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1、第６期機(jī)電元件Ｖｏｌ.３６Ｎｏ.６２０１６年１２月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＤｅｃ.２０１６研究與設(shè)計水下插拔電連接器的研制１２３何立巖，李智剛，何震（中國科學(xué)院沈陽自動化所機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧沈陽，２２１１１６）摘要：本文在４芯水下插拔電連接器研制基礎(chǔ)上，分析了水下插拔電連接器研制過程中需要解決的連接器密封、絕緣、對接連鎖、分離解鎖等關(guān)鍵技術(shù)。以研制水下插拔電連接器的新型接觸體為切入點(diǎn)，從而帶動上述關(guān)鍵技術(shù)問題的解決，并給出了相應(yīng)的解決方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，利用研制的水下插拔電連接器進(jìn)行了水下插拔試驗(yàn)。關(guān)鍵詞：連接器；水下
2、插拔；接觸體Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１６．０６．００１中圖分類號：ＴＮ７８４文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１０００－６１３３（２０１６）０６－０００３－０４在４芯水下插拔電連接器研制過程中，先后1引言完成了專用新型接觸體的設(shè)計、具有雙重皮囊結(jié)海洋科學(xué)研究與海洋資源開發(fā)的迅速發(fā)展，構(gòu)的充油壓力平衡式孔型水密插頭的設(shè)計、以及促進(jìn)了對海洋進(jìn)行長期、大范圍實(shí)時觀測與探索水密插頭與水密插座在水下插合及分解過程中的需求，從而催生了水下插拔連接器的開發(fā)及應(yīng)的連鎖及解鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計，并最終完成了連接器樣用。水下插拔連接器能夠?qū)崿F(xiàn)海底觀測站與通件的制
3、造。圖１為研制的４芯水下插拔電連接信電纜之間的可靠連接，也為海底觀測信息網(wǎng)絡(luò)器。系統(tǒng)的設(shè)備擴(kuò)展與重組提供了有效的解決方案。另一方面，隨著陸地油氣田的不斷開采和消耗，海洋石油與天然氣已成為全球能源供應(yīng)越來越重要的途徑。人類開采海洋石油與天然氣已經(jīng)從淺海發(fā)展到深海，從水上生產(chǎn)模式發(fā)展到水下生產(chǎn)模式。目前，先進(jìn)的海洋石油與天然氣開圖１４芯水下插拔電連接器（插頭與插座插合狀態(tài)）采技術(shù)已經(jīng)可以開發(fā)水深達(dá)３０００米的海底油氣資源，并將整個生產(chǎn)系統(tǒng)布放在海底。其中，水2水下插拔電連接器結(jié)構(gòu)及組成下插拔連接器起到連接整個水下生產(chǎn)系統(tǒng)的作同其它水密電連接器一樣，水下插拔電連接用
4、，是水下生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建、拓展等不可或缺的組器由水密插頭和水密插座兩部分組成。圖２及圖成部分和關(guān)鍵部件，而水下插拔電連接器則是除３分別為水下插拔電連接器孔型水密插頭及針型水下插拔光連接器、水下插拔光電混合連接器之水密插座。外最常用的水下插拔連接器。收稿日期：２０１６－１０－１８４機(jī)電元件２０１６年成的。尤其在大水深下，連接器的插合與分解不可能由潛水員人工完成，而只能借助有纜遙控水下機(jī)器人ＲＯＶ，通過ＲＯＶ上搭載的機(jī)械手來操作。因此，與常見的干插拔或濕插拔水密電連接器相比，研制水下插拔電連接器需要解決的關(guān)鍵圖２孔型水密插頭技術(shù)問題要困難和復(fù)雜得多，而且國內(nèi)無成熟技術(shù)
5、可借鑒利用，攻關(guān)難度較大。3．1水下插拔電連接器關(guān)鍵技術(shù)問題水下插拔電連接器研制過程中，需著力解決的關(guān)鍵技術(shù)可歸結(jié)為以下三項：連接器的絕緣問題、連接器的密封問題及連接器插合后的連鎖和分解時的解鎖問題。水下插拔電連接器的絕緣問題，可分解為接圖３針型水密插座觸體彼此間的絕緣問題和接觸體與連接器殼體孔型水密插頭由對接連鎖機(jī)構(gòu)和插頭體兩間的絕緣問題。而如何解決連接器插頭與插座部分組成。其中連鎖機(jī)構(gòu)由ＲＯＶ手柄、聯(lián)鎖卡抓在水下插合過程中的絕緣問題，是解決水下插拔及鎖緊彈簧等組成；插頭體由插頭殼體、插孔、插電連接器絕緣問題的關(guān)鍵所在?？捉^緣體及插孔定位塊等組成。其中，關(guān)鍵
6、部件水下可插拔電連接器的密封問題，可區(qū)分為復(fù)合插孔由梭銷、插孔皮囊、復(fù)位彈簧及插孔體分解狀態(tài)下插頭和插座的獨(dú)立密封問題、插合過等組成，如圖４所示。程中每對接觸體的獨(dú)立密封問題以及插合后連接器的整體密封問題。其中，在水下插合過程中每對接觸體的獨(dú)立密封是一個動態(tài)密封過程，是解決水下插拔電連接器密封問題的關(guān)鍵所在。圖４復(fù)合插孔水下插拔電連接器在水下插合后的連鎖問題，是指水密插頭與水密插座在水下插合后，必針型水密插座由插座殼體、插針、插座絕緣須連鎖為一個整體，以確保其在水下長期、安全體及插座環(huán)氧體等組成。其中關(guān)鍵部件復(fù)合插及可靠地工作。水下插拔電連接器在水下分解針由插
7、針體和ＰＥＥＫ包覆體組成，如圖５所示。時的解鎖問題，是指連接器分解前，必須首先將水密插頭與水密插座的連鎖狀態(tài)解除，而后才能實(shí)現(xiàn)它們的分解。圖５復(fù)合插針如前所述，水下插拔電連接器的插合與分解是由ＲＯＶ或潛水員完成的；而在大水深條件下，3水下插拔電連接器關(guān)鍵技術(shù)及其插合與分解的操作只能由ＲＯＶ完成。這就對連解決方案接器插合時對接的準(zhǔn)確性及可靠性提出很高要求，且當(dāng)水密插頭與水密插座在軸向有一定的同通常，水下插拔電連接器需要長期在水下工軸度誤差或傾斜度誤差的情況下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)可作，其插合與分解經(jīng)常是在復(fù)雜的水下環(huán)境中完靠對接。同時，連接器必須具備連鎖功能，以保第６期何
8、立巖等：水下插拔電連接器的研制５證插合
