[實用新型]一種水下快速無線充電裝置

有效

• 申請號: 201820582393.5
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN208094242U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 田文杰;楊光;王麗娜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種水下快速無線充電裝置。其包括發射端、接收端、高壓氣囊和高壓氣囊導氣管；發射端包括發射端底座、發射端線圈和環狀電磁鐵；接收端包括接收端底座、接收端線圈和隔板。本實用新型優點：使用電能來自于發射端的環狀電磁鐵，在發射端與接收端對接過程中可使其接收端底座吸合在一起，提供垂直于兩個線圈母線的電磁吸力，理想狀態下可使發射端線圈與接收端線圈盡可能保持相對靜止，減少了水下水流波動對整個系統帶來的實際運動效果，提高了水下非接觸性充電過程電能傳輸的穩定性。可將發射端與接收端進行對接和釋放，簡化了工作步驟與環節，節省了水下充電活動的時間。

技術領域

本實用新型屬于水下充電系統及其控制技術領域，具體涉及一種水下快速無線充電裝置。

背景技術

21世紀將是海洋的世紀，近年來人們對海洋的探索、開發與利用不斷深入，尤其是對水下和海底的科學研究活動日益普遍和頻繁。水下科研活動需要相當種類的水下機電設備的支持，如水下機器人、水下航行器和海底觀測站等。許多此類設備利用蓄電池進行供電，于是給水下設備的電池充電就成為了一個必須解決的問題。使用接觸式的濕插拔接口將電源與水下設備連接進行充電，費用代價高昂，在水下有諸多安全隱患，且受制于插口連接，從而使設備位置受到限制。

現在已存在水下非接觸式充電技術與設備，減少了水下電能傳輸的成本、風險并簡化了操作，但現在的水下非接觸充電還面臨一些問題，主要包括：

1)電能傳輸不穩定。由于水下環境復雜，且始終受到水流的沖擊，因此主次線圈耦合器間位置會產生相對位移，距離不是固定不變的，結果會對耦合器的性能產生影響，從而影響電能傳輸效率。而通過一些機械結構提高磁芯間隙的穩定性的措施，又會增加系統的質量和復雜性。

2)由于海水中存在各種雜質和電解質，海水中實際的磁導率較空氣中的磁導率低，影響電磁感應主副線圈的工作效率，使得電能傳輸效率減弱。

在非接觸性電能傳輸系統中，傳輸效果與兩個線圈間的距離相關，同樣一組線圈距離增大后，電能傳輸效果會降低，而在水下充電過程中，不能使得線圈面積可以隨線圈間距離改變而變化。于是保持兩個線圈間穩定不變的距離關系，會使電能傳輸的穩定性提高。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種水下快速無線充電裝置。

為了達到上述目的，本實用新型提供的水下快速無線充電裝置包括發射端、接收端、高壓氣囊和高壓氣囊導氣管；其中，發射端包括發射端底座、發射端線圈和環狀電磁鐵；發射端底座為板狀結構；環狀電磁鐵的下端口固定在發射端底座的表面外側部位，并且與發射端電源相連接；發射端線圈也為環狀，下端口以與環狀電磁鐵同心的方式設在環狀電磁鐵內側的發射端底座上，發射端底座上位于發射端線圈和環狀電磁鐵之間的部位形成有多個發射端排水孔，發射端線圈和環狀電磁鐵之間的空間為線圈間隙，并且發射端線圈與發射端電源連接；接收端包括接收端底座、接收端線圈和隔板；接收端底座水平設置，中部形成有一個進氣孔；接收端線圈為環狀，上端口連接在接收端底座的外部邊緣處，下部插入在發射端的線圈間隙中，由此實現接收端與發射端的對接，并且接收端線圈與受電設備的電池連接，由此將通過發射端傳輸的電能轉化儲存在受電設備的電池中；隔板的邊緣連接在接收端線圈的內圓周面上部，邊緣部位形成有多個引氣孔，并且當接收端與發射端對接后，引氣孔與線圈間隙相連通，隔板與接收端底座之間的空間為導氣空腔；高壓氣囊通過高壓氣囊導氣管與接收端底座上的進氣孔相連。

所述的多個引氣孔在隔板的邊緣均勻設置。

所述的發射端排水孔在發射端底座上均勻設置。

本實用新型提供的水下快速無線充電裝置具有如下優點：