CN210310013U - 一种光伏***的无人机自动充电站*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光伏***的无人机自动充电站***，属于电力电子技术领域。包括自动充电站和接收端，所述接收端安装的无人机上；所述自动充电站包括太阳能电池板、蓄电池（6）、控制器（8）和发射单元，所述的太阳能电池板与蓄电池（6）连接；所述蓄电池（6）分别与控制器（8）和发射单元连接，控制器（8）与发射单元连接。从根本上解决了无人机在野外充电电能来源的问题；同时利用新能源发电技术，减少对环境的破坏；可以与飞行器实现通信以及位置信息交换，无人机可以自动飞往充电站坐标位置，向充电站发送充电请求信息，实现无人机充电自动化，减少了人力投入的同时提高了充电的安全可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种光伏***的无人机自动充电站***。
背景技术
如今，全球民用无人机产业发展迅速，尤其是在物流运输、农业生产、测绘、消防等众多领域无人机显示了其不可替代的地位。此前，国务院制定的《中国制造2025》规划要求推进无人机产业化快速发展，“十三五”规划中对于无人机行业的发展也有明确的指导性规划和具体的扶持政策，国家***针对推进通用航空发展的政策更是频繁出台。中国2014年无人机销量约为两万架，其中民用无人机占98.6%，预计到2020年中国无人机销量将达到29万架。在民用无人机市场增长迅速，应用领域不断拓宽的形势下，制约其进一步爆发的关键因素就是无人机的续航能力。目前无人机主要使用可充电锂电池供电，但由于无人机的载重量有限，使得无人机搭载的蓄电池容量严重受限，无人机单次充电可支撑的续航时间较短，而在野外铺设电力传输线成本较高，稳定性较低，使得工业级无人机在野外作业时无法及时充电，影响作业效率。
同时，随着全球经济持续增长，石油及天然气价格大幅上涨，导致全球煤炭需求大幅上涨，价格逐步攀升，全球对于新能源的关注度不断上升，我国也不断加强新能源的利用。我国在经济发展的同时，也付出了巨大的环境代价，只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。根据国务院《关于加强节能工作的决定》、《节能减排综合性工作方案》以及科技部、信息部《做好自主创新和高技术产业化中央投资项目储备的工作方案》等指示精神，发展太阳能无人机充电***对于缓解我国电力供应压力，节约能源起到积极推动作用。
目前现有的无人机无线充电站主要有以下几方面的缺陷：
（1）现有的无人机无线充电***的电能来源主要为由电力线输送的市电，在有市电的情况下，由于无线充电站的充电效率问题，有线充电方案明显优于无线充电，因此单纯的无线充电***没有足够的使用价值；
（2）现有的无人机无线充电***无法在没有电力传输的野外环境下对无人机充电，无法增加无人机的续航时间即无法从根本上解决无人机电能需求单的问题；
（3）现有的无人机无线充电***的充电效率得不到保障，往往因接收端物***置的改变而影响充电效率；
（4）现有的无人机无线充电***的自动化程度较低，大多依靠手动操作，操作复杂。
实用新型内容
针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种光伏***的无人机自动充电站***的技术方案，能够解决在野外无法为无人机铺设充电电力电路的问题。
一种光伏***的无人机自动充电站***，包括自动充电站和接收端，所述接收端安装的无人机上；所述自动充电站包括太阳能电池板、蓄电池、控制器和发射单元，所述的太阳能电池板与蓄电池连接；所述蓄电池分别与控制器和发射单元连接，控制器与发射单元连接。
进一步的，所述的发射单元包括相连的无线电能发射模块和发射线圈，所述无线电能发射模块与控制器连接，发射线圈固定于自动充电站表面。
进一步的，所述的接收端包括无线电能接收模块、接收线圈、无线通信模块，无线电能接收模块与接收线圈连接，所述接收线圈固定于无人机底部。
进一步的，所述的自动充电站还设有充电接口，充电接口与蓄电池连接。
进一步的，所述的充电接口、太阳能电池板和蓄电池之间设有充电管理模块，所述充电管理模块由升降压电源管理电路组成。
进一步的，所述的控制器设有无线通信模块。
进一步的，所述的自动充电站还设有差分GPS定位模块，并与控制器连接。
进一步的，所述的发射线圈直径大于接收线圈直径。
进一步的，所述的自动充电站底部设有滚轮。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型的充电站可以与飞行器实现通信以及位置信息交换，无人机可以自动飞往充电站坐标位置，向充电站发送充电请求信息，实现无人机充电自动化，减少了人力投入的同时提高了充电的安全可靠性；
（2）本实用新型的充电站可依靠光伏***发电，将太阳能转变为电能，无需铺设电力线路，从根本上解决了无人机在野外充电电能来源的问题；同时利用新能源发电技术，减少对环境的破坏；
（3）本实用新型的充电站蓄电池可依靠市电充电，在送往作业地点之前可预先充电，以应对无法获取充足光照的环境；
（4）本实用新型的无线充电站表面发射线圈直径大于接收端接收线圈直径2倍，可以有效应对飞行器极端降落位置的情况，减小地磁场及其他设备部件的干扰，保证充电效率。
附图说明
图1是本实用新型一种光伏***的无人机自动充电站立体结构分解示意图；
图2为本实用新型接收端结构示意图；
图中各部件的标记如下：1-第一太阳能电池板；2-发射线圈；3-第二太阳能电池板；4-充电接口；5-充电管理模块；6-蓄电池；7-差分GPS定位模块；8-控制器；9-无线电能发射模块；10-滚轮；11-接收线圈；12-无线通信模块；13-无线电能接收模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种光伏***的无人机自动充电站***，如图1和图2所示，包括自动充电站和接收端，所述自动充电站包括：太阳能电池板、发射线圈2、、充电接口4、充电管理模块5、蓄电池6、差分GPS定位模块7、控制器8、无线电能发射模块9、滚轮10，所述的接收端包括接收线圈11、无线通信模块12和无线电能接收模块13，接收端安装在无人机上。所述太阳能电池板包括第一太阳能电池板1和第二太阳能电池板3，所述太阳能电池板与充电管理模块5连接，充电管理模块5分别与充电接口4、蓄电池6连接；所述控制器8与蓄电池6、差分GPS定位模块7和无线电能发射模块9连接，无线电能发射模块9与发射线圈2相连，发射线圈2安装在自动充电站表面。所述接收线圈11安装在无人机底部，并与无线电能接收模块13连接，用于接收自动充电站发射的电能，无线通信模块12与自动充电站通信。所述发射线圈2直径大于接收线圈11直径，优选的，发射线圈2直径大于接收端接收线圈11直径2倍。
将充电站放置在阳光充足的地方，第一太阳能电池板1、第二太阳能电池板3在光照条件下通过光伏效应产生直流电，因光照条件的变化导致产生的直流电电压变化较大，充电管理模块5采用升降压电路，经稳压滤波后输出大小一定的直流电，为蓄电池6供电。
在拥有市电充电条件的情况下，也可预先通过充电接口4经过充电管理模块5为蓄电池6充电，充电管理模块5带有过流保护及过充保护功能，以保障充放电过程的安全可靠性。
工作状态时蓄电池6向控制器8及无线电能发射模块9供电，控制器8与差分GPS模块7相连，差分GPS模块7向控制器8传输充电站所在的坐标位置信息，控制器8带有无线通信模块，可与无人机上安装的无线通信模块12传输控制信息及位置坐标信息；控制器8与无线电能发射模块9输入端相连，控制器8根据无线通信模块接收的数据信号控制无线电能发射模块9发射电能。
当无人机自动降落在充电站充电区域后，无线通信模块12向控制器8发送充电请求指令，控制器8向无线电能传输模块9发送充电控制指令，直流电经无线电能发射模块9处理后转为一定频率的交流电，通往发射线圈2，根据电磁感应现象，接收线圈11中产生感应交流电，经无线电能接收模块13后向无人机蓄电池充电，无人机充电完毕后，通过无线通信模块12向控制器8发送充电完毕指令，充电结束。
本实用新型中充电站搭载的太阳能电池板均采用可折叠设计，节约空间，充电站底部装有滚轮10，使得充电站可移动性更佳。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于包括自动充电站和接收端，所述接收端安装的无人机上；所述自动充电站包括太阳能电池板、蓄电池（6）、控制器（8）和发射单元，所述的太阳能电池板与蓄电池（6）连接；所述蓄电池（6）分别与控制器（8）和发射单元连接，控制器（8）与发射单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的发射单元包括相连的无线电能发射模块（9）和发射线圈（2），所述无线电能发射模块（9）与控制器（8）连接，发射线圈（2）固定于自动充电站表面。
3.根据权利要求1所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的接收端包括无线电能接收模块（13）、接收线圈（11）、无线通信模块（12），无线电能接收模块（13）与接收线圈（11）连接，所述接收线圈（11）固定于无人机底部。
4.根据权利要求1所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的自动充电站还设有充电接口（4），充电接口（4）与蓄电池（6）连接。
5.根据权利要求4所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的充电接口（4）、太阳能电池板和蓄电池（6）之间设有充电管理模块（5），所述充电管理模块（5）由升降压电源管理电路组成。
6.根据权利要求1所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的控制器（8）设有无线通信模块。
7.根据权利要求1所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的自动充电站还设有差分GPS定位模块（7），并与控制器（8）连接。
8.根据权利要求3所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的发射单元包括相连的无线电能发射模块（9）和发射线圈（2），所述无线电能发射模块（9）与控制器（8）连接，发射线圈（2）固定于自动充电站表面，所述的发射线圈（2）直径大于接收线圈（11）直径。
9.根据权利要求1所述的一种光伏***的无人机自动充电站***，其特征在于所述的自动充电站底部设有滚轮（10）。
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| CN112078414A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-15 | 北京中科利丰科技有限公司 | 一种用于无人机自主充电的充电装置和充电*** |
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2019
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