CN105826756B - 水下自动对接电连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水下自动对接电连接装置，包括：电连接器的柱型插座、插头、接头单元、对接单元；所述接头单元内设置插头，所述对接单元用于调整所述插座位置，完成所述插座与所述插头的对接；所述接头单元位于所述对接单元上部一侧，所述对接单元下部与所述接头单元同侧设置有充气软管、伸缩管，所述充气软管与所述伸缩管水密连接，所述充气软管与所述伸缩管内部设置有环形刚性拉索，所述刚性拉索长度由另一端的卷扬机控制；所述充气软管还通过通气管与电动气泵连接；所述伸缩管包括转动部件，所述转动部件可以带动所述充气软管、所述环形刚性拉索进行顺时针/逆时针旋转。本发明实现水下输电接口精确对接。
Description
技术领域
本发明实施例涉及水下电能装置技术领域，尤其涉及一种水下自动对接电连接装置。
背景技术
随着科技的发展，水下作业项目越来越多，水下利用电能工作的装置也日益增多。
目前已有多种水下电连接装置的自动对接装置如下。
(1)双智能水下机器人相互对接方式及对接方法
包括定位系统和对接系统：定位系统包括多普勒速度声纳、超短基线换能器、超短基线处理机、摄像头、光视觉引导处理计算机、控制导航计算机；对接系统包括滑动套筒、对接支杆、对接视觉定位发光器、对接支杆定位机构、滑筒滑道、滑筒滑动电机以及传动齿轮。根据两个对接智能水下机器人相互距离的不同，控制导航计算机采用不同传感器信息进行定位。
(2)水下航行器与基站的光引导自动对接方法及装置
该发明包括固定光源和设置有四象限光电探测器的航行器，通过光源发出光线照射到航行器的四象限光电探测器上，行成光斑，根据光斑在四象限光电探测器上所在的位置进行航行器的航向姿态调整。
(3)自主水下航行器与海地观测网对接装置
一套自主水下航行器与海地观测网对接装置，用一个大喇叭口做机械式的引导，将自主水下航行器与海地观测网进行对接，进行无线传能和信息交换。
目前存在的技术中，水下接口的对接中涉及的算法和机械结构都相对复杂，在对接过程中，这种方法会很容易受到外界的干扰，一旦发生干扰，就会造成传感器定位不准确，无线传感结果发生偏差，计算时长增大，机械手臂工作受影响等问题，而且由于使用了无线传感等一些高科技技术，使得对接过程中对使用环境有较高影响，因此适用范围不广。
发明内容
本发明实施例提供一种水下自动对接电连接装置，以克服上述技术问题。
本发明水下自动对接电连接装置，包括：电连接器的柱型插座和插头，接头单元、对接单元；所述接头单元内设置插头，所述对接单元用于调整所述插座位置，完成所述插座与所述插头的对接；
所述接头单元位于所述对接单元上部一侧，所述对接单元下部与所述接头单元同侧设置有充气软管、伸缩管，所述充气软管与所述对接单元壳体水密连接，所述伸缩管可伸长部分能伸入所述充气软管，所述充气软管与所述伸缩管内部设置有环形刚性拉索，所述刚性拉索长度由另一端的卷扬机控制；
所述充气软管还通过通气管与电动气泵连接；
所述伸缩管包括转动部件，所述转动部件可以带动所述充气软管、所述环形刚性拉索进行顺时针/逆时针旋转。
进一步地，所述转动部件为转动轮。
进一步地，还包括：缓冲橡胶垫，所述缓冲橡胶垫设置于所述对接单元与所述插座的结合面处。
进一步地，所述电连接器为SXCB型。
本发明是利用充气式软管和管中的拉索进行水下输电接口的精确对位，从而方便快捷地实现水下输电接口对位的技术。在技术中，使用了充气软管、管中设拉索，可以实现精确对位，对位后，实现输电接口精确对接，从而完成电能的水下输入和输出。提高了水下空间站、水下核发电装置等的充电、输电的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明水下自动对接电连接装置结构示意图；
图2为水下航行器与本装置整装结构示意图；
图3为本发明水下自动对接电连接装置主视图；
图4为本发明水下自动对接电连接装置左视图；
图5为本发明水下自动对接电连接装置俯视图；
图6为图3中A-A剖面图；
图7为图5中B-B剖面图；
图8为SXCB型电连接器连接剖视图；
图9a-图9c为本发明水下自动对接电连接装置工作过程示意图。
附图标号说明：
1-刚性拉索；2-充气软管；3-缓冲橡胶垫；4-通气管；5-伸缩管；6-电动气泵；7-卷扬机；8-插头；9-插座；10-电接口；11-插孔绝缘体；12-插座壳体13-O型圈；14-插孔；15-插针；16-插针绝缘体；17-插头壳体；18-突起部分；19-孔口凹入部分；20-转动部件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明水下自动对接电连接装置结构示意图，如图1所示，本实施例的装置可以包括：
电连接器的柱型插座101、插头102、接头单元103、对接单元104；所述接头单元103内设置插头102，所述对接单元104用于调整所述插座位置，完成所述插座与所述插头的对接；
如图2所示，虚线框中为本实施例装置。如图3至图5所示，所述接头单元201位于所述对接单元202上部一侧，如图6至图7所示，所述对接单元下部与所述接头单元同侧设置有充气软管2、伸缩管5，所述充气软管2与所述对接单元壳体水密连接，所述伸缩管5可伸长部分可伸入所述充气软管2，所述充气软管2与所述伸缩管5内部设置有环形刚性拉索1，所述刚性拉索1长度由另一端的卷扬机7控制；
所述充气软管2还通过通气管4与电动气泵6连接；
所述伸缩管5包括转动部件20，所述转动部件20可以带动所述充气软管、所述环形刚性拉索进行顺时针/逆时针旋转。
进一步地，所述转动部件为转动轮。
进一步地，本实施例中，还包括：缓冲橡胶垫3，所述缓冲橡胶垫设置于所述对接单元与所述插座的结合面处。
进一步地，所述电连接器为SXCB型。本实施例的电连接器如图8所示。
具体来说，本装置包括自动找位部分和对接部分。自动找位部分包括可伸缩钢管，充气橡胶软管，内置刚性拉索等主要部件。伸缩钢管为空心，端部有可伸出部分，可伸入充气软管，在伸缩钢管与橡胶软管内部设有刚性拉索，刚性拉索一直贯通橡胶软管和可伸缩钢管内部，在刚性拉索的端部有卷扬机连接，主要为了将刚性拉索释放和收回。可伸缩钢管上布置有一个转动轮，用于抬高充气软管，从而套住要连接的海底管线接头。可伸缩钢管端部接有电动气泵连接的通气管，主要用来为与可伸缩钢管相连的橡胶软管充气抽气。装置外与柱型接头相接触的结合面为凹面，便于与柱形接口紧密贴近，凹面上铺有缓冲橡胶垫。对接部分采用现有的SXCB型电连接器，设置成可沿导轨上下滑动，进行水下拔插连接。如图6所示，卷扬机，伸缩管及电动气泵的各项工作均可通过电接口10由控制面板控制。
本发明装置的工作过程如图9a-图9c所示，当底部安装有本发明装置的水下航行器到达水下接口附近时，通过电动气泵经由通气管往橡胶充气软管内充气，软管膨胀且向外伸长，同时卷扬机释放刚索，此时软管具有一定刚性。此时，使伸缩管可转动部分伸入充气软管，伸缩管上的转动轮进入橡胶管内，此时将伸缩管上的转动轮向上转动一定角度，伸缩管可转动部分转动并带动软管及钢索转动，当海底接口进入软管圈的覆盖范围，转动轮复位套住该柱形接口，此时，将伸缩杆向内回缩，同时卷扬机逐步收回刚性拉索，气泵缓慢抽出管内气体，橡胶充气管慢慢套住柱形接口，橡胶充气管逐渐紧密缠住柱形接口，此过程中，不断调整水下航行器位置，实现准确对位。此时，将接头内SXCB型电连接器下放，插头插入插座实现电能传输。输电完成后，给橡胶充气软管充气，卷扬机释放刚性拉索，使橡胶软管放开对柱形接口的紧密缠绕，此时，转动伸缩钢管外伸的可转动部分，将橡胶软管从柱形接头上撤离。将橡胶软管缩回。航行器离开。
本发明的有益效果为：
1、在定位过程中，不需要进行实时的数值分析计算用以确定对接口的位置，避免了数值计算方法的不稳定和高速计算要求所带来的弊端。因此系统稳定性、可靠性更高，找位时间短，对位精确；
2、通过充气软管进行找位对位，过程看似简单，但是非常容易实现，简单易操作，而且对位精准，不会出现偏差；
3、机械构造简单，对位找位的充气软管完全水密，不需要有机械暴露在水中，避免了机构的腐蚀和损坏；
4、由于装置构造简单，可以做成集成模式，作为组块安装在任意需要的水下深潜器的底端，作为深潜器与水下布置的电网的输入或输出电能的装置，可以批量生产。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种水下自动对接电连接装置，包括：电连接器的柱型插座和插头，其特征在于，还包括：
接头单元、对接单元；所述接头单元内设置插头，所述对接单元用于调整所述插座位置，完成所述插座与所述插头的对接；
所述接头单元位于所述对接单元上部一侧，所述对接单元下部与所述接头单元同侧设置有充气软管、伸缩管，所述充气软管与所述对接单元壳体水密连接，所述伸缩管可伸长部分能伸入所述充气软管，所述充气软管与所述伸缩管内部设置有环形刚性拉索，所述刚性拉索长度由另一端的卷扬机控制；
所述充气软管还通过通气管与电动气泵连接；
所述伸缩管包括转动部件，所述转动部件可以带动所述充气软管、所述环形刚性拉索进行顺时针/逆时针旋转。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转动部件为转动轮。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：缓冲橡胶垫，所述缓冲橡胶垫设置于所述对接单元与所述插座的结合面处。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电连接器为SXCB型。
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