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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明提供了一种框架式自主水下航行器对接充电装置及充电方法，在综合考虑框架式自主水下航行器对接和充电过程，对对接结构和对接方案进行优化，通过半开口的对接充电装置结构、左右对称倒圆渐收结构的设计以及辅助定位组件的介入，在保证对接精度的前提下简化了框架式自主水下航行器端在对接工作中的工作量，避免了在框架式自主水下航行器上安装额外的对接装置对框架式自主水下航行器运载能力和流体特性的影响。同时，设计了包含可变形介质储囊和绝缘介质充放组件的发射端耦合器结构，在框架式自主水下航行器对接完成后，储囊充油充气排开耦合器间隙内的海水，避免涡流损耗，提高系统效率。

主权项：1.一种框架式自主水下航行器对接充电装置，其特征在于：包括充电基座、无线充电单元以及辅助定位对心单元；所述充电基座为半开口结构，其上表面设置有便于框架式自主水下航行器驶入的对接空间；该对接空间由充电基座底面、前端面和相对的两个侧面围合构成，并且相对的两个侧面与底面形成对称的倒圆渐收结构；所述无线充电单元包括发射端耦合器、发射端控制舱、接收端耦合器以及接收端控制舱；所述发射端控制舱和发射端耦合器自下而上设置在充电基座底面上；所述接收端控制舱和接收端耦合器自上而下设置在框架式自主水下航行器的底部；所述发射端耦合器包括原边壳体、设置在原边壳体内的原边线圈和原边铁氧体磁芯；其中，原边铁氧体磁芯铺设在原边线圈下方；原边壳体的上端设有可变形介质储囊，下端设有绝缘介质充放组件；所述绝缘介质充放组件用于向所述可变形介质储囊中充入绝缘介质使其产生形变以在接收端耦合器和发射端耦合器对接后排出耦合区的海水，以及在充电结束后将所述可变形介质储囊中的绝缘介质排出使其恢复形变；所述辅助定位对心单元包括声学信标、光学信标以及辅助定位组件；所述声学信标与设置在框架式自主水下航行器上的声学信标相配合，用于供框架式自主水下航行器远距离识别充电基座；所述光学信标包括光学探照灯信标和发光Aruco二维码信标，分别与设置在框架式自主水下航行器上的光学摄像头相配合，用于供框架式自主水下航行器分别近距离识别充电基座和超近距离识别充电基座；其中，接收端耦合器与光学摄像头之间的距离D1和发射端耦合器与发光Aruco二维码信标之间的距离D2相同；接收端耦合器与框架式自主水下航行器头部之间的距离D3和发射端耦合器与充电基座前端面之间的距离D4相同；所述辅助定位组件包括辅助定位水道和辅助桨叶；所述辅助定位水道贯通开设在充电基座的前端，其中部竖截面与充电装置中部竖截面共面；所述辅助桨叶安装在所述辅助定位水道中；所述发射端控制舱与所述声学信标、光学信标、辅助桨叶、发射端耦合器以及绝缘介质充放组件电性连接，用于接收声学信标的距离消息，以及控制光学信标、辅助桨叶、发射端耦合器和绝缘介质充放组件的工作状态，其表面设置有水密接插件，通过水密电缆与外部供电电源电性连接。

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