水下无线充电方法与流程

本发明属于水下无线充电领域，具体涉及一种水下无线充电方法。

背景技术：

1、电驱型水下设备(如水下机器人或水下航行器)需补给电能来实现在水下的持久作业。水下无线充电技术即是为水下设备补给电能的方式之一。

2、例如公告号cn105703458a所公开的“一种自主水下航行器在水下无线充电设备”所示，目前现有水下无线充电的能量拾取方式通常是平板式(采用扁平型线圈模组)，即发射端与接收端的耦合机构安装在平板内，通过磁耦合的方式将能量从发射端传输至接收端。由于在相同的传输距离下，为了传输更大的功率，需不断地增加发射端与接收端耦合机构的面积，这样会导致该面积及配套的结构会占用较大的空间。

3、此外，现有技术还有通过将耦合机构分块设计，进而利于耦合机构的安装与维护。但普通分块式设计的相邻的发射线圈之间以及相邻的接收线圈之间也存在相互耦合(见图1所示)——lp1与lp2、ls1、ls2均有耦合，这样一来，在产品模型分析和参数设计工作中会增加了工作量和难度(见图2所示)，不利于设计更优的水下无线充电系统。

4、基于此，申请人考虑设计一种综合应用效果更优，能帮助改进提升系统性能的水下无线充电方法。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种综合应用效果更优，能帮助改进提升系统性能的水下无线充电方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、水下无线充电方法，包括利用水下无线充电能量拾取器的步骤，该水下无线充电能量拾取器通过磁耦合连接的发射线圈和接收线圈来实现无线充电；其特征在于：

4、还包括线圈处理步骤：将发射线圈处理为至少一对彼此相邻且独立的发射线圈，且各对彼此相邻且独立的发射线圈中的两个发射线圈所激发的磁场方向是相交的。

5、同现有技术相比较，本发明水下无线充电方法具有的优点是：

6、在每对彼此相邻且独立的发射线圈中：两两相邻的发射线圈激发的磁场方向在总体是相交的，因此互相解耦；当接收线圈在磁耦合距离内正对发射线圈之后，接收线圈感应到发射线圈激发的磁场后，产生交流电并激发磁场；

7、同理，在每对彼此相邻且独立的接收线圈中：相邻接收线圈激发的磁场总体也是相交的，因此互相解耦(即图2中的m1-2-、m1+2+均可忽略，同时，m12和m21均可忽略，四组线圈的耦合只有m11、m22、m33和m44)。

8、由上，本技术方案的水下无线充电方法可实现：

9、两两相邻的发射线圈(接收线圈)解耦后，简化水下无线充电模型分析复杂度、难度，并能够减少设计计算量，从而可帮助提高系统性能分析的效率、精确性以及帮助提高无线充电系统(设计)的可行性。

技术特征：

1.水下无线充电方法，包括利用水下无线充电能量拾取器的步骤，该水下无线充电能量拾取器通过磁耦合连接的发射线圈和接收线圈来实现无线充电；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的水下无线充电方法，其特征在于：所述发射线圈为阶梯型连续分布的多块。

3.根据权利要求1所述的水下无线充电方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的水下无线充电方法，其特征在于：各个发射线圈之间为串联或并联连接；各个接收线圈之间为并联连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的水下无线充电方法，其特征在于：各个所述发射线圈和接收线圈均为扁平型线圈模组。

6.根据权利要求4所述的水下无线充电方法，其特征在于：在矩形体型结构的四至六个表面上设置有所述发射线圈。

7.根据权利要求6所述的水下无线充电方法，其特征在于：每个接收线圈各自固定安装在由非铁磁且硬质材料制得的安装基板上；相邻的两个所述安装基板之间为采用固定连接件固定相连，且所有安装基板共同围形成的套环型结构；

8.根据权利要求6所述的水下无线充电方法，其特征在于：每个接收线圈各自固定安装在由非铁磁且硬质材料制得的安装基板上；相邻的两个所述安装基板之间通过采用可控连接件实现连接，并使得多个所述安装基板可展开呈平板状或收拢呈夹爪型结构，所述夹爪型结构用于套夹在所述矩形体型结构上。

9.根据权利要求8所述的水下无线充电方法，其特征在于：所述可控连接件包括铰链、复位弹簧和由单向形状记忆合金制得的中间连接件；

10.根据权利要求8所述的水下无线充电方法，其特征在于：所述述可控连接件包括与发射线圈数量相等的防水伺服电机；

技术总结
本发明公开了水下无线充电方法，包括利用水下无线充电能量拾取器的步骤，该水下无线充电能量拾取器通过磁耦合连接的发射线圈和接收线圈来实现无线充电；其特征在于：还包括线圈处理步骤：将发射线圈处理为至少一对彼此相邻且独立的发射线圈，且各对彼此相邻且独立的发射线圈中的两个发射线圈所激发的磁场方向是相交的。本发明具有的优点是：简化水下无线充电模型分析复杂度、难度，并能够减少设计计算量，从而可帮助提高系统性能分析的效率、精确性以及帮助提高无线充电系统(设计)的可行性。

技术研发人员：赵鱼名,经廷伟,李思平,谭森林,辛芳,詹文杰,李巍,胡宇航
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21