專利名稱：深海非接觸式電能傳輸耦合器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于高壓海水環(huán)境中的深海非接觸式電能傳輸耦合器。
技術背景水下移動設備通常使用電能驅動，然而海水是電的良導體，水下輸電不能 象陸上輸電一樣采用裸露導體接觸方式。目前，采用較多的方式為濕插拔接頭， 但是這種接頭價格昂貴動輒達十幾萬元，因此其推廣應用也受到很大限制。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的提出一種適用于深海海水環(huán)境應用的深海非接觸式電能傳 輸耦合器，作為水下電能傳輸接口。本發(fā)明的深海非接觸式電能傳輸耦合器，包括同軸線裝置的上移動磁芯機構、下固定磁芯機構和卡緊釋放機構；上移動磁芯機構包括筒狀上盤，上盤內固定有縱截面呈E形的第一鐵氧 體磁芯，第一鐵氧體磁芯的開口朝下，第一鐵氧體磁芯的中柱具有軸向通孔， 中柱上套有副邊線圈，開口內充滿密封膠覆蓋副邊線圈，上盤的頂端固定有推 桿彈簧座，在上盤的外壁沿周向有卡槽；下固定磁芯機構包括下盤，下盤內固定有縱截面呈E形的第二鐵氧體磁 芯，第二鐵氧體磁芯的開口朝上，與上盤內的第一鐵氧體磁芯的開口相對，第 二鐵氧體磁芯的中柱具有軸向通孔，在中柱上套有原邊線圈，開口內充滿密封 膠覆蓋原邊線圈，下盤的底部開有定位孔；卡緊釋放機構包括卡抓，與下盤緊固的筒狀支架，自下而上同軸線設置 的電磁鐵、下推板、倒置的"T"形下推桿、下推桿彈簧、正置的"T"形上推 桿和上推桿彈簧，電磁鐵固定在支架底部，并與支架同軸線，下推板固定在電 磁鐵的上方，下推桿和上推桿分別置于第二、第一鐵氧體磁芯的中柱通孔中，"T" 形的大頭露出于通孔外，下推桿彈簧套在下推桿上，其一端抵住下推桿"T"形 大頭，另一端位于下盤底部的定位孔中，抵住第二鐵氧體磁芯，上推桿彈簧一 端套在上推桿彈簧座上，另一端抵住上推桿"T"形大頭，支架沿周向均勻開有 至少三個槽，卡抓的數量與支架周向開槽數量相等，卡抓由成傾角的二個直桿 構成，二個直桿的拐點位于支架開槽處并與支架銷釘鉸接，卡抓的一端有與上 盤卡槽相配的卡鉤，另一端伸入支架中，位于下推板和下推桿之間，并由下推 桿彈簧壓緊。工作原理耦合器原邊線圈與供電電源連接，副邊線圈與用電設備相連，當 需要電能傳輸時，將上移動磁芯機構與下固定磁芯機構同軸對接，上盤邊緣撐 開可繞銷釘旋轉的卡抓，使卡抓的卡鉤嵌入上盤的卡槽內，并在上、下推桿彈 簧的推力作用下，將上、下盤鎖死，避免脫離，使兩磁芯的軸向間隙固定，保 證耦合器電參數穩(wěn)定，原邊線圈和副邊線圈形成電磁耦合，原邊線圈中通入高 頻交流電時，副邊線圈可有效的接收電能，給用電設備充電。充電完成后，電 磁鐵通電，推動下推板上行，使卡抓撐開，于是上移動磁芯機構和下固定磁芯 結構脫離，用電設備可自由移動。為了增強原、副線圈的電磁耦合，通常，將副邊線圈置于第一鐵氧體磁芯 開口方向的頂部。原邊線圈置于第二鐵氧體磁芯開口方向的頂部。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明采用電磁耦合結構實現水下電能的傳輸，避免輸電接口的物理接觸 和電氣連接，采用密封膠封裝隔離，避免海水腐蝕和漏電。耦合器各部分不存 在空腔，因此可以承受深海高壓作用。本發(fā)明結構簡單，耐壓、密封性好，可 靠性高，維修方便，有效解決了水下輸電接口的安全性和造價昂貴的缺點。


圖1是深海非接觸式電能傳輸耦合器結構示意圖；圖中1-第一鐵氧體磁芯，2-上盤，3-副邊線圈，4-密封膠，5-下盤，6-第 二鐵氧體磁芯，7-原邊線圈，9-卡抓，10-支架，11-電磁鐵，12-下推板，13-下 推桿，14-下推桿彈簧，15-上推桿，16-夾板。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本發(fā)明。參照圖1，本發(fā)明的深海非接觸式電能傳輸耦合器，包括同軸線裝置的上移 動磁芯機構、下固定磁芯機構和卡緊釋放機構；上移動磁芯機構包括筒狀上盤2，上盤內固定有縱截面呈E形的第一鐵氧 體磁芯l，第一鐵氧體磁芯1的開口朝下，第一鐵氧體磁芯的中柱具有軸向通孔， 中柱上套有副邊線圈3，開口內充滿密封膠4覆蓋副邊線圈3，圖例中，副邊線 圈3置于第一鐵氧體磁芯開口方向的頂部，上盤的頂端固定有推桿彈簧座18， 在上盤的外壁沿周向有卡槽；下固定磁芯機構包括下盤5，下盤內固定有縱截面呈E形的第二鐵氧體磁 芯6，第二鐵氧體磁芯6的開口朝上，與上盤內的第一鐵氧體磁芯1的開口相對， 第二鐵氧體磁芯的中柱具有軸向通 L，在中柱上套有原邊線圈7，開口內充滿密封膠4覆蓋原邊線圈7，圖例中，原邊線圈7置于第二鐵氧體磁芯開口方向的頂 部，下盤的底部開有定位孔；卡緊釋放機構包括卡抓9，與下盤5緊固的筒狀支架10，自下而上同軸 線設置的電磁鐵ll、下推板12、倒置的"T"形下推桿13、下推桿彈簧14、正 置的"T"形上推桿15和上推桿彈簧17，電磁鐵11固定在支架10底部，并與 支架10同軸線，下推板12固定在電磁鐵的上方，下推桿13和上推桿15分別 置于第二、第一鐵氧體磁芯的中柱通孔中，"T"形的大頭露出于通孔外，下推 桿彈簧14套在下推桿13上，其一端抵住下推桿"T"形大頭，另一端位于下盤 5底部的定位孔中，抵住第二鐵氧體磁芯6，上推桿彈簧17 —端套在上推桿彈 簧座18上，另一端抵住上推桿"T"形大頭，支架10沿周向均勻開有至少三個 槽，卡抓9的數量與支架IO周向開槽數量相等，卡抓9由成傾角的二個直桿構 成，二個直桿的拐點位于支架10開槽處并與支架銷釘鉸接，卡抓9的一端有與 上盤卡槽相配的卡鉤，另一端伸入支架10中，位于下推板12和下推桿13之間， 并由下推桿彈簧14壓緊。圖例中，第一、二鐵氧體磁芯分別通過夾板16與上盤2和下盤5固定。
權利要求
1.深海非接觸式電能傳輸耦合器，其特征是包括同軸線裝置的上移動磁芯機構、下固定磁芯機構和卡緊釋放機構；上移動磁芯機構包括筒狀上盤(2)，上盤內固定有縱截面呈E形的第一鐵氧體磁芯(1)，第一鐵氧體磁芯(1)的開口朝下，第一鐵氧體磁芯的中柱具有軸向通孔，中柱上套有副邊線圈(3)，開口內充滿密封膠(4)覆蓋副邊線圈(3)，上盤的頂端固定有推桿彈簧座(18)，在上盤的外壁沿周向有卡槽；下固定磁芯機構包括下盤(5)，下盤內固定有縱截面呈E形的第二鐵氧體磁芯(6)，第二鐵氧體磁芯(6)的開口朝上，與上盤內的第一鐵氧體磁芯(1)的開口相對，第二鐵氧體磁芯的中柱具有軸向通孔，在中柱上套有原邊線圈(7)，開口內充滿密封膠(4)覆蓋原邊線圈(7)，下盤的底部開有定位孔；卡緊釋放機構包括卡抓(9)，與下盤(5)緊固的筒狀支架(10)，自下而上同軸線設置的電磁鐵(11)、下推板(12)、倒置的“T”形下推桿(13)、下推桿彈簧(14)、正置的“T”形上推桿(15)和上推桿彈簧(17)，電磁鐵(11)固定在支架(10)底部，并與支架(10)同軸線，下推板(12)固定在電磁鐵的上方，下推桿(13)和上推桿(15)分別置于第二、第一鐵氧體磁芯的中柱通孔中，“T”形的大頭露出于通孔外，下推桿彈簧(14)套在下推桿(13)上，其一端抵住下推桿“T”形大頭，另一端位于下盤(5)底部的定位孔中，抵住第二鐵氧體磁芯(6)，上推桿彈簧(17)一端套在上推桿彈簧座(18)上，另一端抵住上推桿“T”形大頭，支架(10)沿周向均勻開有至少三個槽，卡抓(9)的數量與支架(10)周向開槽數量相等，卡抓(9)由成傾角的二個直桿構成，二個直桿的拐點位于支架(10)開槽處并與支架銷釘鉸接，卡抓(9)的一端有與上盤卡槽相配的卡鉤，另一端伸入支架(10)中，位于下推板(12)和下推桿(13)之間，并由下推桿彈簧(14)壓緊。
2. 根據權利要求1所述的深海非接觸式電能傳輸耦合器，其特征是副邊線 圈(3)置于第一鐵氧體磁芯(1)開口方向的頂部。
3. 根據權利要求1所述的深海非接觸式電能傳輸耦合器，其特征是原邊線 圈(7)置于第二鐵氧體磁芯(6)開口方向的頂部。
全文摘要
本發(fā)明公開的深海非接觸式電能傳輸耦合器，包括同軸線裝置的上移動磁芯機構、下固定磁芯機構和卡緊釋放機構，上移動磁芯機構具有第一鐵氧體磁芯，下固定磁芯機構具有第二鐵氧體磁芯，第一、第二鐵氧體磁芯中分別安裝原邊、副邊線圈，通過卡緊釋放機構使耦合器在充電過程中原副線圈相對位置固定，形成電磁耦合，將電能從電源端輸入到用電設備中；充電完成后，原副線圈脫離，用電設備能夠自由移動。本發(fā)明可實現水下電能的傳輸，避免輸電接口的物理接觸和電氣連接，采用密封膠封裝隔離，避免海水腐蝕和漏電。耦合器各部分不存在空腔，因此可以承受深海高壓作用。結構簡單，耐壓、密封性好，可靠性高，有效解決水下輸電接口的安全性和造價昂貴的缺點。
文檔編號H02J17/00GK101404420SQ20081012194
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權日2008年10月23日
發(fā)明者李德駿, 李澤松, 楊燦軍, 波 金, 鷹 陳 申請人:浙江大學