[發明專利]基于感應式電能傳輸與WLAN信號傳輸的水下設備接口

有效

• 申請號: 201210063024.2
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102570202A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李德駿;何志強;周杰;楊燦軍;陳鷹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01R13/66
• 分類號: H01R13/66;H01R13/523;H01R24/00;H01R27/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種滿足水下基站和水下機電設備之間的非接觸式電能與信號傳輸需求的通用接口。

技術背景

海洋環境探測和海洋資源開發一直是熱點問題，海底觀測網的建設和水下機電設備的使用使得水下裝置的設計開發蓬勃發展，水下機電設備為了長期的穩定運行，需要水下基站持續的電能供應，以及與水下基站之間的通信。然而由于水是電的導體，所以兩設備接口處的電能與信號傳輸不宜采用裸露導體直接接觸的方式，如濕插拔連接器，它價格昂貴、壽命短的特點限制了它的廣泛應用。因此急需一種價格低廉、壽命長、使用方便的水下設備接口，來實現水下基站和水下機電設備之間的電能與信號傳輸。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于感應式電能傳輸與WLAN信號傳輸的水下設備接口，以滿足水下基站和水下機電設備之間的電能與信號傳輸需求。

本發明的基于感應式電能傳輸與WLAN信號傳輸的水下設備接口，包括插座和插頭；

插座包括：由初級殼體和初級端蓋構成的密封腔，初級殼體的端面為中心內凹的錐面，密封腔內具有與初級殼體同軸線的圓筒和初級線圈，初級線圈具有錐形中心孔，套在初級殼體內凹的錐面上，初級線圈的錐面與初級殼體的錐面相貼，圓筒的一端與初級殼體內凹的錐面端部固定，圓筒的另一端裝置初級天線支座，圓筒內設有初級WIFI天線，初級WIFI天線固定在初級天線支座上，初級端蓋上固定有初級水密接插件，初級水密接插件伸入腔體的一端連接初級WIFI天線和初級線圈，初級水密接插件的另一端與初級水密電纜相連，在初級殼體內凹的錐面上安裝有數個永磁鐵，初級殼體和初級端蓋的接觸面上設有O型密封圈；

插頭包括：由次級殼體和次級端蓋構成的密封腔，次級殼體的端面為中心外凸的錐面，該外凸錐面與初級殼體的內凹錐面相吻合，密封腔內具有與次級殼體同軸線的圓筒和次級線圈，次級線圈呈錐形，套在圓筒上，次級線圈的錐面與次級殼體的錐面相貼，圓筒的一端與次級殼體外凸的錐面端部固定，圓筒的另一端裝置次級天線支座，圓筒內設有次級WIFI天線，次級WIFI天線固定在次級天線支座上，次級端蓋上固定有次級水密接插件，次級水密接插件伸入腔體的一端連接次級WIFI天線和次級線圈，次級水密接插件的另一端與次級水密電纜相連，在次級殼體外凸的錐面上安裝有與插座中等數量的永磁鐵，次級殼體和次級端蓋的接觸面上設有O型密封圈。

上述的初級殼體、初級端蓋、次級殼體和次級端蓋通常以玻璃鋼為材料制作而成，可使磁場順利穿過。

工作原理：接口工作時，插頭和插座依靠安裝于初級殼體內凹錐面和次級殼體外凸錐面上的永磁鐵之間的吸力對接，兩側腔體錐面直接接觸。水下基站提供直流電，經過初級處理電路逆變為高頻交流電，經初級水密接插件送入插座內，初級線圈接受高頻交流電，產生交變磁場，可穿透初級腔體到達插頭內的次級線圈，在次級線圈中產生感應電動勢，感應電動勢通過次級水密接插件被傳送至次級處理電路，經過次級處理電路整流后轉變為穩定的直流電，供給水下機電設備使用。而基站發送的指令信號等電信號，經過初級處理電路的調制，再由插座側的初級WIFI天線轉變為電磁波信號發送出去，插頭側的次級WIFI天線接受到電磁波信號并轉變為電信號，次級處理電路再將電信號解調并傳送給機電設備；同時水下機電設備采集的數據，經過次級處理電路的調制，再由插頭側的次級WIFI天線轉變為電磁波信號發送出去，插座側的初級WIFI天線接受到電磁波信號并轉變為電信號，初級處理電路再將電信號解調為數據并傳送給水下基站。于是實現了從基站到設備的單向電能傳輸和基站與設備之間的WLAN信號雙向傳輸。

上述WIFI信號的傳輸可以采用802.11N標準。

本發明的有益效果：

本發明作為水下機電設備和水下基站的接口，通過電磁感應方式和WIFI技術，插座和插頭的獨立封裝，可以實現水下電能與信號同時的非接觸式傳輸。與傳統的通過導體直接接觸的濕插拔連接器相比，無需導體的直接接觸和復雜的密封措施，較好地避免了漏水和漏電情況的發生，更好地保證了水下機電設備長期連續的穩定運行及其與水下基站之間正常的信息交互。且初級殼體和次級殼體對接處采用錐面設計，在兩側永磁鐵的吸力下，插頭和插座易于對接，能夠保證軸線對齊，提高電能傳輸質量。本發明為水下基站和水下機電設備提供了一種價格低廉、壽命長、使用方便的水下設備接口，滿足了海底觀測網建設的需求。

附圖說明

圖1是基于感應式電能傳輸與WLAN信號傳輸的水下設備接口示意圖。