CN112366765A - 一种自供能无线充电母船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自供能无线充电母船，包括再生能源发电装置、充电器、蓄电池、逆变器、配电电路和无线充电发射模块；再生能源发电装置用于产生电能送至充电器；充电器用于接收电能送至蓄电池存储；蓄电池用于经逆变器输电至配电电路；配电电路用于为无线充电发射模块供电；无线充电发射模块设于自供能无线充电母船的底部或者甲板上，无线充电发射模块用于为待充电设备进行无线充电；所以此方案能够利用周围的环境资源进行发电供电，不需要进行能源补充的操作，实现了能量的持续捕获和供给，并且也为充电操作带来了极大的便利，投入成本大大降低，切实解决了自治式无人潜航器充电难度大的问题。

Description

一种自供能无线充电母船
技术领域
本发明涉及自治式无人潜航器供电的领域，特别涉及一种自供能无线充电母船。
背景技术
海洋大约占据了地球70％的面积，但我们对海洋的了解却非常少。自治式无人潜航器等各种海洋观测仪器是我们了解海洋的利器。国家实施的“海洋强国”战略需要用到大量的水下装备开发海洋、保卫海洋。这些装备都需要充足的能量供给。目前补给能量的主要有三种方法：第一种方法是将装备打捞起来，在母船上或者是运回岸上进行能量补给，第二种方法是运用水下湿插拔输电口直接在水下进行有线充电，第三种方法是在海底布设无线充电发射器以配合水下设备的无线充电接收器实现无线充电。
对于所述第一种方法，回收仪器难度较大、成本较高，而且如果是军用装备，其在回收过程中极易暴露，甚至遭受打击。对于所述第二种方法，水下湿插拔输电口安全系数较低，对接机制复杂，维修成本高，寿命较短；除此之外，母船仍需回港补充能源。这些缺陷都极大地限制了海洋观测装备和某些军用装备的作业半径和作业时间，降低了这些装备的工作效率。对于所述第三种方法，海底布设无线充电发射器需要布设较长的海底缆线，成本较高且维修难度大。
为此急需一种能够解决上述问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自供能无线充电母船，以解决自治式无人潜航器等深远海装备充电难度大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自供能无线充电母船，包括再生能源发电装置、充电器、蓄电池、逆变器、配电电路和无线充电发射模块；所述再生能源发电装置用于产生电能送至所述充电器；所述充电器用于接收电能送至所述蓄电池存储；所述蓄电池用于经所述逆变器输电至所述配电电路；所述配电电路用于为所述无线充电发射模块供电；所述无线充电发射模块设于所述自供能无线充电母船的底部或甲板上，所述无线充电发射模块用于为待充电设备进行无线充电。
在其中一个实施例中，所述再生能源发电装置包括太阳能发电装置、波浪能发电装置和风能发电装置中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述再生能源发电装置包括太阳能发电装置和波浪能发电装置，所述太阳能发电装置设于所述自供能无线充电母船的顶部，所述波浪能发电装置设于所述自供能无线充电母船的底部，所述太阳能发电装置和所述波浪能发电装置均与所述充电器电性连接。
在其中一个实施例中，所述自供能无线充电母船设有电动推进器，所述电动推进器用于驱动所述自供能无线充电母船行驶；所述配电电路与所述电动推进器电性连接，所述配电电路还用于为所述电动推进器供电。
在其中一个实施例中，所述自供能无线充电母船的甲板面设有布放回收装置，所述布放回收装置用于打捞回收所述待充电设备。
在其中一个实施例中，所述布放回收装置包括卷筒、线缆和电磁铁，所述线缆缠绕于所述卷筒上，所述电磁铁设于所述线缆的端部，所述电磁铁连接的输电线设于所述线缆内部并与所述配电电路电性连接，所述电磁铁用于吸附所述待充电设备。
在其中一个实施例中，所述自供能无线充电母船的甲板面也设有多个所述无线充电发射模块。
在其中一个实施例中，所述自供能无线充电母船设有声呐定位装置，所述声呐定位装置用于寻找所述待充电设备。
在其中一个实施例中，所述太阳能发电装置包括转动机构和太阳能接收板，所述转动机构设有能够自转的转轴，所述转轴与所述太阳能接收板的背面铰接。
本发明的有益效果如下：
由于所述再生能源发电装置用于产生电能送至所述充电器，所述充电器用于接收电能送至所述蓄电池存储，所以此方案能够利用周围的环境资源进行发电供电，不需要进行能源补充的操作，实现了能量的持续供给；而且此方案的所述无线充电发射模块设于所述自供能无线充电母船的底部，所述无线充电发射模块用于为待充电设备进行无线充电，也为充电操作带来了极大的便利，投入成本大大降低，切实解决了自治式无人潜航器充电难度大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明自供能无线充电母船实施例提供的侧视结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图1的太阳能发电装置结构示意图；
图4是图3的太阳能接收板竖向翻转结构示意图；
图5是图3的太阳能接收板水平旋转结构示意图；
图6是图1的布放回收装置结构示意图；
图7是待充电设备的结构示意图。
附图标记如下：
11、太阳能发电装置；111、太阳能接收板；112、转动机构；113、转轴；12、波浪能发电装置；
20、充电器；
30、蓄电池；
40、逆变器；
50、配电电路；
60、无线充电发射模块；
70、待充电设备；71、无线充电接收模块；72、永磁铁；
80、电动推进器；
90、布放回收装置；91、卷筒；92、线缆；93、电磁铁；
101、声呐定位装置；102、无线充电控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
自供能无线充电母船的实施例如图1、图2和图7所示，包括再生能源发电装置、充电器20、蓄电池30、逆变器40、配电电路50和无线充电发射模块60；再生能源发电装置用于产生电能送至充电器20；充电器20用于接收电能送至蓄电池30存储；蓄电池30用于经逆变器40输电至配电电路50；配电电路50用于为无线充电发射模块60供电；无线充电发射模块60设于自供能无线充电母船的底部和甲板上(此实施例优选将无线充电发射模块60设于自供能无线充电母船的底部)，无线充电发射模块60用于为待充电设备70进行无线充电。
其中，再生能源发电装置是指利用清洁能源进行发电的装置，譬如可设置再生能源发电装置包括太阳能发电装置11、波浪能发电装置12和风能发电装置中的一种或多种。
而在此实施例中，再生能源发电装置包括太阳能发电装置11和波浪能发电装置12，太阳能发电装置11设于自供能无线充电母船的顶部，波浪能发电装置12设于自供能无线充电母船的底部，太阳能发电装置11和波浪能发电装置12均与充电器20电性连接。
在进行应用时，太阳能发电装置11能够将太阳能转化为电能，波浪能发电装置12能够将波浪能转化为电能，所以再生能源发电装置能够从自然环境中获取能量转化为电能，不需要进行能源补充的操作，实现了能量的持续捕获和供给；而再生能源发电装置产生的电能会存储于蓄电池30内，待需要利用存储的电能时，蓄电池30便可将存储的电能经逆变器40输送至配电电路50输出，然后配电电路50便可对无线充电发射模块60进行持续供电，由于待充电设备70上设有无线充电接收模块71，所以待充电设备70便可吸收无线充电发射模块60发射的能量，从而实现待充电设备70的无线充电，不但为充电操作带来了极大的便利，也使得投入成本大大降低，切实解决了自治式无人潜航器充电难度大的问题。
有关上述的太阳能发电装置11，如图3至图5所示，太阳能发电装置11包括多块太阳能接收板111，太阳能接收板111可以设于甲板或者船舱顶面的位置，可以集中铺设，也可以是分散铺设于各个不同的位置，以确保能够获得太阳的充分直接照射；更具体的，此实施例的太阳能发电装置11包括转动机构112和太阳能接收板111，转动机构112设有能够自转的转轴113，转轴113与太阳能接收板111的背面铰接，所以如图3和图5所示，当转轴113进行自转时，将能实现太阳能接收板111的周向转动，使得太阳能接收板111从朝向左侧变为朝向正面，如图3和图4所示，当太阳能接收板111与转轴113的铰接部位发生转动时，将能实现太阳能接收板111在竖直方向上的角度调节，使得太阳能接收板111从朝向左侧变为朝向右侧，从而便于应对不同的照射环境调节太阳能接收板111的受照角度，以最大化提高太阳能的获取效率。
其中，转动机构112用于实现太阳能接收板111的周向和竖向调节，可将转动机构112设置为手动控制或自动控制；若将转动机构112设置为自动控制，则可在自供电无线充电母船的多个部位分别设置光敏传感器，转动机构112根据多个光敏传感器的检测结果调节太阳能接收板111的受照角度，以使太阳能接收板111能够实时调节受照角度，确保太阳能接收板111时刻处于较佳的获能状态。
有关上述的波浪能发电装置12，波浪能发电装置12可采用振荡浮子式、振荡水柱式或压电式等的方式进行发电；如图1和图2所示，在此实施例中，波浪能发电装置12为两个，分别设于自供能无线充电母船底部的两侧，并邻近自供能无线充电母船的推进器设置，以便波浪能发电装置12能够更直接吸收推进器产生的波浪能，以提高波浪能的利用效率。
当然，波浪能发电装置12的设置方式并不仅限于此，也可以将波浪能发电装置12为多个，多个波浪能发电装置12设于自供能无线充电母船底部的多个不同部位；譬如多个波浪能发电装置12分别设于自供能无线充电母船底部的侧面、正面和背面，从而确保能够从多个角度同时获取波浪能，以提高波浪能发电装置12的发电效率。
如图1所示，此实施例为提高能源的利用效率，在自供能无线充电母船设有电动推进器80，电动推进器80用于驱动自供能无线充电母船行驶；配电电路50与电动推进器80电性连接，配电电路50还用于为电动推进器80供电。
即再生能源发电装置产生的电能并不单独用于进行无线充电，更用于为自供能无线充电母船提供能量，譬如此实施例的电动推进器80为螺旋桨，当利用再生能源发电装置对电动推进器80进行供电时，电动推进器80便可进行旋转形成涡流驱动自供能无线充电母船进行移动。
如图1和图6所示，自供能无线充电母船的甲板面设有布放回收装置90，布放回收装置90用于打捞回收待充电设备70；即在需要对待充电设备70进行回收时，则可利用布放回收装置90对待充电设备70进行回收操作，从而扩大了自供能无线充电母船的适用范围。
譬如此实施例的布放回收装置90包括卷筒91、线缆92和电磁铁93，线缆92缠绕于卷筒91上，电磁铁93设于线缆92的端部，电磁铁93连接的输电线设于线缆92内部并与配电电路50电性连接，电磁铁93用于吸附待充电设备70，譬如可在待充电设备70的外部设有永磁铁72；在进行应用时，将线缆92下放于海内，直至电磁铁93下沉至与待充电设备70相邻的区域，若电磁铁93处于启动状态中，电磁铁93与永磁铁72之间将产生强大吸力，以此实现两者的稳定吸合；在电磁铁93与永磁铁72吸合牢固后，只需对线缆92进行回收，则可实现对待充电设备70的回收；若需要解除电磁铁93与永磁铁72的吸合，只需切断对电磁铁93的供电便可。
如图1和图2所示，自供能无线充电母船的甲板面也设有多个无线充电发射模块60；所以当待充电设备70打捞上船后，依然可以在甲板上利用无线充电发射模块60对待充电设备70进行无线充电；其中，甲板上的无线充电发射模块60数量应该根据实际需求进行设置，譬如需要考虑甲板的大小、待充电设备70的体积等。
如图1和图7所示，此实施例的自供能无线充电母船设有声呐定位装置101，声呐定位装置101用于寻找待充电设备70；所以在进行应用时，可以利用声呐定位装置101寻找待充电设备70的具体位置，然后将自供能无线充电母船行驶至能够覆盖待充电设备70的位置，便可确保待充电设备70置于无线充电发射模块60的充电覆盖范围内，为对待充电设备70的高效充电提供了重要保障。
其中，为了确保充电过程中的稳定性，可在自供能无线充电母船上设有定位件，在待充电设备70上设置定位结构，以便在定位件与定位结构相互连接固定，以固定自供能无线充电母船与待充电设备70之间的位置。
譬如此时可利用上述的布放回收装置90作为定位件，因为当电磁铁93与永磁铁72吸合后，自供电无线充电母船与待充电设备70之间的相对位置将基本固定，所以此时只需将无线充电发射模块60与布放回收装置90相邻设置，则可实现无线充电发射模块60对打捞区域的充电覆盖，实现了对待充电设备70的稳定充电。
如图1和图7所示，此实施例的自供电无线充电母船还设有无线充电控制器102，无线充电控制器102与无线充电发射模块60电性连接，无线充电控制器102可根据待充电设备70的需要调整输出电压，提高无线充电的效率和应用范围，同时可以接收待充电设备70的实时电量状态，若待充电设备70电量已充满，则停止充电。
为实现上述功能，可在待充电设备70内设有检测电路，检测电路能够检测待充电设备70的当前电量，并可将相关的检测结果送至自供电无线充电母船，自供电无线充电母船根据检测结果进行相应调控便可。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自供能无线充电母船，其特征在于，
包括再生能源发电装置、充电器、蓄电池、逆变器、配电电路和无线充电发射模块；
所述再生能源发电装置用于产生电能送至所述充电器；
所述充电器用于接收电能送至所述蓄电池存储；
所述蓄电池用于经所述逆变器输电至所述配电电路；
所述配电电路用于为所述无线充电发射模块供电；
所述无线充电发射模块设于所述自供能无线充电母船的底部或者甲板上，所述无线充电发射模块用于为待充电设备进行无线充电。
2.根据权利要求1所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述再生能源发电装置包括太阳能发电装置、波浪能发电装置和风能发电装置中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述再生能源发电装置包括太阳能发电装置和波浪能发电装置，所述太阳能发电装置设于所述自供能无线充电母船的顶部，所述波浪能发电装置设于所述自供能无线充电母船的底部，所述太阳能发电装置和所述波浪能发电装置均与所述充电器电性连接。
4.根据权利要求1所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述自供能无线充电母船设有电动推进器，所述电动推进器用于驱动所述自供能无线充电母船行驶；所述配电电路与所述电动推进器电性连接，所述配电电路还用于为所述电动推进器供电。
5.根据权利要求1所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述自供能无线充电母船的甲板面设有布放回收装置，所述布放回收装置用于打捞回收所述待充电设备。
6.根据权利要求5所述的自供能无线充电母船，其特征在于，
所述布放回收装置包括卷筒、线缆和电磁铁，所述线缆缠绕于所述卷筒上，所述电磁铁设于所述线缆的端部，所述电磁铁连接的输电线设于所述线缆内部并与所述配电电路电性连接，所述电磁铁用于吸附所述待充电设备。
7.根据权利要求5所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述自供能无线充电母船的甲板面也设有多个所述无线充电发射模块。
8.根据权利要求1所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述自供能无线充电母船设有声呐定位装置，所述声呐定位装置用于寻找所述待充电设备。
9.根据权利要求1所述的自供能无线充电母船，其特征在于，所述太阳能发电装置包括转动机构和太阳能接收板，所述转动机构设有能够自转的转轴，所述转轴与所述太阳能接收板的背面铰接。
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