發器24同時接收該供電指令及該座標參數之訊號後，該供電站主機21即依該供電指令及該座標參數而調整該電磁共振部22之角度及方向，對該飛機本體10發送一電力振波。

如第二圖所示，關於該供電站20之設置，係大體上平均分佈於一預定之路線上，例如：在預定之路線上，每五公尺設有一供電站20，使該飛機本體10在行進時可持續接收距離最近之供電站20所傳出之電力振波。

如第一及第三圖所示，該飛機本體10又包括一飛行控制部141，該飛行控制部141係用以控制該飛機本體10之飛行方向。

如第三圖所示，在該供電站20方面，該電磁共振器22係可為一磁線圈，而該調整裝置23係包括一控制器、一驅動器、一X軸伺服器及一Y軸伺服器，該供電站主機21在接收該飛機本體10之座標參數及該供電指令後，即對該控制器下達控制之指令，進而由該驅動部驅動該X軸伺服器及該Y軸伺服器，使該電磁共振器23調整至所需之發射方向及角度。

如第三圖所示，該控制系統30係可再包括一偵測雷達33，用以偵測該飛機本體10之座標，達到輔助定位之效果。

如第四圖所示，其係為該控制系統30對該飛機本體10之控制流程；在該控制系統30在接收該飛機本體10之座標參數後，即由該控制主機31計算一航道控制參數(該控制主機31係內建有一飛行航道資料庫)，進而傳出一飛行航道指令，使該飛機本體10依該飛行航道指令飛行。

如第五圖所示，其係為該供電站之控制流程；在該供電站20接收該飛機本體10之座標參數及該供電指令之訊號後，即由該供電站主機21計算該電磁共振器22之發射方向及角度(該供電站主機21係內建有一資料庫，可計算該供電站20與該飛機本體10所在座標之相對位置)，進而驅動該調整裝置23調整該電磁共振器23之方向及角度，達到對該飛機本體10之追蹤定位，使該電磁共振器23朝該飛機本體10發送一電力振波，達到無線充電之目的。

如第六圖所示，其係為該飛機本體10之充電及飛航流程；在該飛機本體10接收該供電站20之無線電力供應時，亦持續傳出目前位置之座標參數至該控制系統30，且接收該控制系統30傳出之飛行航道指令並依此指令飛行；當然，該飛機本體10之本體主機15，係可將該電池132之充電情形以訊號之方式發出，使該控制系統30可依電力而修正飛行航道或進行供電強度之修正(當然，在不需使用時，亦可控制該飛機本體10著陸)。

如第七圖所示，其係為該飛機本體10之電力關係圖；在該感應線圈131接收該電力振波後，所獲得之電力係可一部份直接供該驅動裝置14產生動力，而另一部份存入該電池132(在無該供電站20之電力供應時，則有該電池132儲存之電力可備用)。

關於本發明之可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其係為一般娛樂用之飛機；該飛機本體10因內部空間16灌入之氣體(例如：氦氣)而維持於飄浮狀態，使該飛機本體10在推進時所需之動力相對較小，損耗之能源也相對降低；而利用複數充電站20之設計，可使該飛機本體10獲得電力，進而產生飛行之動力，不需使用燃料來產生動力，在使用上更為環保。

綜上所述，本發明之優點及功效可歸納為：

[1]　空中無線充電。習知遙控飛機不論是電力式或燃料式，在電力或燃料不足時，都需控制飛機著陸，進行電池之充電、更換或添加燃料，在使用上較不方便；而本發明利用複數供電站20之設計，可在直接對空中之飛機本體10進行無線供電，不需著陸之動作。

[2]　環保無污染。燃料式習知遙控飛機，其排放之廢氣及損耗之燃料，在訴求節能減碳之當下，較不符合環保的理念；而本發明利用電力驅動，符合環保之理念，且可直接對空中之飛機本體10進行無線充電，在使用上相當方便。

[3]　損耗能源較低。習知遙控飛機不論是燃料或電池，都具有一定之重量，加上遙控飛機本身之重量，使得遙控飛機飛行時所需之動力相對較大，能源之損耗也相對提高；而本發明之該飛機本體10，因內部空間16灌入之氣體(例如：氦氣)而可維持於飄浮狀態，使該飛機本體10在推進時所需之動力相對較小，損耗之能源也相對降低。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出發明專利申請。

10．．．飛機本體

11．．．定位裝置

12．．．第一收發器

13．．．充電模組

131．．．感定線圈

132．．．電池

14．．．驅動裝置

141．．．飛行控制部

15．．．本體主機

16．．．內部空間

20．．．供電站

21．．．供電站主機

22．．．電磁共振器

23．．．調整裝置

24．．．第二收發器

30．．．控制系統

31．．．控制主機

32．．．第三收發器

33．．．偵測雷達

70．．．供電來源

第一圖係本發明之可隔空充電之飄浮式遙控飛機之示意圖

第二圖係本發明之供電站分佈之示意圖

第三圖係本發明之系統架構之示意圖

第四圖係本發明之飛機本體控制流程之示意圖

第五圖係本發明之供電站控制流程之示意圖

第六圖係本發明之飛機本體之充電及飛航流程之示意圖

第七圖係本發明之飛機本體之電力關係示意圖

10．．．飛機本體

11．．．定位裝置

12．．．第一收發器

13．．．充電模組

131．．．感定線圈

132．．．電池

14．．．驅動裝置

141．．．飛行控制部

15．．．本體主機

16．．．內部空間

20．．．供電站

21．．．供電站主機

22．．．電磁共振器

23．．．調整裝置

24．．．第二收發器

30．．．控制系統

31．．．控制主機

32．．．第三收發器

33．．．偵測雷達

70．．．供電來源

Claims (3)

1. 一種可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其包括：一飛機本體，其係具有一定位裝置、一第一收發器、一充電模組、一驅動裝置、一本體主機及一內部空間；該定位裝置係用以測得該飛機本體之座標參數；該第一收發器係用以收發訊號；該充電模組係具有一感應線圈及一電池，該感應線圈係用以接收一電力振波，進而將電力儲存至該電池，並由該電池供應該飛機本體所需之電力；該驅動裝置係用以產生該飛機本體行進之動力；該本體主機係用以控制該飛機本體之作動；而該內部空間係用以灌入一可供該飛機本體飄浮之氣體；複數供電站，其係分別設於預定之地點，並連接一供電來源；該供電站係具有一供電站主機、一電磁共振器、一調整裝置及一第二收發器；該供電站主機係用以控制該供電站之作動；該電磁共振器係用以發送一預定頻率之電力振波；該調整裝置係用以調整該電磁共振器之方向及角度；而該第二收發器係用以收發訊號；一控制系統，其係包括一控制主機及一第三收發器；該控制主機係用以設定可控制該飛機本體及該供電站之指令，而該第三收發器係用以收發訊號；藉此，該飛機本體測得座標參數後，係以訊號之方式發出，使該控制系統接收該座標參數之訊號後，經由該控制主機運算而輸出一供電指令及一飛行航道指令，該供電指令係發送至距離該飛機本體最近之供電站，而該飛行航道指令係發送至該飛機本體；該飛機本體依該飛行航道指令而行進，而距離該飛機本體最近之該供電站，則同時接收該座標參數及該供電指令之訊號，進而控制該電磁共振器朝該飛機本體之方向發送一預定頻率之電力振波，經電磁場擴散至該感應線圈，使該電池達到充電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其中，該飛機本體係包括一飛行控制部，該飛行控制部係用以控制該飛機本體之飛行方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可隔空充電之飄浮式遙控飛機，其中，該控制系統係又包括一偵測雷達，用以偵測該飛機本體之座標，達到輔助定位之效果。