一种航行设备充电系统及航行设备充电方法

技术领域

本发明涉及航行设备充电的技术领域，更具体地说，是涉及一种航行设备充电系统及航行设备充电方法。

背景技术

航行设备如无人船作为一种无需人为干预即可按照预设指令执行指定任务的水上任务平台，在水质水样监测、海上救援和军事侦察作战等领域有着广泛的应用前景。

传统船舶充电均需要人工操作，全程需要人工干预。这种充电方式在无人船上是无法实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航行设备充电系统及航行设备充电方法，以解决现有技术中存在的无人船在充电过程中全程需要人工干预，实现困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种航行设备充电系统，包括：

充电桩；

动力充电装置，包括充电头、用于探测待充电航行设备的定位探头和推进器，所述充电头和所述定位探头设于所述推进器上；

充电线缆，其连接端与所述充电桩电连接，其活动端与所述充电头电连接；以及

无线通信设备，与所述充电桩和所述动力充电装置电连接。

通过采用上述技术方案，航行设备充电系统解决航行设备如无人船艇充电过程需要人工干预及人工值守问题；动力充电头用于与待充电航行设备的充电座配合克服目前人工需要上下船充电的工作方式；另外，加入无线通信设备实现远程监控和远程操作。

在一个实施例中，航行设备充电系统还包括收放缆机构，用于收回和放出所述充电线缆。

通过采用上述技术方案，收放缆机构可以调整充电线缆的长度，使得充电线缆处于合适的长度，保持充电头的正常运作，且避免损坏充电线缆。

在一个实施例中，航行设备充电系统还包括与所述收放缆机构电连接的水位传感器。

具体地，水位传感器用于探测航行设备的水域水位高度，航行设备的充电过程中，水域的高度随着时间可能会上升或者下降，因此，充电线缆的长度可能会过长导致充电线缆松垮导致四处漂浮，或者充电线缆的长度可能会过短导致充电线缆过于紧绷导致损坏。

通过采用上述技术方案，水位传感器用于探测水位的高度，以输出水位信息至收放缆机构，收放缆机构控制充电线缆的长度，使得在充电时充电线缆处于合适的长度。

在一个实施例中，所述充电线缆为等浮线缆。

具体地，等浮线缆包括线缆本体和设于线缆本体上的浮体，浮体用于提供线缆本体浮于水面上的浮力。

通过采用上述技术方案，在航行设备充电时，等浮线缆漂浮于水面上，避免充电线缆过于紧绷，造成损坏。

在一个实施例中，所述定位探头为声光定位探头。

具体地，声光定位探头的工作原理包括但不限于：射频识别原理，是一种通信科技，可记住无线电讯号辨认特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触；在本实施例中，待充电航行设备设有声光位置信标，如发出光学信号或者声波信号，声光定位探头用于获取光学信号或者声波信号，来判断待充电航行设备的距离，在靠近航行设备时，也可以启动摄像识别组件识别航行设备的位置信标，进行精准定位。

在一个实施例中，所述推进器为矢量推进器。

具体地，矢量推进器是指喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向的推力的一种推进器。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关，而不受动力充电装置本身姿态的影响。

通过采用上述技术方案，矢量推进器可以提高动力充电装置的灵活性和移动的精准性。

在一个实施例中，航行设备充电系统还包括与所述无线通信设备无线连接的航行设备，所述航行设备上设有用于与所述充电头对接的充电座，所述充电座包括充电接头和设于充电接头外围的位置信标。

具体地，位置信号包括但不限于声波信号或者光学信号。

通过采用上述技术方案，提高了动力充电装置的定位探头的定位速度。

在一个实施例中，位置信号沿所述充电座的周向均匀分布。

通过采用上述技术方案，提高了动力充电装置的定位探头的定位速度。

在一个实施例中，所述充电座还包括围绕所述充电接头设置的导向槽道。

具体地，所述导向槽道的横截面的性状为圆形，所述导向槽道的横截面的半径从所述充电座向远离所述充电座的方向逐渐扩大。

通过采用上述技术方案，充电头与充电接头对接时，可以沿导向槽道移动，直至成功与充电接头对接；导向槽道引导充电头定向移动，提高了充电头的对接速度。

在一个实施例中，还包括与所述无线通信设备无线连接的移动终端设备。

本发明的另一目的在于提供一种航行设备充电方法，包括步骤：

S1：无线通讯设备接收远程指令，并输出第一控制信息；

S2:放出充电线缆；

S3:动力充电装置接收第一控制信息，推进器启动；

S4:定位探头探测待充电航行设备的充电座；

S5:确定是否定位成功，否则返回步骤S4，是则继续步骤S6；

S6:充电头和充电座建立通信；

S7:充电头开始给充电座充电；

S8:无线通讯设备接收充电座的充电信息，并输出第二控制信息；

S9:动力充电装置接收第二控制信息，推进器启动驱使充电头离开充电座；

S10:回收充电线缆。

通过采用上述技术方案，航行设备充电系统解决航行设备如无人船艇充电过程需要人工干预及人工值守问题；动力充电头用于与待充电航行设备的充电座配合克服目前人工需要上下船充电的工作方式；另外，加入无线通信设备实现远程监控和远程操作。

在一个实施例中，步骤S7后还包括步骤:

S11：水位传感器探测待充电航行设备所在水域的水位高度，输出第三控制信息，收放缆机构接收该第三控制信息收放充电线缆。

通过采用上述技术方案，水位传感器用于探测水位的高度，以输出水位信息至收放缆机构，收放缆机构控制充电线缆的长度，使得在充电时充电线缆处于合适的长度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的航行设备充电系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的动力充电装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的充电座的示意图；

图4是本发明实施例提供的航行设备充电方法的流程图。

图中各附图标记为：

100-航行设备充电系统；

1-充电桩；2-动力充电装置；3-充电线缆；4-收放缆机构；5-无线通信设备；6-充电座；7-水位传感器；8-移动终端设备；

21-充电头；22-定位探头；23-推进器；61-充电接头；62-位置信标；63-导向槽道。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，而不是指示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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量。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。以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行更加详细的描述：

如图1至图3所示，本发明实施例提供的一种航行设备充电系统100，包括：充电桩1、动力充电装置2、充电线缆3、收放缆机构4和无线通信设备5；动力充电装置2包括充电头21、用于探测待充电航行设备的定位探头22和推进器23，充电头21和定位探头22设于推进器23上；充电线缆3，其连接端与充电桩1电连接，其活动端与充电头21电连接；以及无线通信设备5，与充电桩1和动力充电装置2电连接。

本实施例提供的航行设备充电系统100的工作原理如下：

无线通信设备5收到充电指令(该充电指令可以是由控制者通过移动终端发出，也可以是由待充电航行设备感测电量低于阈值时发出充电指令)，无线通信设备5输出控制信息(无线通信设备5包括无线通信模块和处理模块，无线通信模块用于收发信号，处理模块用于处理接收的信号，以及对信号进行处理，并输出控制信息，无线通信模块和处理模块的工作原理为现有技术，在此不再赘述)，然后开始放缆，利用动力充电装置2的定位探头22与待充电航行设备上的位置信标进行定位，充电头21与充电座6对接后自动进行握手通信(握手协议是指主要用来让客户端及服务器确认彼此的身份的一类网络协议。除此之外，为了保护SSL记录封包中传送的数据，握手协议还能协助双方选择连接时所使用的加密算法、MAC算法及相关密钥。在传送应用程序的数据前，必须使用握手协议来完成上述事项。)，建立握手通信后进行充电。充电完成发出充电完成指令至无线通信设备5，无线通信设备5输出控制信息至动力充电装置2，驱使动力充电装置2脱开航行设备的充电座6。充电过程的信息和异常告警可通过无线通信设备5上传至无线终端设备，也可在无线终端设备进行分解充电步骤远程操作。充电全过程无需人工干预，实现船舶智能充电。

通过采用上述技术方案，航行设备充电系统100解决航行设备如无人船艇充电过程需要人工干预及人工值守问题；动力充电头21用于与待充电航行设备的充电座6配合克服目前人工需要上下船充电的工作方式；另外，加入无线通信设备5实现远程监控和远程操作。

在一个实施例中，航行设备充电系统还包括收放缆机构4，用于收回和放出充电线缆3。

具体地，收放缆机构4可以配合推进器23在放缆的同时接近待充电航行设备的充电座6，另外充电头21在脱离充电座6时，收放缆机构4进行收揽操作。

通过采用上述技术方案，收放缆机构4可以调整充电线缆3的长度，使得充电线缆3处于合适的长度，保持充电头21的正常运作，且避免损坏充电线缆3。

在一个实施例中，航行设备充电系统100还包括与收放缆机构4电连接的水位传感器7。

具体地，水位传感器7用于探测航行设备的水域水位高度，航行设备的充电过程中，水域的高度随着时间可能会上升或者下降，因此，充电线缆3的长度可能会过长导致充电线缆3松垮导致四处漂浮，或者充电线缆3的长度可能会过短导致充电线缆3过于紧绷导致损坏。

通过采用上述技术方案，水位传感器7用于探测水位的高度，以输出水位信息至收放缆机构4，收放缆机构4控制充电线缆3的长度，使得在充电时充电线缆3处于合适的长度。

在一个实施例中，充电线缆3为等浮线缆。

具体地，等浮线缆包括线缆本体和设于线缆本体上的浮体，浮体用于提供线缆本体浮于水面上的浮力。

通过采用上述技术方案，在航行设备充电时，等浮线缆漂浮于水面上，避免充电线缆3过于紧绷，造成损坏。

在一个实施例中，定位探头22为声光定位探头22。

具体地，声光定位探头22的工作原理包括但不限于：射频识别原理，是一种通信科技，可记住无线电讯号辨认特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触；在本实施例中，待充电航行设备设有声光位置信标，如发出光学信号或者声波信号，声光定位探头22用于获取光学信号或者声波信号，来判断待充电航行设备的距离，在靠近航行设备时，也可以启动摄像识别组件识别航行设备的位置信标，进行精准定位。

在一个实施例中，推进器23为矢量推进器23。

具体地，矢量推进器23是指喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向的推力的一种推进器23。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关，而不受动力充电装置2本身姿态的影响。

通过采用上述技术方案，矢量推进器23可以提高动力充电装置2的灵活性和移动的精准性。

在一个实施例中，航行设备充电系统100还包括与无线通信设备5无线连接的航行设备，航行设备上设有用于与充电头21对接的充电座6，充电座6包括充电接头61和设于充电接头61外围的位置信标62。

具体地，位置信标62包括但不限于声波信号或者光学信号。

通过采用上述技术方案，提高了动力充电装置2的定位探头22的定位速度。

在一个实施例中，位置信标62沿充电座6的周向均匀分布。

通过采用上述技术方案，提高了动力充电装置2的定位探头22的定位速度。

在一个实施例中，充电座6还包括围绕充电接头61设置的导向槽道63。

具体地，导向槽道63的横截面的性状为圆形，导向槽道63的横截面的半径从充电座6向远离充电座6的方向逐渐扩大。

通过采用上述技术方案，充电头21与充电接头61对接时，可以沿导向槽道63移动，直至成功与充电接头61对接；导向槽道63引导充电头21定向移动，提高了充电头21的对接速度。

在一个实施例中，还包括与无线通信设备5无线连接的移动终端设备8。

如图4所示，本实施例还提供一种航行设备充电方法，包括步骤：

S1：无线通讯设备接收远程指令，并输出第一控制信息；

S2:放出充电线缆3，具体地，可以通过收放缆机构4接收第一控制信息，再由收放缆机构4放出充电线缆3；

S3:动力充电装置2接收第一控制信息，推进器23启动；

S4:定位探头22探测待充电航行设备的充电座6；

S5:确定是否定位成功，否则返回步骤S4，是则继续步骤S6；

S6:充电头21和充电座6建立通信；

S7:充电头21开始给充电座6充电；

S8:无线通讯设备接收充电座6的充电信息，并输出第二控制信息；

S9:动力充电装置2接收第二控制信息，推进器23启动驱使充电头21离开充电座6；

S10:回收充电线缆3，具体地，可以通过收放缆机构4接收第二控制信息，再由收放缆机构4回收充电线缆3。

通过采用上述技术方案，航行设备充电系统100解决航行设备如无人船艇充电过程需要人工干预及人工值守问题；动力充电头21用于与待充电航行设备的充电座6配合克服目前人工需要上下船充电的工作方式；另外，加入无线通信设备5实现远程监控和远程操作。

在一个实施例中，步骤S7后还包括步骤:

S11：水位传感器7探测待充电航行设备所在水域的水位高度，输出第三控制信息，收放缆机构4接收该第三控制信息收放充电线缆3。

通过采用上述技术方案，水位传感器7用于探测水位的高度，以输出水位信息至收放缆机构4，收放缆机构4控制充电线缆3的长度，使得在充电时充电线缆3处于合适的长度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。