【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下电连接器设备，具体涉及一种基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器及其控制方法。
技术介绍
1、水下无人航行器(简称uuv)携带电能有限，为提高其续航力，以载人潜水器为能量源对uuv进行能量传输是重要的技术手段。实现水下无人航行器电能传输的关键技术之一是在水下实现电连接器的可靠插合与拔出作业。现有技术的载人潜水器对uuv充电前，uuv与载人潜水器的位置误差对电连接器插头与插座的对准具有较大挑战性，且插合完成后uuv相对于载人航行器的晃动会对插合状态的电连接器产生损坏与误脱出风险。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器及其控制方法，能够提高载人潜水器电连接器插头与水下无人航行器插座的对准精度，提升插合作业效率，实现电能可靠传输。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一、一种基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器
4、本专利技术提供了一种基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，主要包括：x向位置调节机构、y向位置调节机构、z向位置调节机构和被动调节机构，所述被动调节机构顶部设有电连接器插头，所述x向位置调节机构、y向位置调节机构、z向位置调节机构分别用于调节所述被动调节机构的x向位置、y向位置、z向位置。
5、进一步的，所述x向位置调节机构包括一号x向滑杆、二号x向滑杆、x向电动缸、x向球铰和x向安装架，所述x向安装
6、进一步的，所述x向电动缸包括固定连接于x向安装架上的x向电动缸壳体，所述x向电动缸壳体侧部设有x向电动缸补偿器和x向电动缸驱动器，所述x向电动缸壳体内部设有x向电动缸推杆，所述x向电动缸推杆端部连接有x向连接件。
7、进一步的，所述y向位置调节机构包括一号y向滑杆、二号y向滑杆、y向电动缸、y向球铰和y向安装架；所述y向安装架包括垂直连接的一号y向安装板和二号y向安装板，所述一号y向安装板上平行设置有与所述一号x向滑杆、二号x向滑杆相适配的一号x向导向套、二号x向导向套；所述二号y向安装板上平行设置有与所述一号y向滑杆、二号y向滑杆相适配的一号y向导向套、二号y向导向套；所述y向电动缸一端通过y向球铰固定连接于二号y向安装板上，y向电动缸另一端连接有y向连接件。
8、进一步的，所述一号y向安装板通过所述x向连接件与x向电动缸推杆相连，通过x向电动缸驱动器驱动x向电动缸推杆伸缩，进而带动y向位置调节机构整体沿一号x向滑杆和二号x向滑杆滑动。
9、进一步的，所述z向位置调节机构包括一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆、z电动缸、z向球铰和z向安装架，所述一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆相互平行设置于z向安装架上，所述z向电动缸一端通过z向球铰固定连接于z向安装架上，z向电动缸另一端连接有z向连接件。
10、进一步的，所述z向安装架通过所述y向连接件与y向电动缸推杆相连，通过y向电动缸驱动器驱动y向电动缸推杆伸缩，进而带动z向位置调节机构整体沿一号y向滑杆和二号y向滑杆滑动。
11、进一步的，所述被动调节机构包括电连接器支撑架和安装筒，所述电连接器插头设于电连接器支撑架顶端，所述安装筒通过z向连接件与z电动缸推杆相连，且所述安装筒底部设有分别与所述一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆相适配的一号z向导向套、二号z向导向套、三号z向导向套、四号z向导向套，通过z向电动缸驱动器驱动z向电动缸推杆伸缩，进而带动被动调节机构整体沿一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆滑动。
12、进一步的，所述电连接器支撑架侧壁通过三对径向弹簧组件与安装筒侧壁相连；所述电连接器支撑架底部通过一个轴向弹簧组件与安装筒底部相连；所述电连接器支撑架顶部设有三个回正导引锥，所述三个回正导引锥分别与安装筒顶部的三个定位孔相适配。
13、二、一种水下电连接器插拔执行器控制方法
14、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种如上所述水下电连接器插拔执行器的控制方法，主要包括如下步骤：
15、1)插拔控制器根据操作人员的操作或上级系统指令，向插拔执行器传输位置指令rx、ry、rz，并接收卡滞/到位判断器输出的判断信号p；
16、2)根据所述位置指令、判断信号p和传感器采集到的各电动缸推杆行程测量值x、y、z，分别进行电连接器x向控制、y向控制、z向控制；
17、其中，p＝0表示电连接器处于“正常插拔”状态，p＝1表示电连接器处于“卡滞”状态，p＝2表示电连接器处于“插合到位”状态；
18、所述x向控制包含以下步骤：
19、stepa1：采集x向电动缸的推杆行程值x；
20、stepa2：x向位置指令rx与x进行减法运算，获得差值ex；
21、stepa3：差值ex输入至x向控制器，x向控制器经过预设算法运算得到电流指令值rix；
22、stepa4：x驱动器接收所述判断信号p，若p＝0，为正常插拔状态，电流指令值rix输入至x驱动器，x驱动器将电流指令rix生成为绕组电流ix；在绕组电流ix的作用下，x向电动缸的推杆产生移动，带动插头的x方向位置产生变化；
23、若p＝2，为插合到位状态，封锁驱动器输出，使x向电动缸处于随动状态；
24、所述y向控制包含以下步骤：
25、stepb1：采集y向电动缸的推杆行程值y；
26、stepb2：y向位置指令ry与y进行减法运算，获得差值ey；
27、stepb3：差值ey输入至y控制器，y控制器经过预设算法运算得到电流指令值riy；
28、stepb4：y驱动器接收所述判断信号p，若p＝0，为正常插拔状态，电流指令值riy输入至y驱动器，y驱动器将电流指令riy生成为绕组电流iy；在绕组电流iy的作用下，y向电动缸的推杆产生移动，带动插头的y方向位置产生变化；
29、若p＝2，为插合到位状态，封锁驱动器输出，使y向电动缸处于随动状态；
30、所述z向控制包含以下步骤：
31、stepc1：采集z向电动缸的推杆行程值z；
32、stepc2：z向位置指令rz与z进行减法运算，获得差值ez；
33、stepc3：差值ez输入至z控制器，z控制器经过预设算法运算得到电流指令值riz；
34、stepc4：z驱动器接收所述判断信号p，若p＝0，为正常插拔状态，电流指令值riz输入至z驱动器，z驱动器将电流指令riz生成为绕组电流iz；在绕组电流iz的作用下，z电动缸的推杆产生移动；带动插头本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于：包括x向位置调节机构、y向位置调节机构、z向位置调节机构和被动调节机构，所述被动调节机构顶部设有电连接器插头，所述x向位置调节机构、y向位置调节机构、z向位置调节机构分别用于调节所述被动调节机构的x向位置、y向位置、z向位置。
2.根据权利要求1所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述x向位置调节机构包括一号x向滑杆、二号x向滑杆、x向电动缸、x向球铰和x向安装架，所述x向安装架的上部和下部分别固定连接有平行设置的一号x向滑杆与二号x向滑杆，所述x向电动缸的一端通过x向球铰固定连接于x向安装架上，x向电动缸的另一端连接有x向连接件。
3.根据权利要求2所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述x向电动缸包括固定连接于x向安装架上的x向电动缸壳体，所述x向电动缸壳体侧部设有x向电动缸补偿器和x向电动缸驱动器，所述x向电动缸壳体内部设有x向电动缸推杆，所述x向电动缸推杆端部连接有x向连接件。
4.根据权利要求2所述的基于弹簧-电动缸的水下电连
5.根据权利要求4所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述一号y向安装板通过所述x向连接件与x向电动缸推杆相连，通过x向电动缸驱动器驱动x向电动缸推杆伸缩，进而带动y向位置调节机构整体沿一号x向滑杆和二号x向滑杆滑动。
6.根据权利要求4所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述z向位置调节机构包括一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆、z电动缸、z向球铰和z向安装架，所述一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆相互平行设置于z向安装架上，所述z向电动缸一端通过z向球铰固定连接于z向安装架上，z向电动缸另一端连接有z向连接件。
7.根据权利要求6所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述z向安装架通过所述y向连接件与y向电动缸推杆相连，通过y向电动缸驱动器驱动y向电动缸推杆伸缩，进而带动z向位置调节机构整体沿一号y向滑杆和二号y向滑杆滑动。
8.根据权利要求6所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述被动调节机构包括电连接器支撑架和安装筒，所述电连接器插头设于电连接器支撑架顶端，所述安装筒通过z向连接件与z电动缸推杆相连，且所述安装筒底部设有分别与所述一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆相适配的一号z向导向套、二号z向导向套、三号z向导向套、四号z向导向套，通过z向电动缸驱动器驱动z向电动缸推杆伸缩，进而带动被动调节机构整体沿一号z向滑杆、二号z向滑杆、三号z向滑杆、四号z向滑杆滑动。
9.根据权利要求8所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述电连接器支撑架侧壁通过三对径向弹簧组件与安装筒侧壁相连；所述电连接器支撑架底部通过一个轴向弹簧组件与安装筒底部相连；所述电连接器支撑架顶部设有三个回正导引锥，所述三个回正导引锥分别与安装筒顶部的三个定位孔相适配。
10.一种如权利要求1至9中任意一项所述水下电连接器插拔执行器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于：包括x向位置调节机构、y向位置调节机构、z向位置调节机构和被动调节机构，所述被动调节机构顶部设有电连接器插头，所述x向位置调节机构、y向位置调节机构、z向位置调节机构分别用于调节所述被动调节机构的x向位置、y向位置、z向位置。
2.根据权利要求1所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述x向位置调节机构包括一号x向滑杆、二号x向滑杆、x向电动缸、x向球铰和x向安装架，所述x向安装架的上部和下部分别固定连接有平行设置的一号x向滑杆与二号x向滑杆，所述x向电动缸的一端通过x向球铰固定连接于x向安装架上，x向电动缸的另一端连接有x向连接件。
3.根据权利要求2所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述x向电动缸包括固定连接于x向安装架上的x向电动缸壳体，所述x向电动缸壳体侧部设有x向电动缸补偿器和x向电动缸驱动器，所述x向电动缸壳体内部设有x向电动缸推杆，所述x向电动缸推杆端部连接有x向连接件。
4.根据权利要求2所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述y向位置调节机构包括一号y向滑杆、二号y向滑杆、y向电动缸、y向球铰和y向安装架；所述y向安装架包括垂直连接的一号y向安装板和二号y向安装板，所述一号y向安装板上平行设置有与所述一号x向滑杆、二号x向滑杆相适配的一号x向导向套、二号x向导向套；所述二号y向安装板上平行设置有与所述一号y向滑杆、二号y向滑杆相适配的一号y向导向套、二号y向导向套；所述y向电动缸一端通过y向球铰固定连接于二号y向安装板上，y向电动缸另一端连接有y向连接件。
5.根据权利要求4所述的基于弹簧-电动缸的水下电连接器插拔执行器，其特征在于，所述一号y向安装板通过所述x向连接件与x向电动缸推杆相连，通过x向电动缸驱动器驱动x...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏博，褚振忠，李磊鑫，聂华，辛轶男，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。