CN208539233U - 六自由度浮动连接器 - Google Patents

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朱凤伟
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Abstract

本文公开了一种六自由度浮动连接器,包括两部分:浮动插头、固定插座。包含有插头壳体、套筒、挡圈、卡圈、压环、推杆、小弹簧、退让弹簧、法兰、插座壳体等零件。浮动插头的卡圈将挡圈、套筒、退让弹簧固定在法兰内。在套筒上分前后两排各均布有4个台阶孔,台阶孔内设置有推杆和小弹簧,套筒外的压环压缩小弹簧,并将推杆压在插头壳体外圆的圆弧凹坑内,插头壳体台阶位于挡圈与套筒之间的空隙内。通过插头插合端的圆锥倒角、外键与插座插合端的圆锥孔和键槽的配合,实现插合时壳体导向和键定位。本结构主要应用于需要浮动对接与分离的自控作业技术领域,具有X、Y、Z向位移及旋转的六自由度浮动功能,及未插合状态下的归中复位功能。

Description

六自由度浮动连接器
技术领域
本实用新型涉及一种六自由度浮动连接器,主要应用于浮动对接与分离的自控作业场合。
背景技术
在电气设备自控插配作业中,插头、插座分别安装固定在不同的系统设备上,由于安装在不同系统面板上的插头与插座之间必然存在三维空间6自由度位置误差,且自控机构的运动过程完全由机械自主控制,如果插头与插座对接插合时不能消除三维空间位置误差,将造成插头与插座无法顺利插合。
因此对接连接器必须具有浮动功能,能够方便地调整三维空间姿态,校正三维空间位置误差,确保插头与插座之间的顺利浮动对接。
浮动连接器通常由插头和插座组成,将插头或插座中的任一方以浮动状态活动地安装在面板上,在与对接端连接器插合时,能够校正插头与插座之间的位置误差。目前浮动连接器通常仅能够实现径向浮动,或者仅能够实现轴向退让浮动,或者插头与插座分离后,不具备归中复位功能,影响后续浮动对接可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有X、Y、Z向位移及旋转的六自由度浮动连接器,具备归中复位功能,能够方便地自动调整连接器的三维空间姿态,自控作业插合时能够实现自动对准。
本实用新型涉及一种六自由度浮动连接器,包括两部分:浮动插头、固定插座。浮动插头包括插头壳体、套筒、挡圈、卡圈、压环、推杆、小弹簧、退让弹簧、法兰等零件,固定插座包含有插座壳体等零件。
浮动插头的挡圈通过卡圈固定在法兰内,并阻挡装有小弹簧、推杆及压环的套筒,将其保持在法兰内腔中,并将退让弹簧压缩在法兰内腔中。插头壳体外圆分前后两排各均布有4个圆弧凹坑,与之对应,在套筒的对应位置上也分前后两排各均布有4个台阶孔,台阶孔内设置有推杆和小弹簧,推杆球头与插头壳体圆弧凹坑的圆弧数值一致,套筒外圆套装有压环,压环内圆压缩小弹簧,小弹簧推着推杆,将推杆压在插头壳体外圆的圆弧凹坑内,以实现插头壳体的浮动功能。在插头壳体外圆设置有一圈台阶,台阶位于挡圈与套筒之间的空隙内,以限制插头壳体浮动时的位移量,确保浮动后的插头壳体能够实现自动归中复位。在法兰内孔设置有键槽,套筒外圆设置有外键,通过法兰键槽与套筒外键的定位配合,以及套筒上推杆球头与插头壳体圆弧凹坑的配合,实现插头壳体相对于法兰的空间位置定位。插头壳体插合端设计有圆锥倒角结构和外键,插座壳体插合端设计有圆锥孔和键槽,以实现插头与插座插合时的壳体导向和键定位。
当插头与插座开始对接插合时,插头壳体圆锥倒角、外键首先进入插座壳体锥孔、键槽,为了能够顺利插入插座壳体,插头壳体需要调整自身的三维空间姿态,此时,插头壳体外圆的圆弧凹坑推动推杆运动并压缩小弹簧,促使插头壳体进行轴向、横行、旋转运动以调节空间位置,实现插头壳体的浮动功能。
当插头与插座分离后,插头壳体从插座壳体内脱出,此时,被压缩的小弹簧开始释放恢复初始状态,小弹簧顶着推杆并推动插头壳体运动,由于推杆在插头壳体外圆均匀布置,其在圆周径向对插头壳体具有对称且相等的推力,因此均布的推杆可将插头壳体推至法兰的轴线位置,使插头壳体恢复到插头中心位置,实现插头的归中复位。
本实用新型的有益效果是,采用本实用新型的六自由度浮动连接器,具有X、Y、Z向位移及旋转浮动功能,包括径向位移Δρ、轴向超行程位移ΔX、面板间夹角Δβ Δγ、绕X轴转角Δα,能够方便地调整连接器的三维空间姿态,实现插合时的自动对准。同时具备归中复位功能,提高浮动对接可靠性。
通过上述结构设计,实现了自控作业连接器的三维空间六自由度浮动功能,未插合状态下具备归中复位功能,具有结构紧凑、体积小的优点。
附图说明
图1是本实用新型六自由度浮动连接器坐标系定义示意图。
图2是本实用新型浮动插头的结构示意图。
图3是本实用新型浮动插头法兰键槽与套筒外键定位的A-A剖面图。
图4是本实用新型浮动插头推杆部位的B-B剖面图。
图5是本实用新型固定插座的结构示意图。
图2中:1.插头壳体,2.套筒,3.挡圈,4.卡圈,5.压环,6.推杆,7.小弹簧,8.退让弹簧,9.法兰。
图3中:1.插头壳体,2.套筒,9.法兰。
图4中:1.插头壳体,2.套筒,5.压环,6.推杆,7.小弹簧,9.法兰。
图5中:10.插座壳体。
具体实施方式
图1中,显示了本实用新型的六自由度浮动连接器的坐标系定义,说明了在X、Y、Z向的位移及旋转浮动功能指标,包括轴向超行程位移ΔX、径向位移Δρ、面板间夹角Δβ Δγ、绕X轴转角Δα。
图2中,浮动插头的挡圈(3)通过卡圈(4)固定在法兰(9)内,并阻挡装有小弹簧(7)、推杆(6)及压环(5)的套筒(2),将其保持在法兰(9)内腔中,并将退让弹簧(8) 压缩在法兰(9)内腔中。插头壳体(1)外圆分前后两排各均布有4个圆弧凹坑,与之对应,在套筒(2)的对应位置上也分前后两排各均布有4个台阶孔,台阶孔内设置有推杆(6) 和小弹簧(7),推杆(6)球头与插头壳体(1)圆弧凹坑的圆弧数值一致,套筒(2)外圆套装有压环(5),压环(5)内圆压缩小弹簧(7),小弹簧(7)推着推杆(6),将推杆(6) 压在插头壳体(1)外圆的圆弧凹坑内,以实现插头壳体(1)的浮动功能。在插头壳体(1) 外圆设置有一圈台阶,台阶位于挡圈(3)与套筒(2)之间的空隙内,以限制插头壳体(1) 浮动时的位移量。
图2、图3、图4中,在法兰(9)内孔设置有键槽,套筒(2)外圆设置有外键,通过法兰(9)键槽与套筒(2)外键的定位配合,以及套筒(2)上推杆(6)球头与插头壳体 (1)圆弧凹坑的配合,实现插头壳体(1)相对于法兰(9)的空间位置定位。
图2、图5中,插头壳体(1)插合端设计有圆锥倒角结构和外键,插座壳体(10)插合端设计有圆锥孔和键槽,以实现插头与插座插合时的壳体导向和键定位。
当插头与插座开始对接插合时,插头壳体(1)圆锥倒角、外键首先进入插座壳体(10) 锥孔、键槽,为了能够顺利插入插座壳体(10),插头壳体(1)需要调整自身的三维空间姿态,此时,插头壳体(1)外圆的圆弧凹坑推动推杆(6)运动并压缩小弹簧(7),促使插头壳体(1)进行轴向、横行、旋转运动以调节空间位置,实现插头壳体(1)的浮动功能。
当插头与插座分离后,插头壳体(1)从插座壳体(10)内脱出,此时,被压缩的小弹簧(7)开始释放恢复初始状态,小弹簧(7)顶着推杆(6)并推动插头壳体(1)运动,由于推杆(6)在插头壳体(1)外圆均匀布置,其在圆周径向对插头壳体(1)具有对称且相等的推力,因此均布的推杆(6)可将插头壳体(1)推至法兰(9)的轴线位置,使插头壳体(1)恢复到插头中心位置,实现插头的归中复位。

Claims (4)

1.一种六自由度浮动连接器,能够方便地自动调整连接器的三维空间姿态,自控作业插合时能够实现自动对准,未插合状态下具备归中复位功能,它包括两部分:浮动插头、固定插座,浮动插头包括插头壳体、套筒、挡圈、卡圈、压环、推杆、小弹簧、退让弹簧、法兰,固定插座包含有插座壳体;浮动插头的挡圈通过卡圈固定在法兰内,并阻挡装有小弹簧、推杆及压环的套筒,将其保持在法兰内腔中,并将退让弹簧压缩在法兰内腔中;在套筒上分前后两排各均布有4个台阶孔,台阶孔内设置有推杆和小弹簧,套筒外圆套装有压环,压环内圆压缩小弹簧,小弹簧推着推杆,将推杆压在插头壳体外圆的圆弧凹坑内;插头壳体外圆的台阶位于挡圈与套筒之间的空隙内;通过法兰的键槽与套筒外键的定位配合,以及套筒上推杆球头与插头壳体圆弧凹坑的配合,实现插头壳体相对于法兰的空间位置定位;通过插头壳体插合端的圆锥倒角、外键与插座壳体插合端的圆锥孔和键槽的配合,以实现插头与插座插合时的壳体导向和键定位。
2.根据权利要求1所述的一种六自由度浮动连接器,其特征是:与套筒对应,插头壳体外圆设置有相同排数及均布相同数量的圆弧凹坑。
3.根据权利要求1所述的一种六自由度浮动连接器,其特征是:浮动装置包括套筒、挡圈、卡圈、压环、推杆、小弹簧、退让弹簧、法兰。
4.根据权利要求1所述的一种六自由度浮动连接器,其特征是:圆锥倒角、外键设置在插座插合端,圆锥孔和键槽设置在插头插合端。
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CN110336167A (zh) * 2019-06-20 2019-10-15 深圳市东景盛电子技术有限公司 一种带转接头的高清音视频线
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