[发明专利]电力输送

说明书

诸如系绳式无人机的无人飞行器具有用于从远程源接收电力的电力连接(10)，以及用于向诸如无线电发送器(5、6)的机载应用设备(14)输送电力的电力输送系统。为了确保地勤人员不暴露于来自发送器的高电平辐射，仅在飞行器离开地面后向通信设备输送电力。与飞行器的起落架相关联的传感器(13)可以用于检测飞行器何时在空中。应用设备(14)由蓄电池供电，该蓄电池仅在放飞后从电源(10)充好电。在电源(10)在空中发生故障的情况下，蓄电池的输出被转换为控制通常由电源(10)直接供电的推进和飞行控制系统(17)以允许受控下降，并且因此在飞行器返回到地面人员附近之前关闭应用设备(14)。

本发明涉及向无人飞行器上的设备输送电力。

系绳式飞行器，包括浮力飞行器和诸如无人机(drone)这样的重于空气的飞行器两者，通常用于观察、监控或通信目的。本文要描述的实施方式特别旨在在以下情况下用作用于通信基站的临时平台：由于永久性设施的损坏或为了满足对额外通信容量的临时需求而没有固定的通信基础设施可用。发生这种情况的原因可以是自然灾害或吸引了大批人的有计划的赛事，诸如通常穿越偏远地区的体育比赛。临时平台的另一应用是用于所谓的“路测”，以标识用于未来平台的合适站点或标识覆盖差的区域。

可以由这种平台提供的通信设施可以包括作为蜂窝基站、微波中继站或任何其它无线通信系统的操作。上行链路和回程两者都可以无线提供。然而，通信平台需要电源。如果飞行器是诸如无人驾驶“无人机”这样的重于空气的装置，则还需要电力以使该装置保持在空中。电池在需要充电之前具有有限的寿命。由于收集设备(例如，太阳电池板)的重量和成本，在机上从诸如太阳能这样的外部源收集能量是不切实际的，并且由于该电源是间歇性的而不能消除对电池的需求。

为了在广阔区域内提供覆盖，通信基站需要以数量级为10W至100W(比蜂窝手持机大大约1000倍)的功率级别发送微波，并且出于该原因，在宏小区发送器工作时，安全指南建议水平方向上的距该宏小区发送器10m至15m的禁止区。(由于发送集中在方位角方向上，所以禁止区在竖直方向上可以较小)。为了实现大的范围，这种发送器通常安装在抬高的位置处，诸如特制的杆或高建筑物上，附近没有障碍物，因此这种禁止区相对容易实现，并且应该靠近发送器的仅有的人员是被授权维护该发送器的人员，这些人员有办法在进入该禁止区之前将该发送器关闭。

然而，如果发送器安装在无人飞行器上，则当该飞行器在地面上时，负责部署并将该飞行器放飞的任何地勤人员都会在禁止区内。因此，期望当飞行器在地面上或接近地面时发送器不工作。尽管在通信系统处于工作状态时向该通信系统发送信号从而指示该通信系统关闭自己是相对简单的，但是从远处控制休眠的系统以切换至活动状态不太简单。本发明的实施方式提供了一种实现该目的的手段，其被设计以“防止失败”。

类似的问题会在其它应用中出现。例如，为了遵守隐私法规，在接近地面时，会需要停用机载视频监控设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种无人飞行器(该无人飞行器可以是系留气球或系绳式的被供电的重于空气的飞行器)，所述无人飞行器包括：机载应用设备；用于从远程源接收电力的电力连接；以及用于向所述机载应用设备输送电力的电力输送系统，所述电力输送系统被设置成，在所述飞行器离开地面之后开始向所述机载应用系统输送电力，其特征在于，其中，所述电力输送系统包括蓄电池，所述蓄电池被设置成在飞行期间从所述电力连接充电，并在所述蓄电池中的电荷超过预定阈值时向所述机载应用设备输送电力。

根据另一方面，提供了一种向无人飞行器上的应用设备输送电力的方法，所述飞行器具有用于从远程源接收电力的电力连接，所述方法包括以下步骤：在所述应用设备与电力输送系统断开的情况下将所述飞行器放飞，检测所述飞行器在空中，并且在所述飞行器在空中时通过所述电力连接从所述远程源向蓄电池输送电力，并且其特征在于，所述电力输送系统是蓄电池，并且仅当所述蓄电池接收了预定电荷时所述应用设备被连接以从所述蓄电池获取电力。

通过将所述蓄电池设置成在飞行期间从所述电力连接充电，并且仅在所述蓄电池中的电荷超过预定阈值时向所述机载应用设备输送电力，在放飞后，在所述机载设备将开始工作之前，在所述蓄电池被充电的同时加入了内置延迟。