專利名稱：一種水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水下機器人光纖微纜領(lǐng)域，具體地說是一種水下機器人光纖微纜
轉(zhuǎn)接裝置。
背景技術(shù)：
光纖通信具有頻帶寬、損耗低、體積小、重量輕、抗干擾能力強、保真度高、抗腐蝕等諸多優(yōu)點，被越來越廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域。近年來，光纖通信技術(shù)在水下機器人的實時信息傳輸，如圖像傳輸和命令下載等方面發(fā)揮了巨大的作用，進一步擴展了水下機器人的應(yīng)用領(lǐng)域。為了提高自帶能源型水下機器人的實時操控性能和圖像、數(shù)據(jù)的實時傳輸能力， 通過一根纖細的光纖微纜將水下機器人與水面控制單元銜接成一體，成為國內(nèi)外諸多新型的水下機器人所采用的技術(shù)手段，攜帶單根光纖微纜的水下機器人憑借其高效的作業(yè)效率和綜合性能，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型水下機器人。相比于傳統(tǒng)遙控水下機器人的系纜，光纖微纜的線徑細、重量輕、質(zhì)地柔軟，因此，基于光纖微纜的水下機器人收放系統(tǒng)在尺寸和重量方面都大大減?。煌瑫r，光纖微纜對水下機器人載體運動范圍、 航行速度和機動性的影響也大大降低。出于成本角度的考慮，光纖微纜與水下機器人密封艙之間多采用填料擠壓式密封，經(jīng)實踐證明該密封方式成本低廉且密封可靠，但該密封方式使得水下機器人與水面上的光纖收放裝置捆綁在一起無法靈活脫離，給系統(tǒng)的運輸、設(shè)備轉(zhuǎn)運及水下機器人自主模式下作業(yè)帶來了諸多不便；同時由于光纖微纜本身的結(jié)構(gòu)特點，擠壓密封可保證光纖微纜與密封艙之間的密封，但無法應(yīng)對光纖微纜可能由于外護套損傷所帶來的光纖微纜內(nèi)部滲水而導致的密封艙漏水問題，存在一定的安全性隱患。解決上述問題的一個最直接的方式就是在水下機器人框架保護范圍內(nèi)，實現(xiàn)密封艙端引出的光纖微纜與載體外引入的光纖微纜之間的密封式轉(zhuǎn)接。當前，上述水下光纖微纜的密封式轉(zhuǎn)接可通過使用專業(yè)定制的光纖水密連接器實現(xiàn)，然而該種連接器價格昂貴， 定制周期不定，不利于普及使用；利用光纖轉(zhuǎn)接密封艙，通過兩段光纖在密封艙內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)接也可實現(xiàn)上述目的，但該方法需對兩段光纖在引入密封艙處分別密封，其密封結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 且該方法中光纖的轉(zhuǎn)接操作繁瑣，實現(xiàn)步驟復(fù)雜，不能滿足水下機器人快速靈活的現(xiàn)場作業(yè)要求，降低了整個系統(tǒng)的作業(yè)效率。

實用新型內(nèi)容針對采用填料擠壓密封光纖微纜對水下機器人作業(yè)和運輸所帶來的不便，以及可能由于光纖微纜外護套損傷所帶來的密封艙漏水等安全性隱患問題，本實用新型的目的在于提供一種安全可靠的水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括錐體模具及主腔模具，其中主腔模具的兩端分別設(shè)有一錐體模具；主光纖微纜作為一段的光纖微纜其一端密封連接于密封艙或光纖收放裝置，另一端與帶有光纖轉(zhuǎn)接端子的尾纖融接、形成纖芯融接，所述主光纖微纜通過光纖轉(zhuǎn)接端子與另一段結(jié)構(gòu)相同的光纖微纜轉(zhuǎn)接；融接好的主光纖微纜和尾纖容置于主腔模具和錐體模具內(nèi)， 在主光纖微纜及尾纖與主腔模具和錐體模具之間填充有密封膠。其中所述主腔模具和錐體模具與主光纖微纜及尾纖之間鋪設(shè)有隔離膜；所述主腔模具為條形的長方體，沿其長度方向的上表面設(shè)有弧形槽；所述錐體模具為圓柱頭螺栓形狀，內(nèi)部中空，沿其軸向開有豁口，錐體模具的一端為圓柱頭的止口，另一端的內(nèi)壁為錐面；所述纖芯融接位于主腔模具的中間位置，主光纖微纜及尾纖的融接端含外護套的部分位于主腔模具內(nèi)。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為本實用新型主要通過對兩段光纖微纜在轉(zhuǎn)接處的獨立密封，然后利用通用的光纖轉(zhuǎn)接端子實現(xiàn)水下光纖微纜轉(zhuǎn)接的目的，具有以下優(yōu)點1.本實用新型的轉(zhuǎn)接裝置結(jié)構(gòu)簡單、拆分方便，密封性好。2.本實用新型的轉(zhuǎn)接裝置將主光纖微纜與尾纖融接，利用尾纖上的光纖轉(zhuǎn)接端子進行轉(zhuǎn)接，使得原本綁定在一起的水下機器人載體與光纖收放裝置可以靈活的拆分和組合，其工作原理簡單，可有效提高水下機器人作業(yè)的靈活性，同時也便于整個機器人系統(tǒng)的運輸和管理。3.本實用新型采用在光纖轉(zhuǎn)接處分別密封，而后轉(zhuǎn)接的方式，具有密封可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，固定方式靈活等特點，可有效避免載體外光纖微纜可能因外護套損傷而引起密封艙漏水現(xiàn)象的發(fā)生，提高水下機器人作業(yè)的安全性和使用光纖微纜的可靠性。4.本實用新型操作簡單，維護方便，可在較短時間內(nèi)完成整個轉(zhuǎn)接裝置的制作，滿足機器人現(xiàn)場作業(yè)的使用要求。5.相比于專業(yè)定制的水下光纖微纜轉(zhuǎn)接器，本實用新型還具有成本低廉，易于實現(xiàn)的特點，便于本實用新型的普及和推廣應(yīng)用。

圖1為本實用新型轉(zhuǎn)接裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為光纖微纜的橫截面剖面示意圖；圖3為本實用新型轉(zhuǎn)接裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型轉(zhuǎn)接裝置中模具的軸測圖之一；圖5為本實用新型轉(zhuǎn)接裝置中模具的軸測圖之二 ；圖6為本實用新型一段光纖微纜融接后的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為外護套，2為芳綸層，3為光纖纖芯，4為主光纖微纜，5為密封膠，6為纖芯融接，7為尾纖，8為光纖轉(zhuǎn)接端子，9為錐體模具，10為主腔模具，11為隔離膜，12為豁口，13為水下機器人載體框架，14為光纖收放裝置，15為第一光纖微纜，16為第二光纖微纜，17為密封艙，18為密封處，19為弧形槽。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。如圖1所示，在水下機器人載體框架13保護的范圍內(nèi)，利用密封膠在密封模具的輔助下對由水下機器人密封艙17引出的第一光纖微纜15和由光纖收放裝置14引入的第二光纖微纜16分別進行密封處理，然后通過光纖轉(zhuǎn)接端子8實現(xiàn)第一光纖微纜15和第二光纖微纜16的轉(zhuǎn)接，即第一光纖微纜15的一端與密封艙17密封、形成密封處18，另一端通過光纖轉(zhuǎn)接端子8與第二光纖微纜16的一端轉(zhuǎn)接，第二光纖微纜16的另一端接至光纖收放裝置14。本實用新型的光纖微纜適用于水下環(huán)境，且可承受一定的拉力；光纖微纜自身結(jié)構(gòu)分為三層，如圖2所示，自內(nèi)而外依次為光纖纖芯3、芳綸層2和外護套1。光纖纖芯3是光信號傳輸?shù)耐ǖ?，芳綸層2主要由質(zhì)地柔軟的芳綸纖維構(gòu)成，主要承受作用在光纖微纜上的拉力，并起到緩沖的作用，以防止光纖纖芯3受到外部的沖擊，外護套1起到防水和保護光纖纖芯3的作用。本實用新型的轉(zhuǎn)接裝置如圖3 5所示，包括錐體模具9、主腔模具10及隔離膜 11，主腔模具10為條形的長方體，沿其長度方向的上表面設(shè)有弧形槽19 (即主腔模具10在其高度方向上的截面為凹型，凹型的槽為弧形槽。)；錐體模具9為圓柱頭螺栓形狀(即其軸向截面為“T”型，“T”型的橫邊與豎邊均為圓柱)，內(nèi)部中空，沿其軸向開有豁口 12，錐體模具9的一端為圓柱頭的止口，另一端的內(nèi)壁為錐面；錐體模具9為兩個，分別由主腔模具 10的兩端引入。主光纖微纜4作為一段的光纖微纜其一端密封連接于密封艙17或光纖收放裝置14，另一端與帶有光纖轉(zhuǎn)接端子8的尾纖7融接、形成纖芯融接6，所述主光纖微纜 4通過光纖轉(zhuǎn)接端子8與另一段結(jié)構(gòu)相同的光纖微纜轉(zhuǎn)接，融接好的主光纖微纜4和尾纖7 容置于主腔模具10弧形槽19內(nèi)和錐體模具9的內(nèi)部。在主光纖微纜4及尾纖7與主腔模具10和錐體模具9之間填充有密封膠5，密封膠5本體為袋裝的液體膠(本實用新型的密封膠5采用深圳市振基電子有限公司的3M密封膠)，在空氣中可凝固為固態(tài)；為避免液態(tài)時的密封膠5與錐體模具9和主腔模具10粘結(jié)在一起，在主腔模具10和錐體模具9與主光纖微纜4及尾纖7之間鋪設(shè)一層隔離膜11，在密封膠5凝固后，可順利地將錐體模具9和主腔模具10從凝固的密封膠5上脫離開。隔離膜11可緊密附著在密封膠5的外層，其邊緣處進行簡單的修理即可平整。本實用新型的轉(zhuǎn)接方法本實用新型的水下光纖微纜的轉(zhuǎn)接是通過光纖轉(zhuǎn)接端子8的對接來實現(xiàn)的，為了滿足水下使用條件，本實用新型在光纖轉(zhuǎn)接端子8附近對光纖微纜進行了密封式的隔斷處理，由密封艙17或光纖收放裝置端引出的主光纖微纜4，與含有光纖轉(zhuǎn)接端子8的尾纖7經(jīng)光纖融接機的融接處理，實現(xiàn)兩段光纖的纖芯融接6 ；在模具輔助下，密封膠5填充在主光纖微纜4和尾纖7之間，將纖芯融接6以及光纖微纜4和尾纖7的邊緣包裹密封，在空氣中擱置約半小時即可溶為一體。具體方法如下首先將主光纖微纜4和尾纖7的融接端進行預(yù)處理，將主光纖微纜4和尾纖7融接端剝?nèi)ピO(shè)定長度的外護套1和與外護套1相應(yīng)長度的芳綸層2，露出光纖纖芯3，再利用光纖融接機對兩段光纖纖芯3進行融接，得到纖芯融接6。然后進行密封膠密封處理，將兩個錐體模具9由主腔模具10的兩端止口處順勢引入，如圖5所示，在錐體模具9和主腔模具10內(nèi)鋪入隔離膜11，使隔離膜11與錐體模具9和主腔模具10的內(nèi)腔壁貼緊，把融接好的主光纖微纜4和尾纖7由主腔模具10上的弧形槽19及錐體模具9上的豁口 12引入，保證纖芯融接6處于主腔模具10的中間位置，同時主光纖微纜4和尾纖7含外護套1的部分在主腔模具10內(nèi)，將液態(tài)的密封膠5由主腔模具10上弧形槽19充分均勻地填充至由錐體模具9和主腔模具10圍成的腔體內(nèi)，使填充均勻且充分，在空氣中擱置20 40分鐘(本實施例擱置30分鐘)，使密封膠5充分凝固。最后，將錐體模具9和主腔模具10輕輕地由固化的密封膠5上剝離，修理密封膠5上附著的隔離膜11，將其邊緣處修理平整，至此一段的光纖微纜密封完成。按同樣的步驟完成另一段的光纖微纜密封，通過兩段獨立密封的光纖微纜上的光纖轉(zhuǎn)接端子8實現(xiàn)在水下環(huán)境中轉(zhuǎn)接的目的。
權(quán)利要求1.一種水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置，其特征在于包括錐體模具(9)及主腔模具 (10)，其中主腔模具(10)的兩端分別設(shè)有一錐體模具(9)；主光纖微纜(4)作為一段的光纖微纜其一端密封連接于密封艙(17)或光纖收放裝置(14)，另一端與帶有光纖轉(zhuǎn)接端子 (8)的尾纖(7)融接、形成纖芯融接(6)，所述主光纖微纜(4)通過光纖轉(zhuǎn)接端子(8)與另一段結(jié)構(gòu)相同的光纖微纜轉(zhuǎn)接；融接好的主光纖微纜(4)和尾纖(7)容置于主腔模具(10) 和錐體模具(9)內(nèi)，在主光纖微纜(4)及尾纖(7)與主腔模具(10)和錐體模具(9)之間填充有密封膠(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置，其特征在于所述主腔模具 (10)和錐體模具(9)與主光纖微纜(4)及尾纖(7)之間鋪設(shè)有隔離膜(11)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置，其特征在于所述主腔模具(10)為條形的長方體，沿其長度方向的上表面設(shè)有弧形槽(19)。
4.按權(quán)利要求1或2所述的水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置，其特征在于所述錐體模具(9)為圓柱頭螺栓形狀，內(nèi)部中空，沿其軸向開有豁口(12)，錐體模具(9)的一端為圓柱頭的止口，另一端的內(nèi)壁為錐面。
5.按權(quán)利要求1或2所述的水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置，其特征在于所述纖芯融接(6)位于主腔模具(10)的中間位置，主光纖微纜(4)及尾纖(7)的融接端含外護套(1) 的部分位于主腔模具(10)內(nèi)。
專利摘要本實用新型屬于水下機器人光纖微纜領(lǐng)域，具體地說是一種水下機器人光纖微纜轉(zhuǎn)接裝置，包括錐體模具及主腔模具，其中主腔模具的兩端分別設(shè)有一錐體模具；主光纖微纜作為一段的光纖微纜其一端密封連接于密封艙或光纖收放裝置，另一端與帶有光纖轉(zhuǎn)接端子的尾纖融接、形成纖芯融接，所述主光纖微纜通過光纖轉(zhuǎn)接端子與另一段結(jié)構(gòu)相同的光纖微纜轉(zhuǎn)接；融接好的主光纖微纜和尾纖容置于主腔模具和錐體模具內(nèi)，在主光纖微纜及尾纖與主腔模具和錐體模具之間填充有密封膠。本實用新型的轉(zhuǎn)接裝置結(jié)構(gòu)簡單、拆分方便，密封性好。
文檔編號G02B6/44GK202093222SQ20112021380
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者凌波, 唐元貴, 曾俊寶, 李碩, 楊輝 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所