CN110233401A - 同轴旋转关节式射频同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴旋转关节式射频同轴连接器，要解决的技术问题是实现射频连接器多方位旋转，准确限位。本发明的同轴旋转关节式射频同轴连接器，设有相连接的射频连接器和旋转关节，射频连接器一端设有其与移动设备的无线天线接口连接时在0～360°旋转的机构，旋转关节设有转轴，转轴两边设有轴线同轴的筒体，两筒体绕转轴最大旋转角度为240°，射频连接器的另一端的与旋转关节的一筒体同轴连接。本发明与现有技术相比，旋转关节内设有限位结构和阻尼结构，多点限位，方便旋转后限位，射频连接器实现绕其轴线0～360°旋转，连接螺母快速连接无线天线接口插座，弯折时电缆不外露、无扭伤，避免折断的隐患，体积小，重量轻，可靠性高，操作方便。

Description

同轴旋转关节式射频同轴连接器

技术领域

本发明涉及一种电缆连接器，特别是一种同轴连接器。

背景技术

便携通信设备在使用过程中其天线需要多方位接收信号，连接天线的旋转关节射频连接器需要满足电气性能和机械连接的可靠性，现有技术的旋转关节射频连接器接收视角狭窄，且电缆外露,仅在0～90°内设有3个节点弯折，导致旋转角度小，只能单方位旋转，在使用过程中天线易倒伏，特别是旋转过程中，阻尼值随着旋转次数的增多阻尼变小，限位的准确性降低，不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种同轴旋转关节式射频同轴连接器，要解决的技术问题是实现射频连接器多方位旋转，准确限位。

本发明采用以下技术方案:一种同轴旋转关节式射频同轴连接器，设有相连接的射频连接器和旋转关节，所述射频连接器一端设有其与移动设备的无线天线接口连接时在0～360°旋转的机构，所述旋转关节设有转轴，转轴两边设有轴线同轴的筒体，两筒体绕转轴最大旋转角度为240°，所述射频连接器的另一端的与旋转关节的一筒体同轴连接。

本发明的旋转关节设有两筒体绕转轴旋转停在某个固定位置的限位结构。

本发明的旋转关节设有两筒体绕转轴旋转响应时间延迟的阻尼结构。

本发明的射频连接器设有绝缘子组件，绝缘子组件同轴设置在壳体组件内，壳体组件设有连接螺母，连接螺母内同轴设置有第一外壳；所述绝缘子组件与第一外壳前部形成过盈配合连接，第一外壳后部的外缘与旋转关节的一筒体形成过盈配合连接。

本发明的旋转关节设有带筒体的第三外壳和第四外壳，筒体的端部分别延伸出第一平板和第二平板，第一平板和第二平板分别开有通孔，两通孔内装有卡销，卡销与第一平板的通孔和第二平板的通孔形成间隙配合，形成旋转关节的转轴。

本发明的第一外壳后部的外缘与旋转关节的第三外壳筒体前部形成过盈配合连接。

本发明的限位结构为第三外壳的第一平板面对第二平板的面，以第一平板的通孔轴线为圆心，沿周向设有2个均布的球形凸台，第四外壳的第二平板面对第一平板的面，以第二平板的通孔轴线为圆心，沿周向设有均布的12个球形凹槽。

本发明的球形凸台的半径为0.6mm，凸起部分高出第三外壳的第一平板上面0.25mm，球形凹槽的半径为0.6mm，深为0.25mm。

本发明的阻尼结构由顺序套置在卡销上的弹簧垫圈、垫圈、旋入卡销外螺纹部分的锁紧螺母构成。

本发明的第三外壳前端面设有一凸键，连接螺母的后端面相同径向位置也设有一凸键。

本发明与现有技术相比，旋转关节内设有限位结构和阻尼结构，多点限位，方便旋转后限位，射频连接器实现绕其轴线0～360°旋转，连接螺母快速连接无线天线接口插座，弯折时电缆不外露、无扭伤，避免折断的隐患，体积小，重量轻，可靠性高，操作方便。

附图说明

图1是本发明的结构分解示意图。

图2是本发明的外形图。

图3是本发明的轴向剖面结构示意图。

图4是本发明的射频连接器的结构分解示意图。

图5是本发明的旋转关节的结构分解示意图。

图6是本发明的旋转关节剖面结构示意图。

图7-1是本发明的限位结构示意图(一)。

图7-2是本发明的限位结构示意图(二)。

图8是本发明的阻尼结构示意图。

图8-1是图8的I部放大视图。

图9-1是本发明的旋转关节工作效果示意图(一)。

图9-2是本发明的旋转关节工作效果示意图(二)。

图10是本发明的接线部件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明的同轴旋转关节式射频同轴连接器，设有相连接的射频连接器1和旋转关节2。射频连接器1用于与移动设备的无线天线接口SMA的插座连接，旋转关节2用于连接固定在外部带有壳体的天线装置。移动设备为便携手持终端、野战背负终端、电台收发机和车载通信装备等。

如图4所示，射频连接器1设有绝缘子组件11，绝缘子组件11同轴设置在壳体组件12内，绝缘子组件11与壳体组件12形成过盈配合连接。

绝缘子组件11的绝缘子111支撑固定有接触件112，绝缘子组件11同轴设置在壳体组件12后，使固定接触件112与壳体组件12电气绝缘。壳体组件12前端(图4上部射频连接器1的左侧)用于连接无线天线接口SMA的插座，壳体组件12尾部(图4上部射频连接器1的右侧)用于设置旋转关节2的接线部件。

绝缘子组件11设有外形为圆柱形、沿轴向开有通孔的绝缘子111，绝缘子111采用聚四氟乙烯材料。通孔内设置有两级阶梯柱形状的接触件112，通孔与接触件112形状相适应。接触件112阶梯柱的小端端部为锥形，锥尖朝外，锥形和小端的一部分伸出绝缘子111(图4中绝缘子组件11的左侧)，以满足连接无线天线接口SMA的插座时，其针孔与绝缘子111电气接触长度的要求。接触件112阶梯柱的大端中部沿大端方向外径逐步增大延伸至大端端部，形成锥形，锥形构成倒刺结构，以保证接触件112嵌入在绝缘子111内不会掉出。大端端部延伸有外径与大端中部外径尺寸相同的圆筒，圆筒的端部延伸有外径逐步缩小的锥形圆筒，锥形圆筒筒面沿锥大端至锥小端开有均布的4个长槽，锥形圆筒的锥小端面连接有外径大于锥小端面的环状绝缘体。锥形圆筒为接触件112进行热处理形成的尾部收口，用于接线部件的电缆线芯插入配合时产生压紧力，拔出时产生分离力。接触件112与第二外壳(焊线套)123外的导体在装配后距离较近，为避免发生电弧现象出现，设置环状绝缘子使得接触件112与外导体有一定距离，起到电气绝缘的作用。

壳体组件12设有连接螺母121，连接螺母121内同轴设置有第一外壳122和第二外壳123。

连接螺母121从前至后沿其轴线顺序开有螺孔、小孔、大孔(图4中连接螺母121从左至右)。螺孔用于与无线天线接口SMA的插座外螺纹连接。小孔与大孔之间形成的端面用于铆压连接第一外壳122时端面定位。

第一外壳122为圆筒状，其前部(图4中第一外壳122的左侧的部分)的外缘沿周向有一周环形的凸起，凸起的前端部用于将第一外壳122压铆连接在连接螺母121内时提供附着端面并定位。在凸起后侧开有密封槽，在密封槽内装入有O形密封圈124，O形密封圈124后侧设有环形压圈125，其与凸起将O形密封圈124压紧，以实现更好的密封效果。最后采用环形的压铆工艺将第一外壳122、O形密封圈124和环形压圈125铆接在连接螺母121内，形成壳体组件12的壳体部分。

第二外壳123的外形在轴向剖面呈T形，前端(图4中第二外壳123的左侧)为小端，后端为大端。第二外壳123沿轴向开有通孔，小端部分的孔壁沿径向开有1个焊锡通孔，用于第二外壳123与电缆进行焊接连接，固定电缆。

第一外壳122从前至后开有孔径大、小、大顺序排列的三级阶梯孔，凸起的前端部延伸出一段圆筒(图4中第一外壳122左端)，绝缘子组件11同轴设置在第一外壳122前部的一段圆筒和大孔内(图4中第一外壳122的左端)，形成过盈配合连接。第二外壳123设置在第一外壳122小孔和紧邻其后(后部)的大孔内，其小端的端面朝向第一外壳122的大孔。第一外壳122后部的外缘与旋转关节2的第三外壳22筒体前部阶梯通孔的大孔形成过盈配合连接。第一外壳122后部的大孔端开有喇叭口(图4第一外壳122右端部)

如图5所示，旋转关节2设有第三外壳22和第四外壳23。

第三外壳22设有筒体，从前端部开始沿其轴线开有孔径为大、中、小顺序排列的三级阶梯通孔(图5中第三外壳22从左端面开始)，第三外壳22筒体的外径与连接螺母121外径相同，第三外壳22筒体前端的大孔(图5中第三外壳22的左端)与第一外壳122后部的外缘形成过盈配合连接。第三外壳22筒体后端沿其外缘延伸有与其轴线平行的第一平板，第一平板底面(图5中第三外壳22的右端下部)与第三外壳22筒体外缘的切线在同一平面，在第一平板上开有通孔，第一平板通孔的轴线与第三外壳22阶梯通孔的轴线垂直，通孔位于第一平板底面的一端钻有锪孔(柱形沉孔，鱼眼坑)，用于设置卡销24的圆柱形端头。

第四外壳23外形为锥体和筒体的同轴连接组合，锥体的大端连接筒体，锥体大端外径大于第四外壳23筒体外径，锥体小端外径与第三外壳22筒体外径相同。锥体轴线一侧从大端至小端顺序开有与轴线平行的孔、与孔连通的槽(图5中第四外壳23的锥体轴线上部右侧的孔和左侧的槽)，槽的形状为装配旋转关节2时，方便装入并容纳弹性垫圈25、止转垫圈(止动垫圈)26和锁紧螺母27的形状。锥体小端、轴线另一侧延伸有与其轴线平行的第二平板(图5中第四外壳23的左端锥体轴线下部的平板)，第二平板上开有通孔，第二平板及其通孔与第一平板及其通孔外形大小相同。第四外壳23筒体开有与锥体轴线一侧的孔同轴、与第四外壳23筒体内孔连通的孔(图5中第四外壳23筒体上部)，用于引导电缆从第四外壳23的尾部接入到卡销(空心定位销)24中。

第三外壳22阶梯通孔小孔的端部沿径向开有径向槽(图5中第三外壳22筒体的右端)，槽的形状为装配旋转关节2时，方便装入并容纳第二平板叠放在第一平板上的形状。旋转关节2装配完成后，第一平板的最远端部与锥体小端部呈间隔状态，第二平板最远端与第三外壳22径向槽呈间隔状态。本实施例中，第一平板和第二平板远端为圆弧外形。

第三外壳22阶梯通孔的中孔至第一平板上面开有与其轴线平行的平行槽，第一平板通孔邻近平行槽开有孔，与平行槽连通，用于扩宽第三外壳22内腔，便于接线部件的电缆从卡销24的圆柱形端头上左端连接伸进，同时为密封胶注入提供空间。卡销24邻近第三外壳22槽的销身部分开有沿其轴线的卡销槽，卡销槽与第三外壳22阶梯通孔的中孔至第一平板的平行槽连通，便于接线部件的电缆从旋转关节2延伸连接到射频连接器1。

第三外壳22前端面设有一凸键，连接螺母121的后端面相同径向位置也设有一凸键，用于两凸键接触时，转动旋转关节2带动连接螺母121旋转。

如图6所示，将卡销24端尾穿过第一平板的通孔、第二平板的通孔(图6中卡销24端尾从下往上伸出第一平板和第二平板的通孔)，卡销24与第一平板的通孔和第二平板的通孔形成间隙配合，从卡销24端尾顺序套置入鞍形的弹性垫圈25和环形的止转垫圈26后，将锁紧螺母27旋紧在卡销24端尾的外螺纹部分，使得第三外壳22、第四外壳23、弹性垫圈25、止转垫圈26固定连接在一起。旋紧锁紧螺母27后，第三外壳22筒体和第四外壳23筒体轴线同轴(为装配后的初始位置)，以卡销24为转轴，第三外壳22筒体和第四外壳23筒体可以绕卡销24轴线相对转动，最大旋转角度为240°，形成旋转关节2，卡销24构成旋转关节2的转轴。第三外壳22和第四外壳23可以绕卡销24相对旋转，也可以第三外壳22固定，第四外壳23绕卡销24旋转，还可以第四外壳23固定，第三外壳22绕卡销24旋转。

旋转关节2上设有限位结构3。

如图7-1所示，第三外壳22的第一平板上面(面对第二平板的面)，以第一平板的通孔轴线为圆心，沿周向设有2个均布的球形凸台31。

如图7-2所示，第四外壳23的第二平板的下端面(面对第一平板的面)，以第二平板的通孔轴线为圆心，沿周向设有均布的12个球形凹槽32。

锁紧螺母27将第三外壳22与第四外壳23固定连接在一起时，在弹性垫圈25弹力作用下，2个球形凸台31嵌入到12个球形凹槽32中的两个对称的球形凹槽32中，形成限位结构3。来回转动第四外壳23筒体部分，球形凸台31就会依次落入到不同位置的球形凹槽32中，实现第四外壳23绕卡销24旋转时，可以停在某个固定位置，即限位。调节锁紧螺母27与卡销24端尾外螺纹部分的旋入位置，可以调节限位结构球形凸台31嵌入到球形凹槽32中的难易程度，即调节旋转关节3旋转的松紧程度。

本实施例中，球形凸台31的半径为0.6mm，凸起部分高出第三外壳22的第一平板上面0.25mm，球形凹槽32的半径为0.6mm，深为0.25mm。

旋转关节2上设有阻尼结构4。

如图8和图8-1所示，阻尼结构4由套置在卡销24上鞍形的弹簧垫圈25、垫圈26、旋入卡销24端尾外螺纹部分的锁紧螺母27构成。锁紧螺母27在旋紧状态下，鞍形的弹簧垫圈25受到来自锁紧螺母27的轴向压力产生弹性变形，转动旋转关节2的第四外壳23绕卡销24旋转，使得球形凸台31与球形凹槽32结合处沿圆周方向相反移动，球形凸台31要脱离球形凹槽32，轴向压力进一步增大，同时也导致球形凸台31与球形凹槽32接触处的摩擦力增大，产生阻碍两者之间的相对运动、欲恢复到原有的稳定状态、球形凸台31与球形凹槽32反向位移响应时间与转动旋转关节2的第四外壳23延迟的阻尼。基于本发明的同轴旋转关节式射频同轴连接器在使用过程中，位置或环境状况处于运动或波动状态，阻尼结构4可以有效满足抗倒伏和多方位接收稳定电磁波信号的要求。

如图9-1和图9-2所示，转动旋转关节2的第四外壳23绕卡销24旋转，可以反时针或顺时针转动。

如图10所示，射频连接器1和旋转关节2中设有接线部件，绝缘子组件11的接触件112锥形圆筒内插入有接线部件的线芯。接线部件的电缆从旋转关节2尾部第四外壳23筒体的孔进入，经卡销24端尾、卡销槽、第三外壳22的平行槽至第二外壳123的通孔，电缆前端的线芯穿过环状绝缘子，插入接触件121的锥形圆筒与其电连接，电缆的屏蔽层经焊锡通孔与焊线套123焊接连接。在卡销24的卡销槽内注入有W311环氧胶53，将电缆固定于卡销24的中心位置，用于固定和保护电缆，确保旋转关节2弯折时电缆不与其他零件摩擦而被损坏。在锁紧螺母27顶部、第三外壳22筒体与第四外壳23锥体小端之间设有防尘外壳54，防尘外壳54采用不锈钢螺钉55将其锁紧固定在第四外壳23的锥体上。

在第一外壳122后部的喇叭口内、第三外壳22的中孔及其对应位置的平行槽内填充有5054环氧树脂灌封胶51，用于包裹接线部件的电缆，将电缆固定在第一外壳122后部的喇叭口内和第三外壳22的平行槽内，避免旋转关节2在绕卡销24转动过程中发生磨损影响电气性能。

球形凸台31和球形凹槽32表面涂有一层润滑脂52，可以使旋转关节2的旋转后定位更加顺畅，球形凸台31落入球形凹槽32的瞬间容易到位，增强操作者对旋转关节2限位的反馈感。

本发明的同轴旋转关节式射频同轴连接器连接在移动设备的无线天线接口SMA与带有壳体的天线装置之间，射频连接器1的连接螺母121与无线天线接口SMA插座的外螺纹连接，旋转关节2的第四外壳23筒体与带有壳体的天线装置连接。通过转动射频连接器1或旋转关节2，调节射频连接器1与无线天线接口在0～340°或0～360°范围旋转。当同轴旋转关节式射频同轴连接器安装在活动空间小的移动设备上时，操作者的手部无法转动连接螺母121将射频连接器1连接在无线天线接口，利用第三外壳22前端面设置的凸键与连接螺母121的后端面设置的凸键接触，通过转动旋转关节2带动连接螺母121旋转，将射频连接器1连接在无线天线接口上，此时周向旋转角度在0～340°的范围内。拆卸时，反向旋转连接螺母121或旋转关节2，使同轴旋转关节式射频同轴连接器与无线天线接口分离。本发明可以实现快速安装拆卸，提高工作效率。

本发明的旋转关节2与射频连接器1连接，弯折时电缆不外露、无扭伤，避免折断的隐患。弯折实验，采用线材弯折试验机设置电缆弯折速率为100次/min，最大弯折角度设置为240°，按GJB 681A-2002中表5的规定随机抽取样品进行破坏性试验，寿命高于5000次，移动设备的无线天线可灵活有效地接收各个方位的电磁波，提高野外作业的灵活性、机动性和可靠性。

本发明采用球形凸台31与球形凹槽32相互嵌合，实现旋转关节2旋转过程中在某一点准确定位。采用连接螺母121内螺纹结构，可以与SMA系列插座进行互换，实现快速连接插拔。由弹簧垫圈25和锁紧螺母27构成的阻尼结构4，能在使用过程中给用户提供清晰明确的弯折反馈感，实现精确限位，多角度接受无线信号。

本发明的同轴旋转关节式射频同轴连接器实现了阻尼旋转、旋转节点限位、快速连接插座。具有体积小，重量轻，可靠性好，操作方便的特点。

Claims (10)

1.一种同轴旋转关节式射频同轴连接器，设有相连接的射频连接器(1)和旋转关节(2)，其特征在于：所述射频连接器(1)一端设有其与移动设备的无线天线接口连接时在0～360°旋转的机构，所述旋转关节(2)设有转轴，转轴两边设有轴线同轴的筒体，两筒体绕转轴最大旋转角度为240°，所述射频连接器的另一端(1)的与旋转关节(2)的一筒体同轴连接。

2.根据权利要求1所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述旋转关节(2)设有两筒体绕转轴旋转停在某个固定位置的限位结构(3)。

3.根据权利要求2所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述旋转关节(2)设有两筒体绕转轴旋转响应时间延迟的阻尼结构(4)。

4.根据权利要求3所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述射频连接器(1)设有绝缘子组件(11)，绝缘子组件(11)同轴设置在壳体组件(12)内，壳体组件(12)设有连接螺母(121)，连接螺母(121)内同轴设置有第一外壳(122)；所述绝缘子组件(11)与第一外壳(122)前部形成过盈配合连接，第一外壳(122)后部的外缘与旋转关节(2)的一筒体形成过盈配合连接。

5.根据权利要求4所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述旋转关节(2)设有带筒体的第三外壳(22)和第四外壳(23)，筒体的端部分别延伸出第一平板和第二平板，第一平板和第二平板分别开有通孔，两通孔内装有卡销(24)，卡销(24)与第一平板的通孔和第二平板的通孔形成间隙配合，形成旋转关节(2)的转轴。

6.根据权利要求5所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述第一外壳(122)后部的外缘与旋转关节(2)的第三外壳(22)筒体前部形成过盈配合连接。

7.根据权利要求6所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述限位结构(3)为第三外壳(22)的第一平板面对第二平板的面，以第一平板的通孔轴线为圆心，沿周向设有2个均布的球形凸台(31)，第四外壳(23)的第二平板面对第一平板的面，以第二平板的通孔轴线为圆心，沿周向设有均布的12个球形凹槽(32)。

8.根据权利要求7所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述球形凸台(31)的半径为0.6mm，凸起部分高出第三外壳(22)的第一平板上面0.25mm，球形凹槽(32)的半径为0.6mm，深为0.25mm。

9.根据权利要求8所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述阻尼结构(4)由顺序套置在卡销(24)上的弹簧垫圈(25)、垫圈(26)、旋入卡销(24)外螺纹部分的锁紧螺母(27)构成。

10.根据权利要求9所述的同轴旋转关节式射频同轴连接器，其特征在于：所述第三外壳(22)前端面设有一凸键，连接螺母(121)的后端面相同径向位置也设有一凸键。