[發(fā)明專利]一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810502279.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108820171A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋磊;楊卓懿;于福臨;孫洪源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號(hào): B63G8/00
• 分類號(hào): B63G8/00;B60L11/18;G01D21/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 楊春女;雷永升

本發(fā)明公開(kāi)了一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)及其方法，涉及潛水器水下觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，解決了無(wú)人潛航器自身攜帶能源不足、釋放回收困難的問(wèn)題。該一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)包括潛航器和海洋移動(dòng)工作基站，所述海洋移動(dòng)工作基站包括用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能發(fā)電裝置和用于為潛航器提供電能的無(wú)線充電系統(tǒng)，所述潛航器上設(shè)有用于接收所述無(wú)線充電系統(tǒng)提供的電能的能源系統(tǒng)。使?jié)摵狡髂軌蛟诤Ｃ嫔贤ㄟ^(guò)基站進(jìn)行無(wú)線充電補(bǔ)充能源，無(wú)需回收，是解決潛航器長(zhǎng)時(shí)間、大范圍航行作業(yè)的有效途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及潛水器水下觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

目前，長(zhǎng)時(shí)間、大范圍進(jìn)行海洋信息搜集是潛航器未來(lái)發(fā)展的方向?，F(xiàn)有的無(wú)人智能潛航器通過(guò)自身攜帶能源執(zhí)行任務(wù)，能源類型多為鋰電池、鉛酸電池等可充電電池。一旦電池消耗，需要及時(shí)返航,通過(guò)回收設(shè)備將潛航器至于母船或岸上，進(jìn)行能源補(bǔ)充。存在無(wú)人潛航器自身攜帶能源不足、釋放回收困難的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的一是提供一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)，其解決了無(wú)人潛航器自身攜帶能源不足、釋放回收困難的問(wèn)題。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的一是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)，包括潛航器和海洋移動(dòng)工作基站，所述海洋移動(dòng)工作基站包括用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能發(fā)電裝置和用于為潛航器提供電能的無(wú)線充電系統(tǒng)，所述潛航器上設(shè)有用于接收所述無(wú)線充電系統(tǒng)提供的電能的能源系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述潛航器包括能源系統(tǒng)，所述能源系統(tǒng)包括充電電池和電磁接收線圈。

進(jìn)一步的，所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置包括太陽(yáng)能電池方陣、太陽(yáng)能控制器、蓄電池組和逆變器。

進(jìn)一步的，所述無(wú)線充電系統(tǒng)包括充電線纜和與所述充電電纜電連接的電磁發(fā)射線圈，所述充電線纜與所述逆變器電連接，所述電磁發(fā)射線圈與所述電磁接收線圈發(fā)生電磁耦合。

進(jìn)一步的，所述海洋移動(dòng)工作基站包括動(dòng)力定位系統(tǒng)，所述動(dòng)力定位系統(tǒng)包括傾角儀、電羅經(jīng)、風(fēng)向風(fēng)速儀、動(dòng)力控制器和回轉(zhuǎn)推力器，所述動(dòng)力控制器可根據(jù)傾角儀、電羅經(jīng)和風(fēng)向風(fēng)速儀判斷海洋風(fēng)浪情況控制回轉(zhuǎn)推力器使海洋移動(dòng)工作基站下潛。

進(jìn)一步的，所述海洋移動(dòng)工作基站包括無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括GPS終端定位儀、北斗終端定位儀和無(wú)線傳輸裝置，所述動(dòng)力定位系統(tǒng)可根據(jù)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測(cè)量的位置，保持海洋移動(dòng)工作基站在海平面上的位置。

進(jìn)一步的，還包括水聲通信系統(tǒng)，所述水聲通信設(shè)備包括設(shè)于潛航器上的水下聲通信設(shè)備和設(shè)于海洋移動(dòng)工作基站上的水面甲板單元，所述潛航器之間通過(guò)水下聲通信設(shè)備進(jìn)行通信，所述潛航器通過(guò)水下聲通信設(shè)備與海洋移動(dòng)工作基站上的水面甲板單元進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，還包括用于與海洋移動(dòng)工作基站實(shí)現(xiàn)傳遞控制信號(hào)、接收返回信息的水面綜合數(shù)據(jù)控制臺(tái)。

本發(fā)明的目的二是提供一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)，其解決了無(wú)人潛航器自身攜帶能源不足、釋放回收困難的問(wèn)題。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的二是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種采用可再生能源的水下組網(wǎng)持續(xù)觀測(cè)方法，所述方法包括：潛航器根據(jù)任務(wù)分配在海洋中進(jìn)行自主水下觀測(cè)作業(yè)；海洋移動(dòng)工作基站將可再生能源轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)潛航器需要電能補(bǔ)給時(shí)，潛航器返回至海洋移動(dòng)工作基站所處的海平面附近，由海洋移動(dòng)工作基站為潛航器進(jìn)行能源補(bǔ)給。

進(jìn)一步的，海洋移動(dòng)工作基站通過(guò)無(wú)線通信傳輸系統(tǒng)和動(dòng)力定位系統(tǒng)保持在海平面上要求的位置上，并通過(guò)傾角儀、電羅經(jīng)、風(fēng)向風(fēng)速儀、動(dòng)力控制器分析具體海洋風(fēng)浪情況實(shí)現(xiàn)下潛。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：