CN103887110B - 深海电机磁启动开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深海电机水下启动和运转控制领域，尤其涉及一种深海磁启动开关。本发明的深海电机磁启动开关，包括干簧管传感器，还包括基座，基座上设有电机驱动罐，干簧管传感器设置在电机驱动罐内，基座的一侧设有永磁体开关；所述的永磁体开关包括机械拨叉，机械拨叉的底端两侧铰接在定位架两侧并相对于定位架左右摆动，机械拨叉的底端与定位架的底端之间设有弹簧，定位架固定在磁开关基座上，磁开关基座的左右两侧分别设有高限位挡板、低限位挡板，机械拨叉上设有永磁铁，机械拨叉卡在高限位挡板上时永磁铁正对干簧管传感器。本发明深海电机磁启动开关解决了水下岩芯取样器水密电机的开关控制问题，在节省成本的基础上实现了干簧管正常工作。

Description

深海电机磁启动开关

技术领域

本发明涉及深海电机水下启动和运转控制领域，尤其涉及一种深海磁启动开关。

背景技术

目前蛟龙号深海载人潜水器水下小型取芯器采用电机驱动的结构形式，通过控制电机的启动和停止来驱动取芯钻具运转，完成水下岩芯的钻进和取样工作。其中，如何控制电机的启动和停止是关键的技术环节；通常空气中传统的做法是采用标准干簧管开关，即选用标准干簧管传感器和磁极配合使用，达到非接触式组合开关的作用。然而在水下，特别是深海环境下，空气中的干簧管无法正常的工作，如果选用耐高压和水密性能好的干簧管开关价格昂贵，使用周期较短。近年来随着“蛟龙号”载人潜水器的研制，我国也开始了水下岩芯取样器水密电机的研制工作，但是岩芯钻机的开关控制一直未找到较好的控制方式，目前活塞接触式机械开关还需进一步进行升级改造和优化，以实现与蛟龙号潜水器的匹配作业。因此，急需一种技术方案来解决这一问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种深海电机磁启动开关，其实现岩石取芯钻机与潜水器的匹配作业能力，方便潜航员在舱内通过机械手操作。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案，其包括干簧管传感器，还包括基座，基座上设有电机驱动罐，干簧管传感器设置在电机驱动罐内，基座的一侧设有永磁体开关；所述的永磁体开关包括机械拨叉，机械拨叉的底端两侧铰接在定位架两侧并相对于定位架左右摆动，机械拨叉的底端与定位架的底端之间设有弹簧，定位架固定在磁开关基座上，磁开关基座的左右两侧分别设有高限位挡板、低限位挡板，机械拨叉上设有永磁铁，机械拨叉卡在高限位挡板上时永磁铁正对干簧管传感器。

所述干簧管传感器为圆柱形普通不锈钢干簧管传感器，其通过螺纹连接，装在水密电机驱动罐内端面，尾部电缆与水密电机的驱动器使能端连接，为驱动器使能端提供启动电信号。所述干簧管传感器为常压下通用部件，外观同螺栓类似，尾部带电缆连接电气接口，干簧管通过外螺纹与驱动罐内端面孔螺纹旋紧配合，所带螺母为调节选进尺寸，可满足不同壁厚的电机驱动罐安装要求。该磁启动开关的外部机械控制主体的整体机械结构为铝合金材质，其优点是保证整体刚度的前提下，不被磁化和不屏蔽磁感应传感器。

机械拨叉与定位架上双孔卡座通过旋转螺钉连接到一起，旋转螺钉只起连接作用，不能拧紧，保证拨叉可以以旋转螺钉轴为圆心围绕其旋转，旋转极限位置由基座两端的限位挡板决定。拨叉的空间位置主要是由弹簧决定，当处于关闭限位端时由弹簧和短板将拨叉拉紧定位，使拨叉处于远离驱动罐的位置实现磁开关的关闭状态；当处于启动限位端时由弹簧和长板将拨叉拉紧定位，使拨叉处于接近驱动罐的位置实现磁开关的启动打开状态。

高限位挡板、低限位挡板的上端分别设有半圆形卡槽，主要目的是保证拨叉准确定位。限位挡板启动端为高位挡板，关闭端为低位挡板。

永磁铁的外侧包裹磁铁镶嵌套，永磁铁通过磁铁镶嵌套固定在机械拨叉上。所述永磁体为普通磁极，永磁体与磁铁镶嵌套之间采用过盈配合，既保证磁铁安装到位又不能破坏磁极，磁铁镶嵌套开放气工艺孔，便于永磁体的安装。永磁体开关是磁启动装置的外置磁场，通过改变永磁体的空间位置，来控制干簧管传感器的导通与关闭，实现对驱动器使能端高低电平转换控制。为满足不同尺寸驱动罐的安装和调整，永磁体开关通过磁铁镶嵌套固定在拨叉调节轴上，当定位好位置后通过拧紧紧固螺钉来栓紧磁启动开关。

所述机械拨叉及其连接部分为磁启动开关的主要操作连杆，机械拨叉上设有机械把手，方便潜水器舱内潜航员操作机械手夹持机械把手打开和关闭磁启动拨叉位置。

电机驱动罐通过左环形抱箍、右环形抱箍固定在基座上。针对不同长度的电机驱动罐，通过移动底部托架位置可以调整轴向连接位置，以保证永磁体与干簧感应器间距保持在磁场感应有效距离之内，通过更换左右环形抱箍可以适应不同驱动器罐径向尺寸，满足不同型号驱动罐的安装需要。紧固螺钉起到锁紧左右环形抱箍作用，左右环形抱箍通过销轴与基座底部托架铰接。

本发明的深海电机磁启动开关，解决了水下岩芯取样器水密电机的开关控制问题，在节省成本的基础上实现了干簧管正常工作。

附图说明

图1为本发明磁开关内部结构示意图；

图2为本发明磁开关侧面示意图。

图中：1-永磁体开关；2-电机驱动罐；3-基座；4-干簧管传感器；

101-机械拨叉；102-定位架；103-磁开关基座；104-高限位挡板；105-低限位挡板；106-弹簧；107-永磁铁；108-磁铁镶嵌套；109-机械把手；

201-左环形抱箍；202-右环形抱箍。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1、图2所示，所述深海电机磁启动开关包括干簧管传感器4，还包括基座3，基座3上设有电机驱动罐2，干簧管传感器4设置在电机驱动罐2内，基座3的一侧设有永磁体开关1；所述的永磁体开关1包括机械拨叉101，机械拨叉101的底端两侧铰接在定位架102两侧并相对于定位架102左右摆动，机械拨叉101的底端与定位架102的底端之间设有弹簧106，定位架102固定在磁开关基座103上，磁开关基座103的左右两侧分别设有高限位挡板104、低限位挡板105，机械拨叉101上设有永磁铁107，机械拨叉101卡在高限位挡板104上时永磁铁107正对干簧管传感器4。

永磁铁107的外侧包裹磁铁镶嵌套108，永磁铁107通过磁铁镶嵌套108固定在机械拨叉101上。高限位挡板104、低限位挡板105的上端分别设有半圆形卡槽。电机驱动罐2通过左环形抱箍201、右环形抱箍202固定在基座3上。机械拨叉101上设有机械把手109。

本发明中的作业过程是采用如下步骤完成连接的：

(1)本发明由载人潜水器机械手在水下操作，首先将圆柱形干簧管传感器4安装到电机驱动罐连接凸台与水密驱动罐进行刚性连接，外端根据电机驱动罐2圆心的位置，连接左环形抱箍201；右环形抱箍202，通过旋转机械拨叉101使其通过电机驱动罐2外端面圆心，调节永磁铁107在机械拨叉101上的位置，使其对准，锁紧磁铁镶嵌套108紧固螺钉，完成磁启动开关的安装工作。

(2)给电机驱动罐2内的驱动板上电，人工转动机械拨叉101分别至极限截止位置，检查磁启动开关的工作状态，待一切测试完好后，封装电机驱动罐2。

(3)整套装置由潜水器带至水下，通过操作机械手来控制机械拨叉101的打开和关闭位置，实现对电机驱动罐2内驱动器的上电与断电，达到水下水密电机的启停控制目的。

Claims (5)

1.一种深海电机磁启动开关，包括干簧管传感器(4)，其特征在于，还包括基座(3)，基座(3)上设有电机驱动罐(2)，干簧管传感器(4)设置在电机驱动罐(2)内，基座(3)的一侧设有永磁体开关(1)；所述的永磁体开关(1)包括机械拨叉(101)，机械拨叉(101)的底端两侧铰接在定位架(102)两侧并相对于定位架(102)左右摆动，机械拨叉(101)的底端与定位架(102)的底端之间设有弹簧(106)，定位架(102)固定在磁开关基座(103)上，磁开关基座(103)的左右两侧分别设有高限位挡板(104)、低限位挡板(105)，机械拨叉(101)上设有永磁铁(107)，机械拨叉(101)卡在高限位挡板(104)上时永磁铁(107)正对干簧管传感器(4)。

2.根据权利要求1所述的深海电机磁启动开关，其特征在于，永磁铁(107)的外侧包裹磁铁镶嵌套(108)，永磁铁(107)通过磁铁镶嵌套(108)固定在机械拨叉(101)上。

3.根据权利要求1或2所述的深海电机磁启动开关，其特征在于，高限位挡板(104)、低限位挡板(105)的上端分别设有半圆形卡槽。

4.根据权利要求1所述的深海电机磁启动开关，其特征在于，电机驱动罐(2)通过左环形抱箍(201)、右环形抱箍(202)固定在基座(3)上。

5.根据权利要求1所述的深海电机磁启动开关，其特征在于，机械拨叉(101)上设有机械把手(109)。