CN118249127B - 一种双层铜铝光伏连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连接器技术领域，具体涉及一种双层铜铝光伏连接器，包括公头端子、母头端子、外套管和导线机构；公头端子包括多条线芯；母头端子包括导电环套和内芯，内芯固定设置于导电环套内；导电环套外设置有多个绕其周向分布的连接槽，连接槽沿导电环套的轴向呈波浪形延伸；外套管固定套于导电环套外，且外套管内设置有与连接槽一一对应且连通的导向槽，导向槽与连接槽构成与线芯截面相同的通槽。设置波浪形的通槽能够增大线芯与导电环套的接触面积，提高导电效率，且在安装完成后线芯不易与导电环套脱离，连接的稳定性高。导线机构引导线芯沿通槽移动，辅助线芯与通槽实现配合，且线芯与导电环套之间为插接，便于拆卸和更换，通用性好。

Description

一种双层铜铝光伏连接器
技术领域
本发明涉及连接器技术领域，具体涉及一种双层铜铝光伏连接器。
背景技术
光伏组件安装时需要用到大量的光伏电缆，为节约成本，光伏组件通常使用铝导体，再其与电缆连接时需要用铜铝连接器进行过渡连接。铜铝连接器的公头和母头分别与电缆和光伏组件连接，在公头和母头插接后便能够形成良好的电性导通，其中与光伏组件连接的母头或公头需要由铜铝两种材料叠加制成，以获得更好的连接效果。
现有技术中，公告号为CN115764410B的专利文件公开了一种接触压力高的低阻抗光伏连接器，通过在导线的搭接部两侧设置波浪状的热熔挤压块，利用液压的方式控制两个热熔挤压块的移动，实现将导线搭接部挤压变形，并且形变成波浪状来增加接触面积，进而减小了两个导线之间的接触电阻，降低连接器的自身阻抗，从而降低电流损耗。
然而上述专利文件虽然增加了导线连接部的接触面积，但是通过热熔块挤压的方式，使得形变后的导线部分难以复原，即为一次性连接效果，难以再次拆卸和安装。
发明内容
本发明提供一种双层铜铝光伏连接器，以解决现有连接器在增加导线接触面积的同时难以再次拆卸和安装的问题。
本发明的一种双层铜铝光伏连接器采用如下技术方案：
一种双层铜铝光伏连接器，包括公头端子、母头端子、外套管和导线机构；公头端子包括多条线芯；母头端子包括导电环套和内芯，内芯固定设置于导电环套内；导电环套外设置有多个绕其周向分布的连接槽，连接槽沿导电环套的轴向呈波浪形延伸；外套管固定套于导电环套外，且外套管内设置有与连接槽一一对应且连通的导向槽，导向槽与连接槽平行且构成与线芯截面形状和尺寸均相同的通槽；每个线芯对应穿过一个通槽与导电环套实现电连接；导线机构设置于外套管与导电环套上，用于夹持线芯并顶推线芯沿通槽移动。
可选地，导线机构包括驱动组件、传动件和两个夹持组件；两个夹持组件分别位于通槽的两侧，夹持组件包括中心轴、锥套和传动轮，锥套和传动轮均与中心轴同轴并固定于中心轴，中心轴垂直于导电环套的轴向设置，且导电环套限制夹持组件沿导电环套的轴向移动，并限制夹持组件沿中心轴轴向移动；驱动组件通过传动件带动两个夹持组件靠近使两个夹持组件的锥套夹紧线芯，并在两个锥套夹紧线芯后，驱动传动轮转动使两个锥套同步转动输送线芯在通槽内移动。
可选地，传动件包括滑移块和两个连杆，滑移块沿平行于中心轴的方向滑动安装于外套管，且滑移块位于两个夹持组件之间，两个连杆位于滑移块两侧，连杆的两端分别与滑移块和一个夹持组件的中心轴铰接；驱动组件使滑移块移动进而通过连杆带动两个夹持组件靠近。
可选地，滑移块与外套管之间设置有促使滑移块移动使两个夹持组件远离的复位弹簧。
可选地，驱动组件包括与导电环套同轴的拨动环、两个同步环和两个移动环，两个同步环关于拨动环对称分布且与拨动环螺纹连接，两个移动环关于拨动环对称分布并位于两个同步环之间，移动环能够相对于拨动环轴向移动并与拨动环同步转动；滑移块位于两个移动环之间并与两个移动环抵接，且滑移块与移动环的接触面为斜面；两个同步环相对于拨动环转动时相互靠近并顶推两个移动环相互靠近，进而通过斜面顶推滑移块移动。
可选地，两个移动环相对的一侧上均设置有凸起的传动环，传动环与导电环套同轴；且两个移动环上的传动环在移动环的径向上错位分布；两个夹持组件的锥套夹紧线芯时，每个夹持组件的传动轮对应与一个传动环抵接；在拨动环带动移动环同步转动时，移动环通过传动环带动传动轮转动，进而带动锥套转动。
可选地，通槽在其波浪形的拐点处设置有避让槽，避让槽的截面尺寸大于通槽的截面尺寸；导线机构还包括连接套，连接套由两个柔性的半环套组成，两个半环套均设置于避让槽内，且分别与避让槽侧壁通过弹性件连接，弹性件使两个半环套抵接并限定出与通槽内壁共面的内圈，以便于线芯通过；两个夹持组件的锥套相互靠近时，锥套的锥面通过其中一个半环套顶推穿过连接套的线芯变形，且被挤压的半环套随线芯变形远离另一个半环套，进而使穿过连接套内的线芯露出并与锥套接触。
可选地，导线机构有多个，每个导线机构设置于通槽的一个拐点处，且相邻两个导线机构的锥套的大小端朝向相反，使得相邻两个导线机构的锥套顶推不同位置的半环套。
可选地，导电环套端部设置有多个导流通道，多个导流通道绕导电环套周向均匀分布，每个导流通道与一个通槽连通，用于分散多个线芯，使每个线芯通过一个导流通道进入通槽。
可选地，多条线芯外包裹有绝缘层；绝缘层外开设有滑移槽；公头端子还包括锁紧套，锁紧套沿线芯轴向滑动安装于滑移槽，并能够与外套管螺纹配合，且在与外套管螺纹配合时与滑移槽侧壁抵接阻碍线芯与母头端子脱离。
本发明的有益效果是：本发明的双层铜铝光伏连接器设置波浪形的通槽能够增大线芯与导电环套的接触面积，提高导电效率，且在安装完成后线芯不易与导电环套脱离，连接的稳定性高。并设置导线机构引导线芯沿通槽移动，辅助线芯与通槽实现配合，且线芯与导电环套之间为插接，便于拆卸和更换，通用性好。
进一步地，线芯的端部每到达一个通槽的拐点，对应的导线机构的两个锥套与线芯抵接，并通过转动顶推线芯的端部沿通槽移动，使得线芯在通槽内稳定穿插。
进一步地，通槽的拐点处设置有避让槽，避让槽内设置有由两个柔性半环套组成的连接套，使得线芯在穿过连接套后，能够被锥套挤压变形，增大锥套与线芯的接触面积，进而保证了信心在锥套转动下的稳定输送。且相邻两个导线机构的锥套的大小端朝向相反，使得相邻两个导线机构的锥套顶推不同位置的半环套，进而使线芯在通槽的相邻两个拐点处产生相反方向的变形，减小线芯越过拐点继续沿通槽移动时避让槽和通槽过渡面对线芯的磨损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种双层铜铝光伏连接器的实施例的整体结构示意图；
图2为图1的正视图；
图3为图2中A-A向的剖切示意图；
图4为图3中X处的放大示意图；
图5为本发明的一种双层铜铝光伏连接器的实施例中母头端子、外套管和导线机构的结构示意图；
图6为图5中B-B向的剖切示意图；
图7为图6中Y处的放大示意图；
图8为图5中C-C向的剖切示意图；
图9为图8中Z处的放大示意图；
图10为本发明的一种双层铜铝光伏连接器的实施例中母头端子、外套管和导线机构的部分结构示意图；
图11为图10中W处的放大示意图；
图12为本发明的一种双层铜铝光伏连接器的实施例中母头端子、外套管和导线机构的部分结构的爆炸示意图；
图中：100、公头端子；110、线芯；120、锁紧套；130、绝缘层；131、滑移槽；200、母头端子；210、导电环套；211、连接槽；212、导流通道；220、内芯；300、外套管；310、导块；320、贯通槽；400、导线机构；410、驱动组件；411、拨动环；412、同步环；413、移动环；414、传动环；420、传动件；421、滑移块；422、连杆；430、夹持组件；431、中心轴；432、锥套；433、传动轮；434、滑块；440、连接套。
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。
本发明的一种双层铜铝光伏连接器的实施例，如图1至图12所示，包括公头端子100、母头端子200、外套管300和导线机构400。
公头端子100包括多条线芯110，具体地，多条线芯110外包裹有绝缘层130。
母头端子200包括导电环套210和内芯220，内芯220固定设置于导电环套210内且与导电环套210贴合并电连接；导电环套210的材料为铜，内芯220的材料为铝，导电环套210与内芯220采用压接的方式固定，且内芯220可用于与铝导体的光伏组件连接。
导电环套210外设置有多个绕其周向分布的连接槽211，连接槽211沿导电环套210的轴向呈波浪形延伸。
外套管300固定套于导电环套210外，且外套管300内设置有与连接槽211一一对应且连通的导向槽，导向槽与连接槽211平行且构成与线芯110截面形状和尺寸均相同的通槽；每个线芯110对应穿过一个通槽与导电环套210实现电连接。优选地，连接槽211和导向槽的截面均为半圆形，在外套管300与导电环套210套接后，连接槽211和导向槽构成截面为圆形的通槽，由于连接槽211呈波浪形，这样设置能够便于加工且便于安装其他部件。
导线机构400设置于外套管300与导电环套210上，用于夹持线芯110并顶推线芯110沿通槽移动。
波浪形的通槽能够增大线芯110与导电环套210的接触面积，提高导电效率，且在安装完成后线芯110不易与导电环套210脱离，连接的稳定性高。并设置导线机构400引导线芯110沿通槽移动，辅助线芯110与通槽实现配合。
在一些其他实施例中，外套管300的内圈为与导电环套210材料相同的导电部分，外圈为绝缘材料，导向槽开设于外套管300内圈的导电部分，外套管300套于导电环套210外时，其内圈的导电部分与导电环套210的外周面接触并电连接，使得通槽的整圈均能与线芯110电连接，提高其导电效率。
在本实施例中，导线机构400包括驱动组件410、传动件420和两个夹持组件430；两个夹持组件430分别位于通槽的两侧且关于通槽对称分布，夹持组件430包括中心轴431、锥套432和传动轮433，锥套432和传动轮433均与中心轴431同轴并固定于中心轴431，中心轴431垂直于导电环套210的轴向设置，且导电环套210限制夹持组件430沿导电环套210的轴向移动，并限制夹持组件430沿中心轴431轴向移动；具体地，中心轴431上转动安装有滑块434，外套管300内设置有限制槽，限制槽垂直于导电环套210的轴向，并沿两个夹持组件430的分布方向延伸，滑块434滑动安装于限制槽，且限制槽限制中心轴431沿自身轴向移动和沿导电环套210轴向移动。驱动组件410通过传动件420带动两个夹持组件430靠近使两个夹持组件430的锥套432夹紧线芯110，并在两个锥套432夹紧线芯110后，驱动传动轮433转动使两个锥套432同步沿相反方向转动输送线芯110在通槽内移动。
在本实施例中，传动件420包括滑移块421和两个连杆422，滑移块421沿平行于中心轴431的方向滑动安装于外套管300，具体地，外套管300上设置有与中心轴431平行的导块310，滑移块421穿过导块310并与导块310滑动配合。滑移块421位于两个夹持组件430之间，两个连杆422位于滑移块421两侧，连杆422的两端分别与滑移块421和一个夹持组件430的中心轴431上的滑块434铰接；驱动组件410使滑移块421移动进而通过连杆422带动两个夹持组件430靠近。
在本实施例中，滑移块421与外套管300之间设置有促使滑移块421移动使两个夹持组件430远离的复位弹簧（图中未示出）。在一些其他实施例中，复位弹簧设置于滑块434与限制槽的侧壁之间，用于促使两个夹持组件430的中心轴431相互远离。
在本实施例中，驱动组件410包括与导电环套210同轴且均套于外套管300外的拨动环411、两个同步环412和两个移动环413，两个同步环412关于拨动环411对称分布且与拨动环411螺纹连接，两个移动环413关于拨动环411对称分布并位于两个同步环412之间，移动环413能够相对于拨动环411轴向移动并与拨动环411同步转动；滑移块421穿过外套管300至两个移动环413之间并与两个移动环413抵接，且滑移块421与移动环413的接触面为斜面；两个同步环412相对于拨动环411转动时相互靠近并顶推两个移动环413相互靠近，进而通过斜面顶推滑移块421移动。
在本实施例中，两个移动环413相对的一侧上均设置有凸起的传动环414，传动环414与导电环套210同轴；且两个移动环413上的传动环414在移动环413的径向上错位分布；外套管300上开设有沿其周向的贯通槽320，夹持组件430的中心轴431穿过贯通槽320，且传动轮433位于外套管300外，锥套432位于外套管300内。两个夹持组件430的锥套432夹紧线芯110时，每个夹持组件430的传动轮433对应与一个传动环414抵接；在拨动环411带动移动环413同步转动时，移动环413通过传动环414带动传动轮433转动，进而带动锥套432转动。
在本实施例中，通槽在其波浪形的拐点处设置有避让槽，避让槽的截面尺寸大于通槽的截面尺寸；导线机构400还包括连接套440，连接套440由两个柔性的半环套组成，两个半环套均设置于避让槽内，且分别与避让槽侧壁通过弹性件连接，弹性件使两个半环套抵接并限定出与通槽内壁共面的内圈，以便于线芯110通过.两个夹持组件430的锥套432相互靠近时，锥套432的锥面通过其中一个半环套顶推穿过连接套440的线芯110变形，且被挤压的半环套随线芯110变形远离另一个半环套，进而使穿过连接套440内的线芯110露出并与锥套432接触。
在本实施例中，导线机构400有多个，每个导线机构400设置于通槽的一个拐点处，且相邻两个导线机构400的锥套432的大小端朝向相反，使得相邻两个导线机构400的锥套432顶推不同位置的半环套。具体地，连接套440的两个半环套沿导电环套210的径向依次分布，每相邻两个导线机构400的锥套432分别与位于外侧的半环套和位于内侧的半环套抵接，以使线芯110在通槽的相邻两个拐点处产生相反方向的变形，减小线芯110越过拐点继续沿通槽移动时避让槽和通槽过渡面对线芯110的磨损。
在本实施例中，导电环套210端部设置有多个导流通道212，多个导流通道212绕导电环套210周向均匀分布，每个导流通道212与一个通槽连通，用于分散多个线芯110，使每个线芯110通过一个导流通道212进入通槽。导流通道212呈锥形，且与通槽连通的一端为小端并与通槽的截面形状和大小均相同。
在本实施例中，多条线芯110外包裹有绝缘层130；绝缘层130外开设有滑移槽131；公头端子100还包括锁紧套120，锁紧套120沿线芯110轴向滑动安装于滑移槽131，并能够与外套管300螺纹配合，且在与外套管300螺纹配合时与滑移槽131侧壁抵接阻碍线芯110与母头端子200脱离。
本发明的一种双层铜铝光伏连接器在连接时，将公头端子100的线缆端部的绝缘层130剥去，露出多条线芯110，并将每条线芯110对应穿过一个导流通道212至通槽内，至线芯110经过通槽的第一个拐点（具体可根据线芯110在导电环套210外的长度判断其在通槽内的大致位置），线芯110穿过该拐点对应的导线机构400的连接套440，先进行操作一：同步转动该导线机构400的两个同步环412，且转动的同时用手或其他工具限制拨动环411的转动，两个同步环412相对于拨动环411转动时相互靠近并顶推两个移动环413相互靠近，进而通过斜面顶推滑移块421向远离导电环套210轴线方向移动，滑移块421通过连杆422带动两个夹持组件430相互靠近，两个夹持组件430的锥套432相互靠近时，锥套432的锥面通过其中一个半环套顶推穿过连接套440的线芯110变形，且被挤压的半环套随线芯110变形远离另一个半环套，进而使穿过连接套440内的线芯110露出并与锥套432接触。两个锥套432夹紧线芯110的同时，两个移动环413靠近至两个传动环414分别与两个夹持组件430的传动轮433抵接，之后进行操作二：同步转动拨动环411和同步环412，移动环413随拨动环411转动，并通过传动环414带动传动轮433绕自身轴线转动，且两个夹持组件430的传动轮433沿相反方向转动，使两个锥套432在转动的同时将线芯110向通槽内进一步输送。至线芯110穿过下一个拐点的连接套440，对该拐点对应的导线机构400进行操作一，之后对前一个导线机构400和该导线机构400同步进行操作二，依次类推，直至线芯110到达通槽的最里侧。之后将拨动环411与外套管300固定即可，固定的方式可以为用与拨动环411螺纹配合的螺杆与外套管300抵接。为提高连接的稳定性，可在每个导线机构400进行操作一后，将其同步环412与拨动环411固定，固定的方式可以为卡扣配合。最后转动锁紧套120与外套管300螺纹配合，进一步阻碍线芯110与母头端子200脱离，即可实现公头端子100与母头端子200的连接。
在需要拆卸时，只需转动两个同步环412，使同步环412相对于其对应的拨动环411反向转动，进而允许滑移块421在复位弹簧的作用下移动，使两个锥套432与线芯110脱离接触，即可向外抽出线芯110，使公头端子100与母头端子200脱离。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：包括公头端子、母头端子、外套管和导线机构；
公头端子包括多条线芯；
母头端子包括导电环套和内芯，内芯固定设置于导电环套内；
导电环套外设置有多个绕其周向分布的连接槽，连接槽沿导电环套的轴向呈波浪形延伸；
外套管固定套于导电环套外，且外套管内设置有与连接槽一一对应且连通的导向槽，导向槽与连接槽平行且构成与线芯截面形状和尺寸均相同的通槽；每个线芯对应穿过一个通槽与导电环套实现电连接；
导线机构设置于外套管与导电环套上，用于夹持线芯并顶推线芯沿通槽移动；
导线机构包括驱动组件、传动件和两个夹持组件；两个夹持组件分别位于通槽的两侧，夹持组件包括中心轴、锥套和传动轮，锥套和传动轮均与中心轴同轴并固定于中心轴，中心轴垂直于导电环套的轴向设置，且导电环套限制夹持组件沿导电环套的轴向移动，并限制夹持组件沿中心轴轴向移动；驱动组件通过传动件带动两个夹持组件靠近使两个夹持组件的锥套夹紧线芯，并在两个锥套夹紧线芯后，驱动传动轮转动使两个锥套同步转动输送线芯在通槽内移动；
传动件包括滑移块和两个连杆，滑移块沿平行于中心轴的方向滑动安装于外套管，且滑移块位于两个夹持组件之间，两个连杆位于滑移块两侧，连杆的两端分别与滑移块和一个夹持组件的中心轴铰接；驱动组件使滑移块移动进而通过连杆带动两个夹持组件靠近；
驱动组件包括与导电环套同轴的拨动环、两个同步环和两个移动环，两个同步环关于拨动环对称分布且与拨动环螺纹连接，两个移动环关于拨动环对称分布并位于两个同步环之间，移动环能够相对于拨动环轴向移动并与拨动环同步转动；滑移块位于两个移动环之间并与两个移动环抵接，且滑移块与移动环的接触面为斜面；两个同步环相对于拨动环转动时相互靠近并顶推两个移动环相互靠近，进而通过斜面顶推滑移块移动。
2.根据权利要求1所述的一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：滑移块与外套管之间设置有促使滑移块移动使两个夹持组件远离的复位弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：两个移动环相对的一侧上均设置有凸起的传动环，传动环与导电环套同轴；且两个移动环上的传动环在移动环的径向上错位分布；两个夹持组件的锥套夹紧线芯时，每个夹持组件的传动轮对应与一个传动环抵接；在拨动环带动移动环同步转动时，移动环通过传动环带动传动轮转动，进而带动锥套转动。
4.根据权利要求1所述的一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：通槽在其波浪形的拐点处设置有避让槽，避让槽的截面尺寸大于通槽的截面尺寸；导线机构还包括连接套，连接套由两个柔性的半环套组成，两个半环套均设置于避让槽内，且分别与避让槽侧壁通过弹性件连接，弹性件使两个半环套抵接并限定出与通槽内壁共面的内圈，以便于线芯通过；两个夹持组件的锥套相互靠近时，锥套的锥面通过其中一个半环套顶推穿过连接套的线芯变形，且被挤压的半环套随线芯变形远离另一个半环套，进而使穿过连接套内的线芯露出并与锥套接触。
5.根据权利要求4所述的一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：导线机构有多个，每个导线机构设置于通槽的一个拐点处，且相邻两个导线机构的锥套的大小端朝向相反，使得相邻两个导线机构的锥套顶推不同位置的半环套。
6.根据权利要求1所述的一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：导电环套端部设置有多个导流通道，多个导流通道绕导电环套周向均匀分布，每个导流通道与一个通槽连通，用于分散多个线芯，使每个线芯通过一个导流通道进入通槽。
7.根据权利要求1所述的一种双层铜铝光伏连接器，其特征在于：多条线芯外包裹有绝缘层；绝缘层外开设有滑移槽；公头端子还包括锁紧套，锁紧套沿线芯轴向滑动安装于滑移槽，并能够与外套管螺纹配合，且在与外套管螺纹配合时与滑移槽侧壁抵接阻碍线芯与母头端子脱离。
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