CN104364979A - 连接系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于将第一连接点与第二连接点加以连接的连接系统，所述连接系统被布置成可相对于所述第一连接点旋转和平移，所述连接系统包括第一连接点、可相对于所述第一连接点线性地移动的第一支撑表面、可相对于所述第一连接点线性地和旋转地移动的第二支撑表面、第二连接点以及反向弯曲半径线缆链路，第二连接点可相对于所述第一连接点线性地和旋转地移动并且可相对于所述第一支撑表面旋转地移动并且相对于所述第二支撑表面固定，所述反向弯曲半径线缆链路位于所述第一支撑表面和所述第二支撑表面上并且具有第一端和第二端，所述第一端经由第一连接器线缆与所述第一连接点连接，所述第二端经由第二连接器线缆与所述第二连接点连接。

Description

连接系统
技术领域
本发明涉及一种连接系统，并且具体涉及用于使一个连接器能够相对于另一连接器旋转的连接系统。
背景技术
连接系统被用于在能够相对于彼此旋转的第一端点和第二端点之间连接电缆、光缆、液压管线或其它柔性线缆。通常，柔性线缆被装载在反向弯曲半径链路(reverse bend radius chain)内，反向弯曲半径链路在端点相对于彼此旋转时对线缆加以支撑和引导。这种反向弯曲半径链路使大于360度的旋转能够被实现。然而，这种反向弯曲半径链路被设计为在单个平面中操作并且不能够应对端点离开该操作平面的线性运动。一些示例性的旋转反向弯曲半径链路由IGUS GMBH生产。
对端点的相对线性运动进行应对的示例在附图的图1中示出。连接系统1具有第一连接器2和第二连接器4并且设置有壳体10。第二连接器4被安装在连接器载体6上，连接器载体6本身被安装在轴8上。轴8和连接器载体6被安装以相对于壳体和第一连接器2进行旋转运动R和线性运动L。柔性线缆12被设置为将第一连接器2连接至第二连接器4。随着轴8在壳体10内线性地移动，线缆12在壳体内盘绕和舒展以使连接能够被保持。随着轴的旋转，线缆12于是绕轴8盘绕。然而，这种系统易于使线缆被绊住并过度弯曲。
特别地，图1的系统不适用于例如水流发电装置(例如，图2中示出的装置)的水下应用。这种装置14包括涡轮机单元15和支撑结构17，涡轮机单元15被安装在海床16上。接合系统18被设置为使涡轮机单元15能够被可拆卸地附接到支撑结构17。在图2中示出的示例中，涡轮机单元15可相对于支撑结构17绕竖直轴线旋转，并且涡轮机单元15和支撑结构17之间的电子连接和/或液压连接和/或控制连接因此必须能够应对涡轮机单元15的旋转。另外，涡轮机单元15与支撑结构17可拆卸地接合，使得单元15可沿着竖直轴线从支撑结构17移除。单元15和支撑结构17之间的连接能够在单元已经位于支撑结构上之后进行。在这种情况下，连接器必须能够在接合系统内轴向地移动，并且同时保持在接合系统内旋转的能力。在一个示例中，单元15位于支撑结构17上，并且连接器被旋转以便磁极(polar)对准。连接器随后朝支撑结构轴向地移动，以与支撑结构中相应的连接器接合。于是连接系统能够允许单元15相对于支撑结构旋转。应理解，连接器队列和接合系统可被设置在支撑结构上或适当地分离在支撑结构17和单元15之间。因此，想要提供一种连接系统，该连接系统使得能够在涡轮机单元15和支撑结构17之间形成电子连接、液压连接、光学连接、控制连接和/或其它连接的同时实现连接器在接合系统内的旋转运动和线性运动。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于将第一连接点与第二连接点加以连接的连接系统，所述第二连接点被布置成可相对于所述第一连接点旋转和平移，所述连接系统包括第一连接点、可相对于所述第一连接点线性地移动的第一支撑表面、可相对于所述第一连接点线性地和旋转地移动的第二支撑表面、第二连接点以及反向弯曲半径线缆链路，第二连接点可相对于所述第一连接点线性地和旋转地移动并且可相对于所述第一支撑表面旋转地移动并且相对于所述第二支撑表面固定，所述反向弯曲半径线缆链路位于所述第一支撑表面和所述第二支撑表面上，并且具有第一端和第二端，所述第一端经由第一连接器线缆与所述第一连接点连接，所述第二端经由第二连接器线缆与所述第二连接点连接。
这种连接系统的一个示例包括线缆载体以及大致圆形的构件，所述线缆载体具有提供所述第一支撑表面的表面，所述大致圆形的构件具有提供所述第二支撑表面的表面，其中，所述大致圆形的构件被径向地布置在所述线缆载体的内部，使得所述第一支撑表面邻近所述第二支撑表面。
在一个示例中，所述线缆载体由大致环形的构件提供。
在一个示例中，所述线缆载体绕大致圆形的构件仅局部地延伸。
在一个示例中，所述第一支撑表面绕所述第二支撑表面仅局部地延伸。
在一个示例中，所述第二连接点被安装在大致圆形的构件上。
在一个示例中，所述线缆载体被附接至所述大致圆形的构件上，使得充分地防止所述线缆载体和所述大致圆形的构件之间的线性运动，并且使得大致圆形的构件可相对于所述线缆载体旋转。
这种连接系统的一个示例包括壳体，所述线缆载体和所述大致圆形的构件位于所述壳体中，所述线缆载体被附接至所述壳体，以允许所述线缆载体相对于所述壳体的线性运动并且充分防止所述线缆载体相对于所述壳体的旋转运动。
这种连接系统的一个示例包括至少一个位于所述壳体的内表面上的导轨以及至少一个与所述导轨或每个导轨相关联的引导构件，每个引导构件被布置为将所述线缆载体与导轨附接。
这种连接系统的一个示例包括至少一个细长引导部分，所述细长引导部分从所述壳体延伸出并且与所述线缆载体中的导向孔可滑动地接合。
在一个示例中，所述第一连接点提供功能性连接。在一个示例中，所述第一连接点提供物理连接。在一个示例中，所述第二连接点提供功能性连接。在一个示例中，所述第二连接点提供物理连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括根据本发明的第一方面的连接系统的水下发电装置。
这种装置的一个示例包括用于在水体的海床上进行定位的支撑结构以及适于安装在所述支撑结构上的发电单元，所述发电单元适于相对于所述支撑结构旋转，所述连接系统被布置为在所述支撑结构的设备和所述发电单元的设备之间提供至少一个连接。
这种装置的一个示例进一步包括接合系统，所述接合系统适于使所述发电单元可相对于所述支撑结构旋转并且能够从所述支撑结构拆离，所述连接系统大致位于所述接合系统内。
附图说明
图1为先前考虑的连接系统的示意性视图；
图2示出了一种水下发电装置；
图3示出了实现本发明的一个方面的连接系统的侧视截面图；
图4为图3的系统的平面图；
图5为基于图3和图4中示出的系统的第一改进系统的平面图；
图6为基于图3和图4中示出的系统的第二改进系统的平面图；
图7为基于图3和图4中示出的系统的第三改进系统的平面图；以及
图8为基于图3和图4中示出的系统的第四改进系统的局部视图。
具体实施方式
图3以侧视图示出了实现本发明的一个方面的连接系统20。图4以平面图示出了图3的系统。连接系统20包括第一连接点22和第二连接点24。第二连接点24被布置，以相对于第一连接点22进行旋转运动R和线性运动L1。第二连接器24被装载在连接器载体26上，连接器载体26本身被安装在轴28上。轴28被安装在壳体42内(为了清楚起见，未示出安装的细节)。壳体42可由特定的连接系统壳体或由应用连接系统被的设备的一部分提供。
第一连接点22和第二连接点24可提供电子连接、液压连接、控制连接或其它功能连接，或可仅提供固定点或线缆行经连接系统的路径的其它参照点。容易理解的是，任何适当数量的具有任何适当类型的连接到可以被设置。
在图3和图4中示出的示例中，连接器载体26由具有第一表面的圆形或接近圆形的圆盘提供，第二连接器24被安装在第一表面上。
线缆载体30被布置在连接器载体26的外边缘和壳体42的内表面之间，并且在图3和图4中示出的示例中由圆环形构件提供。线缆载体利用附接部分31来被附接到连接器载体26。图4中示出了三个附接部分31，但是应理解，可以设置任何特定数量的附接部分31。附接部分31确保了：随着连接器载体26沿线性方向L1移动，线缆载体30能够沿线性方向L2移动。附接部分31还允许连接器载体26相对于线缆载体30旋转。因此，连接器载体26能够相对于壳体42旋转，而同时线缆载体30相对于壳体42不旋转。
线缆载体30通过一些沿壳体42的内表面延伸的导轨44来阻止这种旋转运动。引导构件46将线缆载体30附接到导轨44，使得线缆载体能够在壳体42内线性地移动而被防止在壳体42内旋转。图3和图4中再次示出了三个导轨及相关的引导构件，但是应当容易理解的是，可以设置任何适当数量的导轨和引导构件。还应理解，可以设置任何适当的用于防止线缆载体旋转的部件。
配备连接器载体和单独的线缆载体30，使得能够在线缆载体30随连接器载体26线性地移动的同时允许连接器载体26相对于线缆载体30旋转。
连接器载体26设置有第一支撑表面和第二支撑表面34。线缆载体30设置有第一支撑表面32，并且连接器载体26设置有第二支撑表面34。至少一个线缆行经的反向弯曲半径链路36位于第一支撑表面32和第二支撑表面34上。行经链路36的线缆利用第一连接线缆38被连接至第一连接点22并且利用第二连接线缆40被连接至第二连接点24。反向弯曲半径链路36使第一连接点22和第二连接点24之间的连接以连接器载体26相对于壳体42和第一连接点22旋转的方式被保持。
例如，连接器载体26可通过适合的驱动机构被驱动以相对于壳体旋转。替代性地，例如，当涡轮机单元在支撑结构上旋转时，壳体可相对于连接器载体26旋转。
配备具有其第一支撑表面32(反向弯曲半径链路36的另一部分被支撑在所述第一支撑表面32上)的线缆载体30意味着减小了链路36的运动的摩擦。情况确实如此，因为链路36的大部分长度相对于其支撑表面被固定(不论支撑表面是第一支撑表面32或第二支撑表面34)，并且随着第一支撑表面32相对于第二支撑表面34旋转，链路36在两个表面之间仅具有小部分的过渡长度。
相对于壳体42或第一连接点22不旋转的线缆载体30使第一连接线缆38能够保持旋转静止，从而防止该线缆缠绕。类似地，链路36的支撑在连接器载体26的第二支撑表面34上的内端相对于载体36和第二连接点24固定，使得第二连接线缆40不会平移或旋转，从而防止该线缆缠结。
按照这种方式，连接器载体26能够相对于壳体和第一连接点22旋转超过360°，并且整个组件能够在壳体42内平移。
图5示出了基于图3和图4中示出的系统的第一改进系统。图5的系统包括线缆支撑构件30，线缆支撑构件30绕连接器载体26的外部仅局部地延伸。这种设计在旋转沿任何一个方向的量被限制时是有用的。
图6示出了基于图3和图4中示出的系统的第二改进系统。在图6的系统中，直立引导构件48被设置在连接载体26上，以便在该第二支撑表面34上引导链路36。引导构件48为链路36提供了大致竖直(即，穿出连接器载体的平面)的内部引导表面。另外，线缆载体30的第一支撑表面32不绕整个连接器载体26延伸。引导构件50围绕连接器载体26的其余部分，并且为链路36提供了外部的大致竖直的引导表面。
图7示出了基于图3和图4中示出的系统的第三改进系统，其中，线缆载体与图6中具有相同的一般构造，但是更靠近连接器载体26。应注意，附图不是按比例的。
图8为基于图3和图4中示出的系统的改进系统的局部侧视图。为了清楚起见，图8中仅示出了轴28、连接器载体26(26a和26b)、第二连接点24和线缆载体30。应容易理解的是，这些零件易于被应用到如图3和图4所示的总体系统中。在图8的设计中，连接器载体26被分成两个单独的部件。第一部件26a设置有第二支撑表面，并且第二部件26b载带第二连接点24。
线缆载体30和连接器载体26可设置有选择性启动的锁定机构，所述选择性启动的锁定机构防止所述两个部件之间的相对旋转。另外，线缆载体30和连接器载体26这两者中的一者或两者可设置有传感器或其它检测装置，以确定线缆载体30和连接器载体26之间最大的相对旋转量。
线缆载体和连接器载体这两者中的一者或两者可设置有保护耐磨垫片，以防止基础结构的磨损。另外，线缆载体和/或连接器载体可具有一个或多个被限定成穿过其中的孔，以便减缓有害材料在支撑表面上的任何堆积。

Claims (19)

1.一种连接系统，用于将第一连接点与第二连接点加以连接，所述第二连接点被布置成可相对于所述第一连接点旋转和平移，所述连接系统包括：
第一连接点；
第一支撑表面，所述第一支撑表面可相对于所述第一连接点线性地移动；
第二支撑表面，所述第二支撑表面可相对于所述第一连接点线性地和旋转地移动；
第二连接点，所述第二连接点可相对于所述第一连接点线性地和旋转地移动，并且可相对于所述第一支撑表面旋转地移动，并且相对于所述第二支撑表面固定；以及
反向弯曲半径线缆链路，所述反向弯曲半径线缆链路位于所述第一支撑表面和所述第二支撑表面上并且具有第一端和第二端，所述第一端经由第一连接器线缆与所述第一连接点连接，所述第二端经由第二连接器线缆与所述第二连接点连接。
2.根据权利要求1所述的连接系统，包括：
线缆载体，所述线缆载体具有提供所述第一支撑表面的表面；
大致圆形的构件，所述大致圆形的构件具有提供所述第二支撑表面的表面；
其中，所述大致圆形的构件被径向地布置在所述线缆载体的内部，使得所述第一支撑表面邻近所述第二支撑表面。
3.根据权利要求2所述的连接系统，其中，所述线缆载体由大致环形的构件提供。
4.根据权利要求2所述的连接系统，其中，所述线缆载体绕所述大致圆形的构件仅局部地延伸。
5.根据权利要求2所述的连接系统，其中，所述第一支撑表面绕所述第二支撑表面仅局部地延伸。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的连接系统，其中，所述第二连接点被安装在所述大致圆形的构件上。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的连接系统，其中，所述线缆载体被附接至所述大致圆形的构件上，使得充分地防止所述线缆载体和所述大致圆形的构件之间的线性运动，并且使得所述大致圆形的构件可相对于所述线缆载体旋转。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的连接系统，包括：
壳体，所述线缆载体和所述大致圆形的构件位于所述壳体中，所述线缆载体被附接至所述壳体以允许所述线缆载体相对于所述壳体的线性运动并且充分防止所述线缆载体相对于所述壳体的旋转运动。
9.根据权利要求8所述的连接系统，包括至少一个位于所述壳体的内表面上的导轨以及至少一个与所述导轨或每个导轨相关联的引导构件，每个所述引导构件被布置为将所述线缆载体与导轨附接。
10.根据权利要求8所述的连接系统，包括至少一个细长引导部分，所述细长引导部分从所述壳体延伸出并且与所述线缆载体中的导向孔可滑动地接合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的连接系统，其中，所述第一连接点提供功能性连接。
12.根据前述权利要求中任一项所述的连接系统，其中，所述第一连接点提供物理连接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的连接系统，其中，所述第二连接点提供功能性连接。
14.根据前述权利要求中任一项所述的连接系统，其中，所述第二连接点提供物理连接。
15.一种水下发电装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的连接系统。
16.根据权利要求15所述的水下发电装置，包括用于在水体的海床上进行定位的支撑结构以及适于安装在所述支撑结构上的发电单元，所述发电单元适于相对于所述支撑结构旋转，所述连接系统被布置为在所述支撑结构的设备和所述发电单元的设备之间提供至少一个连接。
17.根据权利要求16所述的水下发电装置，进一步包括接合系统，所述接合系统适于使所述发电单元可相对于所述支撑结构旋转并且能够从所述支撑结构上拆离，所述连接系统大致位于所述接合系统内。
18.一种连接系统，所述连接系统大致如参照上文所描述的，并且如附图的图3至图8所示。
19.一种水下发电装置，所述水下发电装置结合了大致如参照上文所描述并且如附图的图3至图8中示出的连接系统，并且大致如参照上文所描述且如附图的图2所示。
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