一种双浮动盲插导向连接器的技术方案研究

一种双浮动盲插导向连接器的技术方案研究

蒋军

（贵州航天电器股份有限公司，贵州 贵阳 550009）

摘要：随着科学技术的发展，一些特殊使用环境要求连接器具有双浮动、盲插导向的功能，但现有连接器均无法满足该要求。本文从连接器的特殊使用环境进行考虑，通过相关技术方案的探索，研究了一种双浮动盲插导向连接器以解决了连接器的浮动安装问题，连接器使用过程中两安装板其板间距浮动变化问题以及盲插导向问题。

关键词：连接器、双浮动、盲插导向

1 引言

现代电子控制技术的发展日趋成熟，很多精密电子产品上对电连接器的使用环境提出了更高的要求。在一些特殊的使用环境中连接器需同时满足以下条件：①具备双浮动功能，既能实现连接器的浮动安装，又能保证分别固定连接器插头和插座的两安装板其板间距浮动变化时信号的稳定传输；②具备盲插导向功能，既能防止连接器插头与插座错插情况发生，又能实现连接器安装过程中自动找准功能。本文从连接器特殊使用环境进行考虑，研究了一种双浮动盲插导向连接器技术方案以解决了连接器的浮动安装问题，连接器使用过程中两安装板其板间距浮动变化问题以及盲插导向问题。

2 连接器技术研究方案

对引言提到的连接器的特殊使用环境进行分析，连接器的插头与插座要求在安装对接使用过程中需分别固定在两个安装板上，这必然要求连接器产品的安装位置精度和连接器加工精度很高，否则难以实现分别固定在两个安装板上的连接器顺利安装对接。然而，无论连接器安装位置精度和加工精度有多高，它们受加工尺寸公差，装配误差等的影响总是无法避免的。而能够解决两安装板之间连接器顺利安装对接的最有效的技术方案是将连接器的插头或者插座其中一端设计为浮动安装结构。当连接器插头或插座其中一端设计有浮动安装结构后，在安装对接过程中，浮动端的插头或插座安装位置可以相对于安装板做微小的位置调整自动找位，从而消除由于安装位置精度，加工精度，装配误差等带来的对连接器安装对接不利影响，有效保证连接器插头与插座顺利安装对接。

由于本文提到的连接器除了需分别固定安装在两个安装板上之外，还要求两个安装板之间的板间距在使用过程中允许有较大的浮动量（大约2mm）变化，因此，单靠浮动安装结构设计技术方案实现连接器的浮动安装后并不能解决连接器两安装板其板间距浮动变化的问题。考虑到两安装板板间距浮动变化量较大，为保证连接器在板间距变化时连接器的电信号同样能够稳定传输，本文提出了在连接器浮动安装结构设计技术方案的基础上引入弹簧结构的技术方案，通过弹簧的回弹力来保证连接器插头与插座在两安装板板间距浮动变化时对接状态不变，以实现连接器电信号的稳定传输。

当连接器采用浮动安装结构，同时连接器中引入弹簧结构实现两安装板板间距的浮动变化的技术方案时（即双浮动结构技术方案），插头与插座不能再通过锁紧组件实现对接锁紧。参照常规浮动安装连接器结构设计的特点及要求，有必要设计盲插导向结构以实现连接器插头与插座在安装使用过程中的正常对接，防止连接器插头与插座错插情况发生，同时实现连接器安装过程中自动找准功能。结合我公司现有连接器结构进行改型，可研究出的双浮动盲插连接器插头与插座的总体结构图如图1所示。

图1 头座总体结构图

3双浮动盲插导向功能实现过程概述

当插头与插座均分别固定于安装板上时，在头座对接安装的初始阶段，带锥形导向结构的两个导向柱分别插入插座对应位置的带喇叭口的导向套中，导向柱与导向套的导向结构首先起到偏离后的盲插导向作用，如图2所示。

图2 对接安装初始阶段头座导向机构盲插导向

头座继续安装过程中，由于插头与插座均固定于安装板，受安装位置精度、加工精度、装配误差等多个因素的影响，插头导向柱插入插座导向套后必然存在一定的偏心。由于对接安装偏心力的作用，插座整体会沿浮动安装螺钉径向浮动量范围内做微小位置调整，即插座整体通过浮动二浮动安装螺钉结构设计进行自动找准对接位置，如图3所示。

图3 插座通过浮动二结构设计进行自动找准

当插座自动找准对接位置后，插头与插座通过导向柱与导向套的导向作用继续完成对接安装，当插座对接端端面刚好顶住插头对接端外壳台阶位置时即头座安装到位，如图4所示。

图4 头座对接安装到位

当头座对接安装完成后，此时固定头座的两个安装板的板间距为21.5mm。由于使用环境的特殊要求，头座在使用过程中两个安装板的板间距会继续变化，此时插合到位的插头与插座整体也会沿对接方向继续压缩弹簧，故通过浮动一弹簧结构设计，安装板板间距浮动变化时产生的浮动位移量均可通过弹簧的压缩量进行相应抵消，有效地消除了安装板其板间距浮动变化时对头座对接信号稳定传输的影响，如图5所示。

图5 头座通过浮动一结构设计抵消板间距浮动变化位移量

故在插头与插座对接安装过程中，首先通过插座浮动二（浮动安装螺钉）结构设计与导向结构设计共同作用来保证连接器同时实现浮动安装及盲插导向。当插头与插座对接安装插合到位后，连接器正常使用过程中，再通过插座浮动一（弹簧）结构设计来保证固定连接器的两安装板其板间距浮动变化时连接器中信号的稳定传输。

4 总结

本文从连接器的特殊使用环境进行考虑，通过开展相关技术方案的探索，研究了一种双浮动盲插导向连接器以解决了连接器的浮动安装问题，连接器使用过程中两安装板其板间距浮动变化问题以及盲插导向问题。

参考文献

[1] 赵仕彬.连接器技术教程[M].贵州：贵州航天电器股份有限公司出版，2012.

[2] 余玉芳.机电元件技术手册[M].北京：电子工业出版社，1991.