[发明专利]一种水下可插拔式耦合器及耦合方法

说明书

本发明公开了一种水下可插拔式耦合器及耦合方法，耦合器的非接触插座包括外壳、插座磁铁、外线圈和水密插座；所述非接触插头包括基体、插头磁铁、中线圈、内线圈和水密插头；其中，插座磁铁与插头磁铁极性相反，非接触插座为中空圆柱体，轴心处底部设置水密插座；非接触插头剖面为T字形，中心镂空，镂空处可插入非接触插座，镂空处由内之外设置内线圈、基体和中线圈，中线圈的两个端线短接，内线圈的端线与水密插头连接。本发明提出了一种结构紧凑的中继式耦合器，采用了三线圈结构，能够实现方便、可靠的水下插拔，并能够支持高效的水下非接触式电能传输。

技术领域

本发明属于水下作业领域，特别涉及一种水下可插拔式耦合器及耦合方法。

背景技术

水下可插拔装置是海洋装备领域的常用设备，已经商业化的接触式插拔装装置插拔次数少，成本高。近年来也出现了一些非接触式插拔装置，可进行水下插拔的接插件的插合与分离工作基本上由水下机器人ROV完成，通过水上专业人员的控制，遥控ROV作业手柄抓取接插件一端的手柄，通过对准、矫正等工作完成接插件的插拔。水下机器人ROV等设备在水下进行接插件插拔过程中，为保证能够顺利完成接插件的插拔，必须确保接插件两端的同轴度，使接插件的两端处于一条直线，然后进行插合或分离。否则，尤其是插合过程中，若接插件的两端有较大的偏移，极易导致接插件的损坏。此类接插件的价格非常昂贵，操作人员需耗费大量时间进行插拔前的准备，确保每一次插拔均万无一失。因此此类工作对水下作业环境、操作人员专业性等有较高要求，且耗费时间较长，不确定性较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水下可插拔式耦合器，包括非接触插座和非接触插头，其中，

所述非接触插座包括外壳、插座磁铁、外线圈和水密插座；所述非接触插头包括基体、插头磁铁、中线圈、内线圈和水密插头；其中，插座磁铁与插头磁铁极性相反，非接触插座为中空圆柱体，轴心处底部设置水密插座；非接触插头剖面为T字形，中心镂空，镂空处可插入非接触插座，镂空处由内之外设置内线圈、基体和中线圈，中线圈的两个端线短接，内线圈的端线与水密插头连接，插头磁铁设置在非接触插头的上部，处于T字形水平面，基体还设置在插头磁铁的外周；外线圈固定在外壳内部，外线圈的端口与水密插座连接，插座磁铁设置在非接触插座的上表面，插头磁铁设置在非接触插头的下表面。

优选地，所述外线圈通过注模灌胶用环氧树脂固定在外壳内部。

优选地，所述外壳为金属材质。

优选地，所述外壳为非金属材质。

优选地，所述基体为非金属材质。

优选地，所述基体的上端面用金属材料覆盖。

优选地，所述中线圈通过注模灌胶固定在基体外部。

优选地，所述内线圈通过注模灌胶固定在基体内部。

优选地，所述内线圈中还设置磁芯。

基于上述目的，本发明还提供了一种水下可插拔式耦合方法，采用上述耦合器，包括以下步骤：

S10，非接触插座通过水密缆连接到无线电能接收电路，即连接到整流滤波电路上；

S20，非接触插头通过水密缆连接到无线电能发射电路，即连接到逆变电路上；

S30，将非接触插头插入非接触插座，插座磁铁与插头磁铁自动吸合，将二者固定；

S40，接通发射电路，内线圈中产生高频交变电流；

S50，通过电磁感应，中线圈中感应出高频磁场，将电能传输给接收端的外线圈；

S60，外线圈中产生感应电流并将其通过整流滤波电路输出到接收端；

S70，电能传输完毕，拔出非接触插头。