一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)，屬于無人機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。所述系統(tǒng)設(shè)置在無人機(jī)中，所述系統(tǒng)包括蓄電池、充電裝置、控制器、整流逆變器和無線發(fā)送器，充電裝置和無線發(fā)送器分別通過整流逆變器與蓄電池連接，控制器分別與充電裝置、整流逆變器、無線發(fā)送器連接；無線發(fā)送器包括第一線圈、第一電容、第一開關(guān)、第二線圈、第二電容和第二開關(guān)；第一線圈、第一電容和第一開關(guān)串聯(lián)，第二線圈和第二電容并聯(lián)后和第二開關(guān)串聯(lián)，控制器分別與第一開關(guān)和第二開關(guān)的控制端連接。本實(shí)用新型通過整流逆變器和無線發(fā)送器將蓄電池中電無線傳輸給執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)，無需執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中返回充電，提高了無人機(jī)的使用效果。
【專利說明】—種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及無人機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]無人駕駛飛機(jī)，簡(jiǎn)稱無人機(jī)，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。
[0003]無人機(jī)通常利用自身攜帶的蓄電池提供的電能進(jìn)行工作，但是蓄電池的電量是有限的，當(dāng)無人機(jī)在工作過程中沒電時(shí)，一般會(huì)自動(dòng)返回地面站進(jìn)行充電。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]無人機(jī)在執(zhí)行跟蹤等任務(wù)的過程中返回充電，將導(dǎo)致跟蹤目標(biāo)的丟失，跟蹤任務(wù)無法完成，無人機(jī)的使用效果有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)適用范圍有限的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)設(shè)置在所述無人機(jī)中，所述系統(tǒng)包括蓄電池和充電裝置，所述系統(tǒng)還包括控制器、整流逆變器和無線發(fā)送器，所述充電裝置和所述無線發(fā)送器分別通過所述整流逆變器與所述蓄電池連接，所述控制器分別與所述充電裝置、所述整流逆變器、所述無線發(fā)送器連接；
[0008]所述無線發(fā)送器包括第一線圈L1、第一電容Cl、第一開關(guān)K1、第二線圈L2、第二電容C2和第二開關(guān)K2 ;所述第一線圈L1、所述第一電容Cl和所述第一開關(guān)Kl串聯(lián)，所述第二線圈L2和所述第二電容C2并聯(lián)后和所述第二開關(guān)K2串聯(lián)，所述控制器分別與所述第一開關(guān)Kl和所述第二開關(guān)K2的控制端連接。
[0009]在本實(shí)用新型的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述整流逆變器包括六個(gè)功率器件，所述六個(gè)功率器件構(gòu)成三橋臂結(jié)構(gòu)，所述控制器與所述整流逆變器中的功率器件的基極連接。
[0010]在本實(shí)用新型的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括連接在所述蓄電池和所述整流逆變器之間的雙向直流變換器。
[0011]在本實(shí)用新型的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括與所述整流逆變器并聯(lián)的第八電容。
[0012]在本實(shí)用新型的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述充電裝置包括用于與單相或三相電源連接的單相或三相選擇電路、以及與單相或三相選擇電路電連接的濾波電路。
[0013]在本實(shí)用新型的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述充電裝置上引出第一電連接裝置，所述第一電連接裝置固定設(shè)置在所述無人機(jī)的著落架上，當(dāng)所述無人機(jī)在地面站上著落時(shí)，所述第一電連接裝置與所述地面站的電源上引出的第二電連接裝置電連接。
[0014]具體地，所述第一電連接裝置和所述第二電連接裝置均包括電極片。
[0015]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括用于鎖定所述第一電連接裝置和所述第二電連接裝置之間連接的壓緊裝置。
[0016]可選地，所述壓緊裝置包括導(dǎo)柱、彈簧和墊片，所述第一電連接裝置可上下活動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)柱上，所述墊片設(shè)置在所述無人機(jī)的著落架與所述導(dǎo)柱的一端之間，所述彈簧套設(shè)在所述導(dǎo)柱上且所述彈簧位于所述墊片和所述第一電連接裝置之間。
[0017]可選地，所述壓緊裝置包括第一支架、第二支架、第一電磁鐵和第二電磁鐵，所述第一電連接裝置的電極片和所述第一電磁鐵設(shè)置在所述第一支架上，所述第二電連接裝置的電極片和所述第二電磁鐵設(shè)置在所述第二支架上，當(dāng)所述無人機(jī)在所述地面站上著落時(shí)，所述第一電磁鐵和所述第二電磁鐵相對(duì)設(shè)置。
[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0019]通過整流逆變器和無線發(fā)送器將蓄電池中電無線傳輸給執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)，無需執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中返回充電，提高了無人機(jī)的使用效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的無人機(jī)的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種壓緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種壓緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]實(shí)施例
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在無人機(jī)中，參加圖1，該系統(tǒng)包括蓄電池1、充電裝置2、控制器3、整流逆變器4和無線發(fā)送器5。
[0028]在本實(shí)施例中，充電裝置2和無線發(fā)送器5分別通過整流逆變器4與蓄電池1連接，控制器3分別與充電裝置2、整流逆變器4、無線發(fā)送器5電連接。
[0029]可選地，蓄電池1可以為鋰離子電池、鎳鎘電池或鉛酸電池。
[0030]具體地，無線發(fā)送器5可以包括第一線圈L1、第一電容C1、第一開關(guān)K1、第二線圈L2、第二電容C2和第二開關(guān)K2。第一線圈L1、第一電容C1和第一開關(guān)K1串聯(lián)，第二線圈L2和第二電容C2并聯(lián)后和第二開關(guān)K2串聯(lián)，控制器3分別與第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2的控制端連接。[0031 ] 可以理解地，控制器3通過控制第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2斷開或閉合，來控制第一線圈LI工作或第二線圈L2工作，從而實(shí)現(xiàn)控制無線發(fā)送器5發(fā)送電磁波，為執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)自動(dòng)充電。
[0032]上述第一線圈LI和第二線圈L2均連接在整流逆變器4的兩個(gè)交流輸出端上。
[0033]在本實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，整流逆變器4可以包括六個(gè)功率器件，六個(gè)功率器件構(gòu)成三橋臂結(jié)構(gòu)，控制器3與整流逆變器4中的功率器件的基極連接。
[0034]具體地，上述功率器件可以為IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)或 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金氧半場(chǎng)效晶體管)。
[0035]在實(shí)際應(yīng)用中，控制器3與整流逆變器4中的功率器件的基極連接，通過向功率器件輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使整流逆變器4切換逆變和整流狀態(tài)。其中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為方波信號(hào)時(shí)，整流逆變器4處于逆變狀態(tài)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平信號(hào)時(shí)，整流逆變器4處于整流狀態(tài)。
[0036]在本實(shí)施例的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，充電裝置2可以包括用于與單相或三相電源連接的單相或三相選擇電路、以及與單相或三相選擇電路電連接的濾波電路。
[0037]具體地，單相或三相選擇電路可以包括用于連接火線的第三開關(guān)K5、第四開關(guān)K6和第五開關(guān)K7，及用于連接地線的第六開關(guān)K8。濾波電路可以包括第七開關(guān)K9、第八開關(guān)K10、第九開關(guān)K11、第五電容C11、第六電容C12、第七電容C13、第一電感L7、第二電感L8和第三電感L9。
[0038]其中，第五電容C11、第六電容C12和第七電容C13并聯(lián)，且第五電容C11、第六電容C12和第七電容C13分別通過第七開關(guān)K9、第八開關(guān)KlO和第九開關(guān)Kll與第一電感L7、第二電感L8和第三電感L9串聯(lián)。
[0039]可選地，該系統(tǒng)還可以包括連接在蓄電池I和整流逆變器4之間的雙向直流變換器6。
[0040]具體地，雙向直流變換器6可以包括第四電感L10、第九電容C14和兩個(gè)功率器件，第九電容C14與蓄電池I并聯(lián)，第四電感LlO —端連接在兩個(gè)功率器件之間，第四電感LlO另一端連接在第九電容C14和蓄電池I正極之間。
[0041]在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電源給蓄電池I充電，且電源為三相電時(shí)，第三開關(guān)K5、第四開關(guān)K6、第五開關(guān)K7合上，第六開關(guān)K8斷開，此時(shí)電源通過第一電感L7、第二電感L8和第三電感L9和整流逆變器4的整流模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏褐绷麟妷海俳?jīng)過雙向直流變換器6降壓后給蓄電池I充電。當(dāng)電源給蓄電池I充電，且電源為單相電時(shí)，第四開關(guān)K6、第五開關(guān)K7斷開，第三開關(guān)K5、第六開關(guān)K8合上，此時(shí)電源通過第一電感L7、第三電感L9和整流逆變器4的整流模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏褐绷麟妷?，再?jīng)過雙向直流變換器6降壓后給蓄電池I充電。
[0042]控制器3通過控制第三開關(guān)K5、第四開關(guān)K6、第五開關(guān)K7、第六開關(guān)K8、第七開關(guān)K9、第八開關(guān)KlO和第九開關(guān)Kll的開關(guān)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)單相或三相交流電源給蓄電池充電。
[0043]可選地，該系統(tǒng)還可以包括與整流逆變器4并聯(lián)的第八電容C10，第八電容ClO為直流母線電容，主要作用是儲(chǔ)能、平波。
[0044]在本實(shí)施例的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，參見圖4，該充電裝置2上引出第一電連接裝置7，第一電連接裝置7固定設(shè)置在無人機(jī)的著落架上，當(dāng)無人機(jī)在地面站上著落時(shí)，第一電連接裝置7與地面站的電源上引出的第二電連接裝置電連接。
[0045]具體地，第一電連接裝置7和第二電連接裝置均包括電極片。
[0046]進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還可以包括用于鎖定第一電連接裝置7和第二電連接裝置7之間連接的壓緊裝置，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池與電源的可靠連接。
[0047]可選地，參見圖3，壓緊裝置可以包括導(dǎo)柱11、彈簧12和墊片13，第一電連接裝置7可上下活動(dòng)地設(shè)置在導(dǎo)柱11上，墊片13設(shè)置在無人機(jī)的著落架8與導(dǎo)柱11的一端之間，彈簧12套設(shè)在導(dǎo)柱11上且彈簧12位于墊片13和第二電連接裝置9之間。
[0048]可選地，參見圖4，壓緊裝置可以包括第一支架21、第二支架12、第一電磁鐵13和第二電磁鐵14，第一電連接裝置7的電極片71和第一電磁鐵13設(shè)置在第一支架21上，第二電連接裝置9的電極片91和第二電磁鐵14設(shè)置在第二支架12上，當(dāng)無人機(jī)在地面站上著落時(shí)，第一電磁鐵13和第二電磁鐵14相對(duì)設(shè)置。
[0049]本實(shí)用新型實(shí)施例通過整流逆變器和無線發(fā)送器將蓄電池中電無線傳輸給執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)，無需執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中返回充電，提高了無人機(jī)的使用效果。
[0050]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于無人機(jī)自動(dòng)充電的電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)設(shè)置在所述無人機(jī)中，所述系統(tǒng)包括蓄電池和充電裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括控制器、整流逆變器和無線發(fā)送器，所述充電裝置和所述無線發(fā)送器分別通過所述整流逆變器與所述蓄電池連接，所述控制器分別與所述充電裝置、所述整流逆變器、所述無線發(fā)送器連接； 所述無線發(fā)送器包括第一線圈L1、第一電容Cl、第一開關(guān)K1、第二線圈L2、第二電容C2和第二開關(guān)K2;所述第一線圈L1、所述第一電容Cl和所述第一開關(guān)Kl串聯(lián)，所述第二線圈L2和所述第二電容C2并聯(lián)后和所述第二開關(guān)K2串聯(lián)，所述控制器分別與所述第一開關(guān)Kl和所述第二開關(guān)K2的控制端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述整流逆變器包括六個(gè)功率器件，所述六個(gè)功率器件構(gòu)成三橋臂結(jié)構(gòu)，所述控制器與所述整流逆變器中的功率器件的基極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括連接在所述蓄電池和所述整流逆變器之間的雙向直流變換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述整流逆變器并聯(lián)的第八電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置包括用于與單相或三相電源連接的單相或三相選擇電路、以及與單相或三相選擇電路電連接的濾波電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置上引出第一電連接裝置，所述第一電連接裝置固定設(shè)置在所述無人機(jī)的著落架上，當(dāng)所述無人機(jī)在地面站上著落時(shí)，所述第一電連接裝置與所述地面站的電源上引出的第二電連接裝置電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電連接裝置和所述第二電連接裝置均包括電極片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于鎖定所述第一電連接裝置和所述第二電連接裝置之間連接的壓緊裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓緊裝置包括導(dǎo)柱、彈簧和墊片，所述第一電連接裝置可上下活動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)柱上，所述墊片設(shè)置在所述無人機(jī)的著落架與所述導(dǎo)柱的一端之間，所述彈簧套設(shè)在所述導(dǎo)柱上且所述彈簧位于所述墊片和所述第一電連接裝置之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓緊裝置包括第一支架、第二支架、第一電磁鐵和第二電磁鐵，所述第一電連接裝置的電極片和所述第一電磁鐵設(shè)置在所述第一支架上，所述第二電連接裝置的電極片和所述第二電磁鐵設(shè)置在所述第二支架上，當(dāng)所述無人機(jī)在所述地面站上著落時(shí)，所述第一電磁鐵和所述第二電磁鐵相對(duì)設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H02J7/02GK204089305SQ201420288845
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】黃宗澤, 賈洪喜, 張慧兵, 侯飛, 李志強(qiáng), 史哲欣, 田月紅 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司