CN206672988U - 一种模块化电源及水下航行器 - Google Patents

Abstract

一种模块化电源及水下航行器，所述模块化电源包括电池组件支架（2）和电池组件（3），所述电池组件（3）包括n节电池单元，电池组件在电池支架（2）上的位置能够进行调整，所述n为大于或者等于1的整数。本实用新型提供的模块化电源及水下航行器，能够有效解决航行器在设计过程和在搭载不同探测设备过程中重量调节和重心位置调节问题。

Description

一种模块化电源及水下航行器

技术领域

本实用新型涉及一种模块化电源及水下航行器，本实用新型属于海洋环境信息监测技术领域。

背景技术

无人自主水下航行器作为一个负载平台，当搭载不同的探测设备时，可主要应用在海洋科学考察方面；海洋水下工程施工、海洋救助与打捞方面；甚至在搭载战斗部时可应用在军事方面等。

在航行器总体设计时，航行器总体布置是航行器总体设计中的重要环节，总体布置直接影响到航行器技术指标的实现与总体性能的优劣。总体布置应遵循以下原则：1).满足根据航行器动力平衡和运动性能所提出的重心位置要求；2）.合理调整航行器的正浮力。总体布置确定后，经过详细设计，航行器的重量与浮力的大小关系、重心与浮心的相互位置关系也就确定了。但往往由于下列因素:

1）.在加工制造过程中受到一些不确定因素影响可能导致某些零部件重量和设计有所偏差；

2）.线缆、电子元器件在设计之初不能准确统计。

导致航行器实际组装后的航行器重量和重心位置与方案设计有所偏差，这就需要进行重量调节和重心位置调节，对于封闭式结构形式的航行器来说，只能通过配重来实现重量调节和重心位置调节。但该方法存在一定的局限性：

1）.若航行器正浮力预留余量小，可用于调节重心位置的配重重量有限，会导致无法满足航行器重心与浮心的相互位置关系要求。

2）.若航行器的舱内空间比较狭小，配重块的位置受舱内其余部件安装位置的影响，调节的范围有限，会导致无法满足航行器重心与浮心的相互位置关系要求。

另外，将航行器作为负载平台搭载不同探测设备时，也会改变航行器的重量与浮力的大小关系、重心与浮心相互位置关系，从而直接影响到航行器的静力和动力的平衡、运动稳定和操纵性。从静力平衡角度考虑，会存在以下问题：

1）.若航行器正浮力预留较少，当搭载重量较重的探测设备时，会导致整个航行器的重力大于浮力，航行器便无法使用。

2）. 若航行器正浮力预留较大，当搭载小型的探测仪器时，航行器的浮力大于重力，航行器即使在动力的驱使下，无法潜入水中或需更大的动力潜入水中，这样便增加了动力损耗，甚至由于无法潜入而导致作业失败。

由于搭载探测设备的重量和大小不同，而航行器自身重量调节和重心位置调节能力有限，无法满足静平衡，而导致航行器无法工作。

发明内容

为克服现有技术中存在的缺点，本实用新型提供一种模块化电源及水下航行器，其能够有效解决航行器在设计过程和在搭载不同探测设备过程中重量调节和重心位置调节问题。

为实现所述发明目的，本实用新型的一方面提供一种模块化电源，其特征在于，包括电池组件支架2和电池组件3，所述电池组件3包括n节电池单元，电池组件在电池支架2上的位置能够进行调整，所述n为大于或者等于1的整数。

优选地，电池组件支架2至少包括前固定挡板202、多根电池单元连杆203、后固定挡板204，所述电池单元连杆203第一端连接于前固定挡板202，第二端连接于后固定挡板204；n节电池单元通过多根电池组件连杆（203）设置于电池支架上。

优选地，n为大于或者等于2时，n节电池单元能够单独、串联、并联或者混联以向外供电。

优选地，电池单元包括电池块支架和m节电池块，电池块支架包括前电池端盖、多根电池块连杆和后电池端盖，多根电池块连杆的每根的第一端连接前电池端盖，第二端连接后电池端盖，从而形成一个容纳电池块的壳体，m节电池块放置于壳体中, 所述m为大于或者等于1的整数。

优选地，m为大于或者等于2时，m节电池块能够单独、串联、并联或者混联以向外供电。

优选地，电池块支架的前电池端盖和后电池端盖上设置多个贯通孔用于插入电池单元连杆。

优选地，电池单元包括仪表电池单元和动力电池单元。

优选地，电池块支架的前电池端盖和后电池端盖为圆形或者半圆形。

为实现所述发明目的，本实用新型的另一方面提供一种水下航行器，其特征在于，包括上述的模块化电源，所述模块化电源设置于航行器控制段壳体内相对两壁之间。

优选地，所述水下航行器为便携式自主水下航行器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点、特点和效果；

1.电源采用模块化设计，模块化电池安装拆卸方便。

2.可根据平台和搭载设备实际供电需求，增加或减少模块化电源的个数，改变航行器重量，同时为航行器提供合适的能源储备。

3.可调节模块化电源在控制段内部前后位置，改变航行器重浮心位置关系，由于电池重量大，可较大范围改变航行器重心纵向位置。

4.模块化电源采用放置在控制段底部，从而降低航行器重心，产生重心下移量，可消除航行器横滚，航行器直航时的横滚稳定性越好。

附图说明

图1是本实用新型提供的模块化电源的结构示意图；

图2是本实用新型提供的电池组支架的结构示意图；

图3是本实用新型提供的电池组件的结构示意图;

图4是本实用新型提供的第一类电池单元的结构的示意图；

图5是本实用新型提供的第二类电池单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型提供的模块化电源的结构示意图，如图1所示，模块化电源包括电池组件支架2和电池组件3，所述电池组件3包括n节电池单元，电池组件在电池支架2上的位置能够进行调整，所述n为大于或者等于1的整数即所述电池组件所包括的电池单元的数量可根据平台和搭载设备实际供电需求进行调整以改变航行器重量。

本实用新型提供的模块化电源优选设置于水下航行器控制段壳体1内相对的两壁之间，优选设置在壳体1内的前壁和后壁之间，其能够调节便携式自主水下航行器重心。所述水下航行器优选便携式自主水下航行器。

图2是本实用新型提供的电池组支架的结构示意图，如图2所示，电池组件支架2至少包括前固定挡板202、多根电池单元连杆203和后固定挡板204，所述电池单元连杆203第一端连接于前固定挡板202，第二端连接于后固定挡板204； n节电池单元通过多根电池组件连杆203设置于电池支架上。在前固定挡板202和控制段壳体1的前壁内侧设置有垫块201，前固定挡板202和垫块201通过连接件连接。在后固定挡板204和控制段壳体1的后壁内侧设置有垫块，后固定挡板204和垫块201通过连接件连接。

图3是本实用新型提供的电池组件的结构示意图，如图3所示，电池组件可包括n节电池单元， 所述n为大于或者等于1的整数。为向外提供所需要的电压和电流，n节电池单元的部分或者全部可根据需要进行并联、串联或者混联以向外供电，也可单独向外供电。所述串联是指使电池单元正负极连接后，再向外供电；所述并联是指使电池单元正极与正极相连，负极与负极相连，而后再向外供电；所述混联是指使电池单元相串联后再并联以向外供电，或者先并联后再串联以向外供电。电池单元分为仪表电池单元和动力电池单元，表电池单元即第一类电池单元31，动力电池单元即第二类电池单元32。相邻两个电池单元之间设置有电池胶垫33。当将电池组件设置于电池组支架上时，在一端或者两端可设置电池顶盖，如在右端设置有电池顶盖34，用于布置向外供电的导线。在电池组件两端可安装喉箍，用于固定电池组件3，防止电池组件3在电池支架上滑动。

图4是本实用新型提供的第一类电池单元的结构的示意图，如图4所示，第一类电池单元包括电池块支架和m节电池块， 所述m为大于或者等于1的整数。电池块支架包括前电池端盖301、多根电池块连杆，如306，以及后电池端盖302，前电池端盖301和后电池端盖302分别设置有多个安装孔，以使多根电池块连杆306的每根的第一端连接前电池端盖，第二端连接后电池端盖，从而形成一个容纳电池块的壳体，m节电池块放置于壳体中。为向外提供所需要的电压和电流，m节电池块的部分或者全部可根据需要进行并联、串联或者混联以向外供电，也可单独向外供电。所述串联是指使电池块正负极连接后，再向外供电；所述并联是指使电池块正极与正极相连，负极与负极相连，而后再向外供电；所述混联是指使电池块相串联后再并联以向外供电，或者先并联后再串联以向外供电。前电池端盖301和后电池端盖302上还分别设置有多个贯通孔，如303，所述贯通孔用于插入电池单元连杆。前电池端盖301和后电池端盖302上还分别设置有导线孔，如305，用于布置供电导线。前电池端盖301和后电池端盖302上还分别设置有凹槽，如304，也用于布线。前电池端盖301和后电池端盖302为圆形，如此可与航行器底部的形状相匹配从而节省空间并能放置较多的电池块。第一类电池单元用作航行器探测系统、导航控制与通讯中心、深度传感器、航向姿态传感器、多普勒速度仪、供电控制器、压力开关、直流接触器及后段控制器的电源。

图5是本实用新型提供的第二类电池单元的结构的示意图，如图5所示，第二类电池单元电池块支架和k节电池块， 所述K为大于或者等于1的整数。电池块支架包括前电池端盖311、多根电池块连杆，如314，以及后电池端盖312，前电池端盖311和后电池端盖312分别设置有多个安装孔，以使多根电池块连杆314的每根的第一端连接前电池端盖，第二端连接后电池端盖，从而形成一个电池块壳体，k节电池块放置于壳体中。为向外提供所需要的电压和电流，k节电池块的部分或者全部可根据需要进行并联、串联或者混联。前电池端盖301和后电池端盖302上还分别设置有多个贯通孔，如303，所述贯通孔用于插入电池组件连杆。前电池端盖301和后电池端盖302上还分别设置有导线孔，如305，用于布置供电导线。前电池端盖311和后电池端盖322为半圆形，如此可与航行器底部的形状相匹配从而节省空间。第二类电池单元用作航行器推进电机、推进电机驱动器及舵机的电源。

可根据平台和搭载设备实际供电需求，增加或减少电池单元的个数，改变航行器重量；通过调节电池组件在支架上前后位置，改变航行器重浮心位置关系，由于电池重量大，可较大范围改变航行器重心纵向位置；动力电池组放置于控制段底部，可降低航行器重心，产生重心下移量，以消除航行器横滚，航行器直航时的横滚稳定性越好。

以上结合附图，详细说明了本实用新型的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本实用新型的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模块化电源，其特征在于，包括电池组件支架（2）和电池组件（3），所述电池组件（3）包括n节电池单元，电池组件在电池支架（2）上的位置能够进行调整，所述n为大于或者等于1的整数。

2.根据权利要求1所述的模块化电源，其特征在于，电池组件支架（2）至少包括前固定挡板（202）、多根电池单元连杆（203）、后固定挡板（204），所述电池单元连杆（203）第一端连接于前固定挡板（202），第二端连接于后固定挡板（204）；n节电池单元通过多根电池组件连杆（203）设置于电池支架上。

3.根据权利要求2所述的模块化电源，其特征在于，n为大于或者等于2时，n节电池单元能够单独、串联、并联或者混联以向外供电。

4.根据权利要求3所述的模块化电源，其特征在于，电池单元包括电池块支架和m节电池块，电池块支架包括前电池端盖、多根电池块连杆和后电池端盖，多根电池块连杆的每根的第一端连接前电池端盖，第二端连接后电池端盖，从而形成一个容纳电池块的壳体，m节电池块放置于壳体中, 所述m为大于或者等于1的整数。

5.根据权利要求4所述的模块化电源，其特征在于，m为大于或者等于2时，m节电池块能够单独、串联、并联或者混联以向外供电。

6.根据权利要求5所述的模块化电源，其特征在于，电池块支架的前电池端盖和后电池端盖上设置多个贯通孔用于插入电池单元连杆。

7.根据权利要求6所述的模块化电源，其特征在于，电池单元包括仪表电池单元和动力电池单元。

8.根据权利要求1-7任一所述的模块化电源，其特征在于，电池块支架的前电池端盖和后电池端盖为圆形或者半圆形。

9.一种水下航行器，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的模块化电源，所述模块化电源设置于航行器控制段壳体内相对两壁之间。

10.根据权利要求9所述水下航行器，其特征在于，所述水下航行器为便携式自主水下航行器。