可升降对位的深水潜器充电平台的制作方法

本发明涉及一种可升降对位的深水潜器充电平台。

背景技术：

国内深海空间站多采用电池动力，可在水下工作15-18个昼夜，一般在水下工作半个月后需要返回码头充电。若在能源不足时遭遇极端海况，深海空间站就会遭受无法返航的危险，甚至发生失联。

目前已有多种不同用途的水下充电装置，但大多需要配备水面补给船：1.深潜器需要通过水面补给船收发信号来释放水下充电装置进行电能补充，因而，深潜器与水面补给船的距离不能太远，否则信号无法接受传递。2.水面补给船的工作会受到水面气候的极大影响，尤其在充电过程中如遇到大的风浪时，在释放和收回水下充电装置时都会受到影响且极易造成充电装置的损坏。

在充电装置方面：现有技术多采用无线充电、自航式充电装置等，装置的内部系统复杂，且易与海下潜器等发生感应，造成干扰。此外，现有技术并未考虑充电装置在海下停留较长时间时，表面易附着贝类、藻类，会对充电装置的表面形成凹凸不平，增大了表面所受到的阻力，对充电装置造成损害。

技术实现要素：

根据上述提出的深潜器需要通过水面补给船收发信号来释放水下充电装置进行电能补充，因而，深潜器与水面补给船的距离不能太远，否则信号无法接受传递；水面补给船的工作会受到水面气候的极大影响，尤其在充电过程中如遇到大的风浪时，在释放和收回水下充电装置时都会受到影响且极易造成充电装置的损坏；现有技术多采用无线充电、自航式充电装置等，装置的内部系统复杂，且易与海下潜器等发生感应，造成干扰；现有技术并未考虑充电装置在海下停留较长时间时，表面易附着贝类、藻类，会对充电装置的表面形成凹凸不平，增大了表面所受到的阻力，对充电装置造成损害的技术问题，而提供一种可升降对位的深水潜器充电平台。本发明主要利用在深海处完全自主为深海潜器充电，极大地降低了风浪等因素对充电过程的影响；通过四个充电插孔，可同时充电，缩短充电时间，提高充电效率；外部设置清洁罩，具有自清洁自保护功能；利用接触式感应器和接近式感应器共同使用，更加精确的确定深海潜器和充电平台的相互啮合的准确性；利用多个爪件伸入卡槽进行固定深海潜器和充电平台，减少晃动，保证充电顺利。

本发明采用的技术手段如下：

一种可升降对位的深水潜器充电平台，包括：

可伸缩式盖板，覆盖在充电装置的顶端，与海床平行，并通过盖板控制系统进行收缩和展开；

充电装置，包括储存电能的可充电式电池组、用于深海潜器充电杆插入的充电插孔、接触式感应器和与深海潜器爪件配合连接的卡槽；所述充电插孔端部的上、下、左、右四个部位分别设置所述接触式感应器，所述充电插孔的对角线区域设置四个所述卡槽，所述充电插孔、所述接触式感应器和所述卡槽形成方形结构；所述充电插孔呈管状，内部设有置于管内两侧的烘干装置、置于所述烘干装置下方的可分离式垫板和安装在底部中心处的充电插口，所述可分离式垫板的闭合与打开将所述烘干装置和所述充电插口分割在两个密闭空间或相连通，所述充电插口与所述充电杆内的充电线电连接；所述可充电式电池组置于所述充电装置的内部，与所述充电插孔通过所述充电插口进行电连接；所述充电装置的顶部面板上间隔设有若干接近式感应器，用于感应深海潜器的位置；

升降系统，与所述充电装置相连，用于控制所述充电装置的升降；所述升降系统的底端连接有钢性底柱，通过所述钢性底柱将充电平台固定在深海的海床内；

定位系统，采用gps+lbs定位系统，与信号接收装置连接，对深海潜器进行定位。

进一步地，所述充电平台至少设有四组所述充电装置，作用相同，可同时进行工作。

进一步地，所述充电平台的外侧覆盖有清洁罩，用于清除海底附着物，所述清洁罩分为三部分，第一部分覆盖在所述可伸缩式盖板的外侧，根据所述可伸缩式盖板进行伸缩，第二部分覆盖在所述充电装置的外侧，第三部分覆盖在所述钢性底柱外侧。

进一步地，所述可伸缩式盖板安置在充电装置上方的左右两侧，每一侧所述可伸缩式盖板由四节杆件组成，所述四节杆件在展开状态下呈平板状，通过所述盖板控制系统将两侧所述可伸缩式盖板分别收缩在两侧边。

进一步地，相邻两节所述可伸缩式盖板的连接处两端设有圆形卡槽，所述圆形卡槽内设有圆形卡扣，所有所述卡扣均由牵引绳连接，所述盖板控制系统连接着所述牵引绳的末端，其内部设有滚轮，用来缠绕所述牵引绳；

充电平台升起时，所述盖板控制系统启动，推动所述滚轮拉伸所述牵引绳使所述卡扣收回至所述圆形卡槽内部，进而将所述可伸缩式盖板收缩；充电结束后，反推所述滚轮放出所述牵引绳，使每节所述可伸缩式盖板上的所述卡扣伸出所述圆形卡槽卡住所述可伸缩式盖板。

进一步地，所述升降系统采用由马达驱动的齿轮齿条式升降装置，所述齿轮齿条式升降装置由齿条、齿轮和减速器组成。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，主要用于深海空间站、水下航行器、潜艇等的能源补充，可以保证深海空间站安全地进行长周期、全天候的深海作业，以及应付很多突发状况。

2、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，是一种长期布置于深海海床里的充电桩，由于布置于海底，不受海面恶劣气候的影响，可以便于深海空间站在任意时候通过自主对接实现水下充电补给能源；同时，充电桩平时内缩于海床，可以保证不受到破坏，可以长期使用，使深海空间站快速高效地充电，为深海资源探测提供了可能。

3、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，拥有四个充电插孔，可同时充电，缩短充电时间，提高充电效率。

4、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，可以长期在深海停靠，外部清洁罩可以对本发明充电平台起到清洁的作用，具有自清洁自保护功能。

5、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，利用接触式感应器和接近式感应器共同使用，更加精确的确定深海潜器和充电平台的相互啮合的准确性。

6、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，在深海处完全自主为深海潜器充电，极大地降低了风浪等因素对充电过程的影响。

7、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，利用多个爪件伸入卡槽进行固定深海潜器和充电平台，采用多个卡槽对深海潜器进行固定，减少晃动，充电过程更加平稳，保证充电顺利。

8、本发明提供的可升降对位的深水潜器充电平台，充电能源来自深海电缆，可对深海潜器进行无限次充电因素对充电过程的影响，极大地节省了深海潜器返回码头的大量时间和能源。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的深潜器需要通过水面补给船收发信号来释放水下充电装置进行电能补充，因而，深潜器与水面补给船的距离不能太远，否则信号无法接受传递；水面补给船的工作会受到水面气候的极大影响，尤其在充电过程中如遇到大的风浪时，在释放和收回水下充电装置时都会受到影响且极易造成充电装置的损坏；现有技术多采用无线充电、自航式充电装置等，装置的内部系统复杂，且易与海下潜器等发生感应，造成干扰；现有技术并未考虑充电装置在海下停留较长时间时，表面易附着贝类、藻类，会对充电装置的表面形成凹凸不平，增大了表面所受到的阻力，对充电装置造成损害的问题。

基于上述理由本发明可在深海空间站、水下航行器、潜艇等的能源补充领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明收缩时的俯视图。

图2为本发明上升时的俯视图。

图3为本发明收缩时的侧视图。

图4为本发明上升式工作时的剖面图。

图中：1、清洁罩；2、可伸缩式盖板；3、卡槽；4、接触式感应器；5、充电插孔；6、充电装置；7、接近式感应器；8、烘干装置；9、可分离式垫板；10、充电插口；11、齿轮齿条式升降装置；12、钢性底柱；13、深海潜器；14、充电杆；15、充电线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图所示，本发明提供了一种可升降对位的深水潜器充电平台，包括：

可伸缩式盖板2，覆盖在充电装置6的顶端，与海床平行，并通过盖板控制系统进行收缩和展开；

充电装置6，包括储存电能的可充电式电池组、用于深海潜器13充电杆14插入的充电插孔5、接触式感应器4和与深海潜器13爪件配合连接的卡槽3；所述充电插孔5端部的上、下、左、右四个部位分别设置所述接触式感应器4，所述充电插孔5的对角线区域设置四个所述卡槽3，所述充电插孔5、所述接触式感应器4和所述卡槽3形成方形结构；所述充电插孔5呈管状，内部设有置于管内两侧的烘干装置8、置于所述烘干装置8下方的可分离式垫板9和安装在底部中心处的充电插口10，所述可分离式垫板9的闭合与打开将所述烘干装置8和所述充电插口10分割在两个密闭空间或相连通，所述充电插口10与所述充电杆14内的充电线15电连接；所述可充电式电池组置于所述充电装置6的内部，与所述充电插孔5通过所述充电插口10进行电连接；所述充电装置6的顶部面板上间隔设有若干接近式感应器7，用于感应深海潜器13的位置；

升降系统，与所述充电装置6相连，用于控制所述充电装置6的升降；所述升降系统的底端连接有钢性底柱12，通过所述钢性底柱12将充电平台固定在深海的海床内；

定位系统，采用gps+lbs定位系统，与信号接收装置连接，对深海潜器13进行定位。

实施例1

如图1-4所示，一种可升降对位的深水潜器充电平台，包括清洁罩1、可伸缩式盖板2、盖板控制系统、充电装置6、接近式感应器7、升降系统、钢性底柱12和可充电式电池组。充电平台共设置了四组充电装置6，作用相同，可同时进行工作，其中，四组充电装置6完全对称设置在充电平台中部，距离充电平台中心处位置相同，分别设置在上下左右四个部位。充电平台呈方形平台，起到为深海潜器13充电的作用。充电平台的电能通过深海电缆对可充电式电池组进行充电，即传输电能，可充电式电池组储存大量电能，可随时保证电能充足并为深海潜器13充电。接近式感应器7在深海中满足耐高压和防腐技术。

充电装置6包括卡槽3、接触式感应器4、充电插孔5、烘干装置8、可分离式垫板9和充电插口10。

充电插孔5呈管状(从充电装置6顶部面板向内部开设的通孔状结构)，其内部自上而下分别是：在管内两侧有烘干装置8，下方有可分离式垫板9，底部中心处设有充电插口10。可充电式电池组与充电插孔5通过底端的充电插口10连接。充电插孔5、接触式感应器4、卡槽3形成方形结构，即充电插孔5端部的上、下、左、右四个部位分别设置了接触式感应器4，方形结构(即充电插孔5)的对角线区域分别设置卡槽3，共设置四个卡槽3，在方形结构中接触式感应器4和卡槽3一一间隔设置，如图2所示。接触式感应器4在深海中满足耐高压和防腐技术。现有的烘干装置结构大都比较大，如，一般的电加热烘干机内部装置有燃烧系统、控制系统、加热室筒体、传动装置、上下料系统等。本实施例中烘干装置8采用小型的电热管去烘干水分(比如烤箱内的电热管)。

充电平台内部设有gps+lbs定位系统、信号接收装置。由于gps在恶劣天气时信号较弱，故使用gps+lbs定位系统联合使用，性能互补，定位更佳准确，干扰极小。信号接收装置满足深海中耐高压等因素。

覆盖在充电平台顶端且与海床平行的可伸缩式盖板2，可分为左右两侧布置，每一侧可伸缩式盖板2分为四部分，犹如一节一节的杆件，展开状态下整个可伸缩式盖板2是平板状，如图1所示。盖板控制系统与两侧可伸缩式盖板2连接，通过盖板控制系统将两侧可伸缩式盖板2分别收缩在两侧边，以便将充电装置6顶部正面板上的结构显露出，如图2所示。相邻两节可伸缩式盖板2的连接处两端设有圆形卡槽，该圆形卡槽内设有圆形卡扣，所有卡扣均由牵引绳连接，盖板控制系统连接着牵引绳的末端，其内部设有小滚轮，用来缠绕牵引绳。充电平台升起时，盖板控制系统启动，推动滚轮拉伸牵引绳使卡扣收回至圆形卡槽内部，进而将可伸缩式盖板2收缩；充电结束后，反推滚轮放出牵引绳，使每节可伸缩式盖板2上的卡扣伸出圆形卡槽卡住可伸缩式盖板2。

升降系统包括主电机泵组、马达、集中控制台上电比例自动手柄、控制齿轮齿条式升降装置11等，通过马达控制齿轮齿条式升降装置11，起到升降充电装置6的作用。齿轮齿条式升降装置11主要由齿条、齿轮、减速器等组成。升降系统的驱动方法有：液压和电力，即通过液压或电动马达拖着减速箱，将力矩传递给爬升齿轮，沿着桩退上的齿条完成充电装置6升降的任务。工况：(1)上升平台工况：由主电机泵组提供上升充电装置6的动力，集中控制台上电比例自动手柄控制上升方向和速度；(2)下降平台工况：充电装置6自重作用爬升齿轮，通过减速齿轮箱将扭矩传给液压马达，马达变泵，主泵此时会转动，驱动主电机发电反馈电网后通过刹车电阻消耗电能，集中控制台上电比例自动手柄控制下降方向和速度。

上述盖板控制系统和齿轮齿条式升降装置11均与可充电式电池组连接使用，可充电式电池组为盖板控制系统和齿轮齿条式升降装置11提供电源来源。

如图3所示，充电平台在不工作时，通过钢性底柱12完全固定在深海的海床内；齿轮齿条式升降装置11收缩在充电平台内内部。整个充电平台外部装有清洁罩1，清除海底附着物。清洁罩1分三部分，第一部分覆盖在可伸缩式盖板2外侧，根据可伸缩式盖板2进行伸缩，其中，第一部分清洁罩也是分为几节，每一节清洁罩对应可伸缩式盖板2的一节杆件，随着杆件的伸缩而伸缩，不需要另外配有结构驱动装置；第二部分覆盖在充电装置6外侧；第三部分覆盖在钢性底柱12外侧。

如图4所示，充电平台在工作时，钢性底柱12依旧固定在海床内，通过齿轮齿条式升降装置11将充电装置6逐渐升起。同时，通过盖板控制系统将可伸缩式盖板2收缩至充电装置6顶端两侧。充电装置6升起，通过gps+lbs定位系统和信号接收装置来定位深海潜器13，通过接近式感应器7与深海潜器13相互接近，通过接触式感应器4与深海潜器13相互匹配位置并进行调整(只需保证接近式感应器7布置在充电插孔5周围即可，可以感应深海潜器13的充电杆14的大体位置，准确位置由接触式感应器4来感应)，以确保深海潜器13的充电杆14和充电插孔5的位置相互对应；通过深海潜器13的爪手伸入充电装置6的卡槽3进行固定，随即为深海潜器13进行充电。

本发明的工作方式：

1.深海潜器13电量不足时，通过深海潜器13自身的gps定位系统搜索最近的充电平台，向充电平台发射能源不足信号并逐渐靠近。2.充电平台通过信号接收装置接收能源不足信号，通过gps+lbs定位系统定位到深海潜器13的位置。待深海潜器13移动到在充电平台上方时，通过升降系统的齿轮齿条式升降装置11控制充电装置6上升。3.通过充电装置6顶部上表面设置的多个接近式感应器7感应深海潜器13的位置。待距离很近时，逐渐接触，通过充电插孔5四周的接触式感应器4进行调整位置，以确保充电杆14和充电插孔5的位置准确对应。深海潜器13底部的爪件位置和充电杆14的位置与充电平台的卡槽3位置相同。深海潜器13底部伸出爪件牢牢卡住卡槽3内部，爪件表面不会对充电平台造成伤害，利用多个爪件伸入卡槽3中进行固定深海潜器13和充电平台。4.充电平台的防水充电插孔5打开，深海潜器13通过自身控制系统将底部的水密式充电杆14伸入充电插孔5中，待接触到可分离式垫板9时停止伸入。此时，可分离式垫板9是闭合的，烘干装置8将水密充电杆14带入的水分烘干。5.待水分完全烘干后，深海潜器13再次将水密充电杆14往下伸入，将充电插孔5内的可分离式垫板9顶开。水密式充电杆14内的充电线15伸出，进入充电插口10，进行充电(如图3和图4所示，展示了分离前后的可分离式垫板9，相当于两块板，左右两侧是固定的，但可以转动，中间闭合式没有缝隙，一用力两侧垫板就会被顶开发生转动)。6.待充电结束后，深海潜器13利用自身控制系统将先将充电线15收回充电杆14内，再将充电杆14收回深海潜器13，同时充电平台的充电插孔5关闭。充电平台通过齿轮齿条式升降装置11下降返回海床，将自身完全固定在海床内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。