一种橡塑水密电连接器的水下预紧装置的制作方法

1.本发明属于水下航行器发射控制领域，涉及一种橡塑水密电连接器的水下预紧装置，尤其涉及水下uuv和水下平台之间连接和脱落分离过程中电气信号的可靠连接和可靠分离。


背景技术：

2.传统水下电气连接采用专用的脱插装置，通过机械解锁拉拔分离，机械结构复杂，零件种类多、数量多，可靠性差，体积、重量大，尤其是随着水下工作深度的增加，解锁和分离力线性增加，设计难度成比例增加。另外，专用脱插装置采用金属材料机械加工，设计周期和加工周期长，成本高，并且装配工艺环节较多，容易造成失效的环节相应增加，保障与维护难度大。
3.橡塑电连接器采用直插方式对接，零件种类少、数量少，结构简单。采用橡塑材料模具硫化加工，体积小，重量轻，适应的工作深度范围大，具有耐深水环境强、水密性能优良等优点。采用通用化、标准化的结构设计，周期短，成本低，装配工艺环节较少，容易造成失效的环节大幅减少，可靠性高，适用于水下照明、水下探测、水下机器人等工程系统等。由于水下装备需长时间驻守，在水下环境尤其在深海区，自然环境复杂，橡塑电连接器在外力的作用下存在脱落的风险，影响装备的正常使用。因此需要配套设计预紧力装置，使橡塑电连接器在复杂的水下环境可靠连接。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的水下橡塑电连接器在外力作用下易脱落的技术问题，本发明提供了一种橡塑水密电连接器的水下预紧装置，实现橡塑水密电连接器在复杂水下环境可靠连接、分离，并满足一定范围的轴向和径向位移变化，该装置结构简单，通用性强，可提高水下装备脱插分离安全性和可靠性。
5.本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：
6.一种橡塑水密电连接器的水下预紧装置，包括
7.导向套筒，所述导向套筒包括上导向套筒、下导向套筒，所述上导向套筒内部依次包括连接器容纳腔、第一台阶、压簧容纳腔，所述下导向套筒内部包括压簧容纳腔、第二台阶；
8.压簧，所述压簧的两端分别位于上、下导向套筒的压簧容纳腔中，所述上导向套筒外径小于下导向套筒压簧容纳腔内径；
9.压板，所述橡塑水密电连接器的插座尾部电缆依次穿过所述上导向套筒、压簧、下导向套筒、压板，所述压板固定在水下平台上，将上导向套筒、压簧、下导向套筒与插座固定，所述压簧处于未压缩状态。
10.进一步地，所述上导向套筒靠近连接器容纳腔的端部设置圆环形法兰盘，所述连接器容纳腔用于容纳橡塑水密电连接器的插头和插座。
11.进一步地，所述橡塑水密电连接器的插头设置在水下移动平台上。
12.进一步地，所述第一台阶通孔内径小于两侧的连接器容纳腔、压簧容纳腔内径，所述压簧的一端贴合在第一台阶上。
13.进一步地，所述上导向套筒部分伸入下导向套筒中。
14.进一步地，所述上导向套筒外表面设置标记，所述标记用于指示上导向套筒伸入下导向套筒的端面与下导向套筒第二台阶之间的间距。
15.进一步地，所述压板为l型结构，一侧中间位置开设通孔，另一侧安装于水下平台预设位置。
16.进一步地，所述上导向套筒外壁与下导向套筒内壁留有0.5-1mm公差，所述上导向套筒第一台阶通孔留有0.5-1mm公差，所述下导向套筒第二台阶通孔留有0.5-1mm公差，所述压板通孔留有1.5-2mm公差。
17.本发明与现有技术相比的有益效果：
18.本发明设计的水下预紧装置，用于辅助橡塑水密电连接器进行电气信号连接，通过导向套筒、压簧和压板共同作用实现橡塑水密电连接器插头和插座的导向和预紧力，保证连接器在水下流场作用下不会出现松脱，确保分离前橡塑水密电连接器机械和电气连接可靠，从而保证电气信号的连续性和有效性。
19.本发明设计的水下预紧装置采用压簧实现实现插头和插座的预压紧，适应连接器轴向位置偏差和位置动态变化，保证插头和插座所在的安装平台出现设计行程内的位移时不会脱落。
20.本发明设计的水下预紧装置，上下导向套筒径向保持一定间隙，适应调整径向位置偏差和位置动态变化，满足橡塑水密电连接器的小范围晃动。同时，将各零件独立装配到插座电缆上，电缆穿过位置适应性设计孔径公差，也用于适应连接器径向位置偏差和位置动态变化，减少电缆磨损。
21.本发明设计的水下预紧装置各部件结构简单，加工方便、成本低，在水下组装便捷，通用性强，提高水下装备脱插分离安全性和可靠性。
附图说明
22.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明具体实施例提供的一种橡塑水密电连接器的水下预紧装置爆炸图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.1-插头，2-插座，3-上导向套筒，4-下导向套筒，5-压簧，6-压板。
具体实施方式
26.下面对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
27.在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
28.本发明提供了一种橡塑水密电连接器的水下预紧装置，为一套多零件组合装置，如图1所示，包括导向套筒、压簧5、压板6。导向套筒包括上导向套筒3、下导向套筒4，上导向套筒3内部依次包括连接器容纳腔、第一台阶、压簧容纳腔，下导向套筒4内部包括压簧容纳腔、第二台阶。压簧5两端分别位于上、下导向套筒的压簧容纳腔中，上导向套筒3外径小于下导向套筒4压簧容纳腔内径，上导向套筒3可部分伸入下导向套筒4内腔中。橡塑水密电连接器的插座尾部电缆依次穿过上导向套筒3、压簧5、下导向套筒4、压板6，压板6固定在水下平台上，将上导向套筒3、压簧5、下导向套筒4与插座固定，压簧5处于未压缩状态。
29.本发明设计的水下预紧装置套装在橡塑水密电连接器的插座及电缆上，在插座与插头对接时，上导向套筒3用于实现橡塑水密电连接器的安装导向，下导向套筒4用于限制压簧的径向位移；在插座与插头对接后，上导向套筒3在压簧5的作用下与插头安装平台压紧，将插头、插座容纳在连接器容纳腔中，保证橡塑水密电连接器的可靠连接。
30.在上述技术方案中，上导向套筒3的连接器容纳腔端部设置圆环形法兰盘，在橡塑水密电连接器连接后，法兰盘与插头安装平台(如uuv)外壁紧密贴合，增大受力面，使水下预紧装置更能承力。
31.在上述技术方案中，上导向套筒3的第一台阶内径小于两侧的连接器容纳腔、压簧容纳腔内径，压簧与上导向套筒内第一台阶贴合，避免与橡塑水密电连接器直接接触，造成磨损。
32.在上述技术方案中，上导向套筒3部分伸入下导向套筒4内腔中，保证连接器插合过程导向一致性。上导向套筒3外表面设置标记，标记用于指示上导向套筒3伸入下导向套筒4的端面与下导向套筒4第二台阶之间的间距，设置该间距可以使连接器适应动态位置变化，避免对压簧5过度压缩。
33.在上述技术方案中，压板6为l型结构，一侧中间位置开设通孔，用于穿过电缆，另一侧通过螺钉安装于水下平台预设位置。
34.本发明水下预紧装置安装到插座后，上导向套筒内壁与橡塑水密电连接器插座紧密贴合，上导向套筒外壁与下导向套筒内壁留有0.5-1mm公差，用于满足连接器小范围径向移动，防止水下uuv晃动弯折损伤橡塑水密电连接器。上导向套筒第一台阶内部通孔用于插座尾部电缆穿过，留有0.5-1mm公差，下导向套筒第二台阶通孔留有0.5-1mm公差，压板通孔留有1.5-2mm公差，用于适应轻微径向位移、避免磨损电缆。
35.以水下uuv和水下平台对接为例，将上述水下预紧装置，应用于水下uuv等航行器和水下平台之间电气信号可靠连接和可靠脱落分离中。
36.本实施例中，水下预紧装置适用于深度不超过400m的水下工作环境，通过计算，当水压分别为0mpa、1mpa、5mpa、10mpa时，对应的橡塑水密电连接器脱拔力为261n、337n、421n、493n。根据脱拔力，计算压簧设计参数如表1所示。装置中的上导向套筒内壁与橡塑电连接器插座紧密贴合，上导向套筒外壁与下导向套筒内壁留有1mm公差，下导向套筒内筒长度为弹簧自由长度28mm，上导向套筒与下导向套筒压紧状态沿轴向预留2mm间距，下导向套筒通孔留有1mm公差，压板通孔留有2mm公差。
37.表1压簧设计参数
[0038][0039]
本实施例中，将水下预紧装置应用于水下uuv和水下平台之间电气信号连接，安装使用方法如下：
[0040]
1、将橡塑水密电连接器的插头1安装固定在水下uuv舱壁上；
[0041]
2、将上导向套筒3穿入橡塑水密电连接器插座2尾部电缆，穿入到位后将上导向套筒与插座紧密贴合(插座为橡塑材料，上导向套筒采用不锈钢等金属材料，通过参数合理设计，二者可以实现紧密贴合)；
[0042]
3、将压簧5穿入插座2尾部电缆；
[0043]
4、将下导向套筒4穿入插座2尾部电缆，套装在上导向套筒上；
[0044]
5、将压板6穿入插座2尾部电缆，将压板6安装于水下平台支架预定位置，将导向套筒、压簧稳定在插座上，连接器插座随之固定在水下平台上，同时将插座2尾部电缆与水下平台的电缆进行硫化处理接通。
[0045]
6、将水下uuv与水下平台对接，即橡塑水密电连接器的插头、插座插合，使压簧压缩变形、处于压紧状态，橡塑水密电连接器压紧。
[0046]
具体的，将水下uuv沿水下平台支架缓慢与压板靠近，压簧压缩产生预紧力，并将连接器逐渐插合至上导向套筒标记位置，此时上导向套筒伸入下导向套筒的端面与下导向套筒第二台阶之间留有2mm间隙，在uuv起竖过程中使连接器适应动态位置变化。当橡塑水密电连接器压紧时，上导向套筒的端面与水下uuv外壁贴合，使水下uuv外壁受力(水下uuv与水下平台之间的压力)。
[0047]
水下uuv和水下平台采用本发明设计的水下预紧装置实现对接，当水下uuv和水下平台产生一定范围内的轴向位移变化时，通过压簧的可控形变行程，橡塑水密电连接器仍然处于压紧状态，可保证电气信号连接的持续性；当水下uuv和水下平台分离时，且分离形成大于压簧的形变行程后，水密连接器不再受到压簧的预紧力，水密插头和插座在分离拉力的作用下产生分离动作，电气连接断开。同时，上下导向套筒的径向间隙允许水下uuv和水下平台之间小范围的径向位移变化。
[0048]
如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
[0049]
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
[0050]
这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的
技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
[0051]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0052]
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。