电连接器分离时间测量装置、系统及方法与流程

本发明涉及电连接器技术领域，尤其涉及一种电连接器分离时间测量装置、系统及方法。

背景技术

电连接器的主要功能是实现电气设备之间电信号的传输、控制。分离脱落电连接器是分离电连接器和脱落电连接器的总称，属于特种电连接器，分离、脱落电连接器结构上相似，都有着分离的要求。一般按照使用场合对它进行分类，对应用在导弹、火箭等飞行过程中起到级间电路连接、断开作用的称为分离电连接器；对于以卫星的发射为例，起到电路与地面设备的连接、断开作用的称为脱落电连接器。

目前，分离脱落电连接器试验装置采用主控制器、分离机构、控制电缆的组合形式，主控制器根据信号发出电路通断信号，控制分离机构的电磁铁执行动作来进行分离脱落电连接器的分离，主控制器开始计时，同时检测分离脱落电连接器的电连接信号，当分离脱落电连接器信号断开，则记录此时的计数时间为分离脱落电连接器的分离时间。

但是，这个分离时间的测量并不完全反应分离脱落电连接器的真实分离时间，由于计数时间是从给电磁铁信号的时间开始计时，而电磁铁有动作延时时间，因此测量得到的分离时间为电磁铁的动作时间加分离脱落电连接器分离时间的总和，目前一般电磁铁的动作时间在30ms-100ms左右，这大大影响了分离脱落电连接器分离时间测量的准确度。

此外，在多通道同时测量时，各分离脱落电连接器分离机构之间的预紧弹性拉力不完全相同，电磁铁之间有动作时间不一致性误差，这影响了同步试验时分离时间精度，在同步试验时得到的结果不能真实反应各分离脱落电连接器的真实分离时间，从而导致了不同产品型号的分离脱落电连接器在实际应用时出现的风险不可控。

因此，如何提高分离脱落电连接器分离时间测量的准确性，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电连接器分离时间测量装置、系统及方法，用于解决上述现有技术中存在的分离脱落电连接器分离时间测量不准确的技术问题。

本发明的一个方面提供一种电连接器分离时间测量装置，电连接器包括电连接器插头与电连接器插座；所述装置包括：分离机构单元，用于实现所述电连接器插头与所述电连接器插座之间的分离；拉力测试单元，与所述分离机构单元连接，用于测量所述分离机构单元施加在所述电连接器上的拉力值，以根据所述拉力值判断所述电连接器的分离开始时间。

本发明的另一个方面提供一种电连接器分离时间测量系统，包括：至少一个上述的电连接器分离时间测量装置。

本发明的又一个方面提供一种电连接器分离时间测量方法，电连接器包括电连接器插头与电连接器插座；所述方法包括：使分离机构单元向电连接器施加拉力，以实现所述电连接器插头与所述电连接器插座之间的分离；测量所述分离机构单元施加在所述电连接器上的拉力值；根据所述拉力值判断所述电连接器的分离开始时间。

根据本发明上述方面提供的电连接器分离时间测量装置、系统及方法，通过检测分离机构单元施加在电连接器上的拉力值来判断电连接器的分离开始时间，可以提高电连接器分离时间测量的准确性。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的电连接器分离时间测量装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式的分离机构单元和拉力测试单元的结构示意图；

图3是本发明一种实施方式的单路电连接器分离时间测量系统的结构示意图；

图4是本发明一种实施方式的多路电连接器分离时间测量系统的结构示意图；

图5是本发明一种实施方式的电连接器分离时间测量方法的流程图；

图6是本发明一种实施方式的电连接器分离时间测量系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进一步描述。以下实施例仅用于更清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明一种实施方式的电连接器分离时间测量装置的结构示意图。

本发明实施例中，所述电连接器可以是分离脱落电连接器。所述电连接器可以包括电连接器插头(图中未示出)与电连接器插座(图中未示出)。在图1所示实施例中，电连接器130可以利用连接机构140进行安装。

如图1所示，本发明实施方式提供的电连接器分离时间测量装置100可以包括拉力测试单元110和分离机构单元120。

其中，分离机构单元120可以用于实现电连接器130插头与电连接器130插座之间的分离。

其中，拉力测试单元110可以与分离机构单元120和连接机构140连接，拉力测试单元110可以用于测量分离机构单元120施加在电连接器130上的拉力值，以根据所述拉力值判断电连接器130的分离开始时间。

在示例性实施例中，分离机构单元120可以包括牵引电磁铁121和/或杠杆(图中未示出)，所述牵引电磁铁121和/或杠杆可以用于向电连接器130施加拉力使电连接器130插头与电连接器130插座机械分离。

在图1所示实施例中，拉力测试单元110可以包括拉力传感器111。

本发明实施例中，连接机构140可以用作测量分离脱落电连接器130的分离时间的固定平台。拉力传感器111分别与连接机构140和牵引电磁铁121连接，其可以固定在一个可以自由活动的滑块上，主要测量牵引电磁铁121对电连接器130施加的拉力值。

具体的，由于应用要求，分离脱落电连接器130在分离时需要分离拉力达到分离设计值才能分离，如某型号分离脱落电连接器130，其分离拉力在达到300n时才能分离。分离开始时，分离拉力从刚开始的低值上升到分离脱落电连接器130的分离设计值后，分离脱落电连接器130发生机械分离，此时，拉力突然下降，整个分离工作的拉力形成一个尖峰形状，本发明实施例根据这一特性，通过拉力测试单元110测量分离机构单元120施加在电连接器130上的拉力值的变化，就能判断分离脱落电连接器130开始分离的时间点，从而可以消除分离机构单元120中的牵引电磁铁121动作时间对分离脱落电连接器130分离时间测量所带来的影响。

在示例性实施例中，电连接器分离时间测量装置100还可以包括连接信号检测单元(图中未示出)，所述连接信号检测单元可以用于检测电连接器130的电连接信号是否断开。

在图1所示实施例中，可以要求牵引电磁铁121的初始牵引力大于分离脱落电连接器130的分离设计值，行程为100mm(该数值仅用于举例说明，本发明并不限定于此，可以根据具体应用场景进行相应的调整)。

本发明实施例中，所述电连接器分离时间测量装置100设置拉力测试单元110，通过该拉力测试单元110中的拉力传感器111，可以测量分离机构单元120中的牵引电磁铁121施加在电连接器130上的拉力值变化，从而可以用于判断分离脱落电连接器130的分离开始时间。其中，分离脱落电连接器130的分离开始时间从拉力峰值开始，到分离脱落电连接器130的电连接信号断开时间为整个分离时间测量过程，从而可以得到分离脱落电连接器130的分离时间，以及整个分离动作时拉力值的变化过程。进一步的，可以通过对这些数据进行采集，上传到终端设备例如平板电脑、笔记本电脑、服务器等进行处理，将测量结果的数据整理成曲线、图形并可以进行显示。这在多路分离脱落电连接器130进行同步分离时间测量时，可对多路分离脱落电连接器130的试验数据进行分析比对，从而为生产厂家快速找到产品问题提供了依据。

本发明实施方式提供的电连接器分离时间测量装置100，通过检测分离机构单元120施加在电连接器130上的拉力值来判断电连接器130的分离开始时间，可以提高电连接器130分离时间测量的准确性。

图2是本发明一种实施方式的分离机构单元和拉力测试单元的结构示意图。

如图2所示，本发明实施例提供的分离机构单元可以包括工装台201、高速静音直线导轨202、第一限位块203、垫块204、螺丝吊环固定块205、螺丝吊环206、连接器固定夹具207、连接器固定平台208、滑块209、第一滑轮支架垫块212、杠杆长臂213、第二限位块214、杠杆轴215、杠杆轴支架216、杠杆短臂217、钢绳218、滑轮支架219、滑轮220、第二滑轮支架垫块221和牵引电磁铁222。由以上部件构成分离机构单元120，用于实现分离脱落电连接器130的机械分离。该结构是集成了手动操作机械设计和自动操作机械设计于一体，其中手动操作是采用操作杠杆给分离脱落电连接器130施加拉力使其分离，而自动操作是由软件统一控制牵引电磁铁121给分离脱落电连接器130施加拉力使其分离，上述结构设计可以保证分离脱落电连接器130受到的拉力在同一直线上。

如图2所示，本发明实施例提供的拉力测试单元110可以包括拉力传感器111和传感器支架211。进一步的，所述拉力测试单元110还可以包括传感器支架垫块(图2中未示出)。这样可以根据不同型号的分离脱落电连接器130来设计装置中各部分垫块的高度，从而能够对不同型号的分离脱落电连接器130进行试验。

本发明实施例中，所述拉力传感器111可以为高精度拉力传感器，例如可以采用50kg-2t型拉力传感器，但本发明并不限定于此。

本发明实施例提供的电连接器分离时间测量系统可以包括至少一个如上述图1所示实施例的电连接器分离时间测量装置。

具体的，本发明实施例提供的电连接器分离时间测量装置，每个电连接器分离时间测量装置是可以独立工作，同时可以多路电连接器分离时间测量装置组合工作。通过采用高精度拉力传感器检测拉力值变化来提高分离脱落电连接器分离时间测量的准确性，消除电磁铁动作时间及机构预紧弹性拉力的影响。如图3所示，为本发明实施例中单路电连接器分离时间测量装置的电连接器分离时间测量系统结构。如图4所示，为本发明实施例中20路电连接器分离时间测量装置的电连接器分离时间测量系统结构。

图3是本发明一种实施方式的单路电连接器分离时间测量系统的结构示意图。

如图3所示，本发明实施例提供的电连接器分离时间测量系统300可以包括一个电连接器分离时间测量装置330。

其中，电连接器分离时间测量装置330可以包括控制和检测单元331和分离机构单元120。

本发明实施例中，控制和检测单元331可以进一步包括拉力测试单元110和连接信号检测单元，其中所述拉力测试单元110和所述连接信号检测单元的功能可以参照上述图1所示实施例。

本发明实施例中，控制和检测单元331还可以包括电源模块(图中未示出)、处理器(例如stm32处理器，但本发明并不限定于此，图中未示出)、光电隔离控制模块、电磁铁控制模块(图中未示出)以及通讯模块(例如图示中的rs485通讯模块，但本发明并不限定于此)。其中，所述电磁铁控制模块可以用于控制分离机构单元120中的牵引电磁铁121。

在示例性实施例中，电连接器分离时间测量系统300还可以包括：信号处理单元，用于若所述电连接器130的电连接信号断开，则根据所述电连接器130的分离开始时间和所述电连接器130的电连接信号断开时间确定所述电连接器130的分离时间。

继续参考图3所示实施例，电连接器分离时间测量系统300还可以包括：人机操作界面310和主控制器单元320。

其中，人机操作界面310可以由终端设备例如平板电脑、笔记本电脑等能够提供显示屏幕的任意电子设备提供。

本发明实施例中，提供人机操作界面310的终端设备例如pc(personalcomputer，个人计算机)还可以包括通讯模块(例如图示中的rs485通讯模块，但本发明并不限定于此)。

本发明实施例中，提供人机操作界面310的终端设备还可以提供数据处理和输出显示功能，其可以包括机箱、ip65防护等级工业平板电脑、上位机软件、电源开关等。

本发明实施例中，所述信号处理单元同样可以设置于提供该人机操作界面310的终端设备内，但本发明并不限定于此，所述信号处理单元也可以由另外的独立电子设备提供。

本发明实施例中，主控制器单元320可以进一步包括电源模块(图中未示出)、处理器(例如stm32处理器，但本发明并不限定于此，图中未示出)、光电隔离控制模块、通讯模块(例如图示中的rs485通讯模块，但本发明并不限定于此)以及数据存储模块(图中未示出)。

图4是本发明一种实施方式的多路电连接器分离时间测量系统的结构示意图。

如图4所示，本发明实施例提供的电连接器分离时间测量系统400可以包括人机操作界面410、主控制器单元420以及20个电连接器分离时间测量装置430-4220。

其中，每个电连接器分离时间测量装置430-4220可以包括控制和检测单元以及分离机构单元。每个电连接器分离时间测量装置的具体功能和实现可以参照上述其他实施例的内容。

需要说明的是，这里的20个电连接器分离时间测量装置可以同步进行分离时间的测量仅是一个举例说明，同步测量的电连接器分离时间测量装置的数量本发明对其不作限定，可以根据具体需求进行设置。

本发明实施方式提供的电连接器分离时间测量系统，可以同步测量多个电连接器的分离时间，一方面，通过拉力测试单元可以提高测试过程中的分离脱落电连接器分离时间测量的准确性，消除了牵引电磁铁动作时间；另一方面，通过同步测量多个电连接器的分离时间，可以消除机构预紧弹性拉力对分离时间测量的影响。

图5是本发明一种实施方式的电连接器分离时间测量方法的流程图。

如图5所示，本发明实施例提供的电连接器分离时间测量方法可以包括以下步骤。所述电连接器可以包括电连接器插头与电连接器插座。

在步骤s510中，使分离机构单元向电连接器施加拉力，以实现所述电连接器插头与所述电连接器插座之间的分离。

在步骤s520中，测量所述分离机构单元施加在所述电连接器上的拉力值。

在步骤s530中，根据所述拉力值判断所述电连接器的分离开始时间。

在示例性实施例中，所述方法还可以包括：检测所述电连接器的电连接信号是否断开；根据所述电连接器的分离开始时间和所述电连接器的电连接信号断开时间确定所述电连接器的分离时间。

在示例性实施例中，在所述电连接器有多路的情况下，所述方法还可以包括：同步测量多路电连接器的分离时间。

在示例性实施例中，所述方法还可以包括：对多路电连接器的拉力值进行图形化处理并显示。具体的，在多路分离脱落电连接器进行同步分离试验时，通过将测试结果图形化，可对多路分离脱落电连接器的试验数据进行分析比对。

图6是本发明一种实施方式的电连接器分离时间测量系统的工作流程图。

如图6所示，本发明实施例提供的电连接器分离时间测量系统的工作流程可以包括以下步骤。

在步骤s601中，开始。

在步骤s602中，系统初始化自检。

本发明实施例中，电连接器分离时间测量系统上电，完成初始化，自检上位机与下位机的通讯是否正常。当上位机与下位机的通讯正常后，进入下一步。

在步骤s603中，用户操作人机操作界面。

本发明实施例中，用户可以通过人机操作界面(例如，带触摸屏平板电脑)查询系统相关信息，如系统是单路测试还是多路组合测试、上位机与下位机通讯信息、异常报警信息。

本发明实施例中，用户还可以通过人机操作界面(例如，带触摸屏平板电脑)设置相关的参数，如时序分离或者同步分离处理、时序分离中延时启动时间参数、手动操作还是自动操作、启动与停止等。

本发明实施例中，用户还可以通过人机操作界面(例如，带触摸屏平板电脑)查看相关的样品的试验结果，如图形、曲线、对比分析等。

在步骤s604中，判断是否启动分离试验；若已经启动，则进入步骤s605；反之，跳回到上述步骤s603。

本发明实施例中，根据用户操作输入判断是否启动分离试验，如果用户已经启动测试，则进入下一个环节。

在步骤s605中，检测分离机构单元。

本发明实施例中，用户启动分离测试后，上位机可以通过通讯模块下发相关的指令到主控制器单元以及每一路分离脱落电连接器的电连接器分离时间测量装置，各路电连接器分离时间测量装置将完成检测分离机构单元是否准备就绪，并将检测结果通过通讯模块上传到上位机。

在步骤s606中，判断分离机构单元是否准备就绪；若分离机构单元准备就绪，则进入步骤s607；反之，跳回到上述步骤s603。

本发明实施例中，根据各路电连接器分离时间测量装置的检测结果决定分离试验是否继续进行，如果检测不通过，则分离试验将会终止，同时人机操作界面提示相关的提示信息，用户根据相关的提示信息，处理相关的问题直至分离机构单元准备就绪。

在步骤s607中，主控制器单元控制各个控制和检测单元进行分离试验。

本发明实施例中，分离机构单元通过准备就绪检测后，主控制器单元可以根据分离方案(同步/时序)通过光电隔离控制模块向各路电连接器分离时间测量装置发出执行分离试验的控制信号。

在步骤s608中，控制和检测单元执行控制电连接器分离和检测采集数据。

本发明实施例中，各个电连接器分离时间测量装置根据主控制器单元的控制信号执行分离试验，启动控制和检测处理单元中的ad转换器(analog-to-digitalconvert，模数转换器)，定时采集记录拉力测试单元中的拉力传感器输出的电压值(将拉力值转换成电压信号)，同时启动连接信号检测单元，进行分离脱落电连接器的电连接信号中断检测，然后控制牵引电磁铁动作或者手动操作杠杆使分离脱落连接器进行机械分离，当中断检测检测到分离脱落电连接器的电连接信号断开，则停止ad转换，同时断开牵引电磁铁供电；如果是手工操作，由于操作者长时间没有操作导致时间过长没有产生中断检测检测到分离脱落电连接器的电连接信号断开，则自动停止测试，并产生报警提示信息，等到下一步将相关数据上传。

在步骤s609中，通讯处理上传数据，并跳回到上述步骤s603。

本发明实施例中，通过通讯模块，下位机将按照上位机的要求将测试数据上传到例如平板电脑的上位机。

本发明实施方式提供的电连接器分离时间测量方法，检测结果精度高、试验条件明确，还可以实现分离脱落电连接器的分离时间的自动化检测，可以消除人为因素影响。

以上通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施方式，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施方式进行修正、替换、改进。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。