本(ben)發明涉(she)及一種(zhong)融(rong)合耐(nai)壓(ya)式(shi)無線(xian)供(gong)電系統及其方法，尤其涉(she)及一種(zhong)海洋裝備融(rong)合耐(nai)壓(ya)式(shi)無線(xian)供(gong)電系統及其方法。

背景技術：

1、深(shen)(shen)海(hai)(hai)(hai)供(gong)電(dian)是指在深(shen)(shen)海(hai)(hai)(hai)環境(jing)下提(ti)供(gong)電(dian)力(li)的技(ji)術和設備(bei)。由于深(shen)(shen)海(hai)(hai)(hai)環境(jing)復雜且(qie)具有極高的水壓(ya)、低溫、濕度等(deng)特點，深(shen)(shen)海(hai)(hai)(hai)供(gong)電(dian)技(ji)術面臨著很大的挑戰。無(wu)線供(gong)電(dian)的方法以其供(gong)電(dian)與(yu)受電(dian)端之間(jian)無(wu)電(dian)氣接觸的特點，廣泛應(ying)用于深(shen)(shen)海(hai)(hai)(hai)機器人、深(shen)(shen)海(hai)(hai)(hai)生態監(jian)測等(deng)場景。

2、然(ran)而，由于海洋深(shen)處存在(zai)著極(ji)高的(de)(de)(de)(de)水壓(ya)(ya)，為(wei)了保(bao)(bao)護(hu)內部設(she)備(bei)免受水壓(ya)(ya)損害，海洋裝備(bei)的(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)線供(gong)電(dian)(dian)系統通(tong)常需要使用特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)耐壓(ya)(ya)殼(ke)(ke)來(lai)承受這種壓(ya)(ya)力。這些耐壓(ya)(ya)殼(ke)(ke)通(tong)常由堅固(gu)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)制成，比如(ru)特殊(shu)合(he)金(jin)(jin)或者鈦合(he)金(jin)(jin)等，以(yi)確保(bao)(bao)能夠承受巨大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)水壓(ya)(ya)。出于安全和可(ke)靠性(xing)考慮，海洋裝備(bei)的(de)(de)(de)(de)耐壓(ya)(ya)殼(ke)(ke)在(zai)保(bao)(bao)持足夠強度的(de)(de)(de)(de)前提下，體積重(zhong)量較為(wei)龐大(da)(da)；并且(qie)現(xian)有技術需要金(jin)(jin)屬耐壓(ya)(ya)殼(ke)(ke)來(lai)實現(xian)深(shen)海環境(jing)下的(de)(de)(de)(de)密封，但(dan)是無(wu)(wu)線供(gong)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)高頻電(dian)(dian)磁場難以(yi)穿(chuan)透金(jin)(jin)屬。

技術實現思路

1、本(ben)發明要解決的(de)技(ji)術(shu)問題在(zai)于克(ke)服上述現(xian)有技(ji)術(shu)存在(zai)的(de)不(bu)足，而(er)提出一種新型海洋(yang)裝備融合(he)(he)耐壓式無(wu)線供電(dian)系統及其方法，通(tong)過電(dian)路拓撲的(de)空間重構，配合(he)(he)膠質材料的(de)封裝與密封，可(ke)有效承受海底的(de)巨大(da)水壓，無(wu)需(xu)耐壓殼體，使用輕便。

2、本發明提供(gong)(gong)了一(yi)種海洋(yang)裝(zhuang)備融合耐壓式無線供(gong)(gong)電(dian)(dian)系統所(suo)述供(gong)(gong)電(dian)(dian)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)用于向受電(dian)(dian)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)提供(gong)(gong)電(dian)(dian)能，供(gong)(gong)電(dian)(dian)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)包括依(yi)次連(lian)接的(de)電(dian)(dian)池群(qun)、控制芯(xin)片a、逆變(bian)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)群(qun)和(he)供(gong)(gong)電(dian)(dian)線圈，且由(you)膠質材(cai)料封(feng)裝(zhuang)，所(suo)述逆變(bian)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)群(qun)還與(yu)電(dian)(dian)池群(qun)相連(lian)，所(suo)述供(gong)(gong)電(dian)(dian)線圈鑲嵌在供(gong)(gong)電(dian)(dian)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)側壁上；

3、所述(shu)受(shou)電(dian)(dian)(dian)模(mo)(mo)塊(kuai)用于接(jie)收供(gong)電(dian)(dian)(dian)模(mo)(mo)塊(kuai)提供(gong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能，并(bing)對外部的(de)(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)設(she)備進行供(gong)電(dian)(dian)(dian)；受(shou)電(dian)(dian)(dian)模(mo)(mo)塊(kuai)包括依(yi)次連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)線圈、整流(liu)模(mo)(mo)塊(kuai)群、直流(liu)變(bian)換模(mo)(mo)塊(kuai)群和控(kong)制芯(xin)片b，且由(you)膠質(zhi)材料封裝，所述(shu)直流(liu)變(bian)換模(mo)(mo)塊(kuai)群和控(kong)制芯(xin)片b均(jun)與(yu)外部的(de)(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)設(she)備相連(lian)，所述(shu)受(shou)電(dian)(dian)(dian)線圈鑲(xiang)嵌(qian)在受(shou)電(dian)(dian)(dian)模(mo)(mo)塊(kuai)的(de)(de)(de)側壁上，受(shou)電(dian)(dian)(dian)線圈通過與(yu)供(gong)電(dian)(dian)(dian)線圈的(de)(de)(de)耦合接(jie)收到電(dian)(dian)(dian)磁場，并(bing)產生(sheng)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)；

4、所述(shu)人機交互單(dan)元通過向控制(zhi)芯(xin)片a發送供電啟(qi)停指令來(lai)控制(zhi)所述(shu)系統的供電啟(qi)停。

5、本發明還提供(gong)(gong)了一種采用(yong)所(suo)述系統的(de)無線供(gong)(gong)電方法，包括如(ru)下步(bu)驟：

6、1)將(jiang)(jiang)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)模塊的(de)(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)圈與受(shou)電(dian)(dian)(dian)(dian)模塊的(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)圈對準接觸，人機(ji)交互(hu)單元向控(kong)制芯(xin)片a發送開始(shi)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)指令，同(tong)時(shi)啟動(dong)外部的(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)(dian)設備，控(kong)制芯(xin)片a控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)池群(qun)輸出直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)，同(tong)時(shi)，控(kong)制芯(xin)片a調控(kong)逆變模塊群(qun)輸出的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓與電(dian)(dian)(dian)(dian)流，逆變模塊群(qun)將(jiang)(jiang)所(suo)述(shu)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)(dian)逆變為(wei)交流電(dian)(dian)(dian)(dian)并(bing)將(jiang)(jiang)所(suo)述(shu)交流電(dian)(dian)(dian)(dian)輸出至(zhi)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)圈，供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)圈接收交流電(dian)(dian)(dian)(dian)并(bing)產(chan)生電(dian)(dian)(dian)(dian)磁場；

7、2)受(shou)電(dian)(dian)(dian)線圈(quan)與供電(dian)(dian)(dian)線圈(quan)發生耦合并產生交流(liu)電(dian)(dian)(dian)，整流(liu)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)群(qun)將(jiang)受(shou)電(dian)(dian)(dian)線圈(quan)產生的(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)變換為直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)并輸出(chu)(chu)，直(zhi)(zhi)流(liu)變換模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)群(qun)接收整流(liu)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)群(qun)輸出(chu)(chu)的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)，控(kong)制芯片(pian)b根據外部的(de)(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)設備的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)，控(kong)制直(zhi)(zhi)流(liu)變換模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)群(qun)對接收到的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)流(liu)進行調控(kong)，并將(jiang)調控(kong)后的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)輸出(chu)(chu)到外部的(de)(de)(de)受(shou)電(dian)(dian)(dian)設備；

8、3)對外部的(de)受(shou)電設備供(gong)電完成時，人(ren)機交互(hu)單(dan)元向所述控(kong)制(zhi)芯(xin)片a發送停(ting)止供(gong)電的(de)指令(ling)，控(kong)制(zhi)芯(xin)片a控(kong)制(zhi)電池群停(ting)止輸(shu)出直(zhi)流電；

9、4)供電模塊(kuai)與受電模塊(kuai)脫離，供電結束。

10、與現(xian)有技術相比(bi)，本發明具有以下(xia)有益(yi)效果：

11、本發明的(de)一種海洋(yang)裝(zhuang)備(bei)融合耐壓(ya)(ya)式無(wu)線供電系(xi)統及其方(fang)法，通(tong)過電路拓撲的(de)空間(jian)重構，配合膠(jiao)質材料的(de)封裝(zhuang)與(yu)密(mi)封，可有效(xiao)承受(shou)海底(di)的(de)巨大水壓(ya)(ya)，無(wu)需耐壓(ya)(ya)殼體(ti)，使用輕便。

技術特征：

1.一種海洋(yang)裝(zhuang)備融合耐壓式無線供(gong)電系統，其特征在于，包(bao)括供(gong)電模(mo)塊、受電模(mo)塊和人機交(jiao)互單(dan)元；

2.根據(ju)權利(li)要求1所述的(de)海洋(yang)裝備融合耐壓式無(wu)線(xian)供電系統(tong)，其特征(zheng)在(zai)(zai)于，所述電池(chi)群(2)包括多個連(lian)接(jie)在(zai)(zai)一起的(de)單體電池(chi)，且由硬質膠(4)灌封(feng)而成。

3.根據(ju)權利要求2所述的(de)海洋裝(zhuang)備融合耐(nai)壓式無線供電系統，其特(te)征在于(yu)，所述硬質膠(4)為熱(re)塑(su)性(xing)彈性(xing)體(ti)、熱(re)塑(su)性(xing)聚(ju)氨酯彈性(xing)體(ti)或聚(ju)氯(lv)乙烯。

4.根據權利要求1所(suo)述的(de)海(hai)洋(yang)裝備融合耐壓式無線供(gong)電(dian)系統，其特征在于，所(suo)述控(kong)制(zhi)芯片a(5)控(kong)制(zhi)整流模塊群(9)輸出的(de)電(dian)壓、電(dian)流，進而(er)控(kong)制(zhi)供(gong)電(dian)模塊輸出的(de)電(dian)壓、電(dian)流；且供(gong)電(dian)模塊的(de)實(shi)時(shi)供(gong)電(dian)電(dian)壓、供(gong)電(dian)電(dian)流會由(you)控(kong)制(zhi)芯片a(5)傳遞到人機(ji)交(jiao)互(hu)單元，并在人機(ji)交(jiao)互(hu)單元進行顯示。

5.根據權利要(yao)求(qiu)1所(suo)述(shu)的海洋(yang)裝備融合耐壓(ya)式無(wu)線供電系統，其特(te)征(zheng)在于，所(suo)述(shu)控(kong)制芯片(pian)b(11)控(kong)制直(zhi)流變換(huan)模塊(kuai)群(10)輸出的電壓(ya)、電流，進(jin)而控(kong)制受(shou)(shou)電模塊(kuai)輸出的電壓(ya)、電流；且受(shou)(shou)電模塊(kuai)的實(shi)時受(shou)(shou)電電壓(ya)、受(shou)(shou)電電流會由控(kong)制芯片(pian)b(11)傳遞到人(ren)機交(jiao)互單元，并在人(ren)機交(jiao)互單元進(jin)行(xing)顯示。

6.根據權利(li)要求1所述(shu)的海洋裝備(bei)融(rong)合耐壓式無線供(gong)電系統，其(qi)特(te)征在于，所述(shu)供(gong)電模(mo)塊和所述(shu)受電模(mo)塊均呈(cheng)立方(fang)體結構。

7.根據權利(li)要求1所(suo)述的海洋(yang)裝(zhuang)備融合耐壓式無線供電系統，其特征在于，所(suo)述膠質(zhi)材(cai)料(1)為水凝膠。

8.一種采用權利要求(qiu)4所述系統的無線供電方法，其特(te)征在于(yu)，包括如下(xia)步驟：

技術總結
本發明提出了一種海洋裝備融合耐壓式無線供電系統及其方法，其包括：供電模塊，由膠質材料封裝的零散小片電路板與線圈組成，呈立方體結構，用于向受電模塊提供電能，包括電池群、逆變模塊群和控制芯片a；受電模塊，由膠質材料封裝的零散小片電路板與線圈組成，呈立方體結構，用于向接收供電模塊提供的電能，包括整流模塊群、直流變換模塊群和控制芯片b；受電模塊可進一步連接用電設備，對其進行供電。本發明通過電路拓撲的空間重構，配合膠質材料的封裝與密封，可有效承受海底的巨大水壓，無需耐壓殼體，使用輕便。

技術研發人員：周晶,林渠鋮,趙黎明
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19