[实用新型]一种海洋监测无人船

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋监测设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于海洋监测的无人船。

背景技术

目前，无人船在技术上有了很大的提高，在军事、民用及科研领域具有广泛的应用前景。现有的无人船大多采用模块化设计，功能具有多样性。同时，其动力系统也从传统的汽油或者柴油发动机推进系统开始转向电力推进、利用太阳能、风能等新能源动力系统，由此极大提高了无人船的续航能力。

无人船在应用方面的广阔前景以及在轻量化、能源消耗等方面展现出的巨大优势，使得各国都致力于无人船的研究，目前正处于飞速发展的关键阶段。

然而，目前采用电力推进系统设计的无人船（电动无人船），大多采用锂电池作为其电力存储装置。而现有的锂电池往往不能同时满足电动无人船的高能量密度和高功率密度的需求，并且锂电池的使用寿命较短，废旧电池丢弃也会引发污染等问题。因此通过能量管理系统，增强电力推进无人船续航里程成为急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于海洋监测的无人船，采用蓄电池和超级电容组成无人船的电力存储装置，以更好地满足无人船的用电需求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种海洋监测无人船，包括用于推动所述无人船行走的推进器、用于驱动所述推进器运行的永磁同步电机、蓄电池、超级电容、变流电路和控制电路；其中，所述蓄电池的正极连接第一开关；所述超级电容的正极连接第二开关；所述变流电路的直流侧通过所述第一开关连通所述蓄电池，并通过所述第二开关连通所述超级电容，其交流侧连接所述永磁同步电机的电源端子；所述控制电路输出控制信号至所述的第一开关和第二开关，调节所述第一开关和第二开关的通断时序。

为了实现能量的回收再利用，延长无人船的续航时间，本实用新型在所述海洋监测无人船中还设置有升压电路，连接所述的超级电容；所述变流电路在永磁同步电机制动期间，将所述永磁同步电机制动时输出的交流电能整流成直流电能，通过所述升压电路升压后，为所述超级电容充电。

为了对超级电容的充电进程实现合理控制，本实用新型在所述海洋监测无人船中还设置有电压检测装置，其连接在所述变流电路的直流侧，检测所述直流侧的直流母线电压，并传输至所述控制电路；所述控制电路在所述永磁同步电机制动期间且检测到所述直流母线电压低于设定的下限值时，控制所述升压电路停止运行，使所述超级电容停止充电。

优选的，所述升压电路优选由所述第二开关、第三开关和电感连接而成；其中，所述第二开关和第三开关的开关通路串联后，连接在所述超级电容的正极与负极之间，所述第二开关和第三开关的开关通路相连接的中间节点通过所述电感连接变流电路的直流侧。

进一步的，所述第三开关的控制端连接所述控制电路，所述控制电路在无人船停止运行期间，并且所述超级电容储能的能量高于蓄电池储存的能量，且差值大于设定阈值时，控制所述升压电路对所述超级电容输出的电能进行升压变换，并传输至所述蓄电池，为所述蓄电池充电，以将超级电容中的能量转移到蓄电池中储存，使蓄电池中储存的能量能够在较长的时间内维持较高的水平。

为了对流过蓄电池和超级电容的电流实现有效调节，本实用新型在所述海洋监测无人船中还设置有第一电流检测装置和第二电流检测装置；其中，所述第一电流检测装置连接所述蓄电池的正极，检测流过所述蓄电池的正极的电流大小，并传输至所述控制电路，以用于调节所述第一开关的通断时序；所述第二电流检测装置连接所述超级电容的正极，检测流过所述超级电容的正极的电流大小，并传输至所述控制电路，以用于调节所述第二开关的通断时序。

为了提高海洋监测无人船航行的稳定性以及对不同监测环境的适应性，本实用新型在所述无人船的底部安装有向水下延伸的深入部，所述深入部的前端面与无人船的船艏相接且位于同一平面，所述船艏和深入部的前端面以相同的斜率向下倾斜，所述深入部的底面从所述前端面向船尾方向延伸，并终止于船身的中部。

优选的，在所述深入部的底面与前端面的交界面上开设有安装孔，在所述安装孔中安装有套筒，在所述套筒中安装有传感器。本实用新型将传感器安装在深入部的底面与前端面的交界面处，可以减小无人船在运行过程中产生的噪声振动对传感器的测量精度造成的影响。