一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，包括壳体外侧的发射机构和壳体内侧的接收机构，其中：所述发射机构为三层结构，外中内分别为发射机构铝屏蔽层、发射机构铁氧体层和发射线圈组，所述发射机构的三层结构中，内层为朝向AUV壳体方向；所述发射线圈组包括若干单体发射线圈，所述若干单体发射线圈中至少存在一对单体发射线圈投影面积部分重叠。该机构能够很好地适合AUV特殊的外形结构，实现AUV无线充电的同时尽量少地对AUV本身结构造成影响，同时具备良好的抗偏移性能。偏移性能。偏移性能。

An anti drift magnetic coupling mechanism for AUV wireless charging with multiple transmitting coils

【技术实现步骤摘要】
一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构


[0001]本技术属于水下无人航行器无线电能传输领域，具体涉及一种多发射线圈的AUV 无线充电用抗偏移磁耦合机构。

技术介绍

[0002]自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)是一种新兴的水下装备，在海底探查、深水打捞、军事对抗等方面有着广阔的应用前景。目前，较常用的AUV补能方式为水下湿插拔接口充电和打捞充电，这两种补能方式自动化程度均较低，极大制约了AUV的作业范围、灵活性和隐蔽性。因此，补能方式问题成为限制AUV进一步发展和推广应用的一大难题。
[0003]无线电能传输技术(Wireless Power Transfer,WPT)借助空间无形介质实现从发射端到接收端的能量传递，能够使供电端和用电设备摆脱物理导线的限制，是极具潜力的AUV 补能问题解决方式。根据传输介质的不同，WPT技术可分为磁场耦合式、电场耦合式、激光式、超声波式和微波式等多种类型，其中磁场耦合式技术相对成熟，已在电子设备、电动汽车、轨道交通供电等领域得到应用。
[0004]耦合机构是WPT系统进行无线能量传输的部位，耦合机构设计对WPT系统整体性能表现至关重要。目前，用于电子设备、电动汽车、轨道交通供电等领域无线电能传输的耦合机构设计研究已较为充分，但这些应用场合多处于空气环境，与AUV所处的工作环境相去甚远；并且AUV的外形结构较为特殊，常用于其他场合的耦合机构并不适用。
[0005]综上所述，急需结合AUV外形结构和工作环境设计开发一种耦合机构。

技术实现思路

[0006]针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本技术提供了一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，该机构能够很好地适合AUV特殊的外形结构，实现 AUV无线充电的同时尽量少地对AUV本身结构造成影响，同时具备良好的抗偏移性能。
[0007]为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，所述抗偏移磁耦合机构在AUV的安装位置处的AUV壳体为弧形，所述抗偏移磁耦合机构包括壳体外侧的发射机构和壳体内侧的接收机构，所述发射机构和接收机构均为匹配AUV壳体的弧形；
[0008]其中：
[0009]所述发射机构为三层结构，外中内分别为发射机构铝屏蔽层、发射机构铁氧体层和发射线圈组，所述发射机构的三层结构中，内层为朝向AUV壳体方向；
[0010]所述发射线圈组包括若干单体发射线圈，所述若干单体发射线圈中至少存在一对单体发射线圈投影面积部分重叠。
[0011]进一步优选地，所述若干单体发射线圈包括第一单体发射线圈、第二单体发射线圈和第三单体发射线圈；
[0012]所述第二单体发射线圈既与第一单体发射线圈投影面积部分重叠，又与第三单体发射线圈投影面积部分重叠。
[0013]进一步优选地，所述第一单体发射线圈与第三单体发射线圈在同一个弧面内，相邻设置，投影面积不重叠。
[0014]进一步优选地，所述第二单体发射线圈位于所述同一个弧面与所述发射机构铁氧体层之间。
[0015]进一步优选地，所述同一个弧面位于所述第二单体发射线圈与所述发射机构铁氧体层之间。
[0016]进一步优选地，所述接收机构为三层结构，外中内分别为接收线圈、接收机构铁氧体层和接收机构铝屏蔽层，所述接收机构的三层结构中，外层为朝向AUV壳体方向。
[0017]进一步优选地，所述发射机构铁氧体层的尺寸包含住发射线圈组的投影面积。
[0018]进一步优选地，所述发射机构铝屏蔽层的尺寸包含住发射机构铁氧体层的投影面积。
[0019]进一步优选地，所述发射机构的整体置于AUV坞洞中，贴合坞洞壁设置。
[0020]进一步优选地，所述接收机构贴合AUV壳体设置。
[0021]上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0022]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023]1、本技术的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，设置多个单体发射线圈组成的发射线圈组，根据接收线圈位置决定多个线圈的选择性通电，使耦合结构整体具有较好的抗偏移性能。
[0024]2、本技术的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，确定了“多发射、单接收”的结构特点，在提高耦合结构整体抗偏移能力的同时，减轻了接收机构重量，对提高AUV单次充电后的续航能力有益。
[0025]3、本技术的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，整体较为扁平，最大程度的减小了对现有AUV结构的干扰；且靠近AUV内部设置了铝屏蔽层，能够避免无线充电过程中漏磁对AUV内部器件的影响。
附图说明
[0026]图1是本技术实施例的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构的总体示意图；
[0027]图2是本技术实施例的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构的发射机构结构展开图；
[0028]图3是本技术实施例的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构在AUV中装配示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释
本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本技术进一步详细说明。
[0030]作为本技术的一种较佳实施方式，如图1
‑
3所示，本技术提供一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构包含发射机构1和接收机构2。所述发射机构1和接收机构2处于不同的物理实体内。该方案不仅可用于AUV无线充电系统，还适用于圆柱形壳体结构的其他电气设备。
[0031]根据本技术的技术方案，所述发射机构1为三层结构，由发射机构铝屏蔽层11、发射机构铁氧体层12和发射线圈组组成。发射线圈组位于发射机构的最内层，由多个单体发射线圈组合构成，根据接收线圈21位置选择性通电；当接收线圈未偏移或偏移角度较小时，发射线圈组中间的单体发射线圈通电工作；当接收线圈发生偏移至一定角度时，发射线圈组中对应偏移侧的单体发射线圈通电工作；发射机构铁氧体层12位于发射机构三层结构的中间层，发射机构铝屏蔽层11位于该三层结构的最外层。
[0032]根据本技术的技术方案。该耦合机构的接收机构2也为三层结构，由接收线圈21、接收机构铁氧体层22和接收机构铝屏蔽层23组成。接收线圈21位于接收机构2的最外层，接收机构铁氧体层22位于发射机构三层结构的中间层，接收机构铝屏蔽层23位于该三层结构的最内层。
[0033]图2为本技术发射机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，所述抗偏移磁耦合机构在AUV的安装位置处的AUV壳体为弧形，所述抗偏移磁耦合机构包括壳体外侧的发射机构和壳体内侧的接收机构，所述发射机构和接收机构均为匹配AUV壳体的弧形；其特征在于：所述发射机构为三层结构，外中内分别为发射机构铝屏蔽层、发射机构铁氧体层和发射线圈组，所述发射机构的三层结构中，内层为朝向AUV壳体方向；所述发射线圈组包括若干单体发射线圈，所述若干单体发射线圈中至少存在一对单体发射线圈投影面积部分重叠。2.如权利要求1所述的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，其特征在于：所述若干单体发射线圈包括第一单体发射线圈、第二单体发射线圈和第三单体发射线圈；所述第二单体发射线圈既与第一单体发射线圈投影面积部分重叠，又与第三单体发射线圈投影面积部分重叠。3.如权利要求2所述的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，其特征在于：所述第一单体发射线圈与第三单体发射线圈在同一个弧面内，相邻设置，投影面积不重叠。4.如权利要求3所述的多发射线圈的AUV无线充电用抗偏移磁耦合机构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梓越，贾懋珅，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：