[發明專利]一種低損耗的水下檢測機器人系統及其供電方法

有效

• 申請號: 202010901468.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112027034B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 汪濤;許俊龍;李明;劉穩產;李付良;劉超;汪雙印;張鵬飛;束家龍;王海軍
• 申請（專利權）人: 中廣核檢測技術有限公司;蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司;中廣核工程有限公司
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王濤

本發明公開了一種低損耗的水下檢測機器人系統及其供電方法，系統包括水上電源、控制模塊、電源路徑管理電路、電池包、動力模塊以及信號處理模塊。供電方法：當水下機器人處于靜態觀察模式時，采用水上電源對水下機器人進行供電，電源路徑電路切斷電池放電回路，開通電池充電回路，對信號處理電路供電并對電池進行充電；當啟動動力模塊時，控制模塊通過數字接口給電源路徑管理電路發送啟動命令，電源路徑電路開啟電池與動力模塊之間的供電路徑，使用電池對動力模塊進行供電。根據水下裝備的兩類電源負載的不同特性，采用水上供電與水下設備內部電池供電組合的方法，降低水面以上供電設備的功率等級。

技術領域

本發明涉及一種低損耗的水下檢測機器人系統及其供電方法。

背景技術

水下電子設備，通常采用臍帶纜從水面上的供電設備獲得電力。這種單一的供電方式需要保證提供足夠的功率，滿足水下電子設備在任何工作狀態下用電需求。但很多水下電子產品，以水下機器人為例，通常分為信號處理電路，與動力模塊兩類負載。信號處理電路一般有處理器，傳感器，通信等低功耗的電路構成。功力模塊一般由電機驅動帶動電機推進器組成。

水下電子設備的信號處理電路與動力模塊的功耗需求與使用時間具有很大差異。信號處理電路一般長時間工作，但功耗很低(通常在50W以內)，而動力模塊一般在短時間內工作，功耗很高(可高達數千瓦)。

傳統的供電方式要求水面上的供電系統在任何時刻滿足水下機器人的信號電路和動力模塊的供電。而消耗電能較高的，功力模塊的工作時間在系統實際工作時間中比例很低，通常小于10％,使得傳統的供電方式有很大的優化空間。

發明內容

本發明的目的是提供一種低損耗的水下檢測機器人系統，通過對水下機器人工作狀態特性的區分和供電方式的動態優化，大大降低了臍帶纜線上的傳輸功率，起到了降低系統成本，提升系統可用性的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種低損耗的水下檢測機器人系統，其包括水上電源、水下機器人，所述水下機器人包括：控制模塊、電源路徑管理電路、電池包、動力模塊以及信號處理模塊，

所述電源路徑管理電路與所述水上電源相電連接，用于給所述電池包充電、分別對動力模塊以及信號處理模塊供電、與所述信號處理模塊進行控制信號的傳輸；

所述電池包用于接受電源路徑管理電路的充電或對電源路徑管理電路進行供電；

所述動力模塊用于接受所述電源路徑管理電路的供電，驅動水下機器人動作；

所述信號處理模塊用于接受所述電源路徑管理電路的供電、對控制信號進行處理并與所述信號處理模塊進行控制信號的傳輸，

所述控制模塊用于控制信號處理模塊、電源路徑管理電路、動力模塊。

優化的，所述水上電源為48V/2A的電源。

本發明還提供了一種上述水下檢測機器人系統的供電方法，當水下機器人處于靜態觀察模式時，只有低功耗的信號處理控制電路處于工作狀態，采用水上電源對水下機器人進行供電，電源路徑電路切斷電池放電回路，開通電池充電回路，對信號處理電路供電并對電池進行充電；當水下機器人需要啟動動力模塊，產生高功耗時，所述控制模塊通過數字接口給電源路徑管理電路發送啟動命令，電源路徑電路開啟電池與動力模塊之間的供電路徑，使用電池對動力模塊進行供電。

本發明的有益效果在于：本發明根據水下裝備的兩類電源負載的不同特性，采用水上供電與水下設備內部電池供電組合的方法，使用電源路徑管理電路與微控制器程序結合的方式，降低水面以上供電設備的功率等級，工作電壓，與臍帶纜線徑，從而起到降低系統成本，提升產品可用性的優化效果。

附圖說明

附圖1為本發明的原理圖。

具體實施方式