CN114336122B - 一种用于数据传输的光电复合连接器及与其配套的适配器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于数据传输的光电复合连接器及与其配套的适配器，包括外壳、固定壳、连接壳、第一印制电路板和插芯组件，连接壳具有贯穿孔组，以便于光电复合缆的光缆、两根供电缆和多根信号电缆走线，连接壳上设置有第一印制电路板；固定壳包括固定壳体和至少三根导电条，固定壳体设有圆孔段和连接壳容纳孔段，其中的两根第一导电条用于连接光电复合缆的两根供电缆，剩下的第二导电条通过导线与所述第一印制电路板连接；所述插芯组件穿装在固定壳的圆孔段上。适配器包括内芯组件和用于插接外壳的适配壳。本发明不仅能传输光学信号，还可以传输电信号，外壳和适配器的外形尺寸可与传统的SC连接头和SC适配器保持一致，且能相互兼容。
Description
技术领域
本发明属于通信设施领域，更具体地，涉及一种用于数据传输的光电复合连接器及与其配套的适配器。
背景技术
目前光纤通信都是无源连接，但随着5G移动通信的发展，天线、摄像头、交通灯、FTTR、交换机、路由器等需要同时用到光纤和电源的产品，如果能用将光线和导电铜线集成到一根光缆，并且光纤连接头能同时传输光纤信号和电信号，将极大革新现有的布线方式，一次敷设就能实现设备通电联网，节省巨大的投资，能缩小终端的产品尺寸，节省线路铺设空间有限，为了连接这些复合线缆，在线缆的两端可以使用独立的光连接器及电连接器。但最佳的做法是设计光电复合连接器，插拔一次完成光和电的连接。
现有的光电复合连接器可通过光电复合缆的一根光缆传光信号以及通过两根电缆(正、负电)传送电力，它们都不涉及到具体的数据传输，限制了它们的使用范围。
此外，现有的光电复合连接器，弧形导电片在壳体上的布置位置并不合理，存在接触面积小、接触导体大面积暴露在空气中易受外部大气环境的影响而发生氧化现象，从而影响电的传输稳定性。现有的一些适配器由于要与光电复合连接器上的壳体和弧形导电片相适配，结构和尺寸需要特制，不是标准的SC适配器，限制了其使用范围。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于数据传输的光电复合连接器及与其配套的适配器，不仅能传输光学信号，还可以传输电信号，光电复合连接器的导电条的触点内置在固定壳的圆孔段内，能受到外壳和固定壳很好的保护，有效防止了被氧化，而且在圆周上还能方便地布置导电条的位置和数量，不会影响适配器的正常设计形状和尺寸，能够使得光电复合连接器插接到SC适配器上。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于数据传输的光电复合连接器，包括外壳、固定壳、连接壳、第一印制电路板和插芯组件，所述外壳套设在所述固定壳上，其特征在于，
所述连接壳具有贯穿孔组，以便于光电复合缆的光缆、两根供电缆和多根信号电缆走线，所述连接壳上设置有印制电路板安装槽，所述第一印制电路板设置在所述印制电路板安装槽处，以用于连接所有的信号电缆；
所述固定壳包括固定壳体和至少三根导电条，所述固定壳体设有圆孔段和连接壳容纳孔段，所有的导电条沿着所述圆孔段的周向布置，所述连接壳容纳孔段内套设所述连接壳，其中的两根第一导电条用于连接光电复合缆的两根供电缆，剩下的第二导电条通过导线与所述第一印制电路板连接；
对于每根所述导电条而言，导电条的第一端嵌在所述固定壳体的侧壁上，并且导电条的第一端向所述圆孔段内凸出有触点，导电条的第二端外露于所述固定壳体，以用于连接供电缆或导线；
所述插芯组件穿装在所述固定壳的圆孔段上，以用于连接光缆。
优选地，与导线排线连接的第一导电条分布在与圆孔段同轴的弧面上。
优选地，所述导电条通过注塑成型工艺嵌在所述固定壳体的侧壁上，从而与所述固定壳体形成一体。
优选地，所述信号电缆为2～8根，所述导电条为4～10根。
优选地，所述导电条具有中间扩大段，以提升导电条与固定壳体的连接紧密性。
优选地，所述外壳的两端均超出所述固定壳，从而使所述固定壳全部置于所述外壳内部。
优选地，所述固定壳与所述连接壳配合夹住所述插芯组件，所述插芯组件包括陶瓷插芯和弹簧，所述陶瓷插芯的第一端外露于所述固定壳而第二端抵靠所述弹簧的第一端，所述弹簧的第二端抵靠在所述连接壳的第一端，所述固定壳上设置有用于限制所述陶瓷插芯的第一端的位移的限位台。
优选地，还包括压接环、调整垫片和尾套，所述尾套的第一端向压接环的内腔延伸有环形凸台，所述连接壳的外侧设置有环形槽，所述环形凸台卡入所述环形槽内，所述调整垫片套设在所述压接环内，以用于压紧光电复合缆的缆皮，所述压接环套设在所述连接壳上并且位于所述尾套内。
按照本发明的另一个方面，还提供了与所述光电复合连接器配套的适配器，其特征在于，包括内芯组件和用于插接所述外壳的适配壳，所述内芯组件包括筒支架、圆筒和引脚，所述筒支架插装在所述适配壳内，所述圆筒安装在所述筒支架上，以用于卡入固定壳体的圆孔段内，所述圆筒的外侧安装有与第一导电条的数量一致的弧形导电片，以用于让各弧形导电片分别与各第一导电条的触点接触，每个所述弧形导电片分别连接一个引脚并且所述引脚外露于所述适配壳，以用于连接适配器外部的第二印制电路板；
所述圆筒的外壁还安装有FPC排线，所述FPC排线的第一端弯曲为弧形，以用于与各第二导电条的触点接触实现电连接，所述FPC排线的第二端外露于所述适配壳，以用于连接所述第二印制电路板。
优选地，还包括用于套装在相对抵接的两个适配器的圆筒内壁上的陶瓷套筒，以用于连接插芯组件的插芯。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本发明的连接壳具有贯穿孔组，可以方便地让光电复合缆的光缆、两根供电缆和2～8根信号电缆进入走线，而且光缆可与插芯组件连接来走光信号，两根供电缆和2～8根信号电缆均可通过导电条实现传输，与供电缆连接的两根第一导电条，其中一根走正电而另一根走负电，可实现电力传输。而剩下的第二导电条通过导线与印制电路板连接电信号连接，可实现信号电缆上的信号传输，通过导线的柔性很好地连接了弧形分布的第二导电条和印制电路板，导线实现了弧形分布的第二导电条到平板状的印制电路板的连接过渡，从而可以实现信号连接传输。
2)本发明的导电条安装在固定壳上，而且触点是向圆孔段凸出的，在圆孔段内部，受到固定壳体和外壳的保护，可防止被氧化，保证电连接的稳定性，而且导电条在固定壳体上布置合理，可根据需要增设导电条的数量来实现其它电连接。
3)本发明可保证第一导电条的触点压紧适配器上的弧形导电片，接触面积大，能实现大电流高功率传输。同样的，第二导电条的触点也压紧在FPC排线的端部，接触面积大，能实现大电流高功率传输，而且通过FPC排线的柔性很好地连接了弧形分布的第二导电条的触点，以及实现适配器内的第二导电条的触点和适配器外的平板状的第二印制电路板的连接过渡，，从而可以实现信号连接传输。
4)本发明的导电条是通过注塑成型嵌在固定壳体内的，触点突出并朝向圆孔段内部，可以不增加固定壳体的外形尺寸，而且印制电路板也是安装在连接壳的印制电路板安装槽处，也不增加连接壳的外形尺寸，增加了供电和数据传输功能后，连接头和适配器的外形尺寸可以和传统的SC连接头和SC适配器保持一致，且能相互兼容。
5)本发明的光纤复合连接器和适配器不仅能传输光学信号，还可以传输电信号，适配器能兼容现有的一些普通的光纤连接头，接口尺寸与现有的光纤连接头完全匹配，本发明的光纤复合连接器与普通光纤连接头、本发明的适配器与普通的适配器能做到随机组合完全互换。
附图说明
图1是本发明的分解示意图；
图2是本发明连接光电复合缆并去掉尾套和外壳的立体示意图；
图3是本发明连接光电复合缆并去掉尾套和外壳的其中一个视角下的分解图；
图4是本发明连接光电复合缆并去掉尾套和外壳另一视角的分解图；
图5是本发明中具有多根导电条的固定壳的分解示意图；
图6a和图6b分别是本发明中具有多根导电条的固定壳的立体示意图和后视图；
图7是本发明中具有多根导电条的固定壳的俯视图；
图8是本发明中具有多根导电条的固定壳的正视图；
图9是本发明中连接壳的立体示意图；
图10是本发明中连接壳的正视图；
图11是图10中沿A-A线的剖视图；
图12是本发明中连接壳的侧视图；
图13是本发明中适配器的立体示意图；
图14是本发明中适配器的分解视图；
图15是本发明中适配器的分解视图；
图16是本发明中适配器的剖视图；
图17是本发明的一个光电复合缆的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1～图17所示，一种用于数据传输的光电复合连接器，包括外壳1、固定壳4、连接壳6、第一印制电路板7和插芯组件，其中：
所述外壳1套设在所述固定壳4上，以用于插接适配器；
所述连接壳6具有贯穿孔组，贯穿孔组包括便于穿设光电复合缆10的光缆10.2的第一贯穿孔6.7、便于穿设光电复合缆10的供电缆的第二贯穿孔和便于穿设多根信号电缆10.3的孔道空间，优选2～8根信号电缆10.3，所述第二贯穿孔优选可与第一贯穿孔6.7连通；所述连接壳6上设置有印制电路板安装槽6.8，所述第一印制电路板7设置在所述印制电路板安装槽6.8处，以用于连接所有的信号电缆10.3；第一印制电路板7上可以安装存储芯片、LED指示灯、RF芯片等扩展功能。
所述固定壳4包括固定壳体和至少三根导电条5，优选4～10根导电条5，所述导电条5的数量优选不少于所述信号电缆10.3的数量，因为有两根导电条5要传电力，其它的导电条5再传信号电缆10.3的数据信号，所述固定壳体具有与第一贯穿孔6.7平行的第三贯穿孔，所述第三贯穿孔具有圆孔段4.7和连接壳容纳段，所有的导电条5沿着所述圆孔段4.7的周向布置，所述连接壳容纳孔段内套设所述连接壳6；导电条5分为第一导电条和第二导电条，其中的两根第一导电条用于连接光电复合缆的两根供电缆，剩下的第二导电条通过导线与所述第一印制电路板连接；两根供电缆分别为第一供电缆10.1A和第二供电缆10.1B。与导线连接的第一导电条分布在与圆孔段同轴的弧面上，分布的弧面优选弧度不大于180°，使得结构比较紧凑，方便导线的一端弯曲成弧线后连接第一导电条外露的一端。参见图6a、图6b、图7，示出的用于供电的两根第一导电条分别为第一导电条Ⅰ5C和第一导电条Ⅱ5D，示出的用于信号传输的两根第二导电条分别为第二导电条Ⅰ5A和第二导电条Ⅱ5B。参见图17，示出了两根信号电缆10.3。
对于每根所述导电条5而言，导电条5优选通过注塑成型工艺嵌在所述固定壳体的侧壁上，从而与所述固定壳体形成一体；导电条5的第一端嵌在所述固定壳体的侧壁上，并且导电条5的第一端向所述圆孔段4.7内凸出有触点5.1，导电条5上的触点5.1为冲压形成的长条形结构，导电条5的第二端外露于所述固定壳体，以用于连接供电缆或导线。第一导电条Ⅰ5C、第一导电条Ⅱ5D、第二导电条Ⅰ5A和第二导电条Ⅱ5B上的触点分别为第一触点5.1C、第二触点5.1D、第三触点5.1A和第二触点5.1B。
所述插芯组件穿装在所述固定壳4的圆孔段4.7上，以用于连接光缆10.2。所述固定壳4与所述连接壳6配合夹住所述插芯组件，所述插芯组件包括陶瓷插芯2和弹簧3，所述陶瓷插芯2的第一端外露于所述固定壳4而第二端抵靠所述弹簧3的第一端，所述弹簧3的第二端抵靠在所述连接壳6的第一端，所述固定壳4上设置有用于限制所述陶瓷插芯2的第一端的位移的限位台。
所述第二贯穿孔为设置在连接壳6侧壁的沟槽，所述导电条5的长度方向与所述第二贯穿孔的长度方向一致，并且所述导电条5的第二端伸入所述第二贯穿孔内，这样方便导电条5的第二端在沟槽上的布置以及有足够的空间让供电缆的第一端与导电条5的第二端进行连接。
进一步，所述外壳1的两端均超出所述固定壳4，从而使所述固定壳4全部置于所述外壳1内部，从而可更好地实现对触点5.1的防护。
进一步，所述光电复合连接器还包括压接环8、调整垫片9和尾套11，所述尾套11的第一端向压接环8的内腔延伸有环形凸台，所述连接壳6的外侧设置有环形槽6.5，所述环形凸台卡入所述环形槽6.5内，所述调整垫片9套设在所述压接环8内，以用于压紧光电复合缆10的缆皮，所述压接环8套设在所述连接壳6上并且位于所述尾套11内。
在固定壳4内设置有两个导电条5，导电条5的材质可以是磷青铜，导电条5可以用过锡焊与供电缆连接。相应的，可以根据需要设置多个导电条5，用来传输电流信号、数据信号等，相应的有多根电缆来对应。导电条5通过模内注塑，与固定壳4成型为一体，用冲压形成长条形的触点5.1，用来增加接触与适配器上的导电片14的正压力和接触面积，来增大电流的传输。在导电条5上可以设置一个中间扩大段5.2，来增加导电条5与固定壳4的定位与止挡，以提升导电条5与固定壳体的连接紧密性。两个导电条5共形成两个触点5.1，分别为第一触点5A和第二触点5B，用来实现电流正极和负极。
本发明的外壳1是用来实现光电复合连接器与适配器的固定与解锁。固定壳4用来压住陶瓷插芯2和弹簧3，固定壳4两边上设置有卡槽4.6，固定壳4是卡在连接壳6的卡台6.2上，弹簧3给陶瓷插芯2提供弹力，且能实现一定的缓冲左右，陶瓷插芯2和弹簧3容纳在固定壳4和连接壳6的头部6.1之间。电路板7是用于实现本光电复合连接器的扩展功能，如果仅仅只要给终端设备提供供电，可以不用设置电路板7。连接壳6的尾部6.6通过压接环8来实现连接壳6与光缆10.2的固定。调整垫片9是用来压紧缆皮。光缆10.2上的芳纶或者其他加强元件通过压接环8压接在连接壳6的尾部。尾套11是用来保护管光缆10.2不会过度弯曲。
连接壳6的头部用来容纳弹簧3和陶瓷插芯2，两端的卡台6.2用来扣住固定壳4的卡槽4.6。在连接壳6设置了两个第二贯穿孔，分别为第二贯穿孔Ⅰ6.3A和第二贯穿孔Ⅱ6.3B，分别用来放置第一供电缆10.1A和第二供电缆10.1B的端部。装配时，光缆10.2和两根供电缆都从连接壳6的尾部穿进，光缆10.2从连接壳6中间的第一贯穿孔6.7穿出，两根供电缆分别从第二贯穿孔A和第二贯穿孔B穿出。在连接壳6上还设置有第一过线槽6.4A和第二过线槽6.4B，电路板7需要引入或者引出的导线可以从第一过线槽6.4A和第二过线槽6.4B穿出。连接壳6尾部是用来卡紧尾套11的，在尾套11上设置有与环形槽6.5相配的凸台。连接壳6的尾部是用来压接芳纶或者光缆10.2其他的加强元件。调整垫片9的外圈尺寸是固定的，调整垫片9中间的内孔可以设置不同的形状，用来匹配不同的缆型截面，将不同的缆型截面转换成适合压接环8压接的尺寸，本实例的条件垫片设置的是适用矩形截面的缆型。
按照本发明的另一个方面，还提供了与所述光电复合连接器配套的适配器，包括内芯组件13和用于插接所述外壳1的适配壳12，所述内芯组件13包括筒支架、圆筒和引脚15，所述筒支架插装在所述适配壳12内，所述圆筒安装在所述筒支架上，以用于卡入固定壳体的圆孔段内，所述圆筒的外侧安装有与第一导电条的数量一致的弧形导电片14，以用于让各弧形导电片14分别与各第一导电条的触点5.1接触，每个所述弧形导电片14分别连接一个引脚15并且所述引脚15外露于所述适配壳12，以用于连接适配器外部的第二印制电路板。
所述圆筒的外壁还安装有FPC排线16，所述FPC排线16的第一端弯曲为弧形，以用于与各第二导电条的触点接触实现电连接，连接方便，传送信号稳定，所述FPC排线16的第二端外露于所述适配壳，以用于连接所述第二印制电路板。
所述适配壳12的内壁延伸有多个定位台12A，所述内芯支架在对应于各定位台12A的位置分别设置有外伸弹片13A，所述外伸弹片13A压在所述适配壳12的内壁上并且抵靠在所述定位台12A上。
所述适配壳12还包括用于套装在相对抵接的两个适配器的圆筒内壁上的陶瓷套筒17，以用于连接插芯组件的插芯，保证作为插芯的精度。
为了增加产品的通用性，适配器的外形和尺寸兼容SC连接头，光电复合连接器的外壳1的外形和接头尺寸能够插入SC型适配器。
在适配器容纳陶瓷插芯2的圆筒的外周上，设置了两个导电片14用来实现电流正负的传输。弧形导电片14也是通过模内注塑与圆筒连成一体。
两个适配器连接时，两个适配器左右对称抵靠在一起。装配时内芯支架的外伸弹片13A刚和卡在定位台12A的端面上，两个适配壳12可以通过超声波焊接牢固，相接处形成焊缝，同时两组极性和功能一样的导电引脚15也压紧，能给实现适配器两头的弧形导电片14导通，当这两个适配器连接成一体后，两头分别插上本实例的光电复合连接器，两个光电复合连接器的第一导电条能导通且第二导电条也能实现导通，实现电流和数据的传输。另外FPC排线16可以焊接在第二印制电路板上，第二印制电路板上可以实现数据的提供，光电复合连接器及适配器能给将第一印制电路板和第二印制板上提供的数据传递到终端。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于数据传输的光电复合连接器，包括外壳、固定壳、连接壳、第一印制电路板和插芯组件，所述外壳套设在所述固定壳上，其特征在于，
所述连接壳具有贯穿孔组，以便于光电复合缆的光缆、两根供电缆和多根信号电缆走线，所述连接壳上设置有印制电路板安装槽，所述第一印制电路板设置在所述印制电路板安装槽处，以用于连接所有的信号电缆；
所述固定壳包括固定壳体和至少三根导电条，所述固定壳体设有圆孔段和连接壳容纳孔段，所有的导电条沿着所述圆孔段的周向布置，所述连接壳容纳孔段内套设所述连接壳，其中的两根第一导电条用于连接光电复合缆的两根供电缆，剩下的第二导电条通过导线与所述第一印制电路板连接；
对于每根所述导电条而言，导电条的第一端嵌在所述固定壳体的侧壁上，并且导电条的第一端向所述圆孔段内凸出有触点，导电条的第二端外露于所述固定壳体，以用于连接供电缆或导线；
所述插芯组件穿装在所述固定壳的圆孔段上，以用于连接光缆。
2.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，与导线排线连接的第一导电条分布在与圆孔段同轴的弧面上。
3.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，所述导电条通过注塑成型工艺嵌在所述固定壳体的侧壁上，从而与所述固定壳体形成一体。
4.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，所述信号电缆为2～8根，所述导电条为4～10根。
5.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，所述导电条具有中间扩大段，以提升导电条与固定壳体的连接紧密性。
6.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，所述外壳的两端均超出所述固定壳，从而使所述固定壳全部置于所述外壳内部。
7.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，所述固定壳与所述连接壳配合夹住所述插芯组件，所述插芯组件包括陶瓷插芯和弹簧，所述陶瓷插芯的第一端外露于所述固定壳而第二端抵靠所述弹簧的第一端，所述弹簧的第二端抵靠在所述连接壳的第一端，所述固定壳上设置有用于限制所述陶瓷插芯的第一端的位移的限位台。
8.根据权利要求1所述的一种用于数据传输的光电复合连接器，其特征在于，还包括压接环、调整垫片和尾套，所述尾套的第一端向压接环的内腔延伸有环形凸台，所述连接壳的外侧设置有环形槽，所述环形凸台卡入所述环形槽内，所述调整垫片套设在所述压接环内，以用于压紧光电复合缆的缆皮，所述压接环套设在所述连接壳上并且位于所述尾套内。
9.与权利要求1～8中任一权利要求所述光电复合连接器配套的适配器，其特征在于，包括内芯组件和用于插接所述外壳的适配壳，所述内芯组件包括筒支架、圆筒和引脚，所述筒支架插装在所述适配壳内，所述圆筒安装在所述筒支架上，以用于卡入固定壳体的圆孔段内，所述圆筒的外侧安装有与第一导电条的数量一致的弧形导电片，以用于让各弧形导电片分别与各第一导电条的触点接触，每个所述弧形导电片分别连接一个引脚并且所述引脚外露于所述适配壳，以用于连接适配器外部的第二印制电路板；
所述圆筒的外壁还安装有FPC排线，所述FPC排线的第一端弯曲为弧形，以用于与各第二导电条的触点接触实现电连接，所述FPC排线的第二端外露于所述适配壳，以用于连接所述第二印制电路板。
10.根据权利要求9所述的适配器，其特征在于，还包括用于套装在相对抵接的两个适配器的圆筒内壁上的陶瓷套筒，以用于连接插芯组件的插芯。
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