CN102364818A - 深海非接触式电能传输的封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了深海非接触式电能传输的封装结构，现有技术不能很好的应对深海的恶劣环境以及如何方便水下机器人操作。本发明装置包括初级耦合接头和次级耦合接头：初级耦合接头设计有磁芯腔体、控制腔体和卡钩槽；次级耦合接头设计有磁芯腔体、控制腔体、导向板和卡钩机构。在两个接头外部有初次级对接机构，当初次级耦合接头同轴对接后，对接面左右两个磁芯腔体内的磁芯正确耦合，传输电能，传输结束后对接机构断开。本发明设计有合理的密封结构，并由水密接插件连接水下电缆，可应对深海中高压、强腐蚀的极端环境；结构稳定可靠，不易受海水扰动影响内部系统；插拔形式简单，非常适合用水下机器人进行对接操作；使用寿命长。

Description

深海非接触式电能传输的封装结构

技术领域

    本发明属于深海机电封装技术领域，涉及一种满足深海环境下非接触式电能传输的封装结构，适用于水下机器人操作。

背景技术

深海中电能传输电缆相连接的方式主要有接触式和非接触式两种，接触式即所谓的湿拔插接头，依然是通过导体之间的相互接触实现电缆连接的，此类接头价格昂贵，使用寿命短，并且需要水下机器人进行复杂的插拔操作，实现难度大；而利用电磁感应原理，则实现了电能的非接触式传输，中国专利水下电能传输非接触式连接装置（公开号CN 101667778A）和水下电能与信号传输非接触式连接装置（公开号CN 101667777A）实现了电能和电信号的非接触式传输，由于无接触，所以这种电能传输方式可靠性高、使用寿命长，但上述专利没有深入研究可靠的外部封装来应对深海的恶劣环境以及如何方便水下机器人操作。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种深海非接触式电能传输的封装结构。

本发明解决技术问题所采取的具体技术方案是：

本发明封装结构包括初级耦合接头和次级耦合接头。

初级耦合接头具体包括初级端面压环、初级套筒、初级磁芯密封圈、初级磁芯支撑架、初级磁芯、卡钩槽、初级外壳、初级控制电路板、初级电路板安装孔、初级端盖密封圈、初级端盖和初级水密接插件。

初级水密接插件与初级端盖螺纹连接，初级端盖开有密封槽，密封槽中放置初级端盖密封圈，初级端盖通过均布螺钉安装在初级外壳控制腔端部，初级控制电路板固定在初级电路板安装孔上；初级磁芯支撑架呈凸形结构，放置在初级外壳的磁芯腔内，初级套筒放置于初级磁芯支撑架的凸台上，初级端面压环放置于初级套筒上，初级端面压环与初级外壳通过均布螺钉固定，初级磁芯安装在初级磁芯支撑架的磁芯腔内，初级磁芯支撑架上开有密封槽，密封槽中放置初级磁芯密封圈，初级外壳上开有卡钩槽，用于与次级耦合接头的对接。

次级耦合接头包括次级水密接插件，次级端盖，次级控制电路板、次级外壳、压缩弹簧、卡钩支架、轴、卡钩、次级端盖密封圈、级电路板安装孔、次级磁芯支撑架、次级磁芯、次级磁芯密封圈、次级套筒、次级端面压环和导向板。

次级水密接插件与次级端盖螺纹连接，次级端盖开有密封槽，密封槽中放置次级端盖密封圈，次级端盖通过均布螺钉安装在次级外壳的控制腔端部，次级控制电路板固定在次级电路板安装孔上；次级磁芯支撑架呈凸形结构，放置在次级外壳的磁芯腔内，次级套筒放置于次级磁芯支撑架的凸台上，次级端面压环放置于次级套筒上，次级端面压环与次级外壳通过均布螺钉固定，次级磁芯安装在次级磁芯支撑架的磁芯腔内，次级磁芯支撑架上开有密封槽，密封槽中放置次级磁芯密封圈，卡钩通过轴以旋转副的形式安装在卡钩支架上，卡钩支架通过螺钉安装在次级外壳上，卡钩的尾部和次级外壳的弹簧槽之间放置有压缩弹簧，导向板设计有导向斜面，安装在次级外壳上。

对接时，初级耦合接头的初级外壳对准次级耦合接头的导向板，导向板设计有导向斜面；初级耦合接头和次级耦合接头对接后，卡钩卡在初级外壳的卡钩槽中，压缩弹簧放置在次级外壳弹簧槽内，通过弹簧力保证卡钩与卡钩槽紧密配合。

断开时，按下卡钩的尾部，卡钩将绕轴翘起，初级耦合接头和次级耦合接头之间没有任何物理连接，二者自然分开。

为应对深海下的极端环境，采用了钛合金耐腐蚀性材料，同时设计了合理的密封结构，保证对接接头密封性良好，耐海水腐蚀。

本发明的有益效果：

本发明作为深海环境下非接触式电能传输的封装结构，可以为非接触式电能传输提供良好的密封环境，耐海水腐蚀，并且操作便捷，连接可靠，可利用水下机器人进行快速插拔，使用寿命长。

附图说明

图1是深海环境下非接触式电能传输的封装结构的装配图。

图中：1-次级水密接插件，2-次级端盖，3-次级控制电路板，4-次级外壳，5-压缩弹簧，6-卡钩支架，7-轴，8-卡钩，9-初级端面压环，10-初级套筒，11-初级磁芯密封圈，12-初级磁芯支撑架，13-初级磁芯，14-次级端盖密封圈，15-次级电路板安装孔，16-次级磁芯支撑架，17-次级磁芯，18-次级磁芯密封圈，19-次级套筒，20-次级端面压环，21-导向板，22-卡钩槽，23-初级外壳，24-初级控制电路板，25-初级电路板安装孔，26-初级端盖密封圈，27-初级端盖，28-初级水密接插件。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明：

如图1所示，本发明涉及的深海环境下非接触式电能传输的封装结构包括初级耦合接头和次级耦合接头；

初级耦合接头包括初级端面压环9，初级套筒10，初级磁芯密封圈11，初级磁芯支撑架12，初级磁芯13，卡钩槽22，初级外壳23，初级控制电路板24，初级电路板安装孔25，初级端盖密封圈26，初级端盖27，初级水密接插件28。

初级水密接插件28与初级端盖27螺纹连接，初级端盖27开有密封槽，密封槽中放置初级端盖密封圈26，初级端盖27通过均布螺钉安装在初级外壳23控制腔端部，初级控制电路板24固定在初级电路板安装孔25上；初级磁芯支撑架12呈凸形结构，放置在初级外壳23的磁芯腔内，初级套筒10放置于初级磁芯支撑架12的凸台上，初级端面压环9放置于初级套筒10上，初级端面压环9与初级外壳23通过均布螺钉固定，初级磁芯13安装在初级磁芯支撑架12的磁芯腔内，初级磁芯支撑架12上开有密封槽，密封槽中放置初级磁芯密封圈11，初级外壳23上开有卡钩槽22，用于与次级耦合接头的对接。

次级耦合接头包括次级水密接插件1，次级端盖2，次级控制电路板3，次级外壳4，压缩弹簧5，卡钩支架6，轴7，卡钩8，次级端盖密封圈14，级电路板安装孔15，次级磁芯支撑架16，次级磁芯17，次级磁芯密封圈18，次级套筒19，次级端面压环20，导向板21。

次级水密接插件1与次级端盖2螺纹连接，次级端盖2开有密封槽，密封槽中放置次级端盖密封圈14，次级端盖2通过均布螺钉安装在次级外壳4的控制腔端部，次级控制电路板3固定在次级电路板安装孔15上；次级磁芯支撑架16呈凸形结构，放置在次级外壳4的磁芯腔内，次级套筒19放置于次级磁芯支撑架16的凸台上，次级端面压环20放置于次级套筒19上，次级端面压环20与次级外壳4通过均布螺钉固定，次级磁芯17安装在次级磁芯支撑架16的磁芯腔内，次级磁芯支撑架16上开有密封槽，密封槽中放置次级磁芯密封圈18。卡钩8通过轴7以旋转副的形式安装在卡钩支架6上，卡钩支架6通过螺钉安装在次级外壳4上，卡钩8的尾部和次级外壳4的弹簧槽之间放置有压缩弹簧5，导向板21设计有导向斜面，安装在次级外壳4上；卡钩与导向板各有一对，呈对称分布，安装方式相同。

对接时，初级耦合接头的初级外壳23对准次级耦合接头的导向板21，导向板21设计的导向斜面，在对接时起导向作用，便于机械手操作；初级耦合接头和次级耦合接头对接后，卡钩8卡在初级外壳23的卡钩槽22中，压缩弹簧5放置在次级外壳4弹簧槽内，通过弹簧力保证卡钩8与卡钩槽22紧密配合，实现可靠对接。

断开时，按下卡钩8的尾部，卡钩8将绕轴7翘起，初级耦合接头和次级耦合接头之间没有任何物理连接，二者自然分开。

为应对深海下的极端环境，采用了钛合金耐腐蚀性材料，同时设计了合理的密封结构，保证对接接头密封性良好，耐海水腐蚀。

Claims (1)

1.深海非接触式电能传输的封装结构,包括初级耦合接头和次级耦合接头,

其特征在于：

初级耦合接头具体包括初级端面压环、初级套筒、初级磁芯密封圈、初级磁芯支撑架、初级磁芯、卡钩槽、初级外壳、初级控制电路板、初级电路板安装孔、初级端盖密封圈、初级端盖和初级水密接插件；

初级水密接插件与初级端盖螺纹连接，初级端盖开有密封槽，密封槽中放置初级端盖密封圈，初级端盖通过均布螺钉安装在初级外壳控制腔端部，初级控制电路板固定在初级电路板安装孔上；初级磁芯支撑架呈凸形结构，放置在初级外壳的磁芯腔内，初级套筒放置于初级磁芯支撑架的凸台上，初级端面压环放置于初级套筒上，初级端面压环与初级外壳通过均布螺钉固定，初级磁芯安装在初级磁芯支撑架的磁芯腔内，初级磁芯支撑架上开有密封槽，密封槽中放置初级磁芯密封圈，初级外壳上开有卡钩槽；

次级耦合接头包括次级水密接插件，次级端盖，次级控制电路板、次级外壳、压缩弹簧、卡钩支架、轴、卡钩、次级端盖密封圈、级电路板安装孔、次级磁芯支撑架、次级磁芯、次级磁芯密封圈、次级套筒、次级端面压环和导向板；

次级水密接插件与次级端盖螺纹连接，次级端盖开有密封槽，密封槽中放置次级端盖密封圈，次级端盖通过均布螺钉安装在次级外壳的控制腔端部，次级控制电路板固定在次级电路板安装孔上；次级磁芯支撑架呈凸形结构，放置在次级外壳的磁芯腔内，次级套筒放置于次级磁芯支撑架的凸台上，次级端面压环放置于次级套筒上，次级端面压环与次级外壳通过均布螺钉固定，次级磁芯安装在次级磁芯支撑架的磁芯腔内，次级磁芯支撑架上开有密封槽，密封槽中放置次级磁芯密封圈，卡钩通过轴以旋转副的形式安装在卡钩支架上，卡钩支架通过螺钉安装在次级外壳上，卡钩的尾部和次级外壳的弹簧槽之间放置有压缩弹簧，导向板设计有导向斜面，安装在次级外壳上；

对接时，初级耦合接头的初级外壳对准次级耦合接头的导向板，导向板设计有导向斜面；初级耦合接头和次级耦合接头对接后，卡钩卡在初级外壳的卡钩槽中，压缩弹簧放置在次级外壳弹簧槽内；

断开时，按下卡钩的尾部，卡钩将绕轴翘起，初级耦合接头和次级耦合接头之间没有任何物理连接，二者自然分开。

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