[发明专利]无人机及其机携无线接收单元、为其无线充电的抗偏移耦合线圈

说明书

一种无人机及其机携无线接收单元、为其无线充电的抗偏移耦合线圈，所述无人机机携无线接收单元，用于与安装在无线充电平台单元的发射线圈通过共振磁耦合传输电能。所述无人机机携无线接收单元包括主接收线圈（21）、与主接收线圈串联的两个副接收线圈（22、23）；主接收线圈为平面圆形螺旋线圈结构，两个副接收线圈为长条形结构。本发明用于无人机无线充电的抗偏移耦合线圈，包括无人机机携无线接收单元和安装在无人机无线充电平台单元的发射线圈（12）和调压变频模块。本发明一种无人机，包括无人机本体及无人机机携无线接收单元。本发明可保证无人机着陆在充电平台上的任意位置时都有磁场耦合，实现无人机无障碍稳定充电。

技术领域

本发明涉及一种无人机及其机携无线接收单元、为其无线充电的抗偏移耦合线圈，属无人机技术领域。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transfer，以下简称WPT)这一概念最开始是由19世纪科学家尼古拉·特斯拉提出的。近年来，当麻省理工学院(MIT)Marin Soljacic研究团队利用这一技术隔空点亮了距离两米处的60瓦灯泡之后，其再度成为学术界的研究热点。

无线充电系统的工作原理是：高频交流电源产生的高频交流电通入发射线圈，在其周围的空间内产生交变的高频磁场；当高频磁场通过接收线圈时，根据电磁感应定律，接收线圈中形成将高频感应电流，之后经过整流、滤波等环节，负载便可获得稳定的电能。

在无线充电系统中，能量的发射与接收装置间并不存在物理上的连接，这就摆脱了输电线路的束缚，实现了电能的自由传输。而且由于磁场的分布范围较为广阔，在理论上，邻近空间内携带无线接收装置的物体均可进行充电。

正是由于磁场的这种分布特点，当发射与接收装置不能完全对准时，部分磁场将无法有效地耦合利用。随着偏移量的增大，耦合到的有效磁场将越来越少，传输效率随之下降，无法满足负载相应的需求，即系统无法在偏移量较大时仍保持稳定工作。

发明内容

本发明的目的是，为了提升无人机无线充电系统的稳定性和抗偏移性，提出一种无人机、无人机机携无线接收单元、用于无人机无线充电的抗偏移耦合线圈。

本发明实现的技术方案如下，

第一个方面，本发明提供了一种无人机机携无线接收单元，所述无人机机携无线接收单元用于与安装在无线充电平台单元的发射线圈通过共振磁耦合传输电能。所述无人机机携无线接收单元包括主接收线圈、与主接收线圈串联的两个副接收线圈；所述主接收线圈为平面圆形螺旋线圈结构，所述两个副接收线圈为长条形结构；两个副接收线圈分别安装在主接收线圈两侧旁。

所述主接收线圈的两端分别连接两个副接收线圈的一端，两个副接收线圈的另一端连接整流稳压模块的输入端；整流稳压模块的输出端连接蓄电池。

两个副接收线圈为一体化封装结构设计，与无人机脚架结构结合在一起。

所述主接收线圈和两个副接收线圈设置在无人机底部脚架之间中心的同一平面上。

所述主接收线圈平面与无人机的中轴线垂直，主接收线圈的中心位于无人机的中轴线上。

第二个方面，本发明提供了一种用于无人机无线充电的抗偏移耦合线圈，所述耦合线圈包括如上所述的无人机机携无线接收单元和安装在无人机无线充电平台单元的发射线圈和调压变频模块；

所述发射线圈连接所述调压变频模块的输出端，所述调压变频模块的输入端连接工频电源；

所述发射线圈为方形平面结构线圈；发射线圈底部平面设有铁氧体磁芯，用于产生单极分布的磁通。

所述发射线圈的线圈匝间距为一倍线径。

所述发射线圈的线圈采用利兹线制作。

所述发射线圈中心为空心结构。