專利名稱：深海非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于深海機(jī)電封裝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種滿足深海環(huán)境下非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)，適用于水下機(jī)器人操作。
背景技術(shù)：
深海中電能傳輸電纜相連接的方式主要有接觸式和非接觸式兩種，接觸式即所謂的濕拔插接頭，依然是通過導(dǎo)體之間的相互接觸實現(xiàn)電纜連接的，此類接頭價格昂貴， 使用壽命短，并且需要水下機(jī)器人進(jìn)行復(fù)雜的插拔操作，實現(xiàn)難度大；而利用電磁感應(yīng)原理，則實現(xiàn)了電能的非接觸式傳輸，中國專利水下電能傳輸非接觸式連接裝置(公開號CN 101667778A)和水下電能與信號傳輸非接觸式連接裝置(公開號CN 101667777A)實現(xiàn)了電能和電信號的非接觸式傳輸，由于無接觸，所以這種電能傳輸方式可靠性高、使用壽命長， 但上述專利沒有深入研究可靠的外部封裝來應(yīng)對深海的惡劣環(huán)境以及如何方便水下機(jī)器人操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種深海非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的具體技術(shù)方案是 本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)包括初級耦合接頭和次級耦合接頭。初級耦合接頭具體包括初級端面壓環(huán)、初級套筒、初級磁芯密封圈、初級磁芯支撐架、初級磁芯、卡鉤槽、初級外殼、初級控制電路板、初級電路板安裝孔、初級端蓋密封圈、初級端蓋和初級水密接插件。初級水密接插件與初級端蓋螺紋連接，初級端蓋開有密封槽，密封槽中放置初級端蓋密封圈，初級端蓋通過均布螺釘安裝在初級外殼控制腔端部，初級控制電路板固定在初級電路板安裝孔上；初級磁芯支撐架呈凸形結(jié)構(gòu)，放置在初級外殼的磁芯腔內(nèi)，初級套筒放置于初級磁芯支撐架的凸臺上，初級端面壓環(huán)放置于初級套筒上，初級端面壓環(huán)與初級外殼通過均布螺釘固定，初級磁芯安裝在初級磁芯支撐架的磁芯腔內(nèi)，初級磁芯支撐架上開有密封槽，密封槽中放置初級磁芯密封圈，初級外殼上開有卡鉤槽，用于與次級耦合接頭的對接。次級耦合接頭包括次級水密接插件，次級端蓋，次級控制電路板、次級外殼、壓縮彈簧、卡鉤支架、軸、卡鉤、次級端蓋密封圈、級電路板安裝孔、次級磁芯支撐架、次級磁芯、 次級磁芯密封圈、次級套筒、次級端面壓環(huán)和導(dǎo)向板。次級水密接插件與次級端蓋螺紋連接，次級端蓋開有密封槽，密封槽中放置次級端蓋密封圈，次級端蓋通過均布螺釘安裝在次級外殼的控制腔端部，次級控制電路板固定在次級電路板安裝孔上；次級磁芯支撐架呈凸形結(jié)構(gòu)，放置在次級外殼的磁芯腔內(nèi)，次級套筒放置于次級磁芯支撐架的凸臺上，次級端面壓環(huán)放置于次級套筒上，次級端面壓環(huán)與次級外殼通過均布螺釘固定，次級磁芯安裝在次級磁芯支撐架的磁芯腔內(nèi)，次級磁芯支撐架上開有密封槽，密封槽中放置次級磁芯密封圈，卡鉤通過軸以旋轉(zhuǎn)副的形式安裝在卡鉤支架上，卡鉤支架通過螺釘安裝在次級外殼上，卡鉤的尾部和次級外殼的彈簧槽之間放置有壓縮彈簧，導(dǎo)向板設(shè)計有導(dǎo)向斜面，安裝在次級外殼上。對接時，初級耦合接頭的初級外殼對準(zhǔn)次級耦合接頭的導(dǎo)向板，導(dǎo)向板設(shè)計有導(dǎo)向斜面；初級耦合接頭和次級耦合接頭對接后，卡鉤卡在初級外殼的卡鉤槽中，壓縮彈簧放置在次級外殼彈簧槽內(nèi)，通過彈簧力保證卡鉤與卡鉤槽緊密配合。斷開時，按下卡鉤的尾部，卡鉤將繞軸翹起，初級耦合接頭和次級耦合接頭之間沒有任何物理連接，二者自然分開。為應(yīng)對深海下的極端環(huán)境，采用了鈦合金耐腐蝕性材料，同時設(shè)計了合理的密封結(jié)構(gòu)，保證對接接頭密封性良好，耐海水腐蝕。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明作為深海環(huán)境下非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)，可以為非接觸式電能傳輸提供良好的密封環(huán)境，耐海水腐蝕，并且操作便捷，連接可靠，可利用水下機(jī)器人進(jìn)行快速插拔， 使用壽命長。


圖1是深海環(huán)境下非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)的裝配圖。圖中1-次級水密接插件，2-次級端蓋，3-次級控制電路板，4-次級外殼，5-壓縮彈簧，6-卡鉤支架，7-軸，8-卡鉤，9-初級端面壓環(huán)，10-初級套筒，11-初級磁芯密封圈， 12-初級磁芯支撐架，13-初級磁芯，14-次級端蓋密封圈，15-次級電路板安裝孔，16-次級磁芯支撐架，17-次級磁芯，18-次級磁芯密封圈，19-次級套筒，20-次級端面壓環(huán)，21-導(dǎo)向板，22-卡鉤槽，23-初級外殼，24-初級控制電路板，25-初級電路板安裝孔，26-初級端蓋密封圈，27-初級端蓋，28-初級水密接插件。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明
如圖1所示，本發(fā)明涉及的深海環(huán)境下非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)包括初級耦合接頭和次級耦合接頭；
初級耦合接頭包括初級端面壓環(huán)9，初級套筒10，初級磁芯密封圈11，初級磁芯支撐架 12，初級磁芯13，卡鉤槽22，初級外殼23，初級控制電路板M，初級電路板安裝孔25，初級端蓋密封圈沈，初級端蓋27，初級水密接插件觀。初級水密接插件觀與初級端蓋27螺紋連接，初級端蓋27開有密封槽，密封槽中放置初級端蓋密封圈沈，初級端蓋27通過均布螺釘安裝在初級外殼23控制腔端部，初級控制電路板M固定在初級電路板安裝孔25上；初級磁芯支撐架12呈凸形結(jié)構(gòu)，放置在初級外殼23的磁芯腔內(nèi)，初級套筒10放置于初級磁芯支撐架12的凸臺上，初級端面壓環(huán)9放置于初級套筒10上，初級端面壓環(huán)9與初級外殼23通過均布螺釘固定，初級磁芯13安裝在初級磁芯支撐架12的磁芯腔內(nèi)，初級磁芯支撐架12上開有密封槽，密封槽中放置初級磁芯密封圈11，初級外殼23上開有卡鉤槽22，用于與次級耦合接頭的對接。次級耦合接頭包括次級水密接插件1，次級端蓋2，次級控制電路板3，次級外殼4，壓縮彈簧5，卡鉤支架6，軸7，卡鉤8，次級端蓋密封圈14，級電路板安裝孔15，次級磁芯支撐架16，次級磁芯17，次級磁芯密封圈18，次級套筒19，次級端面壓環(huán)20，導(dǎo)向板21。次級水密接插件1與次級端蓋2螺紋連接，次級端蓋2開有密封槽，密封槽中放置次級端蓋密封圈14，次級端蓋2通過均布螺釘安裝在次級外殼4的控制腔端部，次級控制電路板3固定在次級電路板安裝孔15上；次級磁芯支撐架16呈凸形結(jié)構(gòu)，放置在次級外殼4 的磁芯腔內(nèi)，次級套筒19放置于次級磁芯支撐架16的凸臺上，次級端面壓環(huán)20放置于次級套筒19上，次級端面壓環(huán)20與次級外殼4通過均布螺釘固定，次級磁芯17安裝在次級磁芯支撐架16的磁芯腔內(nèi)，次級磁芯支撐架16上開有密封槽，密封槽中放置次級磁芯密封圈18?？ㄣ^8通過軸7以旋轉(zhuǎn)副的形式安裝在卡鉤支架6上，卡鉤支架6通過螺釘安裝在次級外殼4上，卡鉤8的尾部和次級外殼4的彈簧槽之間放置有壓縮彈簧5，導(dǎo)向板21設(shè)計有導(dǎo)向斜面，安裝在次級外殼4上；卡鉤與導(dǎo)向板各有一對，呈對稱分布，安裝方式相同。對接時，初級耦合接頭的初級外殼23對準(zhǔn)次級耦合接頭的導(dǎo)向板21，導(dǎo)向板21設(shè)計的導(dǎo)向斜面，在對接時起導(dǎo)向作用，便于機(jī)械手操作；初級耦合接頭和次級耦合接頭對接后，卡鉤8卡在初級外殼23的卡鉤槽22中，壓縮彈簧5放置在次級外殼4彈簧槽內(nèi)，通過彈簧力保證卡鉤8與卡鉤槽22緊密配合，實現(xiàn)可靠對接。斷開時，按下卡鉤8的尾部，卡鉤8將繞軸7翹起，初級耦合接頭和次級耦合接頭之間沒有任何物理連接，二者自然分開。為應(yīng)對深海下的極端環(huán)境，采用了鈦合金耐腐蝕性材料，同時設(shè)計了合理的密封結(jié)構(gòu)，保證對接接頭密封性良好，耐海水腐蝕。
權(quán)利要求
1.深海非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)，包括初級耦合接頭和次級耦合接頭， 其特征在于初級耦合接頭具體包括初級端面壓環(huán)、初級套筒、初級磁芯密封圈、初級磁芯支撐架、 初級磁芯、卡鉤槽、初級外殼、初級控制電路板、初級電路板安裝孔、初級端蓋密封圈、初級端蓋和初級水密接插件；初級水密接插件與初級端蓋螺紋連接，初級端蓋開有密封槽，密封槽中放置初級端蓋密封圈，初級端蓋通過均布螺釘安裝在初級外殼控制腔端部，初級控制電路板固定在初級電路板安裝孔上；初級磁芯支撐架呈凸形結(jié)構(gòu)，放置在初級外殼的磁芯腔內(nèi)，初級套筒放置于初級磁芯支撐架的凸臺上，初級端面壓環(huán)放置于初級套筒上，初級端面壓環(huán)與初級外殼通過均布螺釘固定，初級磁芯安裝在初級磁芯支撐架的磁芯腔內(nèi)，初級磁芯支撐架上開有密封槽，密封槽中放置初級磁芯密封圈，初級外殼上開有卡鉤槽；次級耦合接頭包括次級水密接插件，次級端蓋，次級控制電路板、次級外殼、壓縮彈簧、 卡鉤支架、軸、卡鉤、次級端蓋密封圈、級電路板安裝孔、次級磁芯支撐架、次級磁芯、次級磁芯密封圈、次級套筒、次級端面壓環(huán)和導(dǎo)向板；次級水密接插件與次級端蓋螺紋連接，次級端蓋開有密封槽，密封槽中放置次級端蓋密封圈，次級端蓋通過均布螺釘安裝在次級外殼的控制腔端部，次級控制電路板固定在次級電路板安裝孔上；次級磁芯支撐架呈凸形結(jié)構(gòu)，放置在次級外殼的磁芯腔內(nèi)，次級套筒放置于次級磁芯支撐架的凸臺上，次級端面壓環(huán)放置于次級套筒上，次級端面壓環(huán)與次級外殼通過均布螺釘固定，次級磁芯安裝在次級磁芯支撐架的磁芯腔內(nèi)，次級磁芯支撐架上開有密封槽，密封槽中放置次級磁芯密封圈，卡鉤通過軸以旋轉(zhuǎn)副的形式安裝在卡鉤支架上， 卡鉤支架通過螺釘安裝在次級外殼上，卡鉤的尾部和次級外殼的彈簧槽之間放置有壓縮彈簧，導(dǎo)向板設(shè)計有導(dǎo)向斜面，安裝在次級外殼上；對接時，初級耦合接頭的初級外殼對準(zhǔn)次級耦合接頭的導(dǎo)向板，導(dǎo)向板設(shè)計有導(dǎo)向斜面；初級耦合接頭和次級耦合接頭對接后，卡鉤卡在初級外殼的卡鉤槽中，壓縮彈簧放置在次級外殼彈簧槽內(nèi)；斷開時，按下卡鉤的尾部，卡鉤將繞軸翹起，初級耦合接頭和次級耦合接頭之間沒有任何物理連接，二者自然分開。
全文摘要
本發(fā)明公開了深海非接觸式電能傳輸?shù)姆庋b結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)不能很好的應(yīng)對深海的惡劣環(huán)境以及如何方便水下機(jī)器人操作。本發(fā)明裝置包括初級耦合接頭和次級耦合接頭初級耦合接頭設(shè)計有磁芯腔體、控制腔體和卡鉤槽；次級耦合接頭設(shè)計有磁芯腔體、控制腔體、導(dǎo)向板和卡鉤機(jī)構(gòu)。在兩個接頭外部有初次級對接機(jī)構(gòu)，當(dāng)初次級耦合接頭同軸對接后，對接面左右兩個磁芯腔體內(nèi)的磁芯正確耦合，傳輸電能，傳輸結(jié)束后對接機(jī)構(gòu)斷開。本發(fā)明設(shè)計有合理的密封結(jié)構(gòu)，并由水密接插件連接水下電纜，可應(yīng)對深海中高壓、強(qiáng)腐蝕的極端環(huán)境；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，不易受海水?dāng)_動影響內(nèi)部系統(tǒng)；插拔形式簡單，非常適合用水下機(jī)器人進(jìn)行對接操作；使用壽命長。
文檔編號H02J17/00GK102364818SQ20111032700
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者李德駿, 陸晴云, 陳鷹 申請人:浙江大學(xué)