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无人机几种全新(xīn)充电方式

 

除了传统(tǒng)的无人机充(chōng)电方式以外,国内外的一些新技(jì)术创造了几种全新的无人机(jī)充电方式。

一(yī)、无人机充(chōng)电站

1)无人(rén)机用无线供电(diàn)装置在日本问(wèn)世

从事无人机和(hé)遥(yáo)控玩(wán)具业务的(de)日本(běn)enRoute公(gōng)司与电气通信(xìn)设备厂商日(rì)本电业工作(zuò)公司合作开发出(chū)了为无人机配备的电池提供无(wú)线(xiàn)供电的装置。

具体做法(fǎ)是让配备有受电装置的无人机,降落到集2.4GHz频带共式供电(diàn)器、供电天线和整(zhěng)流天线于一体的供(gòng)电“基座”上进行充电。将供电装置配备(bèi)在UGV(无人(rén)地面(miàn)车辆)上,使其移动到人无(wú)法进(jìn)入的区(qū)域(yù),就可以在特定地区进(jìn)行供电(diàn)。受电装置约30g,比电(diàn)磁感应等使用的线圈重量轻,还可(kě)以配备到(dào)小型无人(rén)机上。还(hái)有一(yī)个特点(diǎn),就(jiù)是采用了微波波(bō)段(duàn)的共振耦合方(fāng)式,供电时供受(shòu)电(diàn)耦(ǒu)合器间(jiān)的对位自由(yóu)度高。在横向错(cuò)位在±10mm的(de)范围内,传输效率达到80%以上。通过采用日(rì)本电业工作的整流天线技术,整流电(diàn)路的RF-DC转换(huàn)效率高达(dá)约(yuē)70%以上。充电时间大约为60分钟。由(yóu)于是非接触(chù)充电(diàn),因此防水性(xìng)和(hé)防尘(chén)性高,可以防止(zhǐ)火山地带细(xì)小微粒造成的(de)充电不良以及降(jiàng)雨等引起的(de)短路。适用(yòng)于灾情调查、使用很多多旋翼飞行器的大(dà)范围区域(yù)监控等。

2)德国(guó)柏林 SkySense 公司无人(rén)机充电(diàn)板

2015512日,来自德国柏林(lín)的 SkySense 公(gōng)司利用一款金属平板来(lái)代替(tì)运油机的作用,充电平板(bǎn)是镀金(jīn)的底座,其(qí)表面是蜂(fēng)巢结构(gòu),整个表面(miàn)被分(fèn)成了有规则的若干份,猜测是(shì)为(wéi)提供不同电极(正负极)而采取的特殊结构。通过外接电(diàn)源,充(chōng)电平板可以为无人机提供100-240 V电源输入(rù)和一个10 A充电率。而无人机上也要进(jìn)行相应的(de)改(gǎi)造,需要将无(wú)人机中的充电触点通(tōng)过与导线连(lián)接到落脚架,并在导线尽头安装一(yī)个(gè)镀(dù)金弹(dàn)簧,这样无人机只要降落在充(chōng)电平板上,通过(guò)与平面上的镀金弹簧触点接触(chù),从(cóng)而完(wán)成充电。

为了(le)应(yīng)对户(hù)外的多变天气,SkySense 充电板具有防(fáng)水特点,并且团队在充电板上还设计(jì)了类似停(tíng)机库遮(zhē)蔽棚的 Droneport。当无人机充电时,Droneport 可以远程打(dǎ)开,完全(quán)覆盖无人机和充电(diàn)板(bǎn)进行封(fēng)闭保护。这种(zhǒng)解决方案(àn)主要是针对外出作业的无(wú)人机(jī),将(jiāng)无人机的降落(luò)—充电—起飞(fēi)全过程独立(lì)实现,不需要有人(rén)在现(xiàn)场进(jìn)行干预和辅助。

3)中南大学学生姜植元研发自主续航(háng)无人机

中南大学学生姜植元发(fā)明的自主续(xù)航无人机(jī)在2015年获得了广(guǎng)泛关注,获1.2亿元注资。

该自主(zhǔ)续航无人机并没有使(shǐ)用(yòng)锂聚(jù)合物电池,而(ér)是用太(tài)阳能续航。而姜植元所研发的飞行(háng)器可以实时监测自身电量,当电量降(jiàng)低到一定水(shuǐ)平的时候(hòu)会(huì)启动“寻找充电桩”模式获取(qǔ)充电桩(zhuāng)位置,然后在充(chōng)电桩的太(tài)阳能板上进行无线(xiàn)充(chōng)电。姜植(zhí)元及其团队认为无人机在我国用于(yú)航拍较多,而(ér)他们想让无人机应用在快递、电路巡检、测绘和边境巡(xún)逻(luó)等领域。透过这(zhè)种(zhǒng)太阳(yáng)能充电桩模式,无人机不仅能执行边境(jìng)巡(xún)逻(luó)的任务(wù),而(ér)且成(chéng)本更为低廉。

二、无人机空(kōng)中充电或(huò)加油

Daniel Wilson是悉尼(ní)大学澳大利亚(yà)研究中心机器(qì)人领域的研究人员,他发明出一种对接系统(tǒng)可以使无人机在半空中进行对接和补给。悉(xī)尼(ní)大学的研(yán)究团队花了数年时间来研发这项技(jì)术,这一(yī)对接(jiē)系统允(yǔn)许无人机在空(kōng)中对接(jiē)时根据(jù)需求(qiú)进行加(jiā)油或充电。

这一系统能够成功(gōng)运行的原(yuán)理主要是依(yī)靠于高度协(xié)调的GPS、惯(guàn)性(xìng)运动传感(gǎn)器和两(liǎng)架无人机上(shàng)载(zǎi)有的红外线技术——一架领航(háng)无人机和一架跟随(suí)无人机,两架无人机的燃油或(huò)电(diàn)力传(chuán)输还需要一根(gēn)“加油”管。领航(háng)的无人机会拖(tuō)着(zhe)一个锥形的“加油”管,并(bìng)向外传送着其(qí)搭载(zǎi)的传感器数据。利用这些数据,跟随的无(wú)人机(jī)会试(shì)图(tú)紧跟着(zhe)领航无人机,并飞行(háng)至准确的位置。一旦准备就绪,无人机就会用飞机头锥和“加油”管进行对接,最后(hòu)完成空(kōng)中加油或充电(diàn)。想要准确完成(chéng)对接阶段(duàn)是十分困难(nán)的,尤(yóu)其是因为(wéi)这两(liǎng)架无人机和(hé)加(jiā)油管重量(liàng)十分的轻,会不断(duàn)的被风和湍流影响。因(yīn)此在短期(qī)时间内,该(gāi)系统可(kě)能更多的会给(gěi)军用的(de)大型无人机(jī)进(jìn)行加(jiā)油。

三、无人(rén)机(jī)导线充电(diàn)

波士顿无人机制(zhì)造商CyPhy Works发明可永不着陆的Parc无人机,可执行空中巡航(háng)任(rèn)务。Parc无人机由一条“微丝”连接,既可以传输数据(jù)也可从外(wài)部发电机、车辆(liàng)或其他设备(bèi)获得电力,也(yě)就是说Parc无人机能(néng)在(zài)空(kōng)中一直运作不着陆。但(dàn)这种由“微丝”连(lián)接电源的(de)结构(gòu)也有明显的弊端,即无(wú)人(rén)机的飞行范围受到了(le)限(xiàn)制。

无人(rén)机导线充电技术在我国发展相较成(chéng)熟,目前(qián)已(yǐ)经在实际应(yīng)用。

四、无人机借力(lì)输电线路充电(diàn)

美国麻(má)省理工学院的一名学生展(zhǎn)示(shì)了一种(zhǒng)可降落在(zài)输电线路上为自己(jǐ)充电的原(yuán)型(xíng)机系统。这(zhè)一智能系统借(jiè)助输电线路发出(chū)的(de)磁场,为自己寻找最理想的充(chōng)电(diàn)地点。

麻省理工学院(yuàn)的(de)这个原型机能降落在输电线上,为自己充(chōng)电(diàn)。它借助磁(cí)传感器寻(xún)找完美(měi)的(de)着陆点(diǎn),当飞机慢慢靠近输电(diàn)线时,它将会扬起鼻子,以便借助夹子(通常安装轮子的地方)“栖息”在输电线上,从输电线上(shàng)吸取(qǔ)电能。

无人机技术(shù)研(yán)究从未停止,随着(zhe)各种技术研究的深入(rù),无人机充电方式将不断创新。(全球无人机网董冬)

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