水下无线充电设备工作环境模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种环境模拟装置，尤其涉及一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，属于水下无线充电设备工作环境模拟装置的生产制造技术领域。


背景技术：

2.随着水下世界探索研究的深入，潜航器具、水下机器人等水下作业器具得到了快速的发展。
3.潜航器具、水下机器人等水下作业器具进行水下作业时，能源供应是其维持续航能力、保证水下作业任务顺利完成的前提。
4.现有技术中，潜航器具、水下机器人等水下作业器具进行水下作业时，通常是以可充电电池提供的电力作为主要的能源来源，因此，发展水下无线充电设备，为水下作业器具在水下及时补充能源，是保证水下作业器具维持续航能力、保证水下作业任务顺利完成、促进水下作业器具发展的一项重大课题。
5.由于水下环境特殊，温度、压力与水面上的情况相差巨大；此外，水质情况，特别是水中的盐分等，也会对充电设备及其性能造成巨大的影响，因此，对水下充电设备必须进行特殊的检测和试验，才能确保其满足水下的工作环境并保证其水下的工作性能。
6.而对水下充电设备进行检测和试验，水下无线充电设备工作环境模拟装置是必不可少的装备之一，然而，现有的水下无线充电设备工作环境模拟装置还存在着诸多的不足，诸如：设备比较简陋、自动化控制程度不高、对真实的水下环境模拟程度有限、无法真实还原水下的工况、且装置的安全性能不足、还存在着不少安全隐患等，导致现有装置还无法满足水下无线充电设备的检测需要。


技术实现要素：

7.为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，目的在于：
8.通过本实用新型提供一种自动化控制程度高、能够较为真实模拟水下环境和水下工况、且安全可靠的水下无线充电设备工作环境模拟装置，满足水下无线充电设备的检测需要，促进水下无线充电设备和水下作业器具的发展。
9.为达上述目的，本实用新型提供如下的技术方案。
10.一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，用以包括水下无线充电发射装置和水下无线充电接收装置的水下无线充电设备在水下工作环境中的工况及性能检测，所述的水下无线充电设备工作环境模拟装置具体包括：
11.水下环境模拟舱、空气加压系统和控制系统；
12.所述水下环境模拟舱包括压力舱和舱盖；
13.所述压力舱的顶部开口，所述压力舱的开口部用于取放被检的所述水下无线充电设备，且所述压力舱的底部能够容置所述水下无线充电设备；
14.所述舱盖设置在所述压力舱的顶部并用以封闭所述压力舱的开口部，所述舱盖上安装有单向进气电磁阀、单向出气电磁阀、压力传感器、温度传感器、照明灯具、摄像机、以及用于连接被检所述水下无线充电设备的缆线；
15.所述单向进气电磁阀与所述单向出气电磁阀分别用于对所述水下环境模拟舱进行充气加压和排气撤压；
16.所述压力传感器和所述温度传感器分别用于对所述水下环境模拟舱的内部进行舱内压力和舱内温度的检测；
17.所述照明灯具用于对所述水下环境模拟舱的内部进行照明；
18.所述摄像机用于对所述水下环境模拟舱的内部进行影像拍摄及影像传输；
19.所述空气加压系统通过管路与所述单向进气电磁阀连接导通，并通过所述单向进气电磁阀对所述水下环境模拟舱进行充气加压；
20.所述控制系统分别与所述空气加压系统、所述单向进气电磁阀、所述单向出气电磁阀、所述压力传感器、所述温度传感器、所述照明灯具和所述摄像机连接，分别接受所述压力传感器、所述温度传感器所感知的压力信息和温度信息以及所述摄像机所获得的影像信息，并分别控制所述空气加压系统、所述单向进气电磁阀、所述单向出气电磁阀和所述照明灯具以及所述摄像机的工作。
21.进一步的：
22.用于连接被检所述水下无线充电设备的所述缆线、以及连接所述压力传感器、所述温度传感器、所述照明灯具和所述摄像机的各种线束皆通过设置在所述舱盖上的穿线螺栓穿越所述舱盖进入所述压力舱内，且
23.所述缆线与所述线束通过所述穿线螺栓时皆用涂胶进行密封。
24.进一步的：
25.所述舱盖与所述压力舱通过螺栓进行连接，且所述舱盖与所述压力舱之间的连接面上还设置有密封圈。
26.进一步的：
27.所述压力舱与所述舱盖的连接面上设置有压力舱密封槽，所述舱盖与所述压力舱的连接面上设置有与所述压力舱密封槽对应的舱盖密封槽，所述密封圈设置在所述压力舱密封槽与所述舱盖密封槽之间。
28.进一步的：
29.所述控制系统包括中央控制模块、压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块、用户界面模块，其中：
30.所述中央控制模块分别控制所述压力控制模块、所述安全防护模块、所述图像采集与处理模块和所述用户界面模块的工作；
31.所述压力控制模块用于感知所述压力传感器所获得的所述水下环境模拟舱内的压力信息，并通过控制所述空气加压系统、所述单向进气电磁阀和所述单向出气电磁阀的工作对所述水下环境模拟舱内的气体压力进行调控；
32.所述安全防护模块用于感知所述压力传感器和所述温度传感器感知所获得的所述水下环境模拟舱内的压力和温度信息，并通过与所述压力控制模块、所述图像采集与处理模块进行信息交互后再通过所述用户界面模块显示安全防护警示信息；
33.所述图像采集与处理模块用于控制和调节所述摄像机和所述照明灯具的工作，并通过所述用户界面模块显示所获取的所述水下环境模拟舱的内部影像信息；
34.所述用户界面模块用于将用户对所述水下环境模拟舱的控制要求发送至所述中央控制模块并由所述中央控制模块控制所述压力控制模块、所述安全防护模块、所述图像采集与处理模块执行所述控制要求，并呈现所述压力控制模块、所述安全防护模块、所述图像采集与处理模块执行所述控制要求后所获取的数据信息及影像信息。
35.进一步的，所述水下环境模拟舱其能够承受的工作压力不小于4mpa。
36.进一步的，所述的水下无线充电设备工作环境模拟装置，还包括：
37.栅栏或护围；
38.所述栅栏或所述护围用于围圈所述水下环境模拟舱以及所述空气加压系统以形成水下无线充电设备模拟工作环境的危险作业警示区域；
39.所述栅栏或所述护围上还设置有安全门，所述安全门用于所述危险作业警示区域人员及设备的进出，且所述安全门由所述控制系统控制。
40.进一步的：
41.所述控制系统包括中央控制模块、压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块、用户界面模块，其中：
42.所述中央控制模块分别控制所述压力控制模块、所述安全防护模块、所述图像采集与处理模块和所述用户界面模块的工作；
43.所述安全防护模块用于感知所述压力传感器和所述温度传感器所获得的所述水下环境模拟舱内的压力和温度信息，并通过与所述压力控制模块、所述图像采集与处理模块进行信息交互后再通过所述用户界面模块显示安全防护警示信息，且所述安全防护模块根据预先设定的控制程序对所述安全门进行开关控制，其中包括危险情况下关闭所述安全门。
44.进一步的：
45.所述的水下无线充电设备工作环境模拟装置，还包括，进水阀和出水阀；
46.所述进水阀设置在所述压力舱的上部，用于向所述压力舱的内部注入水下无线充电设备工作区域的模拟水样；
47.所述出水阀设置在所述压力舱的底部，用于向外排出所述压力舱内部的所述模拟水样。
48.进一步的：
49.所述进水阀与所述出水阀皆为电磁阀，且所述进水阀和所述出水阀分别与所述控制系统中的中央控制模块连接，并在所述中央控制模块的控制下打开或关闭。
50.与现有技术相比，本实用新型的有益效果及其进步在于：
51.1)本实用新型提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，包括了水下环境模拟舱、空气加压系统和控制系统，其中，水下环境模拟舱包括了压力舱和舱盖，舱盖设置在压力舱的顶部并安装有单向进气电磁阀、单向出气电磁阀、压力传感器、温度传感器、照明灯具、摄像机、以及用于连接被检所述水下无线充电设备的缆线，压力传感器和温度传感器用于对水下环境模拟舱的内部进行舱内压力和舱内温度的检测，照明灯具用于对水下环境模拟舱的内部进行照明，摄像机用于对水下环境模拟舱的内部进行影像拍摄及影像传
输，空气加压系统通过管路与单向进气电磁阀连接导通，控制系统分别与空气加压系统、单向进气电磁阀、单向出气电磁阀、压力传感器、温度传感器、照明灯具和摄像机连接，接受压力信息和温度信息以及影像信息，并控制空气加压系统、单向进气电磁阀、单向出气电磁阀和照明灯具以及摄像机的工作；
52.2)本实用新型提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置，自动化控制程度高、能够较为真实模拟水下环境和水下工况且安全可靠，能够满足水下无线充电设备的检测需要，促进水下无线充电设备和水下作业器具的发展；
53.3)本实用新型提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置，新颖独特、结构简单紧凑、使用方便、工作可靠且安全性高，因此，极具推广和应用价值。
附图说明
54.为更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型的实施例所需使用的附图作一简单介绍。
55.显而易见地：
56.下面描述中的附图仅是本实用新型中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本实用新型实施例所需使用的附图之内。
57.图1为本实用新型实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置的布局示意图；
58.图2为本实用新型实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置其水下环境模拟舱的结构示意图；
59.图3为本实用新型实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置其控制系统的结构示意框图。
60.图中：
61.101-水下无线充电发射装置、102-水下无线充电接收装置；
62.100-水下环境模拟舱；
63.110-压力舱，111-进水阀、112-出水阀；
64.120-舱盖，121-单向进气电磁阀、122-单向出气电磁阀、123-压力传感器、124-温度传感器、125-照明灯具、126-摄像机、127-缆线、128-穿线螺栓；
65.130-螺栓；
66.140-密封圈；
67.200-空气加压系统；
68.300-控制系统；
69.401-栅栏/护围、402-安全门。
具体实施方式
70.为使本实用新型实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本实用新型实施例中所提供的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所有描述的这些实施例仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实
施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
71.需要说明的是：
72.本实用新型的说明书和权利要求书以及本实用新型实施例附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同对象，而非用于描述特定的顺序；
73.此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
74.需要理解的是：
75.在本实用新型实施例的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示性方位或位置用词，仅为基于本实用新型实施例附图所示的方位或位置关系，是为了便于描述本实用新型的实施例和简化说明，而不是指示或暗示所述的装置或元件必须具有的特定方位、特定的方位构造和操作，因此，不能理解为是对本实用新型的限制。
76.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，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实用新型中的具体含义。
77.还需要说明的是：
78.以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
79.下面，以具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。
80.实施例
81.本实施例提供一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，用以包括水下无线充电发射装置和水下无线充电接收装置在内的水下无线充电设备在水下工作环境中的工况及性能检测。
82.如图1本实用新型实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置的布局示意图所示：
83.本实施例提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置具体包括：水下环境模拟舱100、空气加压系统200和控制系统300。
84.如图2本实用新型实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置其水下环境模拟舱的结构示意图所示：
85.水下环境模拟舱100包括压力舱110和舱盖120；
86.压力舱110的顶部开口，压力舱110的开口部用于取放被检的括水下无线充电发射装置101和水下无线充电接收装置102在内的水下无线充电设备，且压力舱110的底部能够容置水下无线充电设备；
87.舱盖120设置在压力舱110的顶部并用以封闭压力舱110的开口部，舱盖120上安装有单向进气电磁阀121、单向出气电磁阀122、压力传感器123、温度传感器124、照明灯具
125、摄像机126、以及用于连接被检水下无线充电设备的缆线127；
88.单向进气电磁阀121与单向出气电磁阀122分别用于对水下环境模拟舱100进行充气加压和排气撤压；
89.压力传感器123和温度传感器124分别用于对水下环境模拟舱100的内部进行舱内压力和舱内温度的检测；
90.照明灯具125用于对水下环境模拟舱100的内部进行照明；
91.摄像机126用于对水下环境模拟舱100的内部进行影像拍摄及影像传输。
92.结合图1、图2，并从图3本实用新型实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置其控制系统的结构示意框图中可以看到：
93.空气加压系统200通过管路与单向进气电磁阀121连接导通，并通过单向进气电磁阀121对水下环境模拟舱100进行充气加压；
94.控制系统300分别与空气加压系统200、单向进气电磁阀121、单向出气电磁阀122、压力传感器123、温度传感器124、照明灯具125和摄像机126连接，分别接受压力传感器123、温度传感器124所感知的压力信息和温度信息以及摄像机126所获得的影像信息，并分别控制空气加压系统200、单向进气电磁阀121、单向出气电磁阀122和照明灯具125以及摄像机126的工作。
95.从上述描述中，可以看出：
96.本实施例提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，包括了水下环境模拟舱、空气加压系统和控制系统，其中，水下环境模拟舱包括了压力舱和舱盖，舱盖设置在压力舱的顶部并安装有单向进气电磁阀、单向出气电磁阀、压力传感器、温度传感器、照明灯具、摄像机、以及用于连接被检所述水下无线充电设备的缆线，压力传感器和温度传感器用于对水下环境模拟舱的内部进行舱内压力和舱内温度的检测，照明灯具用于对水下环境模拟舱的内部进行照明，摄像机用于对水下环境模拟舱的内部进行影像拍摄及影像传输，空气加压系统通过管路与单向进气电磁阀连接导通，控制系统分别与空气加压系统、单向进气电磁阀、单向出气电磁阀、压力传感器、温度传感器、照明灯具和摄像机连接，接受压力信息和温度信息以及影像信息，并控制空气加压系统、单向进气电磁阀、单向出气电磁阀和照明灯具以及摄像机的工作。
97.本实用新型可模拟多种水下工作环境，包括深海环境，可用于多种水下无线充电设备，其中包括深海无线充电装备的开发研制以及测试检验时的应用，使用时，在水下环境模拟舱内先放入被检的水下无线充电设备，然后在水下环境模拟舱内放入水下无线充电设备工作水域的模拟水样，其中可以包括海水，将模拟水样没过被检的水下无线充电设备，在完成水下环境模拟舱的密封后充入高压气体，即可模拟出水下无线充电设备工作时的水下高压环境。
98.通过控制系统可以对空气加压系统、水下环境模拟舱内安装的照明灯具、摄像机等执行机构进行控制，还可及时获取水下环境模拟舱内部的状态信息，包括压力传感器、温度传感器收集到的压力及温度信息，以及摄像机获取的影像信息。
99.完成水下无线充电设备的测试之后，通过控制系统可以打开单向出气电磁阀排出高压气体，解除水下环境模拟舱的高压工作状态，然后打开水下环境模拟舱的舱盖，排出模拟水样后，即可取出被检的水下无线充电设备，完成相关作业。
100.进一步的，从图2中可以看出，本实施例中：
101.用于连接被检水下无线充电设备的缆线127、以及连接压力传感器123、温度传感器124、照明灯具125和摄像机126的各种线束(图中未示出)皆通过设置在舱盖120上的穿线螺栓128穿越舱盖120进入压力舱110内，且
102.缆线127与线束(图中未示出)通过穿线螺栓128时皆用涂胶进行密封。
103.如此设计，一方面可确保水下环境模拟舱的密封性能，另一方面，可以方便缆线和线束的拆装。
104.进一步的，从图2中还可以看出，本实施例中：
105.舱盖120与压力舱110通过螺栓130进行连接，且舱盖120与压力舱11之间的连接面上还设置有密封圈140。
106.作为进一步的的优化，从图2中还可以看出，本实施例中：
107.压力舱110与舱盖120的连接面上设置有压力舱密封槽，舱盖120与压力舱110的连接面上设置有与压力舱密封槽对应的舱盖密封槽，密封圈140设置在压力舱密封槽与舱盖密封槽之间。
108.压力舱与舱盖之间通过螺栓连接既可确保水下环境模拟舱的密封性能，同时也方便连接；而进一步在舱盖与压力舱之间的连接面上设置密封圈，且在压力舱与舱盖的连接面上设置压力舱密封槽，在舱盖与压力舱的连接面上设置与压力舱密封槽对应的舱盖密封槽，密封圈设置在压力舱密封槽与舱盖密封槽之间，则可进一步有效提高水下环境模拟舱的密封性能，获得更好的水下环境模拟效果。
109.进一步的，从图3中可以更清楚地看出，本实施例中：
110.控制系统300包括中央控制模块、压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块、用户界面模块，其中：
111.中央控制模块分别控制压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块和用户界面模块的工作；
112.压力控制模块用于感知压力传感器所获得的水下环境模拟舱内的压力信息，并通过控制空气加压系统、单向进气电磁阀和单向出气电磁阀的工作对水下环境模拟舱内的气体压力进行调控；
113.安全防护模块用于感知压力传感器123和温度传感器124感知所获得的水下环境模拟舱100内的压力和温度信息，并通过与压力控制模块、图像采集与处理模块进行信息交互后再通过用户界面模块显示安全防护警示信息；
114.图像采集与处理模块用于控制和调节摄像机126和照明灯具125的工作，并通过用户界面模块显示所获取的水下环境模拟舱100的内部影像信息；
115.用户界面模块用于将用户对水下环境模拟舱100的控制要求发送至中央控制模块并由中央控制模块控制压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块执行控制要求，并呈现压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块执行控制要求后所获取的数据信息及影像信息。
116.通过上述描述，可以看出：
117.本实施例提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置，可以通过控制系统方便地将用户对水下环境模拟舱的控制要求发送至中央控制模块并由中央控制模块控制压力控
制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块执行控制要求，同时将用户所关心的数据呈现出来，实现方便、高效的人机交互。
118.为满足多种水下环境的模拟需要，本实施例中的水下环境模拟舱100其能够承受的工作压力应不小于4mpa。
119.进一步的，从图1及图3中还可看出，作为一种有效的安全防护措施，本实施例提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置，还包括：
120.栅栏/护围401；
121.栅栏/护围401用于围圈水下环境模拟舱100以及空气加压系统200以形成水下无线充电设备模拟工作环境的危险作业警示区域；
122.栅栏/护围401上还设置有安全门402，安全门402用于危险作业警示区域人员及设备的进出，且安全门402由控制系统300控制。
123.作为进一步的优化，如图3所示，本实施例中：
124.控制系统300包括中央控制模块、压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块、用户界面模块，其中：
125.中央控制模块分别控制压力控制模块、安全防护模块、图像采集与处理模块和用户界面模块的工作；
126.安全防护模块用于感知压力传感器123和温度传感器124所获得的水下环境模拟舱100内的压力和温度信息，并通过与压力控制模块、图像采集与处理模块进行信息交互后再通过用户界面模块显示安全防护警示信息，且安全防护模块根据预先设定的控制程序对安全门402进行开关控制，其中包括危险情况下关闭安全门402。
127.如此设计，可醒目地将本实施例提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置中的危险工作区域标示出来，并对危险区域进行有效的隔离，避免水下无线充电设备工作环境模拟装置工作时因出现的误操作等造成危险，而只有当水下环境模拟舱内的压力处于安全范围之后，才能打开安全门，让相关人员进入危险区域执行后续操作，以此确保安全。
128.进一步的，如图2所示，作为一种优化：
129.本实施例提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置中，还包括了进水阀111和出水阀112；
130.进水阀111设置在压力舱110的上部，用于向压力舱110的内部注入水下无线充电设备工作区域的模拟水样；
131.出水阀112设置在压力舱110的底部，用于向外排出压力舱110内部的模拟水样。
132.设置了进水阀和出水阀后，可以进一步方便水下环境模拟舱的使用，减轻试验时的工作强度，提高工作效率。
133.作为进一步的优化，本实施例中：
134.进水阀111与出水阀112皆采用电磁阀，且进水阀111和出水阀112分别与控制系统300中的中央控制模块连接，并在中央控制模块的控制下打开或关闭。
135.如此，可实现进水阀与出水阀的自动控制，从而进一步方便水下环境模拟舱的使用，减轻试验时的工作强度，提高工作效率。
136.综上所述，可以看出：
137.首先，本实用新型提供的一种水下无线充电设备工作环境模拟装置，通过水下环
境模拟舱、空气加压系统和控制系统，可以模拟多种水下工作环境，为多种水下无线充电设备提供开发研制以及测试检验的实验平台；
138.其次，本实用新型提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置，自动化控制程度高、能够较为真实模拟水下环境和水下工况且安全可靠，满足水下无线充电设备的检测需要，促进水下无线充电设备和水下作业器具的发展；
139.再次，本实用新型提供的水下无线充电设备工作环境模拟装置，新颖独特、结构简单紧凑、使用方便、工作可靠且安全性高，因此，极具推广和应用价值。
140.在上述说明书的描述过程中：
141.术语“本实施例”、“本实用新型实施例”、“如
……
所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述，意指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实用新型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是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；
142.此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。
143.最后应说明的是：
144.以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非是对其的限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本实用新型所要求保护的范围。