CN101752822B - 一种充氮接线盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下机器人作业装置，具体地说是一种将电缆端的高、低压电信号及光纤信号转接至滑环尾线端，实现电信号转接的充氮接线盒，包括箱体、高压端子、低压端子、光纤转换接头及盖板，盖板密封于箱体上，箱体的一端安装有供电缆穿入的电缆连接器，另一端设有供滑环尾线穿入的法兰接头；在箱体的一侧分别设有充气接头、限压阀及排气口封堵；高、低压端子分别绝缘安装在箱体内，光纤转换接头安装在箱体内；穿入接线盒内部的电缆上的对应信号通过高、低压端子及光纤转换接头转接至滑环尾线。本发明具有抗氧化、腐蚀性能好，电缆固定可靠，密封效果好，接线盒密封性能好，绝缘性能高等优点。

Description

一种充氮接线盒

技术领域

本发明涉及水下机器人作业装置，具体地说是一种将电缆端的高、低压电信号及光纤信号转接至滑环尾线端，实现电信号转接的充氮接线盒。

背景技术

水下机器人是一种在水下环境中作业的机器人，水下机器人要进行水下作业时须有动力信号及控制信号，这样才能使机器人载体按照指令在水下完成相关的运动及动作。其中，电信号的传输与转换是通过高压控制柜、低压控制柜及接线盒等，并通过铠装缆将动力信号及控制信号传递至水下机器人载体，从而实现水下机器人载体完成水下的作业任务。

目前，对于水下机器人动力信号及控制信号的转换来说，普遍是采用电缆与滑环之间通过电缆接头或通过接线盒转接的方式来实现的。对于电缆与滑环之间通过电缆接头转接的方式来说，电缆接头使用寿命低，易于出现故障，可靠性差，且不能传递光纤信号，传输长度受到限制，仅适用于中小型水下机器人的作业；对于通过接线盒转接的方式来说，现有接线盒的密封性能差，特别是对于长期在船上使用的设备，外界潮湿的空气容易进入接线盒内部，致使接线盒内部的绝缘性下降，系统工作不稳定，且接线端子及接头处易氧化、腐蚀，从而降低了接线端子及接头的使用寿命，同时容易出现电器故障，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充氮接线盒，适用于动力信号及控制信号的转接进而通过电缆实现对水下机器人载体的驱动及控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括箱体、高压端子、低压端子、光纤转换接头及盖板，盖板密封于箱体上，箱体的一端安装有供电缆穿入的电缆连接器，另一端设有供滑环尾线穿入的法兰接头；在箱体的一侧分别设有充气接头、限压阀及排气口封堵；高、低压端子分别绝缘安装在箱体内，光纤转换接头安装在箱体内；穿入接线盒内部的电缆上的对应信号通过高、低压端子及光纤转换接头转接至滑环尾线。

其中：所述电缆连接器包括锁紧螺母、连接体及压紧螺塞，连接体的一端位于箱体内，另一端位于箱体外，锁紧螺母及压紧螺塞分别与连接体的两端螺纹连接；在连接体的内部沿轴向依次同轴设有密封环、压紧垫，压紧螺塞抵接于压紧垫；所述箱体的底板上设有连接条，在连接条上、上下各固接有带导轨的绝缘板，高、低压端子分别安装在两个导轨上；箱体一侧设有三个连接座，充气接头、限压阀及排气口封堵分别连接于连接座上；连接座上设有内螺纹，充气接头、限压阀及排气口封堵分别与连接座螺纹连接；充气接头、限压阀及排气口封堵的止口分别位于连接座的外表面；箱体内的侧臂上设有连接块，光纤转换接头通过光纤支架安装在连接块上；在箱体底板的两端分别设有耳座；箱体与盖板之间夹持有橡胶垫；在电缆连接器与箱体之间、充气接头与连接座之间、限压阀与连接座之间以及排气口封堵与连接座之间分别设有O型密封圈。

本发明的优点与积极效果为：

1.抗氧化、腐蚀性能好。接线盒内部充氮气，使得接线盒内部与外界空气隔绝，内部湿度小，防止对接线端子及接头的氧化、腐蚀，提高可靠性。

2.电缆固定可靠，密封效果好。电缆通过电缆连接器固定在接线盒上，通过电缆连接器内部密封环与电缆外表面的接触实现密封及轴向固定的作用。

3.接线盒密封性能好。箱体盖板与箱体间有橡胶垫密封，保证密封可靠。

4.绝缘性能高。接线端子与箱体底板之间有绝缘板，保证绝缘性能。

5.接线盒内部空间大，易于内部接线操作。

6.接线盒上有限压阀，可限制接线盒内部的最高压力值，确保接线盒的结构安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中电缆连接器的结构示意图；

其中：1为箱体，2为电缆连接器，3为耳座，4为连接条，5为高压端子，6为绝缘板，7为导轨，8为连接座，9为充气接头，10为限压阀，11为排气口封堵，12为低压端子，13为法兰，14为法兰接头，15为连接块，16为光纤支架，17为光纤转换接头，18为橡胶垫，19为盖板，20为锁紧螺母，21为连接体，22为密封环，23为压紧垫，24为压紧螺塞。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～2所示，本发明包括箱体1、高压端子5、低压端子12、光纤转换接头17及盖板19，箱体1为内部中空结构，其上平面上开有圆孔，盖板19通过该圆孔安装在箱体1的上平面上，在箱体1与盖板19之间设有橡胶垫18，以保证接线盒的密封性；箱体1的一端开有孔，电缆连接器2穿过该孔，安装在箱体1上，箱体1的另一端外侧设有法兰13，法兰13上固接有法兰接头14，两者之间设有O型密封圈，在法兰13周围的箱体1上开有与法兰13同心的工艺孔；在箱体1一侧面的外部设有三个连接座8，每一连接座8周围的箱体1上开有与连接座8同心的工艺孔，每个连接座8的连接端设有内螺纹；充气接头9、限压阀10及排气口封堵11分别与连接座8螺纹连接，充气接头9、限压阀10及排气口封堵11连接端的止口分别位于连接座8的外表面，充气接头9、限压阀10及排气口封堵11与连接座8之间分别设有O型密封圈；连接条4固接在箱体1内部底板上，连接条4上设有螺纹孔，两个绝缘板6分别上下安装在连接条4的上平面上，绝缘板6上设有螺纹孔，两个导轨7分别通过螺纹孔安装在两个绝缘板6的表面；高压端子5固接在靠近电缆连接器2一端的导轨7上，低压端子12固接在靠近法兰13端的导轨7上；连接块15固接在箱体1内部侧板上，连接块15上设有螺纹孔，光纤支架16安装在连接块15外表面上，光纤支架16开有供安装光纤转换接头17的圆孔，光纤转换接头17通过圆孔安装在光纤支架16上。

如图3所示，电缆连接器2包括锁紧螺母20、连接体21及压紧螺塞24，连接体21的一端位于箱体1内，另一端位于箱体1外，连接体21位于箱体1内的一端与锁紧螺母20螺纹连接，并通过锁紧螺母20安装在箱体1上；密封环22同轴套设在连接体21内部并抵接于连接体21内部的端面处，压紧垫23同轴套设在连接体21内部并抵接于密封环22外端面处，压紧螺塞24同轴旋合安装在连接体21位于箱体1外的一端、并抵接于压紧垫23外平面上；连接体21与箱体1之间设有O型密封圈。

电缆一端通过电缆连接器2穿入接线盒内部，通过旋合压紧螺塞24，使电缆的轴向方向得以定位；滑环尾线通过法兰接头14穿入接线盒内部，并通过接线盒内部的高压端子5、低压端子12、光纤转换接头17将电缆上对应的信号转接至滑环尾线。

在箱体1底面上设有耳座3，耳座3上开有工艺孔，便于接线盒的整体安装。

本发明具体组装如下：

利用箱体1一端的圆孔及连接体21一端的止口定位作用通过锁紧螺母20将连接体21与箱体1组装在一起；密封环22及压紧垫23沿连接体21轴向同轴套设在连接体21的内部，并通过压紧螺塞24旋合于连接体21另一端将密封环22及压紧垫23固定；法兰接头14通过法兰13上止口凸台定位作用并用螺钉固接在法兰13的端面上，在法兰13与法兰接头14之间还设有O型密封圈；充气接头9通过螺纹连接固定在下面的连接座8上，充气接头9的止口端位于该连接座8的外表面，在充气接头9与连接座8之间设有O型密封圈；限压阀10通过螺纹连接固定在中间的连接座8上，限压阀10的止口端位于该连接座8的外表面，在限压阀10与连接座8之间设有O型密封圈；排气口封堵11通过螺纹连接固定在上面的连接座8上，排气口封堵11的止口端位于该连接座8的外表面，在排气口封堵11与连接座8之间设有O型密封圈；两个绝缘板6分别通过螺钉插入螺纹孔安装在连接条4的上平面上，两个导轨7分别通过螺钉插入螺纹孔固接于两个绝缘板6的外表面；高压端子5通过其上的卡槽与靠近电缆连接器2端的导轨7连接在一起，低压端子12通过其上的卡槽与靠近法兰13端的导轨7连接在一起；利用连接块15上的螺纹孔并通过螺钉插入螺纹孔将光纤支架16与连接块15连接在一起；利用光纤支架16上的圆孔将光纤转换接头17同轴安装在光纤支架16上；电缆一端通过电缆连接器2穿入接线盒内部，通过旋合压紧螺塞24使密封环22产生弹性变形，致使密封环22与电缆外表面紧紧地连接在一起，既可以保证电缆连接器2与电缆之间的密封性，也使电缆的轴向方向得以定位；滑环尾线通过法兰接头14穿入接线盒内部，并通过接线盒内部的高压端子、低压端子、光纤转换接头将电缆上对应的高压信号、低压信号及光纤信号转接至滑环尾线端；利用箱体1上平面上的圆孔通过螺钉将橡胶垫18及盖板19与箱体1连接在一起。

本发明的工作原理为：

电缆通过电缆连接器2引入接线盒内部，通过旋合压紧螺塞24使密封环22受到轴向力的作用，从而密封环22产生弹性变形量，这样密封环22与电缆外表面紧紧地连接在一起，通过调节压紧螺塞24与连接体21的旋合长度可以控制密封环22的弹性变形量，使得密封环22与电缆外表面之间的摩擦力得以控制，这样既可以保证电缆连接器2与电缆之间的密封性，也使电缆的轴向方向得以定位；将引入接线盒内部的电缆对应的高压电信号、低压电信号、光纤信号分别通过接线盒内部的高压端子5、低压端子12、光纤转换接头17转接至滑环尾线端，并通过铠装缆将动力信号及控制信号传递至水下机器人载体，从而可以实现水下机器人载体完成水下的作业任务。利用充氮装置通过接线盒上的充气接头9向接线盒内部充氮气，通过接线盒上的排气口将接线盒内部的空气置换出去，然后用排气口封堵11将排气口封死密封，通过限压阀10设定的压力值使接线盒内部形成一定的内压，致使外界空气不能进入接线盒内部，保证接线盒内部始终保持有一定压力氮气的环境，确保接线盒内部的接线端子及接头不被空气氧化、腐蚀，提高电信号传输与转换系统的可靠性，从而保证了水下机器人系统工作的可靠性。

本发明的高、低压端子均为市购产品，高压端子购置于德国WAGO(万可)公司，型号为283-601；低压端子购置于德国WAGO公司，型号为280-901；本发明的光纤转换接头为市购产品，购置于美国TYCO(泰科)公司，型号为RS 252-8617。

Claims (9)

1.一种充氮接线盒，其特征在于：包括箱体(1)、高压端子(5)、低压端子(12)、光纤转换接头(17)及盖板(19)，盖板(19)密封于箱体(1)上，箱体(1)的一端安装有供电缆穿入的电缆连接器(2)，另一端设有供滑环尾线穿入的法兰接头(14)；在箱体(1)的一侧分别设有充气接头(9)、限压阀(10)及排气口封堵(11)；高、低压端子(5、12)分别绝缘安装在箱体(1)内，光纤转换接头(17)安装在箱体(1)内；穿入接线盒内部的电缆上的对应信号通过高、低压端子(5、12)及光纤转换接头(17)转接至滑环尾线。

2.按权利要求1所述的充氮接线盒，其特征在于：所述电缆连接器(2)包括锁紧螺母(20)、连接体(21)及压紧螺塞(24)，连接体(21)的一端位于箱体(1)内，另一端位于箱体(1)外，锁紧螺母(20)及压紧螺塞(24)分别与连接体(21)的两端螺纹连接；在连接体(21)的内部沿轴向依次同轴设有密封环(22)、压紧垫(23)，压紧螺塞(24)抵接于压紧垫(23)。

3.按权利要求1所述的充氮接线盒，其特征在于：所述箱体(1)的底板上设有连接条(4)，在连接条(4)的上下两端各固接有带导轨(7)的绝缘板(6)，高、低压端子(5、12)分别安装在两个导轨(7)上。

4.按权利要求1所述的充氮接线盒，其特征在于：所述箱体(1)一侧设有三个连接座(8)，充气接头(9)、限压阀(10)及排气口封堵(11)分别连接于连接座(8)上。

5.按权利要求4所述的充氮接线盒，其特征在于：所述连接座(8)上设有内螺纹，充气接头(9)、限压阀(10)及排气口封堵(11)分别与连接座(8)螺纹连接；充气接头(9)、限压阀(10)及排气口封堵(11)的止口分别位于连接座(8)的外表面。

6.按权利要求1所述的充氮接线盒，其特征在于：所述箱体(1)内的侧板上设有连接块(15)，光纤转换接头(17)通过光纤支架(16)安装在连接块(15)上。

7.按权利要求1所述的充氮接线盒，其特征在于：在箱体(1)底板的两端分别设有耳座(3)。 

8.按权利要求1所述的充氮接线盒，其特征在于：所述箱体(1)与盖板(19)之间夹持有橡胶垫(18)。

9.按权利要求4所述的充氮接线盒，其特征在于：在电缆连接器(2)与箱体(1)之间、充气接头(9)与连接座(8)之间、限压阀(10)与连接座(8)之间以及排气口封堵(11)与连接座(8)之间分别设有O型密封圈。 

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