[发明专利]无人机电场耦合机构及无线充电系统、平台与无人机

权利要求书

1.无人机电场耦合机构，其特征在于，包括发射端和接收端；

所述发射端包括相距第一预设高度的发射端上圆台和发射端下圆台，所述接收端包括相距第二预设高度的接收端空心上圆台和接收端空心下圆台；

所述发射端采用实心绝缘材料、外侧面覆盖有第一金属箔，所述接收端采用轻型绝缘材料、内侧面覆盖有第二金属箔；其中，所述第一金属箔的外表面或/和所述第二金属箔的外表面上设置有绝缘隔离层；

所述第一预设高度与所述第二预设高度相等；所述发射端上圆台与所述接收端空心上圆台高度相等；所述发射端下圆台与所述接收端空心下圆台高度相等；

耦合时所述接收端插合在所述发射端的上方，所述发射端上圆台和所述接收端空心上圆台相对，所述发射端下圆台和所述接收端空心下圆台相对，从而在发射端所在的发射电路工作时，第一金属箔、第二金属箔、绝缘隔离层等效为耦合电容，形成交互电场，进行电能的传输。

2.如权利要求1所述的无人机电场耦合机构，其特征在于：所述接收端的内径比所述发射端的内径大3～10mm；所述第一金属箔和所述第二金属箔为铜箔或铝箔。

3.基于电场耦合的无人机无线充电系统，包括发射电路和接收电路，所述发射电路包括顺序连接的供电电源、全桥型逆变器，所述接收电路包括顺序连接的整流器和负载，其特征在于：

所述发射电路还包括第一谐振电感、第二谐振电感、第三谐振电感、第一谐振电容、第二谐振电容、第一电能发射极板和第二电能发射极板，所述接收电路还包括第一电能接收极板和第二电能接收极板；

所述第一谐振电感、所述第二谐振电感、所述第二谐振电容顺序连接在所述全桥型逆变器的第一等效电源端和所述第一电能发射极板之间，所述全桥型逆变器的第二等效电源端连接所述第二电能发射极板，所述第一谐振电容连接在所述第一谐振电感与所述第二谐振电感的共同连接端和所述第二电能发射极板之间，所述第三谐振电感连接在所述第二谐振电容与所述第一电能发射极板的共同连接端和所述第二电能发射极板；

所述第一电能接收极板和所述第二电能接收极板分别连接所述整流器的第一整流连接端和第二整流连接端；

所述第一电能发射极板、所述第二电能发射极板、所述第一电能接收极板和所述第二电能接收极板分别为权利要求1至2任意一项所述的发射端上圆台、发射端下圆台、接收端空心上圆台、接收端空心下圆台；

当所述第一电能发射极板和所述第一电能接收极板正对，且所述第二电能发射极板和所述第二电能接收极板正对时，在所述全桥型逆变器输出的高频交流电的作用下，所述第一电能发射极板、所述第一电能接收极板、所述第二电能发射极板和所述第二电能接收极板之间形成交互电场，在交互电场的作用下产生位移电流并流向所述负载，实现电能的无线传输。

4.如权利要求3所述的基于电场耦合的无人机无线充电系统，其特征在于：所述第一谐振电感的电感值是所述第三谐振电感的k倍，k1。

5.如权利要求3所述的基于电场耦合的无人机无线充电系统，其特征在于：所述第一谐振电感的电感值与所述第二谐振电感相等；所述第一电能发射极板、所述第一电能接收极板、所述第二电能发射极板和所述第二电能接收极板之间等效为耦合电容，所述耦合电容的电容值与所述第二谐振电容相等。

6.如权利要求5所述的基于电场耦合的无人机无线充电系统，其特征在于：

所述第一电能发射极板、所述第一电能接收极板之间等效为第一耦合电容C_s1，所述第二电能发射极板、所述第二电能接收极板之间等效为第二耦合电容C_s2，则所述耦合电容C_s＝C_s1C_s2/(C_s1+C_s2)。

7.无人机无线充电平台，其特征在于：包括权利要求3至6任意一项所述的发射电路。

8.无人机，其特征在于：包括权利要求3至6任意一项所述的接收电路。