[发明专利]利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置及对接方法

权利要求书

1.利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置，包括球冠内外表面电磁铰接机构、球冠内外表面沿管口中心线的伸缩装置和引导绳机构，其特征在于球冠球面电磁铰接机构主要由半径相同的球冠外表面（31）和球冠内表面（32）以凹凸球面铰的配合方式构成，其中球冠外表面（31）的面积大于球冠内表面（32）的面积；球冠外表面（31）位于多半球面体（1），球冠内表面（32）位于少半球壳体（2），第一管口（3）和第二管口（4）在空中对接，多半球面体（1）的第一中心线（8）和少半球壳体（2）的第二中心线（8'）必须分别与两个对接管口的第三中心线（13）和第四中心线（13'）共线，且至少使球冠外表面（31）或球冠内表面（32）中的其中之一能沿所在管口中心线前后移动，或两者都能沿所在管口中心线前后移动；正棱锥式伸缩装置的正棱锥是正三棱锥，或者正四棱锥，或者正五棱锥；正棱锥式伸缩装置中包括侧棱同步伸缩机构和底部伸缩机构；球冠外表面（31）、球冠内表面（32）沿管口中心线的伸缩装置由两个正棱锥式伸缩装置组成，或者由一个正棱锥式伸缩装置和一个独立的平面星形伸缩装置组成。

2.根据权利要求1所述的利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置，其特征在于在多半球面体（1）或少半球壳体（2）装有电磁铁（21），或两者都装有电磁铁（21），电磁铁线圈组（22）的中心线能与多半球面体（1）的第一中心线（8）或少半球壳体（2）的第二中心线（8'）共线；通电时多半球面体（1）和少半球壳体（2）能形成磁性球面铰。

3.根据权利要求1所述的利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置，其特征在于沿多半球面体（1）的第一中心线（8）和少半球壳体（2）的第二中心线（8'）各设置贯通多半球面体（1）的第一绳孔（5）和贯通少半球壳体（2）的第二绳孔（5'），绳孔中心线与电磁铁线圈组（22）的中心线共线。

4.根据权利要求1所述的利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置，其特征在于球冠内外表面沿管口中心线的伸缩移动机构包括正棱锥框架的底部伸缩机构和侧棱同步伸缩机构，

其中，正棱锥框架的底部伸缩机构是由以底部中心连接件（11）为支架的多个同步液压伸缩杆（10）构成，每个同步液压伸缩杆（10）上都设有液压管接口（19）；位于底部的所有同步伸缩杆（10）和底部中心连接件（11）以长圆孔铰接方式联结，同步液压伸缩杆（10）的末端和顶脚（15）连接，顶脚（15）的底部为锯齿状；正棱锥框架底部伸缩机构能够在液压作用下同步伸长，使其底部所有顶脚（15）都顶压在管口内壁上，从而使正棱锥框架固定在管口内；

正棱锥框架的侧棱同步伸缩机构是由多个侧棱同步伸缩杆（7）与多半球面体托架（23）或少半球壳体托架（23'）通过托架铰轴（30）连接构成，多半球面体（1）和少半球壳体（2）通过多半球面体托架（23）和少半球壳体托架（23'）安装在由侧棱同步伸缩杆（7）组成的正棱锥锥顶上；侧棱同步伸缩杆（7）和同步液压伸缩杆（10）数量相等，每个侧棱同步伸缩杆（7）上都设有液压管接口（19）。

5.根据权利要求1所述的利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置，其特征在于多半球面体（1）依托多半球面体托架（23）支撑，少半球壳体（2）依托少半球壳体托架（23'）支撑；多半球面体托架（23）和少半球壳体托架（23'）上设有至少3个托架铰轴（30），托架上的铰接轴以多半球面体（1）第一中心线（8）或少半球壳体（2）第二中心线（8'）为中心的圆周阵列方式分布；托架铰轴（30）圆周阵列分布个数等于正棱锥框架侧棱同步伸缩杆（7）的个数。