基于自然能蓄電的無線充電平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于自然能蓄電的無線充電平臺。該無線充電平臺包括太陽能供電模塊、風能供電模塊、無線充電?？科脚_模塊和防護模塊，其中，太陽能供電模塊通過光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中；風能供電模塊把動能轉(zhuǎn)變成機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中；無線充電?？科脚_模塊使用無線充電技術(shù)為?？康膸в袩o線充電電池的飛行器充電；防護模塊安裝于無線充電平臺的外圍，以對其進行密封保護。本發(fā)明以自然能轉(zhuǎn)化為電能作為充電電量來源，基于無線充電技術(shù)對飛行器進行無線充電，解決了飛行器充電麻煩以及持續(xù)航行電力不足的問題，利用本發(fā)明的無線充電平臺，飛行器可應(yīng)用于森林巡邏、危險地帶偵查、農(nóng)牧業(yè)監(jiān)控和軍事等領(lǐng)域。
【專利說明】基于自然能蓄電的無線充電平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能充電、風能充電、多軸飛行器領(lǐng)域，特別涉及一種運用無線充電技術(shù)的充電平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是自然界中一種干凈可再生的能源，太陽能光伏發(fā)電是通過光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，近年來，光伏發(fā)電技術(shù)得到飛速的發(fā)展，不論是2008年的北京奧運會部分用電還是普通的太陽能日用電子產(chǎn)品，太陽能光伏發(fā)電都產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效應(yīng)。
[0003]風能作為地球上的另一種清潔的可再生能源，其可開發(fā)利用總量比水能還要大10倍，風能發(fā)電越來越受到世界的重視。風力發(fā)電行業(yè)的前景十分廣闊，隨著技術(shù)的逐步成熟,盈利能力也隨之逐步提升。
[0004]多軸飛行器作為微型飛行器的一類，近年來越來越受到人們的關(guān)注，在高校中，一些對多軸飛行器感興趣的學生在DIY自己的飛行器，并在飛行器中加入自己的算法。但是多軸飛行器的充電較為麻煩，其持續(xù)航行能力不足一直是現(xiàn)在研發(fā)多軸飛行器遇到的難以解決的問題。
[0005]無線充電技術(shù)稱為非接觸感應(yīng)充電，其利用物理學的“共振”原理實現(xiàn)電子、電器產(chǎn)品之間的非接觸充電。無線充電技術(shù)作為新興的技術(shù)，具有巨大的潛力，已經(jīng)開始被運用于電子產(chǎn)品領(lǐng)域之中，目前一些手機充電為了解決有線充電的不便，早已推出了無線充電器和無線充電電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在此背景之下，本發(fā)明提供一種基于自然能蓄電的無線充電平臺，其利用自然界的太陽能發(fā)電和風能發(fā)電為停靠在充電平臺上的多軸飛行器提供電力來源，運用無線充電技術(shù)解決多軸飛行器充電麻煩、持續(xù)航行電力不足的問題。
[0007]本發(fā)明提供的一種基于自然能蓄電的無線充電平臺包括太陽能供電模塊1、風能供電模塊2、無線充電?？科脚_模塊3和防護模塊5，其中:
[0008]所述太陽能供電模塊I安裝在所述無線充電平臺的頂部，用于采集光能并將其轉(zhuǎn)化為電能，輸送給所述無線充電?？科脚_模塊3 ;
[0009]所述風能供電模塊2安裝在所述無線充電平臺的側(cè)面，用于收集風能并將其轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給所述無線充電停靠平臺模塊3 ;
[0010]所述無線充電?？科脚_模塊3安裝于所述無線充電平臺的內(nèi)部，用于提供給飛行器?？坎槠涑潆?；
[0011]所述防護模塊5安裝于所述無線充電平臺的外圍，以對其進行密封，保護所述無線充電?？科脚_模塊3和飛行器。
[0012]本發(fā)明利用自然界清潔可再生的太陽能和風能作為電力來源，使用太陽能電池板和風力發(fā)電機進行發(fā)電，在解決了無線充電平臺的防風防雨問題后，無線充電平臺就可以安裝在戶外，為多軸飛行器提供充電來源，并為多軸飛行器在戶外巡邏、拍攝或偵查等任務(wù)提供戶外工作防風、防雨的充電停靠平臺；多軸飛行器上安裝上視頻系統(tǒng)后，可以代替人在森林、街道、農(nóng)田等地方巡邏，或代替人到危險地帶進行偵查。本發(fā)明運用無線充電技術(shù)解決了多軸飛行器充電麻煩以及持續(xù)航行電力不足的問題。這樣，利用本發(fā)明的無線充電平臺，多軸飛行器就可以應(yīng)用于森林巡邏、危險地帶偵查、農(nóng)牧業(yè)監(jiān)控和軍事等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于自然能蓄電的無線充電平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線充電停靠平臺模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線充電停靠平臺模塊的發(fā)電、充電工作流程圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線充電平臺房頂打開的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的基于自然能蓄電的無線充電平臺的平視圖，如圖1所示，所述基于自然能蓄電的無線充電平臺包括太陽能供電模塊1、風能供電模塊2、無線充電停靠平臺模塊3和防護模塊5，其中:
[0019]所述太陽能供電模塊I安裝在所述無線充電平臺的頂部，用于采集光能并通過光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能，輸送給所述無線充電?？科脚_模塊3 ；
[0020]其中，所述太陽能供電模塊I朝向采光性較好的方向，其為太陽能交流發(fā)電或太陽能直流發(fā)電。
[0021]所述太陽能供電模塊I的主體部分為太陽能電池板，所述太陽能電池板為晶體硅電池板(單晶硅或多晶硅電池板)或非晶體硅電池板，所述太陽能電池板斜鋪在所述無線充電平臺的頂部，形成了所述無線充電平臺的房頂；所述太陽能電池板主要包括鋼化玻璃、發(fā)電主體、背板、鋁合金和接線盒等部分，其中，所述鋼化玻璃的透光性在91 %以上，用于保護所述發(fā)電主體；所述發(fā)電主體為晶體硅太陽電池片或薄膜太陽能電池片；所述接線盒用于保護整個發(fā)電系統(tǒng)，防止系統(tǒng)燒壞。
[0022]所述風能供電模塊2安裝在所述無線充電平臺的側(cè)面，用于收集風能并將其轉(zhuǎn)化為交流電輸送給所述無線充電停靠平臺模塊3 ;
[0023]其中，所述風能供電模塊2朝向風力較大的方向，輸出13V?25V的交流電。
[0024]所述風能供電模塊2的主體部分為風力發(fā)電機組，所述風力發(fā)電機組包括風輪(包括尾舵)、風能發(fā)電機和支撐架，比如鐵塔，其中，所述風輪為達里厄式風輪、馬格努斯效應(yīng)風輪或徑流雙輪效應(yīng)風輪；所述風能發(fā)電機為雙饋型感應(yīng)發(fā)電機。
[0025]所述風力發(fā)電機組利用風力帶動風輪旋轉(zhuǎn)，把動能轉(zhuǎn)變成機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
[0026]所述無線充電?？科脚_模塊3安裝于所述無線充電平臺的內(nèi)部，用于提供給飛行器進行平時不工作時的?？坎槠涑潆?；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線充電停靠平臺模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，所述無線充電?？科脚_模塊3包括充放電控制器模塊6、蓄電電池模塊7、電源管理模塊8、無線充電器
9、無線充電電感線圈10和連接電纜4，其中:
[0028]所述充放電控制器模塊6、蓄電電池模塊7、電源管理模塊8安裝于所述無線充電?？科脚_模塊3的底部；
[0029]所述充放電控制器模塊6的主體部分為充放電控制器，其通過連接電纜4與所述太陽能供電模塊I的太陽電池板、所述風能供電模塊2的風力發(fā)電機組，以及作為所述蓄電電池模塊7主體部分的蓄電電池連接，以接收所述太陽電池板和風力發(fā)電機組輸送的電能，并將其進行處理之后存入蓄電電池，同時保護所述蓄電電池以防止出現(xiàn)過充現(xiàn)象。
[0030]所述蓄電電池的一端通過連接電纜4與所述充放電控制器連接，另一端通過連接電纜4與所述電源管理模塊8連接，用于存儲太陽能轉(zhuǎn)化得到的電能和風能轉(zhuǎn)化得到的電能，并為需要充電的飛行器提供電力來源；
[0031]所述電源管理模塊8的一端通過連接電纜4與所述蓄電電池連接，另一端與所述無線充電器9連接，所述電源管理模塊8包括變壓器和整流器，用于對所述蓄電電池的電量進行管理，根據(jù)無線充電器9適配的電流電壓，在飛行器電量不足需要充電時，為所述無線充電器9供電；
[0032]所述無線充電器9的一端通過連接電纜4與所述電源管理模塊8連接，其內(nèi)部安裝有無線充電電感線圈10，用于通過所述無線充電電感線圈10將電能轉(zhuǎn)化為磁場能，利用物理學的“共振”原理，將能量傳導給飛行器中的無線充電電池，最終達到實現(xiàn)向飛行器無線充電的目的；
[0033]所述無線充電電感線圈10平鋪于所述無線充電?？科脚_模塊3的頂部表面下，以當?shù)撞繋в袩o線充電電池的飛行器停靠在所述無線充電電感線圈10上時，所述無線充電器9為飛行器上的無線充電電池進行無線充電。
[0034]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線充電?？科脚_模塊的發(fā)電、充電工作流程圖，結(jié)合圖1和圖2可知，太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)化為電能后，通過連接電纜4向充放電控制器模塊6輸送電能；同樣的，風力發(fā)電機組將風能轉(zhuǎn)化為電能后，也通過連接電纜4向充放電控制器輸送電能。所述充放電控制器控制太陽能電池板產(chǎn)生的電能和風力發(fā)電機組產(chǎn)生的交流電，并對電力進行整流、恒流、限壓、限時、過沖保護等處理，最終將處理后的電力存儲在蓄電電池中。電源管理模塊8管理蓄電電池的電量，并為所述無線充電器9輸送進行無線充電的電力。無線充電器9在無線充電電感線圈10上將電能轉(zhuǎn)化為磁場能，利用物理學的“共振”原理，將能量傳導給在多軸飛行器的無線充電電池，最終達到實現(xiàn)無線充電的目的。
[0035]所述防護模塊5安裝于所述無線充電平臺的外圍，以對其進行密封，保護內(nèi)部的無線充電?？科脚_模塊3以及?？吭谒鰺o線充電?？科脚_模塊3上的飛行器。
[0036]在本發(fā)明一實施例中，所述無線充電平臺為房式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可達到防風防雨的戶外放置目的，在該實施例中，所述無線充電平臺還包括房頂控制模塊，用于控制所述無線充電平臺房頂?shù)拈_合。
[0037]所述房頂控制模塊的主體結(jié)構(gòu)為房頂控制系統(tǒng)11，圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線充電平臺房頂打開的示意圖，如圖4所示，所述房頂控制系統(tǒng)11安裝于所述太陽能電池板的下方；[0038]所述房頂控制系統(tǒng)11包括主控制器、無線通信模塊、步進電機和傳動帶或傳送齒輪等傳送機構(gòu)，其中，所述步進電機受控于主控制器，且使用傳動機構(gòu)與房頂?shù)奶柲茈姵匕逑噙B，當飛行器12(圖4所示為四軸飛行器，但其僅用于說明，本發(fā)明中并不限定為四軸，還可以為五軸、六軸、七軸等)進入或者離開所述無線充電平臺時，所述主控制器與飛行器通過無線通信技術(shù)取得通信，由主控制器控制步進電機轉(zhuǎn)動，通過所述傳送結(jié)構(gòu)的傳動控制所述太陽能電池板的轉(zhuǎn)動，以方便飛行器12的進出。
[0039]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自然能蓄電的無線充電平臺，其特征在于，該無線充電平臺包括太陽能供電模塊(1)、風能供電模塊(2)、無線充電?？科脚_模塊(3)和防護模塊(5)，其中: 所述太陽能供電模塊(I)安裝在所述無線充電平臺的頂部，用于采集光能并將其轉(zhuǎn)化為電能，輸送給所述無線充電?？科脚_模塊(3)； 所述風能供電模塊(2)安裝在所述無線充電平臺的側(cè)面，用于收集風能并將其轉(zhuǎn)化為交流電，輸送給所述無線充電停靠平臺模塊(3)； 所述無線充電停靠平臺模塊(3)安裝于所述無線充電平臺的內(nèi)部，用于提供給帶有無線充電電池的飛行器停靠并為其充電； 所述防護模塊(5)安裝于所述無線充電平臺的外圍，以對其進行密封，保護所述無線充電?？科脚_模塊(3)和飛行器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電平臺，其特征在于，所述太陽能供電模塊(I)的主體是太陽能電池板，所述太陽能電池板為晶體硅電池板或非晶體硅電池板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線充電平臺，其特征在于，所述太陽能電池板包括鋼化玻璃、發(fā)電主體、背板、鋁合金和接線盒，其中，所述鋼化玻璃用于保護所述發(fā)電主體；所述發(fā)電主體為晶體硅太陽電池片或薄膜太陽能電池片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電平臺，其特征在于，所述風能供電模塊(2)包括風力發(fā)電機組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線充電平臺，其特征在于，所述風力發(fā)電機組包括風輪、風能發(fā)電機和支撐架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電平臺，其特征在于，所述無線充電?？科脚_模塊(3)包括充放電控制器模塊(6)、蓄電電池模塊(7)、電源管理模塊(8)、無線充電器(9)、無線充電電感線圈(10)和連接電纜(4)，其中: 所述充放電控制器模塊(6)、蓄電電池模塊(7)、電源管理模塊(8)安裝于所述無線充電?？科脚_模塊⑶的底部； 所述充放電控制器模塊(6)包括充放電控制器，其通過連接電纜(4)與所述太陽能供電模塊(I)的太陽電池板、所述風能供電模塊(2)的風力發(fā)電機組，以及所述蓄電電池模塊(7)中的蓄電電池連接，以接收所述太陽電池板和風力發(fā)電機組輸送的電能，并將其進行處理之后存入蓄電電池，同時保護所述蓄電電池以防止出現(xiàn)過充現(xiàn)象； 所述蓄電電池的一端通過連接電纜(4)與所述充放電控制器連接，另一端通過連接電纜(4)與所述電源管理模塊(8)連接，用于存儲太陽能轉(zhuǎn)化得到的電能和風能轉(zhuǎn)化得到的電能，并為需要充電的飛行器提供電力來源； 所述電源管理模塊(8)的一端通過連接電纜(4)與所述蓄電電池連接，另一端與所述無線充電器(9)連接，用于對所述蓄電電池的電量進行管理，根據(jù)所述無線充電器(9)適配的電流電壓，為所述無線充電器(9)供電； 所述無線充電器(9)的一端通過連接電纜(4)與所述電源管理模塊(8)連接，其內(nèi)部安裝有無線充電電感線圈(10)，用于通過所述無線充電電感線圈(10)將電能轉(zhuǎn)化為磁場能，并將能量傳導給飛行器中的無線充電電池； 所述無線充電電感線圈(10)平鋪于所述無線充電?？科脚_模塊(3)的頂部表面下，以當飛行器?？吭谄渖蠒r，所述無線充電器(9)為飛行器進行無線充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線充電平臺，其特征在于，所述電源管理模塊(8)包括變壓器和整流器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電平臺，其特征在于，所述無線充電平臺為房式結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線充電平臺，其特征在于，所述無線充電平臺還包括房頂控制模塊，用于控制所述無線充電平臺房頂?shù)拈_合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線充電平臺，其特征在于，所述房頂控制模塊的主體為房頂控制系統(tǒng)(11)，所述房頂控制系統(tǒng)(11)安裝于太陽能供電模塊(I)的下方，所述房頂控制系統(tǒng)(11)包括主控制器、無線通信模塊、步進電機和與太陽能供電模塊⑴連接的傳動機構(gòu)，其中，所述主控制器通過無線通信模塊與飛行器進行無線通信，所述步進電機根據(jù)主控制器的命令控制步進電機轉(zhuǎn)動 ，以通過傳送結(jié)構(gòu)的傳動使得所述太陽能供電模塊(I)轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】H02J17/00GK103944236SQ201410178154
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】胡斌, 王飛躍, 魯沛, 熊剛, 田濱, 田秋常, 蔣劍, 李逸岳 申請人:中國科學院自動化研究所