CN208207096U - 一种电连接器插头插座高温插拔试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电连接器插头插座高温插拔试验装置。现有电连接器插拔试验装置难以保证插头插座的精准对中。本实用新型包括安装基座、插头夹持单元、插座夹持单元、旋转卡扣夹持单元、插座运动单元、旋转卡扣运动单元、加热单元、控制单元和试验数据采集单元。本实用新型可以手动测量旋转卡扣的中心轴线位置，从而通过插座夹持单元精确调整插座位置；也可以利用激光位移传感器测量旋转卡扣的中心轴线位置，然后通过插座夹持单元能够有效地保证插座和插头精准对中，确保试验数据的准确性。

Description

一种电连接器插头插座高温插拔试验装置

技术领域

本实用新型属于电连接器技术领域，具体涉及一种能精确控制插头插座对中性的电连接器高温插拔试验装置。

背景技术

电连接器作为一种基础连接元件，主要用于实现电能和信号的传输。在各种机电装备中应用极其广泛，特别是在国防领域的型号装备中，电连接器的运用数量越来越多、种类越来丰富、结构越来越复杂，这对电连接器性能的可靠性提出了极高的要求。

加速试验是目前评价电连接器可靠性常用的试验方法。由于电连接器被广泛的应用在长期贮存、一次使用的型号装备中，在贮存期间会经历存放、测试、运输和战备值班等状态，在测试状态下，电连接器会经历头座插拔过程；因此为模拟电连接器的实际贮存剖面，以及评价温度和插拔两种应力对电连接器的交互效应，必须要开展电连接器的高温插拔加速试验，实时监测其性能的变化。在电连接器的高温插拔试验中，电连接器插头与插座的精准对中至关重要，若插头和插座不对中，其引起的接触性能变化程度将远远地超过插拔应力本身引起的，这不仅影响试验数据的准确性，甚至会导致试验的失败。基于此，有必要开发出一种能实现电连接器插头插座精准对中的高温插拔试验装置。

在目前的电连接器插拔试验装置中，大部分都是从机械装置结构尺寸的设计上保证插头插座的对中性，缺乏有效的位置自动调节装置以保证电连接器插头插座的精准对中，存在一定的局限性：申请公布号CN107202921A公布了一种旋转插接式电连接器接触电阻在线测量装置，实现多个电连接器高温下的自动插拔以及接触电阻的自动测量，其不足之处在于缺乏有效的位置自动调节装置以保证电连接器插头插座的精准对中。申请公布号CN104819839A公布了一种电连接器接触件插拔特性测试仪，其不足之处在于其只适用于实验室环境下插拔力的测试，无法实现电连接器高温下的自动插拔以及接触电阻的自动采集，而且缺乏有效的位置自动调节装置以保证电连接器插头插座的精准对中。授权公布号CN202582812U公布了一种高温环境下电连接器接触件插拔力的测试装置，其不足之处在于该装置仅能实现电连接器在高温环境下单根插针插孔插拔力的测试，无法进行整个电连接器在高温环境下的自动插拔以及接触电阻的自动采集，并且缺乏有效的位置自动调节装置以保证电连接器插头插座的精准对中。

发明内容

本实用新型的目的是针对在现有技术中缺乏有效的位置自动调节装置，用以保证电连接器在插拔过程中插头插座的精准对中这一缺陷，提供一种能实现电连接器插头插座精准对中的高温插拔试验装置，并且能够实现电连接器接触电阻的实时监测与采集。

为完成上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型包括安装基座、插头夹持单元、插座夹持单元、旋转卡扣夹持单元、插座运动单元、旋转卡扣运动单元、加热单元、控制单元和试验数据采集单元。所述的安装基座由一体成型的立板和底板组成。所述的插头夹持单元包括一体成型的A固定杆和A夹具体；A夹具体的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔；A固定杆呈圆筒形，尾端与立板通过螺纹连接固定。插座夹持单元包括呈圆筒形的B夹具体；B夹具体的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔。所述的旋转卡扣夹持单元包括呈圆筒形的C夹具体；C夹具体的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔。所述A夹具体、B夹具体及C夹具体的螺纹通孔内均连接有紧定螺钉。

所述的插座运动单元包括游动平台、直线导轨、导轨滑块、滚珠丝杆、丝杆螺母块、丝杆驱动电机和电动液压杆；游动平台包括A游动平台和B游动平台；直线导轨包括A直线导轨、B直线导轨、C直线导轨和D直线导轨；导轨滑块包括A导轨滑块、B导轨滑块、C导轨滑块和D导轨滑块；滚珠丝杆包括A滚珠丝杆和B滚珠丝杆；丝杆螺母块包括A丝杆螺母块和B丝杆螺母块；丝杆驱动电机包括A丝杆驱动电机和B丝杆驱动电机；电动液压杆由升降液压杆、液压泵和液压泵驱动电机组成；液压泵驱动电机固定在A游动平台顶面，驱动电动液压杆的液压泵；液压泵给升降液压杆供油实现升降液压杆的升降；升降液压杆与B夹具体固定；A导轨滑块、B导轨滑块和A丝杆螺母块均固定在A游动平台底面；A导轨滑块与A直线导轨构成滑动副，B导轨滑块与B直线导轨构成滑动副，A丝杆螺母块与A滚珠丝杆构成螺旋副；A直线导轨和B直线导轨均与B游动平台通过螺栓紧固；A滚珠丝杆两端均与B游动平台构成转动副；A丝杆驱动电机的底座固定在B游动平台顶面，A丝杆驱动电机的输出轴与A滚珠丝杆通过联轴器连接；C导轨滑块、D导轨滑块和B丝杆螺母块均固定在B游动平台底面；C导轨滑块与C直线导轨构成滑动副，D导轨滑块与D直线导轨构成滑动副，B丝杆螺母块与B滚珠丝杆构成螺旋副；C直线导轨和D直线导轨均与安装基座底板通过螺栓紧固；B滚珠丝杆两端均与安装基座底板构成转动副；B丝杆驱动电机的底座固定在安装基座底板上，B丝杆驱动电机的输出轴与B滚珠丝杆通过联轴器连接；A滚珠丝杆和B滚珠丝杆均水平设置，且A滚珠丝杆垂直于B滚珠丝杆。

所述的旋转卡扣运动单元包括传动轴、齿轮箱和步进电机；齿轮箱箱体固定在基座底板顶面；传动轴为圆筒形，套置在A固定杆外，并通过轴承在齿轮箱上；步进电机的动力经齿轮箱减速后驱动传动轴；C夹具体固定在传动轴上。

所述的加热单元包括电阻加热线圈和温度传感器；温度传感器设置在电阻加热线圈上；电阻加热线圈套置在夹具体及B夹具体外。

所述的控制单元包括控制箱体、A丝杆驱动电机控制器、B丝杆电机控制器、泵驱动电机控制器、步进电机控制器和温度控制器；A丝杆电机控制器控制A丝杆驱动电机，B丝杆电机控制器控制B丝杆驱动电机，泵驱动电机控制器控制液压泵驱动电机，步进电机控制器控制步进电机，温度控制器控制电阻加热线圈。

所述的试验数据采集单元由恒流源、多功能USB数据采集卡和上位机组成；多功能USB数据采集卡通过USB数据线与上位机连接；多功能USB数据采集卡采集电连接器的接触电阻试验数据，并传给上位机。

所述的C夹具体及B夹具体外围包裹有陶瓷隔热棉。

所述的A丝杆驱动电机控制器、B丝杆电机控制器、泵驱动电机控制器、步进电机控制器和温度控制器均由操作平台控制，温度传感器将数据传给操作平台。

还包括激光位移传感器单元；所述的激光位移传感器单元由激光位移传感器和激光位移传感器支撑座组成；激光位移传感器支撑座固定在底板上；激光位移传感器固定在激光位移传感器支撑座上；激光位移传感器将数据传给操作平台。

所述激光位移传感器的出射光轴线位于C夹具体的最低点与最高点之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

1、本实用新型可以手动测量旋转卡扣的中心轴线位置，从而通过插座夹持单元精确调整插座位置；也可以利用激光位移传感器测量旋转卡扣的中心轴线位置，然后通过插座夹持单元能够有效地保证插座和插头精准对中，确保试验数据的准确性。

2、本实用新型的插座夹持单元、插头夹持单元、旋转卡扣夹持单元均为可拆卸式的夹持单元，因此可以根据需求调整或更换夹持单元，从而兼顾到类似结构的各种型号的电连接器试验需求，使得试验设备具有较强的通用性。

3、与现有的一些简单的实验室环境下的插拔试验装置相比，本实用新型不仅能够在实验室环境下进行插拔试验，而且能够在高温环境下实现电连接器的精准自动插拔以及接触电阻的实时监测与采集；

附图说明

图1是本实用新型去除控制单元和试验数据采集单元后的结构立体图。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是图2的右视图。

图4是本实用新型中A游动平台与A丝杆螺母块的装配示意图。

图5是本实用新型中B游动平台与B丝杆螺母块的装配示意图。

图6是本实用新型中插头夹持单元与旋转卡扣夹持单元的装配立体图。

图7是本实用新型中加热单元的结构立体图。

图8是本实用新型的整体结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图8所示，一种电连接器插头插座高温插拔试验装置，包括安装基座、插头夹持单元、插座夹持单元、旋转卡扣夹持单元、插座运动单元、旋转卡扣运动单元、加热单元、控制单元、激光位移传感器单元和试验数据采集单元。

如图1、图2和图3所示，安装基座由一体成型的立板1-1和底板1-2组成。如图1和图6所示，插头夹持单元包括一体成型的A固定杆2-1和A夹具体2-2；A夹具体2-2的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔；A固定杆2-1呈圆筒形，尾端与立板1-1通过螺纹连接固定。插座夹持单元包括呈圆筒形的B夹具体3-1；B夹具体3-1的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔。旋转卡扣夹持单元包括呈圆筒形的C夹具体4-1；C夹具体4-1的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔。A夹具体2-2、B夹具体3-1及C夹具体4-1的螺纹通孔内均连接有紧定螺钉。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，插座运动单元包括游动平台、直线导轨、导轨滑块、滚珠丝杆、丝杆螺母块、丝杆驱动电机和电动液压杆；游动平台包括A游动平台5-4和B游动平台6-10；直线导轨包括A直线导轨5-8、B直线导轨5-9、C直线导轨6-5和D直线导轨6-6；导轨滑块包括A导轨滑块5-6、B导轨滑块5-7、C导轨滑块6-3和D导轨滑块6-4；滚珠丝杆包括A滚珠丝杆6-7和B滚珠丝杆6-2，A滚珠丝杆6-7和B滚珠丝杆6-2均选取C7级精度；丝杆螺母块包括A丝杆螺母块6-8和B丝杆螺母块6-9；丝杆驱动电机包括A丝杆驱动电机5-5和B丝杆驱动电机6-1；电动液压杆由升降液压杆5-1、液压泵5-2和液压泵驱动电机5-3组成；液压泵驱动电机5-3固定在A游动平台5-4顶面，驱动电动液压杆的液压泵5-2；液压泵5-2给升降液压杆5-1供油实现升降液压杆5-1的升降；升降液压杆5-1与B夹具体3-1固定；A导轨滑块5-6、B导轨滑块5-7和A丝杆螺母块6-8均固定在A游动平台5-4底面；A导轨滑块5-6与A直线导轨5-8构成滑动副，B导轨滑块5-7与B直线导轨5-9构成滑动副，A丝杆螺母块6-8与A滚珠丝杆6-7构成螺旋副；A直线导轨5-8和B直线导轨5-9均与B游动平台6-10通过螺栓紧固；A滚珠丝杆6-7两端均与B游动平台6-10构成转动副；A丝杆驱动电机5-5的底座固定在B游动平台6-10顶面，A丝杆驱动电机5-5的输出轴与A滚珠丝杆通过联轴器连接；C导轨滑块6-3、D导轨滑块6-4和B丝杆螺母块6-9均固定在B游动平台6-10底面；C导轨滑块6-3与C直线导轨6-5构成滑动副，D导轨滑块6-4与D直线导轨6-6构成滑动副，B丝杆螺母块6-9与B滚珠丝杆6-2构成螺旋副；C直线导轨6-5和D直线导轨6-6均与安装基座底板1-2通过螺栓紧固；B滚珠丝杆6-2两端均与安装基座底板1-2构成转动副；B丝杆驱动电机6-1的底座固定在安装基座底板1-2上，B丝杆驱动电机6-1的输出轴与B滚珠丝杆6-2通过联轴器连接；A滚珠丝杆6-7和B滚珠丝杆6-2均水平设置，且A滚珠丝杆6-7垂直于B滚珠丝杆6-2。

如图1和图2所示，旋转卡扣运动单元包括传动轴7-1、齿轮箱7-2和步进电机7-3；齿轮箱7-2箱体固定在基座底板1-2顶面；传动轴7-1为圆筒形，套置在A固定杆2-1外，并通过轴承在齿轮箱7-2上；步进电机7-3的动力经齿轮箱7-2减速后驱动传动轴7-1；C夹具体4-1固定在传动轴7-1上，C夹具体4-1三个螺纹通孔内连接的紧定螺钉实现对电连接器旋转卡扣的夹持，从而C夹具体4-1驱动电连接器旋转卡扣的转动。

如图7所示，加热单元包括电阻加热线圈8-1、陶瓷隔热棉和温度传感器8-2；温度传感器8-2设置在电阻加热线圈8-1上；电阻加热线圈8-1套置在夹具体4-1及B夹具体3-1外，且C夹具体4-1及B夹具体3-1外围包裹有陶瓷隔热棉。

如图8所示，控制单元包括控制箱体10-1、操作平台10-7，以及由操作平台10-7控制的A丝杆驱动电机控制器10-2、B丝杆电机控制器10-3、泵驱动电机控制器10-4、步进电机控制器10-5和温度控制器10-6；A丝杆电机控制器10-2控制A丝杆驱动电机5-5，B丝杆电机控制器10-3控制B丝杆驱动电机6-1，泵驱动电机控制器10-4控制液压泵驱动电机5-3，步进电机控制器10-5控制步进电机7-3，温度控制器10-6控制电阻加热线圈8-1，温度传感器8-2将数据传给操作平台10-7。

如图1、图2、图8所示，激光位移传感器单元由激光位移传感器9-1和激光位移传感器支撑座9-2组成；激光位移传感器支撑座9-2固定在底板1-2上；激光位移传感器9-1固定在激光位移传感器支撑座9-2上，激光位移传感器9-1的出射光轴线位于C夹具体4-1的最低点与最高点之间；激光位移传感器9-1将数据传给操作平台10-7。

如图8所示，试验数据采集单元由恒流源11-1、多功能USB数据采集卡11-2和上位机11-3组成；多功能USB数据采集卡11-2通过USB数据线与上位机11-3连接；多功能USB数据采集卡11-2实时采集电连接器的接触电阻试验数据，并传给上位机11-3；电连接器通过导线与恒流源11-1及多功能USB数据采集卡11-2连接。

该电连接器插头插座高温插拔试验装置，工作原理如下：

第一步：安装电连接器：

旋转卡扣式电连接器主要由插座、插头和旋转卡扣组成，其中旋转卡扣与插头是连接在一起的；将插座、插头、旋转卡扣依次分别安装在A夹具体2-2、B夹具体3-1、C夹具体4-1上，并通过各自螺纹通孔内连接的紧定螺钉夹紧，完成对电连接器插座、插头、旋转卡扣的夹持。

第二步：对插头、旋转卡扣、插座的位置进行调整：

这里，可以手动测量旋转卡扣的中心轴线位置，从而通过插座夹持单元精确调整插座位置，也可以利用激光位移传感器9-1保证插头和插座位置的精准对中。精准对中过程如下：激光位移传感器9-1对做旋转运动的C夹具体4-1外侧圆周表面进行扫描，然后根据所获得扫描点的位置计算旋转卡扣的中心轴线位置，控制单元根据旋转卡扣的中心轴线位置，通过控制A丝杆电机控制器10-2和泵驱动电机控制器10-4来控制A丝杆驱动电机5-5及液压泵驱动电机5-3的运动，实现对A游动平台5-4以及升降液压杆5-1的位置调整，从而实现对插座位置的自动化调整，最终实现插座和插头位置的精准对中。

第三步：对电连接器进行加温：

首先在C夹具体4-1及B夹具体3-1外围包裹陶瓷隔热棉，而后电阻加热线圈8-1套置在C夹具体4-1及B夹具体3-1外，最后操作平台10-7通过控制温度控制器10-6控制电阻加热线圈8-2的加热温度，开始对电连接器进行加热。

第四步：控制单元通过控制B丝杆电机控制器10-3来控制B丝杆驱动电机6-1，实现B游动平台6-10的移动，从而实现定时插拔电连接器，试验数据采集单元对试验过程的试验数据进行实时采集。

Claims (5)

1.一种电连接器插头插座高温插拔试验装置，包括安装基座、插头夹持单元、插座夹持单元、旋转卡扣夹持单元、插座运动单元、旋转卡扣运动单元、加热单元、控制单元和试验数据采集单元，其特征在于：所述的安装基座由一体成型的立板和底板组成；所述的插头夹持单元包括一体成型的A固定杆和A夹具体；A夹具体的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔；A固定杆呈圆筒形，尾端与立板通过螺纹连接固定；插座夹持单元包括呈圆筒形的B夹具体；B夹具体的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔；所述的旋转卡扣夹持单元包括呈圆筒形的C夹具体；C夹具体的头端开设有沿周向均布的三个螺纹通孔；所述A夹具体、B夹具体及C夹具体的螺纹通孔内均连接有紧定螺钉；

所述的插座运动单元包括游动平台、直线导轨、导轨滑块、滚珠丝杆、丝杆螺母块、丝杆驱动电机和电动液压杆；游动平台包括A游动平台和B游动平台；直线导轨包括A直线导轨、B直线导轨、C直线导轨和D直线导轨；导轨滑块包括A导轨滑块、B导轨滑块、C导轨滑块和D导轨滑块；滚珠丝杆包括A滚珠丝杆和B滚珠丝杆；丝杆螺母块包括A丝杆螺母块和B丝杆螺母块；丝杆驱动电机包括A丝杆驱动电机和B丝杆驱动电机；电动液压杆由升降液压杆、液压泵和液压泵驱动电机组成；液压泵驱动电机固定在A游动平台顶面，驱动电动液压杆的液压泵；液压泵给升降液压杆供油实现升降液压杆的升降；升降液压杆与B夹具体固定；A导轨滑块、B导轨滑块和A丝杆螺母块均固定在A游动平台底面；A导轨滑块与A直线导轨构成滑动副，B导轨滑块与B直线导轨构成滑动副，A丝杆螺母块与A滚珠丝杆构成螺旋副；A直线导轨和B直线导轨均与B游动平台通过螺栓紧固；A滚珠丝杆两端均与B游动平台构成转动副；A丝杆驱动电机的底座固定在B游动平台顶面，A丝杆驱动电机的输出轴与A滚珠丝杆通过联轴器连接；C导轨滑块、D导轨滑块和B丝杆螺母块均固定在B游动平台底面；C导轨滑块与C直线导轨构成滑动副，D导轨滑块与D直线导轨构成滑动副，B丝杆螺母块与B滚珠丝杆构成螺旋副；C直线导轨和D直线导轨均与安装基座底板通过螺栓紧固；B滚珠丝杆两端均与安装基座底板构成转动副；B丝杆驱动电机的底座固定在安装基座底板上，B丝杆驱动电机的输出轴与B滚珠丝杆通过联轴器连接；A滚珠丝杆和B滚珠丝杆均水平设置，且A滚珠丝杆垂直于B滚珠丝杆；

所述的旋转卡扣运动单元包括传动轴、齿轮箱和步进电机；齿轮箱箱体固定在基座底板顶面；传动轴为圆筒形，套置在A固定杆外，并通过轴承在齿轮箱上；步进电机的动力经齿轮箱减速后驱动传动轴；C夹具体固定在传动轴上；

所述的加热单元包括电阻加热线圈和温度传感器；温度传感器设置在电阻加热线圈上；电阻加热线圈套置在夹具体及B夹具体外；

所述的控制单元包括控制箱体、A丝杆驱动电机控制器、B丝杆电机控制器、泵驱动电机控制器、步进电机控制器和温度控制器；A丝杆电机控制器控制A丝杆驱动电机，B丝杆电机控制器控制B丝杆驱动电机，泵驱动电机控制器控制液压泵驱动电机，步进电机控制器控制步进电机，温度控制器控制电阻加热线圈；

所述的试验数据采集单元由恒流源、多功能USB数据采集卡和上位机组成；多功能USB数据采集卡通过USB数据线与上位机连接；多功能USB数据采集卡采集电连接器的接触电阻试验数据，并传给上位机。

2.根据权利要求1所述的一种电连接器插头插座高温插拔试验装置，其特征在于：所述的C夹具体及B夹具体外围包裹有陶瓷隔热棉。

3.根据权利要求1所述的一种电连接器插头插座高温插拔试验装置，其特征在于：所述的A丝杆驱动电机控制器、B丝杆电机控制器、泵驱动电机控制器、步进电机控制器和温度控制器均由操作平台控制，温度传感器将数据传给操作平台。

4.根据权利要求1所述的一种电连接器插头插座高温插拔试验装置，其特征在于：还包括激光位移传感器单元；所述的激光位移传感器单元由激光位移传感器和激光位移传感器支撑座组成；激光位移传感器支撑座固定在底板上；激光位移传感器固定在激光位移传感器支撑座上；激光位移传感器将数据传给操作平台。

5.根据权利要求4所述的一种电连接器插头插座高温插拔试验装置，其特征在于：所述激光位移传感器的出射光轴线位于C夹具体的最低点与最高点之间。