一种AUV水下充电平台

技术领域

本发明涉及充电设备技术领域，特别涉及一种AUV水下充电平台。

背景技术

当前水下无人装备主要分为有遥控无人潜水器或缆控无人潜水器(ROV)、自主式水下航行器(AUV)，ROV主要用于机动范围有限的定点作业，该类潜器与母平台通过脐带缆连接，作业的能量依靠母船通过脐带缆供给，这种方式具备能量实时传输的优势，可使ROV进行长时的大负载作业，但其作业范围有限，不适合大范围探测扫海作业，而AUV则自身携带电池，无母船保障，这类潜器具备大范围机动的优势，是大范围深海探测的主要手段之一。

因此传统的AUV通过设置水下充电平台，来增加AUV的续航，传统的AUV水下充电平台的安装，通过固定杆和固定支架安装在河床的顶端，但是河床并非都处于同一水平面，从而安装充电平台的河床土壤会出现水平位置高差，因为固定支架为固定焊接制作而成，支脚的高度均相同，因此无法根据高差进行支脚长度的调节，从而导致充电平台产生倾斜，使AUV降落在充电平台，进行无线充电的时候，AUV会随着平台的倾斜而产生倾斜，导致AUV进行充电的时候，出现充电不稳定的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AUV水下充电平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种AUV水下充电平台，包括平台板，所述平台板的顶端设置有用于给AUV充电的无线充电装置，所述无线充电装置底端的四角分别设置有用于支撑平台板的支撑组件，所述支撑组件包括可以同于调节高度的第二支撑腿，所述第二支撑腿的顶部设置有与平台板连接的第一支撑腿，所述平台板的顶端设置有用于停靠AUV的缓冲组件。

优选的，所述平台板的顶端与无线充电装置的底端固定连接，所述平台板的底端固定连接有为无线充电装置供电的储能装置，所述储能装置与无线充电装置电性连接。

优选的，所述储能装置的一端电性连接有为储能装置提供能量的能量获取装置。

优选的，所述第一支撑腿的顶端与平台板的底端固定连接，所述第一支撑腿的底端开设有第一凹槽，所述第二支撑腿穿插设置在第一凹槽的内部，所述第二支撑腿的底端固定连接有支撑板，所述支撑板顶端的两侧穿插设置有和河床连接的固定杆。

优选的，所述第一凹槽内壁底部的两侧分别开设有圆孔，所述第二支撑腿的一侧开设有多个用于调节第二支撑腿高度的圆形通槽，所述圆孔内穿插设置有用于限制第二支撑腿位置的限位螺栓，所述限位螺栓一端的外壁套设有用于限制限位螺栓移动的防松螺母。

优选的，所述缓冲组件包括缓冲支架，所述缓冲支架的顶端开设有用于AUV停靠的第二凹槽，所述第二凹槽内壁的两侧分别对称设置有用于缓冲AUV降落的缓冲件。

优选的，所述缓冲件包括阻尼杆，所述阻尼杆的底端与第二凹槽的内壁固定连接，所述阻尼杆的外壁套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的外壁套设有用于防止河水侵蚀缓冲弹簧的保护罩。

优选的，所述阻尼杆的顶端固定连接有承接AUV的缓冲板，所述缓冲板的顶端开设有矩形槽，所述矩形槽的内壁固定连接有磁石，所述保护罩的顶端和底端分别与缓冲板的底端和第二凹槽的内壁固定连接。

优选的，所述平台板的顶端设置有用于AUV接驳的声光接收器，所述声光接收器的底端设置有与平台板连接的连接组件。

优选的，所述连接组件包括连接杆，所述平台板的顶端开设有用于穿插连接杆的第一矩形孔，所述连接杆的底部开设有空腔，所述空腔内壁的两侧分别开设有第二矩形孔，所述第二矩形孔的内部穿插设置有卡块，所述卡块的一侧固定连接有限制卡块移动的挡板，所述挡板的一侧固定连接有用于推动挡板移动的推动弹簧。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过平台板、第一支撑腿、限位螺栓、防松螺母、支撑板、固定杆和支撑组件的设计，通过第二支撑腿在第一支撑腿内进行滑动，可以使第二支撑腿带动支撑板进行任意高度的调节，使平台板处于水平位置后，通过将限位螺栓穿插在圆孔和圆形通槽的内部，从而限制第二支撑腿的移动，进行固定杆的安装，使支撑板与河床进行固定连接，从而保证在AUV在无线充电装置内进行充电的时候，可以保持AUV的水平放置，使AUV充电时候的稳定性。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明支撑组件剖面结构示意图。

图3为本发明缓冲组件剖面结构示意图。

图4为本发明声光接收器与连接组件剖面结构示意图。

图中：1、平台板；2、第一支撑腿；3、第二支撑腿；4、支撑板；5、固定杆；6、限位螺栓；7、防松螺母；8、无线充电装置；9、缓冲支架；10、缓冲板；11、磁石；12、阻尼杆；13、缓冲弹簧；14、保护罩；15、声光接收器；16、连接杆；17、卡块；18、挡板；19、推动弹簧；20、储能装置；21、能量获取装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的一种AUV水下充电平台，包括平台板1，平台板1的顶端设置有用于给AUV充电的无线充电装置8，无线充电装置8底端的四角分别设置有用于支撑平台板1的支撑组件，支撑组件包括可以同于调节高度的第二支撑腿3，第二支撑腿3的顶部设置有与平台板1连接的第一支撑腿2，平台板1的顶端设置有用于停靠AUV的缓冲组件。

具体的，平台板1的顶端与无线充电装置8的底端固定连接，平台板1的底端固定连接有为无线充电装置8供电的储能装置20，储能装置20与无线充电装置8电性连接，储能装置20的一端电性连接有为储能装置20提供能量的能量获取装置21。

进一步，无线充电装置8采用电磁谐振式无线充电技术实现无线充电，其原理为谐振原理，即两个谐振频率相同的线围之间可高效地传输能量，而对谐振频率不同的线圈几乎没有影响，电磁谐振式无线充电系统的初级端线圈发出一定频率的交变磁场，然后在次级端线圈与次级端的电容产生谐振，将交变磁场转换为电场，进而实现无线电能传输，为提升充电效率，通过利用逆变器实施高频逆变，该环节得到的高频交变电流在测补偿电流作用下通过发射线圈，通过此环节会获取到高频交变电磁场，并且与逆变器变化相跟随，在电磁场场中接收电圈在电磁感应下产生频率相同的交变电流，然后在无线供电接收装置作用下，交变电流会产生频率相同的交变电磁场，因为振荡频率相同，所以两个装置通过共振提升传递能量效果，最终在电磁耦合技术作用下，让电能由无线供电发送线圈传送给无线供电接收线圈，从而实现对水下机器人充电目的，为了进一步提升整流的效率，将高频同步整流电路融入整人无线充电系统当中，保障整体充电效率提升，在能量传输时，线圈之间的揭合具有一定的方向性，当两线圈相互垂直时水下无线充电系统几乎没有耦合，而当两线圈相互平行时水下无线充电系统耦合强，因此初级端发射线圈与次级端接收线圈的位置对能量传输效率影响很大，由于水下环境复杂，因此无线充电装置8采用电磁谐振式无线充电技术时，加入声光接收器15、磁石11和缓冲支架9，限制AUV在充电平台上的位置，以保证初、次端线圈的相对位置为平行状态，保证能量的高效传输，次端线圈安装在AUV内部，初端线圈安装在无线充电装置8内部，无线充电装置8的顶部开设有与AUV外形相对应的弧形槽，用于和AUV外形进行贴合，储能装置20充电平台的电能存储装置，储能装置20内部的电能存储由常规二次电池组和备用的一次电池组构成，常规二次电池组用于存储能量获取装置21发出的电能，一次电池组用于在恶劣条件下，能量获取装置21无法供能时候，储能装置20依旧可以给无线充电装置8提供电能，储能装置20的外部为保护壳，保护壳作用为隔绝电池组和河水，能量获取装置21为采用TENG电磁太阳能混动式充电装置。

具体的，第一支撑腿2的顶端与平台板1的底端固定连接，第一支撑腿2的底端开设有第一凹槽，第二支撑腿3穿插设置在第一凹槽的内部，第二支撑腿3的底端固定连接有支撑板4，支撑板4顶端的两侧穿插设置有和河床连接的固定杆5，第一凹槽内壁底部的两侧分别开设有圆孔，第二支撑腿3的一侧开设有多个用于调节第二支撑腿3高度的圆形通槽，圆孔内穿插设置有用于限制第二支撑腿3位置的限位螺栓6，限位螺栓6一端的外壁套设有用于限制限位螺栓6移动的防松螺母7。

进一步，支撑板4的顶端对称固定连接有两个第二支撑腿3，两个支撑板4对称设置在平台板1的底端，四个第一支撑腿2对称设置在平台板1底端的四角，通过调节第二支撑腿3的高度，可以实现对两个对称支撑板4的高度调节，再通过固定杆5将支撑板4和河床进行固定连接，来保证平台板1在河床不同环境下进行安装，都可以处于水平状态，第一凹槽的尺寸为第二支撑腿3尺寸的1.02倍，第一凹槽为矩形槽，圆孔的直径与圆形通槽的直径相同，均为限位螺栓6杆身外径尺寸的1.02倍，限位螺栓6与防松螺母7螺纹穿插连接，圆形通槽在第二支撑腿3的一侧等间距开设，通过旋转防松螺母7脱离限位螺栓6，将限位螺栓6从圆形通槽往远离第一支撑腿2方向抽出，可以使第二支撑腿3在第一凹槽内滑动，从而进行平台板1和支撑板4之间距离的调节，通过调节两个支撑板4的高度，当平台板1处于水平位置时，将限位螺栓6穿插在圆形通槽和圆孔内，再将防松螺母7与限位螺栓6螺纹连接，此时第二支撑腿3在第一凹槽的位置无法改变，从而实现平台板1角度的调节，保证平台板1安装处于水平状态。

具体的，缓冲组件包括缓冲支架9，缓冲支架9的顶端开设有用于AUV停靠的第二凹槽，第二凹槽内壁的两侧分别对称设置有用于缓冲AUV降落的缓冲件，缓冲件包括阻尼杆12，阻尼杆12的底端与第二凹槽的内壁固定连接，阻尼杆12的外壁套设有缓冲弹簧13，缓冲弹簧13的外壁套设有用于防止河水侵蚀缓冲弹簧13的保护罩14，阻尼杆12的顶端固定连接有承接AUV的缓冲板10，缓冲板10的顶端开设有矩形槽，矩形槽的内壁固定连接有磁石11，保护罩14的顶端和底端分别与缓冲板10的底端和第二凹槽的内壁固定连接。

进一步，保护罩14的作用为保护阻尼杆12和缓冲弹簧13不被河水侵蚀，当AUV降落的时候会被磁石11通过磁吸力进行吸附，保证AUV在充电时候稳定性，在AUV降落的时候，会推挤缓冲板10往靠近缓冲支架9方向移动，缓冲板10对阻尼杆12和缓冲弹簧13同时产生压力，阻尼杆12和缓冲弹簧13被压缩的时候，会产生反向的弹力，从而减缓AUV的下降速度，起到AUV降落的缓冲作用，同时减小对充电平台的冲击。

具体的，平台板1的顶端设置有用于AUV接驳的声光接收器15，声光接收器15的底端设置有与平台板1连接的连接组件，连接组件包括连接杆16，平台板1的顶端开设有用于穿插连接杆16的第一矩形孔，连接杆16的底部开设有空腔，空腔内壁的两侧分别开设有第二矩形孔，第二矩形孔的内部穿插设置有卡块17，卡块17的一侧固定连接有限制卡块17移动的挡板18，挡板18的一侧固定连接有用于推动挡板18移动的推动弹簧19。

进一步，声光接收器15通过声光融合的引导，声光接收器15的内部设置有声学接收器和光学传感器，使AUV进行在缓冲组件部位进行降落，实现对AUV的接驳功能，连接杆16的尺寸为第一矩形孔尺寸的0.95倍，第二矩形孔的尺寸为卡块17尺寸的1.02倍，卡块17对称设置在连接杆16底部的两侧，卡块17相对的一侧固定连接挡板18，推动弹簧19的两端分别与挡板18相对的一侧固定连接，挡板18和推动弹簧19设置在空腔内，推动弹簧19在空腔内始终为压缩状态，当需要进行声光接收器15更换的时候，相向按压卡块17，使卡块17运动至第一矩形孔尺寸范围内，从而往远离平台板1方向拉动声光接收器15，声光接收器15带动连接杆16，实现连接杆16与平台板1的分离，安装的声光接收器15的时候，先相向按压卡块17，卡块17带动挡板18，挡板18对推动弹簧19形成挤压，将连接杆16插入第一矩形孔内，在卡块17运动至平台板1底端位置时，在推动弹簧19回复力作用下被推动相背运动，使卡块17与平台板1的底端形成卡接，限制连接杆16的运动，完成声光接收器15的安装。

具体的，声光接收器15、无线充电装置8和缓冲组件为一组，具体在平台板1顶端设置的数量根据实际所需，进行多组设置。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。