本發(fā)明涉及自治式潛器對接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種自治式潛器對接充電插頭裝置。

背景技術(shù)：

自治式潛器(簡稱auv)在水下的活動時間主要受自身所攜帶能源的限制，國內(nèi)外研制出不同結(jié)構(gòu)、形式的auv水下對接系統(tǒng)，auv與水下對接系統(tǒng)成功對接后對接系統(tǒng)需要對auv進行充電并進行數(shù)據(jù)的下載和任務(wù)上傳。電力和信息接口的成功連接是完成這些工作的關(guān)鍵。目前電力和信息傳輸有兩種方式，非接觸式和接觸式，非接觸式感應(yīng)傳輸可以做到對海水的完全可靠密封，不存在海水腐蝕連接器和精確對準(zhǔn)等一些問題。但其主要缺點是能量傳輸效率較低，此外，由于數(shù)據(jù)傳輸使用的是無線電磁波方式，容易受到外界干擾而不穩(wěn)定，水下長時間使用經(jīng)濟性較差。接觸式插拔傳輸方式雖然對海水密封要求較高，但是具有原理結(jié)構(gòu)簡單、傳輸穩(wěn)定高效的特點，一旦連接成功，傳輸過程幾乎不受任何海洋環(huán)境的影響。水下濕插拔連接器應(yīng)用廣泛、產(chǎn)品成熟，因此水下長時間使用接觸式傳輸方式經(jīng)濟性較好，更適用于水下工程運用。

auv在水下進入搭載對接裝置后需要對其進行定位、姿態(tài)調(diào)整和夾緊，這些過程中很難保證auv上對接母頭和對接公頭能夠精準(zhǔn)對正。實現(xiàn)接觸式插拔傳輸技術(shù)的關(guān)鍵在于插頭裝置有導(dǎo)向?qū)φδ?，能夠在auv對接母頭和插頭裝置對接公頭存在一定范圍偏差的情況下完成水下濕插拔連接?，F(xiàn)有的插頭裝置在偏差補償技術(shù)上采用球鉸進行單自由度上的補償，這種補償方式在非接觸式傳輸方案中可以保證兩感應(yīng)面相互貼合，但是在接觸式傳輸方案中僅能通過球鉸的偏轉(zhuǎn)補償auv對接母頭和插頭裝置公頭在平面上的位移偏差，而球鉸的偏轉(zhuǎn)在auv母頭和公頭兩軸線方向上引起了新的偏差，這一偏差只能通過濕插拔連接器的連接容差進行補償，然而目前濕插拔連接器的容差范圍一般很低，因此現(xiàn)有充電插拔裝置形式能補償?shù)钠罘秶钟邢蕖?/p>

充電插拔裝置需要配合濕插拔連接器產(chǎn)品使用，目前市場上成熟的濕插拔連接器產(chǎn)品，包括電連接器、光纖連接器和光電混合連接器。適用于auv水下對接任務(wù)的光電混合連接器的輸電功率均在10kw/芯以上，數(shù)據(jù)通過光纖傳輸，滿足auv充電和信息傳輸?shù)囊?；濕插拔力均小?5kgf，相應(yīng)尺寸的液壓或電動驅(qū)動機構(gòu)完全滿足插拔力的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理的自治式潛器對接充電插頭裝置，從而使用在auv對接存在一定范圍偏差的情況下能夠進行自動補償完成濕插拔任務(wù)的充電插頭裝置，以降低對對接精度的要求，提高對接成功率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種自治式潛器對接充電插頭裝置，包括頂板，所述頂板上部固定有底座，所述底座上通過軸承軸連接公頭支撐座，所述公頭支撐座通過法蘭和鎖緊件安裝插拔裝置公頭，所述軸承軸的外部套有彈簧；所述插拔裝置公頭的頂部對接有與其配合的插拔裝置母頭。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述底座為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述底座的內(nèi)表面設(shè)置有定位臺階，所述定位臺階處安裝下關(guān)節(jié)軸承，所述底座上開有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)安裝彈簧；所述公頭支撐座的內(nèi)表面固定有上關(guān)節(jié)軸承，所述上關(guān)節(jié)軸承和下關(guān)節(jié)軸承之間通過軸肩安裝軸承軸。

所述軸承軸的兩端分別通過螺紋端蓋固定在上關(guān)節(jié)軸承和下關(guān)節(jié)軸承上。

所述彈簧和軸承軸共軸安裝。

所述插拔裝置公頭的結(jié)構(gòu)為：包括第一導(dǎo)向筒，所述第一導(dǎo)向筒中部設(shè)置有濕插拔連接器公頭，所述第一導(dǎo)向筒的內(nèi)環(huán)面上開有多個導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽成喇叭形開口。

所述插拔裝置母頭的結(jié)構(gòu)為：包括第二導(dǎo)向筒，所述第二導(dǎo)向筒成圓柱體結(jié)構(gòu)，并在其下部延伸有錐形開口，所述第二導(dǎo)向筒內(nèi)中部設(shè)置有濕插拔連接器母頭，所述第二導(dǎo)向筒的內(nèi)壁面上間隔設(shè)置有定位凸起。

插拔裝置母頭安裝在自治式潛器的腹部。

所述頂板的底部安裝有直線運動驅(qū)動裝置，控制其上下移動。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便，通過采用充電插頭裝置，相對于現(xiàn)有充電插頭裝置，由于設(shè)置了兩處關(guān)節(jié)軸承，下端關(guān)節(jié)軸承偏轉(zhuǎn)可進行平面上的位移偏差補償，上關(guān)節(jié)軸承偏轉(zhuǎn)可進行公頭和母頭之間軸線方向的偏差補償，避免因位移補償造成軸線方向偏差而不能成功對接的情況。另外采用插拔公頭和母頭上的凸起和導(dǎo)向槽保證周向?qū)φＲ虼吮景l(fā)明中的對接插頭裝置可以在存在更大范圍偏差的情況下保證濕插拔連接器公頭和母頭軸線一致，從而確保接觸式傳輸通道的搭建并提高對接成功率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(全剖視圖)。

圖3為本發(fā)明插拔裝置公頭的俯視圖。

圖4為本發(fā)明插拔裝置母頭的仰視圖。

其中：1、插拔裝置公頭；101、第一導(dǎo)向筒；102、濕插拔連接器公頭；103、導(dǎo)向槽；2、拔裝置母頭；201、第二導(dǎo)向筒；202、濕插拔連接器母頭；203、定位凸起；3、公頭支撐座；4、彈簧；5、軸承軸；6、底座；7、頂板；8、上關(guān)節(jié)軸承；9、下關(guān)節(jié)軸承。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實施例的自治式潛器對接充電插頭裝置，包括頂板7，頂板7上部固定有底座6，底座6上通過軸承軸5連接公頭支撐座3，公頭支撐座3通過法蘭和鎖緊件安裝插拔裝置公頭1，軸承軸5的外部套有彈簧4；插拔裝置公頭1的頂部對接有與其配合的插拔裝置母頭2。

底座6為圓柱體結(jié)構(gòu)，底座6的內(nèi)表面設(shè)置有定位臺階，定位臺階處安裝下關(guān)節(jié)軸承9，底座6上開有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝彈簧4；公頭支撐座3的內(nèi)表面固定有上關(guān)節(jié)軸承8，上關(guān)節(jié)軸承8和下關(guān)節(jié)軸承9之間通過軸肩安裝軸承軸5。

軸承軸5的兩端分別通過螺紋端蓋固定在上關(guān)節(jié)軸承8和下關(guān)節(jié)軸承9上。

彈簧4和軸承軸5共軸安裝。

插拔裝置公頭1的結(jié)構(gòu)為：包括第一導(dǎo)向筒101，第一導(dǎo)向筒101中部設(shè)置有濕插拔連接器公頭102，第一導(dǎo)向筒101的內(nèi)環(huán)面上開有多個導(dǎo)向槽103，導(dǎo)向槽103成喇叭形開口。

插拔裝置母頭2的結(jié)構(gòu)為：包括第二導(dǎo)向筒201，第二導(dǎo)向筒201成圓柱體結(jié)構(gòu)，并在其下部延伸有錐形開口，第二導(dǎo)向筒201內(nèi)中部設(shè)置有濕插拔連接器母頭202，第二導(dǎo)向筒201的內(nèi)壁面上間隔設(shè)置有定位凸起203。

插拔裝置母頭2安裝在自治式潛器的腹部。

頂板7的底部安裝有直線運動驅(qū)動裝置，控制其上下移動。

本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)如下：主要由插拔裝置公頭1、插拔裝置母頭2、公頭支撐座3、彈簧4、軸承軸5、底座6、頂板7、上關(guān)節(jié)軸承8、下關(guān)節(jié)軸承9組成。

其中頂板7與具有直線運動的驅(qū)動裝置相連為整個充電插頭裝置提供動力。

底座6固定在頂板7上，底座6圓柱形內(nèi)表面下部具有定位臺階，中間具有安裝彈簧4的環(huán)形凹槽。

公頭支撐座3上端面通過法蘭與插拔裝置公頭1下端面螺栓連接，公頭支撐座3圓柱形內(nèi)表面上部具有定位臺階。

下關(guān)節(jié)軸承9外圈通過底座6圓柱內(nèi)表面的臺階定位安裝在底座6上。

上關(guān)節(jié)軸承8外圈通過公頭支撐座3圓柱內(nèi)表面的臺階定位安裝在公頭支撐座3上。

軸承軸5通過上下軸肩安裝在上關(guān)節(jié)軸承8和下關(guān)節(jié)軸承9之間，兩端通過螺紋端蓋固定。

彈簧4與軸承軸5共軸安裝在底座6和公頭支撐座3之間。

插拔裝置母頭2安裝于auv腹部。

插拔裝置公頭1由第一導(dǎo)向筒101和濕插拔連接器公頭102組成，第一導(dǎo)向筒101上開有導(dǎo)向槽103，導(dǎo)向槽103具有喇叭形開口。

插拔裝置母頭2由第二導(dǎo)向筒201和濕插拔連接器母頭202組成，第二導(dǎo)向筒201上有定位凸起203，導(dǎo)向筒下端具有圓錐形開口。

實際工作過程中：

auv進入搭載對接裝置后，經(jīng)定位、姿態(tài)調(diào)整和夾緊后開始濕插拔對接，頂板7被其下方的直線運動驅(qū)動裝置豎直向上推動，插頭機構(gòu)整體向上運動。如果插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2精確對正則濕插拔連接器公頭102和濕插拔連接器母頭202可直接對接。如果插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2之間存在一定的偏差則在插頭機構(gòu)整體向上運動過程中插拔裝置公頭1上的第一導(dǎo)向筒101首先與母頭第二導(dǎo)向筒201上的圓錐面接觸，產(chǎn)生接觸力該接觸力對下關(guān)節(jié)軸承9處的力矩大于對上關(guān)節(jié)軸承8處的力矩，整個裝置首先在下關(guān)節(jié)軸承9處發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)；隨著裝置的向上運動這一偏轉(zhuǎn)逐漸補償插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2之間的位移偏差，但是由于在下關(guān)節(jié)軸承9處的偏轉(zhuǎn)造成了插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2在軸線上的偏差。隨著裝置進一步向上移動，第一導(dǎo)向筒101另一側(cè)與第二導(dǎo)向筒201另一側(cè)開始接觸，接觸力產(chǎn)生相反的作用效果，但是此時由于第一導(dǎo)向筒101與第二導(dǎo)向筒201之前接觸點的約束作用，該接觸力會促使插拔裝置公頭1和公頭支撐座3在上關(guān)節(jié)軸承處8發(fā)生偏轉(zhuǎn)；這一偏轉(zhuǎn)剛好補償由于下關(guān)節(jié)軸承9偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2軸線上的偏差，第一導(dǎo)向筒101隨即沿第二導(dǎo)向筒201軸線方向進入第二導(dǎo)向筒201，進入過程中定位凸起203對導(dǎo)向槽103進行導(dǎo)向完成插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2周向定位，隨著裝置進一步向上移動濕插拔連接器公頭102和濕插拔連接器母頭202連接，此時濕插拔對接完成。

充電和信息交換結(jié)束后驅(qū)動裝置向下運動帶動整個插頭裝置向下移動，插拔裝置公頭1和插拔裝置母頭2分離后在彈簧4的作用下裝置恢復(fù)豎直狀態(tài)。

以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。