无人机高空非接触式能量补给系统和方法
专利汇可以提供无人机高空非接触式能量补给系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种无人机高空非 接触 式 能量 补给系统和方法，该方法包括：空中充电航母接收无人机发送的充电 请求 ；获取无人机的 位置 信息，并根据所述位置信息调整空中充电航母与无人机的相对位置；将 电能 转换为电磁能，并将电磁能以无线方式发送给无人机。本发明解决在不具备地面固定充电站以及无人机不允许降落的特殊场合中，无人机的能量补给问题；通过将电动无人机与空中充电航母相结合的方式，使得无人机能够从充电航母中获取电能，从而提高了无人机的续航能 力 。，下面是无人机高空非接触式能量补给系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，包括：空中充电航母和无人机，所述空中充电航母以非接触无线方式向至少一个无人机提供电能；其中：
所述空中充电航母包括：飞行器平台、充电管理单元、能量发射单元、第一相对位置控制单元；
所述飞行器平台与充电管理单元、能量发射单元、第一相对位置控制单元电连接，用于向能量发射单元输送电能，并根据所述第一相对位置控制单元发送的第一控制信息调整与无人机之间的位置；
所述充电管理单元，用于接收无人机发送的充电请求，并调度相应的能量发射单元向无人机发送电磁能量；所述充电管理单元存储一个能量发射单元表，该表展示能量发射单元处于给某个无人机充电状态，或处于空闲状态；
所述能量发射单元，用于将电磁能以无线方式发送给无人机；
所述第一相对位置控制单元，用于获取无人机的位置信息，并根据所述位置信息向所述飞行器平台发送第一控制信息；
所述空中充电航母将位置信息实时广播到所有无人机；其中：
在无人机侧，每台无人机实时计算自己与所述空中充电航母的相对距离，结合电池剩余电量，得出电量是否充足的判断，若电量不足，无人机根据空中充电航母的位置信息，飞向所述空中充电航母，同时，向所述空中充电航母发送充电请求信息；
在空中充电航母侧，空中充电航母收到充电请求信息后，将向发出请求的所述无人机分配一个空闲能量发射单元，并发送单元编号作为回复信息，充电管理单元将能量发射单元表中该能量发射单元项存入请求充电的无人机编号，同时该能量发射单元启动，其它能量发射单元则保持待机状态。
2.根据权利要求1所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述空中充电航母的充电管理单元接收并处理无人机的充电请求，并管理若干个能量发射单元的资源；所述充电管理单元的无线通信接口接收并回复无人机发送的充电请求信息，向无人机转发自身位置信息、任务开始信息、任务结束信息，向第一相对位置控制单元转发自身位置信息。
3.根据权利要求1所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，当所述空中充电航母收到某一无人机发送的充电请求信息，建立一个空闲的能量发射单元与无人机编号的绑定关系，存储请求无人机的编号，向无人机回复该能量发射单元的编号，同时向该能量发射单元发送启动信息；当充电管理单元收到某一能量发射单元发送的充电完成信息时，解绑该能量发射单元与无人机编号的关系。
4.根据权利要求1所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述空中充电航母包括多个能量发射单元，将发电机产生的电能以电磁场能量发射给能量接收单元，能量发射单元的数量可设置与无人机的数量相等；当能量发射单元收到充电管理单元的启动信息，开始工作；当无人机检测到实时电量已满时，生成一个充电结束信息，并转发给该能量发射单元，能量发射单元停止工作，并给充电管理单元回复一个充电完成信息。
5.根据权利要求1所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述无人机包括：无人机平台、主控单元、能量接收单元、第二相对位置控制单元；其中：
所述无人机平台与主控单元、能量接收单元、第二相对位置控制单元电连接，用于接收所述能量接收单元发送的电能，并根据所述第二相对位置控制单元发送的第二控制信息调整与空中充电航母的位置；
所述主控单元，用于与空中充电航母进行无线通信，向所述空中充电航母发送充电请求，并调度所述能量接收单元接收所述空中充电航母发送的电磁能量；
所述能量接收单元，用于以无线方式接收所述空中充电航母发送的电磁能；
所述第二相对位置控制单元，用于获取空中充电航母的位置信息，并根据所述位置信息向所述无人机平台发送第二控制信息。
6.根据权利要求5所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述无人机平台接收第二相对位置控制单元发送的控制信息，控制无人机的运动状态，以确保充电时能量发射单元和能量接收单元的相对位置关系；所述无人机平台还接受能量接收单元补充的电能，存储在自带的电池中。
7.根据权利要求6所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述主控单元管理无人机的充电事务，主控单元的无线通信接口接收空中充电航母的位置信息，提供给无人机平台，用于充电前无人机飞向空中充电航母的导航；主控单元实时把空中充电航母位置坐标与无人机自身坐标比较，结合电量信息，估算剩余电量所支持的航程，做出是否需要充电的判断，如果剩余航程与到空中充电航母距离的比值小于预设阈值，则说明无人机电量不足，主控单元立即向空中充电航母发送充电请求信息，命令无人机平台向空中充电航母位置飞行；在无人机靠近空中充电航母后，主控单元将无人机平台位置信息转发给第一、第二相对位置控制单元；主控单元还通过无线通信接口向空中充电航母发送开始充电和结束充电的信息，当第一、第二相对位置控制单元确认位置已经准确时，无人机发送开始充电信息；当充电时电量信息显示电量已满时，无人机发送结束充电信息。
8.根据权利要求1-7任一项所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述空中充电航母还包括：以化石燃料为动力的发电机，用于将产生的电能发送给所述能量发射单元；由所述能量发射单元将电能转换为电磁能量，所述电磁能量是指：以电磁场方式发射电磁波。
9.根据权利要求1-7任一项所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述无人机还包括：导航模块，所述导航模块用于确定所述空中充电航母的位置以及任务目的地。
10.根据权利要求1-7任一项所述的无人机高空非接触式能量补给系统，其特征在于，所述空中充电航母还设置有无人机停泊区，所述无人机停泊区用于停放前往任务区域和执行任务结束的无人机。
11.一种无人机高空非接触式能量补给方法，其特征在于，应用在权利要求1-10中任一项所述的无人机高空非接触式能量补给系统中，包括：
接收无人机发送的充电请求；
获取无人机的位置信息，并根据所述位置信息调整空中充电航母与无人机的相对位置；
将电能转换为电磁能，并将电磁能以无线方式发送给无人机。
12.一种无人机高空非接触式能量补给方法，其特征在于，应用在权利要求1-10中任一项所述的无人机高空非接触式能量补给系统中，包括：
向空中充电航母发送的充电请求；
获取空中充电航母的位置信息，并根据所述位置信息调整无人机与空中充电航母的相对位置；
以无线方式接收所述空中充电航母发送的电磁能，并将所述电磁能转换为相应的电能。
无人机高空非接触式能量补给系统和方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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