CN110718810B - 一种利用磁吸导向插接的电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用磁吸导向插接的电连接器，在其第一插芯内设置有第一磁铁，在其第二插芯内设置有第二磁铁，定位壳的两侧对称地设置有可转动的夹臂，夹臂用于夹紧母插的外壳，夹臂的转轴上还套设有扭簧，扭簧提供驱动压臂夹紧的弹力。该电连接器在插接过程中，磁吸力将会牵引公插和母插自动靠近，直到插针与插孔插接到位，自动完成对接，磁吸力保证公插和母插连接的可靠性和稳定性；另外，相比于传统的电连接器依靠螺纹、卡钉和钢珠等方式连接锁紧，该电连接器采用磁吸连接锁紧的方式，不仅可以保证公插和母插之间连接的可靠性和稳定性，还可以方便快速插拔，操作简单省力，使用十分方便。

Description

一种利用磁吸导向插接的电连接器

技术领域

本发明涉及一种电连接器，更具体地说，它涉及一种利用磁吸导向插接的电连接器。

背景技术

由于电连接器具有随插即用与高传输速度的便利性，因此常应用于汽车、电脑及其外设、通信、工业和航天及军用领域。现有的电连接器，一般是采用直插拔钢珠或插片锁紧的方式，这种锁紧方式虽然能可靠地将电连接器锁紧，但是直插拔比较费力，还对操作空间要求高，另一种锁紧方式是螺纹或者卡钉旋拧锁紧，但是操作繁琐耗时，不能快速拔插，因而不适应于经常插拔的场合。

随着科技的进步，很多产业都在处于飞速上升阶段，市场对连接器需求也越来越大，同时对连接器也提出了更高的要求，要求电连接器连接稳定可靠、操作更方便省力、并能够更快速地插拔，这也是本发明的设计初衷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用磁吸导向插接的电连接器，其连接可靠稳定、操作便捷。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用磁吸导向插接的电连接器，包括公插和母插，所述公插的前端设置有定位壳，所述公插的后端设置有线缆，所述定位壳内设置有第一插芯，所述公插的中部设置有固定板，所述第一插芯的尾端与固定板连接固定，所述第一插芯的前端设置有插孔，所述母插的前端设置有用于插入定位壳内的第二插芯，所述母插的尾端设置有线缆，所述第二插芯的前端设置有插针，所述第一插芯内设置有第一磁铁，所述第二插芯内设置有第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁相互吸引，所述公插的外部且位于定位壳的两侧对称地设置有夹臂，所述夹臂包括与定位壳的外壁固定的连接座，所述连接座上设置有转动块，所述转动块通过转轴与连接座转动连接，所述转动块的前方连接有压臂，所述转动块的后方连接有压板，所述压臂的前端延伸至定位壳的前方，所述压臂的前端的内侧设置有卡块，所述母插的外壳的两侧对称地开设有卡槽，所述卡槽用于供卡块进入，所述转轴上还套设有扭簧，所述扭簧提供驱动压臂夹紧的弹力，所述第一插芯与在定位壳之间留有环形的空间，并在该环形的空间内设置有活动环，所述活动环的后方设置有横向的导向杆，所述固定板上开设有通孔，所述导向杆穿过通孔，所述导向杆的前端与活动环连接固定，所述导向杆的后端固定有限位块，所述导向杆上套设有弹簧，所述弹簧的前端与活动环的后表面接触，所述弹簧的后端与固定板的前表面接触，所述弹簧处于压缩状态，所述第二插芯的前端设置有顶杆，所述顶杆用于与活动环接触，顶杆的长度大于活动环的前表面与第一插芯的前端面之间的最小距离，所述定位壳上且位于连接座的后方开设有通槽，并在旋转块的后方设置有摆臂，摆臂通过通槽穿入定位壳内，所述摆臂与压臂之间的夹角为钝角，所述摆臂的上端与旋转块连接固定，摆臂的下端位于活动环的前方，所述活动环位于所述摆臂转动时覆盖的范围内，所述弹簧的弹力作用于摆臂下端产生的力矩大于扭簧的扭力作用于压臂所产生的力矩，所述第一磁铁与第二磁铁之间的磁吸力大于弹簧的弹力，所述顶杆的外侧固定有接触块，所述接触块与顶杆的前端存在距离，所述接触块位于摆臂下端的前方，且接触块位于摆臂转动时覆盖的范围内。

作为优选方案：所述定位壳的前端的内壁上对称地开设有导向槽，所述导向槽沿定位壳的前后方向设置，所述导向槽的前端延伸至定位壳的前端面形成开口，所述第二插芯表面固定有滑块，所述导向槽用于供滑块进入并与滑块滑移配合。

作为优选方案：所述滑块的前端为呈圆弧状的引导部。

作为优选方案：所述压板的表面设置有防滑纹。

作为优选方案：所述第一磁铁和第二磁铁均为钕铁硼磁铁。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、在第二插芯插入定位壳内的过程中，第一磁铁和第二磁体产生互相的磁吸力，磁吸力牵引第二插芯向定位壳内移动，第二插芯离第一插芯越近，则磁吸力越强，当用户将第二插芯插入定位壳内达到一定深度时即可放手，此时强大的磁吸力将会牵引公插和母插自动靠近，直到插针与插孔插接到位，自动完成对接，对接完成后磁吸力还能将第二插芯锁止在定位壳内，防止插针与插孔脱离，保证公插和母插连接的可靠性和稳定性；另外，相比于传统的电连接器仅仅依靠插接锁止或依靠螺栓锁定的方式，该电连接器采用磁吸锁止的方式，不仅可以保证公插和母插之间连接的可靠性和稳定性，还可以方便快捷地拔插，操作简单省力，十分方便。

2、相比于传统的电连接器采用全手动插接，该电连接器实现了半自动插接，操作方便；

3、该电连接器在定位壳的两侧对称地设置有夹臂，在公插和母插分离时，夹臂处于打开状态，当母插与公插插接后，夹臂自动夹紧母插，将公插和母插牢牢锁死，使该电连接器具有较强的抗拉扯能力；

4、在将公插和母插拔开时，通过一次按压操作不仅可以通过按压压板将夹臂打开，同时还能使插针与插孔脱离，一举两得，方便拔出操作。

附图说明

图1为电连接器在连接状态下的结构示意图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为电连接器在夹臂打开状态下的结构示意图；

图4为电连接器在分开状态下的结构示意图。

附图标记说明:1、公插；2、第一插芯；3、固定板；4、空腔；5、第一磁铁；6、插孔；7、活动环；8、导向杆；9、通孔；10、限位块；11、弹簧；12、通槽；13、导向槽；14、滑块；15、母插；16、第二插芯；17、第二磁铁；18、插针；19、顶杆；20、接触块；21、卡槽；22、夹臂；2201、连接座；2202、转动块；2203、转轴；2204、压臂；2205、卡块；2206、压板；2207、摆臂；2208、防滑纹；2209、扭簧；23、定位壳。

具体实施方式

参照图1、图2、图3和图4，一种利用磁吸导向插接的电连接器，包括公插1和母插15，公插1的前端设置有定位壳23，公插1的后端设置有线缆，在定位壳23内设置有第一插芯2，公插1的中部设置有固定板3，第一插芯2的尾端与固定板3连接固定，第一插芯2的前端设置有插孔6，各个插孔6与第一插芯2尾端的线缆中的各根导线连接；母插15的前端设置有用于插入定位壳23内的第二插芯16，母插15的尾端设置有线缆，第二插芯16的前端设置有插针18，插针18的尾端与母插15尾端的线缆中的各根导线连接，插针18与插孔6的位置一一对应，当母插15与公插1插接到位后，每根插针18刚好能插入对应的插孔6内。

在第一插芯2内设置有第一磁铁5，在第二插芯16内设置有第二磁铁17，第一磁铁5与第二磁铁17相互吸引。

该电连接器的插接步骤为：将母插15靠近公插1，使母插15上的插针18对准公插1上的插孔6，再用力将母插15上的第二插芯16插入公插1上的定位壳23内，当插接到位后，插针18插入插孔6内，从而完成对接。在第二插芯16插入定位壳23内的过程中，第一磁铁5和第二磁体产生互相的磁吸力，磁吸力牵引第二插芯16向定位壳23内移动，第二插芯16离第一插芯2越近，则磁吸力越强，当用户将第二插芯16插入定位壳23内达到一定深度时即可放手，此时强大的磁吸力将会牵引公插1和母插15自动靠近，直到插针18与插孔6插接到位，自动完成对接，对接完成后磁吸力还能将第二插芯16锁止在定位壳23内，防止插针18与插孔6脱离，保证公插1和母插15连接的可靠性和稳定性。相比于传统的电连接器采用全手动插接，该电连接器实现了半自动插接，操作方便；另外，相比于传统的电连接器仅仅依靠插接锁止或依靠螺栓锁定的方式，该电连接器采用磁吸锁止的方式，不仅可以保证公插1和母插15之间连接的可靠性和稳定性，还可以方便快捷地拔插，操作简单，使用十分方便。

本实施例中，还在公插1的外部且位于定位壳23的两侧对称地设置有夹臂22。参照图2，夹臂22包括与定位壳23的外壁固定的连接座2201，在连接座2201上设置有转动块2202，转动块2202通过转轴2203与连接座2201转动连接，在转动块2202的前方设置有压臂2204，在转动块2202的后方设置有压板2206，压板2206的一端与转动块2202连接固定，压板2206的另一端上翘，压臂2204的后端与转动块2202连接固定，压臂2204的前端延伸至定位壳23的前方，在压臂2204的前端的内侧设置有卡块2205，在母插15的外壳的两侧对称地开设有卡槽21，卡槽21的方位与卡块2205的方位对应，卡槽21用于供卡块2205进入。

在转轴2203上还套设有扭簧2209，扭簧2209的一端与定位壳23的外壁连接固定，扭簧2209的另一端压在压臂2204的外侧，扭簧2209提供驱动压臂2204夹紧的弹力。

在公插1与母插15分离时，夹臂22处于夹紧状态。当用户要进行插接操作时，需要用手指同时按下两组夹臂22后端的压板2206，从而将两组夹臂22打开，再将母插15的第二插芯16插入公插1的定位壳23内，插接到位后，释放两组夹臂22，在扭簧2209的扭力驱动下，两组夹臂22自动夹紧，此时压臂2204前端的卡块2205刚好进入公插1外壳上的卡槽21内，从而将母插15与公插1牢牢锁定，此时即便是电连接受到外力的拉扯，母插15与公插1也不会分离，大大提高了插接的稳定性。

本实施例中，在第一插芯2与在定位壳23之间留有环形的空间，并在该环形的空间内设置有活动环7，在活动环7的后方设置有一对横向的导向杆8，在固定板3上开设有通孔9，导向杆8穿过通孔9，固定板3的后方设置有供导向杆8活动的空腔4，导向杆8的前端与活动环7连接固定，导向杆8的后端固定有限位块10，在导向杆8上套设有弹簧11，弹簧11的前端与活动环7的后表面接触，弹簧11的后端与固定板3的前表面接触，弹簧11处于压缩状态，如此结构使得活动环7可在定位壳23内前后移动。在第二插芯16的前端设置有一对顶杆19，顶杆19用于与活动环7接触，顶杆19的长度大于活动环7的前表面与第一插芯2的前端面之间的最小距离。在顶杆19的外侧固定有接触块20，接触块20与顶杆19的前端存在距离。

另外，在定位壳23上且位于连接座2201的后方开设有通槽12，并在旋转块的后方设置有摆臂2207，摆臂2207通过通槽12穿入定位壳23内，摆臂2207倾斜设置，其与压臂2204之间的夹角为钝角，摆臂2207的上端与旋转块连接固定，摆臂2207的下端位于活动环7与接触块20之间，活动环7和接触块20均位于摆动转动时覆盖的范围内。

需要说明的是：弹簧11的弹力作用于摆臂2207下端产生的力矩大于扭簧2209的扭力作用于压臂2204所产生的力矩；另外第一磁铁5与第二磁铁17之间的磁吸力大于弹簧11的弹力。如此，当母插15与公插1分离后，弹簧11的弹力可以驱动摆臂2207逆时针转动，从而将夹臂22打开，即公插1在插接前，其两组夹臂22处于打开状态。

而在母插15与公插1对接的过程中，当第二插芯16即将与第一插芯2接触时，顶杆19会先与活动环7接触，磁吸力使得顶杆19向后推动活动环7，摆臂2207随之顺时针转动，夹臂22逐渐夹紧。当插针18完全插入插孔6内时，夹臂22刚好完全夹紧，此时卡块2205完全进入卡槽21内，完成对接并且将公插1和母插15锁定在一起。如此，在将公插1和母插15插接时，无需手动打开夹臂22，夹臂22的打开和夹紧都能自动完成，操作更加简单，更人性化。

拔出母插15的操作步骤为：用手按压两组夹臂22后部的压板2206，使夹臂22逐渐打开，在此过程中，摆臂2207逆时针运动，摆臂2207转动一定角度后随即与接触块20接触，摆臂2207转动该角度后，压臂2204前端的卡块2205刚好与母插15外壳上的卡槽21分离，公插1和母插15被解锁；继续按压压板2206，摆臂2207与接触块20接触后对接触块20产生向外的推力，推力传递至第二插芯16，第二插芯16被向外推，使插针18与插孔6分离，当两组夹臂22完全打开时，第二插芯16已经被推出一段距离，此时第一磁铁5与第二磁铁17之间的磁吸力已经比较弱了，用户可以轻松将第二插芯16从定位壳23内拔出，从而使母插15与公插1完全分离，完成拔出操作，拔出过程中弹簧11驱动活动环7复位，使得夹臂22保持在打开状态，方便下一次插接操作。

如此，不仅可以通过按压压板2206将夹臂22打开，同时还能使插针18与插孔6脱离，一举两得，方便拔出操作。

参照图1和图2，本实施例中，还在定位壳23的前端的内壁上对称地开设有导向槽13，导向槽13沿定位壳23的前后方向设置，导向槽13的前端延伸至定位壳23的前端面形成开口，在第二插芯16表面固定有滑块14，导向槽13用于供滑块14进入并与滑块14滑移配合。当第二插芯16的前端进入定位壳23内时，滑块14随之进入导向槽13内，导向槽13具有导向作用，使得第二插芯16的前端进入定位壳23内部后，第二插芯16能沿着直线移动，不会晃动和错位，从而保证插针18精确对准插孔6，提高磁吸对接的成功率。

本实施例中的滑块14的前端设置为呈圆弧状的引导部。圆弧状的引导部可以使滑块14更加顺利地进入导向槽13内。

如图2所示，为防止在按压压板2206时手指打滑，本实施例中还在压板2206的表面设置有防滑纹2208。

本实施例中的第一磁铁5和第二磁铁17均为钕铁硼磁铁，其具有很强的磁性，两者产生的磁吸力足够牵引公插1和母插15自动靠近并完成对接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用磁吸导向插接的电连接器，包括公插和母插，所述公插的前端设置有定位壳，所述公插的后端设置有线缆，所述定位壳内设置有第一插芯，所述公插的中部设置有固定板，所述第一插芯的尾端与固定板连接固定，所述第一插芯的前端设置有插孔，所述母插的前端设置有用于插入定位壳内的第二插芯，所述母插的尾端设置有线缆，所述第二插芯的前端设置有插针，其特征是：所述第一插芯内设置有第一磁铁，所述第二插芯内设置有第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁相互吸引，所述公插的外部且位于定位壳的两侧对称地设置有夹臂，所述夹臂包括与定位壳的外壁固定的连接座，所述连接座上设置有转动块，所述转动块通过转轴与连接座转动连接，所述转动块的前方连接有压臂，所述转动块的后方连接有压板，所述压臂的前端延伸至定位壳的前方，所述压臂的前端的内侧设置有卡块，所述母插的外壳的两侧对称地开设有卡槽，所述卡槽用于供卡块进入，所述转轴上还套设有扭簧，所述扭簧提供驱动压臂夹紧的弹力，所述第一插芯与在定位壳之间留有环形的空间，并在该环形的空间内设置有活动环，所述活动环的后方设置有横向的导向杆，所述固定板上开设有通孔，所述导向杆穿过通孔，所述导向杆的前端与活动环连接固定，所述导向杆的后端固定有限位块，所述导向杆上套设有弹簧，所述弹簧的前端与活动环的后表面接触，所述弹簧的后端与固定板的前表面接触，所述弹簧处于压缩状态，所述第二插芯的前端设置有顶杆，所述顶杆用于与活动环接触，顶杆的长度大于活动环的前表面与第一插芯的前端面之间的最小距离，所述定位壳上且位于连接座的后方开设有通槽，并在旋转块的后方设置有摆臂，摆臂通过通槽穿入定位壳内，所述摆臂与压臂之间的夹角为钝角，所述摆臂的上端与旋转块连接固定，摆臂的下端位于活动环的前方，所述活动环位于所述摆臂转动时覆盖的范围内，所述弹簧的弹力作用于摆臂下端产生的力矩大于扭簧的扭力作用于压臂所产生的力矩，所述第一磁铁与第二磁铁之间的磁吸力大于弹簧的弹力，所述顶杆的外侧固定有接触块，所述接触块与顶杆的前端存在距离，所述接触块位于摆臂下端的前方，且接触块位于摆臂转动时覆盖的范围内。

2.根据权利要求1所述的利用磁吸导向插接的电连接器，其特征是：所述定位壳的前端的内壁上对称地开设有导向槽，所述导向槽沿定位壳的前后方向设置，所述导向槽的前端延伸至定位壳的前端面形成开口，所述第二插芯表面固定有滑块，所述导向槽用于供滑块进入并与滑块滑移配合。

3.根据权利要求2所述的利用磁吸导向插接的电连接器，其特征是：所述滑块的前端为呈圆弧状的引导部。

4.根据权利要求1所述的利用磁吸导向插接的电连接器，其特征是：所述压板的表面设置有防滑纹。

5.根据权利要求1所述的利用磁吸导向插接的电连接器，其特征是：所述第一磁铁和第二磁铁均为钕铁硼磁铁。

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