本發(fā)明涉及無線能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種無線能量傳輸發(fā)射裝置、傳輸系統(tǒng)及傳輸方法。
背景技術(shù):
隨著國(guó)家科技快速發(fā)展,無限能量傳輸越來越多的出現(xiàn)在航天、通訊、電力等行業(yè),一般的無線能量傳輸采用系統(tǒng)傳能單元和獨(dú)立接收單元來完成較遠(yuǎn)距離及遠(yuǎn)距離間設(shè)備的能量傳輸。
現(xiàn)有的無線能量傳輸系統(tǒng)大多由單獨(dú)的相位調(diào)制及光速控制單元,來組成激光傳能系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)激光的遠(yuǎn)距離傳輸,但是正是由于距離較遠(yuǎn),現(xiàn)有的傳能結(jié)構(gòu),往往需要接收天線才能實(shí)現(xiàn)能量的無線接收,結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種無線能量傳輸發(fā)射裝置、傳輸系統(tǒng)及傳輸方法,解決了受能裝置接收能量需要必須要光學(xué)接收天線的問題;實(shí)現(xiàn)了光能傳輸中發(fā)射裝置和接收裝置共用一套接收天線的目的,達(dá)到了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),不需要接收天線,降低成本的技術(shù)效果。
為解決上述技術(shù)問題,本申請(qǐng)實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
一種無線能量傳輸發(fā)射裝置,包括:激光指示器、傳能激光器、激光處理單元以及光學(xué)發(fā)射天線,其中,
激光指示器,提供指示光能,并將指示光能傳輸給所述激光處理單元;
傳能激光器,提供待傳輸光能,并將待傳輸光能傳輸給所述激光處理單元;
激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;
光學(xué)發(fā)射天線,將激光處理單元傳輸?shù)闹甘竟饽芎痛齻鬏敼饽芟蚪邮昭b置傳輸;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距。
優(yōu)選地,所述激光處理單元,包括按照光路依次設(shè)置的二向分色片、第一四分之一波片、偏振分光棱鏡、第二四分之一波片、濾光片、圖像傳感器;以及:設(shè)置在偏振分光棱鏡一側(cè)并在指示激光器出射光軸上的起偏器;
所述二向分色片設(shè)置在傳能激光器出射光軸延伸段上。
優(yōu)選地,所述第一基礎(chǔ)處理包括:將所述激光指示器傳輸來的指示光能偏振態(tài)經(jīng)起偏器調(diào)整為豎直偏振態(tài),再經(jīng)過偏振分光棱鏡反射至第一四分之一波片,經(jīng)過第一四分之一波片后變?yōu)閳A偏振光,再經(jīng)二向分色片濾光后反射至光學(xué)發(fā)射天線;
所述第二基礎(chǔ)處理包括:將所述傳能激光器傳輸來的光能經(jīng)二向分色片濾光后透射至光學(xué)發(fā)射天線;
所述第三基礎(chǔ)處理包括:將光學(xué)發(fā)射天線接收到的反射指示光能傳輸給二向分色片濾光后反射至第一四分之一波片透射,透射后偏振態(tài)變?yōu)樗狡窆?,再?jīng)偏振分光棱鏡透射,再依次經(jīng)過第二四分之一波片、濾光片濾波,并由圖像傳感器接收。
優(yōu)選地,所述反射指示信息用于確定所述發(fā)射天線的位置包括:根據(jù)指示光能在圖像傳感器的位置調(diào)整光學(xué)發(fā)射天線相對(duì)于接收裝置的位置,使指示激光聚焦光斑位于圖像傳感器感光面中心,并鎖定光學(xué)發(fā)射天線位置。
優(yōu)選地,所述發(fā)射裝置還包括:第一計(jì)算機(jī)、第一望遠(yuǎn)鏡、第一二維轉(zhuǎn)臺(tái);
其中:
所述第一計(jì)算機(jī)連具有多個(gè)連接端口,并且分別連接所述圖像傳感器、第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)、光學(xué)發(fā)射天線;
所述第一望遠(yuǎn)鏡設(shè)置于所述第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)上;
所述激光處理單元、光學(xué)發(fā)射天線設(shè)置于所述第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)上。
下面的技術(shù)內(nèi)容是上述無線能量發(fā)射裝置在無限能量傳輸中的應(yīng)用:
一種基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng),包括上述無線能量傳輸裝置及與其無線傳輸連接的接收裝置,所述接收裝置包括:
光電池,用于將接收到的光能轉(zhuǎn)化成電能;
角錐棱鏡,所述角錐棱鏡固定于所述光電池中心,用于接收光學(xué)發(fā)射天線傳輸來的光束并原路反射于光學(xué)發(fā)射天線。
優(yōu)選地,所述接收裝置還包括能量管控單元、負(fù)載、蓄電池、第二望遠(yuǎn)鏡、第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)、第二計(jì)算機(jī);
其中:
所述第二望遠(yuǎn)鏡位于所述第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)上;所述光電池設(shè)置于所述第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)上;所述第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)與所述第二計(jì)算機(jī)連接;
所述光電池依次連接有能量管控單元、負(fù)載;所述能量管控單元連接有蓄電池。
優(yōu)選地,所述圖像傳感器包括聚焦鏡頭及位于所述聚焦鏡頭后焦面上的感光元件。
優(yōu)選地,所述的二向分色片的透射平面與所述的傳能激光器出射激光主軸方向成45°夾角。
優(yōu)選地,所述的第一四分之一波片、偏振分光棱鏡、第二四分之一波片、濾光片、圖像傳感器沿所述的二向分色片的反射面成45°夾角的方向上依次設(shè)置。
優(yōu)選地,所述的偏振分光棱鏡的反射面與所述的指示激光器出射激光主軸方向成45°夾角設(shè)置;
所述的起偏器的偏振方向與所述的偏振分光棱鏡的反射面平行。
優(yōu)選地,所述的第一望遠(yuǎn)鏡的光軸方向與所述的傳能激光器出射激光主軸方向平行。
為了更好的、科學(xué)的實(shí)現(xiàn)無線能量傳輸,本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種利用上述裝置進(jìn)行無線能量傳輸?shù)姆椒?,包括?/p>
一種利用權(quán)利要6所述的系統(tǒng)進(jìn)行無線能量傳輸?shù)姆椒ǎǎ?/p>
將指示激光器提供的指示光能,通過激光處理單元進(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;
通過所述光學(xué)發(fā)射天線接收接收裝置反射回來的反射指示光能,并通過激光處理單元進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理后得到反射指示信息;
根據(jù)所述反射指示信息確定所述發(fā)射天線的位置;
將傳能激光器提供的待傳輸光能,通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過所述光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置。
優(yōu)選地,還包括:
通過接收裝置中的光電池接收來自發(fā)射裝置的待傳輸光能,并轉(zhuǎn)化為電能;
通過接收裝置中的角錐棱鏡將來自發(fā)射裝置的指示光能反射回到所述光學(xué)發(fā)射天線。
優(yōu)選地,還包括:
接收裝置和發(fā)射裝置通訊定位;
指示激光器出光經(jīng)激光處理單元處理后通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸?shù)浇邮昭b置上的角錐棱鏡上;
利用角錐棱鏡的任意角入射原路發(fā)射特性,將傳輸來的光束反射到光學(xué)發(fā)射天線;
光學(xué)發(fā)射天線將角錐棱鏡反射來的光束傳輸給激光處理單元進(jìn)行調(diào)整或處理;
根據(jù)光電尺寸和傳輸距離,利用伺服電機(jī)調(diào)整第一正透鏡與第二正透鏡之間的離焦量ΔL為:
式中,f2為第二正透鏡的焦距,D為傳能激光在第二正透鏡表面的光斑直徑,L為光電池的直徑,Z為光學(xué)發(fā)射天線與光電池的距離;
傳能激光器開啟發(fā)射傳能激光,傳能激光經(jīng)激光處理單元處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光束傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,進(jìn)行無線能量傳輸。
本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
1.本申請(qǐng)實(shí)施例采用的無線能量傳輸發(fā)射裝置,當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸;解決了現(xiàn)有無線傳能系統(tǒng)接收裝置和發(fā)射裝置均需要光學(xué)天線才能完成能量傳輸?shù)膯栴},使得傳能天線和受能天線共用一個(gè)光學(xué)天線,達(dá)到了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),降低成本的技術(shù)效果。
2.由于申請(qǐng)實(shí)施例中采用了一種基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng),當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置具有的角錐棱鏡反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸;解決了現(xiàn)有遠(yuǎn)距離光能無線傳輸中需要光學(xué)接收天線導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高的問題,達(dá)到了不需要接收天線從而降低成本。
3.由于本申請(qǐng)實(shí)施例采用了一種無線能量傳輸?shù)姆椒?,包括:將指示激光器提供的指示光能,通過激光處理單元進(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;通過所述光學(xué)發(fā)射天線接收接收裝置反射回來的反射指示光能,并通過激光處理單元進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理后得到反射指示信息;根據(jù)所述反射指示信息確定所述發(fā)射天線的位置;將傳能激光器提供的待傳輸光能,通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過所述光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;實(shí)現(xiàn)了光學(xué)發(fā)射天線與受能設(shè)備的精確定位,解決了無線傳能技術(shù)系統(tǒng)中接收裝置需要接收天線進(jìn)行定位的問題,達(dá)到發(fā)射裝置和受能裝置共用一套發(fā)射天線,簡(jiǎn)化設(shè)備配置,降低傳能成本。
附圖說明
圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例的基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例的無線能量傳輸方法的流程圖;
圖中,101-發(fā)射裝置,102-接收裝置,1-傳能激光器、2-二向分色片、3-光學(xué)發(fā)射天線、4-第一四分之一波片、5-偏振分光棱鏡、6-第二四分之一波片、7-濾光片、8-圖像傳感器、9-第一計(jì)算機(jī),10-指示激光器,11-起偏器,12-第一望遠(yuǎn)鏡,13-第一二維轉(zhuǎn)臺(tái),14-角錐棱鏡,15-光電池,16-能量管控單元,17-負(fù)載,18-蓄電池,19-第二望遠(yuǎn)鏡,20-第二二維轉(zhuǎn)臺(tái),21-第二計(jì)算機(jī),31-第一正透鏡,32-第二正透鏡,33-伺服電機(jī),9001-第一計(jì)算機(jī)第一端口,9002-第一計(jì)算機(jī)第二端口,9003-第一計(jì)算機(jī)第三端口。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種無線能量傳輸發(fā)射裝置、傳輸系統(tǒng)及傳輸方法,實(shí)現(xiàn)了光能傳輸中發(fā)射裝置和接收裝置共用一套接收天線的目的,達(dá)到了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),不需要接收天線,降低成本的技術(shù)效果。
為解決上述技術(shù)問題,本申請(qǐng)實(shí)施例提供了如下解決思路:當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置具有的角錐棱鏡反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸。
為了更好的理解上述技術(shù)方案,下面將結(jié)合說明書附圖以及具體實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
如圖1所示,一種無線能量傳輸發(fā)射裝置,包括:激光指示器10、傳能激光器1、激光處理單元以及光學(xué)發(fā)射天線3,其中,
激光指示器10,提供指示光能,并將指示光能傳輸給所述激光處理單元;
傳能激光器1,提供待傳輸光能,并將待傳輸光能傳輸給所述激光處理單元;
激光處理單元,對(duì)所述激光指示器10傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線3;以及根據(jù)接收裝置反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線3的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線3的位置后,對(duì)所述傳能激光器1傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線3;
光學(xué)發(fā)射天線3,將激光處理單元傳輸?shù)闹甘竟饽芎痛齻鬏敼饽芟蚪邮昭b置傳輸;所述光學(xué)發(fā)射天線3包括:第一正透鏡31;第二正透鏡32,所述第二正透鏡32與所述第一正透鏡31平行設(shè)置;以及伺服控制器33,所述伺服控制器33用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡31和所述第二正透鏡32之間的焦距。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸;解決了現(xiàn)有無線傳能系統(tǒng)接收裝置和發(fā)射裝置均需要光學(xué)天線才能完成能量傳輸?shù)膯栴},使得傳能天線和受能天線共用一個(gè)光學(xué)天線,達(dá)到了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),降低成本的技術(shù)效果。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述激光處理單元,包括按照光路依次設(shè)置的二向分色片2、第一四分之一波片4、偏振分光棱鏡5、第二四分之一波片6、濾光片7、圖像傳感器8;所述圖像傳感器8包括聚焦鏡頭81及位于所述聚焦鏡頭81后焦面上的感光元件82,以及:
設(shè)置在偏振分光棱鏡5一側(cè)并在指示激光器10出射光軸上的起偏器11;
所述二向分色片2設(shè)置在傳能激光器1出射光軸延伸段上。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述第一基礎(chǔ)處理包括:將所述激光指示器10傳輸來的指示光能偏振態(tài)經(jīng)起偏器調(diào)整為豎直偏振態(tài),再經(jīng)過偏振分光棱鏡5反射至第一四分之一6波片,經(jīng)過第一四分之一波片6后變?yōu)閳A偏振光,再經(jīng)二向分色片2濾光后反射至光學(xué)發(fā)射天線;
所述第二基礎(chǔ)處理包括:將所述傳能激光器1傳輸來的光能經(jīng)二向分色片2濾光后透射至光學(xué)發(fā)射天線3;
所述第三基礎(chǔ)處理包括:將光學(xué)發(fā)射天線3接收到的反射指示光能傳輸給二向分色片2濾光后反射至第一四分之一波片4透射,透射后偏振態(tài)變?yōu)樗狡窆?,再?jīng)偏振分光棱鏡5透射,再依次經(jīng)過第二四分之一波片6、濾光片7濾波,并由圖像傳感器8接收。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述反射指示信息用于確定所述發(fā)射天線3的位置包括:根據(jù)指示光能在圖像傳感器8的位置調(diào)整光學(xué)發(fā)射天線3相對(duì)于接收裝置的位置,使指示激光聚焦光斑位于圖像傳感器8感光面中心,并鎖定光學(xué)發(fā)射天線3位置。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述發(fā)射裝置還包括:第一計(jì)算機(jī)9、第一望遠(yuǎn)鏡12、第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13;
其中:
所述第一計(jì)算機(jī)9連具有多個(gè)連接端口,并且分別連接所述圖像傳感器8第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13、光學(xué)發(fā)射天線3;所述第一計(jì)算機(jī)9連具有至少三個(gè)連接端口,分別為第一計(jì)算機(jī)端口9001、第二計(jì)算機(jī)端口9002、第三計(jì)算機(jī)端口9003;所述第一計(jì)算機(jī)端口9001、第二計(jì)算機(jī)端口9002、第三計(jì)算機(jī)端口9003分別連接所述圖像傳感器8、第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13、光學(xué)發(fā)射天線3,該光學(xué)發(fā)射天線3具有調(diào)節(jié)離焦量的功能;
所述第一望遠(yuǎn)鏡12設(shè)置于所述第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13上;
所述激光處理單元、光學(xué)發(fā)射天線3設(shè)置于所述第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13上。
工作原理:
總的來說,參考圖1和2所示,本申請(qǐng)實(shí)施例中激光指示器出光至起偏器,起偏器將指示激光偏振態(tài)調(diào)整為豎直偏振態(tài),經(jīng)過偏振分光棱鏡反射至第一四分之一波片,經(jīng)過第一四分之一波片后變?yōu)閳A偏振光,該圓偏振光傳輸?shù)蕉蚍稚希⒈欢蚍稚瓷渲凉鈱W(xué)發(fā)射天線,并由光學(xué)發(fā)射天線發(fā)出至接收裝置的角錐棱鏡上,經(jīng)角錐棱鏡反射后經(jīng)光學(xué)發(fā)射天線接收;反射到光學(xué)發(fā)射天線的光再次被傳輸?shù)蕉蚍稚?,并被二向分色片反射至第一四分之一波片透射,同時(shí)偏振態(tài)變?yōu)樗狡窆?,由偏振分光棱鏡透射,依次經(jīng)過第二四分之一波片、濾光片濾波去除雜光后并由圖像傳感器接收;
根據(jù)指示激光在圖像傳感器的位置調(diào)整第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)與第二二維轉(zhuǎn)臺(tái),使指示激光聚焦光斑位于圖像傳感器感光面中心,并鎖定第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)與第二二維轉(zhuǎn)臺(tái);
利用伺服控制器調(diào)整第一正透鏡與第二正透鏡之間的離焦量ΔL為:
式中,f2為第二正透鏡的焦距,D為傳能激光在第二正透鏡表面的光斑直徑,L為光電池的直徑,Z為光學(xué)發(fā)射天線與光電池的距離。
調(diào)整好離焦量ΔL后,傳能激光器開啟發(fā)射傳能激光,傳能激光由二向分色片透射,并由光學(xué)發(fā)射天線發(fā)出,傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,進(jìn)行無線能量傳輸直至能量傳輸結(jié)束。
總之本申請(qǐng)實(shí)施例解決了現(xiàn)有遠(yuǎn)距離光能無線傳輸中需要光學(xué)接收天線導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高的問題,達(dá)到了不需要接收天線和可以根據(jù)實(shí)際受能距離和光電池尺寸進(jìn)行光斑大小和位置的調(diào)整傳能光束從而降低成本的技術(shù)效果。
實(shí)施例2
下面的技術(shù)內(nèi)容是上述無線能量發(fā)射裝置在無限能量傳輸中的應(yīng)用:
如圖1、2所示,一種基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng),包括上述無線能量傳輸裝置及與其無線傳輸連接的接收裝置,所述接收裝置包括:
光電池15,用于將接收到的光能轉(zhuǎn)化成電能;
角錐棱鏡14,所述角錐棱鏡14固定于所述光電池15中心,用于接收光學(xué)發(fā)射天線3傳輸來的光束并原路反射于光學(xué)發(fā)射天線3。
3.本申請(qǐng)實(shí)施例中,當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置具有的角錐棱鏡反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸;解決了現(xiàn)有遠(yuǎn)距離光能無線傳輸中需要光學(xué)接收天線導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高的問題,達(dá)到了不需要接收天線從而降低成本。
工作原理:
參考圖1和2所示,本申請(qǐng)實(shí)施例中激光指示器出光至起偏器,起偏器將指示激光偏振態(tài)調(diào)整為豎直偏振態(tài),經(jīng)過偏振分光棱鏡反射至第一四分之一波片,經(jīng)過第一四分之一波片后變?yōu)閳A偏振光,該圓偏振光傳輸?shù)蕉蚍稚?,并被二向分色片反射至光學(xué)發(fā)射天線,并由光學(xué)發(fā)射天線發(fā)出至接收裝置的角錐棱鏡上,經(jīng)角錐棱鏡反射后經(jīng)光學(xué)發(fā)射天線接收;反射到光學(xué)發(fā)射天線的光再次被傳輸?shù)蕉蚍稚希⒈欢蚍稚瓷渲恋谝凰姆种徊ㄆ干洌瑫r(shí)偏振態(tài)變?yōu)樗狡窆?,由偏振分光棱鏡透射,依次經(jīng)過第二四分之一波片、濾光片濾波去除雜光后并由圖像傳感器接收;
根據(jù)指示激光在圖像傳感器的位置調(diào)整第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)與第二二維轉(zhuǎn)臺(tái),使指示激光聚焦光斑位于圖像傳感器感光面中心,并鎖定第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)與第二二維轉(zhuǎn)臺(tái);
利用伺服控制器調(diào)整第一正透鏡與第二正透鏡之間的離焦量ΔL為:
式中,f2為第二正透鏡的焦距,D為傳能激光在第二正透鏡表面的光斑直徑,L為光電池的直徑,Z為光學(xué)發(fā)射天線與光電池的距離。
調(diào)整好離焦量ΔL后,傳能激光器開啟發(fā)射傳能激光,傳能激光由二向分色片透射,并由光學(xué)發(fā)射天線發(fā)出,傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,進(jìn)行無線能量傳輸直至能量傳輸結(jié)束。
總之本申請(qǐng)實(shí)施例解決了現(xiàn)有遠(yuǎn)距離光能無線傳輸中需要光學(xué)接收天線導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高的問題,達(dá)到了不需要接收天線和可以根據(jù)實(shí)際受能距離和光電池尺寸進(jìn)行光斑大小和位置的調(diào)整從而降低成本的技術(shù)效果。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述接收裝置102還包括能量管控單元16、負(fù)載17、蓄電池18、第二望遠(yuǎn)鏡19、第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20、第二計(jì)算機(jī)21;
其中:
所述第二望遠(yuǎn)鏡19位于所述第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20上;所述光電池15設(shè)置于所述第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20上;所述第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20與所述第二計(jì)算機(jī)21連接;
所述光電池15依次連接有能量管控單元16、負(fù)載17;所述能量管控單元16連接有蓄電池18。
總的來說,本申請(qǐng)實(shí)施例利用望遠(yuǎn)鏡對(duì)發(fā)射裝置和接收裝置進(jìn)行粗定位,所述的指示激光器出光,利用所述的第一計(jì)算機(jī)觀察所述的圖像傳感器接收到的光斑位置,再利用所述的第一計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)所述的第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)的方位,同時(shí)利用所述的第二計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)所述的第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)的方位;當(dāng)所述的圖像傳感器接收到的光斑位置位于所述的感光元件的中心時(shí),鎖定所述的第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)與第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)的方位;解決了現(xiàn)有技術(shù)中無限能量傳輸只有粗瞄準(zhǔn)或精瞄準(zhǔn)導(dǎo)致定位不準(zhǔn)確和定位繁瑣的問題,達(dá)到了能量傳輸裝置與能量接收裝置定位精確的技術(shù)效果。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述圖像傳感器8包括聚焦鏡頭81及位于所述聚焦鏡頭81后焦面上的感光元件82,所述的感光元件82為CCD或CMOS。所述光感原件的作用在于感知光斑位置,以確定能量傳送前第一二維平臺(tái)和第二二維平臺(tái)的相對(duì)位置是否合適。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的二向分色片2的透射平面與所述的傳能激光器1出射激光主軸方向成45°夾角,可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)透射和折射,采用二色分向片的波長(zhǎng)選擇透射及反射原理將不同波長(zhǎng)的傳能激光與指示激光共光軸出射,共用一套光學(xué)發(fā)射天線,簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的第一四分之一波片4、偏振分光棱鏡5、第二四分之一波片6、濾光片7、圖像傳感器8沿所述的二向分色片2的反射面成45°夾角的方向上依次設(shè)置。第一四分之一波片首先利用偏振分光原理將指示激光器出射的激光經(jīng)過偏振分光棱鏡與第一四分之一波片后變?yōu)閳A偏振光,經(jīng)過角錐棱鏡反射后再經(jīng)過第一四分之一波片變?yōu)樗狡窆?,?jīng)偏振分光棱鏡透射,然后經(jīng)過第二四分之一波片,濾光片,圖像傳感器對(duì)角錐棱鏡反射光進(jìn)行接收;利用濾光片對(duì)其它波段雜光進(jìn)行濾除,并利用圖像傳感器進(jìn)行高靈敏度接收,有效的提高了瞄準(zhǔn)精度,并實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)的瞄準(zhǔn),解決了光源變化及處理的分散化,使得光源可以在一路光源下連續(xù)的到處理,達(dá)到了集成化和提高能量密度及質(zhì)量,提高了工作效率。解決了光源變化及處理的分散化,使得光源可以在一路光源下連續(xù)的到處理,達(dá)到了集成化和提高能量密度及瞄準(zhǔn)精度,提高了工作效率,保證了能量傳輸?shù)母咝浴?/p>
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的偏振分光棱鏡5的反射面與所述的指示激光器10出射激光主軸方向成45°夾角設(shè)置;利用偏振分光棱鏡偏振分光原理,指示激光器的發(fā)射光與反射光共用一個(gè)偏振分光棱鏡,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,起偏器將指示激光器輸出激光偏振態(tài)變?yōu)樨Q直方向,然后利用偏振分光棱鏡反射至二色分向片。
所述的起偏器11的偏振方向與所述的偏振分光棱鏡5的反射面平行。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的第一望遠(yuǎn)鏡12的光軸方向與所述的傳能激光器出射激光主軸方向平行。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的傳能激光器1和指示激光器10均為光纖耦合輸出型激光器。
總的來說,提供的基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了光能傳輸可根據(jù)不同傳輸距離、光電池面積進(jìn)行傳能出射激光的發(fā)散角及光斑尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié),并且不需要接收天線,抗干擾性強(qiáng)及整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,性能穩(wěn)定;達(dá)到了精簡(jiǎn)激光無線傳輸裝備,提高傳能穩(wěn)定性和根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活調(diào)整傳能光束。
實(shí)施例3
基于實(shí)施例1、2,本申請(qǐng)實(shí)施例中,如圖1、2所示,為了更好的、科學(xué)的實(shí)現(xiàn)無線能量傳輸,本申請(qǐng)實(shí)施例提供1一種利用所述的系統(tǒng)進(jìn)行無線能量傳輸?shù)姆椒?,包括?/p>
將指示激光器提供的指示光能,通過激光處理單元進(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;
通過所述光學(xué)發(fā)射天線接收接收裝置反射回來的反射指示光能,并通過激光處理單元進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理后得到反射指示信息;
根據(jù)所述反射指示信息確定所述發(fā)射天線的位置;
將傳能激光器提供的待傳輸光能,通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過所述光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置。
與傳統(tǒng)的能量傳輸方法相比,本申請(qǐng)實(shí)施例的方法采用,包括:將指示激光器提供的指示光能,通過激光處理單元進(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;通過所述光學(xué)發(fā)射天線接收接收裝置反射回來的反射指示光能,并通過激光處理單元進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理后得到反射指示信息;根據(jù)所述反射指示信息確定所述發(fā)射天線的位置;將傳能激光器提供的待傳輸光能,通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過所述光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;實(shí)現(xiàn)了光學(xué)發(fā)射天線與受能設(shè)備的精確定位,解決了無線傳能技術(shù)系統(tǒng)中接收裝置需要接收天線進(jìn)行定位的問題,達(dá)到發(fā)射裝置和受能裝置共用一套發(fā)射天線,簡(jiǎn)化設(shè)備配置,降低傳能成本。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的方法,還包括:
通過接收裝置中的光電池接收來自發(fā)射裝置的待傳輸光能,并轉(zhuǎn)化為電能;
通過接收裝置中的角錐棱鏡將來自發(fā)射裝置的指示光能反射回到所述光學(xué)發(fā)射天線。
本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述的方法,還包括:
接收裝置和發(fā)射裝置通訊定位;
指示激光器出光經(jīng)激光處理單元處理后通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸?shù)浇邮昭b置上的角錐棱鏡上;
利用角錐棱鏡的任意角入射原路發(fā)射特性,將傳輸來的光束反射到光學(xué)發(fā)射天線;
光學(xué)發(fā)射天線將角錐棱鏡反射來的光束傳輸給激光處理單元進(jìn)行調(diào)整或處理;
根據(jù)光電尺寸和傳輸距離,利用伺服電機(jī)調(diào)整第一正透鏡與第二正透鏡之間的離焦量ΔL為:
式中,f2為第二正透鏡的焦距,D為傳能激光在第二正透鏡表面的光斑直徑,L為光電池的直徑,Z為光學(xué)發(fā)射天線與光電池的距離;
傳能激光器開啟發(fā)射傳能激光,傳能激光經(jīng)激光處理單元處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光束傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,進(jìn)行無線能量傳輸。
總的具體方法是:一種無線能量傳輸?shù)姆椒?,包括:通訊定位,可以是電話或網(wǎng)絡(luò)告知大概方位再利用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行粗定位;指示激光器出光經(jīng)激光處理單元進(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸?shù)浇邮昭b置上的角錐棱鏡上;利用角錐棱鏡的任意角入射原路發(fā)射特性,將傳輸來的光束反射到光學(xué)發(fā)射天線;光學(xué)發(fā)射天線將角錐棱鏡反射來的光束傳輸給激光處理單元進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理;根據(jù)光電尺寸和傳輸距離,利用伺服電機(jī)調(diào)整第一正透鏡與第二正透鏡之間的離焦量;調(diào)整好離焦量后開啟傳能激光器出光,光束經(jīng)激光處理器進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后傳輸?shù)焦鈱W(xué)發(fā)射天線,光學(xué)發(fā)射天線將光能傳輸?shù)焦怆姵厣?;?shí)現(xiàn)了光學(xué)發(fā)射天線與受能設(shè)備的精確定位,解決了無線傳能技術(shù)系統(tǒng)中接收裝置需要接收天線的問題,達(dá)到發(fā)射裝置和受能裝置共用一套發(fā)射天線,簡(jiǎn)化設(shè)備配置,降低傳能成本
總的來說,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,無需接收天線;啟動(dòng)傳能激光器進(jìn)行能量的高效傳輸;解決了傳統(tǒng)裝置在光能量傳輸過程中受距離和光電池尺寸限制導(dǎo)致傳能范圍受限的問題,達(dá)到了可以根據(jù)傳輸距離和光電池尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)并進(jìn)行有效高質(zhì)量傳能的技術(shù)效果。
實(shí)施例4
先請(qǐng)參閱圖1,圖1是本發(fā)明基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng)示意圖;由圖可見,本發(fā)明基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)包括發(fā)射裝置101與接收裝置102,所述的發(fā)射裝置包括傳能激光器1、二向分色片2、光學(xué)發(fā)射天線3、第一四分之一波片4、偏振分光棱鏡5、第二四分之一波片6、濾光片7、圖像傳感器8、第一計(jì)算機(jī)9、指示激光器10、起偏器11、第一望遠(yuǎn)鏡12、第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13,所述的光學(xué)發(fā)射天線3包括第一正透鏡31、第二正透鏡32、伺服電機(jī)33,所述的圖像傳感器8包括聚焦鏡頭81、感光元件82,所述的接收裝置102包括角錐棱鏡14、光電池15、能量管控單元16、負(fù)載17、蓄電池18、第二望遠(yuǎn)鏡19、第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20、第二計(jì)算機(jī)21,
所述的圖像傳感器8通過數(shù)據(jù)線連接于所述的第一計(jì)算機(jī)9的第一端口9001,所述的第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13通過數(shù)據(jù)線連接于所述的第一計(jì)算機(jī)9的第二端口9002,所述的光學(xué)發(fā)射天線3通過數(shù)據(jù)線連接于所述的第一計(jì)算機(jī)9的第三端口9003,所述的第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20通過數(shù)據(jù)線與所述的第二計(jì)算機(jī)21相連,所述的光電池15的輸出端與所述的能量管控單元16的輸入端1601相連,所述的能量管控單元16的第一輸出端1602與所述的負(fù)載相連,所述的能量管控單元16的第二輸出端1603與所述的蓄電池18相連,
所述的二向分色片2、光學(xué)發(fā)射天線3、第一四分之一波片4、偏振分光棱鏡5、第二四分之一波片6、濾光片7、圖像傳感器8、指示激光器10、起偏器11、第一望遠(yuǎn)鏡12安裝于所述的第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)20上,所述的光電池15安裝于所述的第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20上,所述的角錐棱鏡14固定于所述的光電池15的中心,
沿所述的能量激光器1出射激光主軸方向上依次為所述的二向分色片2、光學(xué)發(fā)射天線3,所述的二向分色片2的透射平面與所述的能量激光器1出射激光主軸方向成45°夾角,沿與所述的二向分色片2的反射面成45°夾角的方向上依次是所述的第一四分之一波片4、偏振分光棱鏡5、第二四分之一波片6、濾光片7、圖像傳感器8,沿所述的指示激光器10出射激光主軸方向上依次為所述的起偏器11、偏振分光棱鏡5,所述的偏振分光棱鏡5的反射面與所述的指示激光器10出射激光主軸方向成45°夾角,所述的起偏器11的偏振方向與所述的偏振分光棱鏡5的反射面平行,所述的第一望遠(yuǎn)鏡12的光軸方向與所述的能量激光器1出射激光主軸方向平行,所述的感光元件82位于所述的聚焦鏡頭81的后焦面上。
為了進(jìn)一步闡述,下面從使用方法或步驟方面來進(jìn)一步說明本專利的技術(shù)方案,包括:
能量發(fā)射方與能量接收方進(jìn)行通信,告知對(duì)方大致方位,然后利用所述的第一望遠(yuǎn)鏡12對(duì)所述的接收裝置102進(jìn)行粗瞄準(zhǔn),利用所用的第二望遠(yuǎn)鏡19對(duì)所述的發(fā)射裝置101進(jìn)行粗瞄準(zhǔn);
所述的指示激光器出光,利用所述的第一計(jì)算機(jī)9觀察所述的圖像傳感器8接收到的光斑位置,利用所述的第一計(jì)算機(jī)9調(diào)節(jié)所述的第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13的方位,同時(shí)利用所述的第二計(jì)算機(jī)21調(diào)節(jié)所述的第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20的方位;
當(dāng)所述的圖像傳感器8接收到的光斑位置位于所述的感光元件82的中心時(shí),鎖定所述的第一二維轉(zhuǎn)臺(tái)13與第二二維轉(zhuǎn)臺(tái)20的方位;
根據(jù)傳輸距離與光電池尺寸,控制所述的伺服電機(jī)調(diào)節(jié)所述的第一正透鏡與第二正透鏡之間的離焦量,以使出射激光的發(fā)散角與光斑尺寸與所述的光電池實(shí)現(xiàn)最佳匹配,然后所述的傳能激光器出光,開始無線能量傳輸;
能量接收方向能量發(fā)射方發(fā)送能量傳輸結(jié)束指令,關(guān)閉所述的傳能激光器1、指示激光器10,傳能結(jié)束。
本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
1.本申請(qǐng)實(shí)施例采用的無線能量傳輸發(fā)射裝置,當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸;解決了現(xiàn)有無線傳能系統(tǒng)接收裝置和發(fā)射裝置均需要光學(xué)天線才能完成能量傳輸?shù)膯栴},使得傳能天線和受能天線共用一個(gè)光學(xué)天線,達(dá)到了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),降低成本的技術(shù)效果。
2.由于申請(qǐng)實(shí)施例中采用了一種基于激光的無線能量傳輸系統(tǒng),當(dāng)需要無線傳能時(shí),激光處理單元,對(duì)所述激光指示器傳輸?shù)闹甘竟饽苓M(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后,傳輸給所述光學(xué)發(fā)射天線;以及根據(jù)接收裝置具有的角錐棱鏡反射回來的反射指示光能進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理得到反射指示信息,所述反射指示信息用于確定所述光學(xué)發(fā)射天線的位置;以及,在確定好所述光學(xué)發(fā)射天線的位置后,對(duì)所述傳能激光器傳輸?shù)拇齻鬏敼饽苓M(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后,傳輸給光學(xué)發(fā)射天線;所述光學(xué)發(fā)射天線包括:第一正透鏡、第二正透鏡;所述第二正透鏡與所述第一正透鏡平行設(shè)置;以及伺服控制器,所述伺服控制器用于根據(jù)發(fā)射裝置和接收裝置之間的距離、接收裝置中光電池的面積控制所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間的焦距;調(diào)整好焦距后,傳能激光器出光通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后通過光學(xué)發(fā)射天線將光能(束)傳輸?shù)焦怆姵厣线M(jìn)行能量的無線傳輸;解決了現(xiàn)有遠(yuǎn)距離光能無線傳輸中需要光學(xué)接收天線導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高的問題,達(dá)到了不需要接收天線從而降低成本。
3.由于本申請(qǐng)實(shí)施例采用了一種無線能量傳輸?shù)姆椒?,包括:將指示激光器提供的指示光能,通過激光處理單元進(jìn)行第一基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;通過所述光學(xué)發(fā)射天線接收接收裝置反射回來的反射指示光能,并通過激光處理單元進(jìn)行第三基礎(chǔ)處理后得到反射指示信息;根據(jù)所述反射指示信息確定所述發(fā)射天線的位置;將傳能激光器提供的待傳輸光能,通過激光處理單元進(jìn)行第二基礎(chǔ)處理后提供給光學(xué)發(fā)射天線,通過所述光學(xué)發(fā)射天線傳輸至接收裝置;實(shí)現(xiàn)了光學(xué)發(fā)射天線與受能設(shè)備的精確定位,解決了無線傳能技術(shù)系統(tǒng)中接收裝置需要接收天線進(jìn)行定位的問題,達(dá)到發(fā)射裝置和受能裝置共用一套發(fā)射天線,簡(jiǎn)化設(shè)備配置,降低傳能成本。
最后所應(yīng)說明的是,以上具體實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。