一种一体化弹性浮动连接件及浮动电连接器的制作方法

1.本发明涉及连接设备技术领域，具体涉及一种一体化弹性浮动连接件及浮动电连接器。


背景技术：

2.在使用自动对接技术完成电连接器的自动对接过程中，要求电连接器插头有一定的位置和角度调节能力以适应对接过程中连接器公头和母头之间的位置误差，这就需要一种浮动组件在保持连接器稳定的前提下提供一定的调节能力。
3.现有浮动组件生产工艺复杂、装配繁琐、调节范围小、调节自由度低、可靠性差，因此提出一种一体化弹性浮动组件结构。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种一体化弹性浮动连接件及浮动电连接器。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种一体化弹性浮动连接件，包括连接法兰、安装法兰、底座法兰、外螺旋连接条和内螺旋连接条，所述连接法兰、安装法兰和底座法兰同轴设置，所述安装法兰位于所述连接法兰和所述底座法兰之间，所述安装法兰具有连接通孔；所述连接法兰朝向所述安装法兰的一侧设有第一限位结构，所述安装法兰朝向所述连接法兰的一侧设有第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构相互配合限位，并使连接法兰能够相对于所述安装法兰轴向或周向浮动；
6.所述内螺旋连接条贯穿所述连接通孔设置，所述内螺旋连接条的一端与所述连接法兰连接，另一端与所述底座法兰连接；
7.所述外螺旋连接条一端与所述安装法兰连接，另一端与所述底座法兰连接，所述外螺旋连接条位于所述内螺旋连接条的外周侧，所述外螺旋连接条的螺旋方向与所述内螺旋连接条的螺旋方向相反。
8.本发明的有益效果是：本发明的一种一体化弹性浮动连接件，采用内外螺旋连接条嵌套组合的方式，实现了轴向位移调节与转角调节的解耦、减小组件尺寸、提供了六自由度调节能力；本发明能够应用于电连接器自动对接，解决了电连接器自动对接过程中公母头间的位置误差引起的对接成功率低的问题，提高了浮动组件的调节能力，简化装配。
9.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
10.进一步，所述外螺旋连接条为多根，且沿所述安装法兰和底座法兰的周向均匀布置。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：采用均匀布置的外螺旋连接条，使底座法兰和安装法兰之间周向受力均匀稳定。
12.进一步，所述内螺旋连接条为多根，且沿所述连接法兰和底座法兰的周向均匀布置。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：采用均匀布置的内螺旋连接条，使底座法兰与连接法兰之间周向受力均匀稳定。
14.进一步，所述连接法兰和所述底座法兰均为圆环形结构，所述连接法兰背离所述安装法兰的一侧面上设有定位结构。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：采用定位结构，方便连接法兰与其他结构进行定位安装。
16.进一步，所述连接法兰、安装法兰、底座法兰、外螺旋连接条和内螺旋连接条为3d打印的一体成型结构。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：采用3d打印一体成型结构，结构稳定可靠，性能良好。
18.进一步，所述定位结构包括多根沿所述安装法兰的周侧布置的定位筋条。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：定位筋条方便与其他安装结构之间进行定位安装。
20.进一步，所述第一限位结构包括多根第一限位凸柱，所述第二限位结构包括多根第二限位凸柱，所述第一限位凸柱和第二限位凸柱均沿平行于所述连接法兰轴向的方向延伸布置，所述第一限位凸柱上设有沿自身长度方向布置的第一限位槽，所述第二限位凸柱一一对应的插接在对应第一限位凸柱的第一限位槽内。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个限位凸柱之间相互配合，保证浮动量满足对接要求，同时限制螺旋连接条的变形量，保证对接过程的反作用力。
22.进一步，所述第一限位结构包括多根第一限位凸柱，所述第二限位结构包括多根第二限位凸柱，所述第一限位凸柱和第二限位凸柱均沿平行于所述连接法兰轴向的方向延伸布置，所述第二限位凸柱上设有沿自身长度方向布置的第二限位槽，所述第一限位凸柱一一对应的插接在对应第二限位凸柱的第二限位槽内。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个限位凸柱之间相互配合，保证浮动量满足对接要求，同时限制螺旋连接条的变形量，保证对接过程的反作用力。
24.进一步，所述安装法兰为方形结构，所述安装法兰的四个角处均设有安装孔。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：安装孔的设置，方便与安装板进行连接，对整个浮动连接件进行安装定位。
26.一种浮动电连接器，包括上述的一体化弹性浮动连接件，还包括安装板和电连接器插头组件，所述安装板上开设有装配通孔，所述底座法兰穿过所述装配通孔，所述安装法兰固定在所述安装板上，所述电连接器插头组件固定在所述连接法兰上。
27.本发明的有益效果是：本发明的浮动电连接器，分别通过安装法兰和连接法兰与安装板和夹持结构进行固定，进而允许连接器插头在一定范围内发生偏移或偏转，为连接器插头提供了六自由度调节能力。
附图说明
28.图1为本发明一体化弹性浮动连接件的立体结构示意图；
29.图2为本发明在安装法兰和底座法兰之间设置外螺旋连接条的立体结构示意图；
30.图3为本发明一种浮动电连接器的分体结构示意图；
31.图4为本发明一种浮动电连接器的立体结构示意图。
32.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
33.1、连接法兰；
34.2、安装法兰；21、安装孔；22、定位筋条；23、连接通孔；
35.3、底座法兰；4、外螺旋连接条；5、内螺旋连接条；6、第一限位凸柱；7、第二限位凸柱；8、安装板；81、装配通孔；
36.9、夹持结构；91、电连接器插头。
具体实施方式
37.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
38.如图1～图4所示，本实施例的一种一体化弹性浮动连接件，包括连接法兰1、安装法兰2、底座法兰3、外螺旋连接条4和内螺旋连接条5，所述连接法兰1、安装法兰2和底座法兰3同轴设置，所述安装法兰2位于所述连接法兰1和所述底座法兰3之间，所述安装法兰2具有连接通孔23；所述连接法兰1朝向所述安装法兰2的一侧设有第一限位结构，所述安装法兰2朝向所述连接法兰1的一侧设有第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构相互配合限位，并使连接法兰1能够相对于所述安装法兰2轴向或周向浮动；
39.所述内螺旋连接条5贯穿所述连接通孔23设置，所述内螺旋连接条5的一端与所述连接法兰1连接，另一端与所述底座法兰3连接；
40.所述外螺旋连接条4一端与所述安装法兰2连接，另一端与所述底座法兰3连接，所述外螺旋连接条4位于所述内螺旋连接条5的外周侧，所述外螺旋连接条4的螺旋方向与所述内螺旋连接条5的螺旋方向相反。
41.其中，所有外螺旋连接条4的螺旋度相同，所有内螺旋连接条的螺旋度相同。
42.本实施例通过采用螺旋结构形式，保证其在大变形条件下保持较低应力水平并可提供六自由度的调节能力；同时内外螺旋方向相反，消除了轴向位移和轴向转动之间的耦合；采用内外螺旋嵌套的方式缩短了结构的整体长度，并将螺旋结构的一部分置于安装板后部降低了空间需求。通过限位结构保证浮动量满足对接要求，同时限制弹性结构变形量，保证对接过程的反作用力。
43.如图1～图4所示，本实施例的所述外螺旋连接条4为多根，且沿所述安装法兰2和底座法兰3的周向均匀布置。可选的所述外螺旋连接条4的个数可以为4条，沿圆周方向，每隔90
°
设置一根外螺旋连接条4。采用均匀布置的外螺旋连接条，使底座法兰和安装法兰之间周向受力均匀稳定。
44.如图1～图4所示，本实施例的所述内螺旋连接条5为多根，且沿所述连接法兰1和底座法兰3的周向均匀布置。可选的所述内螺旋连接条5的个数可以为4条，沿圆周方向，每隔90
°
设置一根内螺旋连接条5。采用均匀布置的内螺旋连接条，使底座法兰与连接法兰之间周向受力均匀稳定。
45.如图1～图4所示，本实施例的所述连接法兰1和所述底座法兰3均为圆环形结构，所述连接法兰1背离所述安装法兰2的一侧面上设有定位结构。采用定位结构，方便连接法兰与其他结构进行定位安装。
46.如图1～图4所示，本实施例的所述连接法兰1、安装法兰2、底座法兰3、外螺旋连接条4和内螺旋连接条5为3d打印的一体成型结构。采用3d打印一体成型结构，结构稳定可靠，性能良好。采用一体化设计方式，使用增材制造技术进行生产，减少零部件数量，简化装配、提高可靠性。
47.其中，所述定位结构可以为任意能够实现定位功能的结构，例如可以为柱状结构或凹槽结构等。
48.如图1～图4所示，本实施例的一个优选方案为，所述定位结构包括多根沿所述安装法兰1的周侧布置的定位筋条22。定位筋条22可以为圆弧形筋条或者其他形状结构的筋条均可，圆弧形筋条可以沿所述连接法兰1中部的连接孔的边缘排布；所述定位筋条22的个数可以任意设置，例如可以为3条、4条、5条等。定位筋条方便与其他安装结构之间进行定位安装，用于确定被连接物体与浮动连接件的相对位置。连接法兰1上可以设置多个连接孔，用于与待连接物体进行连接固定。
49.本实施例给出了两种第一限位结构和第二限位结构之间的配合结构，如下所示：
50.配合结构一：所述第一限位结构包括多根第一限位凸柱6，所述第二限位结构包括多根第二限位凸柱7，所述第一限位凸柱6和第二限位凸柱7均沿平行于所述连接法兰1轴向的方向延伸布置，所述第一限位凸柱6上设有沿自身长度方向布置的第一限位槽，所述第二限位凸柱7一一对应的插接在对应第一限位凸柱6的第一限位槽内。第一限位槽可以为朝向内侧或外侧的一面敞口结构，也可以采用封闭式的盲孔结构；采用两个限位凸柱之间相互配合，保证浮动量满足对接要求，同时限制螺旋连接条的变形量，保证对接过程的反作用力。第二限位凸柱7周侧壁与所述第一限位槽之间可以预留一定的浮动间隙，有利于浮动连接。
51.配合结构二：如图1和图2所示，所述第一限位结构包括多根第一限位凸柱6，所述第二限位结构包括多根第二限位凸柱7，所述第一限位凸柱6和第二限位凸柱7均沿平行于所述连接法兰1轴向的方向延伸布置，所述第二限位凸柱7上设有沿自身长度方向布置的第二限位槽，所述第一限位凸柱6一一对应的插接在对应第二限位凸柱7的第二限位槽内。第二限位槽可以为朝向内侧或外侧的一面敞口结构，也可以采用封闭式的盲孔结构；采用两个限位凸柱之间相互配合，保证浮动量满足对接要求，同时限制螺旋连接条的变形量，保证对接过程的反作用力。第一限位凸柱6周侧壁与所述第二限位槽之间可以预留一定的浮动间隙，有利于浮动连接。
52.其中，所述限位槽的形状可以为方形结构，也可以为圆形结构，也可以为椭圆形结构，或者是不规则结构等。
53.如图1～图4所示，本实施例的所述安装法兰2为方形结构，所述安装法兰2的四个角处均设有安装孔21。安装孔的设置，方便与安装板进行连接，对整个浮动连接件进行安装定位。
54.对本实施例的一体化弹性浮动连接件进行仿真实验，选取316不锈钢作为弹性浮动组件的制造材料，屈服强度205mpa。由在各向弹性变形下的位移和应力分布情况，可以获得其最大应力约160mpa，在满足浮动量要求的前提下满足强度指标且留有一定余量。
55.本实施例的一种一体化弹性浮动连接件，采用内外螺旋连接条嵌套组合的方式，实现了轴向位移调节与转角调节的解耦、减小组件尺寸、提供了六自由度调节能力；本实施
例能够应用于电连接器自动对接，解决了电连接器自动对接过程中公母头间的位置误差引起的对接成功率低的问题，提高了浮动组件的调节能力，简化装配。
56.如图3和图4所示，本实施例的一种浮动电连接器，包括上述的一体化弹性浮动连接件，还包括安装板8和电连接器插头组件，所述安装板8上开设有装配通孔81，所述底座法兰3穿过所述装配通孔81，所述安装法兰2固定在所述安装板8上，所述电连接器插头组件固定在所述连接法兰1上。电连接器插头组件可与底座法兰3、安装法兰2以及连接法兰1同轴布置。
57.其中，所述电连接器插头组件采用现有的插头结构，具体可包括夹持结构9和电连接器插头91，可将夹持结构9轴向的一端与连接法兰1的定位结构进行定位，然后再通过螺栓固定在连接法兰1的连接孔上，然后再将电连接器插头91安装在夹持结构内即可。
58.本实施例的浮动电连接器，分别通过安装法兰和连接法兰与安装板和夹持结构进行固定，进而允许连接器插头在一定范围内发生偏移或偏转，为连接器插头提供了六自由度调节能力。采用一体化弹性浮动连接件，具有以下快速设计能力：可以通过改变内外螺旋结构的直径、数量、高度来快速调节其刚度和尺寸以适应不同场景需要；可以通过改变限位结构尺寸和布置方式来快速调节限位范围；可以通过改变定位结构的尺寸和布置方式来快速适应不同的定位接口。采用一体化方案，使用增材制造方式加工，减少了零部件数量，简化了装配步骤，减小体积，降低重量，增大了使用范围。
59.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
64.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，包括连接法兰、安装法兰、底座法兰、外螺旋连接条和内螺旋连接条，所述连接法兰、安装法兰和底座法兰同轴设置，所述安装法兰位于所述连接法兰和所述底座法兰之间，所述安装法兰具有连接通孔；所述连接法兰朝向所述安装法兰的一侧设有第一限位结构，所述安装法兰朝向所述连接法兰的一侧设有第二限位结构，所述第一限位结构和第二限位结构相互配合限位，并使连接法兰能够相对于所述安装法兰轴向或周向浮动；所述内螺旋连接条贯穿所述连接通孔设置，所述内螺旋连接条的一端与所述连接法兰连接，另一端与所述底座法兰连接；所述外螺旋连接条一端与所述安装法兰连接，另一端与所述底座法兰连接，所述外螺旋连接条位于所述内螺旋连接条的外周侧，所述外螺旋连接条的螺旋方向与所述内螺旋连接条的螺旋方向相反。2.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述外螺旋连接条为多根，且沿所述安装法兰和底座法兰的周向均匀布置。3.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述内螺旋连接条为多根，且沿所述连接法兰和底座法兰的周向均匀布置。4.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述连接法兰和所述底座法兰均为圆环形结构，所述连接法兰背离所述安装法兰的一侧面上设有定位结构。5.根据权利要求4所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述定位结构包括多根沿所述安装法兰的周侧布置的定位筋条。6.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述连接法兰、安装法兰、底座法兰、外螺旋连接条和内螺旋连接条为3d打印的一体成型结构。7.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述第一限位结构包括多根第一限位凸柱，所述第二限位结构包括多根第二限位凸柱，所述第一限位凸柱和第二限位凸柱均沿平行于所述连接法兰轴向的方向延伸布置，所述第一限位凸柱上设有沿自身长度方向布置的第一限位槽，所述第二限位凸柱一一对应的插接在对应第一限位凸柱的第一限位槽内。8.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述第一限位结构包括多根第一限位凸柱，所述第二限位结构包括多根第二限位凸柱，所述第一限位凸柱和第二限位凸柱均沿平行于所述连接法兰轴向的方向延伸布置，所述第二限位凸柱上设有沿自身长度方向布置的第二限位槽，所述第一限位凸柱一一对应的插接在对应第二限位凸柱的第二限位槽内。9.根据权利要求1所述一种一体化弹性浮动连接件，其特征在于，所述安装法兰为方形结构，所述安装法兰的四个角处均设有安装孔。10.一种浮动电连接器，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的一体化弹性浮动连接件，还包括安装板和电连接器插头组件，所述安装板上开设有装配通孔，所述底座法兰穿过所述装配通孔，所述安装法兰固定在所述安装板上，所述电连接器插头组件固定在所述连接法兰上。

技术总结
本发明涉及一种一体化弹性浮动连接件及浮动电连接器，一体化弹性浮动连接件包括连接法兰、安装法兰、底座法兰，连接法兰、安装法兰和底座法兰同轴设置，安装法兰位于连接法兰和底座法兰之间，安装法兰具有连接通孔；连接法兰朝向安装法兰的一侧设有第一限位结构，安装法兰朝向连接法兰的一侧设有第二限位结构，第一限位结构和第二限位结构相互限位，并使连接法兰能够相对于安装法兰轴向或周向浮动；内螺旋连接条贯穿连接通孔设置，内螺旋连接条一端与连接法兰连接，另一端与底座法兰连接；外螺旋连接条一端与安装法兰连接，另一端与底座法兰连接，外螺旋连接条位于内螺旋连接条的外周侧，外螺旋连接条的螺旋方向与内螺旋连接条的螺旋方向相反。螺旋方向相反。螺旋方向相反。


技术研发人员：曹烁 智耕 李波 张博 王思佳
受保护的技术使用者：北京无线电测量研究所
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/7/19