水下插拔电连接器的研制.pdf

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1、第６期机电元件Ｖｏｌ.３６Ｎｏ.６２０１６年１２月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＤｅｃ.２０１６研究与设计水下插拔电连接器的研制１２３何立岩，李智刚，何震（中国科学院沈阳自动化所机器人学国家重点实验室，辽宁沈阳，２２１１１６）摘要：本文在４芯水下插拔电连接器研制基础上，分析了水下插拔电连接器研制过程中需要解决的连接器密封、绝缘、对接连锁、分离解锁等关键技术。以研制水下插拔电连接器的新型接触体为切入点，从而带动上述关键技术问题的解决，并给出了相应的解决方案及结构设计。同时，利用研制的水下插拔电连接器进行了水下插拔试验。关键词：连接器；水下

2、插拔；接触体Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１６．０６．００１中图分类号：ＴＮ７８４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１３３（２０１６）０６－０００３－０４在４芯水下插拔电连接器研制过程中，先后1引言完成了专用新型接触体的设计、具有双重皮囊结海洋科学研究与海洋资源开发的迅速发展，构的充油压力平衡式孔型水密插头的设计、以及促进了对海洋进行长期、大范围实时观测与探索水密插头与水密插座在水下插合及分解过程中的需求，从而催生了水下插拔连接器的开发及应的连锁及解锁机构设计，并最终完成了连接器样用。水下插拔连接器能够实现海底观测站与通件的制

3、造。图１为研制的４芯水下插拔电连接信电缆之间的可靠连接，也为海底观测信息网络器。系统的设备扩展与重组提供了有效的解决方案。另一方面，随着陆地油气田的不断开采和消耗，海洋石油与天然气已成为全球能源供应越来越重要的途径。人类开采海洋石油与天然气已经从浅海发展到深海，从水上生产模式发展到水下生产模式。目前，先进的海洋石油与天然气开图１４芯水下插拔电连接器（插头与插座插合状态）采技术已经可以开发水深达３０００米的海底油气资源，并将整个生产系统布放在海底。其中，水2水下插拔电连接器结构及组成下插拔连接器起到连接整个水下生产系统的作同其它水密电连接器一样，水下插拔电连接用

4、，是水下生产系统构建、拓展等不可或缺的组器由水密插头和水密插座两部分组成。图２及图成部分和关键部件，而水下插拔电连接器则是除３分别为水下插拔电连接器孔型水密插头及针型水下插拔光连接器、水下插拔光电混合连接器之水密插座。外最常用的水下插拔连接器。收稿日期：２０１６－１０－１８４机电元件２０１６年成的。尤其在大水深下，连接器的插合与分解不可能由潜水员人工完成，而只能借助有缆遥控水下机器人ＲＯＶ，通过ＲＯＶ上搭载的机械手来操作。因此，与常见的干插拔或湿插拔水密电连接器相比，研制水下插拔电连接器需要解决的关键图２孔型水密插头技术问题要困难和复杂得多，而且国内无成熟技术

5、可借鉴利用，攻关难度较大。3．1水下插拔电连接器关键技术问题水下插拔电连接器研制过程中，需着力解决的关键技术可归结为以下三项：连接器的绝缘问题、连接器的密封问题及连接器插合后的连锁和分解时的解锁问题。水下插拔电连接器的绝缘问题，可分解为接图３针型水密插座触体彼此间的绝缘问题和接触体与连接器壳体孔型水密插头由对接连锁机构和插头体两间的绝缘问题。而如何解决连接器插头与插座部分组成。其中连锁机构由ＲＯＶ手柄、联锁卡抓在水下插合过程中的绝缘问题，是解决水下插拔及锁紧弹簧等组成；插头体由插头壳体、插孔、插电连接器绝缘问题的关键所在。孔绝缘体及插孔定位块等组成。其中，关键

6、部件水下可插拔电连接器的密封问题，可区分为复合插孔由梭销、插孔皮囊、复位弹簧及插孔体分解状态下插头和插座的独立密封问题、插合过等组成，如图４所示。程中每对接触体的独立密封问题以及插合后连接器的整体密封问题。其中，在水下插合过程中每对接触体的独立密封是一个动态密封过程，是解决水下插拔电连接器密封问题的关键所在。图４复合插孔水下插拔电连接器在水下插合后的连锁问题，是指水密插头与水密插座在水下插合后，必针型水密插座由插座壳体、插针、插座绝缘须连锁为一个整体，以确保其在水下长期、安全体及插座环氧体等组成。其中关键部件复合插及可靠地工作。水下插拔电连接器在水下分解针由插

7、针体和ＰＥＥＫ包覆体组成，如图５所示。时的解锁问题，是指连接器分解前，必须首先将水密插头与水密插座的连锁状态解除，而后才能实现它们的分解。图５复合插针如前所述，水下插拔电连接器的插合与分解是由ＲＯＶ或潜水员完成的；而在大水深条件下，3水下插拔电连接器关键技术及其插合与分解的操作只能由ＲＯＶ完成。这就对连解决方案接器插合时对接的准确性及可靠性提出很高要求，且当水密插头与水密插座在轴向有一定的同通常，水下插拔电连接器需要长期在水下工轴度误差或倾斜度误差的情况下，仍能够实现可作，其插合与分解经常是在复杂的水下环境中完靠对接。同时，连接器必须具备连锁功能，以保第６期何

8、立岩等：水下插拔电连接器的研制５证插合