CN109494509B - 一种浮动容差式连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮动容差式连接装置,包括:主模块和安装模块;主模块上设置有容差接口和机械连接结构Ⅰ;安装模块上设置有插头和机械连接结构Ⅱ;主模块和安装模块通过机械连接结构Ⅰ和机械连接结构Ⅱ完成机械连接;主模块和安装模块通过容差接口和插头完成电气互连;其中,插头在容差接口中为浮动容差式连接。本发明所述的浮动容差式连接装置为飞行器不同模块间机械连接与电气互连的一体化提供了保障。

Description

一种浮动容差式连接装置
技术领域
本发明属于电连接器设计技术领域,尤其涉及一种浮动容差式连接装置。
背景技术
目前,我国飞行器仍然采用定制单机、分系统和定制接口模式,各模块上留有插头或插座接口。在各模块进行装配时,仅仅通过机械方式完成连接,之后各模块之间的电气互连由装有插座或插头的电缆完成。
该连接方式使飞行器本已有限的有效空间使用效率低下,成本增加,无法完成飞行器机械装配与电气互连的一体化。同时,该连接方式还使得电子系统可扩展性差、功能集成度不高,并且大量采用线缆互连也占用了很多体积和重量,导致研发和发射成本的增加。
现有技术中通过减小插头、插座尺寸,选用轻型化的电缆,并减少连接器型号数量的方式来缓解以上问题。但会导致连接器选购成本的增加,同时并没有从根本上解决设备内大量线缆分布的问题,也无法实现整机机械装配与电气互连的一体化。无法满足我国飞行器低成本、批量化快速构建的需求。
发明内容
本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种浮动容差式连接装置,为飞行器不同模块间机械连接与电气互连的一体化提供保障。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种浮动容差式连接装置,包括:主模块(1)和安装模块(2);其中,主模块(1)上设置有容差接口(3)和机械连接结构Ⅰ(5);安装模块(2)上设置有插头(4)和机械连接结构Ⅱ(6);
主模块(1)和安装模块(2)通过机械连接结构Ⅰ(5)和机械连接结构Ⅱ(6)完成机械连接;
主模块(1)和安装模块(2)通过容差接口(3)和插头(4)完成电气互连;其中,插头(4)在容差接口(3)中为浮动容差式连接。
在上述浮动容差式连接装置中,所述容差接口(3)包括:插座安装位(7)、插座(8)、弹性装置(9)和插座限位板(10);
插座(8)插装在插座安装位(7)内,并通过插座限位板(10)限位;
弹性装置(9)设置在插座安装位(7)与插座(8)之间。
在上述浮动容差式连接装置中,所述插座安装位(7),包括:插座浮动安装槽(71)、插座容差安装槽(72)、插座连接件走线孔(73)和弹性装置安装位(74);
插座容差安装槽(72)的尺寸大于插座(8)的外轮廓,以实现插座(8)在与连接方向垂直的平面上的容差;
弹性装置安装位(74)设置在插座容差安装槽(72)中,用来安装弹性装置(9),提供插座(8)的浮动力;
插座浮动安装槽(71)上设置有插座限位板安装孔(75),用于安装插座限位板(10),以限制插座(8)在容差接口(3)中的浮动范围;
插座连接件走线孔(73)设置有防误插的结构。
在上述浮动容差式连接装置中,所述插座(8)为混装连接插座,包括:插座壳体(81)、插座连接件固定件(82)和插座连接件(83);其中,插座壳体(81)上设置有插座导向角(84);
插座连接件固定件(82)设置在插座壳体(81)上;
插座连接件(83)固定在插座连接件固定件(82)的底面上。
在上述浮动容差式连接装置中,所述插座连接件(83)包括:插座电流连接件(85)和插座信号连接件(86);
插座电流连接件(85)和插座信号连接件(86)分别固定在插座连接件固定件(82)的底面上。
在上述浮动容差式连接装置中,所述插头(4)为混装连接插头,包括:插头壳体(41)、插头连接件固定件(42)和插头连接件(43);其中,插头壳体(41)上设置有插头导向角(46);
插头连接件固定件(42)设置在插头壳体(41)上;
插头连接件(43)固定在插头连接件固定件(42)的底面上。
在上述浮动容差式连接装置中,所述插头连接件(43),包括:插头电流连接件(44)和插头信号连接件(45);
插头电流连接件(44)和插头信号连接件(45)分别固定在插头连接件固定件(42)的底面上。
在上述浮动容差式连接装置中,还包括:对应设置的定位导引孔(11)和导引销(12);
定位导引孔(11)设置在主模块(1)上;
导引销(12)设置在安装模块(2)上。
在上述浮动容差式连接装置中,所述弹性装置(9),包括:弹簧或簧片。
本发明具有以下优点:
(1)本发明采用浮动容差连接技术,通过容差接口、插座导向、弹性装置以及导引结构,可实现主模块与安装模块安装时机械连接与电气互连的一体化,通过混装连接件实现电流与信号的混合传输。
(2)本发明结构简单,可实现机电设备的无缆化和少缆化,可解决设备内大量线缆分布的问题,有利于飞行器低成本、批量化的快速构建。
附图说明
图1是本发明实施例中一种浮动容差式连接装置的外观图;
图2是本发明实施例中一种浮动容差式连接装置的装配分解示意图;
图3是本发明实施例中一种主模块的装配示意图;
图4是本发明实施例中一种主模块的分解示意图;
图5是本发明实施例中一种插座安装位的结构示意图;
图6是本发明实施例中一种插座的结构示意图;
图7是本发明实施例中一种插座壳体的结构示意图;
图8是本发明实施例中一种安装模块的装配示意图;
图9是本发明实施例中一种安装模块分解示意图;
图10是本发明实施例中一种插头的结构示意图;
图11是本发明实施例中一种插头壳体的结构示意图;
图12是本发明实施例中一种浮动容差式连接装置的安装示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
如图1~12,在本实施例中,该浮动容差式连接装置,具体可以包括:主模块1和安装模块2。其中,主模块1上设置有容差接口3和机械连接结构Ⅰ5;安装模块2上设置有插头4和机械连接结构Ⅱ6。
在本实施例中,主模块1和安装模块2通过机械连接结构Ⅰ5和机械连接结构Ⅱ6完成机械连接;主模块1和安装模块2通过容差接口3和插头4完成电气互连;其中,插头4在容差接口3中为浮动容差式连接。
在本发明的一优选实施例中,容差接口3具体可以包括:插座安装位7、插座8、弹性装置9和插座限位板10。其中,插座8插装在插座安装位7内,并通过插座限位板10限位;弹性装置9设置在插座安装位7与插座8之间。
优选的,插座安装位7,具体可以包括:插座浮动安装槽71、插座容差安装槽72、插座连接件走线孔73和弹性装置安装位74。其中,插座容差安装槽72的尺寸大于插座8的外轮廓,以实现插座8在与连接方向垂直的平面上的容差;弹性装置安装位74设置在插座容差安装槽72中,用来安装弹性装置9,提供插座8的浮动力;插座浮动安装槽71上设置有插座限位板安装孔75,用于安装插座限位板10,以限制插座8在容差接口3中的浮动范围;插座连接件走线孔73设置有防误插的结构。
优选的,插座8为混装连接插座,具体可以包括:插座壳体81、插座连接件固定件82和插座连接件83;其中,插座壳体81上设置有插座导向角84;插座连接件固定件82设置在插座壳体81上;插座连接件83固定在插座连接件固定件82的底面上。
优选的,所述插座连接件83包括:插座电流连接件85和插座信号连接件86。其中,插座电流连接件85和插座信号连接件86分别固定在插座连接件固定件82的底面上。
在本发明的一优选实施例中,插头4为混装连接插头,具体可以包括:插头壳体41、插头连接件固定件42和插头连接件43;其中,插头壳体41上设置有插头导向角46;插头连接件固定件42设置在插头壳体41上;插头连接件43固定在插头连接件固定件42的底面上。
优选的,插头连接件43具体可以包括:插头电流连接件44和插头信号连接件45。其中,插头电流连接件44和插头信号连接件45分别固定在插头连接件固定件42的底面上。
在本发明的一优选实施例中,该浮动容差式连接装置,还可以包括:对应设置的定位导引孔11和导引销12。其中,定位导引孔11设置在主模块1上;导引销12设置在安装模块2上。
在本发明的一优选实施例中,弹性装置9主要由弹簧或簧片组成。
在上述实施例的基础上,下面结合一个具体实例进行说明。
如前所述,主模块1上有定位导引孔11,安装模块2上设有导引销12,当安装模块2在主模块1上安装时,通过导引孔11和导引销12实现机械连接的导引定位,通过机械连接结构Ⅰ5和机械连接结构Ⅱ6的配合实现主模块1与安装模块2的机械连接,机械连接结构Ⅰ5和机械连接结构Ⅱ6可以为螺栓式连接。
进一步的,主模块1上的容差接口3包括:插座安装位7、插座8、弹性装置9和插座限位板10。插座安装位7包括:插座浮动安装槽71、插座容差安装槽72和插座连接件走线孔73。插座连接件走线孔73设置有防误插的结构,如可设置为梯形。插座容差安装槽72的尺寸大于插座8,以实现插座8在与连接方向垂直的平面上的容差;插座容差安装槽72中设置有弹性装置安装位74,弹性装置9安装在弹性装置安装位74中,当插头未连接时,弹性装置9使插座8处于浮动状态;插座浮动安装槽71中设置有插座限位板安装孔75,用于安装插座限位板10,以限制插座8在容差接口3中的浮动范围。
进一步的,插座8包括:插座壳体81、插座连接件固定件82和插座连接件83。插座壳体81上设置有插座导向角84,插座壳体81设置有防误插的结构,如设置为梯形。插座连接件83包括:插座电流连接件85和插座信号连接件86,可实现电流与信号的混合传输。插座连接件83固定在插座连接件固定件82中,安装在插座壳体81中。当安装模块2与主模块1连接时,插座导向角84可实现插头4与插座8的容差导向。
进一步的,固定在安装模块2中的插头4包括:插头壳体41、插头连接件固定件42和插头连接件43。其中,插头壳体41上设置有插头导向角46。当安装模块2与主模块1连接时,插头导向角46与插座导向角84配合,可实现插头4与插座8的容差导向。插头4为混装连接插座,其插座连接件43包括插座电流连接件44和插座信号连接件45,可实现电流与信号的混合传输。
在本实施例中,该浮动容差式连接装置的具体工作过程可以如下:
安装模块2在主模块1上安装前,主模块1中的弹性装置9处于轻度预压紧状态,插座8被弹性装置9顶起至被插座限位板10限位。在安装模块2安装过程中,弹性装置9提供沿插头4与插座8插拔方向的弹性力,使插座8在主模块1的插座安装位7中处于浮动状态。根据安装模块2上机械连接结构Ⅱ6与主模块1上机械连接结构Ⅰ5之间机械连接的误差δ1,设置插座8与插座安装位7之间沿插拔方向垂直的平面上的容差间隙δ2(即插座8在与连接方向垂直的平面上的容差),以确保安装模块2与主模块1机械连接时插头4与插座8电气互连的容差。当安装模块2在主模块1安装时,首先通过定位导引孔11和导引销12实现机械连接的导引定位。然后插头4与呈浮动状态的插座8接触,通过插头导向角46与插座导向角84实现插头4与插座8的导向定位。再然后,通过机械连接结构Ⅰ5和机械连接结构Ⅱ6实现模块2和主模块1的机械连接,在机械连接的过程中,通过插座8与插座安装位7之间的容差间隙实现插头4与插座8在沿插拔方向垂直的平面上的电气互连容差。从而确保安装模块2在主模块1机械连接与电气互连的一体化。插头4与插座8可以为混装连接器,实现电流与信号的混合传输。
经检测,本发明的浮动容差连接装置可实现模块间机械连接时同步完成电气互连,连接完成后,可承受20g量级的高频振动,具有良好的力学环境适应性。
本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种浮动容差式连接装置,其特征在于,包括:主模块(1)和安装模块(2);其中,主模块(1)上设置有容差接口(3)、机械连接结构Ⅰ(5)和定位导引孔(11);安装模块(2)上设置有插头(4)、机械连接结构Ⅱ(6)和导引销(12);
定位导引孔(11)和导引销(12),用于当安装模块(2)在主模块(1)上安装时,进行机械连接的导引定位;
主模块(1)和安装模块(2)通过机械连接结构Ⅰ(5)和机械连接结构Ⅱ(6)完成机械连接;
主模块(1)和安装模块(2)通过容差接口(3)和插头(4)完成电气互连;其中,插头(4)在容差接口(3)中为浮动容差式连接;
其中:
所述容差接口(3),包括:插座安装位(7)、插座(8)、弹性装置(9)和插座限位板(10);插座(8)插装在插座安装位(7)内,并通过插座限位板(10)限位;弹性装置(9)设置在插座安装位(7)与插座(8)之间;
其中:
所述插座安装位(7),包括:插座浮动安装槽(71)、插座容差安装槽(72)、插座连接件走线孔(73)和弹性装置安装位(74);
插座容差安装槽(72)的尺寸大于插座(8)的外轮廓,以实现插座(8)在与连接方向垂直的平面上的容差;
弹性装置安装位(74)设置在插座容差安装槽(72)中,用来安装弹性装置(9),提供插座(8)的浮动力:在安装模块(2)安装过程中,弹性装置(9)提供沿插头(4)与插座(8)插拔方向的弹性力,使插座(8)在主模块(1)的插座安装位(7)中处于浮动状态;当插头(4)与插座(8)未连接时,弹性装置(9)使插座(8)处于浮动状态;
插座浮动安装槽(71)上设置有插座限位板安装孔(75),用于安装插座限位板(10),以限制插座(8)在容差接口(3)中的浮动范围;
插座连接件走线孔(73)设置有防误插的结构;
其中:
当安装模块(2)在主模块(1)安装时,首先通过定位导引孔(11)和导引销(12)实现机械连接的导引定位;然后插头(4)与呈浮动状态的插座(8)接触,通过插头导向角(46)与插座导向角(84)实现插头(4)与插座(8)的导向定位;再然后,通过机械连接结构Ⅰ(5)和机械连接结构Ⅱ(6)实现安装模块(2)和主模块(1)的机械连接,在机械连接的过程中,通过插座(8)与插座安装位(7)之间的容差间隙实现插头(4)与插座(8)在沿插拔方向垂直的平面上的电气互连容差,从而确保安装模块(2)在主模块(1)机械连接与电气互连的一体化;其中,插座(8)与插座安装位(7)之间的容差间隙根据安装模块(2)上机械连接结构Ⅱ(6)与主模块(1)上机械连接结构Ⅰ(5)之间机械连接的误差设置,以确保安装模块(2)与主模块(1)机械连接时插头(4)与插座(8)电气互连的容差。
2.根据权利要求1所述的浮动容差式连接装置,其特征在于,所述插座(8)为混装连接插座,包括:插座壳体(81)、插座连接件固定件(82)和插座连接件(83);其中,插座壳体(81)上设置有插座导向角(84);
插座连接件固定件(82)设置在插座壳体(81)上;
插座连接件(83)固定在插座连接件固定件(82)的底面上。
3.根据权利要求2所述的浮动容差式连接装置,其特征在于,所述插座连接件(83)包括:插座电流连接件(85)和插座信号连接件(86);
插座电流连接件(85)和插座信号连接件(86)分别固定在插座连接件固定件(82)的底面上。
4.根据权利要求1所述的浮动容差式连接装置,其特征在于,所述插头(4)为混装连接插头,包括:插头壳体(41)、插头连接件固定件(42)和插头连接件(43);其中,插头壳体(41)上设置有插头导向角(46);
插头连接件固定件(42)设置在插头壳体(41)上;
插头连接件(43)固定在插头连接件固定件(42)的底面上。
5.根据权利要求4所述的浮动容差式连接装置,其特征在于,所述插头连接件(43),包括:插头电流连接件(44)和插头信号连接件(45);
插头电流连接件(44)和插头信号连接件(45)分别固定在插头连接件固定件(42)的底面上。
6.根据权利要求1所述的浮动容差式连接装置,其特征在于,所述弹性装置(9),包括:弹簧或簧片。
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