CN106785668B - 一种垂直分离连接器及其垂直分离机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连接器领域，具体涉及一种垂直分离连接器及其垂直分离机构，所述垂直分离连接器包括垂直分离机构和与垂直分离机构连接的插头，所述垂直分离机构包括固定架和铰接在固定架上的、用于带动相应连接器的插头与前后水平运动的插座分离的前摆杆和后摆杆，所述前摆杆远离固定架的一端和后摆杆远离固定架的一端与所述插头连接并形成平行四边形机构。本发明在使用时，分离不需要额外的电源，不仅避免了电磁式分离方式需要电源的缺点；而且，分离力小、分离过程不会产生多余物；整个分离机构的尺寸小，结构简单。

Description

一种垂直分离连接器及其垂直分离机构

技术领域

本发明涉及连接器领域，具体涉及一种垂直分离连接器及其垂直分离机构。

背景技术

在连接器领域中，垂直分离方式因其便于系统布局、结构设计限制少等优势而被广泛应用。垂直分离是指物体运动的方向与插头插座的分离方向垂直，如图1所示，插头和插座的分离方向为竖直方向，而物体的运动方向为水平方向，两者的运动方向互相垂直。针对这种分离方式，目前普遍采用的连接器类型主要有剪切式、斜轨式和电磁式三种，但这三种方式在工程应用中均有不足之处，主要是：

剪切式：依靠物体运动产生的外力将插头、插座中的接触件全部剪断，从而实现插头和插座的分离。这种类型的连接器在剪切过程中需要非常大的外力，且剪切过程易产生多余物，这些多余物在分离过程中可能会对系统产生无法预知破坏作用。

斜轨式：依靠设定的带有斜坡的（一般不大于30°）轨道在外力作用下将插头插座分开。这种类型的连接器的分离性能与轨道的摩擦系数、轨道的倾斜程度等有很大的关系。当轨道的倾斜程度较小时，插头和插座易于分离，但为了保证插头与插座在连接时具有较大的锁紧力，增强插头与插座的连接结构处承受机械振动的能力，就需要增长轨道的长度，这就导致分离机构在物体运动方向上的长度增长，分离机构笨重且在整机系统中所占空间大、操作繁琐，不适应当前小型化的需求。而如果增大轨道的倾斜程度，则有可能导致在分离过程中产生卡死现象，插头插座无法顺利分离。装置体积和可靠性不能兼顾。

电磁式：依靠电磁力将插头插座分开，为了防止分开后的插头与运动物体发生碰撞，还需要保持机构将插头的位置固定。由于这种类型的分离方式需要额外的电源，因此这种分离方式仅允许在系统空间不受限、电路设计允许的场合下使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装置体积小、分离可靠性高的连接器垂直分离机构；本发明的目的还在于提供一种装置体积小、分离可靠性高的垂直分离连接器。

为实现上述目的，本发明一种连接器垂直分离机构的技术方案是：包括固定架和铰接在固定架上的、用于带动相应连接器的插头与前后水平运动的插座分离的前摆杆和后摆杆，所述前摆杆远离固定架的一端和后摆杆远离固定架的一端为用于与相应的连接部件连接以形成平行四边形机构的连接端。

作为本发明的进一步改进：所述固定架上于前、后摆杆的前方或后方处铰接有用于驱使前、后摆杆的连接端向固定架靠拢的折叠助力部件。

作为本发明的进一步改进：折叠助力部件为推力部件。

作为本发明的进一步改进：所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆上设置有在伸缩杆伸展至设定长度后、在伸缩杆的伸缩方向进行挡止的、避免伸缩杆收缩的锁止结构。

作为本发明的进一步改进：所述伸缩杆包括插套配合的内、外套筒，所述锁止结构包括设置在外套筒内侧壁上的锁止凹槽以及设置在内套筒的筒壁上的径向通孔，在伸缩杆伸展至设定长度后所述锁止凹槽与径向通孔连通，所述径向通孔内设置有在锁止凹槽与径向通孔连通时向外移动而同时卡在锁止凹槽和径向通孔中的锁止钢球，所述内套筒的内孔中滑动装配有顶推杆，所述内套筒中还装有提供给顶推杆在前后方向移动的作用力的锁止顶推弹簧，所述顶推杆具有在锁止凹槽与径向通孔连通时将所述锁止钢球顶入锁止凹槽中的顶推斜面。

作为本发明的进一步改进：所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆包括插套配合的内套筒和外套筒，所述内套筒或/和外套筒设置为内外两层，内外两层通过螺纹连接且可以通过螺纹相对转动进而调整内套筒或/和外套筒的整体长度。

作为本发明的进一步改进：所述内套筒或/和外套筒的外侧设置有冲铆凹槽。

作为本发明的进一步改进：所述固定架上设置有向下延伸的第一连接部，所述后摆杆通过所述第一连接部与固定架铰接。

作为本发明的进一步改进：所述固定架上设置有向下延伸的第二连接部，所述折叠助力部件通过所述第二连接部与固定架铰接。

为实现上述目的，本发明一种垂直分离连接器的技术方案是：包括垂直分离机构和与垂直分离机构连接的插头，所述垂直分离机构包括固定架和铰接在固定架上的、用于带动相应连接器的插头与前后水平运动的插座分离的前摆杆和后摆杆，所述前摆杆远离固定架的一端和后摆杆远离固定架的一端与所述插头连接并形成平行四边形机构。

作为本发明的进一步改进：所述前摆杆和后摆杆均设置为左右两个，左右两个前摆杆和左右两个后摆杆分别与插头壳体的左右两侧铰接。

作为本发明的进一步改进：所述垂直分离连接器还包括用于将前摆杆和/或后摆杆保持在设定位置的预定位结构，在前摆杆和/或后摆杆位于设定位置处时，插头处于与适配的插座相互插合的高度位置处。

作为本发明的进一步改进：摆杆位于设定位置处时处于竖直状态。

作为本发明的进一步改进：所述预定位结构为分别设置在插头壳体与前摆杆和/或后摆杆之间的、阻止插头和摆杆发生相对转动的凹凸配合结构。

作为本发明的进一步改进：所述凹凸配合结构包括设置在插头壳体上的凹槽以及设置在前摆杆和/或后摆杆上的、与所述凹槽凹凸配合的钢球，所述前摆杆和/或后摆杆上在对应于凹槽位置设有钢球安装孔，所述钢球安装孔内还安装有用于提供给钢球朝向凹槽方向的作用力的顶推弹簧。

作为本发明的进一步改进：所述钢球安装孔的靠近插头的一端为收口结构，且通过该收口结构避免前摆杆和/或后摆杆与插头壳体发生相对转动后钢球从钢球安装孔中脱出。

作为本发明的进一步改进：所述固定架上于前、后摆杆的前方或后方处铰接有用于驱使前、后摆杆的连接端向固定架靠拢的折叠助力部件。

作为本发明的进一步改进：折叠助力部件为推力部件。

作为本发明的进一步改进：所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆上设置有在伸缩杆伸展至设定长度后、在伸缩杆的伸缩方向进行挡止的、避免伸缩杆收缩的锁止结构。

作为本发明的进一步改进：所述伸缩杆包括插套配合的内、外套筒，所述锁止结构包括设置在外套筒内侧壁上的锁止凹槽以及设置在内套筒的筒壁上的径向通孔，在伸缩杆伸展至设定长度后所述锁止凹槽与径向通孔连通，所述径向通孔内设置有在锁止凹槽与径向通孔连通时向外移动而同时卡在锁止凹槽和径向通孔中的锁止钢球，所述内套筒的内孔中滑动装配有顶推杆，所述内套筒中还装有提供给顶推杆在前后方向移动的作用力的锁止顶推弹簧，所述顶推杆具有在锁止凹槽与径向通孔连通时将所述锁止钢球顶入锁止凹槽中的顶推斜面。

作为本发明的进一步改进：所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆包括插套配合的内套筒和外套筒，所述内套筒或/和外套筒设置为内外两层，内外两层通过螺纹连接且可以通过螺纹相对转动进而调整内套筒或/和外套筒的整体长度。

作为本发明的进一步改进：所述内套筒或/和外套筒的外侧设置有冲铆凹槽。

作为本发明的进一步改进：所述预定位部件设置在后摆杆与插头壳体之间，所述固定架上设置有向下延伸的第一连接部，所述后摆杆通过所述第一连接部与固定架铰接。

作为本发明的进一步改进：所述固定架上设置有向下延伸的第二连接部，所述折叠助力部件通过所述第二连接部与固定架铰接。

作为本发明的进一步改进：所述插头的前端铰接有向前上方延伸的阻线板，所述阻线板的上端与固定架在前后方向上滑动配合。

作为本发明的进一步改进：所述固定架上设置有沿前后方向延伸的导向槽，所述阻线板的上端导向装配在所述导向槽内。

本发明的有益效果是：本发明的连接器的垂直分离机构将插头和固定架通过摆杆连接在一起，摆杆与固定架和插头之间的铰接点之间的连线呈平行四边形，垂直分离机构在运动过程中，对设置在摆杆下端的插头运动进行限定，使插头在运动过程中只会发生平动，而不会发生转动，有效避免了插头插座在分离过程中因为转动而发生卡死现象，避免了斜轨式分离方式的装置体积和可靠性不能兼顾的缺点。此外，在连接器的分离过程中，插座被运动物体带动沿水平方向运动，插头被插座带动沿水平方向上运动，因为摆杆的存在，插头一边随着插座在水平方向运动，一边被摆杆提拉沿与插座的运动方向垂直的方向远离插座运动，最终使插头和插座分离，在这个过程中，摆杆将物体运动过程中插座对插头的顶推力转化为插头远离插座的提拉力，整个分离过程不需要额外的外力，可以避免电磁式分离方式需要额外电源的缺点；而且，摆杆的使用可以使插头插座完全分离，避免剪切式分离时需要大的分离力将其中一个剪断、而且分离过程易产生多余物的缺点。而且，摆杆直接铰接在插头上，使整个连接器本身结构简单紧凑，节省空间；

进一步的，摆杆和插头之间设置预定位结构，可以避免插头活动对插头和插座之间的插装配合产生干扰，便于插头插座之间的插装连接。

进一步的，摆杆的设定位置设置为竖直状态，摆杆从竖直状态出发转动一定角度时摆杆的下端在竖直方向的位移最大，使插头不需要随插座向前移动太长距离便可实现在竖直方向上与插座的分离，进一步加快了插头与插座的垂直分离速度。

进一步的，插头与固定架之间还设置有折叠助力部件，在插头和插座分开后，折叠助力部件继续推着插头朝远离物体的方向运动，使插头和物体之间形成一段距离，有效避免了因分开后的插头与物体之间因距离太短而对物体的运动产生干扰。

进一步的，推力部件包括伸缩杆和推力弹簧，伸缩杆上设置有锁止结构，一方面，伸缩杆在推力弹簧压缩和伸长过程中，给推力弹簧提供导向支撑作用，防止推力弹簧在压缩和伸长过程中偏离运动轴线发生扭曲，损坏推力弹簧；另一方面，伸缩杆上设置锁止结构，插头和插座分离后，插头在推力弹簧的作用下保持在分离位置，此时，如果整个装置受到振动和冲击，因为锁止结构将伸缩杆锁止，阻止了推力部件的收缩，进而阻止了插头的向下移动，防止因为插头的回退而对装置产生的损坏。

进一步的，伸缩杆包括内套筒和外套筒，内套筒或/和外套筒由内外两层组成，内层与外层之间通过螺纹连接。通过螺纹的转动调整内层在外层中的位置，使内层从外层的端部伸出或缩进，进而改变整个内套筒或/和外套筒在轴向方向上的长度，避免了安装过程中因尺寸偏差导致伸缩杆的整体长度发生变化、需要更换伸缩杆的现象发生。

进一步的，在内套筒或/和外套筒外设置冲铆凹槽，在伸缩杆长度调整后，在冲铆凹槽处对内外两层进行冲铆连接，使内套筒或/和外套筒的内外两层连接更加的牢固。

进一步的，插头与固定架之间设置阻线板，防止实际运动过程中，插头运动带动连接在插头上的电缆组件一起运动时，电缆组件在运动过程中进入摆杆之间的间隙中，从而阻碍机构正常运行的现象发生。

进一步的，后摆杆通过第一连接部与固定架铰接，降低后摆杆与固定架之间铰接点的位置，进而降低摆杆与插头之间铰接点的位置，从而让出后摆杆与插头之间预定位机构的设置空间。

进一步的，折叠助力部件通过第二连接部与固定架铰接，降低折叠助力部件与固定架之间铰接点的位置，进而减小折叠助力部件的轴线与水平面之间的夹角，使折叠助力部件产生的顶推力尽可能大的分解到水平方向，推动插头向前运动。

附图说明

图1为背景技术中垂直分离方式的原理示意图；

图2为本发明垂直分离连接器具体实施例1的主视图；

图3为本发明垂直分离连接器具体实施例1的右视图；

图4为本发明垂直分离连接器具体实施例1中分离过程中插头被动运行阶段示意图；

图5为本发明垂直分离连接器具体实施例1中分离过程中插头主动运行阶段示意图；

图6为本发明垂直分离连接器具体实施例1中插座的主视图；

图7为本发明垂直分离连接器具体实施例1中插座的俯视图；

图8为本发明垂直分离连接器具体实施例1中插头与插座未分离时摆杆的位置图（省去预定位机构）；

图9为本发明垂直分离连接器具体实施例1中插头与插座分离时摆杆的位置图（省去预定位机构）；

图10为本发明垂直分离连接器具体实施例1中推力部件未伸开前的结构示意图；

图11为本发明垂直分离连接器具体实施例1中推力部件伸开后的结构示意图；

图12为本发明垂直分离连接器具体实施例1预定位结构处的结构示意图；

图13为本发明垂直分离连接器其他实施例中伸缩杆的锁止结构的简单示意图。

图中：1、物体；2、插座；21、插接件；211、插槽；212、第二环形凹槽；213、定位键；22、连接件；221、螺钉孔；222、穿孔；23、波纹弹簧；24、固定螺母；3、固定架；31、第一连接部；32、第二连接部；321、第二连接长孔；4、连杆联动机构；41、后摆杆；42、前摆杆；5、插头；51、壳体；511、第一连接长孔；52、插接头；6、电缆组件；7、阻线板；8、推力部件；81、外套筒；811、第一挡止环；812、内筒体；813、外筒体；814、右销轴；815、冲铆凹槽；816、第一环形凹槽；817、环形挡盖；82、内套筒；821、第二挡止环；822、左销轴；823、锁止顶推弹簧；824、顶推杆；825、通孔；826、锁止钢球；83、推力弹簧；9、预定位结构；91、挡板；92、钢球；93、顶推弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的一种垂直分离连接器的具体实施例1，如图1至图13所示，垂直分离连接器的整体示意图如图1所示，包括物体1，物体1的上部设置有凹槽，凹槽内固定安装有插座2。插座2内沿竖直方向插装有插头5，插头5的上方连接有连杆联动机构4。在本实施例中，物体1的运动方向为水平方向，插头5与插座2的分离方向为竖直方向。

上述连杆联动机构4的具体结构如图2或图3所示，包括固定架3，固定架3的下方沿前后方向上分别铰接有两组摆杆，第一组摆杆为左右间隔设置的两个前摆杆42，第二组摆杆为左右间隔设置的两个后摆杆41，固定架3设置有竖直向下延伸的第一连接部31，两个后摆杆41通过第一连接部31与固定架3铰接。两个后摆杆41和两个前摆杆42的下端共同铰接在插头5的壳体51的左右两侧。其中，位于壳体一侧的后摆杆41的上下两端铰接点之间的距离与前摆杆42的上下两端铰接点之间的距离相等，位于壳体一侧的后摆杆41和前摆杆42在固定架3上的铰接点之间的距离和在壳体51上的铰接点之间的距离相等。使得固定架3、后摆杆41、前摆杆42和壳体51一侧的四个铰接点之间的连线构成一个平行四边形，其中，壳体51被后摆杆41和前摆杆42约束，在连杆联动机构4运动过程中，因为平行四边形的结构特性，保证了壳体51不会以铰接点为中心发生转动，仅发生在水平和竖直两个方向上的平动。上述结构中，固定架3和后摆杆41、前摆杆42和壳体51的铰接处均设置有圆形穿孔，两个铰接在一起的部件通过穿装在穿孔内的销轴铰接在一起。

壳体51的前端连接有电缆组件6，用于对插头5进行供电。壳体51的前端与固定架3之间还设置有阻线板7。固定架3的下方设置有沿前后方向延伸的导向槽（图中未显示），阻线板7的上端导向安装在所述导向槽内，下端与壳体51铰接。阻线板7将壳体51前端连接的电缆组件6与壳体上方的连杆联动机构4隔开，防止实际运动过程中，插头5运动带动电缆组件6一起运动时，电缆组件6在运动过程中进入连杆联动机构4的间隙中，从而阻碍机构正常运行的现象发生。

壳体51的下方沿竖直方向上设置有与插座2连接配合的插接头52。在插头5和插座2正常连接状态时，插接头52的轴线与插座2的轴线相重合，连杆联动机构4中的摆杆处于竖直状态。

壳体51的后端与固定架3之间铰接有推力部件8，固定架3上在第一连接部31的后侧设置有竖直向下延伸的第二连接部32，推力部件8通过第二连接部32与固定架3铰接。壳体51和第二连接部32上与推力部件8铰接的位置处分别设置有沿竖直方向上延伸的第一连接长孔511和第二连接长孔321，推力部件8通过穿装在所述第一连接长孔511和第二连接长孔321内的销轴与壳体51和第二连接部32铰接。在该结构中，推力部件8通过第一连接长孔511和第二连接长孔321与壳体和固定架铰接在一起，可以在插头运动过程中，通过推力部件8在长孔内的上下移动，补偿推力部件8与连杆联动机构4之间在竖直方向上移动的不一致性，防止因移动距离的不一致性导致机构卡死不动的现象发生。

上述的推力部件8的具体结构，如图10或11所示，包括伸缩杆，伸缩杆包括外套筒81，外套筒81的左端插装有内套筒82，内套筒82的右端插装在外套筒81的内腔中，可沿外套筒的轴线方向移动。内套筒82的左端通过左销轴822与壳体51铰接在一起；外套筒81的右端通过右销轴814与固定架3铰接在一起。此外，右轴销814沿伸缩杆的轴线方向上设置有解锁穿孔。

外套筒的右端靠近端口一定距离处周向设置有环形凸台，形成第一挡止环811；内套筒的左端靠近端口一定距离处也周向设置有一圈凸起高度超过外套筒高度的环形凸台，形成第二挡止环821。伸缩杆的外侧在第一挡止环811和第二挡止环821之间套设有推力弹簧83。上述第二挡止环821一方面防止内套筒82完全插入外套筒81内，限定内套筒82的插装长度；另一方面，第二挡止环821与第一挡止环811互相配合在伸缩杆轴线方向上形成限位空间，将推力弹簧83限定在限位空间内，给推力弹簧对伸缩杆产生的推力提供受力点。

所述外套筒81分为内外两层，分别为内筒体812和外筒体813。内筒体812在轴向方向上的长度短于外筒体813，让出外套筒81与固定架3之间的连接处。外筒体813的内壁上设置有内螺纹，内筒体812的外壁上对应设置有外螺纹，内筒体812和外筒体813之间通过螺纹连接，通过螺纹的转动调整内筒体812在外筒体813中的位置，使内筒体812从外筒体813的左端伸出或缩进，进而改变整个外套筒81在轴向方向上的长度。外筒体813的外侧在第一挡止环811的左侧设置有冲铆凹槽815，用于在外套筒81的长度调整完毕后进行冲铆，将内筒体812和外筒体813固定在一起。

所述内筒体812的右端设置有沿径向方向上向内延伸的环形挡盖817，环形挡盖817的中部设置有中心孔。

所述外套筒81和内套筒82之间设置有锁止结构，在本实施例中，所述锁止结构包括设置在外套筒81的内筒体812的内侧壁面左端的锁止凹槽，在本实施例中所述锁止凹槽为第一环形凹槽816。此外，所述内套筒82的内腔为从左到右孔径逐渐减小的两层阶梯状，在内套筒82的右侧阶梯段距离端口一定距离处周向间隔均匀设置有沿径向方向延伸、贯穿内套筒82筒壁的通孔825，通孔825内安装有锁止钢球826。内套筒82内腔的左侧阶梯段内在左轴销822的右侧安装有锁止顶推弹簧823，锁止顶推弹簧823的右侧安装有顶推杆824，顶推杆824的直径从左到右逐渐减小，呈三段阶梯状，相邻两段的交接处设置为锥面，最左段柱体的直径大于内套筒82右侧内腔的直径，用于挡止顶推杆，防止顶推杆从内套筒82的右端脱出；中间段柱体的直径与内套筒82右侧内腔的直径基本一致，用于在顶推杆824向右移动时，能够将通孔825的内侧开口封堵；最右端柱体的直径在设计时要让出锁止钢球826在径向方向上的安装空间。

所述的推力部件8在未伸开时，推力弹簧83和锁止顶推弹簧823均处于压缩状态，顶推杆824的右侧的锥面在锁止钢球826的挡止作用下无法向右移动，使锁止顶推弹簧823始终处于压缩状态。在推力部件8使用时，伸缩杆伸开，内套筒82从外套筒81中拉出，当伸缩杆伸展至设定长度后，第一环形凹槽816和通孔825连通，锁止钢球826被顶推杆824的右侧锥面挤压至第一环形凹槽816内，同时，锁止钢球826让出内套筒82的内腔空间，顶推杆824在锁止顶推弹簧823的弹力作用下向右移动，将通孔825的内侧开口封堵。当伸缩杆在轴线方向上受到外力想要收缩时，锁止钢球826卡在内套筒82和外套筒81之间，其挡止作用，防止内套筒82伸入外套筒81中使伸缩杆收缩，有效的实现了伸缩杆的锁止功能。当需要解除锁止时，从右销轴814上设置的穿孔中插入合适直径的顶杆，对顶推杆824右端面施加推力，顶推杆824向左移动一段距离后解除对通孔825的封堵，锁止钢球826离开第一环形凹槽816进入内套筒82的内腔中，解除内套筒82与外套筒81之间的挡止作用，此时用手便可将内套筒82推入外套筒81内。

所述连杆联动机构4的后摆杆41与插头5之间还设置有预定位结构9，所述预定位结构9的结构如图12所示，后摆杆41与壳体51相邻的一端设置有钢球安装孔，壳体51对应钢球安装孔的一侧设置有弧形凹槽，钢球安装孔远离壳体51的一端设置有挡板91，所述弧形凹槽与钢球安装孔之间设置有钢球92，钢球92与挡板91之间设置有顶推弹簧93。当插头与插座处于插装连接状态、后摆杆41处于竖直位置时，钢球92一部分位于弧形凹槽内，一部分位于钢球安装孔内，对插头5进行卡止定位，提供的卡紧力可以克服推力部件8中推力弹簧83的作用力，保证插头5的轴线与插座2的轴线相重合。这样插头5与插座2之间不仅插接方便，而且插装结束后插头5也不会对插座2产生径向推力。当插头插座分离时，插头5受到足够大的外力向前移动，挤压钢球进入钢球安装孔内，后摆杆41摆动15°后，钢球完全进入钢球安装孔内，失去对插头的卡紧定位作用，不会再对连杆联动机构产生作用力，阻碍连杆联动机构的正常动作。此外，钢球安装孔靠近插头5的一端设置为收口结构，使钢球安装孔左端开口的孔径小于钢球的直径，使后摆杆41与插头5发生相对转动后，钢球不会从钢球安装孔中脱出。

所述插座2具有全向浮动功能，能够补偿插头5与插座2之间由于对中不准确产生的位置偏差，使插头5与插座2能够顺利插装。所述插座2的具体结构如图6或图7所示，主要由内外两层组成，内层为阶梯轴状的插接件21，插接件21内设置有插槽211，用于与插头5之间的插装配合；插接件21的外侧套装有连接件22，连接件22上设置有螺钉孔221，连接件22通过所述螺钉孔221与物体1固定连接，进而实现插座2与物体1之间的固定连接。

所述连接件22上设置有与插接件21插装配合的穿孔222，穿孔222的形状为与插接件21的阶梯轴状外形相匹配的阶梯孔。在本实施例中，所述插接件21的阶梯段主要有两段，上段直径大，下段直径小，上段与下段的过渡处设置有第二环形凹槽212；所述穿孔222有两层阶梯，上层直径大、下层直径小；且插接件21上部阶梯的直径大于穿孔222下部阶梯的直径。在插装时，插接件21从上往下穿过连接件22上的穿孔222，在插接件21的阶梯面顶到穿孔222的阶梯面时，两者的阶梯面之间形成挡止结构，使插接件21不能继续前行，对插接件21进行挡止限位。

所述穿孔222与插接件21之间沿径向方向上设置有间隙，使插接件21可以在穿孔222内沿径向方向上移动，补偿插头5与插座2插装对中时在径向方向上产生的偏差。

所述插接件21的第二环形凹槽212内设置有波纹弹簧23，插接件21与连接件22之间通过波纹弹簧23弹性支撑在一起，波纹弹簧23具有缓冲作用，补偿插头5与插座2在插装时轴向方向上产生的偏差。

所述插接件21的外侧沿周向方向上均匀间隔设置有三个定位键213，穿孔222内对应设置有三个键槽，所述键槽与定位键213之间沿周向方向上设置有间隔，使插接件21可在穿孔222内沿周向方向上转动，补偿插头5与插座2插装时在周向方向上产生的偏差。

所述插接件21的下部外侧设置有一段外螺纹，且通过所述外螺纹连接有固定螺母24。固定螺母24的剖面形状为锥形，上、下表面为互相对称的斜锥面，连接件22的下端开口处设置有与固定螺母24的形状相配合的锥角。当插接件21从上往下穿过连接件22后，从插接件的下端拧上固定螺母24，一方面固定螺母24形成下部挡止结构，与插接件21的阶梯面配合将插接件21限定在连接件22的穿孔222内；另一方面，固定螺母24的斜锥面与连接件22的下端开口处的斜锥面相配合，实现插接件21与连接件22之间的初始定位；此外，当插头5与插座2在插装不对中时，所述斜锥面与所述锥角的配合不稳定，插装结束后，在波纹弹簧23的弹性作用下，斜锥面和锥角朝着配合稳定的方向移动，进而对连接件22与插接件21的插装位置进行调整，提高插装后连接件22与插接件21之间的配合精度。

此外，所述插接件21的插槽211的开口处设置有扩口导向结构，进一步降低了插头5与插座2之间的对中精度，方便插头5与插座2之间的对中连接。插槽211内还设置有用于与插头5导电接触的接触件，主要起插头5与插座2之间的信号传输作用；插接件21上还设置有用于与外部结构绝缘隔开的绝缘体。

本发明的垂直分离连接器在安装时，先将插头5与后摆杆41、前摆杆42、推力部件8连接，此时后摆杆41处于竖直位置，预定位结构9可以将插头5卡紧固定在该位置处。之后将插头5和插座2插装完毕，再将后摆杆41、前摆杆42、推力部件8固定在固定架3上，在这个安装过程中，由于推力部件8的一端是铰接在插头5上的，而插头5的位置又由预定位结构9决定的，因为预定位结构9的定位精度又由很多零件组成，这样导致推力部件8与插头5之间的铰接处的位置定位偏差大，最终导致推力部件8两端铰接点之间的距离变化大，为了适应这种距离的变化，推力部件8在安装时通过调整内筒体812与外筒体813之间的距离来调整整个推力部件8在轴向方向上的长度，补偿推力部件8两端铰接点之间的距离偏差。调整结束后，将推力部件8安装固定，之后在冲铆凹槽815位置处进行冲铆，将内筒体812与外筒体813固定。整体安装结束后，因为预定位结构9的卡紧固定作用，克服推力部件8外部的推力弹簧83的弹力，使推力弹簧83的弹力不会对插头5与插座2之间的插装处产生干扰；此外，因为插座2具有全向浮动的功能，不仅可以在插装时降低插头和插座之间的安装精度，而且可以在插头插座插装结束后再将插头与固定架固定。

本发明的垂直分离连接器在使用时，分为四个阶段：

第一个阶段为初始状态阶段，如图2所示，插头5与插座2处于连接状态，未开始分离，此时插头5的顶部距离固定架3之间的距离为19mm。

第二个阶段为插头被动运行阶段，如图4所示，当插座2随物体1水平向左运动时，由于插头5和插座2插装在一起，插头5在插座2的带动下被动的向左运动，同时插头5还会在连杆联动机构4的作用下竖直向上运动，直到插头5与插座2完全分开。恰好分开时，插头5的顶部距离固定架3的距离为8.2mm，插头5在水平方向上距离初始位置的距离为20mm，也就是说与初始位置相比较，插头5在插座2的带动下沿竖直方向向上运动（19-8.2）=10.8mm，水平向左运动了20mm。

第三个阶段为插头主动运行阶段，如图5所示，插头5被动运行阶段结束时插头5与插座2已完全分离，插座2不再为插头5的运动提供动力，插头5的运行进入主动阶段。插头5除了依靠原有的惯性继续保持运动外，推力部件5中的推力弹簧83成为插头5继续运动的主要能量来源，插头5在推力弹簧83的弹性作用下继续运动，使插头5与插座2在竖直方向上形成一段距离。

在这个过程中，插头5运动带动推力部件8内套筒82向外运动，运动一定距离后，将推力部件8中的锁止钢球826推至第一环形凹槽816内，实现内套筒82与外套筒之间的挡止。

主动运动结束后，此时竖直方向上插头5的顶部离固定架3的距离为1mm，水平方向上插头5离初始位置的距离为23mm，也就是说与初始位置相比较，插头5沿竖直方向运动（19-1）=18mm，水平方向上运动23mm，插头5与插座2已在竖直方向上分离开7.5mm。

第四个阶段为分离保持阶段，即插头5在推力装置8的推力弹簧83的推力作用下保持在主动运动结束后的位置处，此时，如果整个装置受到振动和冲击，插头5在向下运动时，因为推力部件8内部设置的挡止结构，阻止了推力部件8的收缩，进而阻止了推力部件8的回退，有效的防止了因为推力部件8的回退而对装置产生的损坏。

当再次使用本发明的垂直分离连接器时，将后摆杆41、前摆杆42和推力部件8与固定架3分离，用合适直径的工装对推力部件8解除挡止限位，之后将推力部件8压缩。用手将插头5归位至图2状态，此时预定位机构发生作用，将插头5保持在图2所示位置，检查电缆组件6的完好情况，待物体1再次装填到位后，之后将插头5和插座2插装完毕后，将连杆联动机构和推力部件8与固定架3连接。在这个过程中，由于插座2具有全向浮动功能，会兼容加工误差和定位不精确导致的各种位置偏差（偏移和转动），所以可以在插装后在对插头进行固定。安装好后的垂直分离机构等待下一个分离过程。

作为本发明的另一种实施方式，所述连杆联动机构4也可以根据需要在前后方向上设置多组摆杆，例如三组或四组，只要能够保证这些摆杆在运动时互相平行，使位于摆杆下端的插头在运动过程中只发生平动，而不发生转动即可。

作为本发明的另一种实施方式，具体实施例1中在插头和插座插装连接时摆杆的设定位置也可以不设置为竖直状态而设置为倾斜状态，同样可以使插头和插座垂直分离，但是该位置与竖直状态相比，摆杆摆动相同角度时，插头在竖直方向上的位移没有具体实施例1中插头在竖直方向的位移大，不利于插头和插座在竖直方向的快速分离。

作为本发明的另一种实施方式，所述推力部件8也可以只设置推力弹簧而不设置伸缩杆，同样可以在插头和插座分离后推动插头继续向前运动。或者所述推力部件8的推力弹簧83也可以不套设在伸缩杆的外侧，可以设置在伸缩杆的一侧，也可以根据对推力部件8不同推力大小的需要设置多个推力弹簧，例如在伸缩杆的两侧对称设置两个推力弹簧等。

作为本发明的另一种实施方式，所述固定螺母24也可以只把与连接件22配合的上表面设置为斜锥面，下表面设置为别的形状，这样既不影响固定螺母24的功能，也在一定程度上降低了加工难度。但这种形状的固定螺母在安装时，如果固定螺母的上下面安反了，就需要取下来重新安装，提高了安装难度；此外，如果固定螺母的配合面在长期使用磨损后，就需要更换新的固定螺母，而具体实施例1中的固定螺母只需要取下来换个面安装上去即可，降低了维修成本。

作为本发明的另一种实施方式，所述固定螺母24与连接件22之间的配合面也可以不设置为斜面，而设置为圆弧面。

作为本发明的另一种实施方式，所述插头和插座也可以互换位置，插头设置在物体上，插座设置在连杆联动机构下端。

作为本发明的另一种实施方式，所述预定位结构9的钢球与弧形凹槽的配合关系也可以设置为圆锥体和圆锥面这样的配合关系。

作为本发明的另一种实施方式，所述伸缩杆的锁止结构也可以设置为其他形式，如图13所示，包括沿内套筒径向设置的锁止弹簧10，内套筒对应锁止弹簧10的两端处设置有两个内通孔，内通孔内设置有与弹簧连接的卡止块11，外套筒上配合设置有外通孔。当伸缩杆被拉开时，内通孔与外通孔连通，卡止块11在弹簧的作用下推至内通孔与外通孔之间，实现内套筒与外套筒之间的卡止锁紧。当需要接触锁止时，只需要从伸缩杆的外侧将卡止块推入内套筒中即可。

作为本发明的另一种实施方式，所述预定位结构也可以不设置为具体实施例1中钢球和凹槽的凹凸配合结构，也可以设置为磁力吸附结构，在后摆杆41和插头的接触面处各设置一个永磁体，当两个永磁体贴合时两者的磁吸力最大，可以克服推力部件中推力弹簧83的推力，将后摆杆保持在设定位置。当后摆杆41与插头相对转动后，两个永磁体错开，磁吸力减小，插头在推力部件的作用下继续向前运动。

作为本发明的另一种实施方式，所述内套筒82也可以设置为内外两层的形式，通过调整内套筒在轴向方向的长度进而调整伸缩杆的整体伸长长度。

作为本发明的另一种实施方式，所述阻线板7也可以不通过导向槽与固定架滑动配合，而是直接在阻线板7与插头的铰接点处设置一个扭簧，扭簧克服阻线板7的重力使阻线板7保持沿前上方延伸的状态，从而取消在固定架与阻线板之间设置连接结构。当插头向前运动时，阻线板7在固定架的挡止作用下以与插头的铰接点为中心逆时针向下旋转，为插头让出运动空间，使插头能够正常运动。

作为本发明的另一种实施方式，后摆杆与前摆杆也可以不直接铰接在插头上，而是设置一个连接部件，将插头固定在连接部件上，后摆杆、前摆杆均铰接在连接部件上，通过带动连接件平动进而带动插头平动。

作为本发明的另一种实施方式，可以将垂直分离机构中的推力部件改为设置在前摆杆前侧的拉力部件。

本发明的一种连接器的垂直分离机构的具体实施例，其具体结构与上述一种垂直分离连接器中垂直分离机构的结构相同，此处不再赘述。

Claims (20)

1.连接器垂直分离机构，其特征在于：包括固定架和铰接在固定架上的、用于带动相应连接器的插头与前后水平运动的插座分离的前摆杆和后摆杆，所述前摆杆远离固定架的一端和后摆杆远离固定架的一端为用于与相应的连接部件连接以形成平行四边形机构的连接端，所述固定架上于前、后摆杆的前方或后方处铰接有用于驱使前、后摆杆的连接端向固定架靠拢的折叠助力部件，折叠助力部件为推力部件，所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆上设置有在伸缩杆伸展至设定长度后、在伸缩杆的伸缩方向进行挡止的、避免伸缩杆收缩的锁止结构。

2.根据权利要求1所述的连接器垂直分离机构，其特征在于：所述伸缩杆包括插套配合的内、外套筒，所述锁止结构包括设置在外套筒内侧壁上的锁止凹槽以及设置在内套筒的筒壁上的径向通孔，在伸缩杆伸展至设定长度后所述锁止凹槽与径向通孔连通，所述径向通孔内设置有在锁止凹槽与径向通孔连通时向外移动而同时卡在锁止凹槽和径向通孔中的锁止钢球，所述内套筒的内孔中滑动装配有顶推杆，所述内套筒中还装有提供给顶推杆在前后方向移动的作用力的锁止顶推弹簧，所述顶推杆具有在锁止凹槽与径向通孔连通时将所述锁止钢球顶入锁止凹槽中的顶推斜面。

3.根据权利要求1所述的连接器垂直分离机构，其特征在于：所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆包括插套配合的内套筒和外套筒，所述内套筒或/和外套筒设置为内外两层，内外两层通过螺纹连接且可以通过螺纹相对转动进而调整内套筒或/和外套筒的整体长度。

4.根据权利要求3所述的连接器垂直分离机构，其特征在于：所述内套筒或/和外套筒的外侧设置有冲铆凹槽。

5.根据权利要求1所述的连接器垂直分离机构，其特征在于：所述固定架上设置有向下延伸的第一连接部，所述后摆杆通过所述第一连接部与固定架铰接。

6.根据权利要求1所述的连接器垂直分离机构，其特征在于：所述固定架上设置有向下延伸的第二连接部，所述折叠助力部件通过所述第二连接部与固定架铰接。

7.一种垂直分离连接器，包括垂直分离机构和与垂直分离机构连接的插头，其特征在于：所述垂直分离机构包括固定架和铰接在固定架上的、用于带动相应连接器的插头与前后水平运动的插座分离的前摆杆和后摆杆，所述前摆杆远离固定架的一端和后摆杆远离固定架的一端与所述插头连接并形成平行四边形机构；所述固定架上于前、后摆杆的前方或后方处铰接有用于驱使前、后摆杆的连接端向固定架靠拢的折叠助力部件；折叠助力部件为推力部件；所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆上设置有在伸缩杆伸展至设定长度后、在伸缩杆的伸缩方向进行挡止的、避免伸缩杆收缩的锁止结构。

8.根据权利要求7所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述前摆杆和后摆杆均设置为左右两个，左右两个前摆杆和左右两个后摆杆分别与插头壳体的左右两侧铰接。

9.根据权利要求7所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述垂直分离连接器还包括用于将前摆杆和/或后摆杆保持在设定位置的预定位结构，在前摆杆和/或后摆杆位于设定位置处时，插头处于与适配的插座相互插合的高度位置处。

10.根据权利要求9所述的垂直分离连接器，其特征在于：摆杆位于设定位置处时处于竖直状态。

11.根据权利要求9所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述预定位结构为分别设置在插头壳体与前摆杆和/或后摆杆之间的、阻止插头和摆杆发生相对转动的凹凸配合结构。

12.根据权利要求11所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述凹凸配合结构包括设置在插头壳体上的凹槽以及设置在前摆杆和/或后摆杆上的、与所述凹槽凹凸配合的钢球，所述前摆杆和/或后摆杆上在对应于凹槽位置设有钢球安装孔，所述钢球安装孔内还安装有用于提供给钢球朝向凹槽方向的作用力的顶推弹簧。

13.根据权利要求12所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述钢球安装孔的靠近插头的一端为收口结构，且通过该收口结构避免前摆杆和/或后摆杆与插头壳体发生相对转动后钢球从钢球安装孔中脱出。

14.根据权利要求7-13任意一项所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述伸缩杆包括插套配合的内、外套筒，所述锁止结构包括设置在外套筒内侧壁上的锁止凹槽以及设置在内套筒的筒壁上的径向通孔，在伸缩杆伸展至设定长度后所述锁止凹槽与径向通孔连通，所述径向通孔内设置有在锁止凹槽与径向通孔连通时向外移动而同时卡在锁止凹槽和径向通孔中的锁止钢球，所述内套筒的内孔中滑动装配有顶推杆，所述内套筒中还装有提供给顶推杆在前后方向移动的作用力的锁止顶推弹簧，所述顶推杆具有在锁止凹槽与径向通孔连通时将所述锁止钢球顶入锁止凹槽中的顶推斜面。

15.根据权利要求7-13任意一项所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述推力部件包括推力弹簧以及被推力弹簧驱动、可随推力弹簧伸缩而伸缩的伸缩杆；所述伸缩杆包括插套配合的内套筒和外套筒，所述内套筒或/和外套筒设置为内外两层，内外两层通过螺纹连接且可以通过螺纹相对转动进而调整内套筒或/和外套筒的整体长度。

16.根据权利要求15所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述内套筒或/和外套筒的外侧设置有冲铆凹槽。

17.根据权利要求11所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述预定位部件设置在后摆杆与插头壳体之间，所述固定架上设置有向下延伸的第一连接部，所述后摆杆通过所述第一连接部与固定架铰接。

18.根据权利要求7-13任意一项所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述固定架上设置有向下延伸的第二连接部，所述折叠助力部件通过所述第二连接部与固定架铰接。

19.根据权利要求7所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述插头的前端铰接有向前上方延伸的阻线板，所述阻线板的上端与固定架在前后方向上滑动配合。

20.根据权利要求19所述的垂直分离连接器，其特征在于：所述固定架上设置有沿前后方向延伸的导向槽，所述阻线板的上端导向装配在所述导向槽内。