[发明专利]自治式潜器对接充电插头装置

说明书

技术领域

本发明涉及自治式潜器对接技术领域，尤其是一种自治式潜器对接充电插头装置。

背景技术

自治式潜器(简称AUV)在水下的活动时间主要受自身所携带能源的限制，国内外研制出不同结构、形式的AUV水下对接系统，AUV与水下对接系统成功对接后对接系统需要对AUV进行充电并进行数据的下载和任务上传。电力和信息接口的成功连接是完成这些工作的关键。目前电力和信息传输有两种方式，非接触式和接触式，非接触式感应传输可以做到对海水的完全可靠密封，不存在海水腐蚀连接器和精确对准等一些问题。但其主要缺点是能量传输效率较低，此外，由于数据传输使用的是无线电磁波方式，容易受到外界干扰而不稳定，水下长时间使用经济性较差。接触式插拔传输方式虽然对海水密封要求较高，但是具有原理结构简单、传输稳定高效的特点，一旦连接成功，传输过程几乎不受任何海洋环境的影响。水下湿插拔连接器应用广泛、产品成熟，因此水下长时间使用接触式传输方式经济性较好，更适用于水下工程运用。

AUV在水下进入搭载对接装置后需要对其进行定位、姿态调整和夹紧，这些过程中很难保证AUV上对接母头和对接公头能够精准对正。实现接触式插拔传输技术的关键在于插头装置有导向对正功能，能够在AUV对接母头和插头装置对接公头存在一定范围偏差的情况下完成水下湿插拔连接。现有的插头装置在偏差补偿技术上采用球铰进行单自由度上的补偿，这种补偿方式在非接触式传输方案中可以保证两感应面相互贴合，但是在接触式传输方案中仅能通过球铰的偏转补偿AUV对接母头和插头装置公头在平面上的位移偏差，而球铰的偏转在AUV母头和公头两轴线方向上引起了新的偏差，这一偏差只能通过湿插拔连接器的连接容差进行补偿，然而目前湿插拔连接器的容差范围一般很低，因此现有充电插拔装置形式能补偿的偏差范围十分有限。

充电插拔装置需要配合湿插拔连接器产品使用，目前市场上成熟的湿插拔连接器产品，包括电连接器、光纤连接器和光电混合连接器。适用于AUV水下对接任务的光电混合连接器的输电功率均在10kW/芯以上，数据通过光纤传输，满足AUV充电和信息传输的要求；湿插拔力均小于55kgf，相应尺寸的液压或电动驱动机构完全满足插拔力的要求。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的自治式潜器对接充电插头装置，从而使用在AUV对接存在一定范围偏差的情况下能够进行自动补偿完成湿插拔任务的充电插头装置，以降低对对接精度的要求，提高对接成功率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种自治式潜器对接充电插头装置，包括顶板，所述顶板上部固定有底座，所述底座上通过轴承轴连接公头支撑座，所述公头支撑座通过法兰和锁紧件安装插拔装置公头，所述轴承轴的外部套有弹簧；所述插拔装置公头的顶部对接有与其配合的插拔装置母头。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述底座为圆柱体结构，所述底座的内表面设置有定位台阶，所述定位台阶处安装下关节轴承，所述底座上开有环形槽，所述环形槽内安装弹簧；所述公头支撑座的内表面固定有上关节轴承，所述上关节轴承和下关节轴承之间通过轴肩安装轴承轴。

所述轴承轴的两端分别通过螺纹端盖固定在上关节轴承和下关节轴承上。

所述弹簧和轴承轴共轴安装。

所述插拔装置公头的结构为：包括第一导向筒，所述第一导向筒中部设置有湿插拔连接器公头，所述第一导向筒的内环面上开有多个导向槽，所述导向槽成喇叭形开口。

所述插拔装置母头的结构为：包括第二导向筒，所述第二导向筒成圆柱体结构，并在其下部延伸有锥形开口，所述第二导向筒内中部设置有湿插拔连接器母头，所述第二导向筒的内壁面上间隔设置有定位凸起。

插拔装置母头安装在自治式潜器的腹部。

所述顶板的底部安装有直线运动驱动装置，控制其上下移动。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采用充电插头装置，相对于现有充电插头装置，由于设置了两处关节轴承，下端关节轴承偏转可进行平面上的位移偏差补偿，上关节轴承偏转可进行公头和母头之间轴线方向的偏差补偿，避免因位移补偿造成轴线方向偏差而不能成功对接的情况。另外采用插拔公头和母头上的凸起和导向槽保证周向对正。因此本发明中的对接插头装置可以在存在更大范围偏差的情况下保证湿插拔连接器公头和母头轴线一致，从而确保接触式传输通道的搭建并提高对接成功率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图(全剖视图)。