一种非常环境下的光电连接器滚动密封插接机构的制作方法

本发明涉及一种非常环境下光电连接器的带电插拔技术，尤其涉及一种非常环境下的光电连接器滚动密封插接机构。

背景技术：

伴随着科技进步带来的对海洋资源及其环境的进一步了解，海洋工程、海洋开发进入新阶段。海底油气田、海底矿藏的探测与开采利用、潮汐发电等形成了一些新兴的海洋开发产业。规划建立海底观测网，是进一步认识海洋、经略海洋的必要途径，依托监测网一方面可以对自然灾害如海底地震、海啸等进行预报，实现减灾防灾，也可以实现对海洋环境的监测、分析，有利于海洋环境的保护与海洋资源的合理开发利用，另一方面对国防安全与国家权益提供帮助。所有这些海洋活动都离不开海底铺设的光缆、电缆以及起连接作用的光、电连接器，以此提供海洋活动所需的能量和通信信号，而水下连接器在这当中起了重要作用。上个世纪80年代以来，美欧日等十余个国家都相继建立了永久性的海底观测网，这些都依赖于水下插拔连接器的不断更新与应用。目前国外先进国家已经形成不同电压等级的系列湿插拔电连接器和不同芯数的系列湿插拔光纤连接器，甚至湿插拔光电复合连接器，为拓展各种水下活动提供可能。我国生产的干插拔连接器已经广泛应用，但水下湿插拔的还处于实验样机阶段，应用的产品都来自国外，这种关键技术受制于人的情况对国家安全构成威胁。研制出符合要求的水下插拔光电连接器，对于提高企业竞争力，提升整个行业的水平，对于国家安全都是非常有帮助的。对于带光纤类的水下插拔连接器，一种有代表性的结构是有滚动密封连接件，滚动密封件上有通孔，未连接时通孔与连接器的插座、插头的接插件垂直，从而起到密封作用；当需要连接时，插头内的接插室被推入到插座壳体内部，并与插座的接插室进行接触挤压排空接触面间的水，再通过一定技术转动相对的滚动密封结构，使通孔与接插方向一致，实现水下密封接插，关闭时的操作顺序则相反。这类介绍如专利us006017227a、us006332787b1等，这种连接器控制滚动密封件的方法复杂，并且需要用贯穿于插头插座间的钥匙机构进行操作，而这种钥匙的外露容易引起操作失效。现有技术中，为解决上述问题，避免了前述方法的缺点，但需要在前后侧壁上开设多个交叉走向的导向槽，并需要配合滚动密封件上的大小偏心轴来实现转动，制造复杂，对加工精度要求较高，转动角度也不容易控制，本发明介绍的插接技术避免了上述方法的缺点，并且容易实现。

技术实现要素：

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种更容易实现的纯电连接、纯光连接、光电混合连接器的密封插拔机构，主要解决了：光电连接器的水下插拔密封容易失效的问题，贯穿钥匙法容易出现故障，结构复杂的问题，而偏心轮交叉变轨式滚动密封技术的滚动角度难以控制的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种非常环境下的光电连接器滚动密封插接机构，采用该机构的连接器包括插座、插头。

插座包括截面一样的分立的插座前侧壁、插座后侧壁，以及置于中间的插座接插室。

插头包括截面一样的分立的插头前侧壁、插头后侧壁，以及置于中间的插头接插室，

插座插接室、插头接插室的横截面近似长方形，上下边沿为圆弧状，相对的端部都有横向位的圆柱形空腔，内嵌可以滚动的密封柱，密封柱上有直径方向的贯穿通孔，接插室在圆柱空腔的侧壁有与腔室联通并与密封柱通孔相对的接插孔。

密封柱的两侧轴承的端头是细的滑动轴，靠里是起滚动作用的滚动轴，轴承与密封柱主体固定在一起。

插座前侧壁从插接面开始有沿轴向的长方形截面的空气导向槽，导向槽的宽度等于滑动轴直径。在前侧壁的表层沿滑动槽边沿均匀外扩出一个长方形截面的u形空气浅槽，u形槽边沿宽度比密封柱滚动轴的直径略大。导向槽容纳滑动轴，其底部刚好不接触滑动轴的端面，侧壁末端为半圆柱面；u形槽容纳滚动轴，深度等于滑动轴厚度，侧壁末端为圆弧状，上下侧壁不接触滚动轴边沿。右向开口的u形槽的下平直表面右端有一段向上凸起的摩擦带，u形槽上平直表面靠近圆弧边沿的一段有向下凸起的摩擦带。

插头前侧壁表面有与插座前侧壁上类似的导向槽，以容纳插头滚动密封柱的滑动轴，也有类似的u形槽容纳插头密封柱的滚动轴，长度略短。

插座后侧壁上的槽形、尺寸以及摩擦带与插座前侧壁上对应位置的一样。插头后侧壁上的槽形、尺寸与插头前侧壁上对应位置的一样。

插座、插头相接触插接前，插座与插头的前侧壁拼接为无缝的整体，导向槽拼接为两端半圆弧的直棒形，外围是胶囊形或双u形槽。后侧壁上有相同的槽形。

插座前侧壁、插头前侧壁的中心位置有沿插接方向的导向槽，使插座接插室、插头接插室侧面的对应外凸导向带插入导向槽形成紧密光滑衔接；插座后侧壁、插头后侧壁有类似的导向槽与接插室的对应外凸导向带配合。

本发明的另一个实施例b中，滚动密封柱的两侧轴承不对称，一侧只有滑动轴，另一侧同样长度内分成两段，末端段的滑动轴、靠里的一段滚动轴。与插座密封柱配对的插头密封柱就是把插座密封柱沿轴倒置获得。

本发明的另一个实施例b中，插座前侧壁上的u形槽的平直部分较长，中心的导向槽更长，对u形槽的圆弧槽壁形成贯穿、延伸，在u形槽平直部分下表面靠近弧形部分段有摩擦带。插头前侧壁上的槽形与实施例a的对应部分相同。两个前侧壁拼接后形成类似带手柄的双u形槽体。插座后侧壁上有与前侧壁上双u浅槽一样的完整的双u槽体，在上表面靠近左侧圆弧的平直部分有一段摩擦带，中心的导向槽对双u浅槽向右贯穿、延伸，插头后侧壁只有导向槽。

本发明的有益效果是：

本发明一种非常环境下的光电连接器滚动密封插接机构，应用本技术实现的光电连接器在操作滚动密封件时不需要插头插座间的钥匙就可以实现，结构耐用，避免了钥匙失效的缺点；另外，具有比偏心轮变轨方法结构更简单，更容易实现的优点。

附图说明

图1为本发明一个实施例的外观示意图。

图2为本发明一个实施例插座与插头的前侧壁上的槽形分布示意图。

图3为本发明一个实施例插座与插头的后侧壁上的槽形分布示意图。

图4为本发明一个实施例插座与插头接触时对应的滚动密封柱的结构图。

图5为本发明一个实施例插座内封闭接插室的外观示意图。

图6为本发明一个实施例插头刚接触插座时前侧壁上两密封柱的通孔方位图。

图7为本发明一个实施例插头推入插座两密封柱通孔刚要转向打开时的方位图。

图8为本发明一个实施例插头推入插座连接器可以插接时两密封柱通孔方位图。

图9为本发明另一个实施例插座与插头的前、后侧壁上槽形分布的剖面结构图。

图10为本发明另一个实施例两对密封柱的外观图。

图中：插座（1），插头（2），插座接插室（3），插座前侧壁（4），插座后侧壁（5），插座接插室与插头相对的端部（6），插座密封柱（7），插头接插室（30），插头前侧壁（40），插头后侧壁（50），插头接插室与插座相对的端部（60），插头密封柱（70），插座密封柱导向槽（41）、（51），插座u形槽（42），弧形边沿（45）、（55）、（405）、（505），摩擦带（43）、（44）、（53）、（54），插座接触面（46），第一导向槽（47）、（57），插头密封柱导向槽（401）、（501），插头u形槽（402），u形槽弧形边沿（405），插头接触面（406），第二导向槽（407）、（507），插头后侧壁（50），插座密封柱滑动轴（71）、（73），插头密封柱滑动轴（701）、（703），插座密封柱滚动轴（72）、（74），插头密封柱滚动轴（702）、（704），通孔（75）、（705），空腔（31）、（301），接插孔（32）、（302），缝隙（36）、（306），第一导向带（34）、（35），第二导向带（304）、（305），u形槽缺口（48）、（58），导向槽延伸段（49）、（59），双u形槽（552）。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例a，一种非常环境下光电连接器的滚动密封插接机构。

一种非常环境下的光电连接器滚动密封插接机构，采用该技术的连机器包括插座（1）、插头（2）。插座（1）包括插座接插室（3）、插座前侧壁（4）、插座后侧壁（5）；插头（2）包括插头接插室（30）、插头前侧壁（40）、插头后侧壁（50）。

在插座接插室（3）靠近插头（2）的一端有数个圆柱形空腔（31），空腔（31）内嵌圆柱状的插座密封柱（7），插座密封柱（7）的主体部分垂直于轴向均匀分布数个贯穿通孔（75），圆柱空腔（31）的内壁水平均匀分布数个联通腔室内外并与密封柱通孔（75）等径的插接孔（32），柱形空腔（31）的外侧壁开有长方形的缝隙（36），插座密封柱（7）主体部分的内层为刚性材料、外层为有弹性的密封材料。未插接时，通孔（32）、（75）相互垂直，密封柱的弹性表面塞满空腔（31），并略微从缝隙（36）挤出，插座接插室（3）与外部环境隔离。

插座密封柱（7）的前部轴承的端头有一段起导向作用的圆柱形细插座密封柱滑动轴（71）、靠里是一段起滚动作用的圆柱形粗滚动轴（72），插座密封柱（7）后部的滑动轴（73）、滚动轴（74）与前部的滑动轴（71）、滚动轴（72）对应一样，各种轴在密封柱上是固定的，只能一起转动。本实施例滚动密封柱轴承的远端为滑动轴、内侧为滚动轴，基于本原理的另一实施例远端带滚动轴，内侧为滑动轴，不因结构变化而使权利受限。基于本原理的另一实施例的滚动轴为齿轮形，也一并在权利要求之内。

插座前侧壁（4）的中间有第一导向槽（47）、插头前侧壁（40）有完全一样的导向槽（407）；插座后侧壁（5）中间有第一导向槽（57）、插头后侧壁（50）的中间有完全一样的导向槽（507）。插座接插室（3）的两侧有与第一导向槽（47）、（57）配对的外凸导向带（34）、（35）紧密、光滑置于导向槽内，使得插座接插室（3）在两侧壁（4）、（5）中可以沿导向槽滑动。插头接插室（30）的两侧有导向带插入两侧的导向槽中，使得插头接插室（30）可以在两侧壁（40）、（50）间滑动。

从插座前侧壁（4）的滑动侧面的接触面（46）开始沿与第一导向槽（47）平行方向挖出一段细、深的长方体形导向槽（41），围绕导向槽（41）在其表层周围扩宽出一个长方形截面的插座u形槽（42）。导向槽（41）在插座u形槽（42）底部的部分放置插座密封柱滑动轴（71）、（701），这部分的宽度就是滑动轴的直径，深度就是滑动轴的长度。插座u形槽（42）放置滚动轴（72）、（702），其深度等于滚动轴的长度，宽度比滚动轴（72）、（702）的直径大。在u形槽上下两平直金属表面各贴有小一段外凸的摩擦带（43）、（44），其中摩擦带（43）始于接触面（46），（44）始于弧形边沿（45）。导向槽（41）的尾端是半圆柱形侧面，插座u形槽（42）的尾端是圆弧形侧面，当插头（2）、插座（1）处于接插状态时插座密封柱滑动轴（71）靠在尾端的半圆柱侧面处，滚动轴（72）靠在尾端的圆弧形侧面处。插头前侧壁（40）上有与插座前侧壁（4）对应的插头u形槽（402）、中间有导向槽（401）。插座后侧壁（5）、插头后侧壁（50）上的开槽与前侧壁（4）、（40）上对应位置的完全一样。处于未插接状态时（参考图6所示），插头密封柱（70）的滑动轴（701）与导向槽（401）的末端半圆柱侧面同轴贴靠，滚动轴（702）贴靠在u形槽的圆弧侧面，插头密封柱（70）的通孔（705）与接插方向垂直，其弹性表面紧密贴在圆柱空腔（301）上，并有部分从缝隙（306）挤出，插头接插室（30）内部插件与外界环境隔离；这时插座密封柱（7）的轴心处于外摩擦带（43）的内边沿，其状态、作用同插头密封柱（70）类似，也挤满接插室（3）的圆柱空腔（31），插座接插室（3）内的插件与外界隔离。当进行插接时，插头接插室（30）挤压插座接插室（3），并逐渐移入插座两侧壁（4）、（5）间，当插头密封柱（70）的轴心移动到插座前侧壁（4）与插头前侧壁（40）的接触面（46）时（参考图7），滚动轴（702）开始与上凸的摩擦带（43）接触产生逆时针方向的滚动，同时插座密封柱（7）的滚动轴（72）被内压到插座u形槽（42）的平直段的末端，开始接触下凸的摩擦带（44）并产生顺时针方向的滚动，两相互挤压的插座密封柱（7）和插头密封柱（70）的接触面同向转动，使密封柱表面粘连的杂质容易滚掉，防止进入插座接插室（3）。插座后侧壁（5）的摩擦带（53）、（54）与滚动轴（74）、（704）间产生与前滚动轴相助的滚动摩擦力，使滚动更容易进行。当滚动轴经过摩擦带后，插座密封柱滑动轴（71）、（73）都抵靠在对应导向槽的最左端的半圆柱侧壁，滚动轴（72）、（74）则抵靠在对应u形槽的最左端的圆弧形侧壁，插座密封柱（7）和插头密封柱（70）位置都固定，都反方向转过90度（参考图8），插座密封柱（7）和插头密封柱（70）的通孔（75）、（705）都与密闭的插座接插室（3）和插头接插室（30）内贯穿孔（32）、（302）方向一致，可以实现稳定、密封状态下接插件在插座接插室（3）内的连接，由于在稳定状态下正好贯穿通孔方向一致，所以本发明的密封柱转角好控制，比偏心轮交叉变轨的方法要好。

本发明虽然是以光平的摩擦系数大的材料介绍u形槽上的摩擦带，但不因摩擦带为其它材料、形状而使权利保护受限，基于本发明的另一个实施例中的滚动摩擦带为齿轮型条带，与u形槽中齿轮形滚动轴相咬合，也一并在保护之内。

本发明的每个侧壁有上下两个密封柱进行接插控制，并只对上端的一个进行了标注介绍，每个侧壁中间线的上下槽形关于中间轴线对称，如图2图3所示，这种构型的前后侧壁可以互换用，更容易批量加工，并且同一侧壁的滚动摩擦带使上下两个密封柱沿相反方向旋转，密封柱上粘连的杂质在同一个位置被排出，更容易防护内部接插室。但基于本发明精神的密封柱个数的变化、同一侧壁的密封柱转动方向的不同，也在权利保护之内。

本发明的插接件可以进行电连接、光连接、或光电混合连接，应用范围广。

本发明的插座前、后侧壁，插头前、后侧壁上的导向槽都沿一个方向，u形槽也沿同一个方向，不用进行交叉变轨，凹槽更容易加工出来；通过铺设滚动带来引起密封柱的方向转动，转向角更容易控制；也不用插座（1）与插头（2）间的钥匙来控制，结构更简单，产品更耐用，因此本方法的优点是明显的。

下面结合附图（9）、（10）来具体描述本发明的另一实施例b，一种非常环境下光电连接器的滚动密封插接机构，插座密封柱（7）的两侧轴承不对称，一侧只有滑动轴（712），另一侧同样长度内分成两段，末端段的插座密封柱滑动轴（73）以及靠里的一段滚动轴（74）。与插座密封柱（7）配对的插头端的插头密封柱（70）就是插座密封柱（7）的复制品，只需把插座密封柱（7）进行两端倒向放置获得插头密封柱（70）。

插座前侧壁（4）上的插座u形槽（42）截面与实施例a的一样，只是上下两平直金属表面进行了加长，对应导向槽为（419）更长、截面与实施例a的一样，导向槽（419）的一部分（41）在插座u形槽（42）内被环绕，另一部分导向槽延伸段（49）左穿u形槽的圆弧侧壁中部并向外延伸，形成u形槽缺口（48），u形槽的下表面平直段靠近u形槽缺口（48）附近有向上凸起的摩擦带（43）。

插头前侧壁（40）的槽形与上例a插头前侧壁（40）上的一样。

插座后侧壁（5）上有两个上述u形浅槽口部相对而形成的更大的胶囊状双u形浅槽（552），双u形槽（552）的中间挖有与b例插座前侧壁（4）的导向槽（419）对应位置完全一样的导向槽（519），（519）在右端对双u形槽（552）的右侧圆弧面形成贯穿u形槽缺口（58）；双u形槽上表面平直部分的右端有向下凸起的一段摩擦带（53）。

插头后侧壁（50）从表面挖有与实施例b的（401）对应位置完全一样的导向槽（501），没有外围的u形槽。未插接时，插头密封柱（70）的前端滑动轴（701）抵靠在导向槽（401）圆弧侧面、滚动轴抵靠在插头u形槽（402）的圆弧侧面，其后端滑动轴（734）抵靠在导向槽（501）的圆弧侧壁。插头密封柱（7）的后端的滚动轴（74）抵靠在双u槽（552）的u形槽缺口（58）的圆弧侧面处，其前后导向轴（712）、（73）的位置随之固定，这时插座密封柱（7）和插头密封柱（70）的贯穿通孔（75）、（705）都与密封室上的插接孔（32）、（302）垂直，插座（1）、插头（2）各自处于密封状态。当插座（1）、插头（2）需要插接时，两前侧壁靠在一起，表面形成手柄在左、头部在右端的棒球状槽形；同时后侧壁上形成边沿对齐、手柄在右端的与前侧壁上完全一样的棒球状槽形。向左推动插头（2）的插头接插室（30）并进入到插座两侧壁（4）、（5）之间，当插头密封柱（70）上的滚动轴（702）接触上凸的摩擦带（43）的右侧边沿时，开始逆时针滚动，同时插座密封柱（7）的滚动轴（74）接触到下凸的摩擦带（53）的右侧边沿，开始顺时针滚动，前后挤在一起插座密封柱（7）和插头密封柱（70）的接触面转动方向相同，有利于各自表面杂质的脱除，有利于干净密封状态下的插接。当插座密封柱（7）和插头密封柱（70）的滚动轴（74）、（702）分别转到摩擦带（53）、（43）的左侧边沿时，停止转动，其对应贯穿通孔（75）、（705）都转到水平一致方向，可以进行插座（1）与插头（2）接插件间的连接。此时插座密封柱（7）的滚动轴（74）抵靠在双u形槽（552）的左侧弧形侧面，末端的插座密封柱滑动轴（73）抵靠在导向槽（51）的左侧半圆柱侧面，滑动轴（712）抵靠在导向槽延伸段（49）的左侧半圆柱侧面处；插头密封柱（70）的前端滚动轴（702）抵靠在插座u形槽（42）的左端有开口的圆弧侧面处，插座密封柱（7）和插头密封柱（70）不能再移动，可以在稳定状态下完成插接，这比偏心轮变轨接插方式要好控制。本实施例b的特点是插座密封柱（7）和插头密封柱（70）依靠单侧滚动轴与摩擦带间的接触实现方向的控制，并且插头密封柱（70）可以深入到插座侧壁（4）、（5）间更靠里的位置再打开或关闭两密封柱通孔，插座（1）、插头（2）间的连接更牢固。

本实施例b的一个变形，滚动轴为滚动齿轮、摩擦段为相配的外凸齿状轨道也在权利保护之内。

本发明虽然以a、b两个实施例对原理进行了介绍，但权力保护不限于该实施例，凡是基于相似的原理的发明创造都在权利保护之内。