一种无人机无线充电磁耦合机构的制作方法

本发明涉及一种无人机无线充电磁耦合机构，属于无人机无线充电。

背景技术：

1、随着无人机行业的蓬勃发展，无人机在各个领域都有了一席之地，越来越多的企业和个人都意识到了无人机航拍、无人机巡逻的优势。由于无人机的工作内容大多为航拍与巡逻，需要较长时间的待机，当电量耗尽时需要及时充电，以保证任务顺利进行。

2、现有技术中，无人机主要采用有线充电，当电池电量不足时，需要取出电池并将其与充电器连接。若无人机在执行任务的过程中电池电量不足，则需要将无人机着陆，取出电池充电，待电池电量充足时才能继续执行任务，充电过程较为繁琐，非常耽误任务的执行效率，用户体验较差。

3、授权公告号为cn110729820b的中国发明专利授权公告文件提供了一种无人机及其机携无线接收单元、为其无线充电的抗偏移耦合线圈，此方案基于无人机机携无线接收单元与主接收线圈、副接收线圈设置了无人机无线充电装置，使用平面线圈的主发射线圈与平面线圈的主接收线圈，使得无人机在充电平台上可通过平面线圈进行无线充电，有效解决了现有技术中无人机有线充电繁琐，用户体验较差的问题。

4、但是为了增加充电的抗偏移性，该方案在主接收线圈的基础上还设置了两个副接收线圈，虽然能提高无人机的无线充电效率和抗偏移性，不会在降落位置稍有偏差时充电效率就大幅减少，但由于无人机内部空间位置的局限，使得平面线圈的布置位置极其有限，即使是长条形平面线圈，也会因狭窄的布置位置使得绕线匝数下降，导致感应电流有限，无人机通过此方案的无线充电效率仍然较低，影响用户使用体验。

5、此外，现有技术还有如图6所示的无人机无线充电方式，此方案在无人机充电平台上设置一个较大的平面线圈6，当无人机需要充电时，将无人机上的四个柱状螺旋线圈66与无人机充电平台上的平面线圈6接近，以向无人机充电。此方案将四个柱状螺旋线圈66与一个平面线圈6对应，导致柱状螺旋线圈66与平面线圈6的耦合能力较差，导致无人机无线充电效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种无人机无线充电磁耦合机构，用以解决现有技术中无人机无线充电效率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种无人机无线充电磁耦合机构，包括位于充电底座、成组横向相邻设置的用于产生变化磁场的平面线圈，同一时刻相邻两个平面线圈产生的磁场方向相反；还包括设置于无人机上的接收端，所述接收端包括若干个用于通过所述变化磁场产生感应电流柱状螺旋线圈；充电时，所述柱状螺旋线圈横向位于成组的平面线圈之间或平面线圈之间的上方。

4、进一步地，充电时，所述柱状螺旋线圈至少一端在对应平面线圈所在平面的投影位于该平面线圈的中间区域。

5、进一步地，所述平面线圈成环形设置，任意相邻两个环形线圈构成一组。

6、进一步地，所述充电底座上还包括围绕所述充电底座上一点环形设置的两组成组的平面线圈，所述两组成组的平面线圈中的四个平面线圈刚好在所述充电底座上围成一个正方形。所述平面线圈有4个，分布在正方形的四个顶点位置。

7、进一步地，所述柱状螺旋线圈两两一组设置，充电时，每组柱状螺旋线圈同轴横向位于成组的平面线圈之间或平面线圈之间的上方。

8、进一步地，每组的两个柱状螺旋线圈各自朝外的一端分别在对应平面线圈所在平面的投影位于该平面线圈的中间区域。

9、进一步地，所述柱状螺旋线圈设置在无人机横向脚架内。

10、进一步地，所述平面线圈还包括长方体并设置于所述平面线圈中心的第一铁氧体磁芯，所述接收端还包括柱状并设置于所述柱状螺旋线圈内部的第二铁氧体磁芯。

11、进一步地，所述平面线圈与柱状螺旋线圈采用利兹线绕制。

12、进一步地，所述平面线圈与柱状螺旋线圈的利兹线线径设置为2.0mm，平面线圈匝数设置为20，柱状螺旋线圈匝数设置为50，激励电流频率设置为100khz，平面线圈与柱状螺旋线圈的间距设置为4mm。

13、本发明的有益效果为：

14、本发明作为改进型发明，将无人机接收端的接收线圈设置为柱状螺旋形线圈，并在充电底座上成组横向相邻设置有用于产生变化磁场的平面线圈，同一时刻两个平面线圈产生的磁场方向相反，在充电时，柱状螺旋线圈横向位于成组的平面线圈之间或平面线圈之间的上方，使得成组的相邻设置的平面线圈所产生的磁场通过柱状螺旋线圈形成回路，且横向设置的柱状螺旋线圈使得靠近平面线圈密集的磁场回路尽可能多的穿过其中，极大地增强了无人机充电系统的电磁耦合，有效提升了无人机充电系统的充电效率，解决了现有技术中无人机无线充电效率较低的问题。

技术特征：

1.一种无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，包括位于充电底座、成组横向相邻设置的用于产生变化磁场的平面线圈，同一时刻相邻两个平面线圈产生的磁场方向相反；还包括设置于无人机上的接收端，所述接收端包括若干个用于通过所述变化磁场产生感应电流柱状螺旋线圈；充电时，所述柱状螺旋线圈横向位于成组的平面线圈之间或平面线圈之间的上方。

2.根据权利要求1所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，充电时，所述柱状螺旋线圈至少一端在对应平面线圈所在平面的投影位于该平面线圈的中间区域。

3.根据权利要求2所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述平面线圈成环形设置，任意相邻两个环形线圈构成一组。

4.根据权利要求3所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述充电底座上还包括围绕所述充电底座上一点环形设置的两组成组的平面线圈，所述两组成组的平面线圈中的四个平面线圈刚好在所述充电底座上围成一个正方形。所述平面线圈有4个，分布在正方形的四个顶点位置。

5.根据权利要求1所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述柱状螺旋线圈两两一组设置，充电时，每组柱状螺旋线圈同轴横向位于成组的平面线圈之间或平面线圈之间的上方。

6.根据权利要求5所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，每组的两个柱状螺旋线圈各自朝外的一端分别在对应平面线圈所在平面的投影位于该平面线圈的中间区域。

7.根据权利要求1所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述柱状螺旋线圈设置在无人机横向脚架内。

8.根据权利要求1所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述平面线圈还包括长方体并设置于所述平面线圈中心的第一铁氧体磁芯，所述接收端还包括柱状并设置于所述柱状螺旋线圈内部的第二铁氧体磁芯。

9.根据权利要求1所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述平面线圈与柱状螺旋线圈采用利兹线绕制。

10.根据权利要求7所述的无人机无线充电磁耦合机构，其特征在于，所述平面线圈与柱状螺旋线圈的利兹线线径设置为2.0～4.0mm，平面线圈匝数设置为10～30，柱状螺旋线圈匝数设置为25～75，激励电流频率设置为100～200khz，平面线圈与柱状螺旋线圈的间距设置为2.0～4.0mm。

技术总结本发明涉及一种无人机无线充电磁耦合机构，包括位于充电底座、成组横向相邻设置的用于产生变化磁场的平面线圈，同一时刻相邻两个平面线圈产生的磁场方向相反；还包括设置于无人机上的接收端，所述接收端包括若干个用于通过所述变化磁场产生感应电流柱状螺旋线圈；本发明使得无人机在充电时，柱状螺旋线圈横向位于成组的平面线圈之间或平面线圈之间的上方，使得成组的相邻设置的平面线圈所产生的磁场通过柱状螺旋线圈形成回路，极大地增强了无人机充电系统的电磁耦合，解决了现有技术中无人机无线充电效率较低的问题；此外，无人机沿垂直于充电平台的轴旋转90°、180°时依旧可以补充电能，提高了无人机充电的便捷性。技术研发人员：宋科汛,刘志孟,姚毅飞,郭建设,王刚受保护的技术使用者：中航光电科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9