本發(fā)明涉及可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于海浪-光能互補發(fā)電的水下航行器感應(yīng)充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，海洋這個擁有巨大資源的廣闊區(qū)域，必將成為許多國家競相開發(fā)和利用的領(lǐng)域以及必要的軍事戰(zhàn)略要地。同樣水下航行器(UUV)作為探索海洋的有效工具受到了各國的重視，從而得到了突飛猛進的發(fā)展。在軍事方面可用于水下探測，水下偵察和水下中繼通信與導航等。在民用方面可用于海洋環(huán)境調(diào)查、海底地形地貌勘探、失事船只搜索與打撈等。但如今的水下航行器大多采用鋰電池供電，這會導致其水下巡航時間短、充電困難、探索范圍小等缺點。同時，現(xiàn)在UUV的充電主要是返回岸基和甲板進行充電或者通過電纜進行水下濕插拔式充電。這兩種充電方式的自動化程度都較低，而且由于濕插拔所需的插拔力較大會導致接口磨損嚴重，使得充電次數(shù)有限。

在海洋里最易獲得的鋰電池能量來源是太陽能和海洋能，太陽能是最原始的能源，每年送給地球的能量達1×10¹⁸kWh，是地球上幾乎所有其他能源直接或間接的來源，而海洋能是除太陽能外分布最廣的能源，海洋能儲存巨大，全球儲量達到1.5×10¹¹kW，其中便于利用的有7×10⁹kW。但由于這兩種可再生能源發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，往往單一能源供電方式無法保證供電的可靠性和穩(wěn)定性，因此，需要采用能源互補發(fā)電的供電方式進行供電。它們之間具有天然的互補性，如天氣惡劣就會造成光照強度變?nèi)?，太陽能發(fā)電量隨之降低，但是波浪能會反而增大，隨之由波浪能產(chǎn)生的發(fā)電量就會增大，天氣晴朗時，則情況剛好相反；白天時太陽能和波浪能可以同時發(fā)電，但是晚上光照微弱，光伏板可能會停止工作，這時波浪發(fā)電就可以對其進行補充發(fā)電。這樣不僅可以提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，同時在保證同樣供電的情況下可以減少儲能蓄電池的數(shù)量，節(jié)約發(fā)電成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于海浪-光能互補發(fā)電的水下航行器感應(yīng)充電系統(tǒng)，將波浪直驅(qū)發(fā)電、漂浮式光伏發(fā)電和水下非接觸感應(yīng)充電結(jié)合在一起，有效地提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，有效地克服水下航行器續(xù)航和充電方面的缺點，并且節(jié)能高效，綠色環(huán)保，降低發(fā)電成本。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于海浪-光能互補發(fā)電的水下航行器感應(yīng)充電系統(tǒng)，包括洋面漂浮模塊、海浪發(fā)電模塊、光能發(fā)電模塊、儲能模塊及水下非接觸充電模塊；

其中，洋面漂浮模塊用于承載海浪發(fā)電模塊、光能發(fā)電模塊及儲能模塊；

海浪發(fā)電模塊通過永磁直線電機將波浪能轉(zhuǎn)化為電能輸出；

光能發(fā)電模塊通過光電反應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能輸出；

儲能模塊將海浪發(fā)電模塊及光能發(fā)電模塊輸出的交流電整流為直流電并將其存儲于蓄電池中；

水下非接觸充電模塊將蓄電池中的直流電逆變成高頻交流電，通過電磁感應(yīng)對水下航行器進行感應(yīng)充電。

作為優(yōu)選，所述洋面漂浮模塊包括內(nèi)浮筒及外浮筒，外浮筒套設(shè)在內(nèi)浮筒外側(cè)；

內(nèi)浮筒內(nèi)頂部設(shè)置有密封倉，內(nèi)浮筒內(nèi)底部設(shè)置有配重塊，且配重塊上方設(shè)置有微調(diào)倉；內(nèi)浮筒外側(cè)底部安裝有阻尼盤，且內(nèi)浮筒下端通過鉸鏈與海底的定位石連接；所述外浮筒上端設(shè)置有若干伸縮柱及兩個吊耳，且外浮筒內(nèi)設(shè)置有若干密閉腔室，包括整流倉、蓄電倉、通訊倉及配重倉。

為了盡量減小內(nèi)浮筒在垂直方向的運動速度和位移，需要通過調(diào)整內(nèi)浮筒的吃水深度(也就是重量)，使內(nèi)浮筒的固有振蕩周期遠離海洋波浪的振蕩周期。由于內(nèi)浮筒的水平面積較小，并且海洋環(huán)境下的施工難度較大，所以采用安裝微調(diào)倉的方式來進行內(nèi)浮筒吃水深度的微調(diào)節(jié)。內(nèi)浮筒的底端安裝了配重鐵塊，其作用是初步調(diào)節(jié)內(nèi)浮筒的吃水深度。兩個吊耳的作用是方便設(shè)備組裝和海試實驗投放。

所述海浪發(fā)電模塊包括圓筒型永磁直線電機，所述圓筒型永磁直線電機設(shè)置于密封倉內(nèi)；圓筒型永磁直線電機包括永磁直線電機初級及永磁直線電機次級，兩者均呈圓筒狀，永磁直線電機初級套設(shè)于永磁直線電機次級外側(cè)；永磁直線電機初級固定在密封倉內(nèi)壁上，永磁直線電機次級通過連桿與太陽能發(fā)電平臺連接固定，從而實現(xiàn)永磁直線電機次級與外浮筒的連接固定；

永磁直線電機初級包括初級鐵芯，初級鐵芯的齒槽內(nèi)嵌入有永磁體；永磁直線電機次級包括次級鐵芯及次級繞組，次級繞組纏繞在次級鐵芯的齒槽內(nèi)；連桿的一端固定于次級鐵芯頂端中心處，另一端穿過密封倉固定于太陽能發(fā)電平臺底部中心處。

海上波浪起伏會帶著內(nèi)外浮筒跟隨上下浮動，由于內(nèi)外浮筒配重質(zhì)量不同和內(nèi)浮筒所連接阻尼盤的作用，導致它們的上下浮動速度不同，彼此之間形成了相對速度和位移差。因此，永磁直線電機初級與次級之間也形成了相對速度和位移差，永磁直線電機次級繞組就會切割磁場線，感應(yīng)出電動勢從而產(chǎn)生電能。圓筒型永磁直線電機通過直驅(qū)式感應(yīng)發(fā)電直接將海浪的動能直接轉(zhuǎn)化為電能，極大地簡化了傳動結(jié)構(gòu)，有效地提高了轉(zhuǎn)化效率，且可以采用模塊化設(shè)計的方法降低其運行過程中的故障發(fā)生率。

所述光能發(fā)電模塊包括太陽能發(fā)電平臺及太陽位置跟蹤裝置，太陽能發(fā)電平臺通過伸縮柱固定于外浮筒上端，且太陽能發(fā)電平臺上鋪設(shè)有陣列式的太陽能光伏板；太陽位置跟蹤裝置用于實時跟蹤太陽的位置，通過伸縮柱來控制太陽能發(fā)電平臺的傾斜方向及角度，使太陽能板的受光面和受光強度始終處于最大狀態(tài)，同時根據(jù)最大功率跟蹤算法對整個太陽能光伏板陣列的發(fā)電效率進行實時控制，以此來保證光能發(fā)電模塊輸出功率的最大化和輸出直流電壓的平穩(wěn)性。

所述儲能模塊包括整流電路、升壓電路、蓄電池、電纜及通訊裝置，所述永磁直線電機次級繞組及太陽能光伏板各自通過整流電路和升壓電路與蓄電池相連，且蓄電池通過電纜與水下磁感應(yīng)充電平臺連接輸電；通訊裝置用于接收水下航行器發(fā)出的控制信號，控制蓄電池的輸電；蓄電池設(shè)置于蓄電倉內(nèi)，整流電路及升壓電路設(shè)置于整流倉內(nèi)，通訊裝置設(shè)置于通訊倉內(nèi)。

通過智能電能調(diào)度系統(tǒng)使整個發(fā)電系統(tǒng)(包括海浪發(fā)電模塊及光能發(fā)電模塊)在不同時間和天氣都具有非常平穩(wěn)的電能輸出，在一定程度上可以減少能量儲存設(shè)備的數(shù)量，從而大大降低發(fā)電成本，提高蓄電池的壽命。

所述水下非接觸充電模塊包括水下磁感應(yīng)充電平臺及艇身磁感應(yīng)充電裝置，且艇身磁感應(yīng)充電裝置設(shè)置于水下航行器的頂倉部分；

所述水下磁感應(yīng)充電平臺包括高頻逆變電路及磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)，艇身磁感應(yīng)充電裝置包括磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)及整流電路；磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)及磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)均呈圓筒狀，對接時磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)套設(shè)于磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)外側(cè)，兩者相適配；磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)包括磁感應(yīng)初級鐵芯及初級線圈，初級線圈纏繞在磁感應(yīng)初級鐵芯的齒槽內(nèi)；磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)包括磁感應(yīng)次級鐵芯及次級線圈，次級線圈纏繞在磁感應(yīng)次級鐵芯的齒槽內(nèi)；

蓄電池通過電纜與高頻逆變電路相連，且高頻逆變電路與初級線圈相連；次級線圈通過整流電路與水下航行器上的鋰電池相連。

高頻逆變電流作用在初級線圈上，感應(yīng)出高頻交變磁場，磁通經(jīng)過磁感應(yīng)初級鐵芯進入到磁感應(yīng)次級鐵芯中，根據(jù)法拉第定律在次級線圈上感應(yīng)出交變電壓，整流后給鋰電池充電。水下航行器與水下磁感應(yīng)充電平臺無任何直接電氣接觸，所以非常適合在水下進行能量補充。

優(yōu)選的，所述微調(diào)倉的頂部設(shè)置有連通內(nèi)浮筒外部的注水管，可以通過注水管端口向微調(diào)倉內(nèi)注水，達到進一步調(diào)節(jié)內(nèi)浮筒吃水深度的目的。

優(yōu)選的，為了進一步保證密封倉的防水密封效果，所述內(nèi)浮筒內(nèi)微調(diào)倉上方除密封倉以外的氣隙區(qū)域填充有聚氨酯泡。

優(yōu)選的，所述永磁直線電機次級鐵芯上的齒頂端均采用凸出圓弧形結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整次級鐵芯兩端的齒寬和槽寬的方法，并改變齒頂?shù)男螤?，可以較大幅度地降低永磁直線發(fā)電機的齒槽力，從而減小齒槽力對于雙浮筒漂浮式波浪發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。

優(yōu)選的，永磁直線電機初級鐵芯上的永磁體采用Halbach充磁的方式，Halbach充磁方式可以改善永磁直線發(fā)電機的氣隙磁場分布，并降低氣隙磁場的漏磁系數(shù)，從而提高永磁體的有效利用率。

優(yōu)選的，所述水下磁感應(yīng)充電平臺包括引導結(jié)構(gòu)，引導結(jié)構(gòu)呈圓筒狀，其底部設(shè)置有漏斗形凹陷；艇身磁感應(yīng)充電裝置包括對接結(jié)構(gòu)及限位結(jié)構(gòu)，兩者均呈圓筒狀，且限位結(jié)構(gòu)固定于對接結(jié)構(gòu)底部；對接時引導結(jié)構(gòu)套設(shè)于對接結(jié)構(gòu)外側(cè)，兩者相適配，且限位結(jié)構(gòu)卡在漏斗形凹陷頂部；磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)設(shè)置于引導結(jié)構(gòu)內(nèi)，磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)設(shè)置于對接結(jié)構(gòu)內(nèi)；

為了降低水下航行器和充電平臺的對接難度，在水下非接觸充電模塊中加入了輔助引導單元(即倒漏斗型圓筒對接結(jié)構(gòu))，航行器通過自身的上浮和下潛即能實現(xiàn)準確對接和機械固定，以此來降低對接難度，且長圓筒狀用以抵抗海底暗流的沖擊，使之能夠在具有比較穩(wěn)定工況情況下進行感應(yīng)充電。

優(yōu)選的，為了提高其轉(zhuǎn)化傳輸效率，所述高頻逆變電路通過電容補償電路與初級線圈相連，且高頻逆變電路受伺服控制系統(tǒng)控制；伺服控制系統(tǒng)包括電壓相位檢測電路、電壓信號采樣電路、信號調(diào)理電路、鎖相環(huán)控制電路及逆變器驅(qū)動電路，電壓相位檢測電路與電容補償電路相連，并將電壓相位信號傳給鎖相環(huán)控制電路；電壓信號采樣電路與初級線圈相連，并將采樣信號傳給信號調(diào)理電路；信號調(diào)理電路將電壓幅值信號傳給鎖相環(huán)控制電路，鎖相環(huán)控制電路通過逆變器驅(qū)動電路與高頻逆變電路相連，來實現(xiàn)對高頻逆變電路的伺服反饋控制。

由于實際上電路系統(tǒng)之間諧振頻率會隨著負載變動而改變，需要對高頻逆變電路加以反饋控制，控制方式采用能自我追蹤調(diào)整的頻率控制技術(shù)使系統(tǒng)達到諧振頻率或諧振頻率附近，即通過對電壓信號電壓幅值和相位的采集然后將其輸送給鎖相環(huán)控制電路，由鎖相環(huán)電路輸出驅(qū)動信號對逆變器的驅(qū)動電路進行控制。

優(yōu)選的，所述次級線圈通過電容補償電路與整流電路相連，且整流電路通過充電控制芯片與水下航行器上的鋰電池相連，實現(xiàn)對充電方式的控制。

優(yōu)選的，所述內(nèi)浮筒及外浮筒由超高分子量聚乙烯制成，達到抗海水腐蝕及密封的目的，且阻尼盤、支撐立柱和太陽能發(fā)電平臺由不銹鋼制成。

有益效果：本發(fā)明提供的一種基于海浪-光能互補發(fā)電的水下航行器感應(yīng)充電系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點：1、采用永不枯竭、綠色環(huán)保的能量來源，不會造成海洋環(huán)境污染，且節(jié)能高效，有效降低了發(fā)電成本；2、采用帶有自動引導功能的新型圓筒型拓撲結(jié)構(gòu)感應(yīng)充電平臺，實現(xiàn)了水下非接觸式充電，極大提高水下航行器續(xù)航和隱蔽能力；3、將波浪直驅(qū)發(fā)電、漂浮式光伏發(fā)電和水下非接觸感應(yīng)充電結(jié)合了在一起，有效地提高了供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，有效地克服了水下航行器續(xù)航和充電方面的缺點，從而擴大其在海洋探索、信息采集和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于海浪-光能互補發(fā)電的水下航行器感應(yīng)充電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中內(nèi)浮筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中外浮筒的主視圖；

圖4為本發(fā)明實施例中外浮筒的俯視圖；

圖5為本發(fā)明實施例中永磁直線電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中光能發(fā)電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例中水下非接觸充電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例中水下磁感應(yīng)充電平臺內(nèi)的電路流程圖；

圖9為本發(fā)明實施例中艇身磁感應(yīng)充電裝置內(nèi)的電路流程圖；

圖中包括：1-1、內(nèi)浮筒，1-2、外浮筒，1-101、密封倉，1-102、配重塊，1-103、微調(diào)倉，1-104、注水管，1-105、聚氨酯泡，1-106、阻尼盤，1-107、鉸鏈，1-108、定位石，1-201、伸縮柱，1-202、吊耳，2-101、永磁直線電機初級鐵芯，2-102、永磁體，2-201、永磁直線電機次級鐵芯，2-202、永磁直線電機次級繞組，2-203、連桿，3-1、太陽能發(fā)電平臺，3-2、太陽能光伏板，4-1、電纜，5-1、水下磁感應(yīng)充電平臺，5-2、艇身磁感應(yīng)充電裝置，5-101、磁感應(yīng)初級鐵芯，5-102、初級線圈，5-103、引導結(jié)構(gòu)，5-201、磁感應(yīng)次級鐵芯，5-202、次級線圈，5-203、對接結(jié)構(gòu)，5-204、限位結(jié)構(gòu)，6、水下航行器

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示為一種基于海浪-光能互補發(fā)電的水下航行器感應(yīng)充電系統(tǒng)，包括洋面漂浮模塊、海浪發(fā)電模塊、光能發(fā)電模塊、儲能模塊及水下非接觸充電模塊；

其中，洋面漂浮模塊用于承載海浪發(fā)電模塊、光能發(fā)電模塊及儲能模塊；

海浪發(fā)電模塊通過永磁直線電機將波浪能轉(zhuǎn)化為電能輸出；

光能發(fā)電模塊通過光電反應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能輸出；

儲能模塊將海浪發(fā)電模塊及光能發(fā)電模塊輸出的交流電整流為直流電并將其存儲于蓄電池中；

水下非接觸充電模塊將蓄電池中的直流電逆變成高頻交流電，通過電磁感應(yīng)對水下航行器6進行感應(yīng)充電。

本實施例中，所述洋面漂浮模塊包括內(nèi)浮筒1-1及外浮筒1-2，外浮筒1-2套設(shè)在內(nèi)浮筒1-1外側(cè)，且內(nèi)浮筒1-1及外浮筒1-2采用抗海水腐蝕的超高分子量聚乙烯制成。

如圖2所示，內(nèi)浮筒1-1內(nèi)頂部設(shè)置有密封倉1-101，內(nèi)浮筒1-1內(nèi)底部設(shè)置有配重塊1-102，且配重塊1-102上方設(shè)置有微調(diào)倉1-103；微調(diào)倉1-103的頂部設(shè)置有連通內(nèi)浮筒1-1外部的注水管1-104，且所述內(nèi)浮筒1-1內(nèi)微調(diào)倉1-103上方除密封倉1-101以外的氣隙區(qū)域填充有聚氨酯泡1-105；內(nèi)浮筒1-1外側(cè)底部安裝有阻尼盤1-106，且內(nèi)浮筒1-1下端通過鉸鏈1-107與海底的定位石1-108連接。

如圖3、4所示，所述外浮筒1-2上端設(shè)置有三個伸縮柱1-201及兩個吊耳1-202，且外浮筒1-2內(nèi)設(shè)置有若干密閉腔室，包括整流倉、蓄電倉、通訊倉及配重倉。

如圖2、5所示，所述海浪發(fā)電模塊包括圓筒型永磁直線電機，所述圓筒型永磁直線電機設(shè)置于密封倉1-101內(nèi)；圓筒型永磁直線電機包括永磁直線電機初級及永磁直線電機次級，兩者均呈圓筒狀，且永磁直線電機初級套設(shè)于永磁直線電機次級外側(cè)；永磁直線電機初級固定在密封倉1-101內(nèi)壁上，永磁直線電機次級通過連桿2-203與太陽能發(fā)電平臺3-1連接固定，從而實現(xiàn)永磁直線電機次級與外浮筒1-2的連接固定；

永磁直線電機初級包括初級鐵芯2-101，初級鐵芯2-101的齒槽內(nèi)嵌入有永磁體2-102；永磁直線電機次級包括次級鐵芯2-201及次級繞組2-202，次級繞組2-202纏繞在次級鐵芯2-201的齒槽內(nèi)；連桿2-203的一端固定于次級鐵芯2-201頂端中心處，另一端穿過密封倉1-101固定于太陽能發(fā)電平臺3-1底部中心處。

所述永磁直線電機次級鐵芯2-201的齒頂端均采用凸出圓弧形結(jié)構(gòu)，且永磁直線電機初級鐵芯2-101上的永磁體2-102采用Halbach充磁的方式。

如圖1、6所示，所述光能發(fā)電模塊包括太陽能發(fā)電平臺3-1及太陽位置跟蹤裝置，太陽能發(fā)電平臺3-1通過伸縮柱1-201固定于外浮筒1-2上端，且太陽能發(fā)電平臺3-1上鋪設(shè)有陣列式的太陽能光伏板3-2；太陽位置跟蹤裝置用于實時跟蹤太陽的位置，通過伸縮柱1-201來控制太陽能發(fā)電平臺3-1的傾斜方向及角度，根據(jù)最大功率跟蹤算法對整個太陽能光伏板3-2陣列的發(fā)電效率進行實時控制，以此來保證光能發(fā)電模塊輸出功率的最大化和輸出直流電壓的平穩(wěn)性。

本實施例中，所述阻尼盤1-106、伸縮柱1-201和太陽能發(fā)電平臺3-1由不銹鋼制成，其中阻尼盤為圓盤型，厚度為5mm，鉸鏈采用鑄鋼材料，定位石由混凝土澆鑄成正方體，重量在1噸左右。

所述儲能模塊包括整流電路、升壓電路、蓄電池、電纜4-1及通訊裝置，所述永磁直線電機次級繞組2-202及太陽能光伏板3-2各自通過整流電路和升壓電路與蓄電池相連；所述通訊裝置用于接收水下航行器6發(fā)出的控制信號，控制蓄電池的輸電；蓄電池設(shè)置于蓄電倉內(nèi)，整流電路及升壓電路設(shè)置于整流倉內(nèi)，通訊裝置設(shè)置于通訊倉內(nèi)。

如圖1、7所示，所述水下非接觸充電模塊包括水下磁感應(yīng)充電平臺5-1及艇身磁感應(yīng)充電裝置5-2，且艇身磁感應(yīng)充電裝置5-2設(shè)置于水下航行器6的頂倉部分；

所述水下磁感應(yīng)充電平臺5-1包括高頻逆變電路及磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)，艇身磁感應(yīng)充電裝置5-2包括磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)及整流電路；磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)及磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)均呈圓筒狀，對接時磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)套設(shè)于磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)外側(cè)，兩者相適配；磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)包括磁感應(yīng)初級鐵芯5-101及初級線圈5-102，初級線圈5-102纏繞在磁感應(yīng)初級鐵芯5-101的齒槽內(nèi)；磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)包括磁感應(yīng)次級鐵芯5-201及次級線圈5-202，次級線圈5-202纏繞在磁感應(yīng)次級鐵芯5-201的齒槽內(nèi)；

蓄電池通過電纜4-1與高頻逆變電路相連，且高頻逆變電路與初級線圈5-102相連；次級線圈(5-202)通過整流電路與水下航行器(6)上的鋰電池相連。

本實施例中，所述水下磁感應(yīng)充電平臺5-1包括引導結(jié)構(gòu)5-103，引導結(jié)構(gòu)5-103呈圓筒狀，其底部設(shè)置有漏斗形凹陷；艇身磁感應(yīng)充電裝置5-2包括對接結(jié)構(gòu)5-203及限位結(jié)構(gòu)5-204，兩者均呈圓筒狀，且限位結(jié)構(gòu)5-204固定于對接結(jié)構(gòu)5-203底部；對接時引導結(jié)構(gòu)5-103套設(shè)于對接結(jié)構(gòu)5-203外側(cè)，兩者相適配，且限位結(jié)構(gòu)5-204卡在漏斗形凹陷頂部；磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)設(shè)置于引導結(jié)構(gòu)5-103內(nèi)，磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)設(shè)置于對接結(jié)構(gòu)5-203內(nèi)。

如圖8所示，所述高頻逆變電路通過電容補償電路與初級線圈5-102相連，且高頻逆變電路受伺服控制系統(tǒng)控制；伺服控制系統(tǒng)包括電壓相位檢測電路、電壓信號采樣電路、信號調(diào)理電路、鎖相環(huán)控制電路及逆變器驅(qū)動電路，電壓相位檢測電路與電容補償電路相連，并將電壓相位信號傳給鎖相環(huán)控制電路；電壓信號采樣電路與初級線圈5-102相連，并將采樣信號傳給信號調(diào)理電路；信號調(diào)理電路將電壓幅值信號傳給鎖相環(huán)控制電路，鎖相環(huán)控制電路通過逆變器驅(qū)動電路與高頻逆變電路相連，實現(xiàn)其對高頻逆變電路的伺服反饋控制。

如圖9所示，所述次級線圈5-202通過電容補償電路與整流電路相連，且整流電路通過充電控制芯片與水下航行器6上的鋰電池相連，可采用混合充電方式，即先恒流再恒壓的充電方式，對鋰電池進行快速充電。

本實施例的具體實施方式如下：

發(fā)電時以海浪能和太陽能為整套裝置的能量源，采用直驅(qū)式的直線發(fā)電機直接將海浪的動能直接轉(zhuǎn)化為電能，極大簡化了傳動結(jié)構(gòu)和提高了轉(zhuǎn)化效率，同時與太陽能發(fā)電形成能量互補，實現(xiàn)全天候發(fā)電，且通過智能電能調(diào)度系統(tǒng)使整個發(fā)電系統(tǒng)(包括海浪發(fā)電模塊及光能發(fā)電模塊)在不同時間和天氣都具有非常平穩(wěn)的電能輸出。

充電時水下航行器通過自身的上浮和下潛實現(xiàn)對接結(jié)構(gòu)與引導結(jié)構(gòu)的準確對接和機械固定，而后向發(fā)出信號，當水下航行器和儲能模塊中的通訊裝置密碼配對成功后，儲能模塊就會打開輸電開關(guān)，將直流電通過水下電纜輸送到水下磁感應(yīng)充電平臺。高頻逆變電流作用在初級線圈上，感應(yīng)出高頻交變磁場，磁通經(jīng)過磁感應(yīng)初級結(jié)構(gòu)進入到磁感應(yīng)次級結(jié)構(gòu)中，根據(jù)法拉第定律在次級線圈上感應(yīng)出交變電壓，整流后給鋰電池充電。當充電完成后，水下航行器發(fā)出信號，關(guān)閉儲能模塊的輸電開關(guān)，從而停止水下磁感應(yīng)充電平臺的電能供給，然后控制水下航行器下潛而與水下磁感應(yīng)充電平臺分離。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。