一種氣電混裝脫落連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

陳召輝

摘要：本文闡述了一種針對(duì)常見的脫落連接器存在結(jié)構(gòu)和脫落方式復(fù)雜的不足，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)在緊急情況下自動(dòng)脫落的連接器，提高使用的安全性能，確保用戶使用時(shí)的人身安全，同時(shí)結(jié)構(gòu)和脫落方式簡(jiǎn)單，為某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合提出一種解決方案，同時(shí)設(shè)計(jì)短路保護(hù)方案。

主題詞：連接器;氣路;脫落;滾輪

1 引言

在一些特殊的連接場(chǎng)合，要求連接器具有氣電混裝功能并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫落。為滿足上述要求，設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)在緊急情況下自動(dòng)脫落的氣、電混裝連接器，提高使用的安全性能，確保用戶使用時(shí)的人身安全，無疑是一種重要的的解決方案。該連接器的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和脫落方式簡(jiǎn)單，產(chǎn)品導(dǎo)軌上滾動(dòng)便能夠拉動(dòng)插頭端解鎖套使插頭與插座自動(dòng)分離脫落。

2 原理分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 主要技術(shù)要求

根據(jù)使用場(chǎng)合，產(chǎn)品具有以下技術(shù)要求：

1）芯數(shù)：6芯工作電流6A，20芯工作電流3A;2）插合后產(chǎn)品防雨、防塵（IP65）;3）插座密封（水密封要求）;4）安裝形式：插座板后安裝（連接器法蘭盤位于安裝板后，安裝面為弧面）;5）插頭導(dǎo)軌斜面分離;6）端接形式：插頭端自帶導(dǎo)線（長度180mm），插座端焊杯式;7）絕緣電阻（常溫）：1000MΩ;8）接觸電阻：6A接觸件≤8mΩ，3A接觸件≤15mΩ;12）介質(zhì)耐電壓：800V，50Hz，1min無擊穿;9）環(huán)境溫度：-55℃～+125℃;10）振動(dòng)：10Hz～2000Hz，196m/s?;11）隨機(jī)振動(dòng)：功率譜密度0.4G?/Hz，總加速度均方根值23.1G;12）沖擊：735 m/s?，11ms;13）分離力：插頭：100N～150N，短路插頭：35N～65N;14）機(jī)械壽命：500次;15）重量：插頭≤120g，短路插頭≤100g，插座≤60g。

2.2 插頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理

插頭包括圓弧槽鎖緊機(jī)構(gòu)的插頭殼體、分離機(jī)構(gòu)的解鎖套、基座a、鑲嵌在基座a內(nèi)部的插針接觸件、尾套和線夾，插頭殼體的外部設(shè)置有解鎖套，解鎖套與插頭殼體之間設(shè)置有彈簧;插頭殼體的內(nèi)部設(shè)置基座a，基座a內(nèi)固定有多個(gè)插針接觸件。插頭殼體前端設(shè)計(jì)插頭部，后端設(shè)計(jì)尾套，插頭部設(shè)計(jì)有用于與插座多個(gè)插孔接觸件相插合的多個(gè)插針接觸件，插孔接觸件的后端用于與導(dǎo)線連接的導(dǎo)線連接端。插頭殼體的外壁設(shè)計(jì)有與插座鎖緊鋼球相應(yīng)配合弧形槽;插頭還包括固定在基座a中心位置的氣路插針和設(shè)置在解鎖套外殼徑向的滾輪。滾輪通過螺栓與設(shè)置在解鎖套外殼的螺紋孔連接。如圖1所示。

工作原理：連接器插合時(shí)，解鎖套在鎖緊彈簧的作用下處于圖1中所示位置，連接器處于鎖緊狀態(tài)，向后推動(dòng)解鎖套可實(shí)現(xiàn)連接器的對(duì)接和分離;滾輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌斜面分離。

2.2 短路插頭結(jié)構(gòu)及工作原理

短路插頭與插頭結(jié)構(gòu)基本一致，如圖2所示。

工作原理：短路插頭與插頭結(jié)構(gòu)相同，保證與插座的對(duì)接。解鎖套上設(shè)計(jì)拉繩，方便使用。4、5、6、15、16、17六個(gè)管腳短接在一起，尾端采用導(dǎo)線短接并用膠灌封，實(shí)現(xiàn)非工作狀態(tài)時(shí)的短路保護(hù)。

2.3 插座結(jié)構(gòu)及工作原理

插座包括鎖緊鋼球的插座殼體、基座b、多個(gè)鑲嵌在基座b里且與插頭插針接觸件相插合的插孔接觸件、密封裝置，還包括鑲嵌基座b中心位置與插頭氣路插針相應(yīng)配合的氣路插孔。密封裝置包括密封圈、灌封膠。如圖3所示。

工作原理：連接器插合時(shí)圖3中鋼球卡在插頭相應(yīng)的圓弧槽里（如圖1所示），實(shí)現(xiàn)連接器的鎖緊;密封墊、密封圈（硅橡膠）等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)插合界面及安裝界面防水;安裝外殼端面為弧面R。

2.4 插合結(jié)構(gòu)及工作原理

插座的鋼球鎖緊機(jī)構(gòu)與插頭外殼的弧形槽鎖死以鎖緊插頭與插座，前后推動(dòng)插頭上的解鎖套使脫落連接器插頭與插座對(duì)接和分離，拉動(dòng)插頭拉繩使連接器插頭和插座手動(dòng)分離，插頭上滾輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)能夠拉動(dòng)插頭端解鎖套使所述插頭與所述插座自動(dòng)分離脫落。連接器插合時(shí)，在鎖緊彈簧的作用下鋼球被解鎖套頂住，卡在插頭外殼弧形槽里，實(shí)現(xiàn)連接器鎖緊，如圖4所示。

當(dāng)分離時(shí)，滾輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，給插頭端解鎖套施加拉力，當(dāng)解鎖套后退至如圖5所示位置，鋼球失去支撐，同時(shí)受到插頭外殼上弧形槽斜面的擠壓，鋼球退出弧形槽，鎖緊功能失效，實(shí)現(xiàn)連接器分離。

3 結(jié)論

本文論述了一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)脫落的氣、電混裝連接器插頭、插座及其組件，能夠?qū)崿F(xiàn)在緊急情況下自動(dòng)脫落，提高使用的安全性能，確保用戶使用時(shí)的人身安全，使用安全、方便，同時(shí)連接密封性能好、可靠性高。拉動(dòng)插頭拉繩使連接器插頭和插座能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)分離脫落，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)緊急情況下，使插頭上的滾輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)拉動(dòng)插頭端解鎖套實(shí)現(xiàn)插頭與插座自動(dòng)分離脫落，使用安全、方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。本方案解決了無法實(shí)現(xiàn)在緊急情形下的自動(dòng)脫落，安全可靠性不高的問題。

參考文獻(xiàn)

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