CN110920442A - 无人船充电装置及*** - Google Patents

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CN110920442A CN201911413862.6A CN201911413862A CN110920442A CN 110920442 A CN110920442 A CN 110920442A CN 201911413862 A CN201911413862 A CN 201911413862A CN 110920442 A CN110920442 A CN 110920442A
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王亚朝
池雨豪
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Abstract

本发明公开了一种无人船充电装置及***，无人船充电装置包括岸基主体，所述岸基主体中部为停放无人船的充电位，所述岸基主体的两侧向外延伸有导向岸基，所述岸基主体上设有为无人船充电的第一充电模块，所述充电位两侧的岸基主体内侧设有岸基提升机构，所述岸基提升机构用于提升无人船使无人船与所述第一充电模块对接充电。通过岸基提升机构使无人船在倒退时提升到一定高度使船尾和岸基主体水平位置保持一致，使得第一充电模块与无人船上受电端的容差较小，即保证了充电对接水平位置一致，提高充电的稳定性。能实现无论水位高低，无论船舶吃水量大小均能确保船舶和第一充电模块准确对接，并且保证充电时充电不受船体晃动的影响。

Description

无人船充电装置及***
技术领域
本发明涉及自主充电技术领域，更具体地说是一种无人船充电装置及***。
背景技术
自主充电是要求以电池驱动的行走设备能在电池亏电或者设备空闲的时候自主寻找充电桩，并自主导航至充电桩和充电桩机械对接后对设备进行充电；在充电完成后能自主行走和充电桩机械分离。目前自主充电在AGV小车、行走机器人等领域得到了越来越广泛的应用。
无人船自动充电是要求无人操控船舶能在***自主操控下寻找充电桩，并自主导航至充电桩机械对接后对设备进行充电；在充电完成后能自主航行和充电桩机械分离。该方法完全由船舶自主完成，人工不干预。目前的充电方法为人工将船上的电池拆下，再进行充电，此种充电方式耗时耗力，效率低，也不利于远程操作，无法适用于更广阔的海域，即使有存在一些不拆电池就可以充电的结构，但船舶与岸基充电过程会出现充电不稳定，稳定性较差，充电容差大的问题。
如何保证无人船充电桩装置无论河流水位高低，以及无论无人船吃水大小都能确保无人船和充电桩准确对接，且充电不受水浪的影响，提高充电稳定性是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人船充电装置及***。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无人船充电装置，包括岸基主体，所述岸基主体中部为停放无人船的充电位，所述岸基主体的两侧向外延伸有导向岸基，所述岸基主体上设有为无人船充电的第一充电模块，所述充电位两侧的岸基主体内侧设有岸基提升机构，所述岸基提升机构用于提升无人船使无人船与所述第一充电模块对接充电。
其进一步技术方案为：所述岸基提升机构包括导向组件，所述导向组件用于提升无人船使无人船与所述第一充电模块对接充电。
其进一步技术方案为：所述导向组件包括倾斜滑道和水平滑道，所述倾斜滑道相对水面倾斜且一端与所述水平滑道连接。
其进一步技术方案为：所述岸基提升机构还包括固定件，所述固定件固定于所述岸基主体，所述固定件上设有滑槽，所述滑槽分别与所述倾斜滑道和水平滑道铰接以调整所述导向组件的高度。
其进一步技术方案为：所述导向岸基与所述岸基主体上设置有漂浮体，并通过所述漂浮体漂浮于水面。
其进一步技术方案为：所述岸基主体上设置有用于缓冲所述第一充电模块的充电缓冲机构。
其进一步技术方案为：所述充电缓冲机构包括支撑板和缓冲件，所述支撑板固定于所述岸基主体，所述缓冲件一端止抵所述第一充电模块背面，另一端与所述支撑板连接固定。
其进一步技术方案为：所述第一充电模块的下方设有电磁铁。
一种无人船充电***，包括无人船，以及如上任意一项所述的无人船充电装置，所述无人船的尾部设有与所述第一充电模块相对应的第二充电模块，所述无人船的两侧设置有与岸基提升机构相对应的提升件，所述提升件与所述岸基提升机构配合提升所述无人船的高度以使第二充电模块与所述第一充电模块对接充电。
其进一步技术方案为：所述第二充电模块与所述第一充电模块通过无线充电或机械接触式充电以对无人船充电。
其进一步技术方案为：所述第一充电模块上设有刷块，所述第二充电模块上设有刷板，所述刷板与所述刷块接触时所述第一充电模块为所述无人船充电。
其进一步技术方案为：所述第一充电模块的下方设有电磁铁，所述第二充电模块的下方设有与所述电磁铁相对应的磁吸件，所述磁吸件与所述电磁铁吸合将所述第二充电模块与所述第一充电模块连接固定。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的一种无人船充电装置及***，无人船充电装置通过岸基提升机构使无人船在倒退时提升到一定高度使船尾和岸基主体水平位置保持一致，使得第一充电模块与无人船上受电端的容差较小，即保证了充电对接水平位置一致，提高充电的稳定性。整个无人船充电装置解决了现有船舶充电需要人工操作才能充电的问题，实现了船舶能在广阔水域或者无人值守的岛屿进行作业。能实现无论水位高低，无论船舶吃水量大小均能确保船舶和第一充电模块准确对接，并且保证充电时充电不受船体晃动的影响，充电完成后，船体能自主导航离开充电位。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为无人船充电装置的结构示意图。
图2为无人船的结构示意图；
图3为无人船充电***的结构示意图；
图4为的无人船充电的示意图。
附图标记
1、岸基主体；11、充电位；12、第一充电模块；121、电磁铁；13、充电缓冲机构；131、支撑板；132、缓冲件；14、滚动件；15、倾斜滑道；16、水平滑道；17、缓冲条；18、导向岸基；19、固定件；2、无人船；21、第二充电模块；211、磁吸件；22、提升件；23、船尾；3、浮筒。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1所示，一种无人船充电装置，包括岸基主体1，岸基主体1中部为停放无人船2的充电位11，岸基主体1的两侧向外延伸有导向岸基18，岸基主体1上设有为无人船2充电的第一充电模块12，充电位11两侧的岸基主体1内侧设有岸基提升机构，岸基提升机构用于提升无人船2使无人船2与第一充电模块12对接充电。充电位11与无人船2的尺寸适配以方便无人船2停泊，导向岸基18可以引导无人船2顺利进入充电位11，岸基提升机构使无人船2在倒退时提升到一定高度使船尾23和岸基主体1水平位置保持一致，使得第一充电模块12与无人船2上受电端的容差较小，即保证了充电对接水平位置一致，提高充电的稳定性。
具体地，如图1所示，岸基提升机构包括导向组件，导向组件用于提升无人船2使无人船2与第一充电模块12对接充电。由于船舶空载和满载吃水量不同，通过导向组件保证充电对接水平位置一致，借助无人船2螺旋桨的倒退力以及导向组件使无人船2在倒退时提升到一定高度使船尾23和岸基主体1水平位置保持一致，使得第一充电模块12与无人船2上受电端的容差较小，提高充电的稳定性。
具体地，如图1所示，导向组件包括倾斜滑道15和水平滑道16，倾斜滑道15相对水面倾斜且一端与水平滑道16连接。
具体地，如图1所示，岸基提升机构还包括固定件19，固定件19固定于岸基主体1，固定件19上设有滑槽，滑槽分别与倾斜滑道15和水平滑道16铰接以调整导向组件的高度。倾斜滑道15和水平滑道16均与滑槽的相对位置可调，实现调整倾斜滑道15和水平滑道16的高度，以保证不同吃水量的船均能在倾斜滑道15和水平滑道16上滑行，直至抬升到与第一充电模块12成功对接充电，使得无人船2上受电端的容差较小，提高充电的稳定性。
具体地，如图1所示，导向岸基18与岸基主体1上设置有漂浮体，并通过漂浮体漂浮于水面。同时漂浮体也能为无人船2提供浮力，也能起到缓冲作用，配合导向组件使无人船2能够与第一充电模块12成功对接充电。
具体地，如图1所示，漂浮体为浮筒3、浮球、浮板或浮条。
具体地，如图3所示，岸基主体1上设置有用于缓冲第一充电模块12的充电缓冲机构13。充电缓冲机构13可以保证船在撞击第一充电模块12的时候后退一定的行程，同时确保在船体吸合后有一定的阻尼。(有波浪的时候，第一充电模块12会连同充电缓冲机构13随同船轻微摆动)。
具体地，如图1所示，充电缓冲机构13包括支撑板131和缓冲件132，支撑板131固定于岸基主体1，缓冲件132一端止抵第一充电模块12背面，另一端与支撑板131连接固定。通过缓冲件132确保第一充电模块12不易被撞碎，起缓冲作用。
具体地，缓冲件132为弹簧、弹性条或弹性柱。
具体地，如图1所示，导向岸基18与岸基主体1的内侧设有用于引导无人船2入库的滚动件14，导向岸基18的外端设有缓冲条17。滚动件14用于确保无人船2转向方便以及无人船2不在岸基中心位置船体后退时引导无人船2入库。(如果没有该滚动件14无人船2在后退碰到岸基的时候船身角度会发生很大变化，倒船成功率很低)。无人船2在航行的时候可能会撞击到岸基，设置缓冲条17确保岸基和船体不会受损。
具体地，滚动件14为滚动链条。
具体地，如图1所示，第一充电模块12的下方设有电磁铁121。电磁铁121用于吸合无人船2，保证充电时的可靠性。
如图2至图3所示，一种无人船充电***，包括无人船2，以及如图1所示的无人船充电装置，无人船2的尾部设有与第一充电模块12相对应的第二充电模块21，无人船2的两侧设置有与岸基提升机构相对应的提升件22，提升件22与岸基提升机构配合提升无人船2的高度以使第二充电模块21与第一充电模块12对接充电。通过提升件22与岸基提升机构配合保证了充电对接水平位置一致，使得第一充电模块12与第二充电模块21对接成功充电，确保充电可靠。整个无人船2充电***解决了现有船舶充电需要人工操作才能充电的问题，实现了船舶能在广阔水域或者无人值守的岛屿进行作业。能实现无论水位高低，无论船舶吃水量大小均能确保船舶和第一充电模块12准确对接，并且保证充电时充电不受船体晃动的影响，充电完成后，船体能自主导航离开充电位11。
具体地，第二充电模块21与第一充电模块12通过无线充电或机械接触式充电以对无人船2充电。
具体地，第一充电模块12上设有刷块，第二充电模块21上设有刷板，刷板与刷块接触时第一充电模块12为无人船2充电。采用刷板与刷卡配合，充电高效，以确保充电可靠。
具体体，由于无人船2充电***在水域环境下使用，因此将刷板和刷块做了防锈处理。
具体地，如图2所示，无人船充电***船空载和满载都能确保竖直方向刷板刷块对接准确，充电时刷板刷块对接不受水浪影响，船可以摆动，船尾23相对固定。
具体地，如图1至图2所示，第一充电模块12的下方设有电磁铁121，第二充电模块21的下方设有与电磁铁121相对应的磁吸件211，磁吸件211与电磁铁121吸合将第二充电模块21与第一充电模块12连接固定。采用电磁铁121与铁板磁吸件211吸合可确保船在充电的时候船不会被水流等外部因素干扰导致充电失败，同时可确保第一充电模块12和第二充电模块21紧紧固定在一起，保证充电的可靠性。
具体地，磁吸件211可为铁板或铁块或其他能够与地磁铁进行吸合的金属材质。
具体地，如图2所示，无人船2的船尾23为圆弧过渡的结构，避免在倒船的时候无人船2和岸基卡阻以及船体发生很大的角度偏移。
具体地，岸基主体1和船体容差(上下左右)±10mm；
具体地，刷块中的弹簧行程为13mm左右，左右容差±15-20mm，上下容差±10-15mm；
具体地，水平位置对接不受水位影响(岸基漂浮在水面，船和岸基为同一个基准面)；
具体地，如图4所示，无人船2的充电流程为：
无人船2在湖中任意位置(A位置)停留，在接受到充电指令的时候先自主航行到B位置(距离岸基前端大约2米)后定点定向，然后航行到C位置再次定点定向，之后倒船至D位置。
无人船2在进入岸基主体1内部之后会借助螺旋桨的推力以及岸基的滑道将船尾23架空在岸基上，确保在竖直方向船和第一充电模块12对接准确。在无人船2后退到位后会由电磁铁121和铁板吸合固定以确保船充电时船不会脱离岸基主体1，同时充电缓冲机构13会减缓冲击确保第一充电模块12和第二充电模块21不会受损。
无人船2吸合好之后第一充电模块12开始给船体充电，船体晃动的时候充电板缓冲机构会起到缓冲的作用确保充电板不分离，充电不断开。
无人船2充电完成后第一充电模块12切断电源，电磁铁121切断吸力，无人船2驶出。
具体地，岸基主体1和导向岸基18是借助浮筒3漂浮在水中并固定在岸边。
与现有技术相比，本发明提供的一种无人船充电装置及***，无人船充电装置通过岸基提升机构使无人船在倒退时提升到一定高度使船尾和岸基主体水平位置保持一致，使得第一充电模块与无人船上受电端的容差较小，即保证了充电对接水平位置一致，提高充电的稳定性。整个无人船充电装置解决了现有船舶充电需要人工操作才能充电的问题，实现了船舶能在广阔水域或者无人值守的岛屿进行作业。能实现无论水位高低，无论船舶吃水量大小均能确保船舶和第一充电模块准确对接，并且保证充电时充电不受船体晃动的影响，充电完成后，船体能自主导航离开充电位。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (12)

1.一种无人船充电装置，其特征在于，包括岸基主体，所述岸基主体中部为停放无人船的充电位，所述岸基主体的两侧向外延伸有导向岸基，所述岸基主体上设有为无人船充电的第一充电模块，所述充电位两侧的岸基主体内侧设有岸基提升机构，所述岸基提升机构用于提升无人船使无人船与所述第一充电模块对接充电。
2.根据权利要求1所述的无人船充电装置，其特征在于，所述岸基提升机构包括导向组件，所述导向组件用于提升无人船使无人船与所述第一充电模块对接充电。
3.根据权利要求2所述的无人船充电装置，其特征在于，所述导向组件包括倾斜滑道和水平滑道，所述倾斜滑道相对水面倾斜且一端与所述水平滑道连接。
4.根据权利要求3所述的无人船充电装置，其特征在于，所述岸基提升机构还包括固定件，所述固定件固定于所述岸基主体，所述固定件上设有滑槽，所述滑槽分别与所述倾斜滑道和水平滑道铰接以调整所述导向组件的高度。
5.根据权利要求1所述的无人船充电装置，所述导向岸基与所述岸基主体上设置有漂浮体，并通过所述漂浮体漂浮于水面。
6.根据权利要求1所述的无人船充电装置，其特征在于，所述岸基主体上设置有用于缓冲所述第一充电模块的充电缓冲机构。
7.根据权利要求6所述的无人船充电装置，其特征在于，所述充电缓冲机构包括支撑板和缓冲件，所述支撑板固定于所述岸基主体，所述缓冲件一端止抵所述第一充电模块背面，另一端与所述支撑板连接固定。
8.根据权利要求1所述的无人船充电装置，其特征在于，所述第一充电模块的下方设有电磁铁。
9.一种无人船充电***，其特征在于，包括无人船，以及如权利要求1-8任意一项所述的无人船充电装置，所述无人船的尾部设有与所述第一充电模块相对应的第二充电模块，所述无人船的两侧设置有与岸基提升机构相对应的提升件，所述提升件与所述岸基提升机构配合提升所述无人船的高度以使第二充电模块与所述第一充电模块对接充电。
10.根据权利要求9所述的无人船充电***，其特征在于，所述第二充电模块与所述第一充电模块通过无线充电或机械接触式充电以对无人船充电。
11.根据权利要求10所述的无人船充电***，其特征在于，所述第一充电模块上设有刷块，所述第二充电模块上设有刷板，所述刷板与所述刷块接触时所述第一充电模块为所述无人船充电。
12.根据权利要求11所述的无人船充电***，其特征在于，所述第一充电模块的下方设有电磁铁，所述第二充电模块的下方设有与所述电磁铁相对应的磁吸件，所述磁吸件与所述电磁铁吸合将所述第二充电模块与所述第一充电模块连接固定。
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