CN116417864A - 深海插拔光电连接系统及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种深海插拔光电连接系统及连接方法，其中深海插拔光电连接系统包括：第一光电系统、第二光电系统、进行插拔配合的插头装置和插座装置；第一光电系统包括第一光缆和第一电缆；第二光电系统包括第二光缆和第二电缆；插头装置包括：手柄组件、连接管组件、插头外壳组件、插头内壳组件和插头内芯组件；插头后端与第一光电系统连接；插座装置包括插座外壳组件和插座内芯组件；插座后端与第二光电系统连接；本发明整体结构精密且不复杂、工作稳定性好、推广性好；本发明可以在水下进行实时光纤与电的同时连接，以及光纤与电的及时断开。

Description

深海插拔光电连接系统及连接方法

技术领域

本发明涉及水下设备零部件领域，特别涉及一种深海插拔光电连接系统及连接方法。

背景技术

在海洋工业以及海洋军事建设中，水下插拔连接器是不可缺少的一部分，用于在水下连接电缆或光缆，它由插头和插座两部分组成，可以通过蛙人、遥控潜水器(ROV)或水下机器人(AUV)把这两部分方便地连接在一起，达到快速、高效、可靠施工的目的，使整个水下系统的可靠性和可维修性大大提高。

水下插拔连接器与传统水密连接器存在很大差异，无论是在原理上、结构设计上以及工作性能上，都与传统水密连接器有着巨大的改变。目前，全世界都在大力开发海洋资源，该组件在设备系统、武器装备中都可以起到关键性的连接作用，最重要的是其具有即时通断的功能，大大提高了设备系统的机动性、安全性和适应性。可广泛应用于海底石油工作平台、采矿工程、水下搜救以及潜艇等领域的电力传输、电/液控制、信号传输等诸多方面，对我国海洋勘探、开发以及海军设备和武器系统的发展具有重要意义。

20世纪80年代初期，国外连接器的使用领域从地面扩展到了水下，为适应新的使用环境，充油式压力平衡水下插拔连接器开始面世，这种电连接器不仅结构紧凑，而且具有水密功能，使连接器用于深海成为可能。随着海洋科学迅速发展，为对海洋进行新一轮的探索与开发，国外永久性的有线海底观测站的建立，给水下插拔连接器提供了施展才华的机会，它能为观测站与通信电缆之间提供可靠的水下插拔连接。水下插拔连接器在实现系统一些零部件的安装、维修和重组等方面是别的连接器所无法比拟的。随着海底观测站对海底探测的范围越来越大，提供的数据也越来越多，这直接推动了水下插拔连接器的不断创新。现今，美国、英国和日本等都有自己的海底观测站，而水下插拔连接器是组建新型海底观测站的条件之一。目前，国外水下插拔连接器从开始的单一品种已发展到各类功能强大的改进产品，如全光型、光电混装型连接器；从小功率连接器发展到大功率、高电压、多芯连接器。

国内的水密连接器领域已有相当的技术基础，但多为干插拔水下使用型连接器，应用环境受限。目前国内水下插拔技术领域尚属空白，处于研制的起步阶段，有关水下插拔的关键技术，仍有待突破。国内海洋工程用水下插拔连接器均为进口产品，成本高，采购周期长，制约着海洋工程的开发。

深海插拔光电连接系统的发明，对于实现高新技术成果转化，对促进地方产业结构调整，提升区域创新能力，有着积极重要的意义。并有利于提高国内水下插拔连接器的整体水平，提高整个行业的综合竞争能力，为我国海洋开发提供有利的基础。

深海插拔光电连接系统是保证水下设备正常工作的重要装置，也是海底观测网，能源勘探水下电力分配等领域的关键部件；深海插拔光电连接系统能够实现光和电信号的传输，以及机械连接。国内传统较为先进的水下连接器为四芯电结构，最大使用深度为2000米。现有的光电一体深海原位湿插拔的光电连接器技术比较落后，适用深度浅，使用寿命短，插拔次数少，并且难以兼容光与电同时连接。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提出了一种深海插拔光电连接系统及连接方法。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提出的深海插拔光电连接系统，包括：第一光电系统、第二光电系统、进行插拔配合的插头装置和插座装置；

第一光电系统包括第一光缆和第一电缆；

第二光电系统包括第二光缆和第二电缆；

第一光电系统和第二光电系统通过插头装置和插座装置光电连接；

插头装置包括：手柄组件、连接管组件、插头外壳组件、插头内壳组件和插头内芯组件；插头装置的两端分别为插头前端和插头后端；插头后端与第一光电系统连接；

插座装置包括插座外壳组件和插座内芯组件；插座装置的两端分别为插座前端和插座后端；插座后端与第二光电系统连接；

手柄组件位于插头后端处，固定安装在插头外壳组件外，用于控制插头装置运动；

连接管组件位于插头后端处；连接管组件的一端插入插头内壳组件内，且固定安装在插头内壳组件上，连接管组件的另一端与第一光电系统连接；

插头内壳组件安装在插头外壳组件内；

插头内芯组件安装在插头内壳组件内；插头内芯组件包括插头电插针部和插头光纤插针部；第一电缆和第一光缆分别从连接管组件内通过，并分别与插头电插针部和插头光纤插针部连接；

插座内芯组件固定安装在插座外壳组件内，且与第二光电系统连接；插座内芯组件包括插座电插针部和插座光纤插针部；第二电缆和第二光缆分别与插座电插针部和插座光纤插针部连接；

插头装置与插座装置连接后：插头前端和插座前端连接；插座外壳组件插入插头外壳组件和插头内壳组件之间；插头内壳组件与插座外壳组件配合，固定插头装置和插座装置；插头内芯组件与插座内芯组件抵接；插头电插针部和插头光纤插针部分别插入插座内芯组件，并分别与插座电插针部和插座光纤插针部连接。

本发明提出的深海插拔光电连接方法，包括如下步骤：

S1、将第一光缆和第一电缆穿过连接管组件，并与插头内芯连接，将第二光缆和第二电缆与插座内芯进行连接；

S2、固定插座装置；外部机械手通过控制手柄组件，将插头装置移向插座装置，插座外壳组件插入插头外壳组件和插头内壳组件之间，插头键与插座槽对准，实现一级导向；

S3、外部机械手继续移动插头装置，插头电插针部的从插头滑动密封部伸出部分插入插座电插针部，实现二级导向，继续移动插头装置，插头滑动密封部与插座滑动密封部抵接，同时插头电插针与滑销接触，并推动滑销向插座电插针移动；

S4、插头滑动密封部和插头光电固定座共同沿插头内壳的内壁向插头后端移动，制动杆前端通过插头光电固定座插入插头滑动密封部，制动杆楔面与插头制动楔孔的楔面形成插头楔形配合，抬起插头滑动密封板，插头光纤连接孔与插头光纤插针部对齐；

S5、插头滑动密封部和插头光电固定座继续沿插头内壳的内壁向插头后端移动，制动杆前端插入插座滑动密封部，制动杆楔面与插座制动楔孔的楔面形成插座楔形配合，抬起插座滑动密封板，插座滑动密封板上的插座光纤插针通孔、插头光纤连接孔和插头光纤插针部对齐，插头光纤插针部依次穿过插头光纤连接孔、插头光纤插针通孔、插座光纤插针通孔以及插座光纤连接孔，并与插座光纤插针部连接，同时，插头电插针通过滑销与插座电插针电连接，至此完成第一光缆和第二光缆的光纤连接，以及第一电缆和第二电缆的电连接；

S6、夹紧部与插座外壳组件上的夹紧环槽配合，夹紧固定插头装置和插座装置。

本发明能够取得以下技术效果：

1、整体结构精密且不复杂；海底环境恶劣，任何复杂的结构都容易受到损坏，因此简单的结构更实用；插头装置和插座装置通过插座槽和插头键进行限位，同时插座槽作为一级导向，插头电插针部与插座电插针部配合作为二级导向，使光纤连接精确对准；夹紧部采用直拉式解锁机构，锁紧与解锁均通过轴向力，便于深海环境下的极端操作；同时充分考虑了机械手以及海洋环境的实际情况，手柄组件设有柔性结构，便于柔性对中，防止插座装置和插头装置插拔时发生损坏；

2、工作稳定性好；在高压盐腐的深海环境下，插座装置和插头装置内部空腔和外表面形成巨大的压差，因此插座装置和插头装置连接后很难轻易拔开；本发明在插头装置和插座装置内部都设有油囊，来调节内外压力平衡；同时本发明在插拔过程中，插入前和插入中时刻满足静密封和动密封；通过绝缘油，可有效湮灭电弧，适用高电压与大电流的防爆设计，同时绝缘油也保证了光连接部分的洁净度和光学性能；

3、推广性好；本发明对于光电连接一体的深海连接器领域是一个全新设计思路，可以广泛应用于水下领域，实用性较强；本发明采用的二级导向设计避免了因连接精度差导致插拔过程中对连接器的损坏，解决了传统连接器工作水深浅，使用寿命短，插拔次数少等问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的插头装置和插座装置的外观示意图；

图2是根据本发明实施例的插头装置的局部剖视图；

图3是根据本发明实施例的插座装置的局部剖视图；

图4是根据本发明实施例的插座电插针副的全剖视图；

图5是根据本发明实施例的插头滑动密封部中部分组件的外观立体图；

图6是根据本发明实施例的插头滑动密封部中部分组件的主视图；

图7是根据本发明实施例的深海插拔光电连接方法的流程图；

图8是根据本发明实施例的插座油囊部的透视图；

图9根据本发明实施例的插头油囊的局部剖视图。

其中的附图标记包括：手柄1、柔性连接部2、支撑杆3、连接管固定环4、夹钳5、夹钳固定环6、插头前端套环7、连接管保护套8、连接管9、外壳限位环10、支撑杆连接环11、插头外壳12、凹槽斜面13、插头滑动密封部14、插头光电固定座15、插头内壳16、插头光电固定板17、插头光纤插针18、插头电插针19、主弹簧20、插头内壳支撑壁21、夹紧环槽22、插座槽23、插座法兰盘24、插座外壳25、插头内壳前腔26、插头内壳后腔27、插座油囊部28、插座电插针29、插座光纤插针30、插座外壳后腔31、插座外壳前腔32、插座滑动密封部33、插座光电固定座34、密封块35、插座光电固定板36、插座外壳支撑壁37、金属衬套38、入口套管39、滑销弹簧40、主套管41、滑销42、

插头顶部密封块43、插头辅助复位弹簧44、插头滑动密封板45、插头光纤连接孔46、插头底部密封块47、插头导向杆48、插头复位弹簧49、插头制动楔孔50、插头光纤插针通孔51、插头制动通孔52、插头前端壳体53、插头滑道54、插头后端壳体55、插头光纤插针通孔56、插头制动通孔57、

插座油囊弹簧组58、插座油囊59、插头油囊60。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

下面结合图1到图9对本发明的具体工作方式进行详细说明：

本发明提出一种深海插拔光电连接系统，包括：第一光电系统、第二光电系统、进行插拔配合的插头装置和插座装置；

第一光电系统包括第一光缆和第一电缆。

第二光电系统包括第二光缆和第二电缆。

第一光电系统与第二光电系统分别与外部电缆及光缆连接，通过本发明提出的深海插拔光电连接系统，实现外部光缆与电缆在深海环境下的连接。

图1示出了插头装置和插座装置的外观。

图2示出了插头装置的内部细节。

如图1和图2所示，插头装置包括：手柄组件、连接管组件、插头外壳组件、插头内壳组件和插头内芯组件；插头装置的两端分别为插头前端和插头后端；插头后端与第一光电系统连接；

手柄组件位于插头后端处，固定安装在插头外壳组件外，用于控制插头装置运动；手柄组件包括：手柄1、柔性连接部2和支撑杆组；

手柄1通过柔性连接部2连接支撑杆3。

柔性连接部2采用柔性材料。柔性材料缓冲了插头装置与插座装置接触时产生的冲击。

支撑杆组包括至少两个支撑杆3，至少两个支撑杆3均布安装在支撑杆连接环11上。

连接管组件位于插头后端处；连接管组件的一端插入插头内壳组件内，且固定安装在插头内壳组件上，连接管组件的另一端与第一光电系统连接；

连接管组件包括：连接管9、连接管保护套8和连接管固定环4。

连接管9分为连接管前端和连接管后端；连接管后端与第一光电系统连接。

连接管固定环4安装在外壳限位环10上，并将连接管前端固定在插头内壳后腔27内；连接管固定环4和连接管前端共同密封插头内壳后腔27。

连接管保护套8安装在连接管9外，且位于连接管后端处。连接管保护套8采用橡胶材料。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，连接管9采用分段式焊接结构，为了不与手柄组件干涉，连接管9与插头外壳12的主体成45度；连接管9的焊点周围灌封环氧树脂；连接管9外部包络连接管保护套8，连接管保护套8两端加装有用于固定的锁紧套。

插头外壳组件包括：插头外壳12、支撑杆连接环11和插头前端套环7。

插头外壳12为圆柱壳体结构，材料为钛合金；插头外壳12的两端分别为插头外壳前端和插头外壳后端；插头外壳前端靠近插头前端；插头外壳后端靠近插头后端。

支撑杆连接环11套装在插头外壳后端；支撑杆连接环11与手柄组件固定连接。

插头前端套环7套装在插头外壳前端。

插头内壳组件安装在插头外壳组件内；

插头内壳组件包括夹紧部、插头内壳16和外壳限位环10。

插头内壳16为圆柱壳体结构，材料为钛合金；插头内壳16内充满硅油；硅油可在插头内壳16内流动，起到稳定插头内壳16内部压力的作用。

插头内壳16中的插头内壳支撑壁21将插头内壳16的内部空间分为插头内壳前腔26和插头内壳后腔27；插头内壳前腔26靠近插头前端；插头内壳后腔27靠近插头后端。

外壳限位环10安装在插头内壳后腔27外。

夹紧部包括夹钳组和夹钳固定环6；夹钳组包括至少两个夹钳5；夹钳5分为夹钳前端和夹钳后端。

在插头内壳16的外圆柱面上设有插头键。

在插头内壳16的外圆柱面上还设有均布的凸台，夹钳后端固定安装在凸台上，凸台的数量和夹钳5的数量一致。

在插头外壳12上设有均布的凹槽，凸台和夹钳5位于凹槽内，凹槽的数量和位置与凸台的数量和位置相同；凹槽通过凸台约束插头内壳16相对于插头外壳12的运动方向和运动范围。

凹槽内设有凹槽斜面13；

夹钳前端设有夹钳斜面，夹钳斜面和凹槽斜面13相配合。夹钳5选用聚缩醛材料，能有效减重。

夹钳固定环6为夹钳5提供夹紧力，并将夹钳斜面压紧在凹槽斜面13上。

外壳限位环10和凸台共同约束插头外壳12与插头内壳16的相对运动方向和运动范围。

夹紧部的工作原理如下：

插头装置与插座装置插合后，夹钳5的夹钳前端与夹紧环槽22配合，夹钳固定环6保证了夹钳前端与夹紧环槽22紧密贴合，直接拉动插头内壳组件，插头装置与插座装置仍然保证紧密插合状态，只有通过拉动支撑杆3，来带动插座外壳25上的凹槽斜面13与夹钳前端的夹钳斜面发生相对运动，使夹钳5向外变形，夹钳固定环6被撑开，夹钳5完全从夹紧环槽22内退出，插头装置与插座装置才能分离，插头装置与插座装置分离后，夹钳固定环6使夹钳5恢复原位。

插头内芯组件安装在插头内壳组件内；插头内芯组件包括：插头光电固定板17、制动杆组、主弹簧20、插头光电固定座15、插头滑动密封部14、插头电插针部和插头光纤插针部。

第一电缆和第一光缆分别从连接管组件内通过，并分别与插头电插针部和插头光纤插针部连接。连接管组件内灌装有环氧树脂，用于固定第一电缆和第一光缆以及耐压。

插头电插针部包括至少两个插头电插针19；插头电插针19采用铍青铜材料；铍青铜材料导电性能好，弹性优良，满足了电学性能要求的同时，也抗振动和冲击。

插头光纤插针部包括至少四个插头光纤插针18；

插头光电固定板17位于插头内壳后腔27内，且固定安装在插头内壳支撑壁21上；插头光电固定板17采用陶瓷材料；

制动杆组位于插头内壳前腔26内，包括至少两个制动杆；制动杆分为制动杆前端和制动杆后端；至少两个制动杆的后端均布固定安装在插头内壳支撑壁21上；制动杆前端位于插头光电固定座15内；制动杆前端设有制动杆楔面；

主弹簧20位于插头内壳前腔26内；主弹簧20固定安装在插头内壳支撑壁21和插头光电固定座15；主弹簧20保证了插头内芯组件和插座内芯组件接触时的紧密配合。

插头滑动密封部14和插头光电固定座15均位于插头内壳前腔26内；插头滑动密封部14和插头光电固定座15均与插头内壳16的内壁相配合，密封插头内壳前腔26；

插头光电固定座15的一端与主弹簧20固定连接，另一端与插头滑动密封部14固定连接；

图9示出了插头油囊60的具体细节。

如图9所示，插头光电固定座15内部设有插头油囊60，插头油囊60与插头内壳16内的硅油相连通，插头油囊60通过硅油调节自身的膨胀及缩小变形，来平衡插头内壳16与外部的压差。

插头内壳16的内壁上设有导向槽，插头光电固定座15的径向上设有导向键，导向键和导向槽配合，约束插头光电固定座15的运动范围和运动方向；

插头滑动密封部14固定安装在插头光电固定座15的端面上；

至少两个插头电插针19位于插头内壳16内，且穿过插头内壳支撑壁21；至少两个插头电插针19位于插头内壳后腔27的部分与第一电缆连接；至少两个插头电插针19位于插头内壳前腔26的部分依次穿过插头光电固定座15和插头滑动密封部14，从插头装置伸出，至少两个插头电插针19伸出部分的前端是漏出的电插针；

至少四个插头光纤插针18位于插头内壳16内，且穿过插头内壳支撑壁21；至少四个插头光纤插针18位于插头内壳后腔27的部分与第一光缆连接；至少四个插头光纤插针18位于插头内壳前腔26的部分通过插头光电固定座15，并插入插头滑动密封部14内；

至少四个插头光纤插针18在插头光电固定座15内分别设有光纤插针橡胶囊，光纤插针橡胶囊用于平衡压差并保护至少四个插头光纤插针18。

光纤插针橡胶囊与插头内壳16内的硅油相连通，光纤插针橡胶囊通过硅油调节自身的膨胀及缩小变形，来保护至少四个插头光纤插针18不会直接承受外部的压力。

插头光电固定板17将至少两个插头电插针19和至少四个插头光纤插针18位于插头内壳后腔27的部分固定在插头内壳支撑壁21上；

图5示出了插头滑动密封部14中部分组件的外观。

图6示出了插头滑动密封部14中部分组件的内部细节。

如图5和图6所示，插头滑动密封部14包括：插头顶部密封块43、插头滑动密封板45、插头导向杆48、插头复位弹簧49、插头密封外壳和插头底部密封块47；其中，

插头滑动密封板45位于插头密封外壳的内部；插头导向杆48的两端穿过插头滑动密封板45，并分别与插头顶部密封块43、插头底部密封块47抵接；插头滑动密封板45沿插头导向杆48在插头密封外壳内上下滑动，插头复位弹簧49抵接在插头顶部密封块43与插头滑动密封板45之间。

在插头滑动密封板45上从上至下依次设置有插头封堵结构、插头光纤连接孔46和插头制动楔孔50，在插头密封外壳上分别开设有插头光纤插针通孔、插头电插针通孔以及插头制动通孔。

在初始状态下，插头封堵结构堵住插头制动通孔；插头电插针19穿过插头电插针通孔；插头电插针通孔的数量与插头电插针19的数量一致。

制动杆前端设有制动杆楔面，插头制动楔孔50的孔壁为楔面，制动杆楔面与插头制动楔孔50的楔面形成插头楔形配合。

当制动杆穿过插头制动通孔插入插头制动楔孔50内时，通过制动杆楔面与插头制动楔孔50的配合，带动插头滑动密封板45向上运动，在插头封堵结构打开插头制动通孔的同时，插头光纤连接孔46与插头光纤插针通孔连通。

插头封堵结构为半球形滑动凸起；以及，插头密封外壳包括插头前端壳体53和插头后端壳体55，在插头前端壳体53上开设有供插头封堵结构中的半球形滑动凸起滑动的插头滑道54，在插头滑道54上及插头后端壳体55相对应的位置分别开设插头光纤插针通孔(在图5中，插头光纤插针通孔51和插头光纤插针通孔56)，在插头前端壳体53和插头后端壳体55上位于插头光纤插针通孔的下方分别开设插头制动通孔(在图5中，插头制动通孔52和插头制动通孔57)。

插头后端壳体55与插头光电固定座15连接，初始状态下，插头后端壳体55上的插头光纤插针通孔与插头光纤插针部的位置对应；插头光纤插针通孔的数量与插头光纤插针18的数量相同。

在插头顶部密封块43上开设有插头螺纹孔，在插头底部密封块47上开设有插头固定孔，在插头导向杆48的一端加工有螺纹，插头导向杆48的螺纹端与插头螺纹孔螺纹连接，插头导向杆48的另一端固定安装在插头固定孔内。

插头螺纹孔与插头固定孔分别开设在插头顶部密封块43和插头底部密封块47的中部位置，插头复位弹簧49套装在插头导向杆48上，插头复位弹簧49的一端与插头顶部密封块43抵接，插头复位弹簧49的另一端与插头滑动密封板45抵接。

在插头顶部密封块43上位于插头螺纹孔的两侧分别开设有插头顶部限位槽，在插头底部密封块47上位于插头固定孔的两侧分别开设有插头底部限位槽；

插头辅助复位弹簧44分别安装在相对的两个插头顶部限位槽与插头底部限位槽之间；

插头制动楔孔50的数量与制动杆的数量一致；插头制动楔孔50均匀分布在插头导向杆48的两侧。

在插头滑动密封板45上位于插头封堵结构的下方还开设有插头腰型孔，在插头密封外壳内对应于插头腰型孔的位置开设有插头油路凹槽。插头油路凹槽用于通过位于插头装置内部的硅油，保持插头装置内部油路连通。

图3示出了插座装置的内部细节。

如图3所示，插座装置包括插座外壳组件和插座内芯组件；插座装置的两端分别为插座前端和插座后端；插座后端与第二光电系统连接；

插座外壳组件包括：插座外壳25和插座法兰盘24；

插座外壳25为圆柱壳体结构，材料为钛合金；插座外壳25中的插座外壳支撑壁37将插座外壳25的内部空间分为插座外壳前腔32和插座外壳后腔31；插座外壳前腔32靠近插座前端；插座外壳后腔31靠近插座后端；

插座外壳25的外圆柱面上设有插座槽23；当插座装置与插头装置进行插拔时，插座槽23和插头键相配合，约束插座装置与插头装置的运动方向和运动范围；

插座外壳25的外圆柱面上还设有夹紧环槽22；通过夹紧环槽22与夹钳前端的配合，将插座装置与插头装置夹紧固定；

在本发明的一个具体实施例中，插座外壳25的外圆柱面上还设有外螺纹和密封圈，用于和其他设备连接。

插座法兰盘24安装在插座外壳25的外圆柱面上。

在本发明的一个具体实施例中，插座法兰盘24通过螺钉拧紧以及定位销过盈配合的方式，固定连接在插座外壳25上。

插座内芯组件固定安装在插座外壳组件内，且与第二光电系统连接；插座内芯组件包括：插座滑动密封部33、插座光电固定座34、插座光电固定板36、插座油囊部28、插座电插针部和插座光纤插针部。

第二电缆和第二光缆分别与插座电插针部和插座光纤插针部连接。

在插座外壳前腔32内，插座滑动密封部33、插座光电固定座34和插座油囊部28依次固定连接；插座油囊部28固定安装在插座外壳支撑壁37上。

插座电插针部和插座光纤插针部分别依次穿过插头滑动密封部14、插头光电固定座15、插座油囊部28和插座外壳支撑壁37。

图4示出了插座电插针副的内部细节。

如图4所示，插座电插针部包括至少两个插座电插针副；每个插座电插针副包括：入口套管39、主套管41、金属衬套38、滑销42、滑销弹簧40、插座电插针29和密封块35。

金属衬套38安装在入口套管39内；入口套管39插入插座滑动密封部33内。

入口套管39采用氟硅橡胶材料；入口套管39内部设有用于密封的环形凸起；当插座装置未与插头装置插合时，环形凸起与滑销42过盈配合，密封入口套管39；当插座装置与插头装置插合时，环形凸起与插入入口套管39内的插头电插针过盈配合，密封入口套管39。

入口套管39连接在主套管41上，两者形成插座电插针内腔；在插座电插针内腔内，滑销42、滑销弹簧40和插座电插针29依次抵接。

主套管41固定安装在插座外壳支撑壁37上；主套管41上设有可与插座油囊部28连通的压力阀，压力阀用于平衡主套管41与插座油囊部28之间压力差。

插座电插针29一端位于插座电插针内腔内，一端穿过插座外壳支撑壁37，位于插座外壳后腔31内，与第二电缆连接；插座电插针29与插座外壳支撑壁37通过密封块35密封，密封块35通过插座光电固定板36固定在插座外壳支撑壁37内。

插座电插针29采用铍青铜材料。铍青铜材料导电性能好，弹性优良，满足了电学性能要求的同时，也抗振动和冲击。

插座光纤插针部包括：至少四个插座光纤插针30；

至少四个插座光纤插针30位于插座外壳后腔31的部分与第二光缆连接；每个插座光纤插针30和插座光电固定板36之间均安装有用于缓冲的光纤插针弹簧。

插座光电固定板36采用陶瓷材料。

图8示出了插座油囊部28的内部结构；

如图8所示，插座油囊部28用于平衡插座装置与外界的压力差；插座油囊部28包括：插座油囊59，插座油囊弹簧组58。

插座油囊弹簧组58安装在插座油囊59内；插座油囊弹簧组58用于支撑插座油囊59。

在本发明的一个具体实施中，如图8所示，插座油囊弹簧组58包含4组插座油囊弹簧，4组插座油囊弹簧在插座油囊59的内部端面上均匀分布。

插座油囊59内充满硅油。硅油的粘度系数小，绝缘性能好，耐温广，能满足水下即时插拔的需要。选用硅油保证了插头电插针部与插座电插针部在插合和分离过程中，均在绝缘的硅油中进行，可有效湮灭插头电插针部与插座电插针部电连接和分离时产生的电弧，实现了带电插拔。

下面对插座油囊部28的工作原理进行说明：在插座装置进入海水中，海水的水压会压迫插座油囊部28向内变形，海水压力越大，插座油囊部28向内变形越大，当海水压迫插座油囊部28向内变形时，插座油囊部28内部的硅油会沿着插座装置内部的各个组件进行流动，形成油路循环；当硅油运动到插座电插针部时，在一定程度上起到清洗插座电插针29的作用。

值得注意的是，在本发明中，插头滑动密封部14与插座滑动密封部33的内部具体结构及工作原理相同，两者的具体结构尺寸根据实际使用需求可能会有差别。

插座滑动密封部33包括：插座顶部密封块、插座滑动密封板、插座导向杆、插座复位弹簧、插座密封外壳和插座底部密封块；其中，

插座滑动密封板位于插座密封外壳的内部；插座导向杆的两端穿过插座滑动密封板，并分别与插座顶部密封块、插座底部密封块抵接；插座滑动密封板沿插座导向杆在插座密封外壳内上下滑动，插座复位弹簧抵接在插座顶部密封块与插座滑动密封板之间。

在插座滑动密封板上从上至下依次设置有插座封堵结构、插座光纤连接孔和插座制动楔孔，在插座密封外壳上分别开设有插座光纤插针通孔、插座电插针通孔以及插座制动通孔。

在初始状态下，插座封堵结构堵住插座制动通孔；插座电插针部穿过插座电插针通孔；插座电插针通孔的数量与插座电插针副的数量一致。

插座制动楔孔的孔壁为楔面，制动杆楔面与插座制动楔孔的楔面形成插座楔形配合。

当制动杆穿过插座制动通孔插入插座制动楔孔内时，通过制动杆楔面与插座制动楔孔的配合，带动插座滑动密封板向上运动，在插座封堵结构打开插座制动通孔的同时，插座光纤连接孔与插座光纤插针通孔连通。

插座封堵结构为半球形滑动凸起；以及，插座密封外壳包括插座前端壳体和插座后端壳体，在插座前端壳体上开设有供插座封堵结构中的半球形滑动凸起滑动的插座滑道，在插座滑道上及插座后端壳体相对应的位置分别开设插座光纤插针通孔，在插座前端壳体和插座后端壳体上位于插座光纤插针通孔的下方分别开设插座制动通孔。

插座后端壳体与插座光电固定座34连接，初始状态下，插座后端壳体上的插座光纤插针通孔与插座光纤插针部的位置对应；插座光纤插针通孔的数量与插座光纤插针30的数量相同。

在插座顶部密封块上开设有插座螺纹孔，在插座底部密封块上开设有插座固定孔，在插座导向杆的一端加工有螺纹，插座导向杆的螺纹端与插座螺纹孔螺纹连接，插座导向杆的另一端固定安装在插座固定孔内。

插座螺纹孔与插座固定孔分别开设在插座顶部密封块和插座底部密封块的中部位置，插座复位弹簧套装在插座导向杆上，插座复位弹簧的一端与插座顶部密封块抵接，插座复位弹簧的另一端与插座滑动密封板抵接。

在插座顶部密封块上位于插座螺纹孔的两侧分别开设有插座顶部限位槽，在插座底部密封块上位于插座固定孔的两侧分别开设有插座底部限位槽，在相对的两个插座顶部限位槽与插座底部限位槽之间分别抵接有插座辅助复位弹簧。

插座制动楔孔的数量与制动杆的数量一致；插座制动楔孔均匀分布在插座导向杆的两侧。

在插座滑动密封板上位于插座封堵结构的下方还开设有插座腰型孔，在插座密封外壳内对应于插座腰型孔的位置开设有插座油路凹槽。

第一光电系统和第二光电系统的一端分别与外部光纤和电缆连接；第一光电系统和第二光电系统的另一端通过插头装置和插座装置光电连接。

插头装置与插座装置连接后：插头前端和插座前端连接；插座外壳组件插入插头外壳组件和插头内壳组件之间；夹紧部与插座外壳组件配合，夹紧固定插头装置和插座装置；插头内芯组件与插座内芯组件抵接；插头电插针部和插头光纤插针部分别插入插座内芯组件，并分别与插座电插针部和插座光纤插针部连接；

插头装置与插座装置连接后，插头外壳组件、插头内壳组件、插头内芯组件、插座外壳组件和插座内芯组件的中轴线重合。

值得注意的是：本发明中的插头光纤插针18、插座光纤插针30、插头电插针19和插座电插针29的长度均根据实际使用需求来决定，长度的大小主要影响在插头装置与插座装置对接时，接触对接的先后顺序。

经模拟计算可知，本发明提出的深海插拔光电连接系统的适用范围为水下0到3000米的深度。

图7示出了深海插拔光电连接方法的具体流程；

如图7所示，本发明提出的深海插拔光电连接方法，包括如下步骤：

S1、将第一光缆和第一电缆穿过连接管组件，并与插头内芯连接，将第二光缆和第二电缆与插座内芯进行连接；

S2、固定插座装置；外部机械手通过控制手柄组件，将插头装置移向插座装置，插座外壳组件插入插头外壳组件和插头内壳组件之间，插头键与插座槽23对准，实现一级导向；

S3、外部机械手继续移动插头装置，插头电插针部的从插头滑动密封部14伸出部分插入插座电插针部，实现二级导向，继续移动插头装置，插头滑动密封部14与插座滑动密封部33抵接，同时插头电插针19与滑销42接触，并推动滑销42向插座电插针29移动；

S4、插头滑动密封部14和插头光电固定座15共同沿插头内壳16的内壁向插头后端移动，制动杆前端通过插头光电固定座15插入插头滑动密封部14，制动杆楔面与插头制动楔孔50的楔面形成插头楔形配合，抬起插头滑动密封板45，插头光纤连接孔46与插头光纤插针部对齐；

S5、插头滑动密封部14和插头光电固定座15继续沿插头内壳16的内壁向插头后端移动，制动杆前端插入插座滑动密封部33，制动杆楔面与插座制动楔孔的楔面形成插座楔形配合，抬起插座滑动密封板，插座滑动密封板上的插座光纤插针通孔、插头光纤连接孔46和插头光纤插针部对齐，插头光纤插针部依次穿过插头光纤连接孔46、插头光纤插针通孔、插座光纤插针通孔以及插座光纤连接孔，并与插座光纤插针部连接，同时，插头电插针19通过滑销42与插座电插针29电连接，至此完成第一光缆和第二光缆的光纤连接，以及第一电缆和第二电缆的电连接；

S6、夹紧部与插座外壳组件上的夹紧环槽22配合，夹紧固定插头装置和插座装置。

现对插座装置与插头装置的分离进行原理说明：

当插座装置与插头装置分离时，插座装置固定不动，外部机械手拉动手柄组件带动插头装置向插头后端方向移动，夹钳组与凹槽斜面13相配合，在凹槽斜面13的带动下，夹钳5克服夹钳固定环6所提供的夹紧力张开，夹钳前端与夹紧环槽22解除配合，插座装置与插头装置解锁，插座外壳组件逐步从插头外壳组件和插头内壳组件之间移出，插头内芯组件与插座内芯组件抵接，插头电插针部、插头光纤插针部以及制动杆组分别依次从插座内芯组件拔出，插头电插针部与插座电插针部断开电连接，插头光纤插针部与插座光纤插针部断开光纤连接，至此第一光电系统与第二光电系统断开连接，完成了外部电缆及光缆的断开；

当制动杆组从插座装置拔出时，插座滑动密封部33中的插座滑动密封板在插座复位弹簧和插座辅助复位弹簧的作用下复位，封闭插座装置；

随着插座外壳组件从插头外壳组件和插头内壳组件之间逐步移出，主弹簧20逐步推动插头光电固定座15和插头滑动密封部14复位，当插头滑动密封部14与制动杆组脱离接触时，插头滑动密封板45在插头复位弹簧49和插头辅助复位弹簧44的作用下复位，封闭插头装置。

由上述描述可知，插座装置与插头装置的插合与分离动作均是通过轴向施力完成，在水下易于自动操作。

综上所述，本发明提出了一种深海插拔光电连接系统及连接方法，本发明整体结构精密且不复杂、工作稳定性好、推广性好；本发明可以在水下进行实时光纤与电同时连接，以及光纤与电的及时断开。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种深海插拔光电连接系统，包括：第一光电系统和第二光电系统；其特征在于，还包括：进行插拔配合的插头装置和插座装置；

所述第一光电系统包括第一光缆和第一电缆；

所述第二光电系统包括第二光缆和第二电缆；

所述第一光电系统和所述第二光电系统通过所述插头装置和所述插座装置光电连接；

所述插头装置包括：手柄组件、连接管组件、插头外壳组件、插头内壳组件和插头内芯组件；所述插头装置的两端分别为插头前端和插头后端；所述插头后端与所述第一光电系统连接；

所述插座装置包括插座外壳组件和插座内芯组件；所述插座装置的两端分别为插座前端和插座后端；所述插座后端与所述第二光电系统连接；

所述手柄组件位于所述插头后端处，固定安装在所述插头外壳组件外，用于控制所述插头装置运动；

所述连接管组件位于所述插头后端处；所述连接管组件的一端插入所述插头内壳组件内，且固定安装在所述插头内壳组件上，所述连接管组件的另一端与所述第一光电系统连接；

所述插头内壳组件安装在所述插头外壳组件内；

所述插头内芯组件安装在所述插头内壳组件内；所述插头内芯组件包括插头电插针部和插头光纤插针部；所述第一电缆和所述第一光缆分别从所述连接管组件内通过，并分别与所述插头电插针部和所述插头光纤插针部连接；

所述插座内芯组件固定安装在所述插座外壳组件内，且与所述第二光电系统连接；所述插座内芯组件包括插座电插针部和插座光纤插针部；所述第二电缆和所述第二光缆分别与所述插座电插针部和所述插座光纤插针部连接；

所述插头装置与所述插座装置连接后：所述插头前端和所述插座前端连接；所述插座外壳组件插入所述插头外壳组件和所述插头内壳组件之间；所述插头内壳组件与所述插座外壳组件配合，固定所述插头装置和所述插座装置；所述插头内芯组件与所述插座内芯组件抵接；所述插头电插针部和所述插头光纤插针部分别插入所述插座内芯组件，并分别与所述插座电插针部和所述插座光纤插针部连接。

2.如权利要求1所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插头外壳组件包括：插头外壳(12)、支撑杆连接环(11)和插头前端套环(7)；

所述插头外壳(12)为圆柱壳体结构，材料为钛合金；所述插头外壳(12)的两端分别为插头外壳前端和插头外壳后端；所述插头外壳前端靠近所述插头前端；所述插头外壳后端靠近所述插头后端；

所述支撑杆连接环(11)套装在所述插头外壳后端；所述支撑杆连接环(11)与所述手柄组件固定连接；

所述插头前端套环(7)套装在所述插头外壳前端。

3.如权利要求2所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述手柄组件包括：手柄(1)、柔性连接部(2)和支撑杆组；

所述手柄(1)通过所述柔性连接部(2)连接所述支撑杆(3)；

所述柔性连接部(2)采用柔性材料；

所述支撑杆组包括至少两个支撑杆(3)，所述至少两个支撑杆(3)均布安装在所述支撑杆连接环(11)上。

4.如权利要求3所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插头内壳组件包括：夹紧部、插头内壳(16)和外壳限位环(10)；

所述插头内壳(16)为圆柱壳体结构，材料为钛合金；所述插头内壳(16)内充满硅油；

所述插头内壳(16)中的插头内壳支撑壁(21)将所述插头内壳(16)的内部空间分为插头内壳前腔(26)和插头内壳后腔(27)；所述插头内壳前腔(26)靠近所述插头前端；所述插头内壳后腔(27)靠近所述插头后端；

所述外壳限位环(10)安装在所述插头内壳后腔(27)外；

所述夹紧部包括夹钳组和夹钳固定环(6)；所述夹钳组包括至少两个夹钳(5)；所述夹钳(5)分为夹钳前端和夹钳后端；所述夹钳(5)选用聚缩醛材料；

在所述插头内壳(16)的外圆柱面上设有插头键；

在所述插头内壳(16)的外圆柱面上还设有均布的凸台，所述夹钳后端固定安装在所述凸台上，所述凸台的数量和所述夹钳(5)的数量一致；

在所述插头外壳(12)上设有均布的凹槽，所述凸台和所述夹钳(5)位于所述凹槽内，所述凹槽的数量和位置与所述凸台的数量和位置相同；所述凹槽内设有凹槽斜面(13)；

所述夹钳前端设有夹钳斜面，所述夹钳斜面和所述凹槽斜面(13)相配合；

所述夹钳固定环(6)为所述夹钳(5)提供夹紧力，并将所述夹钳斜面压紧在所述凹槽斜面(13)上；

所述外壳限位环(10)和所述凸台共同约束所述插头外壳(12)与所述插头内壳(16)的相对运动方向和运动范围。

5.如权利要求4所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述连接管组件包括：连接管(9)、连接管保护套(8)和连接管固定环(4)；

所述连接管(9)分为连接管前端和连接管后端；所述连接管后端与所述第一光电系统连接；

所述连接管固定环(4)安装在所述外壳限位环(10)上，并将所述连接管前端固定在所述插头内壳后腔(27)内；所述连接管固定环4和所述连接管前端共同密封所述插头内壳后腔(27)；

所述连接管保护套(8)安装在所述连接管(9)外，且位于所述连接管后端处；所述连接管保护套(8)采用橡胶材料。

6.如权利要求5所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插头内芯组件还包括：插头光电固定板(17)、制动杆组、主弹簧(20)、插头光电固定座(15)和插头滑动密封部(14)；

所述插头电插针部包括至少两个插头电插针(19)；所述插头电插针(19)采用铍青铜材料；

所述插头光纤插针部包括至少四个插头光纤插针(18)；

所述插头光电固定板(17)位于所述插头内壳后腔(27)内，且固定安装在所述插头内壳支撑壁(21)上；所述插头光电固定板(17)采用陶瓷材料；

所述制动杆组位于所述插头内壳前腔(26)内，包括至少两个制动杆；所述制动杆分为制动杆前端和制动杆后端；所述至少两个制动杆的后端均布固定安装在所述插头内壳支撑壁(21)上；所述制动杆前端位于所述插头光电固定座(15)内；

所述主弹簧(20)位于所述插头内壳前腔(26)内；所述主弹簧(20)固定安装在所述插头内壳支撑壁(21)和所述插头光电固定座(15)；

所述插头滑动密封部(14)和所述插头光电固定座(15)均位于所述插头内壳前腔(26)内；所述插头滑动密封部(14)和所述插头光电固定座(15)均与所述插头内壳(16)的内壁相配合，密封所述插头内壳前腔(26)；

所述插头光电固定座(15)的一端与所述主弹簧(20)固定连接，另一端与所述插头滑动密封部(14)固定连接；

所述插头光电固定座(15)内部设有插头油囊(60)，所述插头油囊(60)与所述插头内壳(16)内的硅油相连通；所述插头油囊(60)用于平衡所述插头内壳(16)与外部的压差；

所述插头内壳(16)的内壁上设有导向槽，所述插头光电固定座(15)的径向上设有导向键，所述导向键和所述导向槽配合，约束所述插头光电固定座(15)的运动范围和运动方向；

所述插头滑动密封部(14)固定安装在所述插头光电固定座(15)的端面上；

所述至少两个插头电插针(19)位于所述插头内壳(16)内，且穿过所述插头内壳支撑壁(21)；所述至少两个插头电插针(19)位于所述插头内壳后腔(27)的部分与所述第一电缆连接；所述至少两个插头电插针(19)位于所述插头内壳前腔(26)的部分依次穿过所述插头光电固定座(15)和所述插头滑动密封部(14)，从所述插头装置伸出；

所述至少四个插头光纤插针(18)位于所述插头内壳(16)内，且穿过所述插头内壳支撑壁(21)；所述至少四个插头光纤插针(18)位于所述插头内壳后腔(27)的部分与所述第一光缆连接；所述至少四个插头光纤插针(18)位于所述插头内壳前腔(26)的部分通过所述插头光电固定座(15)，并插入所述插头滑动密封部(14)内；

所述至少四个插头光纤插针(18)在所述插头光电固定座(15)内分别设有光纤插针橡胶囊，所述光纤插针橡胶囊用于平衡压差并保护所述至少四个插头光纤插针(18)；

所述插头光电固定板(17)将所述至少两个插头电插针(19)和所述至少四个插头光纤插针(18)位于所述插头内壳后腔(27)的部分固定在所述插头内壳支撑壁(21)上。

7.如权利要求6所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插头滑动密封部(14)包括：插头顶部密封块(43)、插头滑动密封板(45)、插头导向杆(48)、插头复位弹簧(49)、插头辅助复位弹簧(44)、插头密封外壳和插头底部密封块(47)；其中，

所述插头滑动密封板(45)位于所述插头密封外壳的内部；所述插头导向杆(48)的两端穿过所述插头滑动密封板(45)，并分别与所述插头顶部密封块(43)、所述插头底部密封块(47)抵接；所述插头滑动密封板(45)沿所述插头导向杆(48)在所述插头密封外壳内上下滑动，所述插头复位弹簧(49)抵接在所述插头顶部密封块(43)与所述插头滑动密封板(45)之间；

在所述插头滑动密封板(45)上从上至下依次设置有插头封堵结构、插头光纤连接孔(46)和插头制动楔孔(50)，在所述插头密封外壳上分别开设有插头光纤插针通孔、插头电插针通孔以及插头制动通孔；

在初始状态下，所述插头封堵结构堵住所述插头制动通孔；所述插头电插针(19)穿过所述插头电插针通孔；所述插头电插针通孔的数量与所述插头电插针(19)的数量一致；

所述制动杆前端设有制动杆楔面，所述插头制动楔孔(50)的孔壁为楔面，所述制动杆楔面与所述插头制动楔孔(50)的楔面形成所述插头楔形配合；

当所述制动杆穿过所述插头制动通孔插入所述插头制动楔孔(50)内时，通过所述制动杆楔面与所述插头制动楔孔(50)的配合，带动所述插头滑动密封板(45)向上运动，在所述插头封堵结构打开所述插头制动通孔的同时，所述插头光纤连接孔(46)与所述插头光纤插针通孔连通；

所述插头封堵结构为半球形滑动凸起；以及，所述插头密封外壳包括插头前端壳体(53)和插头后端壳体(55)，在所述插头前端壳体(53)上开设有供所述插头封堵结构中的半球形滑动凸起滑动的插头滑道(54)，在所述插头滑道(54)上及所述插头后端壳体(55)相对应的位置分别开设所述插头光纤插针通孔，在所述插头前端壳体(53)和所述插头后端壳体(55)上位于所述插头光纤插针通孔的下方分别开设所述插头制动通孔；

所述插头后端壳体(55)与所述插头光电固定座(15)连接，初始状态下，所述插头后端壳体(55)上的所述插头光纤插针通孔与所述插头光纤插针部的位置对应；所述插头光纤插针通孔的数量与所述插头光纤插针(18)的数量相同；

在所述插头顶部密封块(43)上开设有插头螺纹孔，在所述插头底部密封块(47)上开设有插头固定孔，在所述插头导向杆(48)的一端加工有螺纹，所述插头导向杆(48)的螺纹端与所述插头螺纹孔螺纹连接，所述插头导向杆(48)的另一端固定安装在所述插头固定孔内；

所述插头螺纹孔与所述插头固定孔分别开设在所述插头顶部密封块(43)和所述插头底部密封块(47)的中部位置，所述插头复位弹簧(49)套装在所述插头导向杆(48)上，所述插头复位弹簧(49)的一端与所述插头顶部密封块(43)抵接，所述插头复位弹簧(49)的另一端与所述插头滑动密封板(45)抵接；

在所述插头顶部密封块(43)上位于所述插头螺纹孔的两侧分别开设有插头顶部限位槽，在所述插头底部密封块(47)上位于所述插头固定孔的两侧分别开设有插头底部限位槽；所述插头辅助复位弹簧(44)分别安装在相对的两个所述插头顶部限位槽与所述插头底部限位槽之间；

所述插头制动楔孔(50)的数量与所述制动杆的数量一致；所述插头制动楔孔(50)均匀分布在所述插头导向杆(48)的两侧；

在所述插头滑动密封板(45)上位于所述插头封堵结构的下方还开设有插头腰型孔，在所述插头密封外壳内对应于所述插头腰型孔的位置开设有插头油路凹槽。

8.如权利要求7所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插座外壳组件包括：插座外壳(25)和插座法兰盘(24)；

所述插座外壳(25)为圆柱壳体结构，材料为钛合金；所述插座外壳(25)中的插座外壳支撑壁(37)将所述插座外壳(25)的内部空间分为插座外壳前腔(32)和插座外壳后腔(31)；所述插座外壳前腔(32)靠近所述插座前端；所述插座外壳后腔(31)靠近所述插座后端；

所述插座外壳(25)的外圆柱面上设有插座槽(23)；当所述插座装置与所述插头装置进行插拔时，所述插座槽(23)和所述插头键相配合，约束所述插座装置与所述插头装置的运动方向和运动范围；

所述插座外壳(25)的外圆柱面上还设有夹紧环槽(22)；通过所述夹紧环槽(22)与所述夹钳前端的配合，将所述插座装置与所述插头装置夹紧固定；

所述插座法兰盘(24)安装在所述插座外壳(25)的外圆柱面上。

9.权利要求8所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插座内芯组件还包括：插座滑动密封部(33)、插座光电固定座(34)、插座光电固定板(36)和插座油囊部(28)；

在所述插座外壳前腔(32)内，所述插座滑动密封部(33)、所述插座光电固定座(34)和所述插座油囊部(28)依次固定连接；所述插座油囊部(28)固定安装在所述插座外壳支撑壁(37)上；

所述插座电插针部和所述插座光纤插针部分别依次穿过所述插头滑动密封部(14)、所述插头光电固定座(15)、所述插座油囊部(28)和所述插座外壳支撑壁(37)；

所述插座电插针部包括至少两个插座电插针副；所述插座电插针副的数量和所述插头电插针(19)的数量一致；每个所述插座电插针副包括：入口套管(39)、主套管(41)、金属衬套(38)、滑销(42)、滑销弹簧(40)、插座电插针(29)和密封块(35)；

所述金属衬套(38)安装在所述入口套管(39)内；所述入口套管(39)插入所述插座滑动密封部(33)内；

所述入口套管(39)采用氟硅橡胶材料；所述入口套管(39)内部设有用于密封的环形凸起；

所述入口套管(39)连接在所述主套管(41)上，两者形成插座电插针内腔；在所述插座电插针内腔内，所述滑销(42)、所述滑销弹簧(40)和所述插座电插针(29)依次抵接；

所述主套管(41)固定安装在所述插座外壳支撑壁(37)上；所述主套管(41)上设有可与所述插座油囊部(28)连通的压力阀，所述压力阀用于平衡所述主套管(41)与所述插座油囊部(28)之间压力差；

所述插座电插针(29)一端位于所述插座电插针内腔内，一端穿过所述插座外壳支撑壁(37)，位于所述插座外壳后腔(31)内，与所述第二电缆连接；所述插座电插针(29)与所述插座外壳支撑壁(37)通过所述密封块(35)密封，所述密封块(35)通过所述插座光电固定板(36)固定在插座外壳支撑壁(37)内；

所述插座电插针(29)采用铍青铜材料；

所述插座光纤插针部包括：至少四个插座光纤插针(30)；

所述至少四个插座光纤插针(30)位于所述插座外壳后腔(31)的部分与所述第二光缆连接；每个所述插座光纤插针(30)和所述插座光电固定板(36)之间均安装有用于缓冲的光纤插针弹簧；

所述插座光电固定板(36)采用陶瓷材料；

所述插座油囊部(28)用于平衡所述插座装置与外界的压力差；所述插座油囊部(28)包括：插座油囊弹簧组(58)和插座油囊(59)；

所述插座油囊弹簧组(58)安装在所述插座油囊(59)内；所述插座油囊弹簧组(58)用于支撑所述插座油囊(59)；

所述插座油囊(59)内充满硅油。

10.如权利要求9所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，所述插座滑动密封部(33)包括：插座顶部密封块、插座滑动密封板、插座导向杆、插座复位弹簧、插座密封外壳和插座底部密封块；其中，

所述插座滑动密封板位于所述插座密封外壳的内部；所述插座导向杆的两端穿过所述插座滑动密封板，并分别与所述插座顶部密封块、所述插座底部密封块抵接；所述插座滑动密封板沿所述插座导向杆在所述插座密封外壳内上下滑动，所述插座复位弹簧抵接在所述插座顶部密封块与所述插座滑动密封板之间；

在所述插座滑动密封板上从上至下依次设置有插座封堵结构、插座光纤连接孔和插座制动楔孔，在所述插座密封外壳上分别开设有插座光纤插针通孔、插座电插针通孔以及插座制动通孔；

在初始状态下，所述插座封堵结构堵住所述插座制动通孔；所述插座电插针部穿过所述插座电插针通孔；所述插座电插针通孔的数量与所述插座电插针副的数量一致；

所述插座制动楔孔的孔壁为楔面，所述制动杆楔面与所述插座制动楔孔的楔面形成所述插座楔形配合；

当所述制动杆穿过所述插座制动通孔插入所述插座制动楔孔内时，通过所述制动杆楔面与所述插座制动楔孔的配合，带动所述插座滑动密封板向上运动，在所述插座封堵结构打开所述插座制动通孔的同时，所述插座光纤连接孔与所述插座光纤插针通孔连通；

所述插座封堵结构为半球形滑动凸起；以及，所述插座密封外壳包括插座前端壳体和插座后端壳体，在所述插座前端壳体上开设有供所述插座封堵结构中的半球形滑动凸起滑动的插座滑道，在所述插座滑道上及所述插座后端壳体相对应的位置分别开设所述插座光纤插针通孔，在所述插座前端壳体和所述插座后端壳体上位于所述插座光纤插针通孔的下方分别开设所述插座制动通孔；

所述插座后端壳体与所述插座光电固定座(34)连接，初始状态下，所述插座后端壳体上的所述插座光纤插针通孔与所述插座光纤插针部的位置对应；所述插座光纤插针通孔的数量与所述插座光纤插针(30)的数量相同；

在所述插座顶部密封块上开设有插座螺纹孔，在所述插座底部密封块上开设有插座固定孔，在所述插座导向杆的一端加工有螺纹，所述插座导向杆的螺纹端与所述插座螺纹孔螺纹连接，所述插座导向杆的另一端固定安装在所述插座固定孔内；

所述插座螺纹孔与所述插座固定孔分别开设在所述插座顶部密封块和所述插座底部密封块的中部位置，所述插座复位弹簧套装在所述插座导向杆上，所述插座复位弹簧的一端与所述插座顶部密封块抵接，所述插座复位弹簧的另一端与所述插座滑动密封板抵接；

在所述插座顶部密封块上位于所述插座螺纹孔的两侧分别开设有插座顶部限位槽，在所述插座底部密封块上位于所述插座固定孔的两侧分别开设有插座底部限位槽，在相对的两个所述插座顶部限位槽与所述插座底部限位槽之间分别抵接有插座辅助复位弹簧；

所述插座制动楔孔的数量与所述制动杆的数量一致；所述插座制动楔孔均匀分布在所述插座导向杆的两侧；

在所述插座滑动密封板上位于所述插座封堵结构的下方还开设有插座腰型孔，在所述插座密封外壳内对应于所述插座腰型孔的位置开设有插座油路凹槽。

11.一种深海插拔光电连接方法，其应用如权利要求10中所述的深海插拔光电连接系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将所述第一光缆和所述第一电缆穿过所述连接管组件，并与所述插头内芯连接，将所述第二光缆和所述第二电缆与所述插座内芯进行连接；

S2、固定所述插座装置；外部机械手通过控制所述手柄组件，将所述插头装置移向所述插座装置，所述插座外壳组件插入所述插头外壳组件和所述插头内壳组件之间，所述插头键与所述插座槽(23)对准，实现一级导向；

S3、外部机械手继续移动所述插头装置，所述插头电插针部的从所述插头滑动密封部(14)伸出部分插入所述插座电插针部，实现二级导向，继续移动所述插头装置，所述插头滑动密封部(14)与所述插座滑动密封部(33)抵接，同时所述插头电插针(19)与所述滑销(42)接触，并推动所述滑销(42)向所述插座电插针(29)移动；

S4、所述插头滑动密封部(14)和所述插头光电固定座(15)共同沿所述插头内壳(16)的内壁向所述插头后端移动，所述制动杆前端通过所述插头光电固定座(15)插入所述插头滑动密封部(14)，所述制动杆楔面与所述插头制动楔孔(50)的楔面形成所述插头楔形配合，抬起所述插头滑动密封板(45)，所述插头光纤连接孔(46)与所述插头光纤插针部对齐；

S5、所述插头滑动密封部(14)和所述插头光电固定座(15)继续沿所述插头内壳(16)的内壁向所述插头后端移动，所述制动杆前端插入所述插座滑动密封部(33)，所述制动杆楔面与所述插座制动楔孔的楔面形成所述插座楔形配合，抬起所述插座滑动密封板，所述插座滑动密封板上的插座光纤插针通孔、所述插头光纤连接孔(46)和所述插头光纤插针部对齐，所述插头光纤插针部依次穿过所述插头光纤连接孔(46)、所述插头光纤插针通孔、所述插座光纤插针通孔以及所述插座光纤连接孔，并与所述插座光纤插针部连接，同时，所述插头电插针(19)通过所述滑销(42)与所述插座电插针(29)电连接，至此完成所述第一光缆和所述第二光缆的光纤连接，以及所述第一电缆和所述第二电缆的电连接；

S6、所述夹紧部与所述插座外壳组件上的夹紧环槽(22)配合，夹紧固定所述插头装置和所述插座装置。

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