一种无人船充电装置及无人船的制作方法

本实用新型涉及无人船充电技术领域，尤其涉及一种无人船充电装置及无人船。

背景技术：

无人船是一种依靠自身携带的能源进行自主航行的水面平台，其体量小、吃水浅、机动灵活，可以替代工作人员从事水上作业，目前在水环境检测、水文测量、安防、核安全、抗洪抢险等方面得到了越来越广泛的应用。

无人船通常由船载电池供电。当电力快要耗尽时，需要控制无人船返航或对无人船进行打捞回收，由工作人员将其电池卸下，连接市电进行充电。该方法需要人为干预，不利于远程操作，无法适用于广阔海域或无人值守的岛屿作业。因此，需要提供一种自动化的无人船充电方案。

技术实现要素：

为此，本实用新型提供一种无人船充电装置及无人船，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种无人船自动充电装置，包括蓄电池、导向浮台和充电桩，蓄电池设置于导向浮台上；导向浮台的一侧设置有漏斗状开口，漏斗状开口的颈部形成适于停泊无人船的系泊充电位；充电桩设置于漏斗状开口底部的内壁上，其包括充电接口和锁紧装置，锁紧装置适于将设置于无人船上的充电插头固定于充电接口中，以使蓄电池经由充电接口为无人船充电。

可选地，在根据本实用新型的无人船自动充电装置中，充电接口包括柔性臂、充电舱和导向口，导向口为圆锥状，柔性臂的一端固定于漏斗状开口底部的内壁上，另一端连接至充电舱；充电舱的一端连接至柔性臂，另一端连接至导向口；柔性臂内设置有控制线束，控制线束包括充电线，充电线适于连接蓄电池和充电舱。

可选地，在根据本实用新型的无人船自动充电装置中，柔性臂为弹簧或弹性管道。

可选地，在根据本实用新型的无人船自动充电装置中，锁紧装置包括接近传感器、电机和活动锁块，接近传感器设置于充电舱内，电机和活动锁块设置于充电舱上方；充电桩还包括控制系统；控制线束还包括传感器线和电机线，传感器线适于连接控制系统和接近传感器，电机线适于连接控制系统和电机；接近传感器适于检测充电舱内是否存在充电插头，当充电舱内存在充电插头时，经由传感器线向控制系统发出第一控制信号；控制系统适于根据第一控制信号经由电机线向电机发出第二控制信号；电机适于根据第二控制信号进行旋转，以带动活动锁块下降，使活动锁块卡入充电插头的凹槽从而固定无人船。

可选地，在根据本实用新型的无人船自动充电装置中，控制系统还适于检测无人船的电量，当无人船被充满电时，控制系统向电机发送第三控制信号；电机适于根据第三控制信号进行旋转，以带动活动锁块上升，使活动锁块脱离充电插头的凹槽从而释放无人船。

可选地，在根据本实用新型的无人船自动充电装置中，电机的轴上设置有齿轮，活动锁块上设置有齿条，齿轮与齿条啮合，齿轮适于随着电机轴旋转，齿条适于在齿轮的带动下下降或上升，从而带动活动锁块下降或上升。

可选地，在根据本实用新型的无人船自动充电装置中，接近传感器为电容式接近传感器、电感式接近传感器、光电式接近传感器中的任意一种。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种无人船，无人船船体的外侧设置有充电插头，充电插头上设置有凹槽。

根据本实用新型提供的无人船充电装置，导向浮台的一侧设置有漏斗状开口，漏斗状开口的颈部形成适于停泊无人船的系泊充电位。充电桩的锁紧装置适于将设置于无人船上的充电插头固定于充电接口中，以使蓄电池经由充电接口为无人船充电。

进一步地，本实用新型的充电接口包括柔性臂、充电舱和导向口，锁紧装置包括接近传感器、电机和活动锁块。接近传感器用于检测充电舱内是否存在充电插头，当充电舱内存在充电插头时，向控制系统发出第一控制信号。控制系统根据第一控制信号向电机发出第二控制信号。电机根据第二控制信号进行旋转，以带动活动锁块下降，使活动锁块卡入充电插头的凹槽从而固定无人船。当无人船被充满电时，控制系统向电机发送第三控制信号，电机根据第三控制信号进行旋转，以带动活动锁块上升，使活动锁块脱离充电插头的凹槽从而释放无人船。

本实用新型的无人船充电装置可以实现无人船的自动化充电，充电过程可以远程控制，无需人工在现场完成，为无人船在无人值守的远程海域作业提供保障。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的无人船充电装置100的俯视图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的无人船200停泊于系泊充电位122中的效果图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的充电桩130的俯视图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的无人船200的俯视图；以及

图5示出了根据本实用新型一个实施例的充电插头210的侧视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的无人船充电装置100的俯视图。无人船充电装置100可以设置在海面或无人值守的岛屿上，以向远程作业的无人船充电。如图1所示，无人船充电装置100包括蓄电池110、导向浮台120和充电桩130。蓄电池110设置在导向浮台120上，用于向无人船提供电能。应当指出，蓄电池110中的电能可以来源于太阳能、风能、潮汐能等的转化。或者，也可以将蓄电池110从无人船充电装置100上卸下，将其接入市电进行充电，待充电完成后再将其放置于无人船充电装置100。

导向浮台120的一侧设置有漏斗状开口，漏斗状开口的漏斗口处有对称设置的导向臂，漏斗状开口的颈部形成适于停泊无人船的系泊充电位122。导向臂可以便于引导无人船进入系泊充电位122，系泊充电位122的尺寸与无人船的尺寸适配，从而方便无人船停泊。图2示出了根据本实用新型一个实施例的无人船200停泊于系泊充电位122中的效果图。

充电桩130设置于导向浮台120的漏斗状开口底部的内壁上，其包括充电接口140和锁紧装置150。锁紧装置150适于将设置于无人船上的充电插头(例如下文所述的设置于无人船200上的充电插头210)固定于充电接口140中，以使蓄电池110经由充电接口140为无人船充电。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的充电桩130的俯视图。如图3所示，充电接口140包括柔性臂142、充电舱144和导向口146。柔性臂142的一端固定于导向浮台120的漏斗状开口底部的内壁上，另一端连接至充电舱144。充电舱144的一端连接至柔性臂142，另一端连接至导向口146。导向口146为圆锥状(或称喇叭状)，以便于接收无人船的充电插头并将其引导至充电舱144内。根据一种实施例，柔性臂142为弹簧或弹性管道，柔性臂142可以绕其固定于导向浮台120的一端在一定范围内活动。这样，在充电接口140与无人船上的充电插头210连接后，柔性臂142可以随着水面的波动而活动，避免了因水面波动、无人船抖动而造成的充电接口140损坏、以及无人船充电插头弯折或断裂的情况，提高了充电接口140以及无人船的使用寿命，增强了充电的稳定性。柔性臂142内设置有控制线束160，控制线束160中包括多条线，其中一条是充电线，其适于连接蓄电池110和充电舱144，从而将蓄电池的电能传递至充电舱144，当无人船的充电插头与充电舱144建立连接时，即可对无人船进行充电。

如图3所示，锁紧装置150包括接近传感器152、电机154和活动锁块156，接近传感器152设置于充电舱144内，电机154和活动锁块156设置于充电舱144上方。

接近传感器152可以检测出一定空间范围内是否存在物体，针对本实用新型的使用场景，接近传感器152可以检测出充电舱144内是否存在充电插头。根据一种实施例，按照检测物体的原理来划分，接近传感器152可以是电容式接近传感器、电感式接近传感器、光电式接近传感器中的任意一种，但不限于此。本实用新型对接近传感器152的原理、型号均不做限制，只要其能检测出一定空间范围内是否存在物体即可。

电机154可以通过旋转来带动活动锁块156上下移动。应当指出，本实用新型对电机154的型号以及活动锁块156的形状不做限制。根据一种实施例，电机154的轴上设置有齿轮(齿轮在图3中未示出)，活动锁块156上设置有齿条(齿条在图3中未示出)，齿轮与齿条啮合。齿轮可以随着电机154的轴旋转，带动齿条下降或上升，从而带动活动锁块156下降或上升，以固定或释放无人船。应当指出，此处的齿轮-齿条传动仅是电机154带动活动锁块156的一种方式，除了齿轮-齿条传动之外，还可以采用同步带传动、丝杆传动等，本实用新型对电机154与活动锁块156之间的传动机构不做限制，任意一种可以将旋转运动转化为直线运动的传动机构均可。此外，更简单的做法是，电机154采用直线电机，从而电机154可以直接输出直线运动，以带动活动锁块156上下移动。如图4、图5所示，无人船200的船体外侧设置有充电插头210，充电插头210上设置有凹槽212。当充电插头210位于充电舱144内时，电机154带动活动锁块156向下移动，可以将活动锁块156卡入凹槽212，从而固定无人船200；电机154带动活动锁块156向上移动，可以使活动锁块156脱离凹槽212，从而释放无人船200。

根据一种实施例，如图3所示，充电桩130还包括控制系统170。相应地，控制线束160还包括传感器线和电机线，传感器线适于连接控制系统170和接近传感器152，电机线适于连接控制系统170和电机154。

接近传感器152用于检测充电舱144内是否存在充电插头210，当充电舱144内存在充电插头210时，经由传感器线向控制系统170发出第一控制信号。控制系统170根据第一控制信号经由电机线向电机154发出第二控制信号，第二控制信号用于指示电机154向适于带动活动锁块156向下运动的方向旋转。电机154根据第二控制信号进行旋转，以带动活动锁块156下降，使活动锁块156卡入充电插头210的凹槽212从而固定无人船200。

根据一种实施例，控制系统170还适于检测无人船的电量。当无人船被充满电时，充电完成，控制系统170向电机154发送第三控制信号，第三控制信号适于指示电机154向适于带动活动锁块156向上运动的方向旋转。电机154根据第三控制信号进行旋转，以带动活动锁块156上升，使活动锁块156脱离充电插头210的凹槽212从而释放无人船200。

本实用新型的技术方案可以实现无人船的自动化充电，充电过程可以远程控制，无需人工在现场完成，为无人船在无人值守的远程海域作业提供保障。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。