專利名稱：海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于海底高壓環(huán)境下海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)需要同時(shí)連接多個(gè)儀器時(shí)的科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
在開發(fā)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)過程中，能否布放更多的海底觀測(cè)器是非常重要的，各類的觀測(cè)器就像是海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的“眼睛”一樣，布放的越多越全面，那么海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)所取得的實(shí)際效果就越好。因而觀測(cè)器與海底觀測(cè)網(wǎng)的連接問題就至關(guān)重要了，海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊就是為了更好的解決這個(gè)問題而開發(fā)研制的，一個(gè)科學(xué)儀器插座模塊上，能夠同時(shí)接插多個(gè)科學(xué)儀器，提供多種接口。科學(xué)儀器插座模塊不僅承擔(dān)著觀測(cè)器與接駁盒之間的通訊任務(wù)，同時(shí)還要給觀測(cè)器供電。在設(shè)計(jì)科學(xué)儀器插座模塊過程中，需要綜合考慮多方面因素。在深海海底，耐壓、耐腐蝕、小型化設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)和防水問題尤為突出。因而，科學(xué)儀器插座模塊的材料、整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)和的散熱結(jié)構(gòu)等必須加以綜合考慮。采用科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置可以避免以上問題。中國(guó)專利CN101823550A公開了一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，該專利可以為海底外接設(shè)備提供不間斷電能，實(shí)現(xiàn)海岸基站與為海底外接設(shè)備之間實(shí)時(shí)連續(xù)通信，但是，該專利所采用的電源電壓較高，不適合一般的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)儀器的接入，必須進(jìn)行電能的二次轉(zhuǎn)換，同時(shí)，該專利能夠提供的接口數(shù)量也非常有限，對(duì)于大量的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)設(shè)備的接入，十分不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置。本發(fā)明通過水下的封裝技術(shù)和腔體的散熱技術(shù)來實(shí)現(xiàn)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的正常功能，在水下封裝技術(shù)設(shè)計(jì)中采用機(jī)械密封的方式，同時(shí)盡量減小腔體的體積，保證水下密封的可靠性，使整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)更加緊湊輕便。在支撐裝置的設(shè)計(jì)中，采用腔體分割的方式，將耐熱程度不同的電子元器件放在不同的腔體中，以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)，針對(duì)熱耗散較大的電源模塊，分別采用單端蓋散熱和貼腔體內(nèi)壁散熱方式，在貼腔體內(nèi)壁散熱方式中采用偏心輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足散熱裝置的可靠性要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置，它包括:水密接插件、左端蓋、金屬腔體、左端口模塊安裝盤、右端口模塊安裝盤、偏心輪軸、狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤、右端蓋、控制模塊安裝盤、平板、弧形散熱片、端口安裝機(jī)構(gòu)和偏心輪機(jī)構(gòu)等；其中，所述左端蓋和右端蓋分別固定在金屬腔體的兩端，左端蓋與金屬腔體之間以及右端蓋與金屬腔體之間均置有徑向密封圈，用于密封；在左端蓋上，安裝有水密接插件，水密接插件和左端蓋之間置有軸向密封圈，用于密封；控制模塊安裝盤、左端口模塊安裝盤、右端口模塊安裝盤和狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤從左至右依次固定在金屬腔體內(nèi)；平板兩端分別固定在控制模塊安裝盤和左端口模塊安裝盤上，偏心輪軸安裝在左端口模塊安裝盤和右端口模塊安裝盤之間，偏心輪機(jī)構(gòu)固定在偏心輪軸上，端口安裝機(jī)構(gòu)固定在偏心輪機(jī)構(gòu)上，偏心輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過偏心輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)端口安裝機(jī)構(gòu)上下調(diào)節(jié)。進(jìn)一步地，所述水密接插件包括六芯水密接插件、十二芯水密接插件和四芯水密接插件。進(jìn)一步地，所述端口安裝機(jī)構(gòu)主要由弧形散熱片和端口模塊安裝板相連組成，偏心輪機(jī)構(gòu)主要由支撐軸環(huán)、偏心輪、偏心輪套、軸鍵和偏心輪軸組成，偏心輪通過軸鍵固定在偏心輪軸上，偏心輪套套在偏心輪上，偏心輪套和支撐軸環(huán)固定連接，支撐軸環(huán)與端口模塊安裝板固定連接，弧形散熱片兩端置于端口模塊安裝盤的卡槽中。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在端蓋和接插件之間采用軸向密封和螺紋連接的方式，能夠很好地實(shí)現(xiàn)端蓋裝置和外部裝置之間的連通，所使用的端蓋面積較少，能夠最大量的安置多個(gè)接插件。端蓋和腔體之間采用徑向螺絲連接和徑向密封，可以最大程度的縮小腔體的壁厚，減輕裝備的體積和重量，兩道徑向密封圈能夠有效的避免海水滲透到腔體內(nèi)。腔體對(duì)于不同的裝置，采用不同的安裝和散熱方式，能夠有效的節(jié)約控制，保證各個(gè)模塊在正常的溫度下工作。對(duì)于發(fā)熱量較大的模塊，分別采用單端面散熱和貼腔體內(nèi)壁散熱的方式，散熱效果十分明顯。使用偏心輪結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)貼壁的可靠性，一方面能夠確保每一個(gè)電源模塊都能夠貼到腔體內(nèi)壁上，另一方面又可以滿足模塊的可更換性，整個(gè)系統(tǒng)的工作非常可靠。


圖1是本發(fā)明的剖開腔體后的主視 圖2是本發(fā)明機(jī)械封裝結(jié)構(gòu)的示意 圖3是發(fā)明機(jī)械支撐機(jī)構(gòu)的三位 圖4是本發(fā)明機(jī)械支撐機(jī)構(gòu)的示意 圖5是單個(gè)模塊的偏心輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的示意 圖6是圖5的補(bǔ)充三維 圖中，水密接插件1、軸向密封圈2、左端蓋3、徑向密封圈4、金屬腔體5、控制模塊6、左端口模塊安裝盤7、偏心輪軸8、端口安裝機(jī)構(gòu)9、狀態(tài)檢測(cè)板10、狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤11、內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換模塊12、右端蓋13、控制模塊安裝盤14、平板15、螺紋孔16、螺紋通孔17、M6的螺紋孔18、六芯水密接插件19、堵頭20、十二芯水密接插件21、四芯水密接插件22、M6的螺栓23、U型卡槽24、M3螺釘25、螺母26、螺桿27、M4螺釘28、M6螺桿29、弧形散熱片31、端口電源轉(zhuǎn)換模塊32、控制電路板33、端口模塊安裝板34、支撐軸環(huán)35、偏心輪36、偏心輪套37、軸鍵38、右端口模塊安裝盤39。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的說明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。如圖1所示，本發(fā)明海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置包括:水密接插件1、左端蓋3、金屬腔體5、左端口模塊安裝盤7、右端口模塊安裝盤39、偏心輪軸8、狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤11、右端蓋13、控制模塊安裝盤14、平板15、弧形散熱片31、端口安裝機(jī)構(gòu)9和偏心輪機(jī)構(gòu)。左端蓋3和右端蓋13分別固定在金屬腔體5的兩端，左端蓋3與金屬腔體5之間以及右端蓋13與金屬腔體5之間均置有徑向密封圈4，用于密封。在左端蓋3上，安裝有水密接插件1，水密接插件I和左端蓋3之間置有軸向密封圈2，用于密封?？刂颇K安裝盤14、左端口模塊安裝盤7和右端口模塊安裝盤39、狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤11從左至右依次固定在金屬腔體5內(nèi)。平板15兩端分別固定在控制模塊安裝盤14和左端口模塊安裝盤7上。偏心輪軸8安裝在左端口模塊安裝盤7和右端口模塊安裝盤39之間，偏心輪機(jī)構(gòu)固定在偏心輪軸8上，端口安裝機(jī)構(gòu)9固定在偏心輪機(jī)構(gòu)上，偏心輪軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)通過偏心輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)端口安裝機(jī)構(gòu)9上下調(diào)節(jié)。如圖1、圖2所示，右端蓋13上開有八個(gè)對(duì)稱的M6的螺紋孔16，主要是在安裝的時(shí)候，通過螺栓來固定狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤11和內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換模塊12。左端蓋3和右端蓋13上都開有M3的螺紋通孔17，方便在拆開金屬腔體5的時(shí)候，通過擰螺栓的形式，使端蓋和金屬腔體分離。左端蓋3、右端蓋13和金屬腔體5是通過12個(gè)對(duì)稱的M6的螺紋孔18來進(jìn)行連接和固定的。水密接插件I包括六芯水密接插件19、十二芯水密接插件21和四芯水密接插件22。在沒有連接觀測(cè)儀器的情況下，水密接插件I都安裝有堵頭20來保護(hù)接插件的端口。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，為了進(jìn)一步闡述端口安裝機(jī)構(gòu)9的調(diào)節(jié)方式，對(duì)單個(gè)的端口安裝機(jī)構(gòu)9安裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，在圖5中，端口安裝機(jī)構(gòu)9主要由弧形散熱片31和端口模塊安裝板34相連組成。偏心輪機(jī)構(gòu)主要由支撐軸環(huán)35、偏心輪36、偏心輪套37、軸鍵38和偏心輪軸9組成，偏心輪36通過軸鍵38固定在偏心輪軸9上，偏心輪套37套在偏心輪36上，偏心輪套37和支撐軸環(huán)35通過螺栓連接，螺栓兩端用螺母鎖緊，支撐軸環(huán)35用螺釘固定在端口模塊安裝板34上，弧形散熱片31兩端置于端口模塊安裝盤7的卡槽中，能上下移動(dòng)。在實(shí)際操作過程中，通過旋轉(zhuǎn)偏心輪軸9來使偏心輪36轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心輪36的轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪套37上下運(yùn)動(dòng)，偏心輪套37上下運(yùn)動(dòng)通過支撐軸環(huán)35帶動(dòng)端口安裝機(jī)構(gòu)9上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)端口安裝機(jī)構(gòu)9與金屬腔體5內(nèi)壁之間的連接與分離。本發(fā)明的工作過程如下:水密接插件I安裝在左端蓋3上，通過軸向密封圈2進(jìn)行密封，控制模塊安裝盤14固定在左端蓋3的右側(cè)，平板15通過M3的螺釘25固定在控制模塊安裝盤14和左端口模塊安裝盤7之間，在平板15上，通過卡槽24安裝有控制模塊6，控制模塊安裝盤14和左端蓋3之間是通過M6的螺栓23和M6的螺紋孔16進(jìn)行連接。兩個(gè)端口模塊安裝盤7通過3對(duì)螺母26和螺桿27實(shí)現(xiàn)固定，端口安裝機(jī)構(gòu)9卡在左端口模塊安裝盤7和右端口安裝盤39之間，能夠?qū)崿F(xiàn)上下的移動(dòng)。狀態(tài)檢測(cè)板10通過M4的螺釘28固定在狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤11上，狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤10通過M6的螺桿29安裝固定在右端蓋13上。在裝配過程中，先將左端蓋3、控制模塊安裝盤14、平板15、左端口模塊安裝盤7、右端口安裝盤39以及偏心輪機(jī)構(gòu)安裝好，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)偏心輪軸9，使端口安裝機(jī)構(gòu)9與金屬腔體5內(nèi)壁之間完全接觸，在這種情況下，端口電源轉(zhuǎn)換模塊32產(chǎn)生的熱量就能通過弧形散熱片31和金屬腔體5傳導(dǎo)到海水中；然后再安裝狀態(tài)檢測(cè)板10、狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤11、內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換模塊12和右端蓋13。這樣的裝配既能保證腔體的密封性和耐壓性，也能實(shí)現(xiàn)腔體內(nèi)電源模塊的有效散熱。
權(quán)利要求
1.一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置，其特征在于，它包括:水密接插件(I)、左端蓋(3 )、金屬腔體(5 )、左端口模塊安裝盤(7 )、右端口模塊安裝盤(39 )、偏心輪軸(8 )、狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤(11)、右端蓋(13 )、控制模塊安裝盤(14)、平板(15 )、弧形散熱片(31)、端口安裝機(jī)構(gòu)(9)和偏心輪機(jī)構(gòu)等；其中，所述左端蓋(3)和右端蓋(13)分別固定在金屬腔體(5)的兩端，左端蓋(3)與金屬腔體(5)之間以及右端蓋(13)與金屬腔體(5)之間均置有徑向密封圈(4)，用于密封；在左端蓋(3)上安裝有水密接插件(1)，水密接插件(I)和左端蓋(3)之間置有軸向密封圈(2)，用于密封；控制模塊安裝盤(14)、左端口模塊安裝盤(7)、右端口模塊安裝盤(39)和狀態(tài)檢測(cè)模塊安裝盤(11)從左至右依次固定在金屬腔體(5)內(nèi)；平板(15)兩端分別固定在控制模塊安裝盤(14)和左端口模塊安裝盤(7)上，偏心輪軸(8 )安裝在左端口模塊安裝盤(7 )和右端口模塊安裝盤(39 )之間，偏心輪機(jī)構(gòu)固定在偏心輪軸(8)上，端口安裝機(jī)構(gòu)(9)固定在偏心輪機(jī)構(gòu)上，偏心輪軸(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過偏心輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)端口安裝機(jī)構(gòu)(9)上下調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置，其特征在于，所述水密接插件(I)包括六芯水密接插件(19)、十二芯水密接插件(21)和四芯水密接插件(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置，其特征在于，所述端口安裝機(jī)構(gòu)(9)主要由弧形散熱片(31)和端口模塊安裝板(34)相連組成，偏心輪機(jī)構(gòu)主要由支撐軸環(huán)(35)、偏心輪(36)、偏心輪套(37)、軸鍵(38)和偏心輪軸(9)等組成，偏心輪(36 )通過軸鍵(38 )固定在偏心輪軸(9 )上，偏心輪套(37 )套在偏心輪(36 )上，偏心輪套(37)和支撐軸環(huán)(35)固定連接，支撐軸環(huán)(35)與端口模塊安裝板(34)固定連接，弧形散熱片(31)兩端置于端口模塊安裝盤(7)的卡槽中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊的機(jī)械裝置，本發(fā)明的科學(xué)儀器插座模塊機(jī)械裝置是由外部機(jī)械封裝裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)支撐裝置組成，外部機(jī)械封裝裝置包括端蓋，金屬腔體和端蓋與腔體之間的連接與密封，端蓋與接插件之間的連接與密封；機(jī)械支撐裝置包括控制模塊支撐裝置，電源模塊散熱裝置，狀態(tài)檢測(cè)模塊散熱裝置。本發(fā)明可以為海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊提供有效的水下封裝技術(shù)和散熱技術(shù)，有效避免海水滲透到水密接線箱內(nèi)，支撐裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可更換性和可調(diào)節(jié)性好。海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)儀器插座模塊機(jī)械裝置緊湊簡(jiǎn)單，工作可靠，實(shí)用性很強(qiáng)。
文檔編號(hào)B63C11/34GK103192964SQ20131007894
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者瞿逢重, 樂業(yè)清, 宋宏, 蘭瑞洪, 王鈺巖, 謝英俊 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)