CN114290920A - 一种电动船舶的无线充电装置及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线充电技术领域，其公开了一种电动船舶的无线充电装置，其包括设置在岸基侧的调节基座，调节基座上对应设有X向移动轨道、Z向移动轨道、第一对接机构，并在该第一对接机构背离调节基座的端部设置有无线能量发射装置，该无线能量发射装置两侧还设有锁定机构；该电动船舶无线充电装置还包括设置在船舶侧的第二对接机构，该第二对接机构对应匹配第一对接机构，该第二对接机构背离船舶的一侧设置有无线能量接收装置，并在该无线能量接收装置的两侧设有与锁定机构匹配的卡接机构。本申请中的充电装置可对船舶进行二次锁定，实现充电对接自动化，实现系统的高度无人化，保证电能无线传输效率，降低了船舶充电的安全隐患。

Description

一种电动船舶的无线充电装置及充电方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种电动船舶的无线充电装置及充电方法。

背景技术

在我国，船舶是重要的交通运输工具，我国约有17万余艘、5500多万吨载重的内河船舶分布于各大江河湖泊中，承担着繁重的水运任务。而这些船舶主要使用柴油推进系统，成为各地能源消耗大户及重要的污染来源。

为此，各大湖泊、内河固定航区、固定航程航次航行的船舶都提出了新能源船舶的需求，部分水库、湖泊和部分内河区域等已经不允许新造采用柴油机作为能源的船舶，新能源船舶的发展是大势所趋，新能源船舶可有效降低船舶尾气排放，降低对河流及其周边环境的污染。

在利用新能源船舶时，最主要的问题便是新能源的充电问题，现有技术主要采用充电桩与充电接口相结合充电的问题，但是水域环境雨水量相对较多，充电接口与充电桩连接口需要进行保护，而船舶又不便于制造成类似于新能源汽车等室内充电的形式，并且船舶充电时容易出现船体晃动，造成充电接口易松动，造成充电停止等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种电动船舶的无线充电装置，用以解决现有电动船舶充电不便且易断开的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电动船舶的无线充电装置，包括：

设置在岸基侧的调节基座，所述调节基座上设有检测装置，所述调节基座上还设有X向移动轨道，并在所述X向移动轨道上设有移动基座，所述移动基座上设有Z向移动轨道，所述Z向移动轨道上设有第一对接机构，所述第一对接机构可沿Y向伸缩，并在所述第一对接机构背离所述移动基座的一侧设有无线能量发射装置，并在所述无线充电机构的两侧设有锁定机构；

设置在船舶侧的第二对接机构，所述第二对接机构对应匹配所述第一对接机构，并在所述第二对接机构背离所述船舶的一侧设有无线能量接收装置，并在所述第二对接机构两侧设有与两所述锁定机构匹配的卡接机构。

本申请还包括一种电动船舶无线充电方法，其采用电动船舶无线充电装置来实现，包括如下步骤：

S1：控制检测装置检测预设充电区域是否有待充电船舶驶入，若是则进入下一步，若否则继续检测；

S2：控制检测装置获取待充电船舶上无线能量接收装置的位置信息，计算无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离；

S3：控制调节基座调节第一对接机构位置，使得无线能量发射装置沿Y向正对无线能量接收装置；

S4：控制第一对接机构朝向第二对接机构移动，使得第一对接机构与第二对接机构之间的距离在预设范围内，完成第一对接机构与第二对接机构对接；

S5：判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差是否在预设充电距离内；

若是，控制锁定机构与卡接机构相互锁死，开启无线能量发射装置对船舶进行充电；

若否，二次确认无线能量接收装置位置，控制调节基座调整第一对接机构位置，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置二次对正，控制锁定机构与卡接机构相互锁死，开启无线能量发射装置对船舶进行充电。

作为本发明的进一步改进，还包括步骤S6：

二次判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离是否超出充电距离范围；

若是，断开无线供电电路，二次获取船舶的位置信息，并根据位置信息调整第一对接机构位置，第一对接机构与第二对接机构完成对接，锁定机构与卡接机构相互锁死，无线能量发射装置与无线能量接收装置对正，开启无线能量发射装置对船舶进行充电；

若否，无线能量发射装置继续对船舶进行充电。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中待充电船舶的判断方式为：

检测装置检测到检测预设充电区域有船舶驶入时，检测装置发射信号到船舶的控制室，控制室判断是否需要进行充电；

若是，控制室反馈需要信号到检测装置，检测装置将船舶标记为待充电船舶并牵引船舶进行充电；

若否，控制是反馈拒绝充电信号到检测装置，检测装置将船舶标记为不需充电船舶，并不在对该船舶进行扫描检测。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离计算具体包括：

S21：以调节基座为世界坐标系原点，获取无线能量发射装置初始位置的三维位置信息；

S22：控制检测装置捕捉船舶上的特征物，通过图像识别确定特征物的位置数据，根据特征物位置与无线能量接收装置之间的位移差，计算得到无线能量接收装置的位置数据；

S23：根据无线能量发射装置与无线能量接收装置的三维坐标获取无线能量发射装置的X向、Y向、Z向位移距离。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中第一对接机构的位置调节具体包括：

根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离，获得无线能量发射装置X向、Y向、Z向位移距离，控制移动基座沿X向移动需要移动距离，控制第一对接机构沿Z向移动需要移动距离，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置沿Y向对正。

作为本发明的进一步改进，步骤S4具体如下：

S401：根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的Y向位移距离控制第一对接机构朝向第二对接机构伸出预定长度；

S402：控制检测装置二次识别无线能量发射装置与无线能量接收装置的三维坐标，二次获取无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移距离，判断位移距离是否在可充电距离范围；

若是，完成锁定机构与卡接机构之间的锁定；

若否，根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差，控制调节基座调整第一对接机构的位置，控制第一对接机构朝向第二对接机构伸出，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移距离在可充电距离范围，完成锁定机构与卡接机构之间的锁定。

作为本发明的进一步改进，还包括步骤S7：

控制检测装置向船舶发送请求查看船舶充电参数，根据充电参数判断船舶充电是否充满，若充满，关闭无线能量发射装置，接触锁定机构与卡接机构之间的锁定，第一对接机构与第二对接机构分离，船舶可正常驶出；

若未充满，控制检测装置二次向船舶发送请求发送船舶充电参数，对比两次船舶充电参数数据；若相同，则充电失效，判断无线能量发射装置与无线能量接收装置位移差是否在充电距离范围，若是，则发送指令至岸基侧并报送故障，安排人员进行维修；若否，进行无线能量发射装置位置矫正，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置位移差在充电距离范围；

若不相同，无线能量发射装置继续对无线能量接收装置进行充电。

作为本发明的进一步改进，所述无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的最大充电距离为5～40cm。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的电动船舶的无线充电方法，首先通过检测预设充电区域是否有船舶驶入并开启自动对接程序，并根据船舶位置信息实现岸基与船舶的自动对准，再通过第一对接机构与第二对接机构的所谓连接完成岸基与船舶的相对固定，通过岸基侧的无线供电电路对船舶进行供电，以及检测充电信息判断充电是否完成，并在充电完成后切断无线供电电路，从而实现充电对接自动化，实现系统的高度无人化，保证电能无线传输效率，降低了船舶充电的安全隐患。

(2)本发明的电动船舶的无线充电方法，其通过对船舶进行初次定位，然后根据初次定位位置，实现第一对接与第二对接机构的Y向对正，然后将两对接机构进行对接，并在对接完成时对无线能量发射装置与无线能量接收装置进行二次定位调整，以此消除了对接过程中船体晃动造成的X、Y、Z三个方向上的位移差，确保无线能量发射装置与无线能量接收装置的完全对正，确保无线充电高效稳定进行。

(3)本发明的电动船舶的无线充电方法，在充电过程中，间歇性检测无线能量发射装置与无线能量接收装置的之间的位移差，并将位移差与充电距离范围进行比较，并在二者位移差超过充电距离范围时对第一位移机构进行调整，避免充电过程中因船体晃动造成的充电中断问题，及时修正，确保无线充电的持续稳定。

(4)本发明的电动船舶的无线充电方法，在船舶进入到待充电区域后，通过检测装置与船舶进行交互，实现对船舶进行标记，将误入充电区域船舶排除，并牵引待充电船舶进行充电对接操作，避免了船只误入带来的检测装置持续对船只进行持续交互导致的接引故障问题。

附图说明

图1是本发明实施例中电动船舶的无线充电方法的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中第一对接机构处结构示意图；

图3是本发明实施例中船舶的整体结构示意图；

图4是本发明实施例中电动船舶的无线充电步骤。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、调节基座；2、X向移动轨道；3、移动基座；4、Z向移动轨道；5、第一对接机构；6、锁定机构；7、船舶；8、第二对接机构；9、卡接机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请中调节基座1与船舶7在水平面上平行移动方向为X方向，调节基座1与船舶7在水平面上正对移动方向为Y方向，船舶7在竖直方向的移动为Z方向。

实施例：

本发明优选实施例中的电动船舶无线充电装置，如图1～3所示，包括设置在岸基侧的调节基座1，该调节基座1上设有检测装置，调节基座1上对应设有X向移动轨道2，X向移动轨道2上还设有移动基座3，该移动基座3上设有Z向移动轨道4，该Z向移动轨道4上还设有第一对接机构5，并且第一对接机构5可沿Y向进行伸缩，并在该第一对接机构5背离调节基座1的端部设置有无线能量发射装置，该无线能量发射装置两侧还设有锁定机构6；该电动船舶无线充电装置还包括设置在船舶7侧的第二对接机构8，该第二对接机构8对应匹配第一对接机构5，该第二对接机构8背离船舶7的一侧设置有无线能量接收装置，并在该无线能量接收装置的两侧设有与锁定机构6匹配的卡接机构9。

进一步地，本申请中的第一对接机构5的端部设有呈喇叭状的锁扣，并且第二对接机构8的端部设有与该锁扣匹配的球形锁头，通过锁头与锁扣的匹配实现第一对接机构5与第二对接机构8的相互锁定。由于本申请中的电动船舶无线充电装置是针对船舶7进行设计，船舶7在水域中容易出现沿X、Y、Z三个方向浮动的问题，采用传统直接对接连接的形式，很容易因为船体的晃动而发生脱离，因此本申请在第一对接机构5的端部设置喇叭状锁扣结构，在球形锁头进入到该锁扣空间后将该锁头限制在喇叭空间内，在保证无线充电的可充电范围的同时，使得船体可沿水体浮动。此处喇叭状锁扣结构可以采用电磁磁吸锁定锁头或者在锁扣外圈设置锁紧结构，在锁头伸进后，用锁紧结构将锁头包裹，将其限制在锁扣内部。

进一步地，本申请中的锁定机构6为两个翼缘板，并且两侧的翼缘板结构不同，其中一个翼缘板上开设有沿X方向的槽口，另一个翼缘板上开设有沿Y方向的槽口，使得本申请中的第一对接机构5与第二对接机构8锁定后，若无线能量发射装置与无线能量接收装置因水体晃动发生位移差时，若在X、Y、Z三个方向上均产生位移差时，可将两个翼缘板全部解开锁定，然后调节第一位移机构的位置，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置相互对正，然后进行二次充电。当无线能量发射装置与无线能量接收装置仅在X向、Z向或者是Y向、Z向上发生偏差时，可以通过解除其中一个翼缘板的锁定，然后对应调节位移偏差即可实现无线能量发射装置与无线能量接收装置的对正。并且，其中一个翼缘板锁定，使得船舶7晃动距离有限，不会因为失去锁定约束出现对正过程中船舶7与第一对接机构5越来越远的问题。

进一步地，如图4所示，本申请还包括一种电动船舶的无线充电方法，其采用上述电动船舶无线充电装置来实现，具体包括如下步骤：

S1：控制检测装置检测预设充电区域是否有待充电船舶7驶入，若是则进入下一步，若否则继续检测；

S2：控制检测装置获取待充电船舶7上无线能量接收装置的位置信息，计算无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离；

S3：控制调节基座1调节第一对接机构5的位置，使得无线能量发射装置沿Y向正对无线能量接收装置；

S4：控制第一对接机构5朝向第二对接机构8移动，使得第一对接机构5与第二对接机构8之间的距离在预设范围内，完成第一对接机构5与第二对接机构8对接；

S5：判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差是否在预设充电距离范围；

若是，控制锁定机构6与卡接机构9相互锁死，开启无线能量发射装置对船舶7进行充电；

若否，二次确认无线能量接收装置位置，控制调节基座1调整第一对接机构5位置，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置二次对正，控制锁定机构6与卡接机构9相互锁死，开启无线能量发射装置对船舶7进行充电。

常规的船舶7在无线充电过程中，在将船舶7位置确定后，通过计算船舶7的无线充电区域，然后通过将无线能量发射装置移动到船舶7的无线充电区域时，往往会因为船体本身的晃动出现变动，导致充电装置与接收装置无法完全对正，导致充电失效或者充电效率低下等问题。本申请首先通过调节基座1调节第一对接机构5，使得两对接机构沿Y向对正，然后控制第一对接机构5朝向第二对接机构8移动，在达到预定范围后，二次判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位置，实现两装置的二次对正，此时无线能量发射装置与无线能量接收装置的距离已经在一个较小的范围，再通过二次矫正实现二者的完全对正，确保无线充电高效稳定的进行，并通过设置锁定机构6与卡接机构9相互锁死，确保了充电过程的稳定进行。

优选地，本申请中无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的最大充电距离为5～40cm。即无线能量发射装置与无线能量接收装置在X、Y、Z三个方向上的位移差在5～40cm以内时，无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的充电不会断开。优选地，此处无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的最大充电距离在5～10cm，此时能够保证二者最佳的充电功率，并且随着二者位移的逐渐增大，充电效果会逐步降低。值得说明的是，本申请中无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差指的是无线能量发射装置与无线能量接收装置贴合端面处中心，无线能量发射装置的发射区域较无线能量接收装置的接收区域要大，在二者产生可充电范围位移差时，无线能量接收装置仍旧在无线能量发射装置的能量发射区域。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请在无线能量发射装置与无线能量接收装置完成对接后还包括步骤S6：

二次判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离是否超出充电距离范围；若是，断开无线供电电路，二次获取船舶7的位置信息，并根据位置信息调整第一对接机构5位置，第一对接机构5与第二对接机构8完成对接，锁定机构6与卡接机构9相互锁死，无线能量发射装置与无线能量接收装置对正，开启无线能量发射装置对船舶7进行充电；若否，无线能量发射装置继续对船舶7进行充电。

本申请是针对船舶7在水体环境下的充电，其在完成锁定过程后还可能因为船体晃动造成无线能量发射装置与无线能量接收装置发生分离，并且二者之间的距离超过充电距离，导致充电无法进行的问题。为此，本申请在充电进行时还会通过检测装置二次检测无线能量发射装置与无线能量接收装置的位置并判断二者的位移差是否在充电距离范围内，以此确保无线充电的稳定进行。在二者距离超过充电距离时，通过二次调整无线充电发射装置的位置实现二者的对正工作。此处第一对接机构5与第二对接机构8之间的可充电对接范围取决于喇叭状的锁扣的张开范围，在球形锁头落在该锁扣的张开范围时，二者可实现充电对接工作。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中无线能量发射装置与无线能量接收装置的二次对接步骤包括：

判断无线能量接收装置与无线能量发射装置之间的位移差，若X、Y、Z三个方向的位移均超出充电距离，则两锁定机构6同时解锁，通过调节基座1二次调整第一对接机构5位置，然后调整第一对接机构5长度以实现二者的对正。当X向和Z向位移超出充电距离时，仅需要解锁具备Y向槽口的锁定机构6，然后通过第一对接机构5带动具备X向槽口的锁定机构6在锁定对接口的情况下进行X向位移，并通过调节基座1调整Z向位移，实现无线能量发射装置与无线能量接收装置的对正；若Y向和Z向位移超出充电距离时候，仅需解锁具备X向槽口的锁定机构6，即可实现二者的对正。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请步骤S1中待充电船舶7的判断方式为：

检测装置检测到检测预设充电区域有船舶7驶入时，检测装置发射信号到船舶7的控制室，控制室判断是否需要进行充电；

若是，控制室反馈需要信号到检测装置，检测装置将船舶7标记为待充电船舶7并牵引船舶7进行充电；

若否，控制是反馈拒绝充电信号到检测装置，检测装置将船舶7标记为不需充电船舶7，并不在对该船舶7进行扫描检测。

在该充电装置对船舶7进行充电时，为了避免非充电船只驶入该充电区域，造成充电装置随意调节对正的问题，本申请在充电区域内有船只驶入时，首先会对船只进行判断，在确定船只需要充电，船舶7侧发送请求充电指令后，该充电装置才会进行动作并进行第一对接机构5伸出等操作。避免了非充电船只驶入后，充电装置运动造成的能量损耗。其次，本申请在判断为非充电装置后将其标记为非充电船只，以避免对船舶7进行持续扫描和信号驳接请求，造成充电装置故障或能量浪费的问题。优选地，在进入充电区域内的船舶7持续不发送充电或拒绝充电信号时，在经过两次或三次请求信号后，会自动将该船只标记为非充电对象，以避免能量浪费。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中步骤S2中无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离计算具体包括：

S21：以调节基座1为世界坐标系原点，获取无线能量发射装置初始位置的三维位置信息；

S22：控制检测装置捕捉船舶7上的特征物，通过图像识别确定特征物的位置数据，根据特征物位置与无线能量接收装置之间的位移差，计算得到无线能量接收装置的位置数据；

S23：根据无线能量发射装置与无线能量接收装置的三维坐标获取无线能量发射装置的X向、Y向、Z向位移距离。

在对船舶7的位置进行获取时，由于调节基座1本身固定在岸基侧不动，而无线能量发射装置会随着第一对接机构5进行位移，因此将调节基座1作为世界坐标系原点，以此获取无线能量发射装置和无线能量接收装置的三维位置信息，通过二者的三维位置信息获取无线能量发射装置需要位移的X、Y、Z三个方向的位移距离，以此实现二者的对正工作。优选地，此处船舶7上的特征物体可以是发射具体信号的标的物，也可以是具备特殊颜色波段的标的物，或者是无线能量接收装置本身，船舶7本体结构相对固定，因此可以通过特征物与无线能量接收装置之间的相对位移计算得到无线能量接收装置的具体位置。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中步骤S3中第一对接机构5的位置调节具体包括：

根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离，获得无线能量发射装置X向、Y向、Z向位移距离，控制移动基座3沿X向移动需要移动距离，控制第一对接机构5沿Z向移动需要移动距离，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置沿Y向对正。

在将无线能量发射装置与无线能量接收装置进行对正的过程中，由于船舶7会随着水域发生晃动，因此调节基座1对第一对接机构5进行位置调节时，仅需要调节其在X向和Z向的位移，使得二者沿Y向对正，然后通过伸缩第一对接机构5，使得第一对接机构5与第二对接机构8处于一个可驳接范畴，然后通过二次判断无线能量发射装置与无线能量接收装置的位置，调整第一对接机构5与第二对接机构8的位置，实现二者的对正，以便于无线充电的进行。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的步骤S4具体如下：

S401：根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的Y向位移距离控制第一对接机构5朝向第二对接机构8伸出预定长度，控制第一对接机构5与第二对接机构8相连；

S402：控制检测装置二次识别无线能量发射装置与无线能量接收装置的三维坐标，二次获取无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移距离，判断位移距离是否在可充电距离范围；

若是，完成锁定机构6与卡接机构9之间的锁定；

若否，根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差，控制调节基座1调整第一对接机构5的位置，控制第一对接机构5朝向第二对接机构8伸出，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移距离在可充电距离范围，完成锁定机构6与卡接机构9之间的锁定。

在进行无线能量发射装置与无线能量接收装置对正过程中，首先将第一对接机构5伸出预定长度，使得两对接机构处于可对接范围，然后判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差是否在可充电距离范围内，若在，则二者进行对接锁定，然后将两侧锁定机构6与卡接机构9之间锁定；若否，二次判断二者的位移差，并通过调节基座1与第一对接机构5调整无线能量发射装置的位置，使之与无线能量接收装置对正，然后两对接机构锁定，两锁定机构6与卡接机构9锁定。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请还包括步骤S7：

控制检测装置向船舶7发送请求发送船舶7充电参数，根据充电参数判断船舶7充电是否充满，若充满，关闭无线能量发射装置，接触锁定机构6与卡接机构9之间的锁定，第一对接机构5与第二对接机构8分离，船舶7可正常驶出；

若未充满，控制检测装置二次向船舶7发送请求查看船舶7充电参数，对比两次船舶7充电参数数据；若相同，则充电失效，判断无线能量发射装置与无线能量接收装置位移差是否在充电距离范围，若是，则发送指令至岸基侧并报送故障，安排人员进行维修；若否，进行无线能量发射装置位置矫正，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置位移差在充电距离范围；

若不相同，无线能量发射装置继续对无线能量接收装置进行充电。

在无线能量发射装置对无线能量接收装置进行充电过程中，检测装置会向船舶7发送请求查看船舶7充电参数，当充电充满后，可及时停止无线能量发射装置输出电能，并解除两对接机构的锁定和锁定机构6与卡接机构9之间的锁定，以便于船舶7驶出充电区域，便于下一待充电船只的驶入。当充电未满时，通过判断是充电故障还是未充满，若未充满，继续充电；若故障，判断是两装置分离还是装置故障，以进行无线能量发射装置位置调节或安排检修人员及时进行检修工作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动船舶的无线充电装置，其特征在于，包括：

设置在岸基侧的调节基座，所述调节基座上设有检测装置，所述调节基座上还设有X向移动轨道，并在所述X向移动轨道上设有移动基座，所述移动基座上设有Z向移动轨道，所述Z向移动轨道上设有第一对接机构，所述第一对接机构可沿Y向伸缩，并在所述第一对接机构背离所述移动基座的一侧设有无线能量发射装置，并在所述无线充电机构的两侧设有锁定机构；

设置在船舶侧的第二对接机构，所述第二对接机构对应匹配所述第一对接机构，并在所述第二对接机构背离所述船舶的一侧设有无线能量接收装置，并在所述第二对接机构两侧设有与两所述锁定机构匹配的卡接机构。

2.一种电动船舶无线充电方法，其采用权利要求1中所述的电动船舶无线充电装置来实现，其特征在于，包括如下步骤：

S1：控制检测装置检测预设充电区域是否有待充电船舶驶入，若是则进入下一步，若否则继续检测；

S2：控制检测装置获取待充电船舶上无线能量接收装置的位置信息，计算无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离；

S3：控制调节基座调节第一对接机构位置，使得无线能量发射装置沿Y向正对无线能量接收装置；

S4：控制第一对接机构朝向第二对接机构移动，使得第一对接机构与第二对接机构之间的距离在预设范围内，完成第一对接机构与第二对接机构对接；

S5：判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差是否在预设充电距离内；

若是，控制锁定机构与卡接机构相互锁死，开启无线能量发射装置对船舶进行充电；

若否，二次确认无线能量接收装置位置，控制调节基座调整第一对接机构位置，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置二次对正，控制锁定机构与卡接机构相互锁死，开启无线能量发射装置对船舶进行充电。

3.根据权利要求2所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，还包括步骤S6：

二次判断无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离是否超出充电距离范围；

若是，断开无线供电电路，二次获取船舶的位置信息，并根据位置信息调整第一对接机构位置，第一对接机构与第二对接机构完成对接，锁定机构与卡接机构相互锁死，无线能量发射装置与无线能量接收装置对正，开启无线能量发射装置对船舶进行充电；

若否，无线能量发射装置继续对船舶进行充电。

4.根据权利要求2所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，步骤S1中待充电船舶的判断方式为：

检测装置检测到检测预设充电区域有船舶驶入时，检测装置发射信号到船舶的控制室，控制室判断是否需要进行充电；

若是，控制室反馈需要信号到检测装置，检测装置将船舶标记为待充电船舶并牵引船舶进行充电；

若否，控制是反馈拒绝充电信号到检测装置，检测装置将船舶标记为不需充电船舶，并不在对该船舶进行扫描检测。

5.根据权利要求2所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，步骤S2中无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离计算具体包括：

S21：以调节基座为世界坐标系原点，获取无线能量发射装置初始位置的三维位置信息；

S22：控制检测装置捕捉船舶上的特征物，通过图像识别确定特征物的位置数据，根据特征物位置与无线能量接收装置之间的位移差，计算得到无线能量接收装置的位置数据；

S23：根据无线能量发射装置与无线能量接收装置的三维坐标获取无线能量发射装置的X向、Y向、Z向位移距离。

6.根据权利要求2所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，步骤S3中第一对接机构的位置调节具体包括：

根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的距离，获得无线能量发射装置X向、Y向、Z向位移距离，控制移动基座沿X向移动需要移动距离，控制第一对接机构沿Z向移动需要移动距离，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置沿Y向对正。

7.根据权利要求2所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，步骤S4具体如下：

S401：根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的Y向位移距离控制第一对接机构朝向第二对接机构伸出预定长度，控制第一对接机构与第二对接机构相连；

S402：控制检测装置二次识别无线能量发射装置与无线能量接收装置的三维坐标，二次获取无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移距离，判断位移距离是否在可充电距离范围内；

若是，完成锁定机构与卡接机构之间的锁定；

若否，根据无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移差，控制调节基座调整第一对接机构的位置，控制第一对接机构朝向第二对接机构伸出，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的位移距离在可充电距离范围内，完成锁定机构与卡接机构之间的锁定。

8.根据权利要求2所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，还包括步骤S7：

控制检测装置向船舶发送请求查看船舶充电参数，根据充电参数判断船舶充电是否充满，若充满，关闭无线能量发射装置，接触锁定机构与卡接机构之间的锁定，第一对接机构与第二对接机构分离，船舶可正常驶出；

若未充满，控制检测装置二次向船舶发送请求发送船舶充电参数，对比两次船舶充电参数数据；若相同，则充电失效，判断无线能量发射装置与无线能量接收装置位移差是否在充电距离范围，若是，则发送指令至岸基侧并报送故障，安排人员进行维修；若否，进行无线能量发射装置位置矫正，使得无线能量发射装置与无线能量接收装置位移差在充电距离范围；

若不相同，无线能量发射装置继续对无线能量接收装置进行充电。

9.根据权利要求1所述的电动船舶的无线充电方法，其特征在于，所述无线能量发射装置与无线能量接收装置之间的最大充电距离为5～40cm。

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