CN111555078B - 一种磁力可拆卸连接器及航天机构 - Google Patents

一种磁力可拆卸连接器及航天机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁力可拆卸连接器及航天机构，在主动载具的第一接触面上设置导磁体和转动连接的永磁体，在第一接触面上设置用于分离两者的回弹部和实现信号连通的主动触点；在主动载具上设置了驱动部，以驱动永磁体转动；在被动载具的第二接触面上设置与导磁体相对应的衔铁件，与主动触点相对应的被动触点和控制信号连通的触点开关；主动触点和被动触点实现信号连接并控制驱动部转动，由永磁体转动来控制磁力闭环形成于永磁体、导磁体和衔铁件之间；通过触点开关断开信号连接，驱动部回转，永磁体和导磁体形成磁力闭环，此时即可通过回弹部实现两者的快速分离，解决了目前机械式可拆卸接口机构复杂、体积庞大、锁定分离时间太长的技术问题。

Description

一种磁力可拆卸连接器及航天机构
技术领域
本发明属于快速可拆卸系统技术领域，尤其涉及一种磁力可拆卸连接器及航天机构。
背景技术
连接器也叫接插件。国内也称作接头和插座，一般是指电器接插件。即连接两个有源器件的器件，传输电流或信号。
接插件的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。机械性能就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。插拔力分为插入力和拔出力(拔出力亦称分离力)，两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小(从而有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构)，而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。接插件的插拔力和机械寿命与接触件结构(正压力大小)接触部位镀层质量(滑动摩擦系数)以及接触件排列尺寸精度(对准度)有关。
目前机械式可拆卸接口机构复杂、体积庞大、锁定分离时间太长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种磁力可拆卸连接器及航天机构，以解决目前机械式可拆卸接口机构复杂、体积庞大、锁定分离时间太长的技术问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
本发明的一种磁力可拆卸连接器，包括：
主动载具，所述主动载具上设有与第一外部电信端连通的第一电信连接部；所述主动载具朝向所述第一电信连接部的面为第一接触面；
被动载具，所述被动载具上设有与所述第一电信连接部相对应的第二电信连接部，所述第二电信连接部与第二外部电信端连通；所述被动载具朝向所述第二电信连接部的面为第二接触面；
所述第一接触面上开设有导磁体安装槽，所述导磁体安装槽内安装有导磁体，且所述导磁体内设有容置腔，所述容置腔内转动连接有永磁体，且所述永磁体的转动轴线与所述第一接触面平行；所述第二接触面上设有与所述导磁体相对应的衔铁件；
还包括，
驱动部，设于所述主动载具上，且所述驱动部的输出端与所述永磁体相连，用于带动所述永磁体绕其转动轴线转动；
回弹部，设于所述第一接触面上，用于提供所述主动载具与所述被动载具分离所需的弹性力；
控制部，包括设于所述第二接触面上的触点开关和分别设于所述第一接触面和所述第二接触面上的至少一对主动触点和被动触点；所述主动触点与所述被动触点相匹配，且所述主动触点和所述被动触电相接触时形成信号连接，用于控制所述驱动部转动所述永磁体；所述触点开关用于接收外部信号并控制所述信号连接的连通与断开；
所述主动载具与所述被动载具连接时，所述第一接触面贴合至所述第二接触面，所述第一电信连接部与所述第二电信连接部接合，所述第一外部电信端与所述第二外部电信端连通，所述主动触点与所述被动触点相接触并控制所述驱动部带动所述永磁体转动至所述永磁体、所述导磁体和所述衔铁件形成磁力闭环，所述主动载具与所述被动载具锁紧；
所述主动载具与所述被动载具分离时，所述触点开关接收外部信号并控制所述主动触点与所述被动触点之间的信号连接断开，所述驱动部带动所述永磁体转动至所述永磁体和所述导磁体形成磁力闭环，所述回弹部推动所述第一接触面与所述第二接触面分离，所述第一电信连接部与所述第二电信连接部分离，所述触点开关复位。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述第一接触面上设有导向部；所述第二接触面上设有与所述导向部相匹配的定位部，所述定位部与所述导向部配合实现所述主动载具和所述被动载具之间的导向定位。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述导向部为设于所述第一接触面上的导向销钉，所述定位部为与所述导向销钉相对应的导向孔。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述第一电信连接部为至少一个插头，所述第二电信连接部为与所述插头数量相对应的插座。
本发明的磁力可拆卸连接器，还包括与所述插头数量对应的至少一个插头安装座，以及与所述插座数量相对应的插座安装座；所述插头安装座固连于所述主动载体上，所述插头安装于相对应的所述插头安装座；所述插座安装座固连于所述被动载体上，所述插座安装于相对应的所述插座安装座。
本发明的磁力可拆卸连接器，驱动部包括电机和电机安装架，所述电机安装架设置于所述主动载具的一侧并与所述安装槽相对应；所述电机安装于所述电机安装架，且所述电机的输出端与所述永磁体相连。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述回弹部包括设于所述第一接触面上的立杆、弹簧、挡片以及开设与所述第二接触面上的回弹锥孔；
所述立杆立设于第一接触面上并与所述回弹锥孔相匹配，所述立杆的杆径小于所述回弹锥孔的孔径；
所述弹簧和所述挡片均套设于所述立杆，且所述弹簧的两端分别与所述第一接触面和所述挡片相连；所述挡片的直径大于所述回弹锥孔的孔径。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述导磁体安装槽的内壁面的材质为隔磁材料。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述永磁体的充磁方向为径向。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述导磁体的材质为DT4或DT4A或DT4E或DT4C。
本发明的磁力可拆卸连接器，所述衔铁件的材质为DT4或DT4A或DT4E或DT4C。
本发明的一种航天机构，安装有上述任意一项所述的磁力可拆卸连接器。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明一实施例通过在主动载具的第一接触面上设置导磁体和转动连接的永磁体，并在第一接触面上设置用于分离两者的回弹部和实现信号连通的主动触点；还在主动载具上设置了驱动部，以驱动永磁体转动；在被动载具的第二接触面上设置与导磁体相对应的衔铁件，与主动触点相对应的被动触点和控制信号连通的触点开关；通过主动触点和被动触点实现信号连接并控制驱动部转动，由永磁体的转动角度来控制磁力闭环形成于永磁体、导磁体和衔铁件三者之间，实现了两者的快速锁紧；并可通过触点开关断开信号连接，使得驱动部回转，磁力闭环形成于永磁体和导磁体之间，此时即可通过回弹部实现两者的快速分离，解决了目前机械式可拆卸接口机构复杂、体积庞大、锁定分离时间太长的技术问题。
附图说明
图1为本发明的磁力可拆卸连接器的主动部分的示意图；
图2为本发明的磁力可拆卸连接器的被动部分的示意图；
图3为本发明的磁力可拆卸连接器的装配示意图；
图4为本发明的磁力可拆卸连接器的另一装配示意图；
图5为本发明的磁力可拆卸连接器的主动载具的示意图；
图6为本发明的磁力可拆卸连接器的被动载具的示意图。
附图标记说明：1：主动载具；101：主动基板；1011：隔磁板；1012：销钉安装孔；1013：主动触点安装孔；1014：插头安装座槽；1015：第一螺纹孔；1016：导磁体安装槽；1017：插槽；1018：卡条；102：导磁体；103：永磁体；104：电机；105：电机安装架；106：插头；107：插头安装座；108：导向销钉；109：主动触点；110：立杆；111：挡片；112：弹簧；113：第一接触面；2：被动载具；201：被动基板；2011：触点开关容置孔；2012：被动触点安装孔；2013：衔铁安装槽；2014：螺纹定位孔；2015：第二螺纹孔；202：衔铁件；203：插座；204：插座安装座；205：被动触点；206：触点开关；207：导向孔；208：回弹锥孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种磁力可拆卸连接器及航天机构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例一
参看图1至图3，在一个实施例中，一种磁力可拆卸连接器，包括：主动载具1、被动载具2、驱动部、回弹部、控制部。本实施例可应用于航天机构中精确对接并导通电信息的场所。
主动载具1上设有与第一外部电信端连通的第一电信连接部。主动载具1朝向第一电信连接部的面为第一接触面113。被动载具2上设有与第一电信连接部相对应的第二电信连接部，第二电信连接部与第二外部电信端连通。被动载具2朝向第二电信连接部的面为第二接触面。
其中，第一接触面113上开设有导磁体安装槽1016，导磁体安装槽1016内安装有导磁体102，且导磁体102内设有容置腔，容置腔内转动连接有永磁体103，且永磁体103的转动轴线与第一接触面113平行。第二接触面上设有与导磁体102相对应的衔铁件202。
驱动部设于主动载具1上，且驱动部的输出端与永磁体103相连，用于带动永磁体103绕其转动轴线转动。
回弹部设于第一接触面113上，用于提供主动载具1与被动载具2分离所需的弹性力。
控制部则可包括设于第二接触面上的触点开关206和分别设于第一接触面113和第二接触面上的至少一对主动触点109和被动触点205。主动触点109与被动触点205相匹配，且主动触点109和被动触电相接触时形成信号连接，用于控制驱动部转动永磁体103。触点开关206用于接收外部信号并控制信号连接的连通与断开。
当主动载具1与被动载具2连接时，第一接触面113贴合至第二接触面，第一电信连接部与第二电信连接部接合，第一外部电信端与第二外部电信端连通，主动触点109与被动触点205相接触并控制驱动部带动永磁体103转动至永磁体103、导磁体102和衔铁件202形成磁力闭环，主动载具1与被动载具2锁紧。而当主动载具1与被动载具2分离时，触点开关206接收外部信号并控制主动触点109与被动触点205之间的信号连接断开，驱动部带动永磁体103转动至永磁体103和导磁体102形成磁力闭环，回弹部推动第一接触面113与第二接触面分离，第一电信连接部与第二电信连接部分离，触点开关206复位。
本实施例通过在主动载具1的第一接触面113上设置导磁体102和转动连接的永磁体103，并在第一接触面113上设置用于分离两者的回弹部和实现信号连通的主动触点109；还在主动载具1上设置了驱动部，以驱动永磁体103转动；在被动载具2的第二接触面上设置与导磁体102相对应的衔铁件202，与主动触点109相对应的被动触点205和控制信号连通的触点开关206；通过主动触点109和被动触点205实现信号连接并控制驱动部转动，由永磁体103的转动角度来控制磁力闭环形成于永磁体103、导磁体102和衔铁件202三者之间，实现了两者的快速锁紧；并可通过触点开关206断开信号连接，使得驱动部回转，磁力闭环形成于永磁体103和导磁体102之间，此时即可通过回弹部实现两者的快速分离，解决了目前机械式可拆卸接口机构复杂、体积庞大、锁定分离时间太长的技术问题。
下面对磁力可拆卸连接器的具体结构进行阐述：
在本实施例中，第一接触面113上设有导向部。第二接触面上设有与导向部相匹配的定位部，定位部与导向部可配合实现主动载具1和被动载具2之间的导向定位。具体地，导向部为均布于第一接触面113上的若干个导向销钉108，导向销钉108为锥头圆柱形；定位部则可为与导向销钉108相对应的均布于第二接触面上的导向孔207，导向孔207为锥孔，并且上下两边倒圆角。在主动载具1靠近被动载具2时，导向销钉108通过顶部的锥头逐步插入相对应的导向孔207内，以对主动载具1相对被动载具2的偏离进行修正。
在本实施例中，第一电信连接部为至少一个插头106，第二电信连接部为与插头106数量相对应的插座203。还可包括与插头106数量对应的至少一个插头安装座107，以及与插座203数量相对应的插座安装座204。其中，插头安装座107固连于主动载体上，插头106安装于相对应的插头安装座107。插座安装座204同样固连于被动载体上，插座203安装于相对应的插座安装座204。插头106与插座203的位置关系相对应，在主动载具1接近被动载具2时，插头106即可在导向部和定位部的导向作用下直接插入插座203内。
在本实施例中，驱动部具体包括电机104和电机安装架105，电机安装架105设置于主动载具1的一侧并与安装槽相对应。电机104安装于电机安装架105，且电机104的输出端与永磁体103相连，用于带动永磁体103绕轴线转动。
在本实施例中，回弹部具体可包括设于第一接触面113上的立杆110、弹簧112、挡片111以及开设与第二接触面上的回弹锥孔208。
立杆110为上下两个圆柱形，立杆110立设于第一接触面113上并与回弹锥孔208相匹配，立杆110的杆径小于回弹锥孔208的孔径。其中，立杆110的上端倒斜角，下端设有外螺纹与主动载体螺纹连接。
挡片111为中间开孔的圆片。弹簧112和挡片111均套设于立杆110，且弹簧112的两端分别与第一接触面113和挡片111相连。挡片111的直径大于回弹锥孔208的孔径。
在本实施例中，导磁体安装槽1016的内壁面的材质为隔磁材料。
在本实施例中，永磁体103为圆柱形，且永磁体103的端面开槽，以便于与电机104连接，永磁体103的充磁方向为径向。
在本实施例中，导磁体102的材质为DT4或DT4A或DT4E或DT4C。
在本实施例中，衔铁件202的材质为DT4或DT4A或DT4E或DT4C。
参看图4，当应用场景为航天机构中精确对接仅需导通少量电信息结构要求紧凑的场所时，可将磁力可拆卸连接器的主被动部分分别设计成图示中的方式，可通过主动触点109和被动触点205对信息进行传递，也可将相连的两个电信接口分别设置在第一接触面113和第二接触面上，以减小连接器的整体体积。
下面对主动载体和被动载具2的具体结构进行阐述：
参看图5，在本实施例中，主动载体具体可为侧面大凹槽的一端安装一端对接主动基板101，该主动基板101可为隔磁板1011。主动基板101的上表面为第一接触面113。第一接触面113上可设置与导向销钉108相对应的销钉安装孔1012，与主动触点109相对应的主动触点安装孔1013。同时，在上表面上开设了一个形状类似于半圆形的导磁体安装槽1016，且导磁体安装槽1016的一端穿设于主动基板101的第一侧面。导磁体安装槽1016内壁的两侧分别开有与导磁体102适配的插槽1017，导磁体安装槽1016内壁上还设有卡条1018，与导磁体102上的卡槽相匹配，以避免永磁体103的转动带动导磁体102转动。第一侧面同时也为安装电机安装架105的侧面。其余三个侧面则可根据需求设置为插头安装座107的安装面，插头安装座107的安装面上需开有若干第一螺纹孔1015，以通过螺纹实现对插头安装座107的安装，同时与该侧面相连的第一接触面113的侧边上还可设置插头安装座槽1014，以在安装插头安装座107时进行定位，同时也可进一步进行螺纹固定。
参看图6，被动载具2具体可为中心凹槽两端对称被动基板201，被动基板201的上表面为第二接触面。第二接触面上可设置与回弹部相匹配的回弹锥孔208，与触点开关206相匹配的触点开关容置孔2011，与被动触点205相对应的被动触点安装孔2012以及与导向销钉相对应的导向孔207。同时，还需在第二接触面上开设衔铁安装槽2013，衔铁安装槽2013的底面则可设置若干第二螺纹孔2015和螺纹定位孔2014，以通过螺栓安装和固定衔铁件202。
下面对磁力可拆卸连接器的连接和分离过程进行阐述：
安装在外部主动平台上的主动载具1由外部主动平台带动并运动到安装在外部被动平台上的被动载具2附近，第一接触面113和第二接触面相对，永磁体103和导磁体102形成磁力闭环，此时主动载具1沿垂直于第二接触面方向靠近被动载具2，由于运动误差的不可避免，主动载具1的导向销钉108与被动端导向孔207接触，产生修正误差的力，使主动载具1回位，导向销钉108顺利插入导向孔207，此时主动载具1和被动载具2的相对位姿确定在理想位姿附近，主动载具1继续垂直于第二接触面向被动载具2运动，位于主动载具1上的插头106逐渐插入被动载具2的插座203内，位于主动载具1中部的立杆110上部的挡片111与被动载具2的回弹锥孔208接触，并逐渐压缩弹簧112，使弹簧112蓄力，位于被动载具2的被动触点205也会与位于主动载具1上的主动触点109接触，位于主动载具1上的触点开关206也被压缩闭合，直到主动载具1的导磁体102和被动载具2的衔铁件202相接合，主动载具1运动结束，电信接口插合到位，触点开关206闭合，回弹部压缩到位，此时电机104转动，带动永磁铁转动90度，此时永磁铁、导磁体102和衔铁形成磁力闭环，主动载具1和被动载具2牢固锁紧；分离时，外部单片机发出控制信号，触点开关206断开，电机104转动，带动永磁铁转动90度恢复至永磁铁和导磁体102形成磁力闭环的状态，主动载具1与被动载具2之间的连接力消失，此时，回弹部的弹簧112开始作用，推动挡片111和被动载具2向上(或者主动载具1向下)运动，分布于外侧的插头106从插座203中拔出，导向销钉108拔出，触点开关206复位，触点复位，直到主动端和被动端完全分离。
实施例二
一种航天机构，安装有上述任意一项的磁力可拆卸连接器。
磁力可拆卸连接器通过在主动载具1的第一接触面113上设置导磁体102和转动连接的永磁体103，并在第一接触面113上设置用于分离两者的回弹部和实现信号连通的主动触点109；还在主动载具1上设置了驱动部，以驱动永磁体103转动；在被动载具2的第二接触面上设置与导磁体102相对应的衔铁件202，与主动触点109相对应的被动触点205和控制信号连通的触点开关206；通过主动触点109和被动触点205实现信号连接并控制驱动部转动，由永磁体103的转动角度来控制磁力闭环形成于永磁体103、导磁体102和衔铁件202三者之间，实现了两者的快速锁紧；并可通过触点开关206断开信号连接，使得驱动部回转，磁力闭环形成于永磁体103和导磁体102之间，此时即可通过回弹部实现两者的快速分离，解决了目前机械式可拆卸接口机构复杂、体积庞大、锁定分离时间太长的技术问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种磁力可拆卸连接器，其特征在于，包括：
主动载具，所述主动载具上设有与第一外部电连接端连通的第一电连接部；所述主动载具朝向所述第一电连接部的面为第一接触面；
被动载具，所述被动载具上设有与所述第一电连接部相对应的第二电连接部，所述第二电连接部与第二外部电连接端连通；所述被动载具朝向所述第二电连接部的面为第二接触面；
所述第一接触面上开设有导磁体安装槽，所述导磁体安装槽内安装有导磁体，且所述导磁体内设有容置腔，所述容置腔内转动连接有永磁体，且所述永磁体的转动轴线与所述第一接触面平行；所述第二接触面上设有与所述导磁体相对应的衔铁件；
还包括，
驱动部，设于所述主动载具上，且所述驱动部的输出端与所述永磁体相连，用于带动所述永磁体绕其转动轴线转动；
回弹部，设于所述第一接触面上，用于提供所述主动载具与所述被动载具分离所需的弹性力；
控制部，包括设于所述第二接触面上的触点开关和分别设于所述第一接触面和所述第二接触面上的至少一对主动触点和被动触点；所述主动触点与所述被动触点相匹配，且所述主动触点和所述被动触点相接触时形成信号连接，用于控制所述驱动部转动所述永磁体；所述触点开关用于接收外部信号并控制所述信号连接的连通与断开；
所述主动载具与所述被动载具连接时，所述第一接触面贴合至所述第二接触面，所述第一电连接部与所述第二电连接部接合，所述第一外部电连接端与所述第二外部电连接端连通，所述主动触点与所述被动触点相接触并控制所述驱动部带动所述永磁体转动至所述永磁体、所述导磁体和所述衔铁件形成磁力闭环，所述主动载具与所述被动载具锁紧；
所述主动载具与所述被动载具分离时，所述触点开关接收外部信号并控制所述主动触点与所述被动触点之间的信号连接断开，所述驱动部带动所述永磁体转动至所述永磁体和所述导磁体形成磁力闭环，所述回弹部推动所述第一接触面与所述第二接触面分离，所述第一电连接部与所述第二电连接部分离，所述触点开关复位；
其中，所述导磁体安装槽的内壁面的材质为隔磁材料；
所述永磁体的充磁方向为径向。
2.如权利要求1所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，所述第一接触面上设有导向部；所述第二接触面上设有与所述导向部相匹配的定位部，所述定位部与所述导向部配合实现所述主动载具和所述被动载具之间的导向定位。
3.如权利要求2所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，所述导向部为设于所述第一接触面上的导向销钉，所述定位部为与所述导向销钉相对应的导向孔。
4.如权利要求1所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，所述第一电连接部为至少一个插头，所述第二电连接部为与所述插头数量相对应的插座。
5.如权利要求4所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，还包括与所述插头数量对应的至少一个插头安装座，以及与所述插座数量相对应的插座安装座；所述插头安装座固连于所述主动载具上，所述插头安装于相对应的所述插头安装座；所述插座安装座固连于所述被动载具上，所述插座安装于相对应的所述插座安装座。
6.如权利要求1所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，驱动部包括电机和电机安装架，所述电机安装架设置于所述主动载具的一侧并与所述安装槽相对应；所述电机安装于所述电机安装架，且所述电机的输出端与所述永磁体相连。
7.如权利要求1所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，所述回弹部包括设于所述第一接触面上的立杆、弹簧、挡片以及开设与所述第二接触面上的回弹锥孔；
所述立杆立设于第一接触面上并与所述回弹锥孔相匹配，所述立杆的杆径小于所述回弹锥孔的孔径；
所述弹簧和所述挡片均套设于所述立杆，且所述弹簧的两端分别与所述第一接触面和所述挡片相连；所述挡片的直径大于所述回弹锥孔的孔径。
8.如权利要求1所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，所述导磁体的材质为DT4或DT4A或DT4E或DT4C。
9.如权利要求1所述的磁力可拆卸连接器，其特征在于，所述衔铁件的材质为DT4或DT4A或DT4E或DT4C。
10.一种航天机构，其特征在于，安装有如权利要求1-9任意一项所述的磁力可拆卸连接器。
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