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龙图腾网获悉桂林电子科技大学申请的专利一种基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统及其控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117360828B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311530417.4，技术领域涉及：B64U50/38；该发明授权一种基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统及其控制方法是由张鑫;杨帅鑫;王文杰;吴润玮;范兴明设计研发完成，并于2023-11-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统及其控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统及其控制方法，所述系统包括轻量化抗偏无线输电耦合机构、平台侧电路和机载侧电路；所述的轻量化抗偏无线输电耦合机构，包括大尺寸的平台端和小尺寸的机载端；所述平台侧电路包括顺次连接的直流电源、全桥逆变器、功率调节与电压变换拓扑单元，所述机载侧电路包括顺次连接的全桥整流器和无人机电池负载。本发明的耦合机构制作简易、成本低、机载侧质量轻，可极大提升金属极板耦合利用率，具有360°角度抗偏移和较强的横向抗偏移能力，同时在设计的无人机降落位置可偏移范围内，本发明系统能满足无人机电池负载高效稳定的无线供电需求。

本发明授权一种基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统及其控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统，其特征在于：包括轻量化抗偏无线输电耦合机构、平台侧电路和机载侧电路；所述的轻量化抗偏无线输电耦合机构，包括大尺寸的由内圆盘铝板、外圆环铝板和第一圆盘形绝缘板组成的平台端和小尺寸的由均匀钻孔内圆盘铝箔、均匀钻孔外圆环铝箔和第二圆盘形绝缘板组成的机载端； 所述内圆盘铝板和所述外圆环铝板覆盖于所述第一圆盘形绝缘板上表面，所述均匀钻孔内圆盘铝箔和所述均匀钻孔外圆环铝箔覆盖于所述第二圆盘形绝缘板下表面； 所述平台侧电路包括顺次连接的直流电源、全桥逆变器、功率调节与电压变换拓扑单元，所述机载侧电路包括顺次连接的全桥整流器和无人机电池负载； 所述功率调节与电压变换拓扑单元包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2； 所述电感L1和所述电容C2顺次连接在所述全桥逆变器的第一连接端和所述内圆盘铝板之间，所述电容C1连接在所述电感L1与所述电容C2的共同连接端和所述外圆环铝板之间，所述电感L2连接在所述电容C2与所述内圆盘铝板的共同连接端和所述外圆环铝板之间，所述全桥逆变器的第二连接端和所述外圆环铝板连接； 所述均匀钻孔内圆盘铝箔和所述均匀钻孔外圆环铝箔分别连接所述全桥整流器的第一连接端和所述全桥整流器的第二连接端； 所述内圆盘铝板和所述均匀钻孔内圆盘铝箔相耦合，形成耦合电容Cp1，所述外圆环铝板和所述均匀钻孔外圆环铝箔相耦合，形成耦合电容Cp2，所述耦合机构的等效耦合电容可计算为，系统工作时，所述内圆盘铝板、所述均匀钻孔内圆盘铝箔、所述外圆环铝板和所述均匀钻孔外圆环铝箔之间建立耦合电场，在耦合电场的作用下完成对无人机电池负载的无线电能传输； 所述的基于电场耦合的轻量化抗偏无线输电耦合机构的无人机无线充电系统采用基波近似法进行简化分析，逆变输出电压为： ； 其中，为系统直流输入电压，为系统工作角频率； 系统机载侧整流前等效阻抗为： ； 无人机无线充电系统等效电路的Zin1网络等效为一个电感Lm与一个电阻Rm串联网络，从而系统电路等效为一个T‑LCL网络，忽略电路中无功元件的损耗，利用电路原理可计算出无人机无线充电系统电路Zin1网络的输入阻抗为： 1其中，2式中为系统工作角频率； 对等效后的T‑LCL网络列写KVL方程： 3当满足谐振关系时，该T‑LCL网络电流增益和输入阻抗为： 4由式4可知，在恒压输入的条件下，系统输出电流仅与输入电压、电容和谐振角频率有关，与负载大小无关，该T‑LCL网络具有恒压输入恒流输出特性，且系统输入阻抗为纯电阻，系统具有较高的功率因数，能保证电能高效稳定的传输； 此时，无人机无线充电系统等效电路的网络等效为一个恒流源输入的T‑CLC网络； 对恒流源输入的T‑CLC网络列写KVL方程： 5当满足谐振关系时，该T‑CLC网络电压增益为： 6由式4和式6可计算出无人机无线充电系统输出电压增益： 7由式7可知，该无人机无线充电系统的输出电压仅和输入电压、电容和耦合机构的等效耦合电容有关，当耦合机构的机载端在发生360°角度偏移和10~30mm范围内横向偏移时，机载端仍能全部处于有效耦合区域内，等效耦合电容几乎不变，系统能够实现对无人机电池负载高效稳定的电能传输，通过调整电容和耦合机构的等效耦合电容的比例关系，达到控制系统输出电压的目标。

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