一种柔性插拔机构的插头和柔性插拔机构的制作方法

本申请一般涉及无人机领域，具体涉及无人机自动充电辅助装置技术领域，尤其涉及一种柔性插拔机构的插头和柔性插拔机构。

背景技术：

目前无人机在快递行业的运用日趋成熟，无人机在线自动充电有利于提高续航能力。受无人机本身制造精度、一致性和无人机定位机构精度的影响，飞机的定位会有一定的误差，因此当无人机待充电时，位于无人机上的充电母头/插头与充电装置上的插头/母头对准精度差。常规的充电插拔机构用于无人机自动充电时，容易因此造成插头难以顺利插入母头进行充电。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种柔性插拔机构的插头和柔性插拔机构，以使得插头能够在一定范围内自适应位置，使之能够在插头、母头不完全相对时顺利插拔。

第一方面，本申请提供一种柔性插拔机构的插头，包括插头本体和插头悬浮调节模组；插头悬浮调节模组包括插头安装板和弹性件安装板；插头安装板与插头本体连接；弹性件安装板与插头安装板之间通过弹性件连接，以使得所述插头安装板可多个自由度浮动。

进一步的，弹性件安装板包围或部分包围在插头安装板外围；弹性件共多个，各个弹性件产生的弹力方向各不相同或部分不同。

进一步的，位于插头安装板下方和/或上方位置的弹性件通过调节安装杆与弹性件安装板连接；调节安装杆可移动地连接在弹性安装板上，移动方向与和调节安装杆连接的弹性件的弹力方向正交或斜交。

进一步的，弹性件为弹簧；位于插头安装板上方和侧方的弹簧通过弹簧销连接在弹性件安装板上，位于插头安装板下方的弹簧连接在调节安装杆上；弹性件安装板下方设有弹性件调节安装块；调节安装杆通过螺纹配合连接在弹性件调节安装块不同高度位置。

进一步的，柔性插拔机构的插头还包括用于驱动插头本体前后运动的直线运动模组；直线运动模组与插头本体的后端通过浮动接头连接。

进一步的，直线运动模组包括固定单元和运动单元；固定单元固定安装在底板上；运动单元连接在固定单元与浮动接头之间，并能够带动浮动接头做直线运动。

进一步的，柔性插拔机构的插头还包括插合深度控制模组；插合深度控制模组包括感应器和感应片；感应器连接在底板上；感应片连接在运动单元上。插头本体向前移动预设距离至插合位置时，感应片处于感应器正上方，以触发感应器令直线运动模组停止运动。

进一步的，底板上设有沿运动单元的运动方向延伸的感应器安装导轨；感应器安装在感应器安装导轨上。

第二方面，本申请还提供一种柔性插拔机构，包括母头和上述插头。

进一步的，母头上设有与插头本体的外壳相适配的凹槽；凹槽开口处设有导向扩口；插头本体的外壳前端设有导向倒角。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过在插头本体上连接插头悬浮调节模组，使得插头本体能够随着插头悬浮调节模组中的插头安装板一起相对于弹性件安装板在一定范围内运动，以对准与之相匹配的母头位置。进一步的，根据本申请的某些实施例，通过插合深度控制模组，能够自行控制插合深度，确保插拔到位。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例1提供的柔性插拔机构爆炸图；

图2是本申请实施例1提供的柔性插拔机构结构示意图；

图3是本申请实施例2提供的柔性插拔机构中插头悬浮调节模组结构示意图。

图中：1、底板；2、弹性件安装板；3、弹簧销；4、弹性件调节安装块；5、调节安装杆；6、插头安装板；7、插头本体；8、导向轴安装板；9、直线轴承；10、固定端安装板；11、丝杆；12、丝杆螺母安装板；13、丝杆支撑端轴承座；14、导向轴；15、导向轴连接板；16、电机安装板；17、联轴器；18、丝杆固定端轴承座；19、母头；20、感应片；21、感应器；22、感应器安装导轨；23、弹簧；24、浮动接头；25、浮动接头连接板；26、插头紧固螺母；27、马达；28、丝杆固定螺母；29、轴环；30、保护罩；31、弹性绳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在关于柔性插拔机构的插头部分的描述中，“前”指靠近母头的方向，“后”只远离母头的方向，仅为便于描述，并非对摆放方位的限定。

还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参考图1和图2，本实施例提供一种柔性插拔机构的插头，和一种包括该柔性插拔机构的插头与母头的柔性插拔机构。柔性插拔机构的插头包括插头本体7、插头悬浮调节模组、直线运动模组和插合深度控制模组。

其中，本实施例提供的插头悬浮调节模组包括插头安装板6和弹性件安装板2。插头安装板6固定连接在插头本体7外周面上，弹性件安装板2包围在插头安装板6外围，不直接接触。弹性件安装板2上于插头安装板6下方位置设有弹性件调节安装块4，弹性调节安装块4上连接有两个调节安装杆5；调节安装杆5外周面设有外螺纹，弹簧调节安装块4上设有相应的内螺纹通孔；调节安装杆5与弹簧调节安装块4通过螺纹配合，可以安装在弹簧安装块4不同高度位置。插头安装板6与弹性件安装板2之间通过8根弹簧23连接，于插头安装板6上下左右各分布两根。同侧的两根弹簧23可以相互平行，也可以成一定夹角。插头安装板6上侧和左右两侧的弹簧23通过弹簧销3连接在弹性件安装板2上，下侧的弹簧23连接在调节安装杆5顶端；即插头安装板6下方的弹簧通过调节安装杆5、弹簧调节安装块4间接安装在弹性件安装板2上，通过改变调节安装杆5高度可以改变与之相连的弹簧23长度，从而调节插头安装板6位置和被张紧程度。弹性件安装板2安装在保护罩30前端，保护罩30罩住插头悬浮模组和直线运动模组。弹性安装件2的下端安装在底板1上。

本实施例提供的直线运动模组与插头本体7的后端通过浮动接头24连接。直线运动模组包括固定安装在底板1上的固定单元和连接在固定单元与浮动接头之间并带动浮动接头24直线运动的运动单元。其中，固定单元包括通过导向轴安装板8、固定端安装板10架设在底板上的丝杆11；丝杆11与导向轴安装板8、固定端安装板10之间分别设有丝杆支撑端轴承座13、丝杠固定端轴承座18。丝杠11沿插头插拔方向延伸，导向轴安装板8连接在丝杆11前端。底板1上于导向轴安装板8对应位置设有垂直于丝杆11的导向轴安装板安装导轨，导向轴安装板8可以安装在导向轴安装板安装导轨不同位置，以调节丝杆前端左右位置。丝杠11后端用轴环29和丝杆固定螺母28锁紧，电机安装板16安装在底板1上，马达27安装在电机安装板16上，马达27输出端和丝杆11后端通过联轴器17连接。电机安装板16安装在保护罩30后端面上，马达27选用步进马达，位于保护罩30后方。运动单元包括导向轴14、导向轴连接板15、丝杆螺母安装板12和丝杆螺母。导向轴14穿过导向轴安装板8，与导向轴安装板8之间通过直线轴承9连接。导向轴连接板15和丝杠螺母安装板12分别安装在导向轴14前后两端。丝杆螺母固定安装在丝杆螺母安装板12上，与丝杆11配合；丝杆11在马达27驱动下旋转，带动丝杆螺母以及整个运动单元前后直线移动。插头本体7尾端用插头紧固螺母26固定在浮动接头连接板25上；浮动接头24前端连接浮动接头连接板25，后端连接导向轴连接板15，使得插头本体7既能够随着直线运动模组前后运动，也能够以浮动接头24为球心摆动。因此，柔性拔插机构可以在插头本体7和母头19对位精度差的时候进行自适应，以确保能够准确拔插，提高插头拔插的成功率，降低设备故障率。插头对接后插头本体7受力较小，确保插头的良好接触，增加插头寿命。

本实施例提供的插合深度控制模组包括感应器21和感应片20；感应器21、直线运动模组的马达27均与控制器信号连接。底板1上沿运动单元的运动方向设有感应器安装导轨22；感应器21安装在感应器安装导轨22上。感应片20连接在丝杆螺母安装板12上，随着运动单元运动。随着插头本体7向前移动一定距离后，插头本体7和与之匹配的母头19插合至适当深度，感应片20运动至感应器21正上方，感应器21感应到感应片20，将信号传输至控制器，控制器控制马达27停止。可以通过调整感应器21位置控制插头本体7与母头19的插合深度，确保插头本体7与母头19的充分接触。丝杆推动插头本体7运动，拔插力较大，自带感应器，确保拔插到位。

安装时，将插头本体7安装在插头安装板6上，插头本体7尾端用插头紧固螺母26固定在浮动接头连接板25上，浮动接头24连接直线运动模组和插头悬浮调节模组。安装好充电插头7之后，需根据插头本体7自身的重量，调整调节安装杆5以拉紧弹簧23，使插头本体7完全悬浮住，并且插头本体7处于水平状态，便于和母头19对接。

使用时，充电母头19固定在无人机上。马达27带动丝杆11旋转，由丝杆螺母推动丝导向轴连接板15带动充电插头7向前运动。

本实施例提供的母头19上设有与插头本体7的外壳相适配的凹槽；凹槽开口处设有导向扩口；插头本体7的外壳前端设有导向倒角。

当插头本体7和母头19对位不准时，依靠插头本体7的导向倒角和母头19的导向扩口，将插头本体7导入母头19中，此时，插头本体7是悬浮的，可以以浮动接头24为球心，向任何方向偏移，插头对接后，也不会受到任何方向的力，使得插头不会卡住，确保插头的良好接触，也可以确保需要最小的力进行拔插，增加充电插头7和充电母头19的寿命。

实施例2

本实施例提供一种柔性插拔机构，与实施例1相同的部分在此不再赘述；本实施例与实施例1不同之处在于插头悬浮调节模组和直线运动模组。

请进一步参考图3，本实施例提供的插头悬浮模组中，弹性件安装板2部分包围在插头安装板6的上方和左右两侧。调节安装杆5垂直于弹性件安装板2连接在弹性件安装板2上，位于插头安装板6上方位置。插头安装板6与弹性件安装板2之间通过3根弹性绳31连接，其中两根对称连接在插头安装板6左下方和右下方，1根连接在插头安装板6正上方。连接在插头安装板6左下方和右下方的弹性绳31外端直接连接在弹性件安装板2上，上方的弹性绳31外端连接在调节安装杆5外周面上，随着调节安装杆5的旋转而绕紧或松开，以调节弹力，使得插头悬浮。

本实施例提供的直线运动模组为气缸，其中固定单元为缸筒，移动单元为活塞杆和固定连接在活塞杆顶端的连杆。感应片连接在连杆上，浮动接头连接在连杆前端。

在本申请的其他实施例中，可用皮带传动或者齿轮齿条传动替代直线运动模组。

在本申请的其他实施例中，还可以将直线运动模组和插合深度控制模组均连接在母头上，插头本体后端仅连接浮动接头，浮动接头后端固定在保护罩后端面的面板上。

本申请的插拔机构适用于充电插头，也适用于用其他形式的带导向结构的插头形状。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。