CN112234381A - 一种电连接器浮动连接方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电连接器浮动连接方法及装置，包括在电连接端头中至少一个设立浮动套件，该套件由固定基座、可动连接端组件、标准螺钉组构成，固定基座设有压紧平台及安装圆柱形通孔；固定基座通孔外周设有限位柱、通孔上部外周设有限位平台，其上部尺寸大于限位柱；可动连接端组件，设有滑动腔孔，是对应于固定基座的限位柱且按预设间隙尺寸留大的圆或椭圆环形，本发明的浮动连接方法及装置，结构简单，应用场景适应性强，材质选择丰富、外形设计容易，批量化成本大幅降低，安装配置选型及调整简单方便，降低浮动连接器装置的成本，提高了浮动连接方案的可实施性和可用性，使之能够适应各种复杂工作环境。

Description

一种电连接器浮动连接方法及装置

技术领域

本发明涉及电连接器领域，更具体地说，涉及一种多场景大电流设备多次盲插快联的 浮动连接电连接器。

背景技术

电连接器是应用于设备与设备之间或设备内部的组部件之间进行电子连接的一种常 用方式，实现电子信号传递或电能功率传输，是构成电子系统常用基础元件。在新能源关 联行业，如电力储能、电动汽车、电动两轮车、电力电源、通信电源、信息电源等行业，一般采用复合配置的电连接器、其中电连接既包括大电流的功率接插端子对、还包括小电流的控制及通信等信号接插端子组。

电连接器一般由相对配置的插头及插座两个可插拔连接的接插件组成，系统设计及应 用过程中、常常需要完成盲视对插、快速连接或分离，主要由机械相关动作的推拉行程完 成、实现机械对位配接或分离、完成电子连接或分断；在复杂的使用场景下，包括如体积 较大、笨重难拿、遮挡盲视、机械误差、带电连接、价值贵重等各种困难因素导致连接器在人工或电动插接或拔离操作中，不可避免出现连接器近距行程插拔配合的机械障碍，例如偏移、歪斜、错位、卡塞等情况，导致插拔操作困难、耗时长、动作一致性差，严重时 甚至损伤连接器，导致连接器外形改变或破裂、内部端子针孔歪斜或变形、连接器功能失 效，设备因连接器异常而无法正常使用；特别是，当快速反复插拔频次较多时，因频繁不 当的机械应力、机械疲劳使得接插件或周边安装配合的机械零部件损伤，使得设备可靠性 及产品寿命大幅降低。

为解决上述问题，一种方法是采用浮动连接，能实现电连接器在快速插拔过程中，在 立体空间三个方向的浮动对位，完成相对方向的电连接插头插座在近距离存在机械间隙误 差情形自动对接或脱离。

目前浮动连接结构主要采用指定浮动连接器，指定金属浮动螺钉配合安装；金属浮动 螺钉，是按螺纹紧固、限高锁止、浮动限位的功能要求设计并完成功能。由于其作用包含 螺纹紧固、要求材料受力强度高且韧性好、一般选用金属材质，并因外形是特制的非标小 零件、故一般采用易切削钢的棒材，进行数控车削加工、包括下料、车削、攻丝、铣槽、 酸洗、电镀多道工艺，生产过程是小批量定制模式；并且因螺纹加工是圆周形车削及攻丝、 故零件其他部位设计优先选型圆环、一般不考虑其他异形设计配置附加功能、以避免加工 过程复杂或工艺困难、也避免成本大幅增加，当需要改善定向限位冗余尺寸而引入矩形或 椭圆环形限位外形时无法实现，因此，一定程度上限制了限位平台非圆形不对称定向强化 限位的设计可能性；另金属浮动螺钉螺纹部分是按预定方案设计加工的，例如直径参考 3/4/5mm公制规格或相近英制规格选定某标定尺寸，属于定型限制设计生产，实际具体项 目选型应用时并不能参考配装材料调整安装螺纹的类型、制式、直径、丝口高度固定，无 法配合应用场景适当调整以改善装配适应性；特别是，当选型应用配合部件安装面为塑料 材质而需要应用斜口自攻螺纹螺钉安装方式时，金属浮动螺钉因加工困难及成本而较难实 现，方案设计只能采用关联塑胶部件预埋或嵌置螺母的高成本复杂工艺。

根据以上分析可见，现有浮动螺钉技术方案存在一定的局限性，对较复杂的应用场景 及使用环境，难以顺利应用和友好适应。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有浮动连接技术方案的局限性；其中包括指定 浮动连接器限制了一般连接器的浮动连接，还包括浮动螺钉零件材质受限于金属即易削钢， 因车削加工造成限位平台受限于圆环外形因而不易改善定向限位冗余尺寸，安装螺纹的类 型、制式、直径、丝口难以配合应用场景适当调整，难于适应各种工作环境，使得整体浮 动连接技术方案性能低下、复杂应用场景适应性差、零件加工成本较高；针对以上缺陷， 本发明提供一种电连接器浮动连接方法及装置、能够适应各种复杂工作环境、提高浮动电 连接整体性能，降低浮动连接器装置的成本，提高产品性价比。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电连接器浮动连接方法及装置，包括以下步骤：

1-4)在电连接端头部件之插头及插座中至少一个设立浮动套件MTS，所述浮动套件由 固定基座FB、可动连接端组件MC、标准螺钉组SS组成，套件以自构组件形式，完成可动连接端组件MC与固定基座FB的相对浮滑移动并按最大间隙限位，实现对标准螺钉组SS 安装位置的三个空间方向的浮动；

1-5)在电连接端头部件之插头及插座中，选定当不采用浮动套件时，采用不动套件 FTS；

1-6)选定浮动套件的插头插座浮动连接，包括：

1-3-1)是浮动电连接头配合浮动电连接座；

1-3-2)是浮动电连接头配合不动电连接座；

1-3-3)是浮动电连接座配合不动电连接头。

作为本发明进一步的方案：包括：

2-1)所述固定基座FB，设有：压紧平台FB1、圆柱形通孔FB2，限位柱FB3、限位平 台FB4；

2-2)所述可动连接端组件MC，设有：滑动腔孔MC1、浮动平台MC2；

2-3)所述标准螺钉组SS，选定标准件螺钉SD及标准件螺母SM；

2-4)所述固定基座FB，选定参考安装设计的标准螺钉直径Ds，其圆柱形通孔FB2直径选定为1.05-1.1Ds，限位柱FB3设于通孔FB2外周，其控制浮动套件在安装平面方向滑动，直径选定为1.8-2.8Ds，高度与被限制的浮动平台对应，预留高度方向限位间隙，压 紧平台FB1设于通孔FB2上部，平面尺寸大于圆形螺钉盖，选定直径为2.2-2.9Ds，高度 选定为0.7-1.8Ds，限位平台FB4位于通孔FB2外周上部，其平面尺寸大于限位柱的平台 面及间隙位移；固定基座的压紧平台、圆柱形通孔、限位柱形成固定基座的安装功能，进 一步地，是浮动套件的安装功能件，固定基座的限位平台、限位柱形成固定基座的限位控 制功能；

2-5)所述可动连接端组件MC，其滑动腔孔MC1，是圆或椭圆环形腔孔，其外周尺寸大于固定基座的限位柱FB3且按预设尺寸保留间隙，可包纳并相对滑动于限位柱，并按最大间隙限位；浮动平台MC2，其平面内周边缘尺寸小于固定基座的限位平台FB4的平台外周、与限位柱配合，形成受限浮动；

2-6)所述浮动连接，包括：所述固定基座FB，配以标准螺钉SD、穿过固定基座FB 的柱形通孔FB2、盖压在压紧平台FB1上表面、通过装配面对应安装孔及背后螺纹螺母SM、 将固定基座FB在高度方向的下表面即底面贴紧安装于使用物体安装面上；在安装平面方 向，所述连接端组件MC，其滑动腔孔MC1，内部边缘包嵌固定基座的限位柱，对应间隙用 于配合连接端组件MC在安装平面内两个方向X-Y方向的移动及限位，是相对于固定基座 FB的可浮动移位、且因相对间隙按选定容许尺寸设定、是第一方向X向、第二方向Y向的 限位浮移，也是相对在X-Y平面内按椭圆环形限位移动；在安装高度方向，限位柱FB3上 部设有限位平台FB4、有与被装连接端组件浮动平台MC2形成留空的高度间隙、用于连接 端组件在安装面垂直方向的浮动及限位，因相对间隙按选定容许尺寸设定，是相对于固定 基座的第三方向Z向限位浮移。

所述三方向X、Y、Z，对应于连接端组件安装平面上最大尺寸方向称为X方向、安装平面上于此X方向垂直称为Y方向，于X-Y平面垂直称为Z方向；

2-7)所述浮动套件MTS，是由标准螺钉组SS、固定基座FB、可动连接端组件MC共同组成，固定基座FB是套件的安装功能件，还是浮动控制功能件，可动连接端组件MC是浮 动受控功能件，与固定基座之间在三维度上的间隙提供了浮动空间及限位；浮动套件完成 可动连接端组件MC与固定基座FB的相对浮动，并因此形成与标准螺钉组SS安装位置的 相对浮动；

2-8)所述不动套件FTS，可以是由固定基座FB、可动连接端组件MC组成，在安装平面上X、Y方向，选定安装间距，使两个固定基座与可动连接端组件紧密配合，标准螺钉 组安装后，在X、Y方向上无移动间隙；还可以是，选定不用固定基座，用固定型连接端 组件FC，所述固定型连接端组件，用标准螺钉组安装后，组件是不能移动的。

作为本发明再进一步的方案：还包括：

3)选定可动连接端组件MC，其受限浮动平面对应的限位平台MC2及相应滑动腔孔MC1， 按应用场景需要选型，还包括：

3-1)选定采用连接器元件配置浮动平台及滑动腔孔；

3-2)选定采用转接板元件配置浮动平台及滑动腔孔。

作为本发明再进一步的方案：还包括：选定固定基座FB，所述限位平台FB4，包括：

4-1)限位平台采用X-Y方向对称基本外形，可以是方形、圆形；

4-2)限位平台采用X向较长基本外形，可以是矩形、椭圆环形；

4-3)限位平台采用Y向较长基本外形，可以是矩形、椭圆环形。

作为本发明再进一步的方案：还包括：选定固定基座FB，所述压紧平台FB1、限位平台FB4，上部平面可以在同一平面，也可以相差距离HBg，尺寸HBg为0.5-2mm，优选 1mm，调节位置配合安装高度及保证平台强度，还包括：

5-1)压紧平台FB1等于限位平台FB4，在同一平面；

5-2)压紧平台FB1高于限位平台FB4，间距为HBg；

5-3)压紧平台FB1低于限位平台FB4，间距为HBg。

作为本发明再进一步的方案：还包括：

6)选定固定基座FB，按应用场景需要的尺寸、强度、数量、成本，调整零件的材质及加工工艺；

6-1)选定固定基座FB，材质为阻燃工程塑料，热模注塑工艺；

6-2)选定固定基座FB，材质为复合粉末金属，成型烧结工艺；

6-3)选定固定基座FB，材质为金属铝或铁料，墩打成型工艺；

6-4)选定固定基座FB，材质为金属或非金属，车削铣切工艺。

作为本发明再进一步的方案：还包括：

选定可动连接端组件MC，对应于浮动连接，设立导向头及导向座，并配置于相对连接 的插头及插座的X-Y平面对应位置，同时在高度Z方向对位配合；所述导向头或导向座，引导端头是倾角斜面导向配合，按前置导向距离HFg，并留有一定间隙XFg，设立斜向导 引配合面，斜面角度选定为45度。选定HFg为2-4mm，优选为3mm，选定XFg为0.5-1.5mm， 优选为1mm，用于浮动连接近距导向连接的相互位置配合；引导基体外形可以是：圆形柱 孔、正三角柱孔、矩形边框、圆形边框、椭圆环形边框；可选地，在导向头和导向座的高 度Z方向，按X、Y面分别配置导向凸筋凹槽，形成不对称限向插接；

所述可动电连接端组件，选定快速盲插类型的电连接插头插座端子，可以是冠簧孔、 园柱针，也可以是，双簧片头、外包片座。

作为本发明再进一步的方案：还包括：

8-1)选定标准螺钉组SS，对应于固定基座的FB1安装孔，配合连接端组件安装位，采用公制标准螺钉SD，选定螺钉的直径、头型、丝长，螺母安装面选定对应螺母SM的直 径、高度、锁紧型式，螺母型式可以是通用螺母、预埋或嵌入螺母、铆接螺母；

8-2)选定标准螺钉组SS，对应于固定基座的FB1安装孔，配合连接端组件安装位，采用英制标准螺钉SD，选定螺钉的直径、头型、丝长，螺母安装面选定对应螺母SM的直 径、高度、锁紧型式，螺母型式可以是通用螺母、预埋或嵌入螺母、铆接螺母；

8-3)选定标准螺钉组SS，对应于固定基座的FB1安装孔，配合连接端组件安装位，采用自攻螺钉SD，选定螺钉的直径、头型、丝长，安装面选定对应材质为塑料，对应位置 可预置定位小孔。

作为本发明再进一步的方案：还包括：

选定固定基座FB及标准螺钉组SS，对应于浮动套件中的可动连接端组件MC上对应于 环形腔孔MC1中心的安装孔位置，选定配置个数为2-4，优选为2，用于浮动套件的固定安装；

对应于浮动套件中连接端组件安装平面X向相对两安装孔，根据移动中位点，选定与 连接端组件两安装孔对应标准间距Ps，选定额定的单向可动间隙最大尺寸Pg，根据固定限位台基座安装孔，对应选定安装方式包括：

9-1)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P1等于尺寸Ps，此时连接端组件左右滑动最大尺寸为Pg；

9-2)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P2略小于尺寸Ps，但大于Ps-0.5Pg,此时连接端组件左右滑动最大尺寸小于Pg，但 大于0.5Pg；

9-3)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P3略大于尺寸Ps，但小于Ps+0.5Pg，此时连接端组件左右滑动最大尺寸大于Pg，但 小于1.5Pg；

9-4)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P0等于尺寸Ps-Pg，此时连接端组件X向左右滑动尺寸等于0，即此时浮动套件中连 接端组件为左右不可滑动。

作为本发明再进一步的方案：还包括：

所述浮动套件，连接端组件的滑动腔孔与固定基座相对可动，在X-Y平面可按椭圆环 形轨迹滑动，在X方向留有直行滑动间隙Xg、在Y方向留有直行滑动间隙Yg；连接端组 件的滑动腔孔，上部为限位平台，在Z方向可按直线轨迹滑动，在Z方向留有直行滑动间 隙Zg；

所述浮动套件，连接端组件，安装平面上两个环形腔孔及上部受限平面，与基座柱台 之间间隙，可形成X-Y安装面的可浮动倾斜夹角，进一步地，该最大设计夹角a，受限尺寸与关联矩形尺寸长度L及高度H关联，受限增量尺寸计算是Hv＝L*sin[a]，Lv＝H*sin[a]；

10-1)选定组件相对滑动间隙最大尺寸Pg，优选尺寸范围为1-3mm；

10-2)对应于组件安装孔的X方向，选定连接端组件与基座台柱内侧间隙尺寸为0.5Pg， 对应基座，组件在X向相对可动行程Xg为Pg；

10-3)对应于组件安装孔的Y方向，选定连接端组件与基座台柱内侧间隙尺寸为0.2-0.4Pg，组件在Y向相对可动行程Yg为0.4-0.8Pg。

10-4)选定组件Z向相对滑动间隙最大尺寸为0.3-0.6Pg，组件在Z向相对可动行程Zg为0.3-0.6Pg。

10-5)选定组件可浮动倾斜角度小于5度，优选为2-3度；

10-6)选定可倾角小于5度时，受限增量尺寸比Sin[5°]＝0.09；

10-7)选定可倾角小于3度时，受限增量尺寸比Sin[3°]＝0.05。

作为本发明再进一步的方案：还包括：选定浮动电连接头MCS-FT、选定不动电连接座 FCS-FZ；所述浮动电连接头由固定基座F-FB，可动连接端组件F-MC、螺钉组SS组成；所述螺钉组是自带垫M3螺钉、M3压铆背母；所述固定基座，是阻燃塑料制品，安装通孔FB2 直径3.2mm，限位柱FB4，直径6.5mm，高度2.5mm，限位平台是直径12mm柱形平面，压 紧平台与限位平台同一平面，固定基座全高6mm；所述可动连接端组件是转接板元件配置 滑动腔孔及浮动平台，由插头转接板TBT、插头F16T组成，插头F16T是不具备浮动特征 的连接器元件、功率端子是双簧片头、带有自备的盲插引导孔座，转接板TBT是厚度2.0 毫米玻纤印制电路板，板上设有尺寸为8.6mm*12mm的穿透性椭圆环形滑动腔孔，两个滑 动腔孔中心距是66.4mm，选定两个固定基座间距尺寸60.9mm，浮动组件整体安装于厚度1.5mm钢板上；所述不动电连接座FCS-FZ，选定固定型连接端组件FC，即插座F16Z，是 不具备浮动连接的连接器元件，功率端子是外包片座、带有自备的盲插引导柱头，其底座 背装孔大小D2.3*H10，两安装孔间距为41.9mm，选定自带垫自攻丝SWA-M3*10，透过3mm 塑料面板对应通孔固定，插座不能移动，完成不动组件安装。

作为本发明再进一步的方案：包括选定连接器元件配置滑动腔孔及浮动平台，其特征 在于，还包括：选定浮动电连接座MCS-AZ、选定浮动电连接头MCS-AT；所述浮动电连接端头由固定基座A-FB，可动连接端组件A-MC、螺钉组SS组成；所述螺钉组是自带垫M3 螺钉、M3压铆背母；所述固定基座，是阻燃塑料制品，安装通孔FB2直径3.2mm，限位柱 FB4，直径7.2mm，高度6.8mm，限位平台是直径12.5mm柱形平面，压紧平台低于限位平 台1mm，固定基座全高10.3mm；所述可动连接端组件是连接器元件配置滑动腔孔及浮动平 台，分别由插座A16Z/插头A16T组成，是连接器元件、功率端子是冠簧孔座/柱形针头， 带有自备的盲插引导柱孔，带有滑动腔孔及浮动平台，设有直径10mm的外侧开口式椭圆 环形腔孔，两腔孔内侧边缘间距是48.5mm，连接器元件带有浮动平台，高度6.3mm，宽度 20mm，两浮动平台外侧边缘尺寸是64mm，分别选定两个固定基座间距尺寸58.5/57.8mm， 安装于厚1.5mm钢板上/厚4mm塑料上，完成浮动组件安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，连接器组件与固定基座并不是一体，而是相对设有浮动及限位的配合 零部件，固定基座与螺钉并不是一体，是选定通用螺钉螺母作为配合零件，在安装面上按 位置及尺寸组合安装后，形成自构相对的受限浮滑移动；进一步地，整个装置，包括电连接基体、特别是连接端组件上的电连接针孔元件与安装面形成空间三维度的受限浮动，完成电连接器有效的浮动连接。

2、本发明的一种电连接器浮动连接方法及装置，具有以下有益效果：结构简单，应用场景适应性强，零件选择材质丰富且加工手段齐全、特别是可采用阻燃塑料热压成型、外形设计非常容易实现，可根据产品所属行业使用需求、三维浮动间隙、空间受限制约、 安装面材质、准确地表达并调节设计细节，批量化设计及生产成本大幅降低，安装采用标 准件螺钉螺母、选型及调整简单方便，提高了浮动连接方案的可实施性和可用性，使之能 够适应各种复杂工作环境、提高浮动电连接整体性能，降低浮动连接器装置的成本，提高 产品性价比。

附图说明

图1为本发明中电连接器浮动连接部分配合的结构示意图。

图2为本发明中连接器浮动方式的结构示意图。

图3为本发明中转接板浮动方式的结构示意图。

图4为本发明中连接器浮动方式与固定基座相对浮动示意图。

图5为本发明实例1转接板浮动方式固定基座示意图。

图6为本发明实例1转接板浮动插头装置示意图。

图7为本发明实例1转接板浮动插座装置示意图。

图8为本发明实例2连接器浮动插头及插座装置示意图。

图9为本发明实例2连接器浮动方式固定基座示意图。

图10为本发明实例2连接器浮动插头插座安装示意图。

图11为本发明实例3连接器浮动插头插座安装示意图。

图12是本发明实例3连接器不动插座背装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种电连接器浮动连接方法，包括如下 步骤：

S0)选定至少一个浮动套件MTS，其结构组成包括：

选定固定底座FB、选定连接端组件MC，选定标准螺钉组SS；

S1)选定连接端头采用浮动套件或不动套件用于插头及插座；

S2)选定采用连接器元件或转接板元件配置滑动腔孔及浮动平台；

S3)选定固定基座限位平台采用X-Y对称圆形，X向或Y向椭圆环形；

S4)选定固定基座压紧平台及限位平台的高度尺寸；

S5)选定连接端组件导向头座，选定引导距离，配合间隙；

S6)选定标准螺钉组，包括螺钉SD、螺母SM及相关安装方式；

S7)选定固定基座与连接端组件X方向跨距调节尺寸及对应行程；

S8)选定浮动套件在X,Y,Z三个方向的浮滑间隙及对应行程；

实施应用时，选定连接端组件限位方式、基座材质类型，以及选定固定、浮 动、限位尺寸及间隙后，根据安装面设计螺钉组件。

下面将采用实施例对本发明进行说明。

一种电连接器浮动连接装置的实施例1。

本发明实施例1，相关结构示意图参见附图5、附图6、附图7；产品是充换 电机柜电池充电部分，包括电动自行车锂电池包BP及电池充电仓BH；锂电池包 采用不动插座方式，组件包括，插座零件、电池包底面及安装通孔；充电机柜充 电仓采用浮动插头方式，组件包括，2个塑胶固定基座、一个浮动限位印制板、 一个插头零件。

浮动电连接头部分，附图后侧左右两端各有一个固定基座F-FB，自带垫螺 钉SS通过固定基座F-FB及浮动连接端组件F-MC，组成浮动插头套件；参见附 图7，插头F16T是不具备浮动特征的连接器元件、带有自备圆柱形的盲接引导 孔，将其焊接于浮动的插头转接板TBT，转接板TBT由厚度2.0毫米玻纤或铝基 印制电路板制作，板上配有快接连接器、直流熔丝、转接连接器，板上设有尺寸 为8.6mm*12mm的穿透性椭圆环形滑动腔孔，用于限位浮动滑移，嵌入固定基座 F-FB，所述固定基座，其压紧平台与限位平台在同一平面，限位柱高度为2.5mm， 安装通孔为直径3.2mm，选定两个固定基座间距尺寸60.9mm，安装于充换电柜电池仓1.5mm后面钢板上，安装采用SM3压铆背母，紧固螺钉为自带垫SW-M3，安 装采用定力矩工具按薄形钢板承受力度设定；

不动电连接座部分，插座F16Z是不具备浮动连接的连接器元件，带有自备 圆锥柱形的盲插引导头，位于引导孔塑料底座上、热塑有背装孔，尺寸为 D2.3*H10，两安装孔间距为41.9mm，锂电池包选定固定安装式插座，安装尺寸 按X方向不动原则配置、即配合锂电池包底部2个安装间距41.9mm的通孔，螺 钉选定自带垫自攻丝SWA-M3*10，X方向无可动间隙，安装采用定力矩工具按塑 料承受力度设定。

本实例选定不动插座方式，是基于锂电池包防水设计要求，所述插座F16Z 是防水规格，即插座外框的塑胶内外是隔水的，连接端子金属部件与塑胶配合为 无间隙，插座安装后电池包内外防水无泄漏。

一些情况下，锂电池包内部设有独立的防水内封装，插座不需要防水，可以 选定可动插座方式，参见附图8，设立插座转接板TBZ，由玻纤或铝基印制电路 板制作，插座F16Z安装于转接板TBZ上，TBZ板配有连接器元件、直流熔丝， 板上设有椭圆环形开口用于限位浮动滑移，选定2个固定基座F-FB，其限位柱 高度为2.5mm，安装通孔为直径3.2mm，整体安装于锂电池包底面板，组成浮动 电连接座。

本实例中，在插座插头X-Y平面，设有锥头柱形的引导柱及引导孔，在X-Y 平面中心，以X轴中心对称，以Y轴中心不对称，形成不对称限向插接配连，即 防呆快速插拔设计。

一种电连接器浮动连接装置的实施例2，如附图9所示。

本发明实施例2，产品是用于锂电池充电机柜系统整流器电源部分，包括交 流输入整流电源模块RM及插槽RS；电源模块RM采用浮动电连接座AZ、机柜的 模块插槽RS采用浮动电连接头AT；浮动组件包括，一个针座A16Z或孔头A16T 接插零件、4个塑胶固定基座A-FB；浮动电连接座组件，安装于电源模块后面 1.5mm钢板上；浮动电连接头组件，安装于机柜插槽后面4mm塑料面板上；本实 施例采用连接器元件的滑动腔孔及浮动平台方式，参见附图8、附图9、附图10。

固定基座A-FB，参见图11，安装通孔A-FB2直径3.2mm，限位柱A-FB4，直 径7.2mm，高度6.8mm，限位平台是直径12.5mm柱形平面，压紧平台低于限位平 台1mm，固定基座全高10.3mm。

连接器元件插头A16Z及插座A16T，带有自备的盲插引导柱及引导孔，带有 滑动腔孔及浮动平台，设有直径10mm的外侧开口式椭圆环形腔孔，两腔孔内侧 边缘间距是48.5mm，连接器元件带有浮动平台，高度6.3mm，宽度20mm，两浮 动平台外侧边缘尺寸是64mm。

固定基座、连接器元件采用阻燃加纤PC或PPS塑料及热塑工艺。

固定基座的安装，安装背面采用SM3压铆背母，紧固螺钉为自带垫SW-M3， 采用定力矩工具按薄形钢板承受力度设定。

本发明实例2中，可动的浮滑移动包括三个方向，参见附图4，在X、Y方 向，是在X-Y平面内，由基座A-FB的限位柱A-FB3与可动连接插头A-MC的限位 椭圆环形开口腔孔A-MC1配合完成移动对位，相关的尺寸是，SM3螺钉直径3.0mm， 固定基座A-FB的安装通孔A-FB1直径3.2mm，安装移位误差为0.2mm；在X方向， 选定两个固定基座安装间距尺寸58.5mm，安装浮动电连接头，滑移最大行程为 2.8mm；选定两个固定基座安装间距尺寸57.8mm，安装浮动电连接座，滑移最大 行程为2.1mm；在Y方向，A-FB的限位柱A-FB3直径是7.2mm，连接插头A-MC 的椭圆环形限位腔孔A-MC1半圆直径10.0mm，滑移最大行程为2.8mm；也即浮动 组件MTS可以在X-Y平面内以圆周方式，以可动行程自动按导向斜面移动对位； 在Z方向，固定基座A-FB的限位柱台A-FB3高度尺寸是6.8mm，连接插头A-MC 的限位平台A-MC2的高度是6.3mm，即浮动组件MTS可以在Z方向以0.5mm最大 可动行程浮移对位；倾斜方向，长度6.3*0.079＝0.5mm，即浮动时X-Y平面倾斜 角度可达到4.5度；在静置时，连接插头依据重力方向相应自然下垂浮动至下限 可移动位置点，并不会保持在浮动空间中间点位置；本实例中，在插座插头X-Y 平面，等边三角外形的引导柱及引导孔、插座插头上引导部位Z方向还设有两个凸筋凹槽结合面，三角引导柱孔是在中心以Y轴对称设计，但左右两侧沟槽方向 分置，于X方向0度和120度平面各一个，形成非对称设计，即本实例中，插接 配连是限向防呆的、单向顺行接入、反向限制插入。

一种电连接器浮动连接装置的实施例3，如附图11所示。

本发明实施例3，产品是用于锂电池充电机柜系统锂电池充电部分，包括电 动摩托车锂电池包BP及电池充电仓BH；锂电池包采用不动电连接头，组件包括， 电池包底固定基座安装柱台及通孔，由孔头连接器元件H16T按不动方式背面安 装；电池充电仓采用浮动电连接座，组件包括，一个针座连接器元件H16Z、2 个塑胶固定基座H-FB，H-FB与A-FB相同；相关结构示意图参见附图11、附图12。

固定基座H-FB，与固定基座A-FB相同，安装通孔FB2直径3.2mm，限位柱 FB4，直径7.2mm，高度6.8mm，限位平台是直径12.5mm柱形平面，压紧平台低 于限位平台1mm，固定基座全高10.3mm。

连接器元件插头H16Z及插座H16T，带有自备的盲插引导柱及引导孔，带有 滑动腔孔及浮动平台，设有直径10mm的外侧开口式椭圆环形腔孔，两腔孔内侧 边缘间距是48.5mm，连接器元件带有浮动平台，高度6.3mm，宽度20mm，两浮 动平台外侧边缘尺寸是64mm。

固定基座、连接器元件采用阻燃加纤PC或PPS塑料及热塑工艺。

浮动电连接座，选定针座连接器元件H16Z，组成可动连接端组件H-MC，配 合固定基座H-FB，安装于充电机柜电池充电仓BH后面板1.5mm钢板上，安装背 面采用SM3压铆背母工艺，紧固螺钉为自带垫SW-M3，安装采用定力矩工具按薄 形钢板承受力度设定。

在X方向，选定两个固定基座安装间距尺寸58.5mm，在X-Y方向，H-FB的 限位柱FB3直径是7.2mm，连接器元件的开口椭圆环形限位腔孔H-MC1半圆直径 10.0mm，即浮动组件MTS可以在X-Y平面内按圆周方式，以2.8mm最大可动行程 自动按导向斜面移动对位；在Z方向上，固定基座的限位柱FB3高度是6.8mm， 连接器元件的浮动平台H-MC2高度是6.3mm，即Z方向浮动最大可动行程是0.5mm； 即组件压紧固定安装后，可完成X-Y-Z三个方向的浮滑移动。

不动电连接座，安装于锂电池包底部。

当选定连接组件安装，参见图11下侧子图，选定两个固定基座安装间距尺 寸55.7mm，基座下方加入厚度0.5mm的M3平垫，安装孔头元件H16T，安装公差 是0.2mm，X方向滑移间隙为0mm，Z方向浮动间隙为0mm，此时H16T处于固定 状态。

当选定连接器元件直接安装，参见图12，即选定孔头元件H16T底面引导孔 后部位置固定孔，锂电池包塑料底座上对应为2个直径3.0mm的通孔，采用密封 防水设计、图中可见中间层放置垫片，是橡胶或硅胶材质，0.5mm厚度，配装于 电池包塑胶后面板上，螺钉选定自带垫自攻丝SWA-M3*10，安装采用定力矩工具 按塑料承受力度设定。

本实例中在插座插头X-Y平面三角形的引导柱及引导孔，三角引导柱孔是在 中心以Y轴对称设计，选定B保留在插头H16T上两个引导柱部位保留凹槽、不 设置在插座H16Z上三角形限向凸筋，左右两侧的三角面上无沟槽、不限向，形 成对称可插入连接；即在连接器X方向是按外观浮动对准插入的双向对称接入， 正反向均可顺利插入。

本发明实例中，实例1选定印制板与固定基座相对自构浮滑移动，大幅改善 了普通连接器快速连接性能且简单便宜，批量成本低且一致性优良，适应于大批 量工业品，也适合于消费品；实例2选定双边浮动连接，特别适合专业化应用， 如通信、电力、能源等工业化产业、也适用于科研试验设备；实例3选定单边浮 动连接，固定端口密闭防水设计容易实施，塑胶材质简单实用、批量成本低且一 致性优良，适应于大批量消费品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发 明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电连接器浮动连接方法，包括，其特征在于，包括以下步骤：

1-1)在电连接端头部件之插头及插座中至少一个设立浮动套件MTS，所述浮动套件由固定基座FB、可动连接端组件MC、标准螺钉组SS组成，套件以自构组件形式，完成可动连接端组件MC与固定基座FB的相对浮滑移动并按最大间隙限位，实现对标准螺钉组SS安装位置的三个空间方向的浮动；

1-2)在电连接端头部件之插头及插座中，选定当不采用浮动套件时，采用不动套件FTS；

1-3)选定浮动套件的插头插座浮动连接，包括：

1-3-1)是浮动电连接头配合浮动电连接座；

1-3-2)是浮动电连接头配合不动电连接座；

1-3-3)是浮动电连接座配合不动电连接头。

2.根据权利要求1所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

2-1)所述固定基座FB，设有：压紧平台FB1、圆柱形通孔FB2，限位柱FB3、限位平台FB4；

2-2)所述可动连接端组件MC，设有：滑动腔孔MC1、浮动平台MC2；

2-3)所述标准螺钉组SS，选定标准件螺钉SD及标准件螺母SM；

2-4)所述固定基座FB，选定参考安装设计的标准螺钉直径Ds，其圆柱形通孔FB2直径选定为1.05-1.1Ds，限位柱FB3设于通孔FB2外周，其控制浮动套件在安装平面方向滑动，直径选定为1.8-2.8Ds，高度与被限制的浮动平台对应，预留高度方向限位间隙，压紧平台FB1设于通孔FB2上部，平面尺寸大于圆形螺钉盖，选定直径为2.2-2.9Ds，高度选定为0.7-1.8Ds，限位平台FB4位于通孔FB2外周上部，其平面尺寸大于限位柱的平台面及间隙位移；固定基座的压紧平台、圆柱形通孔、限位柱形成固定基座的安装功能，进一步地，是浮动套件的安装功能件，固定基座的限位平台、限位柱形成固定基座的限位控制功能；

2-5)所述可动连接端组件MC，其滑动腔孔MC1，是圆或椭圆环形腔孔，其外周尺寸大于固定基座的限位柱FB3且按预设尺寸保留间隙，可包纳并相对滑动于限位柱，并按最大间隙限位；浮动平台MC2，其平面内周边缘尺寸小于固定基座的限位平台FB4的平台外周、与限位柱配合，形成受限浮动；

2-6)所述浮动连接，包括：所述固定基座FB，配以标准螺钉SD、穿过固定基座FB的柱形通孔FB2、盖压在压紧平台FB1上表面、通过装配面对应安装孔及背后螺纹螺母SM、将固定基座FB在高度方向的下表面即底面贴紧安装于使用物体安装面上；在安装平面方向，所述连接端组件MC，其滑动腔孔MC1，内部边缘包嵌固定基座的限位柱，对应间隙用于配合连接端组件MC在安装平面内两个方向X-Y方向的移动及限位，是相对于固定基座FB的可浮动移位、且因相对间隙按选定容许尺寸设定、是第一方向X向、第二方向Y向的限位浮移，也是相对在X-Y平面内按椭圆环形限位移动；在安装高度方向，限位柱FB3上部设有限位平台FB4、有与被装连接端组件浮动平台MC2形成留空的高度间隙、用于连接端组件在安装面垂直方向的浮动及限位，因相对间隙按选定容许尺寸设定，是相对于固定基座的第三方向Z向限位浮移。

所述三方向X、Y、Z，对应于连接端组件安装平面上最大尺寸方向称为X方向、安装平面上于此X方向垂直称为Y方向，于X-Y平面垂直称为Z方向；

2-7)所述浮动套件MTS，是由标准螺钉组SS、固定基座FB、可动连接端组件MC共同组成，固定基座FB是套件的安装功能件，还是浮动控制功能件，可动连接端组件MC是浮动受控功能件，与固定基座之间在三维度上的间隙提供了浮动空间及限位；浮动套件完成可动连接端组件MC与固定基座FB的相对浮动，并因此形成与标准螺钉组SS安装位置的相对浮动；

2-8)所述不动套件FTS，可以是由固定基座FB、可动连接端组件MC组成，在安装平面上X、Y方向，选定安装间距，使两个固定基座与可动连接端组件紧密配合，标准螺钉组安装后，在X、Y方向上无移动间隙；还可以是，选定不用固定基座，用固定型连接端组件FC，所述固定型连接端组件，用标准螺钉组安装后，组件是不能移动的。

3.据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

3)选定可动连接端组件MC，其受限浮动平面对应的限位平台MC2及相应滑动腔孔MC1，按应用场景需要选型，还包括：

3-1)选定采用连接器元件配置浮动平台及滑动腔孔；

3-2)选定采用转接板元件配置浮动平台及滑动腔孔。

4.根据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：选定固定基座FB，所述限位平台FB4，包括：

4-1)限位平台采用X-Y方向对称基本外形，可以是方形、圆形；

4-2)限位平台采用X向较长基本外形，可以是矩形、椭圆环形；

4-3)限位平台采用Y向较长基本外形，可以是矩形、椭圆环形。

5.根据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：选定固定基座FB，所述压紧平台FB1、限位平台FB4，上部平面可以在同一平面，也可以相差距离HBg，尺寸HBg为0.5-2mm，优选1mm，调节位置配合安装高度及保证平台强度，还包括：

5-1)压紧平台FB1等于限位平台FB4，在同一平面；

5-2)压紧平台FB1高于限位平台FB4，间距为HBg；

5-3)压紧平台FB1低于限位平台FB4，间距为HBg。

6.根据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

6)选定固定基座FB，按应用场景需要的尺寸、强度、数量、成本，调整零件的材质及加工工艺；

6-1)选定固定基座FB，材质为阻燃工程塑料，热模注塑工艺；

6-2)选定固定基座FB，材质为复合粉末金属，成型烧结工艺；

6-3)选定固定基座FB，材质为金属铝或铁料，墩打成型工艺；

6-4)选定固定基座FB，材质为金属或非金属，车削铣切工艺。

7.据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

选定可动连接端组件MC，对应于浮动连接，设立导向头及导向座，并配置于相对连接的插头及插座的X-Y平面对应位置，同时在高度Z方向对位配合；所述导向头或导向座，引导端头是倾角斜面导向配合，按前置导向距离HFg，并留有一定间隙XFg，设立斜向导引配合面，斜面角度选定为45度。选定HFg为2-4mm，优选为3mm，选定XFg为0.5-1.5mm，优选为1mm，用于浮动连接近距导向连接的相互位置配合；引导基体外形可以是：圆形柱孔、正三角柱孔、矩形边框、圆形边框、椭圆环形边框；可选地，在导向头和导向座的高度Z方向，按X、Y面分别配置导向凸筋凹槽，形成不对称限向插接；

所述可动电连接端组件，选定快速盲插类型的电连接插头插座端子，可以是冠簧孔、园柱针，也可以是，双簧片头、外包片座。

8.根据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

8-1)选定标准螺钉组SS，对应于固定基座的FB1安装孔，配合连接端组件安装位，采用公制标准螺钉SD，选定螺钉的直径、头型、丝长，螺母安装面选定对应螺母SM的直径、高度、锁紧型式，螺母型式可以是通用螺母、预埋或嵌入螺母、铆接螺母；

8-2)选定标准螺钉组SS，对应于固定基座的FB1安装孔，配合连接端组件安装位，采用英制标准螺钉SD，选定螺钉的直径、头型、丝长，螺母安装面选定对应螺母SM的直径、高度、锁紧型式，螺母型式可以是通用螺母、预埋或嵌入螺母、铆接螺母；

8-3)选定标准螺钉组SS，对应于固定基座的FB1安装孔，配合连接端组件安装位，采用自攻螺钉SD，选定螺钉的直径、头型、丝长，安装面选定对应材质为塑料，对应位置可预置定位小孔。

9.根据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

选定固定基座FB及标准螺钉组SS，对应于浮动套件中的可动连接端组件MC上对应于环形腔孔MC1中心的安装孔位置，选定配置个数为2-4，优选为2，用于浮动套件的固定安装；

对应于浮动套件中连接端组件安装平面X向相对两安装孔，根据移动中位点，选定与连接端组件两安装孔对应标准间距Ps，选定额定的单向可动间隙最大尺寸Pg，根据固定限位台基座安装孔，对应选定安装方式包括：

9-1)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P1等于尺寸Ps，此时连接端组件左右滑动最大尺寸为Pg；

9-2)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P2略小于尺寸Ps，但大于Ps-0.5Pg,此时连接端组件左右滑动最大尺寸小于Pg，但大于0.5Pg；

9-3)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P3略大于尺寸Ps，但小于Ps+0.5Pg，此时连接端组件左右滑动最大尺寸大于Pg，但小于1.5Pg；

9-4)对应连接端组件两侧安装孔的X方向，选定两个固定限位台基座，选定安装孔间距P0等于尺寸Ps-Pg，此时连接端组件X向左右滑动尺寸等于0，即此时浮动套件中连接端组件为左右不可滑动。

10.根据权利要求2所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，还包括：

所述浮动套件，连接端组件的滑动腔孔与固定基座相对可动，在X-Y平面可按椭圆环形轨迹滑动，在X方向留有直行滑动间隙Xg、在Y方向留有直行滑动间隙Yg；连接端组件的滑动腔孔，上部为限位平台，在Z方向可按直线轨迹滑动，在Z方向留有直行滑动间隙Zg；

所述浮动套件，连接端组件，安装平面上两个环形腔孔及上部受限平面，与基座柱台之间间隙，可形成X-Y安装面的可浮动倾斜夹角，进一步地，该最大设计夹角a，受限尺寸与关联矩形尺寸长度L及高度H关联，受限增量尺寸计算是Hv＝L*sin[a]，Lv＝H*sin[a]；

10-1)选定组件相对滑动间隙最大尺寸Pg，优选尺寸范围为1-3mm；

10-2)对应于组件安装孔的X方向，选定连接端组件与基座台柱内侧间隙尺寸为0.5Pg，对应基座，组件在X向相对可动行程Xg为Pg；

10-3)对应于组件安装孔的Y方向，选定连接端组件与基座台柱内侧间隙尺寸为0.2-0.4Pg，组件在Y向相对可动行程Yg为0.4-0.8Pg。

10-4)选定组件Z向相对滑动间隙最大尺寸为0.3-0.6Pg，组件在Z向相对可动行程Zg为0.3-0.6Pg。

10-5)选定组件可浮动倾斜角度小于5度，优选为2-3度；

10-6)选定可倾角小于5度时，受限增量尺寸比Sin[5°]＝0.09；

10-7)选定可倾角小于3度时，受限增量尺寸比Sin[3°]＝0.05。

11.一种电连接器浮动连接装置，包括选定转接板元件配置滑动腔孔及浮动平台，其特征在于，还包括：选定浮动电连接头MCS-FT、选定不动电连接座FCS-FZ；所述浮动电连接头由固定基座F-FB，可动连接端组件F-MC、螺钉组SS组成；所述螺钉组是自带垫M3螺钉、M3压铆背母；所述固定基座，是阻燃塑料制品，安装通孔FB2直径3.2mm，限位柱FB4，直径6.5mm，高度2.5mm，限位平台是直径12mm柱形平面，压紧平台与限位平台同一平面，固定基座全高6mm；所述可动连接端组件是转接板元件配置滑动腔孔及浮动平台，由插头转接板TBT、插头F16T组成，插头F16T是不具备浮动特征的连接器元件、功率端子是双簧片头、带有自备的盲插引导孔座，转接板TBT是厚度2.0毫米玻纤印制电路板，板上设有尺寸为8.6mm*12mm的穿透性椭圆环形滑动腔孔，两个滑动腔孔中心距是66.4mm，选定两个固定基座间距尺寸60.9mm，浮动组件整体安装于厚度1.5mm钢板上；所述不动电连接座FCS-FZ，选定固定型连接端组件FC，即插座F16Z，是不具备浮动连接的连接器元件，功率端子是外包片座、带有自备的盲插引导柱头，其底座背装孔大小D2.3*H10，两安装孔间距为41.9mm，选定自带垫自攻丝SWA-M3*10，透过3mm塑料面板对应通孔固定，插座不能移动，完成不动组件安装。

12.根据权利要求11所述的一种电连接器浮动连接方法及装置，其特征在于，包括选定连接器元件配置滑动腔孔及浮动平台，其特征在于，还包括：选定浮动电连接座MCS-AZ、选定浮动电连接头MCS-AT；所述浮动电连接端头由固定基座A-FB，可动连接端组件A-MC、螺钉组SS组成；所述螺钉组是自带垫M3螺钉、M3压铆背母；所述固定基座，是阻燃塑料制品，安装通孔FB2直径3.2mm，限位柱FB4，直径7.2mm，高度6.8mm，限位平台是直径12.5mm柱形平面，压紧平台低于限位平台1mm，固定基座全高10.3mm；所述可动连接端组件是连接器元件配置滑动腔孔及浮动平台，分别由插座A16Z/插头A16T组成，是连接器元件、功率端子是冠簧孔座/柱形针头，带有自备的盲插引导柱孔，带有滑动腔孔及浮动平台，设有直径10mm的外侧开口式椭圆环形腔孔，两腔孔内侧边缘间距是48.5mm，连接器元件带有浮动平台，高度6.3mm，宽度20mm，两浮动平台外侧边缘尺寸是64mm，分别选定两个固定基座间距尺寸58.5/57.8mm，安装于厚1.5mm钢板上/厚4mm塑料上，完成浮动组件安装。

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