[发明专利]一种电力巡线无人机无线充电中继系统及充电方法

权利要求书

1.一种电力巡线无人机无线充电中继系统，其特征在于，包括地面监控模块(1)，充电站网络(3)和设置在无人机(2)上的充电单元，其中，

地面监控模块(1)包括电连接的第一无线通信模块(11)和地面监控计算机(12)；

充电单元包括电池管理模块(21)、飞行导航对接模块(22)以及多个第二无线通信模块(23)和第三无线通信模块(24)，电池管理模块(21)和第三无线通信模块(24)通过电缆连接，飞行导航对接模块(22)和第二无线通信模块(23)连接；

充电站网络(3)包括电力线沿线设置的若干个充电站(31)，充电站(31)中设置有第四无线通信模块(311)、充电模块(312)和着陆信标，充电模块(312)和第四无线通信模块(311)通过电缆连接；

地面监控模块(1)和无人机(2)通过第一无线通信模块(11)和第二无线通信模块(23)建立连接；无人机(2)和充电站(31)通过第三无线通信模块(24)和第四无线通信模块(311)建立连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力巡线无人机无线充电中继系统，其特征在于，地面监控计算机(12)用于获取电力巡线无人机(2)的坐标，并根据存储的充电站(31)的坐标信息计算无人机(2)与所有充电站(31)的距离，找出距离无人机最近的充电站坐标；

电池管理模块(21)包括用于监测电池电量情况的充电管理模块和为无人机提供电源的锂电池组；飞行导航对接模块(22)飞行导航对接模块(22)包括飞行主控导航模块和视觉导航对接模块，用于控制无人机的飞行。

3.根据权利要求1所述的一种电力巡线无人机无线充电中继系统，其特征在于，充电模块(312)包括电源模块、主控模块和能量发射模块，电源模块和主控模块以及能量发射模块通过电缆连接，主控模块和能量发射模块通过电缆连接，能量发射模块包括通过电缆连接的DC-AC高频逆变模块和发射线圈，DC-AC高频逆变模块和充电站的交流电源连接；其中，主控模块用于与第四无线通信模块(311)进行通信并控制能量发射模块的工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种电力巡线无人机无线充电中继系统，其特征在于，第一无线通信模块(11)和无线通信模块(23)均为GPRS模块，第三无线通信模块(24)和第四无线通信模块(311)均为蓝牙模块。

5.根据权利要求1所述的一种电力巡线无人机无线充电中继系统，其特征在于，充电站网络(3)中，充电站(31)的间隔距离为：0.5km-5km。

6.根据权利要求1所述的一种电力巡线无人机无线充电中继系统，其特征在于，地面监控计算机中内嵌有所有充电站(31)的三维坐标。

7.一种基于权利要求1-6任意一项的电力巡线无人机无线充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在巡线过程中，无人机(2)上的充电管理模块实时监测锂电池组的剩余电量，飞行导航对接模块(22)将当前的坐标信息发送给地面监控计算机(12)；

步骤2、地面监控计算机(12)根据内嵌的各个充电站坐标信息，以及无人机(2)当前坐标信息，计算无人机与所有充电站的距离，在经过计算后返回离无人机最近的充电站坐标信息；

步骤3、无人机(2)的飞行导航对接模块(22)计算锂电池组是否需要充电；若需要充电，进行步骤4，若计算后得出锂电池组不需要充电，则返回步骤1；

步骤4、无人机(2)飞行至与其距离最近的充电站，并与充电模块(312)进行对接，对接完成后，充电模块(312)以无线充电方式向锂电池组充电，充满电后，无人机(2)继续执行巡线任务。

8.根据权利要求7所述的电力巡线无人机无线充电方法，其特征在于，步骤4中，利用E类功率放大器逆变电路将直流电逆变为高频交流电，采用共振磁耦合无线输电技术通过能量发射线圈将电能传输给锂电池组。