[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

说明书

本发明涉及无人机无线充电技术领域，具体公开了无人机电场耦合机构及无线充电系统、平台与无人机，耦合机构包括发射端、接收端，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，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；发射端采用实心绝缘材料、外侧面覆盖有第一金属箔，接收端采用轻型绝缘材料、内侧面覆盖有第二金属箔；其中，第一金属箔的外表面或/和第二金属箔的外表面上设置有绝缘隔离层。耦合机构可提高充电系统的抗偏移能力，减小无人机的飞行功耗，成本低，在无人机的移入、移出过程中均不产生过高的电压电流冲击，当耦合机构之间或周围存在金属导体时，不会引起导体产生涡流损耗。

技术领域

本发明涉及无人机无线充电技术领域，尤其涉及一种无人机电场耦合机构、一种基于电场耦合的无人机无线充电系统、一种无人机无线充电平台和一种无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主操作。近年来，我国民用无人机市场呈现井喷式发展，无人机在多个领域开始被应用。从现在已经普及的影视航拍、农业植保、基建巡检、安防救援、地理测绘等领域，到未来民用无人机技术将像计算机一样进入各行各业。无人机正在成为各项前沿技术的全新载体，试图扮演越来越重要的角色。

在评估无人机性能好坏的诸项指标中，其中一项重要的指标便是无人机的续航能力，且长航程也是今后无人机的主要发展趋势之一。从能源角度出发，增加无人机续航里程的途径总结起来主要可分为两种：携带更多的电能或者在任务中多次进行电能补给。对于前者，由于目前比较成熟的电池技术已经发展到了瓶颈期，更大的电池容量就意味着更大的电池体积和重量，因而增加电池容量必将影响无人机的机动性能和轻量化，且不利于环保；对于通过多次进行电能补给这种途径，如果是基于传统接触式电能传导方式的充电技术，那么意味着无人机在需要补充电能的时候都需要返回降落到基站或者充电站中，并投入人力为其充电，显然这样的方式在可靠性、灵活性、便捷性等方面有所不足。尤其是在一些荒远地区，人力干预充电还可能遇到极端恶劣天气，威胁人们的生命财产安全。因此，对无人机进行无线充电便成了促进无人机发展的一个重要研究方向。

在无人机无线充电方面，目前国内外学者的研究大都集中在磁场耦合式，虽能实现无线充电，但仍具有以下缺点：1)系统的耦合线圈及磁芯增加了耦合机构的重量，且成本较高；2)在工作状态中，对周围环境的电磁干扰较大；3)当磁场耦合机构之间或周围存在金属导体时，容易引起导体产生涡流损耗。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种无人机电场耦合机构，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；

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。

本无人机电场耦合机构的有益效果在于：