[发明专利]一种自主水下航行器在水下无线充电设备

说明书

一种自主水下航行器在水下无线充电设备，本发明涉及自主水下航行器在水下无线充电设备。本发明是要解决目前没有航行器基于无线能量传输技术的内部充电结构进行设计的问题，该设备具体包括自主水下航行器、水下充电装置和捕捉机械臂；所述的自主水下航行器包括耦合器次级端、谐振补偿电路、整流滤波电路、直流斩波器、自主水下航行器主控制器、负载、微处理器、电池组、电流传感器、解调电路、通信控制器和总线；所述水下充电装置包括海底输电电缆、水密接头、捕捉机构、变压器、整流滤波电路、高频逆变电路、谐振补偿电路、驱动控制器、耦合器初级端、调制电路和主控制器；本发明应用于自主水下航行器在水下无线充电领域。

技术领域

本发明涉及水下无线充电的设备，特别涉及一种自主水下航行器在水下无线充电设备。

背景技术

自主水下航行器作为一种海上力量，以其自主控制，海上作业更加灵活自如等优点，在民用领域和军用领域都发挥着重要的作用。发展初期，自主水下航行器主要用于勘探海底地貌、打捞沉船、铺设水下电缆及维护等民用领域，后来逐渐在军事领域崭露头角，在水下侦察、情报收集、反潜/反水雷作战、跟踪、预警、水下攻击等方面都有广泛的应用。为了满足军事需求，未来的自主水下航行器应具有实现远距离，长时间作战任务的能力，这就要求自身具有足够的能源供应。在近几年中，水下航行器的能源主要采用可充电的电池组。由于航行器自身体积受限，所携带电池组容量也是有限的，这使得航行器执行任务的时间一般只有1天左右，因此需要经常给电池组进行充电。目前航行器充电的过程需要将其升至水面，取出电池组接入外部充电电路进行充电。这一过程既繁琐又耗时，而且需要经常打开航行器船舱，影响其密闭性。因此，需要设计一种更有效的电池充电方式。无线能量传输技术的引入正好解决了这一问题。自主水下航行器需要充电时，只需将航行器停靠在充电平台上即可实现无线充电。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前没有航行器基于无线能量传输技术的内部充电结构进行设计的问题，而提出的一种自主水下航行器在水下无线充电设备。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种自主水下航行器在水下无线充电设备具体包括：自主水下航行器、水下充电装置和捕捉机械臂；

所述的自主水下航行器和水下充电装置通过捕捉机械臂进行连接；

所述的自主水下航行器包括耦合器次级端、自主水下航行器谐振补偿电路、自主水下航行器整流滤波电路、直流斩波器、自主水下航行器主控制器、负载、微处理器、电池组、电流传感器、解调电路、通信控制器和总线；

其中，所述耦合器次级端接线端与自主水下航行器谐振补偿电路电容一端串联，自主水下航行器谐振补偿电路电容的另一端与解调电路模拟信号输入端口连接，解调电路数字信号输出端口与通信控制器信号输入端连接，通信控制器信号输出端与总线相连接，自主水下航行器谐振补偿电路电容的另一端与自主水下航行器整流滤波电路的输入端连接，自主水下航行器整流滤波电路的电容与直流斩波器开关管连接，直流斩波器输出端与总线相连接，直流斩波器控制端与自主水下航行器主控制器信号输出端相连，自主水下航行器主控制器的信号输入端与微处理器的信号输出端相连接，微处理器的信号输入端与电流传感器信号输出端相连接，电流传感器的信号检测端与总线相连接，微处理器的RS-485通讯接口与电池组相连，电池组与总线相连接；主控制器控制信号输出端与负载的控制信号输入端连接；

所述水下充电装置包括海底输电电缆、水密接头、捕捉机构、变压器、水下充电装置整流滤波电路、高频逆变电路、水下充电装置谐振补偿电路、驱动控制器、耦合器初级端、调制电路和水下充电装置主控制器；