CN112217295A - 一种水下无线超声电能传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下无线超声电能传输装置，包括基站、直流电源、侧边滑杆和伸缩推杆，所述基站的侧面固定安装有辐射器，所述直流电源固定安装在基站的内部，所述平台防护罩的内部固定安装有水下换能器，所述负极接头和正极接头固定安装在蓄电池的侧面，所述侧边滑杆对称焊接在平台防护罩的外部两侧，所述伸缩推杆的一端与侧边滑块相互连接，所述侧边滑块的侧面转动安装有连接杆。该水下无线超声电能传输装置，采用新型的结构设计，使得本装置便于吸附固定不同的机械设备，并且装置内部设置有电量检测和定位结构，当水下结构位置偏移导致电量转换率降低影响电量存储时，可以通过定位结构调节水下转换结构的位置。

Description

一种水下无线超声电能传输装置

技术领域

本发明涉及水下无线超声电能传输技术领域，具体为一种水下无线超声电能传输装置。

背景技术

水下作业的机械设备使用的电量大多是蓄电池下水前存储的电量，或者通过能源消耗实现发电，大多数的水下设备都不能持续性进行充电使用，因而需要在其电量快耗尽时将设备移动至水面上，定点进行充电蓄能，使用不便，针对水下的电能传输目前推出三者方式：电磁感应无线电能传输、磁耦合谐振式无线电能传输以及超声波无线电能传输，其中超声波无线电能传输的传输距离较远，并且不受电磁干扰和涡旋损耗的影响，是一种较好的水下电能传输方式。

随着水下无线超声电能传输装置的不断使用，在使用过程中发现了下述问题：

1.水下无线电能传输装置设置在较深的水底使用，不便于对其电量及其位置进行检测，当水下接受设备与基站的位置偏移时，不便于定位调节。

2.且现有的一些水下无线电能传输装置直接固定安装在对应的水下机械设备上，只能对一种设备水下无线充电，其无线超声电能传输装置整体造价较高，单一的设备充电使用较为浪费。

所以需要针对上述问题设计一种水下无线超声电能传输装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下无线超声电能传输装置，以解决上述背景技术中提出水下无线电能传输装置设置在较深的水底使用，不便于对其电量及其位置进行检测，当水下接受设备与基站的位置偏移时，不便于定位调节，且现有的一些水下无线电能传输装置直接固定安装在对应的水下机械设备上，只能对一种设备水下无线充电，其无线超声电能传输装置整体造价较高，单一的设备充电使用较为浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下无线超声电能传输装置，包括基站、直流电源、侧边滑杆和伸缩推杆，所述基站的侧面固定安装有辐射器，且基站的外部对应设置有平台防护罩，并且平台防护罩的侧面固定安装有匹配器，所述直流电源固定安装在基站的内部，且直流电源的侧面电性连接有超声波发生器，并且超声波发生器的侧面电性连接有水上换能器，所述平台防护罩的内部固定安装有水下换能器，且水下换能器与变压器电性连接，并且变压器通过二极管分别与负极接头和正极接头相互连接，所述负极接头和正极接头固定安装在蓄电池的侧面，且蓄电池固定安装在平台防护罩的内部，并且蓄电池的侧面电性连接有低电量感应器和定位器，所述侧边滑杆对称焊接在平台防护罩的外部两侧，且侧边滑杆的外部滑动连接有侧边滑块，并且侧边滑块的外部固定安装有密封板，所述伸缩推杆的一端与侧边滑块相互连接，且伸缩推杆的另一端与平台防护罩相互连接，并且平台防护罩的外侧面活动安装有调节圆环，所述侧边滑块的侧面转动安装有连接杆，且连接杆的侧面焊接有防护环，并且防护环的侧面固定安装有水下强力吸盘。

优选的，所述平台防护罩的外侧面开设有内部滑槽，且内部滑槽通过内部滑块与侧边滑块相互连接，并且内部滑块和平台防护罩的内侧面均固定安装有驱动电机。

优选的，所述平台防护罩的内部两侧对称固定安装有真空负压机构，且真空负压机构通过连通管与配管接头相互连接，并且配管接头固定安装在防护环的内部中间位置。

优选的，所述水上换能器和水下换能器远程对应设置，且水下换能器通过变压器和二极管与蓄电池变压电信号连接。

优选的，所述侧边滑块与侧边滑杆组成滑动结构，且侧边滑块通过内部滑块和内部滑槽与平台防护罩滑动连接，并且内部滑槽的长度小于密封板的长度。

优选的，所述伸缩推杆的一端与侧边滑块组成转动结构，且伸缩推杆的另一端与平台防护罩组成转动结构。

优选的，所述连接杆与调节圆环组成滑动结构，且调节圆环与平台防护罩组成转动结构，并且连接杆、防护环以及水下强力吸盘为一体化结构。

优选的，所述水下强力吸盘关于平台防护罩中心对称设置有2个，且水下强力吸盘通过配管接头和连通管与真空负压机构组成相互连通结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水下无线超声电能传输装置，采用新型的结构设计，使得本装置中设置有降压处理结构，便于将传输的高压电信号转换为低压电信号，并且可以定位调节水下接受结构的位置，且该装置中设置有吸附固定结构，可以将该装置与多种水下机械设备相互连接使用，扩大装置的使用范围和利用率；

1.水下换能器通过变压器、二极管与蓄电池相互连接，可以将接收的高压电能通过变压器转换成低压电能存储在蓄电池中，便于对多种水下机械设备进行充电使用，并且蓄电池连接有低电压感应器和定位器，便于在蓄电池内部存储电量过低时进行检测警示，观察蓄电池接受电能的转换率，当水下接收结构与基站的位置偏移时，电量转换的效率降低，通过定位器感应到平台防护罩的位置，同时连接的水下作业机械设备调节该装置的位置，使得辐射器与匹配器的位置相互对应，保持正常的电能传输；

2.转动结构设置的伸缩推杆，滑动结构设置的侧边滑块，以及转动结构设置的连接杆，根据对应连接的水下作业机械设备外观形状情况，通过伸缩推杆、侧边滑块以及连接杆调节水下强力吸盘的位置和角度，使得水下强力吸盘对应设置在水下作业机械设备的外侧面，将该装置快速与机械设备固定，再连通充电结构通过蓄电池进行充电使用，该水下吸附固定结构可以将该装置与不同的机械设备相互连接充电使用，提高充电装置的利用率。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明基站正面剖视结构示意图；

图3为本发明平台防护罩正面剖视结构示意图；

图4为本发明伸缩推杆正面结构示意图；

图5为本发明驱动电机侧面结构示意图；

图6为本发明内部滑块侧面结构示意图；

图7为本发明配管接头正面结构示意图。

图中：1、基站；2、辐射器；3、平台防护罩；4、匹配器；5、直流电源；6、超声波发生器；7、水上换能器；8、水下换能器；9、变压器；10、二极管；11、负极接头；12、正极接头；13、蓄电池；15、低电量感应器；16、定位器；17、侧边滑杆；18、侧边滑块；19、密封板；20、伸缩推杆；21、调节圆环；22、连接杆；23、防护环；24、水下强力吸盘；25、内部滑槽；26、内部滑块；27、驱动电机；28、真空负压机构；29、连通管；30、配管接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种水下无线超声电能传输装置，包括基站1、辐射器2、平台防护罩3、匹配器4、直流电源5、超声波发生器6、水上换能器7、水下换能器8、变压器9、二极管10、负极接头11、正极接头12、蓄电池13、低电量感应器15、定位器16、侧边滑杆17、侧边滑块18、密封板19、伸缩推杆20、调节圆环21、连接杆22、防护环23、水下强力吸盘24、内部滑槽25、内部滑块26、驱动电机27、真空负压机构28、连通管29和配管接头30，基站1的侧面固定安装有辐射器2，且基站1的外部对应设置有平台防护罩3，并且平台防护罩3的侧面固定安装有匹配器4，直流电源5固定安装在基站1的内部，且直流电源5的侧面电性连接有超声波发生器6，并且超声波发生器6的侧面电性连接有水上换能器7，平台防护罩3的内部固定安装有水下换能器8，且水下换能器8与变压器9电性连接，并且变压器9通过二极管10分别与负极接头11和正极接头12相互连接，负极接头11和正极接头12固定安装在蓄电池13的侧面，且蓄电池13固定安装在平台防护罩3的内部，并且蓄电池13的侧面电性连接有低电量感应器15和定位器16，侧边滑杆17对称焊接在平台防护罩3的外部两侧，且侧边滑杆17的外部滑动连接有侧边滑块18，并且侧边滑块18的外部固定安装有密封板19，伸缩推杆20的一端与侧边滑块18相互连接，且伸缩推杆20的另一端与平台防护罩3相互连接，并且平台防护罩3的外侧面活动安装有调节圆环21，侧边滑块18的侧面转动安装有连接杆22，且连接杆22的侧面焊接有防护环23，并且防护环23的侧面固定安装有水下强力吸盘24。

本例中平台防护罩3的外侧面开设有内部滑槽25，且内部滑槽25通过内部滑块26与侧边滑块18相互连接，并且内部滑块26和平台防护罩3的内侧面均固定安装有驱动电机27，该部分结构便于通过启动驱动电机27带动连接杆22转动调节；

平台防护罩3的内部两侧对称固定安装有真空负压机构28，且真空负压机构28通过连通管29与配管接头30相互连接，并且配管接头30固定安装在防护环23的内部中间位置，水下强力吸盘24关于平台防护罩3中心对称设置有2个，且水下强力吸盘24通过配管接头30和连通管29与真空负压机构28组成相互连通结构，同时运行真空负压机构28，真空负压机构28通过连通管29和配管接头30负压排出水下强力吸盘24内部的水源，使得水下强力吸盘24吸附固定在机械设备的外侧，从而将平台防护罩3与机械设备吸附固定；

水上换能器7和水下换能器8远程对应设置，且水下换能器8通过变压器9和二极管10与蓄电池13变压电信号连接，超声波通过水上换能器7和辐射器2集聚大量的波束传递至水中，与之对应的匹配器4和水下换能器8感应到声波信号，水下换能器8将超声波信号转换为电信号；

侧边滑块18与侧边滑杆17组成滑动结构，且侧边滑块18通过内部滑块26和内部滑槽25与平台防护罩3滑动连接，并且内部滑槽25的长度小于密封板19的长度，伸缩推杆20的一端与侧边滑块18组成转动结构，且伸缩推杆20的另一端与平台防护罩3组成转动结构，通过驱动电机27带动伸缩推杆20转动，伸缩推杆20推动侧边滑块18在侧边滑杆17的外部横向滑动，从而调节水下强力吸盘24的横向移动位置；

连接杆22与调节圆环21组成滑动结构，且调节圆环21与平台防护罩3组成转动结构，并且连接杆22、防护环23以及水下强力吸盘24为一体化结构，通过连接杆22将侧面固定的水下强力吸盘24转动至一定的角度位置，使得水下强力吸盘24与水下作业的机械设备外壳基本平行，便于水下强力吸盘24进行吸附固定。

工作原理：使用本装置时，首先根据图1、图2、图3和图4中所示的结构，将平台防护罩3通过水下强力吸盘24与对应的水下作业机械设备相互吸附固定，将设备移动至水下相应的位置进行工作，基站1通过超声波发生器6振荡发射超声波，超声波通过水上换能器7和辐射器2集聚大量的波束传递至水中，与之对应的匹配器4和水下换能器8感应到声波信号，水下换能器8将超声波信号转换为电信号，电信号输送至变压器9中，变压器9将传输的高压电信号转换为低压信号，低压信号通过二极管10流动存储至蓄电池13的内部，蓄电池13作为储能结构对侧面连接的机械设备进行充电，低电量感应器15实时监测蓄电池13中的电量情况，设置检测的最低电量值，当电量低到一定的数值后，低电量感应器15将信号传出并且进行警示，需要停止向外输出电量，并且通过定位器16定位检测平台防护罩3的水下位置，对比基站1的位置观察是否信号连接位置偏移，通过吸附固定的水下机械设备及时调整平台防护罩3的位置，控制辐射器2和匹配器4位置相互对应，保持电能正常传输；

随后，根据图3、图4、图5、图6以及图7中所示的结构，将平台防护罩3与对应的水下作业机械设备吸附固定时，先运内部滑块26中的驱动电机27控制连接杆22转动，使得连接杆22侧面固定的水下强力吸盘24转动至一定的角度位置，使得水下强力吸盘24与水下作业的机械设备外壳基本平行，便于水下强力吸盘24进行吸附固定，接着运行平台防护罩3内侧的驱动电机27，控制伸缩推杆20转动，伸缩推杆20转动的过程中自动进行伸缩调节，并且推动侧边滑块18在侧边滑杆17的外部横向滑动，此时侧边滑块18带动内部滑块26在内部滑槽25中滑动，侧边滑块18外侧固定的密封板19在内部滑槽25的外侧滑动，保持内部滑槽25的密封性能，避免水渗入平台防护罩3的内部，侧边滑块18在移动的过程中，带动连接杆22向侧面移动，水下强力吸盘24贴合在机械设备的外侧面，同时运行真空负压机构28，真空负压机构28通过连通管29和配管接头30负压排出水下强力吸盘24内部的水源，使得水下强力吸盘24吸附固定在机械设备的外侧，从而将平台防护罩3与机械设备吸附固定，接着该装置与机械设备的充电结构相互连接，同时蓄电池13对水下作业的机械设备进行供能充电，该种装配方式可以使得该装置对多种水下机械设备连接充电，提高装置的利用率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种水下无线超声电能传输装置，包括基站(1)、直流电源(5)、侧边滑杆(17)和伸缩推杆(20)，其特征在于：所述基站(1)的侧面固定安装有辐射器(2)，且基站(1)的外部对应设置有平台防护罩(3)，并且平台防护罩(3)的侧面固定安装有匹配器(4)，所述直流电源(5)固定安装在基站(1)的内部，且直流电源(5)的侧面电性连接有超声波发生器(6)，并且超声波发生器(6)的侧面电性连接有水上换能器(7)，所述平台防护罩(3)的内部固定安装有水下换能器(8)，且水下换能器(8)与变压器(9)电性连接，并且变压器(9)通过二极管(10)分别与负极接头(11)和正极接头(12)相互连接，所述负极接头(11)和正极接头(12)固定安装在蓄电池(13)的侧面，且蓄电池(13)固定安装在平台防护罩(3)的内部，并且蓄电池(13)的侧面电性连接有低电量感应器(15)和定位器(16)，所述侧边滑杆(17)对称焊接在平台防护罩(3)的外部两侧，且侧边滑杆(17)的外部滑动连接有侧边滑块(18)，并且侧边滑块(18)的外部固定安装有密封板(19)，所述伸缩推杆(20)的一端与侧边滑块(18)相互连接，且伸缩推杆(20)的另一端与平台防护罩(3)相互连接，并且平台防护罩(3)的外侧面活动安装有调节圆环(21)，所述侧边滑块(18)的侧面转动安装有连接杆(22)，且连接杆(22)的侧面焊接有防护环(23)，并且防护环(23)的侧面固定安装有水下强力吸盘(24)。

2.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述平台防护罩(3)的外侧面开设有内部滑槽(25)，且内部滑槽(25)通过内部滑块(26)与侧边滑块(18)相互连接，并且内部滑块(26)和平台防护罩(3)的内侧面均固定安装有驱动电机(27)。

3.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述平台防护罩(3)的内部两侧对称固定安装有真空负压机构(28)，且真空负压机构(28)通过连通管(29)与配管接头(30)相互连接，并且配管接头(30)固定安装在防护环(23)的内部中间位置。

4.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述水上换能器(7)和水下换能器(8)远程对应设置，且水下换能器(8)通过变压器(9)和二极管(10)与蓄电池(13)变压电信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述侧边滑块(18)与侧边滑杆(17)组成滑动结构，且侧边滑块(18)通过内部滑块(26)和内部滑槽(25)与平台防护罩(3)滑动连接，并且内部滑槽(25)的长度小于密封板(19)的长度。

6.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述伸缩推杆(20)的一端与侧边滑块(18)组成转动结构，且伸缩推杆(20)的另一端与平台防护罩(3)组成转动结构。

7.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述连接杆(22)与调节圆环(21)组成滑动结构，且调节圆环(21)与平台防护罩(3)组成转动结构，并且连接杆(22)、防护环(23)以及水下强力吸盘(24)为一体化结构。

8.根据权利要求1所述的一种水下无线超声电能传输装置，其特征在于：所述水下强力吸盘(24)关于平台防护罩(3)中心对称设置有2个，且水下强力吸盘(24)通过配管接头(30)和连通管(29)与真空负压机构(28)组成相互连通结构。

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