空间用矩形自浮动连接器制造技术

本发明专利技术公开一种空间用矩形自浮动连接器，包括罩壳和浮动的喇叭形接口，喇叭形接口相对于罩壳具有X向浮动、Y向浮动、Z向浮动、α向转动、β向转动及γ向转动六个自由度，且Δα≥

【技术实现步骤摘要】
空间用矩形自浮动连接器


[0001]本专利技术涉及一种可以浮动的电连接器。

技术介绍

[0002]申请人于2013年研发了一款可以自由浮动的电连接器，具体结构见中国专利CN103633492B，该连接器可以实现六个自由度的浮动，可以在对接不是很精确情况下完成连接。现在需要将该结构应用到空间飞行器中，在空间中连接器的对接是用机械手来完成，而机械手只会按照程序设定的固定轨迹运动，当两个连接器的位置误差较大时，机械手强行对接会带来损伤，并且在飞行器上长期存在振动、冲击等力学环境，产品相对于浮动安装机构处于自由运动状态，易产生剧烈晃动、撞击，导致产品损伤、失效，因此要求两个连接器的配合能够容许较大的浮动，所以需要对现有的结构进行优化设计，使之能够满足较大的浮动要求。另外，原有的结构还存在限位柱下段连接的螺母松脱的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：现有浮动连接器浮动范围不足的问题，以及连接器限位柱螺母松脱的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种空间用矩形自浮动连接器，包括罩壳和浮动的喇叭形接口，喇叭形接口相对于罩壳具有X向浮动、Y向浮动、Z向浮动、α向转动、β向转动及γ向转动六个自由度，且Δα≥
±
0.5
°
、Δβ≥
±
0.5
°
、Δγ≥
±
0.5
°
，ΔX≥2.29mm、ΔY≥1.27mm、ΔZ≥2.03mm。
[0005]罩壳内通过扁簧安装固定板，固定板两端的沉孔中安装卷簧，喇叭形接口的法兰两端安装限位柱，限位柱中段和卷簧配合，限位柱下段连接螺母，螺母侧面有固定钉组装孔，固定钉旋入固定钉组装孔后顶住限位柱。
[0006]喇叭形接口的喇叭形开口倾角为30
°
。
[0007]喇叭形接口相对于罩壳在X方向上运动时，限位柱首先达到极限位移碰到其正下方的挡块，限位柱尺寸为16.1mm，扁簧未受压缩状态下限位柱距挡块距离大于ΔX，为3.1mm。
[0008]当喇叭形接口相对于罩壳在Y方向上运动时，喇叭形接口外壳的尾端首先达到极限位移碰到罩壳内部的挡板，Y方向上喇叭形接口外壳尾端距挡板的距离大于ΔY，为2.15mm。
[0009]当喇叭形接口相对于罩壳在Z方向运动时，卷簧首先达到极限压缩位置自身贴紧，喇叭形接口外壳法兰侧边距罩壳的距离大于卷簧自身贴紧需移动的距离，为2.95mm；卷簧自身贴紧需移动的距离大于ΔZ，为2.7mm。
[0010]喇叭形接口外壳绕X轴转动的最大角度为9
°
。
[0011]喇叭形接口外壳绕Y轴转动的最大角度为2.2
°
。
[0012]喇叭形接口外壳绕Z轴转动的最大角度为1.6
°
。
[0013]扁簧装配时具备一个初始变形量，初始变形量产生的反力大于连接器的最大插合力。
[0014]扁簧顶端的半圆形凸起部分加工为弯曲的圆柱体。本专利技术的有益效果：本产品可以用在空间飞行器上，在空间环境下，连接器的对接是由机械手操作，产品所在的工作环境较恶劣，通常伴随着振动、极冷、极热等条件，因此对与对接时可允许的误差要求很高，本产品需满足的对准差Δα≥
±
0.5
°
，Δβ≥
±
0.5
°
，Δγ≥
±
0.5
°
，ΔX≥2.29mm（超行程量），ΔY≥1.27mm,ΔZ≥2.03mm。也即是说，当插头、插座之间存在上述对准差时，本产品的导向结构应能补偿该误差，确保插头、插座的正常对接。
[0015]为便于产品浮动导向，减少导向过程对壳体的摩擦磨损和减小摩擦反力，满足产品长寿命和自浮动的功能需求，需要同时对喇叭口导向角度进行合理设计，最佳角度为30
°
。
[0016]螺母与限位柱调整好位置后，将固定钉拧入抵紧限位柱，避免螺母从限位柱上松动、脱落，扁簧顶端的半圆形凸起部分加工为弯曲的圆柱体可以降低浮动时β向的阻力使转动更顺畅。
[0017]附图说明：图1为本结构自由度示意图。
[0018]图2为喇叭形接口角度示意图。
[0019]图3为X向自由度尺寸设计示意图。
[0020]图4为限位柱结构示意图。
[0021]图5为螺母结构示意图。
[0022]图6为Y向自由度尺寸设计示意图。
[0023]图7为卷簧最大压缩位置示意图。
[0024]图8为Z向自由度尺寸设计示意图。
[0025]图9为α向转动自由度设计示意图。
[0026]图10是β向转动分析模型。
[0027]图11是模拟得到的β向转动位移分布图。
[0028]图12是γ向转动分析模型。
[0029]图13是模拟得到的γ向转动位移分布图。
[0030]图14是扁簧的结构示意图。
具体实施方式
[0031]实施例1：本实施例中连接器的组成结构和现有技术（中国专利CN103633492B）相比仅仅是在限位柱下端的螺母侧面增设了限位钉以抵紧限位柱。罩壳内通过扁簧安装固定板，固定板两端的沉孔中安装卷簧，喇叭形接口的法兰两端安装限位柱，限位柱中段和卷簧配合，限位柱下段连接螺母，螺母侧面有固定钉组装孔，固定钉旋入固定钉组装孔后顶住限位柱。扁簧用于实现X向浮动、β向转动及γ向转动的自动复位，机构内部的卷簧用于实现Y向浮动、Z向浮动及α向转动的自动复位，由此实现6个方向上的自动复位功能。
[0032]扁簧预压紧状态下的弹力应高于插头、插座插合时的弹力，才能确保插头、插座先对接到位，继而实现对接超行程的功能,因此，对扁簧需要结合产品插合力进行装配预紧力的设计，在建模设计过程中开展综合应力分析设计合理的安全余量。扁簧顶端的半圆形凸起部分加工为弯曲的圆柱体可以降低浮动时β向的阻力使转动更顺畅。
[0033]扁簧在对准互插装置中起到支撑插座外壳的作用，在连接器插合过程中，扁簧应能克服插头与插座插合时接触件插合产生的插合力，直至头座外壳对接到位，接触件啮合到位；外壳对接到位后，继续在对接方向上施加插合力将使扁簧受到压缩产生变形，从而实现超行程量的对准差指标。因此，扁簧装配时应具备一个初始变形量x，初始变形产生的反力应大于连接器的最大插合力指标要求。
[0034]如图1，本连接需要在六个自由度上满足浮动要求：Δα≥
±
0.5
°
、Δβ≥
±
0.5
°
、Δγ≥
±
0.5
°
，ΔX≥2.29mm、ΔY≥1.27mm、ΔZ≥2.03mm。为便于产品浮动导向，减少导向过程对壳体的摩擦磨损和减小摩擦反力，满足产品长寿命和自浮动的功能需求，需要同时对导向角度进行合理设计，最佳角度为30
°
（见图2，即喇叭口张角为60
°
）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间用矩形自浮动连接器，包括罩壳和浮动的喇叭形接口，其特征在于：喇叭形接口相对于罩壳具有X向浮动、Y向浮动、Z向浮动、α向转动、β向转动及γ向转动六个自由度，且Δα≥
±
0.5
°
、Δβ≥
±
0.5
°
、Δγ≥
±
0.5
°
，ΔX≥2.29mm、ΔY≥1.27mm、ΔZ≥2.03mm。2.根据权利要求1所述空间用矩形自浮动连接器，其特征在于：罩壳内通过扁簧安装固定板，固定板两端的沉孔中安装卷簧，喇叭形接口的法兰两端安装限位柱，限位柱中段和卷簧配合，限位柱下段连接螺母，螺母侧面有固定钉组装孔，固定钉旋入固定钉组装孔后顶住限位柱。3.根据权利要求2所述空间用矩形自浮动连接器，其特征在于：喇叭形接口的喇叭形开口倾角为30
°
。4.根据权利要求2所述空间用矩形自浮动连接器，其特征在于：当喇叭形接口相对于罩壳在X方向上运动时，限位柱首先达到极限位移碰到其正下方的挡块，限位柱尺寸为16.1mm，扁簧未受压缩状态下限位柱距其正下方挡块距离大于ΔX，为3.1mm。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贲，王荣飞，周山鹏，叶宇，
申请(专利权)人：贵州航天电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：