【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线充电，具体地说，涉及一种应用于水下环境，在较宽工作间隙下可进行无线能量传输的对接式磁耦合结构。
技术介绍
1、水下移动设备通常采用电能驱动，在水下环境，其能量传输方案分为三类：水下插口充电、回收式充电、无线充电。考虑到水下特殊环境影响，如果水下电能传输采用像陆上输电的导线接触方式，容易发生漏电、爆燃等意外情况，带来一系列的安全隐患。回收式充电通过回收电源负载进行能量供应，难免破坏无人值守场景的系统性，可能造成工作中断，且需占用人力资源。传统线圈感应无线充电虽然解决了插口对接充电的安全性问题，但是其存在能量传输不稳定，效率较低的问题。若能保证稳定的能量传输且进一步提高无线充电系统效率，无线充电是该场景下最为合适的解决方案。国内外研究者针对无线充电磁耦合结构设计进行了诸多研究，将磁耦合结构分为两大类：松耦合结构和紧耦合结构。
2、松耦合结构是指能量发射线圈与能量接收线圈之间具有较大气隙。紧耦合结构是指能量发射线圈与能量接收线圈之间具有较小气隙。二者相比，松耦合结构具有灵活性高、充电距离远、不需要人工操作的优点，但因其较大的气隙，不可避免地导致能量传输的功率和效率有所降低；紧耦合结构具有漏磁少、充电效率高、稳定性好的优点，但其灵活性不够。
3、基于以上分析，本专利技术提出一种应用于水下无线能量传输、对接式的磁耦合结构。首先该结构利用铁氧体磁芯对磁通进行了一定程度的引导，提高了能量传输的效率。其次，该结构也因铁氧体磁芯使其自身结构稳定，提高了能量传输的稳定性。最后，该磁耦合结构的可对接式设计，解
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，以弥补现有水下无线充电技术的不足。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案予以实现：
3、一种用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，包括固定磁芯结构、转动磁芯结构和拾取结构，所述固定磁芯结构包括第一铁氧体磁芯、原边线圈，所述原边线圈缠绕在第一铁氧体磁芯外部，所述拾取结构包括副边线圈外壳以及固定于副边线圈外壳内部的副边线圈，所述转动磁芯结构包括第二铁氧体磁芯、第三铁氧体磁芯，所述第二铁氧体磁芯的上活动端绕第一铁氧体磁芯的一端转动，所述第三铁氧体磁芯的下活动端绕第一铁氧体磁芯的另一端转动，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端相对设置，且在拾取结构的推力作用下实现分离与结合，所述拾取结构推动第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端分离后套在转动磁芯外部。
4、优选的，所述转动磁芯结构还包括锁止结构，所述锁止结构包括锁芯和锁孔件，所述锁止结构的锁芯固定在第二铁氧体磁芯下活动端，锁孔件固定在第三铁氧体磁芯上活动端，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端结合后锁止结构的锁芯插入锁孔件内的锁孔内。
5、优选的：所述第一铁氧体磁芯包括上侧磁芯、下侧磁芯、左侧磁芯，所述左侧磁芯的上端与上侧磁芯的一端固定连接，所述左侧磁芯的下端与下侧磁芯的一端固定连接，所述左侧磁芯中间部分外部绕有原边线圈。
6、优选的，所述上侧磁芯、下侧磁芯的另一端均具有光滑凸面，所述上侧磁芯的光滑凸面之上设有上侧凸槽配件，所述下侧磁芯的光滑凸面之上设有下侧凸槽配件。
7、优选的，所述第二铁氧体磁芯上端具有光滑凹面，所述光滑凹面之下设有第一弧形凹槽，所述上侧磁芯的上侧凸槽配件设置在第一弧形凹槽内。
8、优选的，所述第一弧形凹槽内部设有两根第一弯曲弹簧，所述上侧凸槽配件位于第一弧形凹槽内的两根第一弯曲弹簧之间。
9、优选的，所述第三铁氧体磁芯下端具有光滑凹面，所述光滑凹面之下设有第二弧形凹槽，所述下侧磁芯的下侧凸槽配件设置在第二弧形凹槽内。
10、优选的，所述第二弧形凹槽内部设有两根第二弯曲弹簧，所述下侧凸槽配件位于第二弧形凹槽内的两根第二弯曲弹簧之间。
11、优选的，所述第三铁氧体磁芯上活动端与所述第二铁氧体磁芯的下活动端接触面为凹凸咬合结构，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端结合后紧密咬合。
12、优选的，所述副边线圈外壳为环形结构。
13、本专利技术的优点和技术效果如下：
14、本专利技术采用对接式磁耦合结构实现水下电能的传输，该磁耦合结构避免了传统输电接口的物理接触和电气连接，提高了水下能量传输的安全性；其采用的机械方式刚性对接，结构简单，可靠性高，方便快捷，同时通过磁芯的导磁作用，实现了能量的高效传输，避免了过多的能量损耗。
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1.一种用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于：包括固定磁芯结构、转动磁芯结构和拾取结构，所述固定磁芯结构包括第一铁氧体磁芯、原边线圈，所述原边线圈缠绕在第一铁氧体磁芯外部，所述拾取结构包括副边线圈外壳以及固定于副边线圈外壳内部的副边线圈，所述转动磁芯结构包括第二铁氧体磁芯、第三铁氧体磁芯，所述第二铁氧体磁芯的上活动端绕第一铁氧体磁芯的一端转动，所述第三铁氧体磁芯的下活动端绕第一铁氧体磁芯的另一端转动，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端相对设置，且在拾取结构的推力作用下实现分离与结合，所述拾取结构推动第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端分离后套在转动磁芯外部。
2.如权利要求1所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于，所述转动磁芯结构还包括锁止结构，所述锁止结构包括锁芯和锁孔件，所述锁止结构的锁芯固定在第二铁氧体磁芯下活动端，锁孔件固定在第三铁氧体磁芯上活动端，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端结合后锁止结构的锁芯插入锁孔件内的锁孔内。
3.如权利要求1所述用于水下无线能量传输
4.如权利要求3所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于：所述上侧磁芯、下侧磁芯的另一端均具有光滑凸面，所述上侧磁芯的光滑凸面之上设有上侧凸槽配件，所述下侧磁芯的光滑凸面之上设有下侧凸槽配件。
5.如权利要求4所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于：所述第二铁氧体磁芯上端具有光滑凹面，所述光滑凹面之下设有第一弧形凹槽，所述上侧磁芯的上侧凸槽配件设置在第一弧形凹槽内。
6.如权利要求5所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于：所述第一弧形凹槽内部设有两根第一弯曲弹簧，所述上侧凸槽配件位于第一弧形凹槽内的两根第一弯曲弹簧之间。
7.如权利要求4所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于，所述第三铁氧体磁芯下端具有光滑凹面，所述光滑凹面之下设有第二弧形凹槽，所述下侧磁芯的下侧凸槽配件设置在第二弧形凹槽内。
8.如权利要求7所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于，所述第二弧形凹槽内部设有两根第二弯曲弹簧，所述下侧凸槽配件位于第二弧形凹槽内的两根第二弯曲弹簧之间。
9.如权利要求1所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于，所述第三铁氧体磁芯上活动端与所述第二铁氧体磁芯的下活动端接触面为凹凸咬合结构，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端结合后紧密咬合。
10.如权利要求1所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于，所述副边线圈外壳为环形结构。
...【技术特征摘要】
1.一种用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于：包括固定磁芯结构、转动磁芯结构和拾取结构，所述固定磁芯结构包括第一铁氧体磁芯、原边线圈，所述原边线圈缠绕在第一铁氧体磁芯外部，所述拾取结构包括副边线圈外壳以及固定于副边线圈外壳内部的副边线圈，所述转动磁芯结构包括第二铁氧体磁芯、第三铁氧体磁芯，所述第二铁氧体磁芯的上活动端绕第一铁氧体磁芯的一端转动，所述第三铁氧体磁芯的下活动端绕第一铁氧体磁芯的另一端转动，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端相对设置，且在拾取结构的推力作用下实现分离与结合，所述拾取结构推动第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端分离后套在转动磁芯外部。
2.如权利要求1所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于，所述转动磁芯结构还包括锁止结构，所述锁止结构包括锁芯和锁孔件，所述锁止结构的锁芯固定在第二铁氧体磁芯下活动端，锁孔件固定在第三铁氧体磁芯上活动端，所述第二铁氧体磁芯的下活动端与第三铁氧体磁芯的上活动端结合后锁止结构的锁芯插入锁孔件内的锁孔内。
3.如权利要求1所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，其特征在于：所述第一铁氧体磁芯包括上侧磁芯、下侧磁芯、左侧磁芯，所述左侧磁芯的上端与上侧磁芯的一端固定连接，所述左侧磁芯的下端与下侧磁芯的一端固定连接，所述左侧磁芯中间部分外部绕有原边线圈。
4.如权利要求3所述用于水下无线能量传输的对接式磁耦合结构，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨星海，聂志涛，任志考，牛秋娜，张昂，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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