【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及臨近空間探測，尤其涉及一種用于臨近空間飛行器的無線充電系統。
技術介紹
1、常見的臨近空間飛行器，例如高空氣球等，其吊艙內裝有儲能電池作為主要能源供給，對其續航能力起著關鍵性作用。
2、由于臨近空間的低溫環境，需要對吊艙進行保溫封艙，使得為艙內的儲能電池充電變得不便。另外，部分科學載荷（如用于太陽電池標定、天文觀測等）的高空氣球在等待發放時需將吊艙吊起。吊艙由一定長度的軟性吊繩與氣球連接，并懸掛于氣球下方，當吊艙被發放車吊起時會發生轉動或擺動。
3、對于儲能電池的有線充電系統而言，吊艙的轉動或擺動會使有線充電的線纜產生纏繞，造成操作困難和潛在危險。對于儲能電池的無線充電系統而言，能量接收結構位于吊艙內，當吊艙轉動或擺動時，艙內接收結構與地面發射結構發生偏移，影響充電系統的電能傳輸效率。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種用于臨近空間飛行器的無線充電系統，用以解決現有技術中吊艙轉動或擺動導致臨近空間飛行器充電困難的缺陷，實現臨近空間飛行器的高效充電。
2、第一方面，本專利技術提供一種用于臨近空間飛行器的無線充電系統，包括能量發射端以及能量接收端；所述能量發射端設置在地面裝置上，所述能量接收端設置于臨近空間飛行器的吊艙內的底部；
3、所述能量發射端包括發射單元與能量發射電路，所述能量接收端包括接收單元與能量接收電路；
4、所述能量發射電路與所述發射單元連接，用于將電能傳輸到所述發射單元；
5、所述發
6、所述能量接收電路與所述接收單元連接，用于從所述接收單元接收電能。
7、在一個實施例中，所述發射單元包括第一曲面磁芯，所述接收單元包括第二曲面磁芯；
8、所述第一曲面磁芯的凹面邊緣設置有第一線圈；所述第二曲面磁芯的凹面中心向外設置有柱狀線圈；
9、所述第一曲面磁芯的凹面與所述第二曲面磁芯的凹面相對設置，并且在所述吊艙轉動或擺動時，所述柱狀線圈朝向地面的投影落在所述第一曲面磁芯的凹面內。
10、在一個實施例中，所述第一曲面磁芯與所述第二曲面磁芯中心對稱。
11、在一個實施例中，所述第一曲面磁芯的外接圓半徑是根據目標擺動半徑確定的；
12、所述目標擺動半徑是所述能量接收端位于所述能量發射端之上預設高度時，所述能量接收端隨吊艙擺動的半徑。
13、在一個實施例中，所述預設高度小于或等于目標高度；
14、所述目標高度是所述發射單元與所述接收單元之間的磁耦合對應的電能轉換效率等于轉換效率閾值時，所述發射單元與所述接收單元之間的垂直高度。
15、在一個實施例中，所述能量發射電路包括逆變電路與第一諧振電路；
16、所述逆變電路的輸入端與電源連接，輸出端與所述第一諧振電路連接；
17、所述第一諧振電路的輸入端與所述逆變電路連接，輸出端與所述發射單元連接。
18、在一個實施例中，所述能量接收電路包括第二諧振電路以及整流電路；
19、所述第二諧振電路的輸入端與所述接收單元連接，輸出端與所述整流電路連接；
20、所述整流電路的輸入端與所述第二諧振電路的輸出端連接，輸出端與儲能電池連接。
21、在一個實施例中，所述第一曲面磁芯的凹面直徑大于所述第一曲面磁芯的外接圓半徑，并且小于所述第一曲面磁芯的外接圓直徑。
22、在一個實施例中，所述柱狀線圈的長度小于所述第一曲面磁芯的外接圓半徑。
23、第二方面，本專利技術提供一種臨近空間飛行器，包括第一方面所述的任一種用于臨近空間飛行器的無線充電系統。
24、本專利技術提供的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，通過使能量發射端以及能量接收端形成磁耦合，能夠保證吊艙轉動或擺動時電能從能量發射端順利傳輸到能量接收端，從而實現臨近空間飛行器的正常充電，有效提高了臨近空間飛行器在各種情況下的充電效率。
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1.一種用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，包括：能量發射端以及能量接收端；所述能量發射端設置在地面裝置上，所述能量接收端設置于臨近空間飛行器的吊艙內的底部；
2.根據權利要求1所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述發射單元包括第一曲面磁芯，所述接收單元包括第二曲面磁芯；
3.根據權利要求2所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述第一曲面磁芯與所述第二曲面磁芯中心對稱。
4.根據權利要求3所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述第一曲面磁芯的外接圓半徑是根據目標擺動半徑確定的；
5.根據權利要求4所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述預設高度小于或等于目標高度；
6.根據權利要求1所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述能量發射電路包括逆變電路與第一諧振電路；
7.根據權利要求6所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述能量接收電路包括第二諧振電路以及整流電路；
8.根據權利要求4所述的用于
9.根據權利要求8所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述柱狀線圈的長度小于所述第一曲面磁芯的外接圓半徑。
10.一種臨近空間飛行器，其特征在于，包括如權利要求1至9任一項所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統。
...【技術特征摘要】
1.一種用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，包括：能量發射端以及能量接收端；所述能量發射端設置在地面裝置上，所述能量接收端設置于臨近空間飛行器的吊艙內的底部；
2.根據權利要求1所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述發射單元包括第一曲面磁芯，所述接收單元包括第二曲面磁芯；
3.根據權利要求2所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述第一曲面磁芯與所述第二曲面磁芯中心對稱。
4.根據權利要求3所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述第一曲面磁芯的外接圓半徑是根據目標擺動半徑確定的；
5.根據權利要求4所述的用于臨近空間飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述預設高度小于或等于目標高度；...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐國寧，楊尚航，王義，賈忠臻，楊燕初，
申請(專利權)人：中國科學院空天信息創新研究院，
類型：發明
國別省市：
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