一种具有插合到位检测功能的连接器的制作方法

1.本发明属于连接器技术领域，特别涉及一种具有插合到位检测功能的连接器。


背景技术：

2.随着5g时代的来临，现有的单一连接器已经越来越跟不上日益增长的需求。现代工业场景要求在机箱机柜之间提供更多种类、更可靠的传输路径，作为设备接口的集成化连接器，具有体积大、传输信号种类多、芯数多、盲插拔的特点。随着此需求日益增长，对集成化连接器的插合到位要求也日益严格。满足这些要求对于保证相应工业设备的实时运行、连续正常运行和最大效率至关重要。
3.目前，现有集成化连接器在实际机箱机柜使用过程中往往存在以下问题：
①
锁紧力大导致插合不到位，如大壳体号的螺纹式或卡扣式圆形连接器；
②
连接器尾部拖曳很粗的电缆导致连接器插合偏斜；
③
金属框架连接器在盲插的过程中也容易出现插合偏斜的现象；
④
连接器在工作过程中出现插合状态改变。现有的连接器很少具备插合状态检测功能，连接器容易出现插合不到位和工作过程中插合状态改变的状况，往往会造成设备无法工作或存在质量隐患。


技术实现要素：

4.为解决现有技术问题，本发明提出一种具有插合到位检测功能的连接器，可实现对连接器内部插合状态的实时检测，提高设备工作时的安全性能。
5.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具有插合到位检测功能的连接器，包括适配的插头和插座，插头包括插头壳体、压板、压力传感器、金属端盖、弹性件以及衬套，插座包括插座壳体以及安装在插座壳体上的导销；插头壳体内设有供导销插拔的销孔，压板固定在插头壳体后端并罩盖销孔，压力传感器安装于压板前端面，销孔后端具有用于容纳衬套及金属端盖的安装孔，衬套沿前后方向活动设置在安装孔内，弹性件安装在衬套和金属端盖之间；插头、插座未插合时，在弹性件作用下，金属端盖与压力传感器相抵接，衬套与安装孔在向前方向上挡止配合。
6.进一步的，压力传感器为压阻薄膜传感器。
7.进一步的，安装孔的前端设有台阶，衬套设有凸缘，台阶与凸缘在向前方向上挡止配合，以防止衬套向前脱出于安装孔。
8.进一步的，弹性件为弹簧。
9.进一步的，衬套的后端设有与弹簧前端相套接的第一轴部，金属端盖的前端设有与弹簧后端相套接的第二轴部。
10.进一步的，销孔的前端内部设有导套，导套与导销沿前后方向滑动配合。
11.进一步的，销孔中部还安装有冠带孔，插头和插座插合时，导销穿过冠带孔，导销与冠带孔弹性贴合。
12.进一步的，导销前端设有引导斜面，衬套的前端设有与引导斜面配合的适配引导
斜面。
13.本发明与现有技术相比，至少具备以下有益效果：
14.1、本发明通过内置传感器实现连接器插合到位检测功能，在尽量不改变或降低原型连接器尺寸及性能指标的基础上，实现对连接器内部插合状态的实时检测，可广泛应用于各类集成化连接器中，从而提升系统装备的安全可靠性和经济维修性。
15.2、本发明能判断头座插合的情况下明确判断插合深度、插合状态改变等状况，如金属框架连接器在盲插的过程中出现插合偏斜的现象，通过压力传感器信号变化可立即发现异常状态。
16.3、本发明插合到位检测功能机械寿命极长、响应速度极快，可实现连接器工作中插合特性检测进行实时监测；加入弹簧几乎不改变头座插合力与分离力，不改变原有参数。
17.4、整个结构便于维护，各零件易拆卸更换，不涉及接触件部分模块，不改变原有节点排列。
18.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
19.图1是本发明一种具有插合到位检测功能的连接器的结构示意图。
20.图2是衬套的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1-插头壳体；
23.2-压板；
24.3-压力传感器；
25.4-金属端盖；
26.5-弹簧；
27.6-衬套；
28.7-插座壳体；
29.8-导销；
30.9-导套；
31.10-冠带孔；
32.11-销孔；
33.111-安装孔；
34.112-台阶；
35.41-第二轴部；
36.61-凸缘；
37.62-第一轴部；
38.63-适配引导斜面；
39.81-引导斜面。
具体实施方式
40.以下结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
41.请参阅图1至图2，一种具有插合到位检测功能的连接器，包括相适配的插头和插座，以插头和插座相互插合的一端作为各自前端，插头包括插头壳体1、压板2、压力传感器3、金属端盖4、弹性件以及衬套6，插座包括插座壳体7以及安装在插座壳体7上的导销8；插头壳体1内设有沿前后方向延伸的销孔11，销孔11用于供导销8插入，本实施例中，销孔11为前后贯通设置的通孔，压板2通过螺钉固定在插头壳体1后端并罩盖销孔，压力传感器3固定在压板2前端面上并位于销孔后端出口，压力传感器3 采用压阻薄膜传感器，衬套6沿前后方向活动安装在销孔11后端的安装孔 111内，金属端盖4设置在安装孔111后端且位于压力传感器3前方。安装孔111的前端设有台阶112，台阶112与衬套6上的凸缘61在向前方向上挡止配合，以防止衬套6向前脱出于安装孔111。弹性件5安装在衬套与金属端盖之间，弹性件选用弹簧5。插头、插座未插合状态下，在弹簧5作用下，衬套6抵接在台阶112上，金属端盖4抵接在压力传感器3的前端面上，金属端盖4此时仅在弹簧作用下轻微挤压压力传感器的敏感区域(检测面)，此轻微压力使系统不会作出头座处于插合状态的判断。压板2不仅对金属端盖4起到轴向限位的作用以防止金属端盖脱出销孔后端，还为压力传感器3提供了受力支撑的平面。压力传感器3通过信号线引出插头壳体1，并用于与外界的控制模块等电连接，从而实现压力信号的输出。
42.作为优选，衬套6的后端设有供弹簧前端套接的第一轴部62，金属端盖4前端设有供弹簧后端套件的第二轴部41，以此实现弹簧5的稳定装配，防止弹簧径向移动，在高频插拔时也可维持弹簧自身的稳定姿态。此外，金属端盖也可与安装孔后端的凸台在前后方向上挡止配合来实现轴向前限位。
43.本实施例中，销孔11的前端设有导套9，导套9通过销孔上对应设置的台阶孔以嵌装形式定位，导套9用于供导销8沿前后方向穿装，二者仅能沿前后方向滑动配合，从而避免头座插合过程中导销8偏斜。此外，导套9上还可设置方向性键位，导销上设置对应的键槽，从而识别不同方向的导销，便于以正确方向引导对插。
44.在衬套与导套之间的销孔内还设有一冠带孔10，冠带孔10轴向限位于销孔内开设的对应台阶孔中。头座插合时，导销8穿过冠带孔10，二者为弹性接触，由于冠带孔为导电的连接结构，能把插座壳体和插头壳体电性连接起来，实现头座插合后的电连续性，因此在插头壳体和/或插座壳体接地时具备连接器屏蔽作用。
45.本实施例中，导销8的前端设有引导斜面81，衬套6的前端设有与引导斜面配合的适配引导斜面63，从而利于导销与衬套前端的引导接触配合。
46.本发明的工作原理如下所述：
47.头座对插过程中，导销8穿过导套9、冠带孔10后和衬套6进行接触，随着插合深度变大，衬套6压缩弹簧5，弹簧5形变产生弹力，弹力传递到金属端盖4上，金属端盖4后端对压阻薄膜传感器的敏感区域进行挤压，压阻薄膜传感器受到压力后其引脚两端阻值产生变化，这个变化被检测电路检测到，即向连接器外传递了信号。由于弹簧弹力与形变量有对应关系，压阻薄膜传感器所受压力与引脚两端电阻值亦有对应关系，通过对以上两种对应关系的结合，可以得到“插合深度-形变量-弹簧弹力-压力传感器敏感区域所受压力-电阻值”的对应关系，即可形成“插合深度与输出电阻值”的对应关系，从而实现了插头壳体与插座
壳体的插合到位检测功能。
48.作为一种可行的实施例，本发明壳体到位检测功能的检测范围为0～ 1mm，检测精度为0.5
±
0.2mm；即插头壳体与插座壳体在插合方向上的间距在0～1mm范围内时，本发明才能实现插合到位检测功能，检测精度即插头壳体、插座壳体在插合方向上间距在0.3～0.7mm范围内时认为插合到位。值得说明的是，上述的检测范围以及检测精度均为在控制模块中预先设定的阈值范围，此阈值范围可以根据实际工况需求进行调整，本发明对此不作限制。
49.本发明在尽量不改变或降低原型连接器尺寸及性能指标的基础上，实现对连接器内部插合状态的实时检测，尤其是能够在检测到头座插合状态下对插合深度是否改变、插合是否到位作出明确判断，可广泛应用于各类集成化连接器中，从而提升系统装备的安全可靠性和经济维修性。并且插合到位检测的实现无需供电，即无需单独保留供电线，且使用中仅需要短周期进行电阻数值读取。此外，本发明对连接器的改进不涉及原有接触件模块，不改变原有节点排列。
50.本实施例中，在连接器中集成插合特性检测功能的传感器可以提升系统的安全可靠性，因此采用本发明的设计构思所得连接器产品可广泛的应用于航空航天、无人机、工业控制、轨道交通、能源勘探、消费电子等领域。
51.本实施例中，导销安装在插座端，实现插合到位检测功能的压力传感器、金属端盖等零件安装在插头端；在另一实施例中，导销也可以设于插头端，而对应的压力传感器等零件设于插座端。
52.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。