一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法技术

本发明专利技术公开一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式。其中粗校正通过在主动端周向设计手爪配合被动段上设计的卡槽实现；精校正通过在主动端对接面上设计的导杆与在被动端对接面上对应位置设计的导杆孔插接配合实现，且在导杆与导杆孔的前端进行了倒角设计。同时还对粗校纠偏与精校正纠偏过程进行设计，实现连接分离装置的主动端与被动端对接过程中完成电连接器插头与插座的自动插合，且插合容差满足电连接器插合的位姿要求。

A tolerance design method of the separating mechanism of the end face plug-in connection of the electric connector

【技术实现步骤摘要】
一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法
本专利技术属于机械工程领域，涉及一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，适用于在轨服务空间连接分离机构设计。
技术介绍
航天器连接分离技术是实施航天器部件压紧与在轨释放、舱段之间连接与在轨分离以及不同航天器之间在轨连接与分离的关键技术。连接分离机构是实现航天器连接分离/功能的执行装置。随着航天器在轨连接分离任务需求的不断延伸，连接分离机构的功能不再仅限于机械连接与分离，通常包括电路和信息路的连通与断开。电连接器是安装在连接分离机构上用于电路和信息路通断的器件。连接分离机构通常由两部分组成，称为主动端1和被动端2，分别安装于两个航天器或部组件上，主动端1与被动端2连接后，两航天器或两部组件实现连接；分离反之。电连接器通常由插头3和插座4组成，如图1所示，分别安装于主动端1和被动端2上，当主动端1与被动端2完成连接后，电连接器的插头3和插座4完成连接；分离反之。上述电连接器的连接与断开过程是伴随主动端1与被动端2对接与分离过程同步进行的，由主动端1和被动端2为插头3和插座4的连接与分离提供动力源，同时由主动端1与被动端2组成的连接分离机构提供插头3与插座4插合的容差保障。所以连接分离装置在设计过程中一项重要的设计内容是端面插合电连接器的容差设计。所谓的电连接器容差设计是指连接分离机构主动端1与被动端2对接过程中能够保障插头3和插座4相对姿态的能力。这里的姿态包括X、Y、Z三个方向的位置及角度α、β、γ。典型的电连接器插头3与插座4插接时需要的位置精度如表1所示，X方向为插接方向。表1电连接器插接位置精度要求方向ΔYΔZΔαΔβΔγ偏差1.27mm2.03mm±0.5°±0.5°±0.5°ΔY与ΔZ分别Y、Z方向的偏差，Δα、Δβ、Δγ分别为角度α、β、γ的偏差；综上所述，连接分离机构的容差指标就需要小于表1中的插接位置精度，才能保证插头3与插座4的可靠插接。
技术实现思路
为保证插头与插座的可靠插接，本专利技术提出了一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，该方法按照粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式，实现连接分离装置的主动端与被动端对接过程中完成电连接器插头与插座的自动插合，且插合容差满足电连接器插合的位姿要求。本专利技术电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式：所述粗校正纠偏通过在主动端周向设计手爪配合被动段上设计的卡槽实现。所述精校正纠偏通过在主动端对接面上设计的导杆与在被动端对接面上对应位置设计的导杆孔插接配合实现。在精校正纠偏设计时，还对导杆的前端进行了倒角设计，同时在导杆孔的前端同样进行倒角设计；令导杆的外径为d、倒角为Cd、导杆孔的孔径为D，则倒角CD需满足：D+2CD-d-2Cd≥Δ其中，Δ为粗校正纠偏后主动端与被动端的综合容差，该值需考虑三个方向的位置偏差和三个方向的角度偏差。本专利技术的优点在于：1、本专利技术电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式，实现连接分离装置的主动端与被动端对接过程中完成电连接器插头与插座的自动插合，且插合容差满足电连接器插合的位姿要求。2、本专利技术电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用手爪的安装方式为悬臂梁，故在粗校正纠偏过程中可以发生适当扭转，对系统的加工装配精度要求较低，实现了系统的柔性设计。附图说明图1为电连接器插头与插座插接后正视图；图2为电连接器插头与插座插接后侧视图；图3为电连接器插头与插座插接俯视图；图4为本专利技术电连接器端面插合连接分离机构容差设计机械部分示意图；图5为主动端与被动端对接过程中纠偏容差分析。图中：1-主动端2-被动端3-插头4-插座101-手爪102-抓取端103-导杆201-卡槽202-导杆孔具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式，具体如下：所述粗校正纠偏通过在主动端1周向设计手爪101配合被动段上设计的卡槽201实现。其中，卡槽201设计在被动端2周向等角度间隔位置，卡槽201沿被动端2轴向布置，卡槽201端部设计有对接板。所述手爪101沿主动端1周向等角度间隔设置，通过主动端1内部驱动机构驱动手爪101展开和收拢。手爪101的抓取端102设计为向内侧弯折90度的板状结构，形状尺寸与卡槽201截面匹配，由此通过控制手爪101伸出后收拢，使手爪101抓取端102与卡槽201间配合插接进实现粗校正。采用上述外形的手爪101与卡槽201，使对接时手爪101很方便到达卡槽201，有较好的适应性。当手爪101到达卡槽201位置后，通过卡槽201两个侧面导向，不断引导手爪101向卡槽201内延伸，即不断纠正主动端1与被动端2的姿态，完成主动端1与被动端2间的粗校正纠偏。上述手爪101的安装方式为悬臂梁，故在粗校正纠偏过程中可以发生适当扭转，对系统的加工装配精度要求较低，实现了系统的柔性设计。所述精校正纠偏通过在主动端1对接面上设计的导杆103与在被动端2对接面上对应位置设计的导杆孔202插接配合实现。在完成第一阶段的粗校正纠偏，导杆103与对应的导杆孔202配合入位后完成第二阶段的精校正纠偏。在两阶段校正完成后使主动端1与被动端2的容差小于电连接器插头3与插座4插合的容差，确保电连接器插头3与插座4无故障插合。上述导杆103的前端进行了倒角设计，同时在导杆孔202的前端同样进行倒角设计。令导杆103的外径为d、倒角为Cd、导杆孔202的孔径为D，则倒角CD需满足：D+2CD-d-2Cd≥Δ其中，Δ为粗校正纠偏后主动端1与被动端2的综合容差，该值需考虑三个方向的位置偏差和三个方向的角度偏差。采用本专利技术方法进行纠偏时，如图4所示：连接器插接前，主动端1与被动端2初始偏差为：ΔY＝50mm，ΔZ＝50mm、Δα＝±0.5°、Δβ＝±0.5°、Δγ＝±0.5°；靠三个手爪101与卡槽201配合实现初始捕获校正，初始捕获过程中三个手爪101的前端向卡槽201内接近靠拢，手爪101与卡槽201的结构配合校正，即粗校正完成。粗校正后手爪的下端面与卡槽201的下端面贴合，主动端1与被动端2的三个方向角度偏差全部校正为0°。主动端1和被动端2沿ΔY和ΔZ两个方向的偏差与手爪101和卡槽201的结构尺寸决定，按照常规的加工精度，可以控制在尺寸偏差2mm以下，且粗捕获后允许手爪101有较大变形，但最大变形不大于1mm，综合考虑粗校正纠偏完成后ΔY＝2mm,ΔZ＝2mm，Δα＝0，Δβ＝0,Δγ＝0。在精校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式，其特征在于：/n所述粗校正通过在主动端周向设计手爪配合被动段上设计的卡槽实现；/n所述精校正通过在主动端对接面上设计的导杆与在被动端对接面上对应位置设计的导杆孔插接配合实现；/n上述导杆的前端进行了倒角设计，同时在导杆孔的前端同样进行倒角设计；令导杆的外径为d、倒角为Cd、导杆孔的孔径为D，则倒角C

【技术特征摘要】
1.一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，采用粗校正纠偏和精校正纠偏两级方式，其特征在于：
所述粗校正通过在主动端周向设计手爪配合被动段上设计的卡槽实现；
所述精校正通过在主动端对接面上设计的导杆与在被动端对接面上对应位置设计的导杆孔插接配合实现；
上述导杆的前端进行了倒角设计，同时在导杆孔的前端同样进行倒角设计；令导杆的外径为d、倒角为Cd、导杆孔的孔径为D，则倒角CD需满足：
D+2CD-d-2Cd≥Δ
其中，Δ为粗校正纠偏后主动端与被动端的综合容差，该值需考虑三个方向的位置偏差和三个方向的角度偏差。


2.如权利要求1所述一种电连接器端面插合连接分离机构容差设计方法，其特征在于：进行粗校正纠偏时，靠手爪与卡槽配合实现初始捕获校正，初始捕获过程中三个手爪的前端向卡槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文龙，张晓天，庄原，王波，殷新喆，何冰，杨建中，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11