[发明专利]一种水下非接触供电方法及装置

权利要求书

1.一种水下非接触供电方法，其步骤为：

1)水下移动平台上的能量接收单元利用通信链路向固定安装于水中的供电基站单元发出充电请求；

2)所述移动平台收到所述供电基站单元的应答信息后，调整所述能量接收单元的接收换能器与所述供电基站单元的发射换能器之间为相互瞄准；

3)所述供电基站单元产生设定频率的振荡信号，并对其进行功率放大；

4)所述发射换能器将功率放大后的振荡电能转换为振动机械能后，产生向所述能量接收单元定向辐射聚焦声波；

5)声波经水介质传至所述能量接收单元，所述接收换能器将接收的声波转换为电能后，对所述能量接收单元的充电电池进行充电。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于调整所述能量接收单元的接收换能器与所述供电基站单元的发射换能器之间为相互瞄准的方法为：调整所述发射换能器的发射端面与所述接收换能器的接收端面相互平行；或者调整所述发射换能器的辐射波束指向所述接收换能器，所述接收换能器的接收端面朝向该辐射波束到达方向。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述发射换能器的发射端面与接收换能器的接收端面之间的距离为0～20m；所述的发射换能器为压电式换能器、或电动式换能器、或超磁致伸缩换能器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于将功率放大后的振荡信号经一匹配电路进行功率调整后发送给所述发射换能器；所述发射换能器经一声学匹配器，对所述发射换能器辐射表面与水介质声学阻抗进行最佳匹配后，利用声透镜将所发射声波向所述能量接收单元定向辐射聚焦。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述能量接收单元利用一声透镜和一声学匹配器将水中的声波耦合至与所述接收换能器；所述接收换能器将转换后的电能经一匹配电路进行功率调整后发送给整流电路模块；所述整流电路模块将交变振荡的电能转换为直流电能后，对所述能量接收单元的充电电池进行充电。

6.一种水下非接触供电装置，包括供电基站单元和能量接收单元；其特征在于所述供电基站单元包括电源输入模块(11)、电源调理模块(12)、振荡电路模块(13)、功率放大模块(14)、发射换能器(16)、声透镜(18)；所述能量接收单元包括声透镜(21)、接收换能器(23)、整流电路模块(25)、电源调理模块(26)、充电电路模块(27)、可充电电池组(28)；其中：

电源输入模块(11)与电源调理模块(12)电连接，电源调理模块(12)分别与振荡电路模块(13)、功率放大模块(14)电连接；功率放大器(14)分别与振荡电路模块(13)、发射换能器(16)连接，用于对振荡电路模块(13)产生的振荡信号进行功率放大后输出到发射换能器(16)；发射换能器(16)用于将功率放大后的振荡电能转换为振动机械能，并通过与之固定连接的声透镜(18)向经对准的接收换能器(23)定向辐射声波；

声透镜(21)用于将水中的声波耦合至与之固定连接的接收换能器(23)；接收换能器(23)用于将耦合接收到的声波能量转换为电能后输出给整流电路模块(25)，整流电路模块(25)输出端依次经电源调理模块(26)、充电电路模块(27)与可充电电池组(28)电连接。

7.如权利要求6所述的水下非接触供电装置，其特征在于所述功率放大器(14)经一匹配电路模块(15)与所述发射换能器(16)电连接。

8.如权利要求6所述的水下非接触供电装置，其特征在于所述发射换能器(16)经一声学匹配器(17)与所述声透镜(18)连接。

9.如权利要求6所述的水下非接触供电装置，其特征在于所述声透镜(21)经一声学匹配器(22)与所述接收换能器(23)连接；所述接收换能器(23)经一匹配电路模块(24)与所述整流电路模块(25)电连接。

10.如权利要求6或7或8或9所述的水下非接触供电装置，其特征在于所述发射换能器(16)的发射端面与接收换能器(23)的接收端面相互平行；或者发射换能器(16)的辐射波束指向接收换能器(23)，接收换能器(23)的接收端面朝向该辐射波束到达方向。