CN114013612B

CN114013612B - 一种折叠式水下充电平台及其使用方法

Info

Publication number: CN114013612B
Application number: CN202111320164.9A
Authority: CN
Inventors: 张亦驰; 周念福; 倪天; 冯康佳; 渠继东
Original assignee: 702th Research Institute of CSIC
Current assignee: 702th Research Institute of CSIC
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2041-11-09
Also published as: CN114013612A

Abstract

本发明涉及一种折叠式水下充电平台及其使用方法，包括水下平台，其外壁面上设置有安装充电平台的容纳舱；充电平台包括固定安装于容纳舱舱底的主体支架，主体支架上滑动安装有升降支架，升降支架在动力组件驱动下相对于主体支架向着容纳舱舱口方向移动；升降支架顶端通过转动组件安装有充电主板，充电主板通过主液压杆的动作相对于升降支架翻转贴合或是展开；充电主板两侧均转动安装有充电分板，充电分板通过分液压杆的动作相对于充电主板呈垂直布置或是位于同一平面内；充电时，充电平台从容纳舱内向外伸出并展开于水下平台的舷外，便于AUV编队等充电对象的水下停靠、对接以及无线充电，能够满足于多对象的水下充能，极大地助力于提升其续航能力。

Description

一种折叠式水下充电平台及其使用方法

技术领域

本发明涉及水下充电平台技术领域，尤其是一种折叠式水下充电平台及其使用方法。

背景技术

自治潜器(AUV)是大范围深海的重要装备之一，自治潜器多以可充电电池为能源；由于携带能源有限，自治潜器的续航能力仅为数天甚至数小时，导致续航能力不足、巡航范围受限；另一方面，水面能源补给风险大、隐蔽性差等问题，同样长期制约着AUV的应用和发展。而随着新一代信息科技的深入发展，多AUV协同、集群探测逐渐成为主流趋势，提高AUV编队的续航能力，能大幅提升AUV的海洋勘探效率。

针对AUV能源受限的问题，国内外已开展了水下充电装置的研究，其中，水下无线充电技术通过非物理直接接触的方式对AUV进行电能补充，能有效避免现有接触式充电的短路风险，提高充电系统的安全性与便捷性。

现有技术中，可满足多架AUV同时水下充电的装置有两种，一种是基于水下固定基站充电，意味着若要拓宽AUV的探测海域，就得不断设置水下充电基站，拓展其分布和数量，成本、代价较高；另一种是基于潜艇、载人潜水器等大型水下机动平台进行充电，但是若在舷外搭载过多的充电装置，将对大型深潜器的水动力外形造成较大影响，亦无法满足同时为多架AUV充能。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的折叠式水下充电平台及其使用方法，从而能够满足于多对象的同时水下充能，极大地助力于提升其续航能力，并且能够折叠收纳以减小对水下平台的水动力外形的影响。

本发明所采用的技术方案如下：

一种折叠式水下充电平台，包括水下平台，所述水下平台外壁面上设置有容纳舱，容纳舱内安装有升降折叠结构的充电平台；

所述充电平台的具体结构为：包括固定安装于容纳舱舱底的主体支架，主体支架上滑动安装有升降支架，升降支架在动力组件驱动下相对于主体支架向着容纳舱舱口方向移动；所述升降支架顶端通过转动组件安装有充电主板，充电主板通过主液压杆的动作相对于升降支架翻转贴合或是展开；所述充电主板两侧均转动安装有充电分板，充电分板通过分液压杆的动作相对于充电主板呈垂直布置或是位于同一平面内。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述主体支架底部安装有升降液压杆，升降液压杆的输出端朝上并与升降支架固定连接，升降支架在升降液压杆推动下相对于主体支架上行或是下移；所述升降支架与主体支架之间还安装有相对移动的导向组件。

所述导向组件的具体结构为：包括竖直开设于主体支架上的滑槽，与主体支架相贴合的升降支架内侧面设置有凸柱，凸柱伸至滑槽内并相互配装。

所述升降支架顶部安装有转轴，充电主板底面的边缘处向下延伸有凸耳，转轴贯穿凸耳并通过轴承转动连接，形成转动组件；所述升降支架下部转动安装有主液压杆，主液压杆输出端朝上并与充电主板底面转动连接。

所述充电主板边缘的中部设置有支座，通过支座转动安装有朝向两侧的分液压杆，分液压杆输出端朝向对应的充电分板并转动连接。

所述充电主板和充电分板展开后的顶面均设置有支承座，支承座顶面设置为呈V型布置的两组斜面结构，支承座顶面的中部设置有充电接口。

外部充电对象支承于支承座上，并通过充电接口进行充电。

所述主体支架前后两侧对称安装有升降支架，两组升降支架顶部分别转动安装有充电主板，充电主板在各自主液压杆的带动下贴合或是展开于主体支架的前后；单个充电主板左右两侧均转动安装有充电分板，在各自分液压杆的动作下，两组充电分板相对于对应的充电主板同向或是反向折叠。

所述容纳舱由水下平台外壁面内凹构成，容纳舱的开口处设置有舱门，舱门关闭后与水下平台外形融为一体。

一种所述的折叠式水下充电平台的使用方法，包括如下步骤：

动力组件工作，推动升降支架相对于主体支架向着舱口方向移动，直至充电主板、充电分板均位于容纳舱的外部；

主液压杆工作，推动充电主板相对于升降支架向外翻转展开，直至相互垂直状态；

分液压杆工作，推动充电分板相对于充电主板向两侧展开，直至充电分板与充电主板位于同一平面内；

动力组件反向工作，使得升降支架相对于主体支架收回，直至展开的充电主板、充电分板与水下平台的外壁面齐平；

外部充电对象停靠至充电主板或充电分板上，进行无线充电。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，充电时，充电平台从容纳舱内向外伸出并展开于水下平台的舷外，便于AUV编队等充电对象的水下停靠、对接以及无线充电，并且能够满足于多对象的水下充能，极大地助力于提升其续航能力；并且在不使用时，充电平台能够折叠收纳于水下平台的容纳舱内部，以减小对水下平台水动力外形的影响，方便、可靠，实用性强；

本发明还包括如下优点：

单个充电平台上可以设置有一个充电主板和两个充电分板，或者是单个充电平台上可以设置有两个充电主板和四个充电分板，单个充电主板或是充电分板可以对应于单个AUV进行充电，充电平台可以根据需求设置有多个，从而基于水下平台实现多AUV的同步充电，大幅缩减AUV编队集群充能时间，助力于提高其水下探测效率；

充电平台整体可以收纳于水下平台的容纳舱中，从而有效避免了由于充电平台的设置而对水下平台外形造成影响，避免了在水下平台航行、作业时造成不利影响。

附图说明

图1为本发明充电平台搭载于水下平台的示意图(折叠状态)。

图2为本发明充电平台搭载于水下平台的示意图(展开使用状态)。

图3为本发明充电平台的结构示意图(实施例一，展开状态)。

图4为图3中A部的局部放大图。

图5为本发明充电平台的结构示意图(实施例一，折叠状态)。

图6为本发明充电平台的结构示意图(实施例二，折叠状态)。

图7为本发明充电平台的结构示意图(实施例二，展开状态)。

图8为本发明展开过程中的升起状态示意图(实施例一)。

图9为本发明使用前充电主板展开的状态示意图(实施例一)。

图10为本发明使用前充电分板展开的过程示意图(实施例一)。

图11为本发明使用时充电前的状态示意图(实施例一)。

其中：1、水下平台；2、容纳舱；3、充电平台；4、充电对象；

30、分液压杆；31、主体支架；311、滑槽；32、升降液压杆；33、支承座；34、升降支架；35、充电主板；36、主液压杆；37、充电分板；38、充电接口；39、转动组件；391、凸耳；392、转轴。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的一种折叠式水下充电平台，包括水下平台1，水下平台1外壁面上设置有容纳舱2，容纳舱2内安装有升降折叠结构的充电平台3；

如图3和图5所示，充电平台3的具体结构为：包括固定安装于容纳舱2舱底的主体支架31，主体支架31上滑动安装有升降支架34，升降支架34在动力组件驱动下相对于主体支架31向着容纳舱2舱口方向移动；升降支架34顶端通过转动组件39安装有充电主板35，充电主板35通过主液压杆36的动作相对于升降支架34翻转贴合或是展开；充电主板35两侧均转动安装有充电分板37，充电分板37通过分液压杆30的动作相对于充电主板35呈垂直布置或是位于同一平面内。

通过升降支架34相对于主体支架31的升降动作，实现充电平台3收纳于容纳舱2和伸出容纳舱2的状态切换；通过主液压杆36、分液压杆30的动作分别实现充电主板35、充电分板37在展开、折叠状态的切换使用；从而实现了充电平台3在折叠收纳和展开使用状态之间的切换使用，并且能够实现多个充电对象4的同步充电充能，实用性好。

主体支架31底部安装有升降液压杆32，升降液压杆32的输出端朝上并与升降支架34固定连接，升降支架34在升降液压杆32推动下相对于主体支架31上行或是下移；升降支架34与主体支架31之间还安装有相对移动的导向组件。

导向组件的具体结构为：包括竖直开设于主体支架31上的滑槽311，与主体支架31相贴合的升降支架34内侧面设置有凸柱，凸柱伸至滑槽311内并相互配装。

本实施例中，凸柱端部可以安装滚轮，通过滚轮与滑槽311之间构成滚动摩擦。

如图4所示，升降支架34顶部安装有转轴392，充电主板35底面的边缘处向下延伸有凸耳391，转轴392贯穿凸耳391并通过轴承转动连接，形成转动组件39；升降支架34下部转动安装有主液压杆36，主液压杆36输出端朝上并与充电主板35底面转动连接。

充电主板35边缘的中部设置有支座，通过支座转动安装有分别朝向两侧的分液压杆30，两个分液压杆30的输出端朝向对应的充电分板37并转动连接。

充电主板35和充电分板37展开后的顶面均设置有支承座33，支承座33顶面设置为呈V型布置的两组斜面结构，支承座33顶面的中部设置有充电接口38。

支承座33上斜面结构的设置便于外部充电对象4在充电前的位置对正。

外部充电对象4支承于支承座33上，并通过充电接口38进行充电。

容纳舱2由水下平台1外壁面内凹构成，容纳舱2的开口处设置有舱门，舱门关闭后与水下平台1外形融为一体；在充电准备时，舱门打开，便于充电平台3向外伸出并展开。

实施例一：

主体支架31前侧安装有升降支架34，升降支架34顶部转动安装充电主板35，充电主板35在主液压杆36的带动下相对于升降支架34、主体支架31贴合或展开；充电主板35左右两侧转动安装有充电分板37，充电分板37在分液压杆30的动作下折叠收纳于充电主板35两侧，折叠状态的充电主板35和两侧充电分板37构成包裹于主体支架31外侧的U型结构。

实施例二：

如图6和图7所示，主体支架31前后两侧对称安装有升降支架34，两组升降支架34顶部分别转动安装有充电主板35，充电主板35在各自主液压杆36的带动下贴合或是展开于主体支架31的前后；单个充电主板35左右两侧均转动安装有充电分板37，在各自分液压杆30的动作下，两组充电分板37相对于对应的充电主板35同向折叠，构成两组开口一致的U型结构，位于内侧的U型结构中充电主板35的尺寸略微小一些；或者是两组充电分板37相对于对应的充电主板35反向折叠，构成两组开口相背朝外的U型结构。

本实施例中，单个充电平台3上可以设置有一个充电主板35和两个充电分板37，或者是单个充电平台3上可以设置有两个充电主板35和四个充电分板37，单个充电主板35或是充电分板37可以对应于单个AUV进行充电，充电平台3可以根据需求设置有多个，从而基于水下平台1实现多AUV的同步充电，大幅缩减AUV编队集群充能时间，助力于提高其水下探测效率。

本实施例的折叠式水下充电平台的使用方法，包括如下步骤：

第一步：动力组件工作，即升降液压杆32工作，推动升降支架34相对于主体支架31上行向着舱口方向移动，直至充电主板35、充电分板37均位于容纳舱2的外部，如图8所示；

第二步：主液压杆36工作，推动充电主板35相对于升降支架34向外翻转展开，直至相互垂直状态，如图9所示；

第三步：如图10所示，分液压杆30工作，推动充电分板37相对于充电主板35向两侧展开，直至充电分板37与充电主板35位于同一平面内；

第四步：动力组件反向工作，使得升降支架34相对于主体支架31收回，直至展开的充电主板35、充电分板37与水下平台1的外壁面齐平；

第五步：如图11所示，外部充电对象4向着充电平台3移动，并最终停靠至充电主板35或充电分板37上的支承座33上，通过充电接口38的对准，进行无线充电。

充电时，充电平台3从容纳舱2内向外伸出并展开于水下平台1的舷外，便于AUV编队等充电对象4的水下停靠、对接以及无线充电，并且能够满足于多对象的水下充能，极大地助力于提升其续航能力；并且在不使用时，充电平台3能够折叠收纳于水下平台1的容纳舱2内部，以减小对水下平台1水动力外形的影响，方便、可靠，实用性强。

本实施例中，充电平台3整体可以收纳于水下平台1的容纳舱2中，从而有效避免了由于充电平台3的设置而对水下平台1外形造成影响，避免了在水下平台1航行、作业时造成不利影响。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种折叠式水下充电平台，包括水下平台（1），其特征在于：所述水下平台（1）外壁面上设置有容纳舱（2），容纳舱（2）内安装有升降折叠结构的充电平台（3）；

所述充电平台（3）的具体结构为：包括固定安装于容纳舱（2）舱底的主体支架（31），主体支架（31）上滑动安装有升降支架（34），升降支架（34）在动力组件驱动下相对于主体支架（31）向着容纳舱（2）舱口方向移动；所述升降支架（34）顶端通过转动组件（39）安装有充电主板（35），充电主板（35）通过主液压杆（36）的动作相对于升降支架（34）翻转贴合或是展开；所述充电主板（35）两侧均转动安装有充电分板（37），充电分板（37）通过分液压杆（30）的动作相对于充电主板（35）呈垂直布置或是位于同一平面内；

动力组件工作，推动升降支架（34）相对于主体支架（31）向着舱口方向移动，直至充电主板（35）、充电分板（37）均位于容纳舱（2）的外部；

主液压杆（36）工作，推动充电主板（35）相对于升降支架（34）向外翻转展开，直至相互垂直状态；

分液压杆（30）工作，推动充电分板（37）相对于充电主板（35）向两侧展开，直至充电分板（37）与充电主板（35）位于同一平面内；

动力组件反向工作，使得升降支架（34）相对于主体支架（31）收回，直至展开的充电主板（35）、充电分板（37）与水下平台（1）的外壁面齐平；

外部充电对象（4）停靠至充电主板（35）或充电分板（37）上，进行无线充电。

2.如权利要求1所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述主体支架（31）底部安装有升降液压杆（32），升降液压杆（32）的输出端朝上并与升降支架（34）固定连接，升降支架（34）在升降液压杆（32）推动下相对于主体支架（31）上行或是下移；所述升降支架（34）与主体支架（31）之间还安装有相对移动的导向组件。

3.如权利要求2所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述导向组件的具体结构为：包括竖直开设于主体支架（31）上的滑槽（311），与主体支架（31）相贴合的升降支架（34）内侧面设置有凸柱，凸柱伸至滑槽（311）内并相互配装。

4.如权利要求1所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述升降支架（34）顶部安装有转轴（392），充电主板（35）底面的边缘处向下延伸有凸耳（391），转轴（392）贯穿凸耳（391）并通过轴承转动连接，形成转动组件（39）；所述升降支架（34）下部转动安装有主液压杆（36），主液压杆（36）输出端朝上并与充电主板（35）底面转动连接。

5.如权利要求1所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述充电主板（35）边缘的中部设置有支座，通过支座转动安装有朝向两侧的分液压杆（30），分液压杆（30）输出端朝向对应的充电分板（37）并转动连接。

6.如权利要求1所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述充电主板（35）和充电分板（37）展开后的顶面均设置有支承座（33），支承座（33）顶面设置为呈V型布置的两组斜面结构，支承座（33）顶面的中部设置有充电接口（38）。

7.如权利要求6所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：外部充电对象（4）支承于支承座（33）上，并通过充电接口（38）进行充电。

8.如权利要求1所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述主体支架（31）前后两侧对称安装有升降支架（34），两组升降支架（34）顶部分别转动安装有充电主板（35），充电主板（35）在各自主液压杆（36）的带动下贴合或是展开于主体支架（31）的前后；单个充电主板（35）左右两侧均转动安装有充电分板（37），在各自分液压杆（30）的动作下，两组充电分板（37）相对于对应的充电主板（35）同向或是反向折叠。

9.如权利要求1所述的一种折叠式水下充电平台，其特征在于：所述容纳舱（2）由水下平台（1）外壁面内凹构成，容纳舱（2）的开口处设置有舱门，舱门关闭后与水下平台（1）外形融为一体。