一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置

本技术涉及无线充电，具体为一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，越来越多的任务可以让特种工程车来完成，比如运送快递、危险品运输、危险地区探测......等，但特种工程车携带的电池无法长时间维持特种工程车的工作，人工更换电池增加了劳动成本、让特种工程车回来充电又使工作的效率降低，还影响了工作进度。

2、为了解决上述问题一种基于磁耦合谐振的空对地无人机无线充电系统便可派上用场，通过供电无人机给特种工程车供电，特种工程车可以在外长时间工作，解决了续航不足效率低下的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，解决了背景技术中所提到的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，包括供电无人机上设置的锂离子电池和无线充电组件以及特种工程车上设置的接收装置，无线充电组件和锂离子电池电连接；供电无人机上的无线充电组件用于传输锂离子电池的电能，特种工程车内的接收装置用于接收无线充电组件传输的电能。

3、进一步的，所述无线充电组件包括设置于供电无人机内部的第一控制模块、第一无线通信模块、加速度计与陀螺仪模块、第一gps模块、无线充电发射端和第一电流电压检测模块，所述第一无线通信模块、加速度计与陀螺仪模块以及第一gps模块均与第一控制模块电连接，第一控制模块和无线充电发射端电连接，无线充电发射端和第一电流电压检测模块电连接，第一电流电压检测模块和第一控制模块电连接；所述无线充电组件和锂离子电池的具体连接关系为：锂离子电池和无线充电发射端电连接。

4、进一步的，接收装置包括设置于特种工程车上的第二控制模块、第二无线通信模块、第二gps模块、无线充电接收端和第二电流电压检测模块，所述第二无线通信模块以及第二gps模块均与第二控制模块电连接，第二控制模块和无线充电接收端电连接，无线充电接收端和第二电流电压检测模块电连接，第二电流电压检测模块和第二控制模块电连接。

5、进一步的，无线充电发射端包括高频逆变模块、第一lc补偿模块、发射线圈；锂离子电池和高频逆变模块电连接，高频逆变模块和第一lc补偿模块电连接，第一lc补偿模块和发射线圈电连接。

6、进一步的，无线充电接收端包括接收线圈、第二lc补偿模块、整流模块，整流模块和第二lc补偿模块电连接，第二lc补偿模块和接收线圈电连接，接收线圈设置于特种工程车顶部。

7、进一步的，发射线圈为多层圆角矩形设计，由内层发射线圈和外层发射线圈组成，发射线圈设置于供电无人机的起落架上。

8、进一步的，接收线圈由四个圆角矩形线圈组成，四个圆角矩形线圈呈田字状排列在特种工程车顶部。

9、进一步的，第一控制模块和第二控制模块为32位主控制器，采用stm32型号。

10、进一步的，供电无人机上还设置有用于对准的摄像头。

11、与现有的技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

12、(1)本发明消除了传统有线充电的限制，使得特种工程车能够在工作过程中进行充电，从而延长了其工作时间，通过供电无人机能够自动对准特种工程车进行充电，无需人为干预，这提高了对特种工程车无线充电的自动化程度，减少了操作复杂性；

13、(2)本发明可以在特种工程车执行任务的同时进行充电，从而实现连续的任务执行，而不必在任务之间返回充电站，通过供电无人机上设置的无线通信以及定位技术，使得供电无人机能够适应不同的环境条件，包括天气变化和地形复杂性，提高了供电无人机在各种应用场景下的灵活性；

14、(3)本发明减少了对传统充电基础设施的依赖，因为特种工程车可以在远离固定充电站的地方进行充电，从而扩大了操作范围。

技术特征：

1.一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，包括供电无人机(1)上设置的锂离子电池(5)和无线充电组件(3)以及特种工程车(2)上设置的接收装置(4)，其特征在于：无线充电组件(3)和锂离子电池(5)电连接；供电无人机(1)上的无线充电组件(3)用于传输锂离子电池(5)的电能，特种工程车(2)内的接收装置(4)用于接收无线充电组件(3)传输的电能。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：所述无线充电组件(3)包括设置于供电无人机(1)内部的第一控制模块(6)、第一无线通信模块(7)、加速度计与陀螺仪模块(8)、第一gps模块(9)、无线充电发射端(10)和第一电流电压检测模块(11)，所述第一无线通信模块(7)、加速度计与陀螺仪模块(8)以及第一gps模块(9)均与第一控制模块(6)电连接，第一控制模块(6)和无线充电发射端(10)电连接，无线充电发射端(10)和第一电流电压检测模块(11)电连接，第一电流电压检测模块(11)和第一控制模块(6)电连接；所述无线充电组件(3)和锂离子电池(5)的具体连接关系为：锂离子电池(5)和无线充电发射端(10)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：接收装置(4)包括设置于特种工程车(2)上的第二控制模块(15)、第二无线通信模块(16)、第二gps模块(17)、无线充电接收端(23)和第二电流电压检测模块(24)，所述第二无线通信模块(16)以及第二gps模块(17)均与第二控制模块(15)电连接，第二控制模块(15)和无线充电接收端(23)电连接，无线充电接收端(23)和第二电流电压检测模块(24)电连接，第二电流电压检测模块(24)和第二控制模块(15)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：无线充电发射端(10)包括高频逆变模块(12)、第一lc补偿模块(13)、发射线圈(14)；锂离子电池(5)和高频逆变模块(12)电连接，高频逆变模块(12)和第一lc补偿模块(13)电连接，第一lc补偿模块(13)和发射线圈(14)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：无线充电接收端(23)包括接收线圈(18)、第二lc补偿模块(19)、整流模块(20)，整流模块(20)和第二lc补偿模块(19)电连接，第二lc补偿模块(19)和接收线圈(18)电连接，接收线圈(18)设置于特种工程车(2)顶部。

6.根据权利要求5所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：发射线圈(14)为多层圆角矩形设计，由内层发射线圈(141)和外层发射线圈(142)组成，发射线圈(14)设置于供电无人机(1)的起落架上。

7.根据权利要求6所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：接收线圈(18)由四个圆角矩形线圈(21)组成，四个圆角矩形线圈(21)呈田字状排列在特种工程车(2)顶部。

8.根据权利要求7所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：第一控制模块(6)和第二控制模块(15)为32位主控制器，采用stm32型号。

9.根据权利要求1所述的一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，其特征在于：供电无人机(1)上还设置有用于对准的摄像头(22)。

技术总结本技术公开了一种基于磁耦合谐振式空对地无人机无线充电装置，包括供电无人机上设置的锂离子电池和无线充电组件以及特种工程车上设置的接收装置，无线充电组件和锂离子电池电连接；供电无人机上的无线充电组件用于传输锂离子电池的电能，特种工程车内的接收装置用于接收无线充电组件传输的电能；本发明消除了传统有线充电的限制，使得特种工程车能够在工作过程中进行充电，从而延长了其工作时间，通过供电无人机能够自动对准特种工程车进行充电，无需人为干预，这提高了对特种工程车无线充电的自动化程度，减少了操作复杂性。技术研发人员：叶孜翔,陈飞龙,翟乐乐,吴宇恒,贾杰,朱延平,甘昌溢,周文雄,龙宇受保护的技术使用者：南昌航空大学技术研发日：20240325技术公布日：2024/7/18