[发明专利]一种用于水下无线充电的机器人系统

摘要

一种用于水下无线充电的机器人系统，涉及水下无线充电系统。设有机器人系统、供电基站发射端和水下设备端；机器人系统包括接收端、发射端、控制器、收发器和水下激光对准装置；接收端包括第一接收线圈、接收匹配网络、整流滤波模块和供电电池；发射端包括供电电池、交流转换电路、发射匹配网络和第二发射线圈；供电基站发射端包括供电网络、AC‑DC开关电源、全桥高频逆变模块、供电匹配网络、第一发射线圈和驱动电路；水下设备端包括第二接收线圈、水下匹配网络、整流滤波模块和电池。通过基于磁共振的无线能量传输模块实现无线充电。机器人系统作为供电端，内置大容量电池作为供电源，通过机器人运往需要供电的设备端进行供电。

主权项

一种用于水下无线充电的机器人系统，其特征在于设有机器人系统、供电基站发射端和水下设备端；所述机器人系统包括接收端、发射端、控制器、收发器和水下激光对准装置；所述收发器为GPS定位器，用于接收需要充电的设备端发送的位置信息，并将信息传送给控制器，控制器对所接收的信息进行分析、处理，控制机器人的动作系统，从而行驶到达设备端；所述收发器同时将机器人所处位置信息发送给供电基站，以供基站对机器人位置实时监控；水下激光对准装置用于水下机器人与供电基站或水下设备接近时对准接触，所述接收端、发射端、控制器、收发器和水下激光对准装置安装于机器人系统内部；所述接收端包括第一接收线圈、接收匹配网络、整流滤波模块和供电电池；所述接收匹配网络与第一接收线圈产生谐振；第一接收线圈与第一发射线圈通过磁共振感应耦合得到第一发射线圈的信号，并转换成交流电；交流电经由整流滤波模块转换成直流电，给供电电池充电；所述发射端包括供电电池、交流转换电路、发射匹配网络和第二发射线圈；所述交流转换电路连接至电池，交流转换电路经过发射匹配网络与第二发射线圈相连；所述交流转换电路包括DC‑DC转换电路、高频逆变电路、驱动电路；所述交流转换电路用于将电池输出的直流电压转换成高频交流，传输给第二发射线圈；所述第二发射线圈经交流转换电路与供电电池连接，所述供电电池在供电基站时存储满电量，在水下设备端需要供电时，由机器人运往目的地给水下设备端供电；所述供电基站发射端包括供电网络、AC‑DC开关电源、全桥高频逆变模块、供电匹配网络、第一发射线圈和驱动电路；所述供电网络与AC‑DC开关电源连接，AC‑DC开关电源与全桥高频逆变模块相连，第一发射线圈通过供电匹配网络连接至AC‑DC开关电源输出端；所述驱动电路用于产生频率的驱动信号以驱动全桥高频逆变模块；供电匹配网络采用补偿电容和电感与第一发射线圈产生谐振；所述水下设备端包括第二接收线圈、水下匹配网络、整流滤波模块和电池；第二接收线圈与第二发射线圈通过磁共振感应耦合得到交流信号，交流信号经过整流滤波模块转换成直流电给电池供电。