水下航行器充電樁和充電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水下航行器充電樁和充電系統，解決現有水下航行器續航安全性能低的技術問題。包括浮標、波浪發電裝置、電能轉換裝置、儲能裝置和無線放電裝置；電能轉換裝置和儲能裝置連接，都置于浮標內；浮標內還置有GPS定位系統；波浪發電裝置置于海面之下，與電能轉換裝置連接；無線放電裝置置于海面之下，連接于儲能裝置。波浪發電裝置收集海洋的波浪動能，電能轉換裝置將該動能轉換為電能儲存在儲能裝置中，并將GPS定位系統的定位坐標向外發送，當水下航行器需要蓄能時，通過接收的定位坐標找到離自身最近的水下航行器充電樁對接以無線充電方式實現蓄能，無線充電具備充電安全、可靠和方便的技術效果。
【專利說明】
水下航行器充電樁和充電系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于水下自主航行器技術領域，具體地說，是涉及一種水下航行器充電粧和充電系統。
【背景技術】
[0002]水下救生、水下探測、水下導航、水下考古等領域的發展，促進了水下自主航行器功能不斷的擴展以及水下作業區域的擴大。
[0003]水下自主航行器在功能擴展以及作業區域擴大后，對其續航能力提出了更高的要求。現有的水下自主航行器的續航供電方式有兩種:1、按照打撈-充電-投放的續航模式進行;這種經常插拔式的續航會使電池倉的水密性和安全性遭受破壞;2、水下濕插拔式的充電；這種濕插拔式的續航模式會造成嚴重的磨損，減少電池壽命，并且存在很大的安全隱串
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[0004]可見，現有的續航方式存在安全性能低的技術問題。
【發明內容】
[0005]本申請提供了一種水下航行器充電粧和充電系統，解決現有水下航行器續航安全性能低的技術問題。
[0006]為解決上述技術問題，本申請采用以下技術方案予以實現:
[0007]提出一種水下航行器充電粧，包括浮標、波浪發電裝置、電能轉換裝置、儲能裝置和無線放電裝置;所述浮標漂浮于海面上，與所述浮標連接有固定所述浮標的錨;所述電能轉換裝置和所述儲能裝置連接，都置于所述浮標內；所述浮標內還置有GPS定位系統;所述波浪發電裝置置于海面之下，與所述電能轉換裝置連接;所述無線放電裝置置于海面之下，連接于所述儲能裝置。
[0008]進一步的，所述浮標表面安裝有與所述儲能裝置連接的光伏發電板。
[0009]進一步的，與所述浮標連接的固定所述浮標的錨有多個。
[0010]進一步的，所述波浪發電裝置掛接在所述浮標和所述錨之間連接的纜繩上。
[0011]進一步的，所述浮標內還設置有信號收發裝置，與所述GPS定位系統連接。
[0012]進一步的，所述浮標內還設置有電能監測電路;所述電能監測電路的輸出端與所述信號收發裝置連接。
[0013]進一步的，于所述無線放電裝置上固定有吸附水下航行器的吸合裝置。
[0014]進一步的，所述浮標內還設置有升降控制器，與所述無線放電裝置連接;所述無線放電裝置被套環束縛在所述浮標和所述錨之間連接的纜繩上。
[0015]進一步的，所述吸合裝置包括環形框架、置于環形框架內的圓形電磁鐵、以及在所述環形框架受擠壓后能夠彈出的卡爪。
[0016]提出一種水下航行器充電系統，包括若干個水下航行器充電粧;所述若干個水下航行器充電粧間隔的設置于水下航行器的航道兩側;所述水下航行器充電粧包括浮標、波浪發電裝置、電能轉換裝置、儲能裝置和無線放電裝置;所述浮標漂浮于海面上，與所述浮標連接有固定所述浮標的錨;所述電能轉換裝置和所述儲能裝置連接，都置于所述浮標內；所述浮標內還置有GPS定位系統;所述波浪發電裝置置于海面之下，與所述電能轉換裝置連接;所述無線放電裝置置于海面之下，連接于所述儲能裝置。
[0017]與現有技術相比，本申請的優點和積極效果是:本申請提出的水下航行器充電粧和充電系統中，在水下航行器的航道上設置多個水下航行器充電粧，該水下航行器充電粧包括浮標、波浪發電裝置、電能轉換裝置、儲能裝置和無線放電裝置;浮標漂浮于海面上，與浮標連接有固定浮標的錨；電能轉換裝置和儲能裝置連接，都置于浮標內；浮標內還置有GPS定位系統;波浪發電裝置置于海面之下，與電能轉換裝置連接;無線放電裝置置于海面之下，連接于儲能裝置。波浪發電裝置收集海洋的波浪動能，電能轉換裝置將該動能轉換為電能儲存在儲能裝置中，并通過GPS定位系統和信號收發裝置向外發送自身的地理坐標和電量信息，當水下航行器需要蓄能時，通過GPS定位系統發送的位置坐標找到離自身最近的水下航行器充電粧，并與充電粧的無線放電裝置的吸合裝置實現吸合對接，對接后以無線充電方式實現蓄能。
[0018]基于無線電能傳輸技術實現水下充電，具有安全、可靠、方便的技術效果，解決了現有水下航行器續航安全性能低的技術問題。
[0019]結合附圖閱讀本申請實施方式的詳細描述后，本申請的其他特點和優點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0020]圖1為本申請提出的水下航行器充電粧的組成結構圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本申請的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0022]如圖1所示，本申請提出的水下航行器充電粧，包括浮標11、波浪發電裝置12、電能轉換裝置13、儲能裝置14和無線放電裝置15。浮標11漂浮于海面上，與浮標11連接有固定浮標的錨16;錨16通過纜繩17與浮標11連接;電能轉換裝置13和儲能裝置14連接，都置于浮標11內；浮標11內還置有GPS定位系統18;波浪發電裝置12置于海面之下，與電能轉換裝置13連接;無線放電裝置15置于海面之下，連接于儲能裝置14。
[0023]GPS定位系統18在浮標11的內部，作為浮標定位來使用。浮標11 一方面作為地理位置的標志使用，一方面作為設備以及各個設置之間連接電纜的附著物使用，再一方面作為設備的承載裝置使用。
[0024]波浪發電裝置12收集海洋的波浪動能，電能轉換裝置13將該動能轉換為電能儲存在儲能裝置14中，并通過GPS定位系統18向外發送自身的地理坐標，當水下航行器需要蓄能時，通過接收到的GPS定位系統發送的位置坐標，找到離自身最近的水下航行器充電粧，并與充電粧的無線放電裝置15實現對接，對接后以無線充電方式實現蓄能。
[0025]這種基于無線電能傳輸技術實現水下充電，具有安全、可靠、方便的技術效果，解決了現有水下航行器續航安全性能低的技術問題。
[0026]為了增大電能的儲備，可以在浮標11的表面安裝光伏發電板19，該光伏發電板19收集太陽能，并與儲能裝置14連接，收集的太陽能被光伏發電板19轉換為電能儲存于儲能裝置中。
[0027]如圖1所示，固定浮標的錨可以有多個，每個錨都通過纜繩與浮標連接，每根纜繩上都可以掛接一個波浪發電裝置12，所有的波浪發電裝置12都與電能轉換裝置13連接，將收集的波浪動能傳輸給電能轉換裝置轉換為電能儲存在儲能裝置中。
[0028]在浮標11內，與GPS定位系統18還連接有信號收發裝置20，與信號收發裝置20還連接有一電能監測電路21，該電能監測電路還與儲能裝置連接，用于檢測儲能裝置儲存的電量，并將監測到的電量發送給信號收發裝置，由信號收發裝置將GPS的定位信息、電量信息等廣播出去，使得水下航行器能夠接收使用。
[0029]水下航行器接收到浮標的GPS定位信息和電量信息，可以判斷根據自身的續航需求尋找最近的充電粧去蓄能。在達到目標水下航行器充電粧之后，水下航行器與充電粧的無線放電裝置通過吸合裝置22實現吸合對接，該吸合裝置22固定在無線放電裝置15上，包括有環形框架、置于環形框架內的圓形電磁鐵、以及在環形框架受擠壓后能夠彈出卡爪。圓形電磁鐵起到吸合水下航行器的作用，環形框架的底部具有彈性，沒有圓形電磁鐵的吸力作用是可以將航行器推開;在吸合過程中，水下航行器擠壓環形框架，當環形框架被擠壓到一定限度時會自動彈出卡爪，并將水下航行器鎖死，避免水下航行器脫落，同時環形框架圍繞在無線放電裝置與水下航行器的發射接收線圈中，起到約束電磁波波束的作用。
[0030]當然，要以上裝置實現無線充電功能時，該水下航行器充電粧具備一個控制中心，該控制中心置于浮標11之內，與GPS定位系統、電能轉換裝置、電能監測電路和信號收發裝置能連接，對以上裝置實施控制，本申請不予詳述。
[0031]無線放電裝置15被套環束縛在纜繩17上，左右僅能隨著纜繩晃動，但上下可以移動，因此，可以在浮標內部增加升降控制器23，該升降控制器23可以控制無線放電裝置15的升降，使無線放電裝置15可以根據水下航行器的充電位置需求上下滑動，通常情況下，控制無線放電裝置保持在距離海面以下3-5米的位置即可。
[0032]基于上述提出的水下航行器充電粧，本申請還提出一種水下航行器充電系統，該系統若干上述的水下航行器充電粧;這些水下航行器充電粧間隔的設置于水下航行器的航道兩側。當水下航行器航行過程中需要蓄能時，接收各個充電粧發送出的GPS定位和電量信息，根據自身蓄能需求和位置，判斷距離自己最近的適合自身充電的充電粧并前往，在達到后與目標充電粧的無線放電裝置吸合實施無線充電，充電結束后自動斷開完成蓄能。
[0033]應該指出的是，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.水下航行器充電粧，其特征在于，包括浮標、波浪發電裝置、電能轉換裝置、儲能裝置和無線放電裝置； 所述浮標漂浮于海面上，與所述浮標連接有固定所述浮標的錨;所述電能轉換裝置和所述儲能裝置連接，都置于所述浮標內；所述浮標內還置有GPS定位系統； 所述波浪發電裝置置于海面之下，與所述電能轉換裝置連接； 所述無線放電裝置置于海面之下，連接于所述儲能裝置。2.根據權利要求1所述的水下航行器充電粧，其特征在于，所述浮標表面安裝有與所述儲能裝置連接的光伏發電板。3.根據權利要求1所述的水下航行器充電粧，其特征在于，與所述浮標連接的固定所述浮標的錨有多個。4.根據權利要求1所述的水下航行器充電粧，其特征在于，所述波浪發電裝置掛接在所述浮標和所述錨之間連接的纜繩上。5.根據權利要求1所述的水下航行器充電粧，其特征在于，所述浮標內還設置有信號收發裝置，與所述GPS定位系統連接。6.根據權利要求5所述的水下航行器充電粧，其特征在于，所述浮標內還設置有電能監測電路;所述電能監測電路的輸出端與所述信號收發裝置連接。7.根據權利要求1所述的水下航行器充電粧，其特征在于，于所述無線放電裝置上固定有吸附水下航行器的吸合裝置。8.根據權利要求1所述的水下航行器充電粧，其特征在于，所述浮標內還設置有升降控制器，與所述無線放電裝置連接;所述無線放電裝置被套環束縛在所述浮標和所述錨之間連接的纜繩上。9.根據權利要求7所述的水下航行器充電粧，其特征在于，所述吸合裝置包括環形框架、置于環形框架內的圓形電磁鐵、以及在所述環形框架受擠壓后能夠彈出的卡爪。10.水下航行器充電系統，其特征在于，包括若干個如權利要求1-9任一項權利要求所述的水下航行器充電粧;所述若干個水下航行器充電粧間隔的設置于水下航行器的航道兩側。
【文檔編號】H02J7/00GK205646886SQ201620343766
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】楊書華, 張德霞, 丁玉環
【申請人】中電科二十二所（青島）天博信息科技公司