CN107871974A - 模块化统一接头 - Google Patents

Abstract

本发明模块化统一接头，将机器模块之间的机械连接、数据连接、电源连接统一至一个接头进行耦合，其包括公头与母头部分，并使用类花键的结构对其进行机械上的连接，且其拥有多个连接方位角以供旋转连接，数据与电源则都通过同轴连接的形式但以不同的实现来进行连接，在带来足够连接刚度的同时为连接双方接通了电源与数据交换的通道，使机器模块之间的插拔更加方便。

Description

模块化统一接头

技术领域

本发明专利涉及机器模块之间机械、电源与数据的连接方法与装置，特别是方便直接统一插拔的接头。

背景技术

在进行机械实体连接时，大部分都会使用螺栓进行上紧，其与连接母体相对位置被固定，而且机械连接与电源、数据连接都分开不同的方式连接，线路之复杂，在机器模块化的同时，这无疑为切换带来了不便。

发明内容

本发明专利设计了一种对机械、电源、数据同时连接的接头，并且其与母体相对位置可以进行调整，在插头结合的耦合的同时连通电源与数据，这样模块化的接头，可以用来方便插拔机器模块，增强模块化机器的灵活性与多样性。

模块之间连接时，分别对机械、电源、数据三部分都有各自的要求，且它们拥有不同的物理或电气特性，为了实现该接头，本发明专利分别针对这三部分进行了设计：

对于机械部分，本发明专利采用了类花键式的连接，这种连接可以为两个机械实体之间提供足够强的连接刚度。其包括类花键公头与母头，与花键不同的是，为了增大公头与母头的接触面积与键槽深度，该接头设计了圆弧过渡的键与槽，在键的刚度增大的同时，该公母头可提供的机械稳定性也增强。在公母头插入联接后，公母头的贴合为机械实体的连接，提供了与其径向作用力的反作用力，则保证了公头机械模块与母头机械模块在径向上无相对位移。

为了保证其轴向上在联接后不能发生相对位移，同时为了插拔动作的简单实现，本发明专利在公头上设计了带有弹簧的可按压式销键，并在母头的内部一周设计了其对应的键槽。当将公头插入母头后，在其轴向相对位置为零时，则该销键通过弹簧卡入键槽中，保证公头与母头相对方向的切面完全贴合，则用切面的贴合与锁键的卡锁来为接头提供轴向力的反作用力，保证其在卡锁后公母头轴向上无相对位移。

同时本发明专利的接头采用多键位类花键式连接方法，可为接头提供多个径向连接方位，其连接方向的个数和角度可根据花键的个数来进行确定。

对于电源部分，为了适应机械结构上的径向多连接方位特性，电源采用了同轴技术进行连接，考虑到一定范围内电源对电流的要求，公母头分别提供两个电源同轴接触环片来满足电源回路的需要。在公头上，两个电源同轴接触环片呈环形并隔开，其与母头的电源同轴接触环片同轴，且公母头联接后轴向相对位置为零，根据环片真径的不同将两个相应和的环片进行紧密贴合，达到可经过稳定电流的目的。

本发明专利中的电源同轴接触环片的设计，可增加环片的厚度来提高电流通过的横截面积，保障了一定范围内的电流通过时的发热情况，保障该接头的电气稳定性。

对于数据部分，为了适应机械结构上的径向多连接方位特性，数据采用了同轴技术进行连接，由于其属于弱电范围内，其对电流要求较小，则采用多节同轴接头来进行数据传送。在公头上，将多节同轴接头的公头设于花键的中心，并于母头的轴心设多节同轴接头的母头，其多节同轴接头的公母头在本发明专利公母头的联接后轴向相对位置为零，达到紧密贴合，则可完成数据之间的传送。

附图说明

图1为本发明专利的公头。

图2为本发明专利的母头。

图3为本发明专利的公头1/4剖切图。

图4为本发明专利的母头1/4剖切图。

具体实施方式

参照附图对本发明专利的实施方式进行描述。

参见图1与图3，本发明专利的公头由多节同轴接头公头1，两个电源同轴接触环片2和3，可按压式销键4，类花键式凸台5，公头底座9和复位弹簧10组成。

类花键式凸台5为类花键式横截面，其轴心设有插入洞8，安置了多节同轴接头公头1，在类花键式凸台5的顶部有一凸出的圆环型间隔环6，其内外两侧分别为电源同轴接触环片2和电源同轴接触环片3，并通过类花键凸台5实体内部的线片连通至底部，在两个对立的类花键式凸台5的外表面键根处，拥有矩形行程凹槽7，其是为了提供可按压式销键4的径向按压及回弹行程并且限制了行程方向。

可按压式销键4由按压台、销键、弹簧压缩片为一体。其销键的轴向切削弧度与当前键根的边缘弧度相同，则可实现与类花键式凸台5一并插入母头；其按压台被限制于母头底座6的行程凹槽7中，该槽限制了可按压式销键4的行程方向；其下部的两个对立弹簧压缩片中间安置有复位弹簧10，该复位弹簧10可以对两个弹簧压缩片有其轴向向外的作用力，位于公头底座9的弹簧行程槽内，并由上部的类花键式凸台5根部的矩形凸槽进行再次限制。对按压台进行按压时，可按压式销键4整体会沿径向方向向轴心移动，并按压至行程凹槽7底部到达极限，则此时销键的切削弧线与类花键式凸台5的外表面弧线的轴向投影相重合；当按压台无作用力时，复位弹簧10对可按压式销键4整体进行复位，至销键与按压台中间的连接部分弧面与公头底座9的弧度边缘切除面相贴合为止，完成复位动作。

公头底座9拥有与类花键式凸台5弧度一样的凹槽，并是用来插入类花键式凸台5对复位弹簧10以及两个按压式销键4进行组装。通过径向的螺孔将类花键式凸台5固定于公头底座9上，并其底部为复位弹簧10提供了限位槽。

参见图2与图4，本发明专利的母头由母头座11，多节同轴接头母头12与两个电源同轴接触环片11和12组成。

母头座11上的类花键式凹槽13与类花键式凸台5的表面弧度相同，为的是公头的直接插入与配合，而类花键式键槽14则位于具母头座11顶面一段距离处，这段距离则为可按压式销键4中销键与按压台的距离，其基于径向向外扩凹了一段距离，这段距离则为可按压式销键4于类花键式凸台5的矩形凹槽中的行程距离，其深度为可按压式销键4中销键的高度。所以当类花键式凸台5在插入后，则复位弹簧10会使可按压式销键4的销键插入至类花键式凹槽14中并上下面贴合，并且公头底座9的顶面与母头座11的顶面也同时贴合，这样公头与母头无法发生轴向的相对位移，起到了轴向固定的作用。而当对可按压式销键4按压台进行按压时，则会使其行程向径向向内方向移动，从而取消了其与类花键式凹槽11的轴向限制，则这里可以轴向用力将公头抽出，完成拔的动作。

多节同轴接头母头12则固定于母头座11底部，当类花键式凸台5插入的同时，多节同轴接头母头12也会同时插入至类花键式凸台5的插入洞8，同时多节同轴接头公头1也会同时插入多节同轴接着母头12中，当类花键式凸台5完全插入时，多节同轴接头公头1也会同时完全插入多节同轴接头母头12，则这里数据接口则完成了对接。

母头座11的底部则中心则布置电源同轴接触环片15，外侧布置电源同轴接触环片16，当类花键式凸台5插入到一定深度时，则其顶部的电源同轴接触环片2和3开始分别与母头上的电源同轴接触环片15和16开始互相插入。公头上的电源同轴接触环片3则会向母头上半径更大的电源同轴接触环片16插入，而母头上的电源同轴接触环片15则会向公头上半径更多大的电源同轴接触环片2进行插入，当整体完全插入时，则电源同轴接触环片同时也完成了其环与环之间的贴合，从而完成了电源的对接。

Claims (8)

1.模块化统一接头，包含数据连接使用的多节同轴接头公头1与多节同轴接头母头12，其特征在于机械连接使用的类花键式凸台5、可按压式销键4及母头座11，电源连接使用的电源同轴接触环片2、电源同轴接触环片3、电源同轴接触环片15和电源同轴接触环片16。

2.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于类花键式凸台5顶部设有间隔环6，在轴心处设有插入洞8，在外表面设有行程凹槽7。

3.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于类花键式凸台5设有电源同轴接触环片2与电源同轴接触环片3。

4.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于类花键式凸台5设有多节同轴接头公头1。

5.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于可按压式销键4顶部为销键，其次为连接部分，再为按压台，底部为弹簧压缩片。

6.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于母头座11设有类花键式凹槽13及类花键式键槽14。

7.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于母头座11设有电源同轴接触环片15与电源同轴接触环片16。

8.根据权利要求1所述的模块化统一接头，其特征在于母头座11设有多节同轴接头母头12。