CN113193405B - 一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，包括若干端子、绝缘板、灌封壳、插口和金属法兰；所述若干端子设置于所述插口内并通过绝缘板固定，所述端子包括弹性插孔型端子或棒形插针型端子；所述金属法兰的一侧设置有所述插口、另一侧设有所述灌封壳，所述灌封壳底部设置有若干引脚，所述引脚的输出方向与所述端子相同，所述端子与所述引脚相连接。本发明提供了一种新的超小型电连接器结构,包含一种新的微小型端子组合，能解决超小型电连接器工艺可控性差、插合易损等可靠性问题。

Description

一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器

技术领域

本发明涉及电连接器领域，具体为一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器。

背景技术

轻量化、小型化的技术发展强烈需要具有高度可靠性的超小型矩形电连接器的支持,而现有国产超小型矩形J63型电连接器（端子间距0.635mm）的研制尚不成熟，其物理外观借用进口MIL-C-32139标准，但端子使用微型化“麻花针”插针（8线绞合、碰撞隆起、激光粘合头部形成），导致J63存在以下三项技术缺陷而可靠性差：其一,“麻花针”插针采用多线绞合、碰撞隆起、激光粘合头部形成，受工艺制约,“麻花针”结构一致性差,插拔力离散性大,往往采取过大的插拔力设置弥补，连接性能差、插合金层易损；其二,使用小而不可卸的紧固件,易发生滑扣且修复困难；其三,引脚排列密集，焊接困难且难以检测与修复。

本发明采用新的技术路径，获得了一种连接高度可靠、插拔寿命大于500次且使用安全便利的超小型矩形插头电连接器，体积约为矩形电连接器J30（端子间距1.27mm）的30％，可满足各类恶劣环境的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠、超小型矩形插头电连接器，采用一种新的微小型端子组合和新的电连接器结构,以解决上述背景技术中提出的全部问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，包括若干端子、绝缘板、灌封壳、插口和金属法兰；

所述若干端子设置于所述插口内并通过绝缘板固定，所述端子包括弹性插孔型端子或棒形插针型端子；

所述金属法兰的一侧设置有所述插口，所述金属法兰的远离所述插口的一侧设有所述灌封壳，所述灌封壳底部设置有若干引脚，所述引脚的输出方向与端子相同，所述端子与所述引脚的连接处设置在灌封体内部，所述端子与所述引脚的连接处采用无缝焊接。

优选的，所述若干端子包括弹性插孔型端子和棒形插针型端子，其排列间距均为1.06±0.02mm，所述引脚由导电材料制作，所述若干引脚的排间距为1.5±0.02mm、列间距为1.27±0.02mm。

优选的，所述弹性插孔型端子包括前段二、中段和后段二，所述前段二为口部大、底部小的喇叭形空心管状结构且直径大于所述中段，所述前段二的管壁上均布设有多个劈槽二,所述劈槽二的槽口宽度由口部到底部线性增大；所述中段为空心管状结构，所述中段的管壁上有多个与所述劈槽二连通的劈槽一；所述后段二为实心圆棒形结构，所述后段二为台阶型结构，所述后段二的后部直径大于前部直径，所述后段二设有可供引脚安装的引脚安装部一。

优选的，所述棒形插针型端子为锥头圆棒形结构，包括前段一和后段一，所述前段一为锥形结构，所述前段一的头部直径小于底部直径；所述后段一为圆棒形结构，其直径大于前段一，所述后段一设有可供所述引脚安装的引脚安装部二。

优选的，所述插口为矩形但非对称结构，所述金属法兰上靠近所述插口的一侧设有金属O型圈，所述金属O型圈使用的材料为不锈钢金属软管，所述金属法兰上在所述插口的两侧对称设有紧固件。

优选的，所述灌封壳为矩形空腔结构，所述灌封壳内填充有灌封体，所述灌封体覆盖所述端子的后段二和引脚的一部分。

优选的，所述灌封壳下端前后两侧对称设有螺纹孔，所述灌封壳中部设有底部台阶，所述底部台阶对PCB起到导向安装作用，所述螺纹孔用于连接器与PCB的固定，所述引脚与PCB上的电路连接。

优选的，还包括一种除尘装置，所述除尘装置与所述插口可拆卸连接，所述除尘装置包括：

除尘壳，所述除尘壳的左端上下侧设有出风口，所述除尘壳内部设有第四空腔，所述除尘壳右端设有进风口，所述进风口的侧壁为倾斜状，所述出风口、第四空腔和进风口连通；

固定壳，所述固定壳为圆柱形结构，所述固定壳设置在所述第四空腔内部，所述固定壳左端与所述第四空腔的左端固定连接，所述固定壳左端外侧固定连接有电机一，所述电机一固定连接有转动轴一，所述转动轴一贯穿所述固定壳的左端固定连接有转动板一，所述转动板一与所述固定壳的内壁上的环槽滑动连接，所述固定壳的侧壁周向均布设有若干出气孔，所述固定壳的外端固定套设有过滤装置，所述过滤装置的右端与所述第四空腔的右端固定连接，所述过滤装置的左端固定连接有封板，所述封板与所述固定壳的侧壁固定连接；

防尘壳，所述防尘壳左端与所述除尘壳可拆卸连接，所述防尘壳的右端上下对称设有凹槽一，所述防尘壳内部中段上下两侧对称设有凸块，所述凸块之间设有抽风机，所述防尘壳内部左右两端贯穿设有吸尘口，所述吸尘口大于所述插口大小；

两个固定板，所述两个固定板与所述插口的上下两侧卡接，所述固定板固定连接有弹簧二，所述弹簧二与卡槽的上下壁面固定连接，所述卡槽设置在所述防尘壳的右侧；

两块防尘板，所述两块防尘板为梯形结构，且二者完全相同，所述两块防尘板分别与所述凸块的左端滑动连接，所述防尘板与拉杆固定连接，所述拉杆与转动杆转动连接，所述转动杆与活动套转动连接，所述活动套滑动套设在套杆上，所述套杆左右两侧对称设有支撑柱，所述支撑柱与所述除尘壳的外壁固定连接，所述活动套上端转动连接有连接杆，所述连接杆与转盘偏心连接，所述转盘与转动轴二固定连接，所述转动轴二贯穿所述除尘壳的外壁与电机二固定连接，所述电机二与所述除尘壳的内壁固定连接；

两个架体，所述两个架体的右端上下对称设置在所述除尘壳右端的缺口处，所述架体的左端与所述转动板一固定连接，所述架体左端设有凹槽二，所述架体右端设有凹槽三，所述凹槽二内部设有弹簧三，所述弹簧三与转动块固定连接，所述转动块贴合所述固定壳的内壁与其滑动连接，所述凹槽三左右两侧固定连接有固定杆，所述固定杆上转动套设有清洁套，所述清洁套表面裹有沾尘垫。

优选的，还包括：

若干力传感器：所述中段的内壁周侧设置若干测量层，所述若干力传感器一一对应分别设置在测量层内部，用于检测棒形插针型端子插入弹性插孔型端子时中段不同位置受到的挤压力；

报警器：所述报警器设置在所述金属法兰的表面；

控制器：所述控制器与所述力传感器和报警器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器根据若干力传感器中的最大检测值和公式（1）计算出棒形插针型端子插入弹性插孔型端子时中段的切应力；

（1）

其中，P为棒形插针型端子插入弹性插孔型端子时中段的切应力，A为测量层的表面积，F_MAX为若干力传感器中的最大检测值，D为中段靠近后段二一端的端口内径，d为中段靠近前段二一端的端口内径，S为去除劈槽一后中段内壁的表面积，r为劈槽一宽度对应的弧长，L为劈槽一的长度；

步骤2：控制器根据步骤1中计算出的棒形插针型端子插入弹性插孔型端子时中段的切应力以及公式（2）计算出中段的最大变形值，控制器比较中段的最大变形值和预设变形值，若中段的最大变形值大于预设变形值，则报警器报警，提醒使用者及时更换弹性插孔型端子，若中段的最大变形值小于预设变形值，则报警器不报警；

（2）

其中，K为中段的最大变形值，D₁为棒形插针型端子插入中段的部分的外径，E为中段的弹性模量，

为中段的壁厚，A为中段的轴向横截面积，

为弹性插孔型端子的泊松比。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明绝缘板结构示意图；

图3为本发明的弹性插孔型端子结构示意图；

图4为本发明的棒形插针型端子结构示意图；

图5为本发明的灌封壳结构底视图；

图6为图1中的除尘装置A向视图；

图7为图6中的转动杆连接示意图；

图8为本发明的架体结构示意图。

图中：1、端子；2、紧固件；3、金属法兰；4、灌封壳；5、插口；6、绝缘板；7、引脚；8、屏蔽O型圈；9、棒形插针型端子；901、前段一；902、后段一；10、弹性插孔型端子；11、后段二；12、中段；1201、劈槽一；13、前段二；1301、劈槽二；14、螺纹孔；15、底部台阶；16、转动块；17、固定杆；18、清洁套；19、弹簧三；20、转动轴二；21、除尘壳；2101、出风口；2102、第四空腔；2103、进风口；22、固定壳；2201、出气孔；23、转动板一；24、电机一；25、转动轴一；26、架体；2601、凹槽二；2602、凹槽三；27、过滤装置；28、防尘壳；2801、凸块；2802、吸尘口；29、抽风机；30、卡槽；31、弹簧二；32、电机二；33、固定板；34、转盘；35、防尘板；36、拉杆；37、转动杆；38、封板；39、套杆；40、活动套；41、支撑柱；42、连接杆；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，如图1-4所示，包括若干端子1、绝缘板6、灌封壳4、插口5和金属法兰3；

所述若干端子1设置于所述插口5内并通过绝缘板6固定，所述端子1包括弹性插孔型端子10或棒形插针型端子9；

所述金属法兰3的一侧设置有所述插口5，所述金属法兰3的远离所述插口5的 一侧设有所述灌封壳4，所述灌封壳4底部设置有若干引脚7，所述引脚7的输出方向与端子1相同，所述端子1与所述引脚7的连接处设置在灌封体内部，所述端子1与所述引脚7的连接处采用无缝焊接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

绝缘板6、灌封壳4和灌封体等，用于端子1和引脚7的固定与保护，防止运输与使用的损坏；插口5用于插头和插座的匹配，引脚7用于电连接器与PCB上电路的连接，其输出方向与端子1的输出方向相同,以满足应用场景的使用要求，端子1与所述引脚7的连接处采用无缝焊接，较之于现有产品普遍采用的压接方式（圆棒与多边形孔套结合、多缝），可完全杜绝产品生产过程中液状树脂灌封时发生“渗胶”的可能，组合使用弹性插孔型端子10和棒形插针型端子9可以解决背景技术提出的“麻花针”插针采用多线绞合、碰撞隆起、激光粘合头部形成，受工艺制约,“麻花针”结构一致性差,插拔力离散性大,往往采取过大的插拔力设置弥补，连接性能差、插合金层易损；使用小而不可卸的紧固件,易发生滑扣且修复困难的技术问题。

实施例2

在上述实施例1的基础上，如图1所示，所述若干端子1的排列间距均为1.06±0.02mm，所述引脚7由导电材料制作，所述若干引脚7的排间距为1.5±0.02mm、列间距为1.27±0.02mm。

上述技术方案的有益效果为：

端子1排列间距采用1.06±0.02mm，使得电连接器的体积缩小到现有矩形电连接器J30（端子间距1.27mm）的25％，实现了电连接器的超小型化；插头上可选择安装弹性插孔型端子10或棒形插针型端子9，以符合不同场景的使用要求。

实施例3

在上述实施例1的基础上，如图3所示，所述弹性插孔型端子10包括前段二13、中段12和后段二11，其中：所述前段二13为口部大、底部小的喇叭形空心管状结构且直径大于所述中段12，所述前段二13的管壁上均布设有多个劈槽二1301,所述劈槽二1301的槽口宽度由口部到底部线性增大；所述中段12为空心管状结构，所述中段12的管壁上有多个与所述劈槽二1301连通的劈槽一1201；所述后段二11为实心圆棒形结构，所述后段二11为台阶型结构，所述后段二11的后部直径大于前部直径，所述后段二11设有可供引脚安装的引脚安装部一；

所述棒形插针型端子9为锥头圆棒形结构，包括前段一901和后段一902，所述前段一901为锥形结构，所述前段一901的头部直径小于底部直径；所述后段一902为圆棒形结构，其直径大于前段一901，所述后段一902设有可供所述引脚7安装的引脚安装部二，引脚安装部一和引脚安装部二可为焊接孔或压接孔等。

上述技术方案的有益效果为：

劈槽收口型结构的弹性插孔型端子10与棒形插针型端子9的组合应用，可大大提高端子的连接可靠性，改现有麻花针的点状接触为端子配合的环带状接触，可有效避免端子配合与分离时对镀层的破坏，而端子配合与分离时对镀层的破坏已成为装备系统的隐性故障源之一，因久而锈蚀导致端子连接失效进而导致系统崩溃风险；劈槽收口型结构的弹性插孔型端子10和棒形插针型端子9的微小型化形成的端子1，为电连接器的小型化创造了条件，同时，弹性插孔型端子10采用劈槽收口结构较之于现有的麻花针加工精度大大提高，从而显著改善插拔力的一致性和电镀质量；弹性插孔型端子10采用外喇叭口部结构，可为端子位置度安装公差提供充分的设计冗余，可有效防止端子配合时对弹性插孔型端子10口部可能造成的物理破坏。

实施例4

在实施例1的基础上，如图4所示，所述插口5为矩形但非对称结构，所述金属法兰3上靠近所述插口5的一侧设有金属O型圈8，所述金属O型圈8使用的材料为不锈钢金属软管，所述金属O型圈8在一定应用场合可以选择不使用所述金属法兰3上在所述插口5的两侧对称设有紧固件2，所述紧固件2为螺母或螺钉。

上述技术方案的有益效果为：

插口5设计为矩形、非对称口结构设计，有效防止了使用者的反插，增加该发明的实用性，使用者的反插，可能造成插座、插头的损坏，更严重的是电路的连接错误与系统损毁。金属O型圈8，使用不锈钢金属软管的材料制作，嵌入安装在金属法兰3上，利用其良好的弹性，配合上述设置有台阶的紧固件2使用，被挤压后可填补插座电连接器与被安装结构间的微小间隙，在实现良好EMC隔离的同时提高金属法兰3与被安装结构的导电率，所述紧固件2与插头上的螺钉结合，保证插头与插座牢固连接而不至于发生脱离，当紧固件2上设置台阶时，在实现连接器与被安装结构的紧固的同时，挤压金属O型圈8以帮助其实现下述功能，增加该发明的实用性。

实施例5

在实施例3的基础上，如图5所示，所述灌封壳4为矩形空腔结构，所述灌封壳4内填充有灌封体，所述灌封体覆盖所述端子1的后段二11和引脚7的一部分；

所述灌封壳4下端前后两侧对称设有螺纹孔14，所述灌封壳4中部设有底部台阶15，所述底部台阶15对PCB起到导向安装作用，所述螺纹孔14用于连接器与PCB的固定，所述引脚7与PCB上的电路连接，其连接方式可选择焊接或压接方式连接。

上述技术方案的有益效果为：

所述灌封壳4上设置的两个对称的螺纹孔14，用于连接器与被安装PCB之间的固定，使用时，先通过灌封壳4上设置的两个螺纹孔14实现连接器与被安装PCB间的固定，后实施引脚焊接，确保引脚7在焊接后不存在内部应力；所述底部台阶15高于所述灌封壳4的地平面，用于引脚7焊接时空气的流通，以保证焊锡中气体的排出，以避免发生虚焊，解决了背景技术提出的引脚7排列密集，焊接困难且难以检测与修复的技术问题。

实施例6

在上述实施例1的基础上，如图6-图8所示，还包括一种除尘装置，所述除尘装置与所述插口5可拆卸连接，所述除尘装置包括：

除尘壳21，所述除尘壳21的左端上下侧设有出风口2101，所述除尘壳21内部设有第四空腔2102，所述除尘壳21右端设有进风口2103，所述进风口2103的侧壁为倾斜状，所述出风口2101、第四空腔2102和进风口2103连通；

固定壳22，所述固定壳22为圆柱形结构，所述固定壳22设置在所述第四空腔2102内部，所述固定壳22左端与所述第四空腔2102的左端固定连接，所述固定壳22左端外侧固定连接有电机一24，所述电机一24固定连接有转动轴一25，所述转动轴一25贯穿所述固定壳22的左端固定连接有转动板一23，所述转动板一23与所述固定壳22的内壁上的环槽滑动连接，所述固定壳22的侧壁周向均布设有若干出气孔2201，所述固定壳22的外端固定套设有过滤装置27，所述过滤装置27的直径大于进风口2103的直径，所述过滤装置27的右端与所述第四空腔2102的右端固定连接，所述过滤装置27的左端固定连接有封板38，所述封板38与所述固定壳22的侧壁固定连接；

防尘壳28，所述防尘壳28左端与所述除尘壳21可拆卸连接，所述防尘壳28的右端上下对称设有凹槽一，所述防尘壳28内部中段上下两侧对称设有凸块2801，所述凸块2801之间设有抽风机29，所述防尘壳28内部左右两端贯穿设有吸尘口2802，所述吸尘口2802大于所述插口5大小；

两个固定板33，所述两个固定板33与所述插口5的上下两侧卡接，所述固定板33固定连接有弹簧二31，所述弹簧二31与卡槽30的上下壁面固定连接，所述卡槽30设置在所述防尘壳28的右侧；

两块防尘板35，所述两块防尘板35为梯形结构，且二者完全相同，所述两块防尘板35上下相对设置，使得两倾斜面互相配合，所述两块防尘板35分别与所述凸块2801的左端滑动连接，所述防尘板35与拉杆36固定连接，所述拉杆36与转动杆37转动连接，所述转动杆37与活动套40转动连接，所述活动套40滑动套设在套杆39上，所述套杆39左右两侧对称设有支撑柱41，所述支撑柱41与所述除尘壳21的外壁固定连接，所述活动套40上端转动连接有连接杆42，所述连接杆42与转盘34偏心连接，所述转盘34与转动轴二20固定连接，所述转动轴二20贯穿所述除尘壳21的外壁与电机二32固定连接，所述电机二32与所述除尘壳21的内壁固定连接；

两个架体26，所述两个架体26的右端上下对称设置在所述除尘壳21右端的缺口处，所述架体26的左端与所述转动板一23固定连接，所述架体26左端设有凹槽二2601，所述架体26右端设有凹槽三2602，所述凹槽二2601内部设有弹簧三19，所述弹簧三19与转动块16固定连接，所述转动块16贴合所述固定壳22的内壁与其滑动连接，所述凹槽三2602左右两侧固定连接有固定杆17，所述固定杆17上转动套设有清洁套18，所述清洁套18表面裹有沾尘垫。

上述技术方案的工作原理为：

使得插口5与防尘壳28卡接时，插口5对防尘壳28内部的固定板33进行挤压，使得弹簧二31压缩，在弹簧二31的弹性作用下使得插口5与防尘壳28卡接，防尘壳28的吸尘口2802用于吸尘，在启动抽风机29前，先启动电机二32，通过转动轴二20带动转盘34转动，与转盘34偏心连接的连接杆42转动，带动活动套40沿着套杆39的水平方向进行移动，推动转动杆37向外侧转动，从而拉动拉杆36向两侧移动，防尘板35向两侧滑动，使得吸尘口2802与进风口2103连通，关闭电机二32，启动抽风机29，将第四空腔2102内部的空气排出出风口2101，使得除尘装置内部的压强降低，将插口5中的端子1内部的灰尘吸出，吸出的灰尘随着空气沿着吸尘口2802进入进风口2103，从出气孔2201排出，空气中的灰尘经过过滤装置27的过滤，灰尘留在过滤装置27内部，空气排出出风口2101，在过滤过程中，电机一24启动，带动转动轴一25转动，使得转动板一23在固定壳22内壁沿着滑动，带动与其固定的架体26转动，架体26带动清洁套18转动。

上述技术方案的有益效果为:

通过设置过滤装置27，达到空气与灰尘分离的目的，实现除尘的功能，所述过滤装置27的直径大于进风口2103的直径，防止带有空气的灰尘由出风口2101中排出，对空气造成污染，固定板33的右端为倾斜端，在与插口5进行连接时起到导向作用，通过弹簧二31的弹性作用，达到了插口5与防尘壳28卡接的目的，只需拉拽防尘装置即可对除尘装置与连接器之间进行拆卸，大大提高了除尘装置的灵活性和适用性，通过设置在清洁套18表面设置粘尘垫，使其外端与与过滤装置27的内壁接触，可以对过滤装置27表面进行清扫，防止灰尘对过滤装置27表面造成堵塞，导致无法进行除尘过程，两块防尘板35上下相对设置，使得两倾斜面互相配合，可以保证在两块防尘板35接触配合时，外部空气与灰尘无法进入插口5中的端子1内部，提高了除尘装置的密封性，防尘壳28左端与除尘壳21可拆卸连接，可在除尘工作完成后拆卸除尘壳21，防尘壳28壳在不插接插头时与插口5进行连接，对插口5起到保护作用，防止灰尘进入插口5中的端子1内部，影响插头与插座的插接与充电效果，通过设置除尘装置，间隔一段时间内对插口5中进行清洁，可以有效提高连接器的充电效果。

实施例7

在上述实施例3的基础上，还包括：

若干力传感器：所述中段12的内壁周侧设置若干测量层，所述若干力传感器一一对应分别设置在测量层内部，用于检测棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时中段12不同位置受到的挤压力；

报警器：所述报警器设置在所述金属法兰3的表面；

控制器：所述控制器与所述力传感器和报警器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器根据若干力传感器中的最大检测值和公式（1）计算出棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时中段12的切应力；

（1）

其中，P为棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时中段12的切应力，A为测量层的表面积，F_MAX为若干力传感器中的最大检测值，D为中段12靠近后段二11一端的端口内径，d为中段12靠近前段二13一端的端口内径，S为去除劈槽一1201后中段12内壁的表面积，r为劈槽一1201宽度对应的弧长，L为劈槽一1201的长度；

步骤2：控制器根据步骤1中计算出的棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时中段12的切应力以及公式（2）计算出中段12的最大变形值，控制器比较中段12的最大变形值和预设变形值，若中段12的最大变形值大于预设变形值，则报警器报警，提醒使用者及时更换弹性插孔型端子10，若中段12的最大变形值小于预设变形值，则报警器不报警；

（2）

其中，K为中段12的最大变形值，D₁为棒形插针型端子9插入中段12的部分的外径，E为中段12的弹性模量，

为中段12的壁厚，A为中段12的轴向横截面积，

为弹性插孔型端子10的泊松比。

上述技术方案的有益效果为：

在棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时，首先利用力传感器检测出中段12受到的挤压力，控制器根据若干力传感器中的最大检测值和公式（1）计算出棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时中段12的切应力，然后利用计算出的棒形插针型端子9插入弹性插孔型端子10时中段12的切应力以及公式（2）计算出中段12的最大变形值，控制器比较中段12的最大变形值和预设变形值，若中段12的最大变形值大于预设变形值，则报警器不报警，若中段12的最大变形值大于预设变形值，则报警器报警，提醒使用者及时更换弹性插孔型端子10，避免弹性插孔型端子10在变形后导致插座与插头的固位力降低，影响充电效果，通过设置报警器对使用者起到提醒作用，保证了高可靠、超小型矩形直式插座电连接器始终处于有效状态。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于，包括若干端子（1）、绝缘板（6）、灌封壳（4）、插口（5）和金属法兰（3）；

所述若干端子（1）设置于所述插口（5）内并通过绝缘板（6）固定，所述端子（1）包括弹性插孔型端子（10）或棒形插针型端子（9）；

所述金属法兰（3）的一侧设置有所述插口（5），所述金属法兰（3）的远离所述插口（5）的一侧设有所述灌封壳（4），所述灌封壳（4）底部设置有若干引脚（7），所述引脚（7）的输出方向与端子（1）相同，所述端子（1）与所述引脚（7）的连接处设置在灌封体内部，所述端子（1）与所述引脚（7）的连接处采用无缝焊接；

还包括一种除尘装置，所述除尘装置与所述插口（5）可拆卸连接，所述除尘装置包括：

除尘壳（21），所述除尘壳（21）的左端上下侧设有出风口（2101），所述除尘壳（21）内部设有第四空腔（2102），所述除尘壳（21）右端设有进风口（2103），所述进风口（2103）的侧壁为倾斜状，所述出风口（2101）、第四空腔（2102）和进风口（2103）连通；

固定壳（22），所述固定壳（22）为圆柱型结构，所述固定壳（22）设置在所述第四空腔（2102）内部，所述固定壳（22）左端与所述第四空腔（2102）的左端固定连接，所述固定壳（22）左端外侧固定连接有电机一（24），所述电机一（24）固定连接有转动轴一（25），所述转动轴一（25）贯穿所述固定壳（22）的左端固定连接有转动板一（23），所述转动板一（23）与所述固定壳（22）的内壁上的环槽滑动连接，所述固定壳（22）的侧壁周向均布设有若干出气孔（2201），所述固定壳（22）的外端固定套设有过滤装置（27），所述过滤装置（27）的右端与所述第四空腔（2102）的右端固定连接，所述过滤装置（27）的左端固定连接有封板（38），所述封板（38）与所述固定壳（22）的侧壁固定连接；

防尘壳（28），所述防尘壳（28）左端与所述除尘壳（21）可拆卸连接，所述防尘壳（28）的右端上下对称设有凹槽一，所述防尘壳（28）内部中段上下两侧对称设有凸块（2801），所述凸块（2801）之间设有抽风机（29），所述防尘壳（28）内部左右两端贯穿设有吸尘口（2802），所述吸尘口（2802）大于所述插口（5）大小；

两个固定板（33），所述两个固定板（33）与所述插口（5）的上下两侧卡接，所述固定板（33）固定连接有弹簧二（31），所述弹簧二（31）与卡槽（30）的上下壁面固定连接，所述卡槽（30）设置在所述防尘壳（28）的右侧；

两块防尘板（35），所述两块防尘板（35）为梯形结构，且二者完全相同，所述两块防尘板（35）分别与所述凸块（2801）的左端滑动连接，所述防尘板（35）与拉杆（36）固定连接，所述拉杆（36）与转动杆（37）转动连接，所述转动杆（37）与活动套（40）转动连接，所述活动套（40）滑动套设在套杆（39）上，所述套杆（39）左右两侧对称设有支撑柱（41），所述支撑柱（41）与所述除尘壳（21）的外壁固定连接，所述活动套（40）上端转动连接有连接杆（42），所述连接杆（42）与转盘（34）偏心连接，所述转盘（34）与转动轴二（20）固定连接，所述转动轴二（20）贯穿所述除尘壳（21）的外壁与电机二（32）固定连接，所述电机二（32）与所述除尘壳（21）的内壁固定连接；

两个架体（26），所述两个架体（26）的右端上下对称设置在所述除尘壳（21）右端的缺口处，所述架体（26）的左端与所述转动板一（23）固定连接，所述架体（26）左端设有凹槽二（2601），所述架体（26）右端设有凹槽三（2602），所述凹槽二（2601）内部设有弹簧三（19），所述弹簧三（19）与转动块（16）固定连接，所述转动块（16）贴合所述固定壳（22）的内壁与其滑动连接，所述凹槽三（2602）左右两侧固定连接有固定杆（17），所述固定杆（17）上转动套设有清洁套（18），所述清洁套（18）表面裹有沾尘垫。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于，所述若干端子（1）的排列间距均为1.06±0.02mm，所述引脚（7）由导电材料制作，所述若干引脚（7）的排间距为1.5±0.02mm、列间距为1.27±0.02mm。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于：所述弹性插孔型端子（10）包括前段二（13）、中段（12）和后段二（11），所述前段二（13）为口部大、底部小的喇叭形空心管状结构且直径大于所述中段（12），所述前段二（13）的管壁上均布设有多个劈槽二（1301）,所述劈槽二（1301）的槽口宽度由口部到底部线性增大；所述中段（12）为空心管状结构，所述中段（12）的管壁上有多个与所述劈槽二（1301）连通的劈槽一（1201）；所述后段二（11）为实心圆棒形结构，所述后段二（11）为台阶型结构，所述后段二（11）的后部直径大于前部直径，所述后段二（11）设有可供引脚安装的引脚安装部一。

4.根据权利要求1所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于：所述棒形插针型端子（9）为锥头圆棒形结构，包括前段一（901）和后段一（902），所述前段一（901）为锥形结构，所述前段一（901）的头部直径小于底部直径；所述后段一（902）为圆棒形结构，其直径大于前段一（901），所述后段一（902）设有可供所述引脚（7）安装的引脚安装部二。

5.根据权利要求1所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于：所述插口（5）为矩形但非对称结构，所述金属法兰（3）上靠近所述插口（5）的一侧设有金属O型圈（8），所述金属O型圈（8）使用的材料为不锈钢金属软管，所述金属法兰（3）上在所述插口（5）的两侧对称设有紧固件（2）。

6.根据权利要求3所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于：所述灌封壳（4）为矩形空腔结构，所述灌封壳（4）内填充有灌封体，所述灌封体覆盖所述端子（1）的后段二（11）和引脚（7）的一部分。

7.根据权利要求1所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于：所述灌封壳（4）下端前后两侧对称设有螺纹孔（14），所述灌封壳（4）中部设有底部台阶（15），所述底部台阶（15）对PCB起到导向安装作用，所述螺纹孔（14）用于连接器与PCB的固定，所述引脚（7）与PCB上的电路连接。

8.根据权利要求3所述的一种高可靠、超小型矩形直式插座电连接器，其特征在于：还包括：

若干力传感器：所述中段（12）的内壁周侧设置若干测量层，所述若干力传感器一一对应分别设置在测量层内部，用于检测棒形插针型端子（9）插入弹性插孔型端子（10）时中段（12）不同位置受到的挤压力；

报警器：所述报警器设置在所述金属法兰（3）的表面；

控制器：所述控制器与所述力传感器和报警器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器根据若干力传感器中的最大检测值和公式（1）计算出棒形插针型端子（9）插入弹性插孔型端子（10）时中段（12）的切应力；

（1）

其中，P为棒形插针型端子（9）插入弹性插孔型端子（10）时中段（12）的切应力，A为测量层的表面积，F_MAX为若干力传感器中的最大检测值，D为中段（12）靠近后段二（11）一端的端口内径，d为中段（12）靠近前段二（13）一端的端口内径，S为去除劈槽一（1201）后中段（12）内壁的表面积，r为劈槽一（1201）宽度对应的弧长，L为劈槽一（1201）的长度；

步骤2：控制器根据步骤1中计算出的棒形插针型端子（9）插入弹性插孔型端子（10）时中段（12）的切应力以及公式（2）计算出中段（12）的最大变形值，控制器比较中段（12）的最大变形值和预设变形值，若中段（12）的最大变形值大于预设变形值，则报警器报警，提醒使用者及时更换弹性插孔型端子（10），若中段（12）的最大变形值小于预设变形值，则报警器不报警；

（2）

其中，K为中段（12）的最大变形值，D₁为棒形插针型端子（9）插入中段（12）的部分的外 径，E为中段（12）的弹性模量，

为中段（12）的壁厚，A为中段（12）的轴向横截面积，

为弹 性插孔型端子（10）的泊松比。

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