一种激光无线充电的无人机系统的制作方法

本申请涉及无人机，尤其涉及一种激光无线充电的无人机系统。

背景技术：

1、无人机充电方式有多种，例如通过专门的锂电池进行充电，或者通过电缆进行充电。但这两种方式都需要安全使用，充电器需要具备过热保护、短路保护等安全措施，以及符合对应的输出电流和电压要求。而使用太阳能电池板，需要注意电池板的安装位置、面积等因素，以保证充电效果。

2、在本发明的发明人对无人机的充电测试过程中，因无人机无法做到全绝缘，而不能在变电站等电力环境中使用，目前无人机的供电方式传输还需要导线，无法做到真正的绝缘。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种激光无线充电的无人机系统，用于实现针对绝缘无人机的激光无线充电。

2、为解决上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：

3、本申请实施例提供一种激光无线充电的无人机系统，所述无人机系统包括：地面系统和设置于绝缘无人机内部的机载系统，其中，

4、所述地面系统，用于向所述绝缘无人机发射激光信号能量；

5、所述机载系统，包括：能量转换系统和储能系统，所述能量转换系统和所述储能系统之间通过光纤连接；

6、所述储能系统，用于接收所述激光信号能量，并将所述激光信号能量转换为电信号能量；

7、所述能量转换系统，用于对所述电信号能量进行能量转换，并向所述储能系统传输转换后的电信号能量；

8、所述储能系统，用于存储来自所述能量转换系统的转换后的电信号能量。

9、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述地面系统，包括：地面激光发射器，用于将激光介质产生的电子粒子或者光子进行加热，以产生激发能量，并将所述激发能量转换为所述激光信号能量。

10、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述地面系统，还包括：光束控制系统和跟瞄控制系统；

11、所述光束控制系统，用于控制激光信号的光束；

12、所述跟瞄控制系统，用于对所述光束进行激光跟瞄控制。

13、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述能量转换系统，包括：直流-直流转换器；

14、所述储能系统，包括：光伏接收器、充电电路和电池；

15、其中，所述光伏接收器和所述直流-直流转换器之间通过光纤连接；

16、所述光伏接收器，用于接收所述激光信号能量，并将所述激光信号能量转换为电信号能量，所述电信号能量具体为直流输入电压；

17、所述直流-直流转换器，用于对所述电信号能量进行能量转换，并向所述储能系统传输转换后的电信号能量，所述转换后的电信号能量具体为直流输出电压；

18、所述充电电路，用于根据所述转换后的电信号能量为所述电池进行充电。

19、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述光伏接收器，包括：光伏电池板，

20、所述光伏电池板，用于当所述激光信号能量照射到所述光伏电池板的表面材料时，吸收所述激光信号能量并激发所述表面材料内部的电子，以形成所述电信号能量。

21、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述绝缘无人机包括：机身主体部件和机翼部件，所述机身主体部件和所述机翼部件之间通过绝缘轴连接；

22、所述机身主体部件采用的绝缘材料包括如下至少一种：碳纤维、玻璃纤维、金属铝、木质、泡沫；

23、所述机翼部件采用的绝缘材料包括如下至少一种：碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料。

24、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述机翼部件内部设置有电机，所述电机采用的材料包括永磁材料、铜线和硅钢片。

25、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述地面系统，还包括：基站，

26、所述基站与所述绝缘无人机之间的激光无线电能传输距离大于或等于1.5千米。

27、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述绝缘无人机包括：绝缘层和屏蔽层，其中，

28、所述能量转换系统、所述储能系统和所述光纤位于所述绝缘层内；

29、所述屏蔽层，用于屏蔽所述绝缘无人机以外的外界电磁波。

30、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述绝缘无人机在变电站内飞行时，所述无人机系统用于为所述绝缘无人机充电，所述地面系统设置在所述变电站内。

31、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

32、在本申请实施例中，无人机系统包括：地面系统和设置于绝缘无人机内部的机载系统，其中，地面系统，用于向绝缘无人机发射激光信号能量；机载系统，包括：能量转换系统和储能系统，能量转换系统和储能系统之间通过光纤连接；储能系统，用于接收激光信号能量，并将激光信号能量转换为电信号能量；能量转换系统，用于对电信号能量进行能量转换，并向储能系统传输转换后的电信号能量；储能系统，用于存储来自能量转换系统的转换后的电信号能量。该绝缘无人机内设置的机载系统包括能量转换系统和储能系统，从而该机载系统能够在地面系统发射激光信号能量时进行光电转换，并存储电信号能量，实现无人机的远程能量传输，以及实现真正意义上的绝缘无人机。

技术特征：

1.一种激光无线充电的无人机系统，其特征在于，所述无人机系统包括：地面系统和设置于绝缘无人机内部的机载系统，其中，

2.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述地面系统，包括：地面激光发射器，用于将激光介质产生的电子粒子或者光子进行加热，以产生激发能量，并将所述激发能量转换为所述激光信号能量。

3.根据权利要求2所述的无人机系统，其特征在于，所述地面系统，还包括：光束控制系统和跟瞄控制系统；

4.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述能量转换系统，包括：直流-直流转换器；

5.根据权利要求4所述的无人机系统，其特征在于，所述光伏接收器，包括：光伏电池板，

6.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述绝缘无人机包括：机身主体部件和机翼部件，所述机身主体部件和所述机翼部件之间通过绝缘轴连接；

7.根据权利要求6所述的无人机系统，其特征在于，所述机翼部件内部设置有电机，所述电机采用的材料包括永磁材料、铜线和硅钢片。

8.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述地面系统与所述绝缘无人机之间的激光无线电能传输距离大于或等于1.5千米。

9.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述绝缘无人机包括：绝缘层和屏蔽层，其中，

10.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述绝缘无人机在变电站内飞行时，所述无人机系统用于为所述绝缘无人机充电，所述地面系统设置在所述变电站内。

技术总结本申请实施例公开了一种激光无线充电的无人机系统，用于实现针对绝缘无人机的激光无线充电。无人机系统包括：地面系统和设置于绝缘无人机内部的机载系统，其中，所述地面系统，用于向所述绝缘无人机发射激光信号能量；所述机载系统，包括：能量转换系统和储能系统，所述能量转换系统和所述储能系统之间通过光纤连接；所述储能系统，用于接收所述激光信号能量，并将所述激光信号能量转换为电信号能量；所述能量转换系统，用于对所述电信号能量进行能量转换，并向所述储能系统传输转换后的电信号能量；所述储能系统，用于存储来自所述能量转换系统的转换后的电信号能量。技术研发人员：魏晓伟,胡聪,韩彪,夏宇,郭万里,王冬,郭洪飞,田野,李萌,孙峥,王凤超受保护的技术使用者：国网冀北电力有限公司超高压分公司技术研发日：技术公布日：2024/4/24