除了传统的无人机充(chōng)电方式以(yǐ)外,国内外的一些新技术创造了几(jǐ)种全新(xīn)的无人机充电方(fāng)式。
一、无人机(jī)充电站
(1)无人机用无线供(gòng)电装置在日本问世
从(cóng)事(shì)无人(rén)机(jī)和遥(yáo)控玩具业务的日(rì)本enRoute公司与电气通信设备(bèi)厂商(shāng)日本(běn)电业工作公司合作开发出了为无人机配备的电池提供无(wú)线供电(diàn)的(de)装置(zhì)。
具体(tǐ)做法是让(ràng)配备(bèi)有受电装置的无人机,降落到集(jí)2.4GHz频带共式供电器、供电天线和整流天(tiān)线于一体(tǐ)的(de)供电“基座”上进行充(chōng)电。将供电(diàn)装置配备在(zài)UGV(无人地面(miàn)车辆(liàng))上,使(shǐ)其移动到人无法进入(rù)的区域,就可以(yǐ)在特定地区进行供电。受电装置(zhì)约30g,比电磁(cí)感应等使用的线圈重量轻,还(hái)可以配备到小(xiǎo)型无人机上。还(hái)有一个特点,就是采用了(le)微波波段(duàn)的共振(zhèn)耦(ǒu)合方式,供电时供受电耦合器间的对位自由度高(gāo)。在横向错(cuò)位在±10mm的范围内,传输效率达到(dào)80%以上。通过采(cǎi)用(yòng)日本电业工作的整流天线技术(shù),整流电路的RF-DC转(zhuǎn)换效(xiào)率(lǜ)高达约70%以上。充电时间(jiān)大约为(wéi)60分钟。由于是非接触充电,因此(cǐ)防水性和防尘性高,可以防止火山地带细小微粒造成的充电不良以及(jí)降雨等引起的(de)短路。适(shì)用于灾情调查(chá)、使用很(hěn)多多旋(xuán)翼飞行(háng)器的大范围(wéi)区域监控等(děng)。
(2)德国(guó)柏林 SkySense 公司无人(rén)机充电板
2015年5月12日,来自德国柏林的(de) SkySense 公(gōng)司(sī)利(lì)用一款金属平板来代(dài)替运油机的作用(yòng),充电(diàn)平板是镀金的(de)底座,其表面(miàn)是蜂巢结构,整个表(biǎo)面被分成了有(yǒu)规则的若干份,猜测是为提供不同(tóng)电极(jí)(正负极)而采取的特殊结构。通过外接电源,充电平板可以为无人(rén)机提供100-240 V电源输入(rù)和一个10 A充电率。而(ér)无人机上(shàng)也要(yào)进行(háng)相应的改造,需要将无(wú)人机中的充电触点通过(guò)与导线(xiàn)连接到落(luò)脚(jiǎo)架,并(bìng)在导(dǎo)线尽头(tóu)安装一个镀(dù)金弹簧,这(zhè)样无人机(jī)只要降落在充电平板上,通过与平(píng)面上的镀(dù)金弹簧触点接触,从而完成充(chōng)电。
为了应对户(hù)外的(de)多变天气,SkySense 充电板具有防水特点,并且团队在充电板上还(hái)设(shè)计了类似停机库遮蔽棚的 Droneport。当无人机(jī)充电时,Droneport 可以(yǐ)远程打开,完全覆盖(gài)无人机和充电板进(jìn)行封闭保护(hù)。这种解决方案主(zhǔ)要是针对外出作业的无人(rén)机,将无人机的降落(luò)—充电—起飞全过程独立实现(xiàn),不需要有人在现场(chǎng)进行(háng)干预和辅助。
(3)中南大学学生姜植元研发自主(zhǔ)续航无人机
中南大(dà)学学生姜(jiāng)植元发明的自主(zhǔ)续航无(wú)人机在2015年获得了广(guǎng)泛关注(zhù),获1.2亿元注资。
该自主(zhǔ)续航无人(rén)机并没有使用锂聚合物电(diàn)池(chí),而是用太阳能续航。而(ér)姜植元所(suǒ)研发的飞行器可以实(shí)时监(jiān)测自身(shēn)电量,当电量(liàng)降(jiàng)低到一定水平(píng)的时(shí)候会启动“寻找(zhǎo)充电桩”模式获(huò)取(qǔ)充电桩位(wèi)置,然(rán)后在充电桩的太阳(yáng)能板上进行无线充电。姜植元及其(qí)团队认为无人机在我国用(yòng)于(yú)航(háng)拍较多,而(ér)他们想让无人机应用(yòng)在快递(dì)、电路巡检、测绘和边境巡逻(luó)等领域。透过(guò)这(zhè)种太阳能充(chōng)电(diàn)桩(zhuāng)模式(shì),无(wú)人机不仅能执行边境巡逻的(de)任务,而(ér)且成本更为低廉。
二、无(wú)人机空(kōng)中充电或加油
Daniel Wilson是悉尼大学澳(ào)大利(lì)亚研究中心机器人领域的研究人(rén)员,他发明出一种对接系统可以使无人机(jī)在半空中进行对接和补给(gěi)。悉尼大学的研(yán)究团队(duì)花了数年时(shí)间来研(yán)发这项技术,这一对接系统允(yǔn)许无人(rén)机在空中对接时根据需求(qiú)进行加油(yóu)或充(chōng)电。
这一(yī)系统能够成功运行的原理主要是依靠于高度协调(diào)的GPS、惯性运(yùn)动传感器和两架无人机上载有的红外线技术(shù)——一架领航(háng)无人机和一(yī)架跟随无人(rén)机(jī),两架无人机(jī)的燃油或(huò)电力传输(shū)还需要(yào)一(yī)根“加油”管。领(lǐng)航的无人(rén)机会拖着一个锥(zhuī)形的“加油(yóu)”管(guǎn),并(bìng)向外传送着其搭载(zǎi)的传(chuán)感(gǎn)器数据。利用这些数(shù)据,跟(gēn)随的无人机会试图紧跟着(zhe)领航无(wú)人机,并飞行(háng)至准确的(de)位置。一旦准(zhǔn)备就绪(xù),无人机就会用(yòng)飞机头锥和“加(jiā)油”管(guǎn)进行(háng)对接,最后完成空中加(jiā)油(yóu)或充电。想要准确完成(chéng)对接阶段是十分困难的(de),尤其(qí)是因(yīn)为这两(liǎng)架无(wú)人机和(hé)加油管重量十分的轻(qīng),会(huì)不断的被风和湍流(liú)影响(xiǎng)。因此在(zài)短期(qī)时间内,该系(xì)统可能更多的(de)会给军用的(de)大型无人机进行加油。
三、无人机导线充电
波士顿无人机制造(zào)商CyPhy Works发(fā)明可(kě)永(yǒng)不着(zhe)陆的Parc无人机(jī),可执行空中巡航任务(wù)。Parc无人机由一条“微丝”连接,既可以传输(shū)数据也可(kě)从外部发电机(jī)、车辆或(huò)其他(tā)设(shè)备获(huò)得电力,也就(jiù)是说Parc无人机能在空(kōng)中一直(zhí)运作不着陆。但这种由“微丝”连接电源的结构也有明显的弊(bì)端,即无人机的飞行范围(wéi)受到(dào)了限制(zhì)。
无人(rén)机导线(xiàn)充电(diàn)技术在我(wǒ)国发展相较(jiào)成熟,目前已(yǐ)经在实际应(yīng)用。
四、无人机借(jiè)力(lì)输电线路充电
美国(guó)麻省理工学院的一名学生展示了一种可降(jiàng)落在(zài)输电(diàn)线路上(shàng)为自己充电的原型机系统。这一智能(néng)系(xì)统借(jiè)助(zhù)输电线路发(fā)出的磁(cí)场,为自(zì)己寻找最理(lǐ)想的充电地点。
麻省理(lǐ)工学院(yuàn)的这个原型(xíng)机(jī)能降落(luò)在输电线上,为自己充电。它借助磁传感(gǎn)器(qì)寻找完美的着陆点(diǎn),当飞机慢慢靠近输电线时,它将会扬起鼻子,以便借(jiè)助夹(jiá)子(通常安(ān)装轮子的地方)“栖息”在(zài)输(shū)电线上,从输电线上吸取电能。
无(wú)人机技术研究从未(wèi)停(tíng)止,随着(zhe)各种技术(shù)研究的深(shēn)入,无人机充电方(fāng)式(shì)将不断创(chuàng)新。(全球无人机(jī)网董冬)

咨询(xún)航拍服(fú)务可加昆明(míng)劲鹰无(wú)人机飞控手老鹰的微信laoyingfly |