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无(wú)人机几种全新充(chōng)电(diàn)方式

 

除了传统的无人机充(chōng)电(diàn)方式以外,国内外的一些新技术创造了几(jǐ)种(zhǒng)全(quán)新的无人机充电(diàn)方式。

一、无人机充(chōng)电站

1)无人机用无线(xiàn)供(gòng)电(diàn)装置在日(rì)本问(wèn)世

从事无人机和遥控玩具(jù)业务的日(rì)本enRoute公司与电气通信设备厂商(shāng)日本电业工作公司合作(zuò)开(kāi)发出了(le)为无人机配(pèi)备的电池提(tí)供无线供电(diàn)的装置。

具体做法是让配(pèi)备有受电装置的无人机,降落(luò)到(dào)集2.4GHz频带共式供电器、供电(diàn)天线和整流天(tiān)线于一体的供(gòng)电“基座”上进行充电。将(jiāng)供电(diàn)装置配备在UGV(无人地面车辆)上,使其移动(dòng)到人无法进入的区域,就可(kě)以在特定地区进行供(gòng)电。受电装置约30g,比(bǐ)电磁感应等使用(yòng)的线(xiàn)圈重量轻,还可(kě)以配备到(dào)小型无(wú)人机上。还有一个(gè)特点(diǎn),就是采用了(le)微波波段的共振耦合方式,供电时(shí)供(gòng)受电耦合(hé)器间的对位自由度高。在横向错位(wèi)在±10mm的(de)范围内,传输效(xiào)率达到80%以上。通(tōng)过(guò)采用日本电业工作(zuò)的整流天线技术,整流电(diàn)路的(de)RF-DC转换效率高(gāo)达(dá)约70%以上。充电时间大约为60分(fèn)钟。由于(yú)是非接触充电,因此(cǐ)防水(shuǐ)性和(hé)防尘性高,可以防止火(huǒ)山地带细小微粒造(zào)成(chéng)的充电不良以(yǐ)及降雨等引起的短(duǎn)路。适用于灾情(qíng)调查(chá)、使(shǐ)用很多(duō)多(duō)旋翼飞行器的大范围区域监控等。

2)德国柏林 SkySense 公司无人机充电板

2015512日,来自德国柏(bǎi)林的 SkySense 公司利(lì)用(yòng)一款金属平板来代(dài)替运油机(jī)的作用,充(chōng)电平板是镀金的底座,其表面(miàn)是(shì)蜂巢结构,整个表面被(bèi)分成了有规(guī)则的若干份,猜测(cè)是为提供不同电极(正负极)而(ér)采取的特殊结构。通过(guò)外接电(diàn)源,充电平板可(kě)以为无(wú)人机提供100-240 V电源(yuán)输入(rù)和一个10 A充电率(lǜ)。而无(wú)人机上也要进行相(xiàng)应(yīng)的改造,需要(yào)将(jiāng)无人机中的充电触点通过与(yǔ)导线连接到落脚架,并在导线尽头(tóu)安装一个(gè)镀金弹簧,这样无人机只(zhī)要降(jiàng)落在充电(diàn)平板上(shàng),通(tōng)过与平面上(shàng)的镀金弹(dàn)簧触点接触,从而完成(chéng)充电。

为了(le)应(yīng)对户外的多变天(tiān)气(qì),SkySense 充(chōng)电板具有防(fáng)水特点,并且(qiě)团队在(zài)充电板上还设计了类似停机库(kù)遮(zhē)蔽棚的 Droneport。当无人(rén)机充电时(shí),Droneport 可以远程打开,完全覆盖无人机和充电板进行(háng)封(fēng)闭保护。这种解决方案主要是针对外(wài)出(chū)作业(yè)的无人(rén)机(jī),将无(wú)人机的降落—充电—起飞全(quán)过程独立实现(xiàn),不需要有人在(zài)现场进(jìn)行干预和辅助。

3)中南大学学生姜(jiāng)植元研发(fā)自主续航无人机

中南(nán)大学学生姜植(zhí)元(yuán)发明的自(zì)主续航无人机在2015年获(huò)得了广泛关注,获1.2亿元注资。

该自主续航(háng)无人机并没有使用锂聚合(hé)物电(diàn)池,而是用太阳(yáng)能续航。而姜植元(yuán)所(suǒ)研发的飞行器(qì)可(kě)以实(shí)时监测自身电量(liàng),当电量降(jiàng)低到一定水平的时(shí)候(hòu)会启动“寻找(zhǎo)充电桩”模式获取充电桩(zhuāng)位置(zhì),然后在充电(diàn)桩(zhuāng)的太阳能板上进行无(wú)线充电。姜植元(yuán)及其团队认(rèn)为(wéi)无人机在我(wǒ)国(guó)用于航拍较(jiào)多,而他们想让无人机应用在快递(dì)、电路巡检、测绘和边境巡逻等领域。透(tòu)过这种(zhǒng)太阳能充电桩模(mó)式,无人机不仅(jǐn)能执行边境巡逻的任务,而(ér)且成本更为低廉。

二、无人机空中充电或加油

Daniel Wilson是(shì)悉尼大学(xué)澳(ào)大利亚研(yán)究中(zhōng)心机器人领域(yù)的(de)研(yán)究人员(yuán),他(tā)发(fā)明出一种对(duì)接系统可以使(shǐ)无人机(jī)在半(bàn)空中进行对接和(hé)补给(gěi)。悉(xī)尼大学的研究团队(duì)花了数年时(shí)间来(lái)研发这项技术,这一(yī)对(duì)接(jiē)系统(tǒng)允许无人机在空中对接(jiē)时根据需求进行(háng)加油或充(chōng)电。

这一系统能够成功运(yùn)行的原理主要是依靠于高(gāo)度协调的GPS、惯性运动传感(gǎn)器和两架(jià)无人(rén)机上载有(yǒu)的(de)红外线技术——一架领航(háng)无人机和一架跟随无人机,两架无人机的燃油或电(diàn)力(lì)传输还(hái)需(xū)要一根“加油”管(guǎn)。领(lǐng)航(háng)的无人机(jī)会拖着一(yī)个锥形(xíng)的“加油”管,并向(xiàng)外传送(sòng)着其搭载的传感器数据。利用(yòng)这些数据,跟随的无人机会试图紧跟着领航(háng)无人机,并飞行至准确的(de)位置。一旦准(zhǔn)备就绪,无人机就会(huì)用飞(fēi)机头锥和(hé)“加油”管进行(háng)对接,最后完成空中加油(yóu)或充(chōng)电。想要(yào)准确完成对接阶段是十分(fèn)困难的,尤其(qí)是因为这两架无(wú)人机和加油管重量十分的轻,会(huì)不断的被风和湍流(liú)影响。因此在短期时间内,该系统(tǒng)可(kě)能(néng)更多的会给军用的大型无人机进行加油(yóu)。

三(sān)、无人机导(dǎo)线充电

波士顿无人机制造商CyPhy Works发明可永(yǒng)不着陆的Parc无人机(jī),可执行空中(zhōng)巡航任(rèn)务。Parc无(wú)人机由一条(tiáo)“微丝”连接,既可以传输(shū)数据(jù)也(yě)可从外部(bù)发电机、车辆或其他设备获得电(diàn)力(lì),也就是说Parc无人(rén)机能在空中一直运(yùn)作不着陆。但这种由“微丝(sī)”连接电源(yuán)的结构也有明显的弊(bì)端,即无(wú)人机的飞行范(fàn)围受到了限制。

无人机导线充电(diàn)技术在(zài)我(wǒ)国发展相较成熟(shú),目前已经(jīng)在实际应用。

四、无人机借(jiè)力输(shū)电(diàn)线路充电

美国麻省理工(gōng)学院的一名学(xué)生展示了一种可降落在(zài)输(shū)电(diàn)线路上为(wéi)自己充电的原型机系统。这一智能系统借(jiè)助(zhù)输电线路发出的磁场,为自己寻找最理想的充电地点(diǎn)。

麻省理(lǐ)工学院的(de)这个原型机能降落在输电线(xiàn)上,为自己充(chōng)电。它借助(zhù)磁(cí)传感(gǎn)器寻找完美(měi)的着(zhe)陆点,当飞机慢慢靠(kào)近输电线时,它将会扬起鼻(bí)子,以便借助(zhù)夹子(通常安装轮子的地方)“栖息”在输电线上,从输电线上吸取(qǔ)电能。

无人机技术(shù)研究从未停止,随着各(gè)种技术研究的深入(rù),无人机充电方(fāng)式将不断创新。(全球无(wú)人机网董冬)

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