[发明专利]自主式水下航行器无线充电的磁耦合结构及自主式水下航行器系统

说明书

本发明公开了一种自主式水下航行器无线充电的磁耦合结构及自主式水下航行器系统，所述磁耦合结构包括设置在充电坞上的发射端和设置在自主式水下航行器上的接收端，所述发射端包括发射磁芯和绕设在所述发射磁芯上的发射线圈，所述发射磁芯包括长形的主体和位于所述主体上的至少两个绕线部，所述发射线圈包括绕设在所述至少两个绕线部上的分体线圈。本发明提供的自主式水下航行器无线充电的磁耦合结构，解决了自主式水下航行器续航能力差、充电困难的问题。该磁耦合结构的接收端体积小，占有自主式水下航行器内部空间小，不改变自主式水下航行器外形，对于非对准的容忍能力更强，降低了自主式水下航行器的停靠精度。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是一种自主式水下航行器无线充电的磁耦合结构及自主式水下航行器系统。

背景技术

自主式水下航行器AUV(Autonomous underwater vehicle)具有自动控制、智能化、灵活性高等优点，是帮助人类完成侦查、情报收集、海地考察、海洋资源勘探等水下任务的重要工具。但是受AUV自身体积和负载能力限制，所搭载的电池容量有限，续航问题一直限制了AUV的进一步发展。目前，解决AUV续航问题的常用做法是利用母船对AUV跟随作业，当AUV电池电量即将耗尽时，返回母船，利用母船对AUV进行充电。这种繁琐的方式降低了AUV的隐蔽性和工作效率，无法完成无人值守的目标。

以非物理接触对AUV进行无线充电的方法不会产生电火花、不会受海水的腐蚀、不需要人为干预，是解决AUV续航问题、实现无人值守目标的理想方法。当前的一些AUV无线充电磁耦合装置存在的问题有：改变了AUV外形、必须精确对准。此外，AUV内部空间紧张，能用于放置无线充电系统的空间有限，对于磁耦合装置的体积也提出要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种占用空间小、不改变自主式水下航行器外形、不需要精确对准的自主式水下航行器无线充电的磁耦合结构。

为达到上述目的，一方面，本发明采用如下技术方案：

一种自主式水下航行器无线充电的磁耦合结构，包括设置在充电坞上的发射端和设置在自主式水下航行器上的接收端，所述发射端包括发射磁芯和绕设在所述发射磁芯上的发射线圈，所述发射磁芯包括长形的主体和位于所述主体上的至少两个绕线部，所述发射线圈包括绕设在所述至少两个绕线部上的分体线圈。

优选地，所述绕线部朝向处于充电状态的所述自主式水下航行器所在的方向延伸，所述绕线部、分体线圈朝向处于充电状态的所述自主式水下航行器所在侧的面构造为圆弧柱面，所述圆弧柱面能够贴合在所述自主式水下航行器的外表面上。

优选地，在处于充电状态的所述自主式水下航行器的周向上，多个分体线圈依次排列，多个分体线圈之间的间隙小于1cm。

优选地，所述至少两个绕线部包括位于所述长形主体两端的第一绕线部和第二绕线部，所述分体线圈包括绕设在所述第一绕线部上的第一线圈和绕设在第二绕线部上的第二线圈。

优选地，所述第一线圈和/或第二线圈呈方形，在处于充电状态的所述自主式水下航行器的周向上紧密排列。

优选地，所述长形主体的与所述绕线部相反一侧的端面构造为圆弧柱面。

优选地，所述接收端包括接收磁芯和绕设在所述接收磁芯上的接收线圈，所述接收线圈设置在靠近所述自主式水下航行器壳体的位置。

优选地，所述发射磁芯和/或所述接收磁芯为软磁体磁芯。

优选地，所述接收磁芯构造为I型磁芯或H型磁芯。

另一方面，本发明采用如下技术方案：

一种自主式水下航行器系统，包括自主式水下航行器和对自主式水下航行器进行无线充电的充电坞，其特征在于，所述系统包括如上所述的磁耦合结构，其中，所述发射端设置在所述充电坞上，所述接收端设置在所述自主式水下航行器上。