CN115596916B - 用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法，包括装置壳体、设置于壳体内部的电机以及通过连杆与电机相连的可伸缩供液管道，可伸缩供液管道上设置有自密封快插公头，连杆上设置有限位插销；壳体上方设置有旋转供液管道以及与旋转供液管道相连的自密封快插母头。通过自密封快插公头和母头上的光电传感器，确定旋转供液管路状态，从而利用电机驱动可伸缩供液管道和自密封快插公头向上运动，结合利用自密封快插母头内部设置的行程开关，识别自密封快插公头是否运动到预定位置，以进行自密封快插公头和母头的连接，从而完成可伸缩供液管道和旋转供液管道的连接，利用远程控制，实现供液管道的自动化连接，提高了管道连接效率。

Description

用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法

技术领域

本发明涉及转动跟踪系统间歇式液冷热管理技术领域，尤其涉及一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法。

背景技术

转动跟踪系统在强激光、雷达等技术领域有重要应用，这些技术领域的功耗十分巨大，转动跟踪系统在追踪目标时，发射强激光和微波时产生的热量也十分巨大，如果不将热量有效导出，会使得热量不断积累，使得温度急剧升高，从而严重影响设备性能，甚至可能直接造成设备损坏。目前常规冷却方式主要有液冷和风冷两种，风冷的散热效率较低，很难有效解决该系统大功率设备的散热问题。液冷具备散热效率高、技术成熟的特点，是解决该技术领域大功率设备散热的有效途径。转动跟踪系统工作时会沿轴线360度转动，而供液系统通常位于转动跟踪系统下方，工作时上下连接的管路无法同时随转动跟踪架360度转动，导致供液系统不能进行实时供液，无法实现实时散热，而在转动跟踪架上单独安装一套液冷冷却系统，会大大增加转动跟踪架的重量和复杂程度，降低系统的稳定性和可靠性，这些因素导致液冷较难用于解决转动跟踪系统大功率散热的问题。

强激光、雷达等设备的工作模式为间歇式工作，结合其工作模式特点，可采用工作时不供液-恢复时供液的技术路径解决散热问题。工作时转动跟踪系统的蓄热型散热组件对产生的热量进行蓄热，转动跟踪系统上的供液管路与其下方管路分离，停止工作时将供液管路连接，对蓄热型散热组件进行快速冷量恢复，冷量恢复后，设备可以进入下次工作，通过该方法可有效解决转动跟踪系统的散热问题。蓄热型散热组件在冷量恢复时，转动跟踪系统上的供液管路需与其下方的管路连接，目前通常采用人工方式进行管路连接，而转动跟踪系统通常位于设备的最上方，需要“爬上爬下”，存在一定安全风险，并且效率较低，另外，还需要设计一条用于人工攀爬的阶梯，这会造成设备空间的极大浪费。在高度自动化的今天，采用人工方式进行连接的效率较低，自动化连接对管道连接精度要求十分严格，而该供液管路通常尺寸较大，实现管道高精度和高效率连接较为困难。

现有技术中，公开号为CN 113339607 A的专利公开了一种用于连接流体通路的组合装置，该方案主要利用磁力、电磁力或者电力的方式替代原有的机械力紧固方式，来实现供液管路的连接。然而，该方案只能应用于固定位置的供液管路，对于具备运动状态下的管道，无法进行连接，另外，该方案需要对管道进行包裹夹持，对于大尺寸的供液管路，夹持装置十分巨大，难以用于空间有限的设备，且该装置在管道带压时无法连接。

有鉴于此，有必要设计一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过电机推动供液管道运动，并结合利用传感器、供回液自密封快插接头和行程开关等装置，高精度、高效率地实现转动跟踪装置的供液管道连接的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，包括装置壳体、设置于所述壳体内部的电源控制箱、电机以及通过连杆与所述电机相连的可伸缩供液管道，所述可伸缩供液管道上设置有自密封快插公头，所述连杆上设置有用于防止所述连杆和所述可伸缩供液管道的相对位置发生变化的限位插销；所述壳体上方设置有旋转供液管道以及与所述旋转供液管道相连的自密封快插母头，所述自密封快插公头和所述自密封快插母头上分别设置有光电传感发射器和光电传感接收器。

作为本发明的进一步改进，所述自密封快插母头内部设置有行程开关。

作为本发明的进一步改进，所述自密封快插公头和所述自密封快插母头为不锈钢接头。

作为本发明的进一步改进，所述光电传感接收器位于所述光电传感发射器正上方。

作为本发明的进一步改进，所述电机为步进式电机。

作为本发明的进一步改进，所述电机为推杆电机或螺杆电机。

作为本发明的进一步改进，所述光电传感发射器和所述光电传感接收器的识别精度优于所述自密封快插公头和所述自密封快插母头的对接精度。

作为本发明的进一步改进，所述可伸缩供液管道采用金属软管、橡胶软管和塑料软管中任意一种，所述可伸缩供液管道的伸缩量大于所述电机最大运动距离。

作为本发明的进一步改进，所述连杆通过螺纹、插销和焊接中任意一种方式进行固定。

本发明还提供了一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插方法，采用上述技术方案中任一技术方案所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置进行处理，包括如下步骤：

S1、光电传感发射器发射信号，经光电传感接收器接收时，确定旋转供液管路为可连接状态，光电传感发射器将可连接状态反馈给电源控制箱以及远程控制端，远程控制端对电源控制箱下达“管道连接”执行指令，电源控制箱对电机供电并下达向上运动指令，电机驱动可伸缩供液管道和自密封快插公头向上运动；

S2、自密封快插公头运动到与自密封快插母头连接的预定位置时，触发自密封快插母头内部的行程开关，并反馈给电源控制箱，电源控制箱对电机断电，电机停止运动，可伸缩供液管道和旋转供液管道完成连接，制冷供液机组通过连接的管道对转动跟踪系统上的蓄热型散热组件进行供液；

S3、完成供液后，远程控制端对电源控制箱下达“管道断开”指令，电源控制箱对电机供电并下达向下运动指令，自密封快插公头和可伸缩供液管道回到初始位置。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过高精度光电传感器，确定旋转供液管路是否处于可连接状态，从而利用电机驱动可伸缩供液管道和自密封快插公头向上运动，结合利用自密封快插母头内部设置的行程开关，高精度识别自密封快插公头是否运动到预定位置，以进行自密封快插公头和自密封快插母头的连接，从而完成可伸缩供液管道和旋转供液管道的连接，同时完成供液后，利用电机驱动可伸缩供液管道和自密封快插公头向下运动至初始位置，完成管道分离，利用远程控制，实现供液管道的自动化连接，节省人力物力，提高了管道连接效率。

2.本发明使用步进式电机用于可伸缩供液管道和自密封快插公头的驱动，可减小自密封快插公头和自密封快插母头连接时的撞击力，另外，结合采用限位插销对连杆进行限位，防止连杆和伸缩供液管道的相对位置发生变化，以保证供液管路受力均匀，便于供液管的推进和回撤或多根供液管的同时推进和回撤，从而保证管路的顺利连接。

3.本发明提供的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，具备自动化程度高、连接精度高、管道连接和分离效率高等优点，在应用于转动跟踪系统间歇式液冷热管理领域具有较大潜力。

附图说明

图1为本发明的转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置的结构透视示意图。

图2为本发明的管道连接示意图。

图3为本发明的连杆、限位插销和可伸缩供液管道连接俯视图。

附图标记

11、壳体；12、盖板；20、电源控制箱；31、电机；32、连杆；321、限位插销；33、可伸缩供液管道；34、自密封快插公头；35、光电传感发射器；41、旋转供液管道；42、自密封快插母头；43、光电传感接收器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1～图3所示，本发明提供了一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，包括装置壳体11和壳体上盖板12，壳体11和壳体上盖板12之间形成方形容纳腔，容纳腔内设置有电源控制箱20、电机31以及通过连杆32与电机31相连的可伸缩供液管道33，电源控制箱20位于壳体11一侧底部，用于电机31和可伸缩供液管道33的供电，可伸缩供液管道33上设置有自密封快插公头34，连杆32上设置有用于防止连杆32和可伸缩供液管道33的相对位置发生变化的限位插销321；壳体11上方设置有旋转供液管道41以及与旋转供液管道41相连的自密封快插母头42，自密封快插公头34和自密封快插母头42上分别设置有光电传感发射器35和光电传感接收器43。

具体的，自密封快插母头42内部设置有行程开关，用于高精度识别自密封快插公头34是否运动到预定位置；自密封快插公头34和自密封快插母头42为高强度不锈钢接头，自密封快插公头34和自密封快插母头42断开时，接头处会形成自密封，避免漏液，自密封快插公头34和自密封快插母头42连接时，管路连通；本实施例中采用2台电机31驱动2条可伸缩供液管道33，利用限位插销321对连杆32进行限位，防止连杆32和可伸缩供液管道33的相对位置改变，保证两根可伸缩供液管路受力均匀，同时推进或回撤。

具体的，光电传感接收器43位于光电传感发射器35正上方，光电传感发射器35和光电传感接收器43的识别精度优于所述自密封快插公头34和所述自密封快插母头42的对接精度，以保证自密封快插公头34和所述自密封快插母头42的顺利对接，从而保证管道的顺利连接。

具体的，电机31为步进式电机31，每步前进时间和距离相同，所述电机31为推杆电机或螺杆电机，所述电机31底部与壳体11底部固定连接；本实施例中采用推杆电机，结构紧凑、速度快。

具体的，可伸缩供液管道33采用金属软管、橡胶软管和塑料软管中任意一种，所述可伸缩供液管道33的伸缩量大于所述电机31最大运动距离；本实施例中采用不锈钢金属软管，强度高、耐压大。

具体的，连杆32通过螺纹、插销和焊接中任意一种方式进行固定，连杆32制备材料为高强度钢，提高推拉过程中耐受强度；本实施例中连杆32采用螺纹连接，安装简便、便于维修。

具体的，壳体11上盖板12采用铝合金制备，重量轻、易加工，盖板12上设置有维修窗口和自密封快插公头34出口。

下面结合具体的实施例对本发明提供的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插方法进行说明。

本实施例提供了一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插方法，包括如下步骤：

S1、光电传感发射器35发射信号，经光电传感接收器43接收时，确定旋转供液管路为可连接状态，光电传感发射器35将可连接状态反馈给电源控制箱20以及远程控制端，远程控制端对电源控制箱20下达“管道连接”执行指令，电源控制箱20对电机31供电并下达向上运动指令，电机31驱动可伸缩供液管道33和自密封快插公头34向上运动；

S2、自密封快插公头34运动到与自密封快插母头42连接的预定位置时，触发自密封快插母头42内部的行程开关，并反馈给电源控制箱20，电源控制箱20对电机31断电，电机31停止运动，可伸缩供液管道33和旋转供液管道41完成连接，制冷供液机组通过连接的管道对转动跟踪系统上的蓄热型散热组件进行供液；

S3、完成供液后，远程控制端对电源控制箱20下达“管道断开”指令，电源控制箱20对电机31供电并下达向下运动指令，自密封快插公头34和可伸缩供液管道33回到初始位置。

综上所述，本发明公开的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法，通过高精度光电传感器，确定旋转供液管路是否处于可连接状态，从而利用电机31驱动可伸缩供液管道33和自密封快插公头34向上运动，结合利用自密封快插母头42内部设置的行程开关，高精度识别自密封快插公头34是否运动到预定位置，以进行自密封快插公头34和自密封快插母头42的连接，从而完成可伸缩供液管道33和旋转供液管道41的连接，同时完成供液后，利用电机31驱动可伸缩供液管道33和自密封快插公头34向下运动至初始位置，完成管道分离，利用远程控制，实现供液管道的自动化连接，节省人力物力，提高了管道连接效率。同时，使用步进式电机31用于可伸缩供液管道33和自密封快插公头34的驱动，可减小自密封快插公头34和自密封快插母头42连接时的撞击力，另外，采用限位插销321对连杆32进行限位，防止连杆32和伸缩供液管道的相对位置发生变化，以保证供液管路受力均匀，便于供液管的推进和回撤或多根供液管的同时推进和回撤，从而保证管路的顺利连接。本发明提供的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，具备自动化程度高、连接精度高、管道连接和分离效率高等优点，在应用于转动跟踪系统间歇式液冷热管理领域具有较大潜力。

需要说明的是，本发明提供的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置及方法中，所述电机为步进式电机，电机种类不限于推杆电机和螺杆电机；所述连杆的连接方式不限于螺纹、插销和焊接，均属于本发明的保护范围。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：包括装置壳体、设置于所述壳体内部的电源控制箱、电机以及通过连杆与所述电机相连的可伸缩供液管道，所述可伸缩供液管道上设置有自密封快插公头，所述连杆上设置有用于防止所述连杆和所述可伸缩供液管道的相对位置发生变化的限位插销，所述限位插销设置在所述电机两侧；所述壳体上方设置有旋转供液管道以及与所述旋转供液管道相连的自密封快插母头，所述自密封快插公头和所述自密封快插母头上分别设置有光电传感发射器和光电传感接收器；所述电机为步进式电机。

2.根据权利要求1所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述自密封快插母头内部设置有行程开关。

3.根据权利要求2所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述自密封快插公头和所述自密封快插母头为不锈钢接头。

4.根据权利要求1所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述光电传感接收器位于所述光电传感发射器正上方。

5.根据权利要求1所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述电机为推杆电机或螺杆电机。

6.根据权利要求1所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述光电传感发射器和所述光电传感接收器的识别精度优于所述自密封快插公头和所述自密封快插母头的对接精度。

7.根据权利要求1所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述可伸缩供液管道采用金属软管、橡胶软管和塑料软管中任意一种，所述可伸缩供液管道的伸缩量大于所述电机最大运动距离。

8.根据权利要求1所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置，其特征在于：所述连杆通过螺纹、插销和焊接中任意一种方式进行固定。

9.一种用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的用于转动跟踪系统供液的电驱自动快插装置进行处理，包括如下步骤：

S1、光电传感发射器发射信号，经光电传感接收器接收时，确定旋转供液管路为可连接状态，光电传感发射器将可连接状态反馈给电源控制箱以及远程控制端，远程控制端对电源控制箱下达“管道连接”执行指令，电源控制箱对电机供电并下达向上运动指令，电机驱动可伸缩供液管道和自密封快插公头向上运动；

S2、自密封快插公头运动到与自密封快插母头连接的预定位置时，触发自密封快插母头内部的行程开关，并反馈给电源控制箱，电源控制箱对电机断电，电机停止运动，可伸缩供液管道和旋转供液管道完成连接，制冷供液机组通过连接的管道对转动跟踪系统上的蓄热型散热组件进行供液；

S3、完成供液后，远程控制端对电源控制箱下达“管道断开”指令，电源控制箱对电机供电并下达向下运动指令，自密封快插公头和可伸缩供液管道回到初始位置。

Images