一种用于深空探测的高真空分离电连接器的制作方法

本发明属于航天电连接器技术领域，涉及一种高真空分离电连接器，特别是一种用于深空探测的高真空分离电连接器。

背景技术：

分离脱落电连接器广泛应用于航天航空领域中需要电气连接的场合。高真空分离电连接器作为其中的一种也获得了极大的发展。目前，随着深空环境的进一步深入探索，某深空环境要求的真空度指标和高真空温度要求越来越高，且由于该深空环境的特殊性，适用于的低气压气体种类也相比之前发生了变化，同时，因结构需要，还需将实现电分离的线包安装在插座上，且产品重量也要求越来越轻。

经调研，国内目前的高真空分离电连接器的低温分离指标基本为-55℃，个别分离电连接器的低温分离温度可达到-70℃，适用的低气压气体的种类也主要为空气，无法满足某深空环境中-140℃低温存储、-95℃低温分离和适用于co2低气压环境的要求，且可实现电分离的连接器中，线包基本安装在插头上。因此，迫切需要一种可满足更高深空探测指标、且线包安装于插座上的高真空分离电连接器。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于深空探测的高真空分离电连接器，采用线包在插座上、撞柱在电分离条件下触发推动插头拉杆的结构方式实现分离；采用质轻材料的壳体、电缆罩和接触件等零件完成装配；采用接触阻力更低的接触件和分离动力更高的分离弹簧，以提高分离动力与分离阻力比系数；采用压接式接触件，避免低温对焊接式触点的影响；采用高真空专用润滑脂，以减小摩擦阻力。该插头使用时方便可靠，满足了深空探测环境中的新要求以及线包安装在电连接器插座中的结构需求。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于深空探测的高真空分离电连接器，包括插头和插座；

所述插头包括第一钢球、外护套、护套、第一弹簧、紧固螺钉、柱头螺钉、第二弹簧、第二钢球、衬套、手轮体、第一卡圈、第三弹簧、螺母、连接套管、拉杆、并紧螺套、第一插针、第二插针、插头面板、第二固定爪、第一固定爪、第一键、插头盖板、封线体、第一盖板、第二盖板、电缆罩、第二卡圈、插头壳体、弹簧套、第四弹簧、弹簧座；其中第一钢球、外护套、护套、第一弹簧、紧固螺钉、柱头螺钉、第二弹簧、第二钢球、衬套、手轮体、第一卡圈、第三弹簧、螺母、连接套管、拉杆组成插头连接机构；

第一钢球安装于连接套管中的钢球定位孔中；外护套套装在护套外周，用于对护套进行限位和保护；护套位于连接套管和外护套中间，用于对第一钢球进行限位；并紧螺套用于将插头连接机构并紧于插头面板上；第一插针和第二插针均安装于插头面板和插头盖板的插针内槽中；第一固定爪和第二固定爪均安装于插头面板的内槽中，分别用于固定第一插针和第二插针；第二卡圈将插头面板和插头盖板限位安装于插头壳体内；第一键对第二卡圈进行固定限位；封线体通过胶粘接在插头盖板上；第一弹簧安装在外护套内为护套提供弹力；紧固螺钉固定安装在连接套管，用于限定插头连接机构的行程；第二钢球、第二弹簧和柱头螺钉依次安装在手轮体的钢球安装孔内，组成手轮组件；螺母同时与连接套管和手轮组件连接；第三弹簧安装于连接套管内，用于为拉杆提供分离力；衬套安装于连接套管内，为分离力施加提供固定支撑；第一卡圈安装在连接套管的卡圈槽内，用于固定限位第三弹簧和衬套；电缆罩用于防护焊线，与插头壳体相邻；第一盖板和第二盖板将电缆罩与插头连接机构固定连接；弹簧套、第四弹簧、弹簧座均安装在插头面板和插头盖板中，共同构成分离弹簧，用于提供分离动力；

所述插座包括锁套、撞柱、第四弹簧、第三卡圈、第五弹簧、第二弹簧座、第四卡圈、第一套、第二套、衔铁、第三钢球、线包、轭铁、盖、磁铁套、夹线板、电缆罩、第二键、防尘圈、第三固定爪、第四固定爪、插座壳体、插座绝缘板、第一插孔、第二插孔、封线体、插座盖板、防火焰板；

锁套用于同插头实现锁合；撞柱用于在第四弹簧储能作用下沿插合方向对拉杆施加分离力，同时撞柱的钢珠凹槽用于限位第三钢球；第一套同锁套连接，第三钢球安装于第一套的钢球安装孔内；线包环绕衔铁和轭铁的圆柱表面上，磁铁套通过铆接同轭铁固定，并对线包予以保护；盖套在磁铁套上，同时固定轭铁和电缆罩；夹线板安装在电缆罩上；第一插孔和第二插孔均位于插座绝缘板内，第三固定爪和第四固定爪均安装在插座绝缘板的接触件内槽中；插座盖板用于对第三固定爪和第四固定爪进行限位；插座绝缘板和插座盖板均安装在插座壳体中；封线体粘接在插座盖板上；第三卡圈和第四卡圈分别安装在插座壳体的卡圈槽内，分别固定限位插座绝缘板和插座盖板；第二键安装在插座壳体内，用于对插座绝缘板、封线体、插座盖板进行固定限位；第二套套装在第一套上，用于固定连接磁铁套；第五弹簧安装在第二弹簧座和防火焰板之间，用于防火焰板复位；插座盖板第二弹簧座进行限位。

优选的，所述第一钢球分两组安装在连接套管中的钢球定位孔中。

优选的，所述外护套采用不锈钢材料制成，为圆柱形中空结构。

优选的，所述插头面板和插头盖板均为热固性塑料制成。

优选的，所述插头壳体采用硬铝合金制成。

优选的，所述第二卡圈安装于插头壳体的卡圈槽内。

优选的，所述撞柱为带有钢珠凹槽的t形圆柱体结构。

优选的，所述封线体采用硅橡胶材料制成。

优选的，所述还包括防尘圈，防尘圈采用硅橡胶材料制成，安装在插座壳体的凹槽中，用于插头和插座对接后的密封。

优选的，所述第五弹簧共有3个，安装在第二弹簧座和防火焰板之间，呈圆周均布排列。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本发明通过采用撞柱在电分离条件下触发推动插头拉杆结构方式实现电分离，满足了线包安装在插座上的需求；

(2)本发明通过采用质轻材料的壳体、电缆罩和接触件等零件完成装配，满足了要求的质量轻的要求；

(3)本发明通过采用接触阻力更低的接触件、分离动力更高的分离弹簧和压接式接触件，以及采用一种高真空专用润滑脂等技术，满足了深空环境中-140℃低温存储、-95℃低温分离以及适用于co2低气压的要求。

附图说明

图1为本发明一种用于深空探测的高真空分离连接器结构示意图；

图2为本发明一种用于深空探测的高真空分离连接器插头结构示意图；

图3为本发明一种用于深空探测的高真空分离连接器插座结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

本发明提出一种用于深空探测的高真空分离连接器，满足深空环境下质量要求轻、低温存储、低温分离和适用于co2低气压环境的目的，可实现深空环境下的电气连接和真空分离的功能。

具体的，一种用于深空探测的高真空分离连接器如图1、图2、图3所示，包括第一钢球1、外护套2、护套3、并紧螺套4、第一插针5、第二插针6、插头面板7、第二固定爪8、第一固定爪9、第一键10、插头盖板11、封线体12、第一弹簧13、紧固螺钉14、柱头螺钉15、第二弹簧16、第二钢球17、衬套18、手轮体19、第一卡圈20、第三弹簧21、螺母22、第一盖板23、第二盖板24、连接套管25、电缆罩26、第二卡圈27、插头壳体28、弹簧套29、第四弹簧30、弹簧座31、拉杆32、锁套33、撞柱34、第四弹簧35、第三卡圈36、第五弹簧37、第二弹簧座38、第四卡圈39、第一套40、第二套41、衔铁42、第三钢球43、线包44、轭铁45、盖46、磁铁套47、夹线板48、电缆罩49、第二键10、防尘圈51、第三固定爪52、第四固定爪53、插座壳体54、插座绝缘板55、第一插孔56、第二插孔57、封线体58、插座盖板59、防火焰板60。其中，第一钢球1、外护套2、护套3、第一弹簧13、紧固螺钉14、柱头螺钉15、第二弹簧16、第二钢球17、衬套18、手轮体19、第一卡圈20、第三弹簧21、螺母22、连接套管25、拉杆32构成插头连接机构；连接机构与并紧螺套4、第一插针5、第二插针6、插头面板7、第二固定爪8、第一固定爪9、第一键10、插头盖板11、封线体12、第一盖板23、第二盖板24、电缆罩26、第二卡圈27、插头壳体28、弹簧套29、第四弹簧30、弹簧座31构成插头；锁套33、撞柱34、第四弹簧35、第三卡圈36、第五弹簧37、第二弹簧座38、第四卡圈39、第一套40、第二套41、衔铁42、第三钢球43、线包44、轭铁45、盖46、磁铁套47、夹线板48、电缆罩49、第二键10、防尘圈51、第三固定爪52、第四固定爪53、插座壳体54、插座绝缘板55、第一插孔56、第二插孔57、封线体58、插座盖板59、防火焰板60构成插座。

第一钢球1直径为3，数量为6个，分两排均布安装于连接套管25中的钢球定位孔中，外护套2为不锈钢材料，圆柱形中空结构，安装于护套3外周，起到限位及保护作用，护套3为模具钢材料，介于连接套管25和外护套2中间，起到防止第一钢球1从钢球定位孔掉出及限位作用，并紧螺套4为不锈钢材料，圆周表面为外螺纹结构，起到将连接机构并紧于绝缘体组件的作用，第一插针5和第二插针6均为锡青铜材质，表面镀金处理，其数量分别为168个、12个，并分别安装于插头面板7和插头盖板11的插针内槽中，第一固定爪9和第二固定爪8均为铍青铜材料，其数量分别为168个、12个，安装于插头面板7的内槽中，并通过插头盖板11限位，分别用于一一固定第一插针5和第二插针6，插头面板7和插头盖板11均为热固性塑料，通过并紧螺套4和连接机构相互连接，并通过第二卡圈27限位安装于插头壳体28内，插头壳体28材质为硬铝合金，第二卡圈27安装于插头壳体28的卡圈槽内，通过第一键10进一步固定限位，防止第二卡圈27跳出，封线体12为硅橡胶材料，通过胶粘接在插头盖板11上，插头面板7前端面为插合面，封线体12后端面为焊接面，第一弹簧13为圆柱形弹簧，安装在护套3的后面，由外护套2限位，紧固螺钉14为开槽圆柱头螺钉，数量为2个，起固定作用，柱头螺钉15、第二弹簧16、第二钢球17、手轮体19共同组成手轮组件，其中柱头螺钉15材料为不锈钢，数量为6个，第二弹簧16为圆柱形弹簧，数量为6个，第二钢球17直接为3.175，数量为6个，第二钢球17、第二弹簧16和柱头螺钉15依次安装在手轮体19的钢球安装孔内，6个在圆周上呈均匀分布，手轮体19为质轻圆柱形中空结构，起到将手轮旋转运动转化为连接机构轴向运动的作用，螺母22为不锈钢材料，通过中心孔内螺纹连接至连接套管25后端的外螺纹上，并同手轮组件连接，可做旋转运动，连接套管25为连接机构的支撑零件，用于实现固定、连接及旋向运动转换为轴向运动的作用，第三弹簧21为圆柱形弹簧，安装于连接套管25内，并套于拉杆32后端，用以提供分离力，拉杆32为顶端带有小直径段和两个台阶体的圆柱形结构，其后端留有拉杆孔，可用于施加手动分离力，衬套18为锡青铜材料，安装于拉杆32上第三弹簧21后部，为分离力施加提供后端固定支撑，第一卡圈20安装在连接套管25的卡圈槽内，用于固定限位第三弹簧21和衬套18，电缆罩26为硬铝合金，有3个出线口，起到防护焊线作用，同插头壳体28相邻，第一盖板23和第二盖板24为硬铝合金，将电缆罩同连接机构予以固定连接，弹簧套29、第四弹簧30、弹簧座31安装在插头面板7和插头盖板11中，共同构成分离弹簧，用于提供分离动力，锁套33材料为模具钢，内设凹槽，末端设有外螺纹，用于同插头连接机构实现锁合，撞柱34为带有钢珠凹槽的t形圆柱体结构，用于在第四弹簧35储能作用下沿插合方向对拉杆32施加分离力，同时凹槽用于限位第三钢球43，第四弹簧35为圆柱形弹簧，安装在撞柱34的圆柱端，用于提供分离动能，第一套40为硬铝合金，同锁套33螺纹连接，并设有钢球安装孔，第三钢球43数量为3个，安装于第一套40的钢球安装孔内，衔铁42和轭铁45为电工纯铁材料，通过楔形结构配对产生磁力，线包44环绕衔铁42和轭铁45的圆柱表面上，磁铁套47通过铆接同轭铁45固定，并对线包44予以保护，盖46套在磁铁套47上，并通过螺钉将轭铁45予以固定，起到防护及固定电缆罩49的作用，电缆罩49为硬铝合金，设有3个出线口，夹线板48数量为6个，每两个依次安装在电缆罩49的3个出线口上，第一插孔56和第二插孔57为锡青铜材料，数量分别为116个和12个，分别与第一插针5和第二插针6适配，第三固定爪52和第四固定爪53为铍青铜材料，数量分别为116个和12个，安装在插座绝缘板55的接触件内槽中，并通过插座盖板59进行限位，分别用于固定安装第一插孔56和第二插孔57，插座绝缘板55和插座盖板59材料为热固性塑料，安装在插座壳体54中，起到固定接触件、锁套和线包组件的作用，第三卡圈36固定安装在插座壳体54的卡圈槽中，用于封线体58为硅橡胶材料，粘接在插座盖板59上，对接触件线缆起到固定作用，第三卡圈36和第四卡圈39分别安装在插座壳体54的卡圈槽内，分别固定限位插座绝缘板55和插座盖板59，第二键10安装在插座壳体54内，起到固定限位作用，第二套41安装在第一套40外周，起到将磁铁套47和第一套40连接固定在插座盖板59上的作用，防尘圈51为硅橡胶材料，安装在插座壳体54的凹槽中，起到头座对接后密封作用，第五弹簧37数量为3个，安装在第二弹簧座38和防火焰板60之间，呈圆周均布排列，用于防火焰板60复位作用，防火焰板60为热固性塑料，前端面为插合面，第二弹簧座38数量为3个，通过插座盖板59予以限位。

将拉杆32、第三弹簧21、衬套18固定装入连接套管25中，通过连接套管25后端卡圈槽中第一卡圈20进行限位，将6个第一钢球1装入连接套管25的钢珠定位孔中，将第一弹簧13、外护套2和护套3装入连接套管25的前端，将螺母22通过螺纹连接在连接套管的后端，将第二钢球17、第二弹簧16、柱头螺钉15依次装入手轮体19中，形成手轮组件，将手轮组件同螺母22的钢珠孔适配，形成连接机构组件；将168个第一固定爪9和12个第二固定爪8分别装入插头面板7中的对应内槽中，并由插头盖板11予以限位，将168个第一插针5和12个第二插针6分别装入对应的第一固定爪9和第二固定爪8中，将弹簧座31、弹簧套29、第四弹簧30装入插头面板7和插头盖板11中，将封线体12粘接在插头盖板11背面，形成绝缘体组件，将绝缘体组件装入插头壳体28中，并由第二卡圈27和第一键10予以限位，将电缆罩26安装在插头壳体28后端，通过第一盖板23、第二盖板24和螺钉同连接机构进行固定，并通过并紧螺套4将绝缘体组件和连接机构组件固定连接，从而形成插头；将168个第三固定爪52和12个第四固定爪53安装在插座绝缘板55的对应内槽中，并通过插座盖板59予以固定，将168个第一插孔56和12个第二插孔57一一对应装入第三固定爪52和第四固定爪53中，将防火焰板60装入插座壳体54中，将第二弹簧座38、第五弹簧37装入插座绝缘板55和插座盖板59中，形成绝缘体组件，将绝缘体组件、第三卡圈36、第四卡圈39装入插座壳体54中，其中第三卡圈36限位插座绝缘板55，第四卡圈限位插座盖板59，将封线体58粘接在插座盖板59背面，将第二键10装入插座壳体54中予以紧固，将锁套33安装于插座绝缘板55的中心孔内，将撞柱34、第四弹簧35、第一套40依次装入，将第三钢球43装入第一套40的钢球孔内，将衔铁42、线包44、磁铁套47、轭铁45依次装入形成线包组件，将第二套41装入，紧固第一套40及线包组件，将电缆罩49安装在插座壳体54后端，并将盖46通过螺钉予以紧固，将防尘圈51装入插座壳体54的密封槽中。

插头和插座在实际工作中，主要有插合和分离两种状态，具体如下：

插和状态：

插合前，先要将插座上的撞柱34用力往下顶，并通过插座上的第一套40和第三钢球43形成的锁紧机构将其锁紧，此时撞柱34上的弹簧储能；插合时，先逆时针旋转手轮体19，使插头连接机构伸出，对准头座壳体上的标记槽，使头座壳体上的筋槽相配合，用力将插头推向插座，听到“嗒”的一声，此时插头连接机构上的钢珠被拉杆顶入插座锁套33槽内，实现头座上锁，再顺时针旋转手轮，通过手轮扭矩转换产生的插合力，克服头座间的插合阻力(针孔摩擦力、活动层复位弹簧力、壳体摩擦力)后，将插头与插座插合到位，此时插头与插座之间的分离弹簧储能。

分离状态：

机械分离时，拉动拉杆32，拉杆32的直径段会运动到钢球下方，第一钢球1向连接套管25内运动，当钢球外径低于连接套管25端面时，锁套33就不受第一钢球1的限制，连接机构解锁，在分离弹簧的作用下，实现头座分离；

电分离时，插座上的电磁铁线包44通电产生电磁力，通过衔铁42的吸合将插座的锁紧机构解锁，撞柱34在储能弹簧的作用下向左运动，并推动拉杆32一直运动到拉杆32端面顶到连接套管25端面为止此时，撞柱34、拉杆32、连接套管25端面齐平；同时，拉杆32的直径段会运动到第一钢球1下方，第一钢球1向连接套管25内运动，当第一钢球1外径低于连接套管25端面时，锁套33就不受钢球的限制，连接机构解锁，在第四弹簧30的作用下，实现头座分离。

此外，插座具有防火焰特性，通过防火焰板60实现，当压缩防火焰板60时，克服第五弹簧37的作用，逐渐靠近插座绝缘体，完成导通功能。单独插座时，防火焰板60与插座绝缘板55之间一直处于断路状态，能完成防短路和防火焰功能。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。