一種采用電磁分離的智能連接器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種接插件，具體的說，是涉及一種采用電磁分離的智能連接器及其 使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在國內(nèi)的連接器（接插件），按照QJ1796A-1998標(biāo)準(zhǔn)，插座與插頭的分離形 式分為機(jī)械分離與電分離；按插頭和插座的連接方式又可分為卡口連接、直插連接、螺紋連 接，和自動(dòng)連接。
[0003] 現(xiàn)有自動(dòng)分離連接器領(lǐng)域，多采機(jī)械分離或者是機(jī)械和電磁共同配合致使插頭與 插座分離。自動(dòng)分離連接器在插頭與插座連接方式方面，多采用卡口、直插等形式，然而，這 樣的自動(dòng)分離連接器存在智能化程度低、壽命短，插座無保護(hù)設(shè)施，插頭的抗拉力固定等諸 多弊端。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，自動(dòng)分離連接器主要存在以下缺陷：
[0005] 1、現(xiàn)有自動(dòng)分離連接器，均需要外力插入，依靠機(jī)械摩擦或機(jī)電卡死結(jié)構(gòu)保持連 接。因頻繁插拔，容易造成接觸不良，連接不暢等故障；部分連接器采用電磁吸合，但需要線 圈保持電流，功耗較大，發(fā)熱嚴(yán)重；彈出機(jī)構(gòu)多采用外力、電磁頂桿或電磁釋放機(jī)械卡勾的 方式，容易發(fā)生機(jī)械故障。
[0006] 2、自動(dòng)分離連接器，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)或機(jī)電結(jié)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離的系統(tǒng)，雖然可以將 插頭彈出，但缺少智能化，彈出時(shí)，需要使用機(jī)械力彈出插頭，容易產(chǎn)生機(jī)械性的故障，經(jīng)常 會(huì)出現(xiàn)卡死的情況，造成由于沒有完全彈出而引起的損失。
[0007] 3、自動(dòng)分離連接器，現(xiàn)在多是插頭彈出后，對(duì)插座的本身沒有相關(guān)的自動(dòng)保護(hù)措 施。插座基本都是裸露在外，灰塵，水容易進(jìn)入，對(duì)其性能造成影響。個(gè)別插座采用了手動(dòng) 防塵蓋，在插頭彈出后，需要人工將防塵蓋蓋上。
[0008] 4、自動(dòng)分離連接器，按照QJ1796-1998標(biāo)準(zhǔn)，都對(duì)抗拉力有嚴(yán)格的要求，抗拉力額 定或者過大，當(dāng)插頭因故障未彈出時(shí)，如操作人員疏忽進(jìn)行設(shè)備移動(dòng)，可能會(huì)損壞設(shè)備，造 成不必要的損失。
[0009] 現(xiàn)有自動(dòng)分離連接器大多采用的連接方式是插針與卡式的彈片連接，通過電磁頂 桿或彈簧方式致使分離，這樣的連接和釋放方式，多次插拔后會(huì)造成接觸不良等連接故障， 整個(gè)連接器使用壽命不長，通常為幾百次插拔，不僅提高了使用成本，而且降低了系統(tǒng)可靠 性，造成人力物力等資源的大量浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便的采用電磁分離 的智能連接器。
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0012] 一種采用電磁分離的智能連接器，包括插頭和插座，所述插座包括以下部件：
[0013] 插座外殼；
[0014] 插座電路模組，連接電源；
[0015] 插座接觸件，用于在插頭和插座插接后與插頭連接實(shí)現(xiàn)插座與插頭導(dǎo)通；
[0016] 電磁線圈組件，包括鐵芯和饒于鐵芯外的電磁線圈，插頭和插座插接時(shí)，吸附插 頭；插頭拔出時(shí)，通電廣生電磁場(chǎng)，彈出插頭；
[0017] 所述插頭包括以下部件：
[0018] 插頭外殼；
[0019] 插頭電路模組；
[0020] 插頭接觸件，用于在插頭和插座插接后與所述插座接觸件連接實(shí)現(xiàn)插頭和插座導(dǎo) 通；
[0021] 磁鐵，在插頭與插座插接時(shí)，所述磁鐵與所述鐵芯之間產(chǎn)生磁吸力；在拔出插頭 時(shí)，電磁線圈通電產(chǎn)生與所述磁鐵同性的電磁力，二者之間產(chǎn)生斥力，彈出插頭。
[0022] 進(jìn)一步的，所述插座還包括由微控制單元、插頭感應(yīng)檢測(cè)模塊、限位檢測(cè)模塊和通 信總線構(gòu)成的控制板。所述電磁線圈由微控制單元控制供電。其中，所述通信總線用于連 接向所述智能連接器下達(dá)控制命令的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)所述智能連接器的智能控制，具體的說，智 能連接器通過通信總線與其它設(shè)備連接組成智能系統(tǒng)，智能連接器內(nèi)置多個(gè)操作程序流 程，只需通過總線接收命令，向微控制單元下達(dá)控制命令，即可自動(dòng)完成相關(guān)操作，如開關(guān) 倉門，吸附連接與彈開等。
[0023] 優(yōu)選的，所述插座接觸件為彈簧插針，所述插頭接觸件為與所述彈簧插針匹配的 接觸片；
[0024] 或者，所述插座接觸件為接觸片，所述插頭接觸件為與所述接觸片匹配的彈簧插 針。插座接觸件與對(duì)應(yīng)的插頭接觸件可以分別為兩個(gè)或三個(gè)，甚至更多，其與現(xiàn)有技術(shù)中插 頭及插座的規(guī)定來確定。
[0025] 本方案中，鐵芯的具體設(shè)計(jì)如下：所述鐵芯套接于一根空心管內(nèi)并可相對(duì)于所述 空心管軸向移動(dòng)，所述電磁線圈繞制于所述空心管外壁。在所述插座外殼上設(shè)置有固定支 架，所述鐵芯底部通過螺紋連接與所述固定支架連接，以此實(shí)現(xiàn)所述鐵芯相對(duì)于所述空心 管軸向移動(dòng)。
[0026] 在一種實(shí)施方案中，所述插座外殼截面呈"凹"字形結(jié)構(gòu)，在插座外殼的凹形內(nèi)的 底部設(shè)置有一個(gè)截面呈"凹"字形的凸起，所述插座接觸件設(shè)置于"凹"字形凸起的兩側(cè)邊 上，所述電磁線圈組件設(shè)置于"凹"字形凸起的凹形內(nèi)的底部。
[0027] 進(jìn)一步的，在所述插座外殼的開口處還設(shè)置有可開閉的保護(hù)倉門。
[0028] 在一種實(shí)施方案中，所述插頭外殼的截面呈"凹"字形并與所述插座外殼形狀匹 配，所述磁鐵設(shè)置于插頭外殼凹形內(nèi)的底部，所述插頭接觸件設(shè)置于磁鐵兩側(cè)，插頭與插座 插接后，插頭接觸件與插座接觸件連接導(dǎo)通。
[0029] 在所述插座上設(shè)置有用于控制所述電磁線圈通電的出倉開關(guān)。
[0030] 一種采用電磁分離的智能連接器的使用方法，包括以下步驟：
[0031] 插接過程
[0032] 插接過程
[0033] (1)開啟保護(hù)倉門的步驟；
[0034] (2)插頭逐漸靠近插座，插頭上磁鐵與插座上的鐵芯逐漸吸附的步驟；
[0035] (3)插頭接觸件與插座接觸件連接導(dǎo)通的步驟；
[0036] (4)插頭上磁鐵與插座上的鐵芯吸附，插頭與插座緊密連接的步驟；
[0037] 彈出過程
[0038] (I)出倉開關(guān)控制電磁線圈通電并產(chǎn)生與插頭上磁鐵相同磁性的步驟；
[0039] (II)電磁線圈與磁鐵之間產(chǎn)生斥力，插頭通過該斥力彈出插座的步驟；
[0040] (III)控制保護(hù)倉門關(guān)閉的步驟。
[0041] 所述步驟（2)中，當(dāng)插座上的控制板檢查到插頭靠近時(shí)，所述電磁線圈通電并產(chǎn) 生與插頭上磁鐵相反磁性，電磁線圈與磁鐵之間產(chǎn)生吸力，使得插頭吸附在插座，插頭與插 座緊密連接后，電磁線圈斷電，此時(shí)插頭與插座依靠磁鐵與鐵芯之間的吸力維持連接。
[0042] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理：完全采用電磁力吸合和分離，不依靠任何機(jī)械型式和結(jié)構(gòu)的 外力進(jìn)行連接和彈出，根據(jù)電磁理論以及磁極間，同極相斥，異極相吸的原理，完全依靠磁 力實(shí)現(xiàn)插頭與插座的連接和分離（彈出）。
[0043] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0044] (1)本發(fā)明完全采用電磁力吸合和分離，不依靠任何機(jī)械型式和結(jié)構(gòu)的外力進(jìn)行 連接和彈出。插頭插入后，瞬間產(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)，將插頭吸入插座；插頭吸入連接可靠后，釋放 電磁力，依靠插頭內(nèi)的永久磁鐵和插座內(nèi)的鐵芯之間的吸力保持連接。彈出時(shí)，電磁線圈產(chǎn) 生異性磁場(chǎng)，將插頭彈出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明故障率低、可靠性高。
[0045] (2)本發(fā)明在插座上配有保護(hù)倉門，在任何沒有插頭連接的情況下，倉門都處于關(guān) 閉狀態(tài)，以保護(hù)插座；需要連接時(shí)，通過按鍵打開倉門，插座將插頭彈出后，倉門自動(dòng)關(guān)閉， 或者通過按鍵關(guān)閉倉門，自動(dòng)控制異常的情況下也可手動(dòng)關(guān)閉倉門。這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)插座起 到了一定的保護(hù)作用，同時(shí)對(duì)于防塵，防水也起到一定的作用。
[0046] (3)本發(fā)明的抗拉力可調(diào)，可在一些單邊設(shè)備頻繁移動(dòng)的場(chǎng)合起到保護(hù)作用。插座 內(nèi)的鐵芯和插頭內(nèi)的磁鐵之間的間隙可以調(diào)整，以改變插頭的抗拉力的大小，在特殊情況 下，插頭或插座一方的設(shè)備在插頭未彈出的情況下移動(dòng)，可以強(qiáng)拉出來，而不會(huì)損壞設(shè)備或 造成其它損失。
[0047] (4)本發(fā)明的連接器使用壽命長。插頭和插座采用彈簧插針與導(dǎo)電金屬片平面接 觸，依靠插針內(nèi)的彈簧力保證連接的可靠性；插座與插頭保持連接的力為磁鐵與鐵芯的吸 力，彈出的力為電磁力與永久磁鐵的斥力，這種設(shè)計(jì)，吸合和彈出沒有機(jī)械力介入，連接沒 有摩擦力，保證了可靠的連接，增加了連接器的使用壽命，從而擴(kuò)大了本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域， 避免了由于壽命制約而不能使用的場(chǎng)合，同時(shí)也避免了使用壽命短的而極易更換并導(dǎo)致資 源浪費(fèi)的情況。
[0048] (5)本發(fā)明中智能連接器通過通信總線與其它設(shè)備連接組成智能系統(tǒng)，智能連接 器內(nèi)置多個(gè)操作程序流程，只需通過總線接收命令，向微控制單元下達(dá)控制命令，即可自動(dòng) 完成相關(guān)操作，如開關(guān)倉門，吸附連接與彈開等，從而有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)連接器 智能化程度低的問題。
【附圖說明】
[0049] 圖1為本發(fā)明中插座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖2為本發(fā)明中插頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051] 圖3為本發(fā)明中插頭和插座的連接示意圖。
[0052] 圖4為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。
[0053] 上述附圖中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱如下：
[0054] 1-插座固定支架，2-限位機(jī)構(gòu)，3-插座接觸件，4-電磁線圈，5-鐵芯，6-控制板， 7_伺服電機(jī)，8-螺釘，9-保護(hù)倉門，10-定位蓋板，11-插頭接觸件，12-磁鐵，13-出線孔， 14-磁鐵保護(hù)外殼，15-插頭，16-插座，17-固定支架，18-空心管，19-螺桿。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于 下列實(shí)施例。
[0056] 實(shí)施例
[0057] 如圖1至4所示，本實(shí)施例提供了一種采用電磁分離的智能連接器，其包括插頭和 插座兩部分，進(jìn)一步的，本實(shí)施例中插頭和插座完全采用電磁力或磁力實(shí)現(xiàn)二者的連接和 彈出，沒有任何機(jī)械力的介入，具體結(jié)構(gòu)如下：
[0058] 插座，包括插座外殼；插座電路模組，連接電源；插座電路模組與現(xiàn)有插座的電路 模組保持一致，本發(fā)明申請(qǐng)中并未對(duì)具體的電路結(jié)構(gòu)做改進(jìn)；插座接觸件，用于在插頭和 插座插接后與插頭連接實(shí)現(xiàn)插座與插頭導(dǎo)通，插座接觸件的數(shù)量根據(jù)具體規(guī)格來確定，其 可以是兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)甚至更多；電磁線圈組件，包括鐵芯和饒于鐵芯外的電磁線圈，插頭 和插座插接時(shí)，吸附插頭；