一种可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法技术

本发明专利技术公开了一种可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法，包括：供能与数据交换仓、支架、电池桩、一级弹开脱离机构和二级弹开脱离机构，所述供能与数据交换仓中设置有回收用电池组和控制模块，所述供能与数据交换仓设置在支架的顶部，所述电池桩阵列分布在支架的底部，所述一级弹开脱离机构分别设置在电池桩与支架的底部之间，所述二级弹开脱离机构设置在供能与数据交换仓与支架的顶部之间，所述电池桩包括电池仓及设置在电池仓中的能量供给电池。通过上述方式，本发明专利技术所述的可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法，以较低的布放成本为AUV进行水下无线充电与数据交换，实现了供能与数据交换仓的便捷回收。实现了供能与数据交换仓的便捷回收。实现了供能与数据交换仓的便捷回收。

【技术实现步骤摘要】
一种可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法


[0001]本专利技术涉及水下能量供给与数据交换平台回收
，特别是涉及一种可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法。

技术介绍

[0002]近20年来，与无人机的井喷式发展类似，水下无人航行器（AUV）也步入了发展的快车道。目前，世界上的水下无人航行器已达数百种，活跃在海洋科学、海洋工程、水下安防和水下作战等领域。我国水下无人航行器的也正朝着系列化、集群化、体系化高速发展。然而，AUV因自身设计原因，动力存储和数据存储均是限制其长时间、长航程、隐蔽连续水下作业的瓶颈。
[0003]面对日益增加的水下无人航行器数量，航行器水面母船的供能和数据传输保障负担非常大，但是通过母船或者岸基的水下航行器保障方式不利于航行器搭载敏感负载或在敏感海域的长时间连续进行隐蔽作业的需求。因此，设计一套适用于海底水下航行器的能源储能供给与数据备份交换平台对水下无人航行器群落的长期、连续及隐蔽观测能力将带来极大提升。
[0004]在水下装备自主回收
，水下潜标的回收技术较为成熟，采用电磁结构的机械释放器连接潜标的柔性缆，通过对释放器电磁开关控制释放器打开完成对柔性缆结构的潜标释放；对于向水下接驳盒这样的大型坐底设备，一般采用水下机器人下水后找到接驳盒，释放接驳盒的固定装置，释放接驳盒中的正浮力信标至水面，水面母船打捞信标后通过信标完成对接驳盒定位，再通过水下机器人的帮助下对接驳盒完成起重缆的固定安装，最后通过船上的甲板绞车把接驳盒通过起重缆打捞上水面。
[0005]2004年，日本东北大学和NEC开发了水下非接触电能传输系统，通过母船向AUV进行感应耦合式非接触充电。2014年，浙江大学研发了一套以水下观测网络为构建基础的水下平台，可以实现水下与AUV之间的非接触充电和非接触信号传输。前者依旧需要通过母船进行供电的保障，无法实现隐蔽性需求，后者则通过水下观测网络，水下观测网络布放与回收复杂，耗时久，一次性投入大，布放与回收期间目标很大，很难在一些敏感海域进行快速布放。
[0006]潜标释放器主要适用于锚系设备，但水下供能与数据交换平台需要平台保持结构稳定性，如设计成锚系释放，则会影响数据通讯质量，产生多普勒效应，增加误码率，同时也会降低供能传输的效率。传统如水下接驳盒的回收耗时久，动用的资源多，价格昂贵，且同样不适合在敏感海域对其进行快速回收。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法，进行AUV的水下能量供给与数据交换，提升隐蔽形和回收效率。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种可回收的水下能
量供给与数据交换平台，包括：供能与数据交换仓、支架、电池桩、一级弹开脱离机构和二级弹开脱离机构，所述供能与数据交换仓中设置有回收用电池组和控制模块，所述供能与数据交换仓设置在支架的顶部，所述电池桩阵列分布在支架的底部，所述一级弹开脱离机构分别设置在电池桩与支架的底部之间，所述二级弹开脱离机构设置在供能与数据交换仓与支架的顶部之间，所述电池桩包括电池仓及设置在电池仓中的能量供给电池，所述回收用电池组和能量供给电池分别与控制模块相连接，进行供电和切换，所述控制模块分别与一级弹开脱离机构及二级弹开脱离机构相连接，进行弹开脱离的控制。
[0009]在本专利技术一个较佳实施例中，所述供能与数据交换仓上设置有与控制模块相连接的AUV供能无线充电与数据交换模块、GPS传感器、北斗天线、双向应答水听器、光学导航模组以及环境传感器组，所述环境传感器组包括测流计和温盐仪。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，所述电池桩的数量为3~6个，且环形阵列分布在支架的底部边缘。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，所述一级弹开脱离机构包括第一脱开仓和第一爆炸螺栓，所述第一脱开仓固定在支架的底部，所述电池桩位于第一脱开仓的下方，所述电池桩的电池仓顶部设置有盖板，所述第一爆炸螺栓设置在第一脱开仓中并向下竖直延伸至对应的盖板中。
[0012]在本专利技术一个较佳实施例中，所述一级弹开脱离机构还包括第一定位块、第一脱开弹簧和第一线路接插组件，所述盖板中设置有数个与第一定位块一一对应的第一定位孔，所述第一定位块可升降地设置在第一定位孔中，所述盖板下方设置有与第一定位孔对应的第一弹簧保护罩，所述第一脱开弹簧设置在第一弹簧保护罩中进行第一定位块的弹性支撑，所述第一脱开仓底部设置有与第一定位块对应的第一定位槽，所述第一线路接插组件竖向设置在第一脱开仓与电池仓之间。
[0013]在本专利技术一个较佳实施例中，所述二级弹开脱离机构包括第二脱开仓和第二爆炸螺栓，所述第二脱开仓固定在支架的顶端中部，所述第二爆炸螺栓设置在供能与数据交换仓中并向下延伸至第二脱开仓的顶部。
[0014]在本专利技术一个较佳实施例中，所述二级弹开脱离机构还第二定位块、第二脱开弹簧和第二线路接插组件，所述第二脱开仓顶部设置有与第二定位块对应的第二导向孔，所述第二定位块可升降地设置在第二导向孔中，所述第二脱开仓中设置有位于第二导向孔下方的第二弹簧保护罩，所述第二脱开弹簧设置在第二弹簧保护罩中进行第二定位块的弹性支撑，所述供能与数据交换仓底部设置有与第二定位块对应的第二定位槽。
[0015]在本专利技术一个较佳实施例中，所述供能与数据交换仓上设置有浮力块，以确保回收时供能与数据交换仓及支架在海水中的上升浮力。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种水下能量供给与数据交换平台的回收方法，包括以下步骤：将可回收的水下能量供给与数据交换平台布放在海底，通过供能与数据交换仓与AUV配合，为AUV进行充电供能和数据备份传输；需要进行供能与数据交换仓的回收时，先通过控制模块进行一级弹开脱离机构的动作，进行电池桩与支架的分离；若一级弹开脱离机构发生故障，电池桩与支架没有分离，再通过控制模块进行二
级弹开脱离机构的动作，进行供能与数据交换仓与支架的分离，使得供能与数据交换仓上浮至水面；若电池桩与支架顺利分离，二级弹开脱离机构不动作。
[0017]在本专利技术一个较佳实施例中，在进行一级弹开脱离机构的动作前，控制模块通过环境传感器组获得平台附近海域的洋流、盐度及温度，调整数个一级弹开脱离机构的动作时序，进行一级弹开脱离机构的依序爆破，使得供能与数据交换仓在当前洋流环境中平稳上浮，并在上浮时切换到回收用电池组进行供电，开启GPS传感器和北斗天线进行定位，以利于母船对供能与数据交换仓的打捞回收。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术指出的一种可回收的水下能量供给与数据交换平台及回收方法，为实现敏感海域快速布放、快速组网的需求，采用了含有一次性的能量供给电池的电池桩，以较低的布放成本为AUV进行无线充电与数据交换，回收时通过一级弹开脱离机构和二级弹开脱离机构确保了供能与数据交换仓的顺利上浮，避免因一级弹开脱离机构或二级弹开脱离机构故障导致的无法回收的问题，并利用环境监测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可回收的水下能量供给与数据交换平台，其特征在于，包括：供能与数据交换仓、支架、电池桩、一级弹开脱离机构和二级弹开脱离机构，所述供能与数据交换仓中设置有回收用电池组和控制模块，所述供能与数据交换仓设置在支架的顶部，所述电池桩阵列分布在支架的底部，所述一级弹开脱离机构分别设置在电池桩与支架的底部之间，所述二级弹开脱离机构设置在供能与数据交换仓与支架的顶部之间，所述电池桩包括电池仓及设置在电池仓中的能量供给电池，所述回收用电池组和能量供给电池分别与控制模块相连接，进行供电和切换，所述控制模块分别与一级弹开脱离机构及二级弹开脱离机构相连接，进行弹开脱离的控制。2.根据权利要求1所述的可回收的水下能量供给与数据交换平台，其特征在于，所述供能与数据交换仓上设置有与控制模块相连接的AUV供能无线充电与数据交换模块、GPS传感器、北斗天线、双向应答水听器、光学导航模组以及环境传感器组，所述环境传感器组包括测流计和温盐仪。3.根据权利要求1所述的可回收的水下能量供给与数据交换平台，其特征在于，所述电池桩的数量为3~6个，且环形阵列分布在支架的底部边缘。4.根据权利要求1所述的可回收的水下能量供给与数据交换平台，其特征在于，所述一级弹开脱离机构包括第一脱开仓和第一爆炸螺栓，所述第一脱开仓固定在支架的底部，所述电池桩位于第一脱开仓的下方，所述电池桩的电池仓顶部设置有盖板，所述第一爆炸螺栓设置在第一脱开仓中并向下竖直延伸至对应的盖板中。5.根据权利要求4所述的可回收的水下能量供给与数据交换平台，其特征在于，所述一级弹开脱离机构还包括第一定位块、第一脱开弹簧和第一线路接插组件，所述盖板中设置有数个与第一定位块一一对应的第一定位孔，所述第一定位块可升降地设置在第一定位孔中，所述盖板下方设置有与第一定位孔对应的第一弹簧保护罩，所述第一脱开弹簧设置在第一弹簧保护罩中进行第一定位块的弹性支撑，所述第一脱开仓底部设置有与第一定位块对应的第一定位槽，所述第一线路接插组件竖向设置在第一脱开仓与电池仓之间。6.根据权利要求1所述的可回收的水下能量供给...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁卓立，许人东，范明海，胥国祥，陶雄强，李伟，徐晨曦，尹亦凡，吴嘉曦，王佳新，刘伟，
申请(专利权)人：江苏亨通海洋光网系统有限公司，
类型：发明
国别省市：