一种海洋无人船装置的制作方法

本实用新型属于船舶设计技术领域，涉及一种海洋无人船装置。

背景技术：

在海洋监测领域，无人船是一种新型的搭载平台，其以小型船舶为基础，具有控制与导航能力，可搭载多种海洋测量传感器，以遥控、自主的工作方式，完成对用户感兴趣区域的相关海洋测量，可用于港口、污染海域、岛礁周边等区域的多种要素同步测量，也可完成大范围海洋现场监测、取样和遥感现场定标等任务，有效减少人力，提高测量效率。我国具有广阔的海洋资源和港口资源，海洋水文监测和环境监测尤为重要。无人船通常可分为船体、驱动、能源、控制与导航系统、传感器等部分。现阶段绝大部分无人船使用燃油和电池作为能源，续航能力有限，这严重地限制了其长期性的海洋测量能力。目前可利用的海洋可再生能源主要有潮汐、波浪、温差、盐度梯度、海流、风能、太阳能等，但现阶段上述能源转化效率有限，因此其转化应用受到很大的制约，严重限制了无人船的长续航能力。

中国专利(公开号：cn203064192u，公告日：2013-07-17)公开了一种海洋可再生能源驱动的无人船，包括由甲板和船底构成的船体、三角帆、桅杆、船体内的控制与导航系统与电源和波浪驱动装置，上述的船体的内部还包括有固定在甲板之下重块、固定在船底上的浮体以及重块与浮体之间有弹簧支撑，且重块，弹簧和浮体的连线中心与船体重心垂直轴重合，且船体是由甲板、船底与左侧软板、右侧软板、后侧软板构成的一个类皮囊状、楔形船体，左侧软板、右侧软板和后侧软板是能够弯曲变形的软的弹性片体，并在甲板上设置太阳能电池板。

上述专利文献中的无人船利用海洋可再生能源驱动，主要利用太阳能和波浪能，但是容易受天气因素影响，导致供能不稳定，无人船的续航能力和稳定性较差。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种海洋无人船装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高海洋无人船装置的续航能力和稳定性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种海洋无人船装置，包括漂浮在海洋上的船体，其特征在于，所述船体上设有无线充电接收与控制模块、太阳能发电组件、海洋能发电组件、dc-dc转换模块以及储电设备，所述海洋无人船装置还包括固设在陆基上或固定漂浮在海面上的无线充电发射模块；所述无线充电发射模块与所述无线充电接收与控制模块相匹配并能够向其输送电能，所述无线充电接收与控制模块、太阳能发电组件、海洋能发电组件能够将电能输送并存储在所述储电设备内。

其原理如下：海洋无人船装置经常需要移动，而且海洋上环境复杂，可变因素多，因此采用线缆拖曳到船体位置是非常不方便的，也很不安全，而单纯采用太阳能或海洋能进行充电，收到环境气候等因素影响，不够稳定可靠。本技术方案中通过船体上设置的太阳能发电组件和海洋能发电组件发电，并存储在储电设备内，对船体进行供电；同时在陆基上或海面上设置有固定位置的无线充电发射模块，与船体上设置的无线充电接收与控制模块相配合，将线缆输送至无线充电发射模块上的电能发射到无线充电接收与控制模块上，实现无线充电。通过设置多组无线充电发射模块，对一片海域进行全方位覆盖，从而对不同位置的海洋无人船装置进行充电；使得海洋无人船装置作为一个无人海洋运载平台，可以在海洋中承担长时间、大范围、低成本的海洋科研与工程任务。

本技术方案中无线充电发射模块可以在自身或周围设置发电装置，发电装置可以利用太阳能、风能、潮汐能等进行发电，也可以采用线缆远距离输送电能。太阳能发电组件利用太阳能电池板进行光能转化为电能，海洋能发电组件利用潮汐能、波浪能、温差能等进行发电。储电设备可以是蓄电池，也可以是超级电容存储器。

本技术方案中的远距离无线充电引入电磁感应原理，设计一款基于无线充电原理的船型。其无线充电原理可以是专利号为：cn201610741059.5、cn201310087324.9或cn201810646082.5中的相关技术。

本海洋无人船装置三位一体，简单高效、制造方便，通过太阳能、海洋能、无线充电，将获得的电能整流后由并联的储电设备存储并收集。储电设备优选为超级电容存储器，该装置可以替代传统的电池供电，更加无人化、智能化，以适应水文条件下的海洋环境监测、科学探测、搜寻救灾、军事侦察等领域低功耗无线传感设备自主供电的应用需求。

在上述的海洋无人船装置中，所述无线充电接收与控制模块包括固设在所述船体内部的无线输电线圈，所述无线输电线圈位于所述船体的船舯靠近下侧位置。

在上述的海洋无人船装置中，所述无线充电发射模块包括能够漂浮在海洋上的浮岛以及固设在所述浮岛上的发射线圈，所述发射线圈上固设有发射模块。

在上述的海洋无人船装置中，所述船体包括并排间隔设置的双船身结构，所述船体的双船身结构上侧通过连接架相固连，所述船体的双船身结构前端均呈圆弧形。船体的双船身结构中均独立设置有电机驱动机构。船体的两个船身外形借鉴内河船的船舯区域特征以及ulcc(巨型油轮)的船艏特征，船艏型线狭窄，船舯臃肥，提高方形系数，船艏部前倾，使船体具备优良的稳定性，极大程度上克服了波浪起伏的影响，符合近海海域环境与水文监测的需求；同时，船舯臃肥，利于无线输电线圈的布置，降低无线输电线圈的高度，提高无线输电的效率。

在上述的海洋无人船装置中，所述无线输电线圈和发射线圈均为长圆形且两者形状相同，所述发射线圈的轮廓尺寸大于所述无线输电线圈的轮廓尺寸。无线输电线圈和发射线圈的四个角均呈圆弧角过渡。上述结构能够保证无线输电效率，进而保证海洋无人船装置的续航能力。

与现有技术相比，本实用新型中的海洋无人船装置通过设置多组无线充电发射模块，对一片海域进行全方位覆盖，从而对不同位置的海洋无人船装置进行充电；使得海洋无人船装置作为一个无人海洋运载平台，可以在海洋中承担长时间、大范围、低成本的海洋科研与工程任务。

附图说明

图1是本海洋无人船装置的立体结构示意图。

图2是本海洋无人船装置中无线充电发射模块的结构示意图。

图中，1、船体；11、连接架；2、无线充电接收与控制模块；3、太阳能发电组件；4、储电设备；5、无线充电发射模块；51、浮岛；52、发射线圈；53、发射模块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

海洋无人船装置经常需要移动，而且海洋上环境复杂，可变因素多，因此采用线缆拖曳到船体1位置是非常不方便的，也很不安全，而单纯采用太阳能或海洋能进行充电，收到环境气候等因素影响，不够稳定可靠。本实施例中对其进行了改进。如图1和图2所示，本海洋无人船装置包括漂浮在海洋上的船体1，船体1上设有无线充电接收与控制模块2、太阳能发电组件3、海洋能发电组件、dc-dc转换模块以及储电设备4，海洋无人船装置还包括固设在陆基上或固定漂浮在海面上的无线充电发射模块5；无线充电发射模块5与无线充电接收与控制模块2相匹配并能够向其输送电能，无线充电接收与控制模块2、太阳能发电组件3、海洋能发电组件能够将电能输送并存储在储电设备4内。具体来说，无线充电接收与控制模块2包括固设在船体1内部的无线输电线圈，无线输电线圈位于船体1的船舯靠近下侧位置；无线充电发射模块5包括能够漂浮在海洋上的浮岛51以及固设在浮岛51上的发射线圈52，发射线圈52上固设有发射模块53。无线输电线圈和发射线圈52均为长圆形且两者形状相同，发射线圈52的轮廓尺寸大于无线输电线圈的轮廓尺寸；即无线输电线圈和发射线圈52的四个角均呈圆弧角过渡。

本实施例中通过船体1上设置的太阳能发电组件3和海洋能发电组件发电，并存储在储电设备4内，对船体1进行供电；同时在陆基上或海面上设置有固定位置的无线充电发射模块5，与船体1上设置的无线充电接收与控制模块2相配合，将线缆输送至无线充电发射模块5上的电能发射到无线充电接收与控制模块2上，实现无线充电。通过设置多组无线充电发射模块5，对一片海域进行全方位覆盖，从而对不同位置的海洋无人船装置进行充电；使得海洋无人船装置作为一个无人海洋运载平台，可以在海洋中承担长时间、大范围、低成本的海洋科研与工程任务。本实施例中无线充电发射模块5可以在自身或周围设置发电装置，发电装置可以利用太阳能、风能、潮汐能等进行发电，也可以采用线缆远距离输送电能。太阳能发电组件3利用太阳能电池板进行光能转化为电能，海洋能发电组件利用潮汐能、波浪能、温差能等进行发电。储电设备4可以是蓄电池，也可以是超级电容存储器。本实施例中的远距离无线充电引入电磁感应原理，设计一款基于无线充电原理的船型。其无线充电原理可以是专利号为：cn201610741059.5、cn201310087324.9或cn201810646082.5中的相关技术。本实施例中太阳能发电组件3可以采用我国专利cn201721094482.7中的相关技术；海洋能发电组件可以采用我国专利cn201720476727.6中的相关技术。

本海洋无人船装置三位一体，简单高效、制造方便，通过太阳能、海洋能、无线充电，将获得的电能整流后由并联的储电设备4存储并收集。储电设备4优选为超级电容存储器，该装置可以替代传统的电池供电，更加无人化、智能化，以适应水文条件下的海洋环境监测、科学探测、搜寻救灾、军事侦察等领域低功耗无线传感设备自主供电的应用需求。

进一步的，如图1所示，船体1包括并排间隔设置的双船身结构，船体1的双船身结构上侧通过连接架11相固连，船体1的双船身结构前端均呈圆弧形。船体1的双船身结构中均独立设置有电机驱动机构。船体1的两个船身外形借鉴内河船的船舯区域特征以及ulcc(巨型油轮)的船艏特征，船艏型线狭窄，船舯臃肥，提高方形系数，船艏部前倾，使船体1具备优良的稳定性，极大程度上克服了波浪起伏的影响，符合近海海域环境与水文监测的需求；同时，船舯臃肥，利于无线输电线圈的布置，降低无线输电线圈的高度，提高无线输电的效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除