专利摘要

本实用新型公开了一种利用波浪能进行海底无线充电的装置，它涉及无线充电技术领域。它的浮标与收缩涵道连接，收缩涵道中间安装有发电机，浮标上安装有太阳能光板和风力发电装置，浮标内设有储能模块，浮标上的储能模块与无线充电发射模块连接；收缩涵道中间为水道，收缩涵道内部设有储能模块，收缩涵道的外侧固定设有无线充电发射模块，无线充电接收模块安装在水下航行器壳体以及移动充电机器人上，移动充电机器人上安装有无线充电发射模块。本实用新型的优点在于：海面上的储能设备可为小型无人机进行充电，海面下是利用波浪能发电给储能装置充电的设备，对于固定设备可通过可移动充电机器人进行能源的补充，高效且可靠。

权利要求

1.一种利用波浪能进行海底无线充电的装置，其特征在于：包括浮标、收缩涵道、发电机；所述浮标与收缩涵道通过锚链连接，所述收缩涵道与海底通过锚链连接，所述收缩涵道中间安装有发电机；

所述浮标上安装有太阳能光板和风力发电装置，浮标内设有储能模块，所述储能模块分别与太阳能光板、风力发电装置连接，浮标上的储能模块与安装在浮标上的无线充电发射模块连接；

所述收缩涵道中间为水道，收缩涵道两端开口大于中间开口，收缩涵道的中间水道窄，收缩涵道内部设有长方体的储能模块，储能模块经水密与耐压处理，储能模块之间通过电缆与水密接插件连接，收缩涵道的外侧固定设有无线充电发射模块，与无线充电发射模块相对应的无线充电接收模块安装在水下航行器壳体以及移动充电机器人上，移动充电机器人上安装有给固定在水下的设备和不方便移动的水下设备进行电能源输送的无线充电发射模块，无线充电发射模块和无线充电接收模块分别安装在移动充电机器人的顶部和底部，所述收缩涵道内设有声呐模块，所述水下航行器内设有水声通信装置，所述水下航行器内设有与水声通信装置连接的控制系统；

所述发电机通过前支撑和后支撑固定于收缩涵道的中间，波浪经过中间水道时转换成动能，流过发电机的叶轮时水流冲击叶片推动叶轮转动，叶轮安装在发电机轴上，驱动发电机轴旋转，发电机带有增速齿轮箱，叶轮传动增速齿轮箱，齿轮箱增速后驱动发电机发电，将动能转化为电能输送到储能模块。

2.根据权利要求1所述的一种利用波浪能进行海底无线充电的装置，其特征在于：所述浮标与收缩涵道通过带孔管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种利用波浪能进行海底无线充电的装置，其特征在于：所述无线充电发射模块和无线充电接收模块周围布置一圈自动固定装置，所述自动固定装置包括上脚架、下脚架、圆形锁孔、锁扣，所述上脚架和下脚架分别设在无线充电接收模块和无线充电发射模块周围，上脚架上设有圆形锁孔，下脚架上设有锁扣，锁扣穿过锁孔将上脚架与下脚架固定，所述锁扣通过直流电动机带动传动装置转动实现开启与锁止，所述传动装置具有螺杆传动、齿条传动和直齿轮传动；所述自动固定装置设有感应模块，感应模块与管理系统连接，感应模块感应到上脚架与下脚架对应后将信息传递给管理系统，管理系统控制直流电动机启动实现上锁和锁止。

4.根据权利要求1所述的一种利用波浪能进行海底无线充电的装置，其特征在于：所述无线充电接收模块和无线充电发射模块周围分别制作有不锈钢圆柱体上脚架一和下脚架一，所述上脚架一下端带有两个可伸缩弹性凸起，下脚架一的下端内设有两个用来卡住弹性凸起的凹槽，上脚架一和下脚架一通过弹性凸起和凹槽的结构固定，上脚架一内设有电磁继电器，电磁继电器与管理系统连接，管理系统感应到充电完成后，控制电磁继电器导通，弹性凸起的弹簧收缩，上脚架一和下脚架一释放。

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体涉及一种利用波浪能进行海底无线充电的装置。

背景技术

AUV在海洋开发、勘探水下环境以及未来水下战争中将发挥重要的作用，而重中之重是解决AUV的能源供给技术。AUV自带能源自主航行，可执行大范围探测任务，但其续航能力有限，使得作业效率不高，若利用自身携带的太阳能装置上潜至浅海地带或与海面上船只进行对接充电，效率不高且容易暴露AUV的位置，进而遭受攻击，不利于海洋的探测。那么，在海底建设供电系统是十分有必要的。若使用接触式的湿插拔接口将电源与水下设备连接进行充电，存在操作复杂、费用代价高昂、使用寿命短、在水下有诸多安全隐患等问题，且受制于插口连接，从而使设备位置受到限制。因此，建立水下非接触式电能传输，即无线自主充电的方式是促进AUV未来发展的关键技术。太阳能、风能、海洋能等新能源有多种开发形式，但是将其结合在一起应用在无线充电技术领域未见报道。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用波浪能进行海底无线充电的装置，包括能量获取部分与无线充电部分，能够解决水下能量密度低的问题与非接触无线自主充电问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：包括浮标、收缩涵道、发电机；所述浮标与收缩涵道通过锚链连接，所述收缩涵道与海底通过锚链连接，所述收缩涵道中间安装有发电机；

所述浮标上安装有太阳能光板和风力发电装置，浮标内设有储能模块，所述储能模块分别与太阳能光板、风力发电装置连接，浮标上的储能模块与安装在浮标上的无线充电发射模块连接；

所述收缩涵道中间为水道，收缩涵道两端开口大于中间开口，收缩涵道的中间水道窄，收缩涵道内部设有长方体的储能模块，储能模块经水密与耐压处理，储能模块之间通过电缆与水密接插件连接，收缩涵道的外侧固定设有无线充电发射模块，与无线充电发射模块相对应的无线充电接收模块安装在水下航行器壳体以及移动充电机器人上，移动充电机器人上安装有给固定在水下的设备和不方便移动的水下设备进行电能源输送的无线充电发射模块，无线充电发射模块和无线充电接收模块分别安装在移动充电机器人的顶部和底部，所述收缩涵道内设有声呐模块，所述水下航行器内设有水声通信装置，所述水下航行器内设有与水声通信装置连接的控制系统；

所述发电机通过前支撑和后支撑固定于收缩涵道的中间，波浪经过中间水道时转换成动能，流过发电机的叶轮时水流冲击叶片推动叶轮转动，叶轮安装在发电机轴上，驱动发电机轴旋转，发电机带有增速齿轮箱，叶轮传动增速齿轮箱，齿轮箱增速后驱动发电机发电，将动能转化为电能输送到储能模块。

进一步的，所述浮标与收缩涵道通过带孔管道连接。

进一步的，所述无线充电发射模块和无线充电接收模块周围布置一圈自动固定装置，所述自动固定装置包括上脚架、下脚架、圆形锁孔、锁扣，所述上脚架和下脚架分别设在无线充电接收模块和无线充电发射模块周围，上脚架上设有圆形锁孔，下脚架上设有锁扣，锁扣穿过锁孔将上脚架与下脚架固定，所述锁扣通过直流电动机带动传动装置转动实现开启与锁止，所述传动装置具有螺杆传动、齿条传动和直齿轮传动；所述自动固定装置设有感应模块，感应模块与管理系统连接，感应模块感应到上脚架与下脚架对应后将信息传递给管理系统，管理系统控制直流电动机启动实现上锁和锁止。

进一步的，所述无线充电接收模块和无线充电发射模块周围分别制作有不锈钢圆柱体上脚架一和下脚架一，所述上脚架一下端带有两个可伸缩弹性凸起，下脚架一的下端内设有两个用来卡住弹性凸起的凹槽，上脚架一和下脚架一通过弹性凸起和凹槽的结构固定，上脚架一内设有电磁继电器，电磁继电器与管理系统连接，管理系统感应到充电完成后，控制电磁继电器导通，弹性凸起的弹簧收缩，上脚架一和下脚架一释放。

本实用新型的优点在于：海面上利用太阳能和风能给浮标装置上的储能设备进行供电，可为小型无人机进行充电，海面下是利用波浪能发电给储能装置充电的设备，此外，对于固定在海底和不方便移动的水下设备也可以通过可移动充电机器人进行能源的补充，高效且可靠。

附图说明

图1为本实用新型的水下无线充电软连接正视示意图；

图2为本实用新型的水下无线充电软连接剖面示意图；

图3为本实用新型的水下无线充电硬连接正视示意图；

图4为本实用新型的水下无线充电硬连接剖面示意图；

图5为本实用新型的水下无线充电自动固定装置的一种结构示意图；

图6为本实用新型的水下无线充电自动固定装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1-图6所示，本具体实施方式采用如下技术方案：包括浮标4、收缩涵道10、发电机6；浮标4与收缩涵道10通过锚链5连接，收缩涵道10与海底通过锚链5连接，收缩涵道10中间安装有发电机6；

浮标4上安装有太阳能光板3和风力发电装置1，浮标4内设有储能模块12，储能模块12分别与太阳能光板3、风力发电装置1连接，浮标4上的储能模块12与安装在浮标4上的无线充电发射模块2连接；

收缩涵道10中间为水道，收缩涵道10两端开口大于中间开口，收缩涵道10的中间水道窄，水流流经收缩涵道10在中间最窄部位水流速最快，收缩水道起到的是将波浪能聚集成高品质水流动能的作用，收缩涵道10内部设有长方体的储能模块12，储能模块12经水密与耐压处理，能够承受海底水压而不出现渗水与漏水，储能模块12之间通过电缆11与水密接插件连接，收缩涵道10的外侧固定设有无线充电发射模块2，与无线充电发射模块2相对应的无线充电接收模块15安装在水下航行器9壳体以及移动充电机器人14上，移动充电机器人14与无线充电发射模块2进行自动对接充电，移动充电机器人14可以在水下自由移动，移动充电机器人14上安装有给固定在水下的设备和不方便移动的水下设备进行电能源输送的无线充电发射模块2，可对固定的水下设备进行充电，保证设备用电正常运行，无线充电发射模块2和无线充电接收模块15分别安装在移动充电机器人14的顶部和底部，收缩涵道10内设有声呐模块，水下航行器9内设有水声通信装置，水下航行器9内设有与水声通信装置连接的控制系统；

当水下航行器9巡航至充电设备附近时，会通过水声通信装置与充电装置的声呐模块进行通信，并自动寻找无线充电发射模块2进行无线充电，解决水下航行器9与水下充电装置接触式充电的问题，更容易实现水下充电，当无线充电发射模块2与无线充电接收模块15接触以后，收缩涵道10安装的自动固定装置16会自动固定水下航行器9，使水下航行器9稳定的固定在收缩涵道10上，不会因为水流或者其他因素与收缩涵道10发生脱离或者碰撞；

发电机6为透平发电机，发电机6通过前支撑7和后支撑8固定于收缩涵道10的中间，波浪经过中间水道时转换成动能，流过发电机6的叶轮时水流冲击叶片推动叶轮转动，叶轮安装在发电机轴上，驱动发电机轴旋转，发电机6带有增速齿轮箱，叶轮传动增速齿轮箱，齿轮箱增速后驱动发电机6发电，将动能转化为电能输送到储能模块12，因此，即使是很小的波浪，经过收缩涵道10聚能与齿轮箱增速以后，能量密度大增，发电效率大幅度提高；

浮标4与收缩涵道10通过带孔管道连接。

无线充电发射模块2和无线充电接收模块15周围布置一圈自动固定装置16，自动固定装置16包括上脚架17、下脚架18、圆形锁孔19、锁扣20，上脚架27和下脚架28分别设在无线充电接收模块15和无线充电发射模块2周围，上脚架17上设有圆形锁孔19，下脚架18上设有锁扣20，锁扣20穿过锁孔19将上脚架17与下脚架18固定，锁扣20通过直流电动机带动传动装置转动实现开启与锁止，传动装置具有螺杆传动、齿条传动和直齿轮传动；自动固定装置16设有感应模块，感应模块与管理系统连接，感应模块感应到上脚架17与下脚架18对应后将信息传递给管理系统，管理系统控制直流电动机启动实现上锁和锁止。

无线充电接收模块15和无线充电发射模块2周围分别制作有不锈钢圆柱体上脚架一21和下脚架一22，上脚架一21下端带有两个可伸缩弹性凸起23，下脚架一22的下端内设有两个用来卡住弹性凸起的凹槽24，上脚架一21和下脚架一22通过弹性凸起23和凹槽24的结构固定，上脚架一21内设有电磁继电器，电磁继电器与管理系统连接，管理系统感应到充电完成后，控制电磁继电器导通，弹性凸起23的弹簧收缩，上脚架一21和下脚架一22释放。

在海底进行无线充电的过程中，AUV易受海浪的影响而产生晃动，影响无线充电的传输效率，为了解决这一问题，特提出了以下两个解决方案：

方案一：如附图5所示，由于直流电动机能双向转动所以通过直流电动机的正反转实现锁扣20的开启或锁止；当检测到有AUV靠近，自动固定装置16的感应模块感应到上脚架17与下脚架18对应后将信息传递给管理系统，管理系统控制直流电动机启动，让直流电动机正向转动，锁扣20穿过圆形锁孔19将AUV固定住，防止水流对AUV的冲击而产生的晃动，能够稳定且低损耗的完成无线充电；当AUV充电完成后，管理系统收到指令让直流电动机反转，使锁扣20回到原来的位置，释放AUV，延长AUV水下作业时间，避免多次上潜带来暴露的风险，提高AUV的隐蔽性；

方案二：如附图6所示，当AUV靠近无线充电设备时，上脚架一21的两个弹性凸起23遇到下脚架一22时由于受到力的挤压，弹簧收缩，AUV顺利下潜直到弹性凸起23卡在凹槽24处，然后进行无线充电；当充电完成后，上脚架一21内部的电磁继电器导通，弹簧压缩，带动弹性凸起23收缩，没有弹簧凸起23的阻力，AUV被释放。

海面上，风力发电装置1和太阳能光板3协同工作，共同完成对浮标4上的储能装置12进行储电，避免由于电力不足而导致设备的异常运行，与此同时，浮标4上的无线充电发射模块也对海上无人机提供便利，增加无人机的续航能力，延长作业时间。风能、光能和海洋能三种能源形式共同为储能装置12进行充电。

此外，海上与海下可采用两种方式进行连接，如图1和图2为软连接，利用锚链5将两个设备进行连接；图3和图4为硬连接，利用带孔管道将两个设备连在一起，既可以排气排水，又可以固定海上浮标4，使其成为一个整体，减小摇摆幅度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

一种利用波浪能进行海底无线充电的装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。