[發明專利]一種水下電磁尋充方法

有效

• 申請號: 202110394776.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113119762B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 聶勇;郭啟萌;李貞輝;陳翔;唐建中;陳正
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;B60L53/38;B60L53/62
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明公開了一種水下電磁尋充方法，包含如下步驟：（1）水下無線充電樁在空載時（水下移動機器人未坐落在所述水下無線充電樁上），無線充電系統發射端產生低頻交變磁場信號；（2）所述水下移動機器人將接收到的所述低頻交變磁場信號作為導航信號；（3）所述水下移動機器人根據所述導航信號，自動導航至所述水下無線充電樁位置，并坐落在所述水下無線充電樁上，所述無線充電系統發射端產生高頻交變磁場為水下移動機器人進行無線充電。本發明整體受外部環境干擾較小，抗干擾能力強，提升了尋充導航的精度，提升了水下移動設備的作業能力與隱蔽能力，適于推廣。

技術領域

本發明涉及一種水下移動設備的電磁尋充方法，具體涉及一種能夠使水下移動設備在缺電時(或其他必要情況下)，自動尋找水下充電樁位置并進行充電的方法。

背景技術

海洋蘊含十分豐富的資源，而進行海洋探測與考察工作，主要還是利用水下有纜機器人與水下無纜機器人。水下有纜機器人因纜線限制，使機器人的工作半徑不大，這大大限制了海洋科考工作范圍。水下無纜機器人無纜線限制，提升了機器人的工作半徑，但是當機器人電量較低時，需將機器人回收至水面艦艇設備，進行充電后，再重新將機器人放回到海洋中，這種充電方法的工作效率不高，且對于一些執行保密任務的水下機器人，這種方法會降低其隱蔽性，增加位置暴露風險。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種水下電磁尋充方法，所述尋充方法包括如下步驟：

(1)水下無線充電樁在空載時(水下移動機器人未坐落在所述水下無線充電樁上)，無線充電系統發射端產生低頻交變磁場信號；

(2)所述水下移動機器人將接收到的所述低頻交變磁場信號作為導航信號；

(3)所述水下移動機器人根據所述導航信號，自動導航至所述水下無線充電樁位置，并坐落在所述水下無線充電樁上，所述無線充電系統發射端產生高頻交變磁場為水下移動機器人進行無線充電。

所述無線充電系統發射端的控制策略為：

(1)所述無線充電系統發射端，通過采樣電流的大小，判斷是否帶載；

(2)所述無線充電系統發射端，在帶載情況下，產生高頻交變磁場，為所述水下移動機器人充電；

(3)所述無線充電系統發射端，在不帶載情況下，產生低頻交變磁場，為水下移動機器人提供導航信號。

采用上述技術方案，本發明的有益效果是：

(1)本發明依靠低頻的交變磁場進行導航，不受環境中恒定地磁場的影響，也不受導航環境中水的能見度影響，整體受外部環境干擾較小，導航精度高。

(2)本發明能提升水下移動設備的作業范圍與自主能力，提升水下移動設備的隱蔽能力。

附圖說明

圖1為水下無線充電樁的系統組成圖；

圖2為水下移動機器人的系統組成圖；

圖3為水下無線充電系統發射端電路結構圖；

圖4為水下無線充電系統接收端電路結構圖；

圖5為磁傳感器信號調理系統結構圖；

圖6為一組磁傳感器的示意圖；

圖7為一組磁傳感器在水下移動機器人內部的安裝示意圖；

圖8為水下移動機器人與水下無線充電系統發射端磁場在水平面內夾角β示意圖；

圖9為水下移動機器人與水下無線充電系統發射端磁場在豎平面內夾角α示意圖；

圖10為近距離水下移動機器人電磁導航示意圖；

圖11為水下移動機器人充電示意圖；