水下航行器的充电装置
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202410363081.5 | 申请日 | 2024-03-27 |
| 公开(公告)号 | CN118254621A | 公开(公告)日 | 2024-06-28 |
| 申请人 | 奇瑞汽车股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 赵进; 阴山慧; | 第一发明人 | 赵进 |
| 权利人 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：安徽省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：安徽省芜湖市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：241009 |
| 主IPC国际分类 | B60L53/36 | 所有IPC国际分类 | B60L53/36 ; B60L53/60 ; B63C13/00 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京清亦华知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 金凤鸣; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 水 下航行器的充电装置，所述充电装置包括： 基座 ，所述基座内设有容纳水下航行器的容纳空间，所述容纳空间的一端与外界连通，限位部，所述限位部位于所述容纳空间的另一端，充电部，所述充电部位于所述容纳空间内且所述充电部与所述限位部间隔开设置。本发明的水下航行器的充电装置，基座内设置的容纳装置能使水下航行器与外界 接触 更少，且限位部能单独固定水下航行器从而保证了水下航行器的固定效果，这样使得充电部在对水下航行器充电时受到暗流的影响较小。 | ||
| 权利要求 | 1.一种水下航行器的充电装置(200)，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 水下航行器的充电装置技术领域背景技术[0002] 自主式水下航行器AUV(Autonomous Underwater Vehicle)具有灵活性高、自动控制、隐蔽性高等优点，是一种重要的海上力量，在进行海洋地质地貌勘探、海洋环境监测、海 洋资源勘探等工作中具有重要作用，同时AUV在军事方面也应用颇多，如水下侦查、情报收 集、水下攻击等。但受AUV自身体积以及负载能力的限制，所搭载的电池容量有限，续航问题 一直是限制AUV发展的巨大障碍。 发明内容[0004] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水下航行器的充电装置，所述水下航行器的充电装置存在独立的固定部，从而使得充电部不 需要固定水下航行器，进而使得水下航行器在充电时受到暗流的影响较小。 [0005] 根据本发明实施例的水下航行器的充电装置，包括：基座，所述基座内设有容纳水下航行器的容纳空间，所述容纳空间的一端与外界连通，限位部，所述限位部位于所述容纳 空间的另一端，充电部，所述充电部位于所述容纳空间内且所述充电部与所述限位部间隔 开设置。 [0006] 根据本发明实施例的水下航行器的充电装置，基座内设置的容纳装置能使水下航行器与外界接触更少，且限位部能单独固定水下航行器从而保证了水下航行器的固定效 果，这样使得充电部在对水下航行器充电时受到暗流的影响较小。 [0008] 根据本发明一些实施例的水下航行器的充电装置，所述夹板适于在所述容纳空间的周向上转动。 [0012] 根据本发明一些实施例的水下航行器的充电装置，所述抱紧部可活动的设置于所述容纳空间内，所述抱紧部在所述初级磁耦合器与所述次级磁耦合器相耦合时能朝向所述 水下航行器靠近并贴在所述水下航行器的外壳上。 [0015] 根据本发明一些实施例的水下航行器的充电装置，所述限位部中还设有缓冲部件，所述缓冲部件与所述水下航行器的端部相抵。 [0017] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： [0018] 图1为本发明一些实施例的水下航行器位于充电装置内的剖视图； [0019] 图2为图1中的充电装置； [0020] 图3为图1的另一视角的剖视图； [0021] 图4为本发明一些实施例的水下航行器与充电部耦合的示意图； [0022] 图5为图4的另一视角的示意图； [0023] 图6为图1中的限位部的示意图。 [0024] 附图标记： [0025] 水下航行器100，次级磁耦合器101； [0026] 充电装置200； [0027] 基座10，容纳空间11； [0028] 限位部20，夹板21，开关22，驱动件23，第二伺服电机231，传动部232； [0030] 充电部30，固定部31，抱紧部32，液压缸321，推杆322，初级磁耦合器33。 具体实施方式[0031] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0032] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。 [0033] 下面参考图1‑图6描述根据本发明实施例的水下航行器的充电装置200。 [0034] 如图1‑图6所示，根据本发明实施例的水下航行器的充电装置200，包括：基座10、限位部20和充电部30。 [0035] 基座10内设有容纳水下航行器100的容纳空间11，容纳空间11的一端与外界连通，限位部20位于容纳空间11的另一端，充电部30位于容纳空间11内且充电部30与限位部20间 隔开设置。 [0036] 需要说明的是，水下航行器100在需要充电时会自动驶入基座10内的容纳空间11中，这样水下航行器100与外界接触更少从而使得其受到的影响较小，而限位部20能在水下 航行器100到达预设位置后将水下航行器100固定住从而使其不会随着海底的暗流一起运 动，同时充电部30在水下航行器100完成固定后能够对水下航行器100充电，这样水下航行 器100在充电时受到的暗流的影响较小，充电更加容易。 [0037] 其中，在本实施例中，基座10构造为三棱柱，这样充电装置200在固定于海底并于暗流对抗时能保存相对稳定，而基座10内的容纳空间11能够使水下航行器100完全位于基 座10内，从而使得水下航行器100不易受到海底暗流的影响，同时也能使得限位部20承受的 压力更小从而提高限位部20的使用寿命。 [0038] 由此，水下航行器100在进入基座10的容纳空间11中后能被限位部20固定住从而使其不易受到暗流的影响，同时水下航行器100固定完成后能进行充电，此时水下航行器 100在充电时更加容易。 [0039] 根据本发明实施例的水下航行器的充电装置200，基座10内设置的容纳装置能使水下航行器100与外界接触更少，且限位部20能单独固定水下航行器100从而保证了水下航 行器100的固定效果，这样使得充电部30在对水下航行器100充电时受到暗流的影响较小。 [0040] 在一些实施例中，如图1和图6所示，限位部20包括对称设置的夹板21，夹板21适于在容纳空间11的径向上相向运动且夹板21会与水下航行器100的端部相抵。 [0041] 需要说明的是，在水下航行器100进入充电位置后对称设置的夹板21会相向运动从而使夹板21能够将水下航行器100的端部夹住从而使得水下航行器100不会随着暗流运 动，进而使充电装置200对水下航行器100充电时更加稳定。 [0042] 其中，夹板21在朝向水下航行器100的方向上，其宽度逐渐减小，这样能使夹板21在与水下航行器100的端部相抵的过程为由点接触并变成面接触，在进行点接触时能更好 地对水下航行器100进行定位，而之后的面接触能使夹板21能够更牢固的固定住水下航行 器100，使其不易随暗流的流动而摆动，从而能使充电装置200对水下航行器100充电时更加 稳定。 [0043] 进一步地，在本实施例中，夹板21为对称设置，即限位部20设有两个夹板21且两个夹板21对称设置，这样能使限位部20的结构更加简单，而在其他实施例中，夹板21可以设置 有更多，如三个夹板21或四个夹板21或更多夹板21，在此不做限定。 [0044] 由此，通过对称设置的夹板21能使限位部20能够固定住进入容纳空间11中的水下航行器100，使其不会随着暗流的流动而摆动，从而能够使得充电装置200对水下航行器100 充电时更加稳定。 [0045] 在一些实施例中，如图1和图6所示，限位部20内还设有开关22和第一伺服电机25，开关22朝向水下航行器100的方向设置且当水下航行器100位于充电位置时其端部会触碰 开关22，而开关22会与第一伺服电机25通信连接，第一伺服电机25通过链条26与夹板21连 接，这样在开关22被触发后会使第一伺服电机25运行并驱动夹板21运动，从而使得水下航 行器100处于充电位置时能被夹板21固定住。 [0047] 在一些实施例中，夹板21适于在容纳空间11的周向上转动。 [0048] 需要说明的是，水下航行器100在进入基座10的容纳空间11并被夹板21进行固定后可能出现水下航行器100的充电接口与基座10的充电部30没有对准的情况，这样会造成 充电不稳定，此时夹板21能够在容纳空间11的周向上转动，从而能够带动水下航行器100进 行一定的转动，进而使得水下航行器100的充电接口能与基座10的充电部30正对并进行充 电，这样能使充电装置200在对水下航行器100进行充电时更加稳定。 [0049] 由此，夹板21在固定住水下航行器100后还能在容纳空间11的周向上旋转从而能够带动水下航行器100旋转，从而使得水下航行器100的充电接口能与基座10的充电部30正 对，进而能使充电装置200在对水下航行器100进行充电时更加稳定。 [0050] 在一些实施例中，如图1所示，限位部20内设有开关22和驱动件23，开关22控制夹板21相向运动，驱动件23控制夹板21旋转。 [0051] 需要说明的是，在限位部20中设有控制单元，且控制单元与开关22通信连接，在水下航行器100处于充电位置时其端部会触碰开关22，而控制单元根据开关22的信息使夹板 21开始相向运动，从而使得夹板21能够与水下航行器100的端部相抵从而固定住水下航行 器100。 [0052] 其中，开关22可以构造为机械开关22或电子开关22，在本实施例中不做限定。 [0053] 进一步地，在水下航行器100其内设置有陀螺仪，待水下航行器100被夹板21固定住后陀螺仪会检测水下航行器100的偏转角度，并将偏转角度的信息发送至限位部20的控 制单元中，控制单元根据偏转角度控制驱动件23带动夹板21旋转从而使水下航行器100的 充电接口与基座10内的充电部30正对，即消除水下航行器100的偏转角。 [0054] 其中，驱动件23包括第二伺服电机231和传动部232，而传动部232可以构造为空心钢管，第二伺服电机231与空心钢管连接且空心钢管还与挡板28连接，这样第二伺服电机 231运行时能通过空心钢管将动力传递至挡板28上从而带动挡板28旋转，进而使得与挡板 28相连的夹板21能够旋转从而使得夹板21能带动水下航行器100旋转。 [0055] 由此，水下航行器100在位于充电位置时会触碰到开关22从而使得限位部20的夹板21能相向运动从而夹住水下航行器100，使得其能够保持在充电位置处，不会随着暗流晃 动，而限位部20内的驱动件23能够驱动夹板21带动水下航行器100旋转从而使得水下航行 器100的充电接口能与基座10的充电部30正对。 [0056] 在一些实施例中，如图3‑图5所示，充电部30在容纳空间11中设置有多个且多个充电部30等角度间隔设置，多个充电部30包括至少一个固定部31和多个抱紧部32。 [0057] 需要说明的是，在容纳空间11中设置多个充电部30能加快水下航行器100的充电速度并缩短充电时间，这样能使水下航行器100能有更多的时间进行航行，同时多个充电部 30能分为至少一个固定部31和多个抱紧部32，即多个抱紧部32能与水下航行器100的外壳 相抵并将水下航行器100推至固定部31处，这样能够辅助夹板21固定水下航行器100，从而 使得水下航行器100在充电时更加稳定，不易受到暗流的影响。 [0058] 例如，在本实施例中，基座10内设有三个充电部30且三个充电部30以处于充电状态时的水下航行器100的轴线为中心线旋转间隔120°角设置在同一平面上，且三个充电部 30为一个固定部31和两个抱紧部32，这样两个抱紧部32在与水下航行器100相抵后会将水 下航行器100推向固定部31靠拢并使固定部31与水下航行器100的外壳相抵，从而能够对水 下航行器100起到一定的固定作用，进而能辅助夹板21将水下航行器100固定在容纳空间11 中。 [0059] 由此，通过在容纳空间11中设置多个充电部30加快水下航行器100的充电速度，使其能够拥有更多的时间在水下航行，同时多抱紧部32能与水下航行器100相抵并将水下航 行器100推动至与固定部31相抵，从而辅助夹板21固定住水下航行器100并使其在充电时不 易受到暗流的影响。 [0060] 在一些实施例中，如图3‑图5所示，固定部31与抱紧部32内均设有初级磁耦合器33，水下航行器100内设有多个次级磁耦合器101，次级磁耦合器101适于与初级磁耦合器33 耦合并充电。 [0061] 需要说明的是，在初级磁耦合器33中输入交流电后初级磁耦合器33内会产生交变磁场，而初级磁耦合器33内产生的磁场后能与次级磁耦合器101耦合从而使得初级磁耦合 器33能贴合在水下航行器100的外壳上，同时在磁场变化时会在次级磁耦合器101内感生出 电动势，并在变换后能对水下航行器100进行充电，这样水下航行器100在充电时为非接触 式磁耦合充电，从而使得水下航行器100的外壳不需要开设专用的充电接头，进而能使水下 航行器100的外壳的密封性更好。 [0062] 例如，水下航行器100整体构造为圆柱体，而初级磁耦合器33其朝向水下航行器100的一面构造为内凹弧面且与水下航行器100的外壳弧面吻合，这样初级磁耦合器33在与 水下航行器100的外壳相接触后能更好地固定住水下航行器100，且还能见减小初级磁耦合 器33和次级磁耦合器101之间的间隙，从而能够保持较大的充电功率和较高的充电效率。 [0063] 由此，初级磁耦合器33在通入交流电后产生磁场并能与次级磁耦合器101耦合，且交变磁场能在次级磁耦合器101中感生出电动势从而对水下航行器100充电，这样使得水下 航行器100的外壳上不用开设单独的充电接口，从而使得水下航行器100的外盒的密封性更 好。 [0064] 在一些实施例中，如图1‑图5所示，抱紧部32可活动的设置于容纳空间11内，抱紧部32在初级磁耦合器33与次级磁耦合器101相耦合时能朝向水下航行器100靠近并贴在水 下航行器100的外壳上。 [0065] 需要说明的是，抱紧部32的初级磁耦合器33在通入交流电后产生磁场，且抱紧部32上的初级磁耦合器33在与水下航行器100上的次级磁耦合器101耦合时会带动抱紧部32 朝向水下航行器100运动，在容纳空间11开设较大时抱紧部32同样能与水下航行器100的外 壳相接触，从而能保证初级磁耦合器33和次级磁耦合器101之间的间隙较小，从而能保持较 大的充电功率和较高的充电效率。 [0066] 进一步地，抱紧部32能够还容纳空间11中活动能使容纳空间11开设地更大，这样使得水下航行器100在海底拥有较大暗流时也能比较容易得进入基座10内，从而使得水下 航行器100的使用寿命更长。 [0067] 由此，抱紧部32上的初级磁耦合器33在通电后能与水下航行器100内的次级磁耦合器101耦合从而能够带动抱紧部32朝向水下航行器100运动并贴合在水下航行器100的外 壳上，这样能保证初级磁耦合器33和次级磁耦合器101之间的间隙较小，进而能保持较大的 充电功率和较高的充电效率。 [0068] 其中，在本实施例中，夹板21在固定住水下航行器100的端部时，水下航行器100与固定部31的距离较近，这样固定部31内的初级磁耦合器33在输入交流电后产生的磁场能吸 引水下航行器100贴合在固定部31上。 [0069] 在一些实施例中，如图3‑图5所示，抱紧部32包括液压缸321与推杆322，推杆322套设于液压缸321，推杆322适于推动初级磁耦合器33靠近水下航行器100。 [0070] 需要说明的是，在推杆322上还设置有压力传感器，待水下航行器100的偏转角消除后液压缸321驱动推杆322使得抱紧部32的初级磁耦合器33朝向水下航行器100运动，而 推杆322上的压力传感器会监测抱紧部32的初级磁耦合器33与水下航行器100外壳之间的 压紧程度，待到达预设值后推杆322停止运动，此次抱紧部32能辅助夹板21固定水下航行器 100，从而使得水下航行器100不易受到暗流的影响，同时抱紧部32的初级磁耦合器33在液 压缸321和推杆322的作用下贴合在水下航行器100的外壳上，这样能使贴合速度更快，使得 水下航行器100受到暗流的影响较小。 [0071] 由此，抱紧部32的初级磁耦合器33在液压缸321和推杆322的作用下能更快的与水下航行器100的外壳贴合，这样使得水下航行器100受到暗流的影响更小，同时抱紧部32通 过液压缸321和推杆322能够起到辅助夹板21固定水下航行器100的作用，从而使得充电装 置200在对水下航行器100进行充电时更加稳定。 [0072] 在一些实施例中，基座10内还包括控制模组和通信模组，控制模组与限位部20和充电部30通信连接，且控制模组能通过通信模组与水下航行器100通信连接。 [0073] 需要说明的是，控制模组能控制限位部20的夹板21固定水下航行器100，且能通过通信模组获得水下航行器100的偏转角从而控制夹板21旋转消除水下航行器100的偏转角， 同时控制模组还能控制抱紧部32朝向水下航行器100运动并贴合在水下航行器100的外壳 上，且能控制充电部30的初级磁耦合器33中通入交流电从而对水下航行器100充电。 [0074] 由此，充电装置200通过通信模组能与水下航行器100交换信息且能通过控制模组对水下航行器100充电，从而实现了充电装置200的自动运行。 [0075] 在一些实施例中，限位部20中还设有缓冲部件24，缓冲部件24与水下航行器100的端部相抵。 [0076] 需要说明的是，在水下航行器100的端部与限位部20相接触后，缓冲部件24对水下航行器100起到一个缓冲作用，这样能降低水下航行器100的速度，从而使得限位部20的夹 板21在固定水下航行器100时能水下航行器100能处于充电位置处。 [0078] 由此，限位部20上设置的缓冲部件24能够减缓水下航行器100靠近限位部20的速度，从而使得夹板21在将水下航行器100固定时其能位于充电位置处。 [0079] 根据本发明一些实施例的水下航行器的充电装置200，水下航行器100在需要充电时会进入基座10内的容纳空间11中，待水下航行器100的端部触碰到限位部20的开关22后 夹板21会夹住水下航行器100的端部，且此时水下航行器100内的陀螺仪会测出当前的偏转 角并将数据发送至控制模组中，控制模组根据偏转角控制夹板21旋转使得水下航行器100 的偏转角归零，然后抱紧部32的推杆322在液压缸321的作用下驱动抱紧部32的初级磁耦合 器33靠近水下航行器100，此时抱紧部32和固定部31的初级磁耦合器33均会输入交流电并 产生磁场，从而与水下航行器100内的次级磁耦合器101耦合，待抱紧部32的初级磁耦合器 33与水下航行器100的外壳贴合并推动水下航行器100与固定部31相抵，此时初级磁耦合器 33产生的交变磁场能在次级磁耦合器101中感生出电动势从而对水下航行器100充电。 [0080] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。 [0081] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。 [0082] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连 接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可 以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0083] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0084] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。 |
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