本技術(shù)涉及無人機(jī)供電充電技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著無人機(jī)向小型、低成本和模塊化的方向發(fā)展，限制了其續(xù)航和生存能力，增加無人機(jī)的續(xù)航能力成為關(guān)鍵瓶頸?，F(xiàn)有的激光/微波中繼式無線充電方式，難以部署有人區(qū)。圍繞有人區(qū)中小型無人機(jī)活動(dòng)的需求，開展無人機(jī)自主能量補(bǔ)給系統(tǒng)的研究，電磁感應(yīng)取能(也稱作ct取能)可以通過掛載在交流輸電線路上的電流互感器獲取輸電線路磁場中的能量，為其它設(shè)備供電。ct取能具有安裝方便和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，完成電磁感應(yīng)取能與無人機(jī)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合研究，突破充電精準(zhǔn)棲息、小型化高效取能、充電功率管理等關(guān)鍵技術(shù)，研制無人機(jī)棲息式感應(yīng)取能模塊原理裝置，能夠解決在不依賴充電設(shè)施情況下的旋翼/垂起固定翼無人機(jī)野外補(bǔ)能問題，提升無人機(jī)執(zhí)行長時(shí)任務(wù)的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，以提升無人機(jī)執(zhí)行長時(shí)任務(wù)的能力。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供了應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，電磁感應(yīng)取能裝置包括：方形磁芯(1)、二次側(cè)感應(yīng)繞組(2)、整流模塊(4)、柔性磁材料(9)、濾波電容(5)和負(fù)載端口；

3、所述方形磁芯套接于一次側(cè)線路(3)上；

4、所述二次側(cè)感應(yīng)模塊包括第一端和第二端，所述二次側(cè)感應(yīng)模塊中的線圈(2)繞制于所述方形磁芯上(1)；所述整流模塊包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端與所述二次側(cè)感應(yīng)模塊的所述第一端連接，所述第二輸入端與所述二次側(cè)感應(yīng)模塊的所述第二端連接；

5、所述輸出端與用電設(shè)備連接，所述整流模塊用于對(duì)所述二次側(cè)感應(yīng)模塊產(chǎn)生的感應(yīng)電源實(shí)施整流操作，生成供電電源；

6、可選地，所述的取能充電裝置采用非閉合的磁芯，可以保證取能裝置順利進(jìn)入一次側(cè)輸電線的磁場范圍內(nèi)，與輸電線緊密接觸，使取能的效率最大化，并保證充電完成后，無人機(jī)可迅速離開。

7、可選地，在所述的方形磁芯(1)中加入了柔性磁材料(9)，柔性磁材料(9)位于方形磁芯(1)的下端?？梢栽诒ＷC取能裝置順利進(jìn)出一次側(cè)輸電線磁場范圍的同時(shí)，減少方形磁芯(1)的氣隙大小，使磁路耦合更加緊密，有利于提高取能的功率。

8、可選地，所述整流模塊(4)還包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，所述輸出端包括第一輸出端和第二輸出端；所述第一二極管連接于所述第一輸入端與所述第二輸出端之間，所述第二二極管連接于所述第二輸入端和所述第二輸出端之間，所述第三二極管連接于所述第一輸入端和所述第一輸出端之間，所述第四二極管連接于所述第二輸入端和所述第一輸出端之間。

9、所述的取能充電裝置加入了磁場強(qiáng)度探測裝置，可以根據(jù)探測到的磁場強(qiáng)度，判斷輸電線位置，從而調(diào)整無人機(jī)的飛行位置和角度，確保其能準(zhǔn)確進(jìn)入充電位置。該探測裝置貼近取能裝置，應(yīng)可探測取能裝置附近六個(gè)方向角度的磁場情況，并在進(jìn)入充電區(qū)域開始充電后，停止探測，避免自身磁場影響。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，其特征在于，包括：方形磁芯(1)、二次側(cè)感應(yīng)繞組(2)、整流模塊(4)、柔性磁材料(9)、濾波電容(5)和負(fù)載端口；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，其特征在于：采用非閉合的磁芯，可以保證取能裝置順利進(jìn)入一次側(cè)輸電線的磁場范圍內(nèi)，與輸電線緊密接觸，使取能的效率最大化，并保證充電完成后，無人機(jī)可迅速離開。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，其特征在于：在所述的方形磁芯(1)中加入了柔性磁材料(9)，柔性磁材料(9)位于方形磁芯(1)的下端?？梢栽诒ＷC取能裝置順利進(jìn)出一次側(cè)輸電線磁場范圍的同時(shí)，減少方形磁芯(1)的氣隙大小，使磁路耦合更加緊密，有利于提高取能的功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由柔性磁材料構(gòu)成的控制一次側(cè)輸電進(jìn)出線裝置，其特征在于：由固定結(jié)構(gòu)將控制一次側(cè)輸電線進(jìn)出的鉚釘結(jié)構(gòu)與上端磁芯連接在一起，并保證鉚釘尾部可以在固定結(jié)構(gòu)之間順暢的左右平移。鉚釘上加入的彈簧可以有效的保證在裝置與輸電線接觸過程中能夠及時(shí)的收縮和回正，以此滿足充電線距離和磁路耦合的要求。為了防止輸電線進(jìn)入磁芯充電理想范圍后，鉚釘結(jié)構(gòu)在彈簧彈力作用下回正過度，超過原始位置，在鉚釘尾部的指定位置加入了阻斷結(jié)構(gòu)，保證左右鉚釘結(jié)構(gòu)的固定間隙，方便輸電線的進(jìn)出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，其特征在于：所述整流模塊(4)還包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，所述輸出端包括第一輸出端和第二輸出端；所述第一二極管連接于所述第一輸入端與所述第二輸出端之間，所述第二二極管連接于所述第二輸入端和所述第二輸出端之間，所述第三二極管連接于所述第一輸入端和所述第一輸出端之間，所述第四二極管連接于所述第二輸入端和所述第一輸出端之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置，其特征在于：加入了磁場強(qiáng)度探測裝置，可以根據(jù)探測到的磁場強(qiáng)度，判斷輸電線位置，從而調(diào)整無人機(jī)的飛行位置和角度，確保其能準(zhǔn)確進(jìn)入充電位置。該探測裝置貼近取能裝置，應(yīng)可探測取能裝置附近六個(gè)方向角度的磁場情況，并在進(jìn)入充電區(qū)域開始充電后，停止探測，避免自身磁場影響。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可運(yùn)用于無人機(jī)懸停充電的電磁感應(yīng)取能裝置。該電磁感應(yīng)取能裝置包括方形磁芯、二次側(cè)感應(yīng)模塊、負(fù)載端和整流模塊。方形磁芯套接于一次側(cè)線路上。二次側(cè)感應(yīng)模塊中的線圈繞制于方形磁芯上。整流模塊的第一輸入端與二次側(cè)感應(yīng)模塊的第一端連接，其第二輸入端與二次側(cè)感應(yīng)模塊的第二端連接，輸出端與用電設(shè)備連接，整流模塊用于對(duì)二次側(cè)感應(yīng)模塊產(chǎn)生的感應(yīng)電源實(shí)施整流操作，生成供電電源，降低了一次側(cè)線路對(duì)輸出供電電源的影響。有利于解決在不依賴充電設(shè)施情況下的旋翼/垂起固定翼無人機(jī)野外補(bǔ)能問題，提升無人機(jī)執(zhí)行長時(shí)任務(wù)的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：金平,徐翔,劉俊杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河海大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17