专利名称：连接器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于多个构件的信号互连和机械互连的连接器装置。
各种用来将多个构件彼此相连或者用来连接各构件和信号的方法可以被粗略地分成两种类型。采用
图1所述的传统连接器装置，将一雄连接器1001朝着一垂直于正在连接的雌连接器1000的连接器表面1002的方向V1插入一雌连接器1000内。这种类型的连接器是用在BNC(卡口式连接型N连接器)连接器、IC(集成电路)插座和无绳电话充电器等中。
图2和图3示出了传统型连接器装置的另一例子，一雄连接器1006是以水平方向H1连接于一雌连接器1005。这可以应用于例如照相机闪光灯或蓄电池组充电器。
图1和图2所示的传统型连接器装置具有下列缺陷。雄、雌连接器的连接方向仅限制于图1中所示的垂直方向V1和图2中的水平方向H1。因此，当一障碍物放置在连接方向上时，就不能将雄、雌连接器的信号进行信号连接。
例如，图4示出了图2和图3所示的传统型连接器装置的一个实际应用的例子，其中雌连接器1005固定于一构件1007上。当雄连接器1006相对于正在连接的雌连接器1005朝着水平方向H1移动时，因此，出现在水平方向H1的另一构件1008就可以阻止雄连接器1006与雄连接器1005相连。
而且，还有一种情况，其中，由于构件的形状，雄、雌连接器不能连接。图5示出了这样一个例子，其中，一雌连接器1005固定于一构件1010上，一雄连接器1011固定于另一构件1012上。由于构件1012具有一突起部1013，因此会出现下列问题。当构件1012的雄连接器1011朝着水平方向H1移动以便与构件1010的雌连接器1005电气信号连接时，构件1010的一侧面会干扰突起部1013，因此，雄连接器1011就不能与雌连接器1005信号连接。
当连接方向与作用于连接器装置的外力方向一致时，有时候难以维持机械连接的强度。当雄连接器1001沿着垂直于图1所示的雌连接器1000的连接面1002的方向V1与雌连接器1000电气连接时，在很多情况中，仅通过提供一悬钩就可以防止它们脱开，但是当外力方向，诸如作用于所述连接器装置的重力的方向，与垂直方向V1一致时，作用力就会集中到所述悬钩上，因此，所述悬钩就有可能受到损坏。
本发明的目的在于提供一种能于一有限空间内进行多个构件的信号连接和机械连接的连接器装置。
在本发明中，上述目的是由一种用于多个构件的信号互连和机械互连的连接器装置来实现的，它包括一设置在第一构件处、具有诸个信号连接端子的第一连接器；一设置在第二构件处、具有诸个信号连接端子的第二连接器；以及一设置在第三构件处的第三连接器，它具有诸个信号连接端子，与第一连接器的诸个信号连接端子或第二连接器的诸个信号连接端子相连。所述第三连接器具有诸个连接固定部，用以通过使第一连接器沿着第一方向移动来连接和固定第一连接器，所述第一方向基本上沿着第三连接器的连接面，或用以通过使第二连接器沿着第二方向移动来连接和固定第二连接器，所述第二方向与第三连接器的第一方向相交。
在本发明中，第一连接器设置在第一构件处，第二连接器设置在第二构件处。第三连接器设置在第三构件处，并且第三连接器的诸个信号连接端子与第一连接器的各信号连接端子或第二连接器的各信号连接端子相连。
在这种情况中，通过利用所述第一连接固定部，并且使第一连接器沿着一基本上沿着第三连接器的连接面的第一方向进行移动，所述第一连接器固定部可以连接和固定第一连接器。或者，通过利用所述第二连接固定部，并且使第二连接器沿着一与第三连接器的第一方向相交的第二方向进行移动，所述第二连接器固定部可以连接和固定第二连接器。
采用这种方式，可以选择第一连接器或第二连接器与第三连接器进行信号连接并机械连接，并且可以很方便地使第一构件和第三构件或者第二构件和第三构件进行信号连接和机械连接。
上述目的还可以由这样一种用于多个构件的信号互连和机械互连的连接器装置来实现，它包括一设置在第一构件处、具有诸个信号连接端子、用来连接其中一个第一连接器的第三连接器；以及设置在第二构件处、具有诸个信号连接端子的第二连接器。所述第三连接器包括第一连接固定部，用来通过使第一连接器沿着第一方向移动来连接和固定第一连接器，所述第一方向基本上沿着第三连接器的连接面；以及一第二连接固定部，用以通过使第二连接器沿着第二方向移动来连接和固定第二连接器，所述第二方向与第三连接器的第一方向相交。
在本发明中，第三连接器与设置在第一构件处的第一连接器或者设置在第二构件处的第二连接器相连。所述第三连接器具有第一连接固定部和第二连接固定部。所述第一连接固定部可以被用来通过使第一连接器沿着第一方向移动来连接和固定第一连接器，所述第一方向基本上沿着第三连接器的连接面。同样，第二连接固定部可以被用来通过使第二连接器沿着第二方向移动来连接和固定第二连接器，所述第二方向与第三连接器的第一方向相交。
作为以上的结果，可以选择第一连接器或第二连接器，并与第三连接器进行信号连接和机械连接。可以很方便地将第一构件和第三构件或者第二构件和第三构件进行信号连接和机械连接。
图1是一传统连接器装置的视图；图2是一传统连接器装置的另一例子的视图；图3是图2所示连接器装置的视图；图4是使用传统连接器装置的一例子的视图；图5是使用传统连接器装置的一例子的视图；图6是概念性地示出了本发明的一连接器装置的一较佳实施例的立体图；图7是图6所示连接器装置的第三连接器结构的一例子的立体图；图8是示出了第一和第三连接器的结构的立体图；图9是示出了第一和第三连接器的结构的仰视立体图；图10是示出了第三和第二连接器的结构的立体图；图11是从另一方向观察到的、第三和第二连接器的立体图；以及图12是采用了本发明的连接器装置的较佳实施例的一机器人的一例子的立体图。
下面将以各附图为基础，对本发明的一较佳实施例进行具体描述。
在下面将要描述的实施例中，种种技术上的较佳限定被用来给出本发明的一具体较佳例子，但是，本发明的保护范围决不受到以下描述中的该实施例的限制，除非另有说明来限制本发明。
图6概念性地说明了本发明连接器装置的一较佳实施例。在图6中，连接器装置100至少装备有第三连接器130，并且第一连接器110或第二连接器120是有选择性地与该第三连接器130电气地且机械地相连。
第一连接器110也可以称为第一雄连接器或插头，并固定于第一构件C1。
第二连接器120也可以称为第二雄连接器或插头，并固定于第二构件C2。
第三连接器130也可以称为雌连接器或插座，并与第三构件C3相连。
第一构件C1、第二构件C2和第三构件C3可以包括常用机械设备的结构元件、常用电气或电子设备的结构元件，或者仅仅包括电缆。
例如，当将第一构件C1视为一包括机器人在内的腿部时，第一构件C1装备有一诸如电动机之类的驱动器140。同样，当第二构件C2也被视为例如一机器人腿部时，第二构件C2也装备有一诸如电动机之类的驱动器150。
当第三构件C2为例如一机器人本体时，第三构件C3装备有例如一电源供给部160。
第一构件C1的第一连接器110可以沿着第一方向H、与第三构件C3的第三连接器130机械地和电气地相连。
同样，第二构件C2的第二连接器120可以机械地且电气地与第三构件C3的第三连接器130相连。通过有选择地使第一连接器110或第二连接器120与第三连接器130电气且机械地相连，可以使第一构件C1的驱动器140和第三构件C3的电源供给部160电气地互连，或者可以使第二构件C2的驱动器150与第三构件C3的电源供给部160电气地相连。
接下来，将结合图7，对第三构件C3的第三连接器130的结构进行描述。第三连接器130也可以称为雌连接器或插座，并借助螺钉131固定于第三构件C3。第三连接器130具有一主体9、多个电气触点10a至10j和一绝缘体11。
主体9是由例如金属或塑料制成的，并具有第一连接固定部200和第二连接固定部210。如图6和图7所示，第一连接固定部200是一用来将第一连接器110机械且电气地可靠固定于第三连接器130的部分。第二连接固定部210是一用来将第二连接器120机械且电气地可靠固定于第三连接器130的部分，如图6和图7所示的那样。
第一连接固定部200和第二连接固定部210都装备有主体9的圆柱形部分9a和9b。
第一连接固定部200在圆柱形部分9a和9b处设置有诸个狭槽9c、一缺口(cut)9d和诸缺口9e，以便能在第一方向H上、使第一连接器110电气地且机械地与第三连接器130相连。同样，第二连接固定部210在圆柱形部分9a和9b处也设置有诸个缺口9e和狭槽9c。
由于采用这种方式，因此，第一连接固定部200和第二连接固定部210被构造得具有共享的狭槽和缺口。
接下来，将一连接面130A设置在主体9的中心部的圆柱形部分9a和9b的内部。该连接面130A位于绝缘体11的表面侧上，而且电气触点10a至10j设置在该绝缘体11处。
电气触点10a至10j中的三个电气触点10d、10e和10f呈圆形形状，并且这些触点10d、10e和10f是信号线路用触点。其余的电气触点10a、10b、10c、10g、10h、10i和10j是电源用触点。电气触点10a和10h、10b和10i，以及10c和10j均用于共用线路，以保证载流量，而电气触点10f是一独立的触点。
各电气触点的位置是可变化的，并且用于这些共用线路的三组电气触点10a和10h、10b和10i，以及10c和10j都平行于第一方向H呈直线设置，因此，当第一连接器110自第一方向H起与第三连接器130电气地且机械地连接时，第一连接器110的各触点不会与除了第三连接器130的相应电气触点10a至10j之外的各触点相接触。
信号线路用的电气触点10d、10e和10f的端子长度和电源线路用的电气触点10a、10b、10c、10g、10h、10i和10j的端子长度制造得互不相同。在电气连接过程中，各电气触点的接触是有次序的，即，首先是电源线路用的电气触点10a、10b、10c、10g、10h、10i和10j接触，然后是信号线路用的电气触点10d、10e和10f接触。
一斜部11a形成在绝缘体11处。斜部11a设置得可以使第一连接器110的各电气触点在第一方向H上移动，以确保能分别与第三连接器130的电气触点10a至10j电气连接。
下面，将结合图8和图9，对第一连接器110的结构以及第一连接器110和第三连接器130的连接方式进行描述。
如图8和图9所示，第一连接器110由塑料或金属制成，并且在其下表面具有突起部12a和12b。这些突起部12a和12b形成得突伸出来以便能使它们面朝着主体12的下表面。通过使这些突起部12a、12b沿着第一方向H移动到第三连接器130的狭槽9c，可以使第一连接器110机械地连接于第三连接器130。
主体12具有一绝缘体14，弹簧销13a至13j从该绝缘体14中突伸出来以致排列得相互平行。这些弹簧销13a至13j的纵向方向垂直于第一方向H。这些弹簧销13a至13j设置在那些与图7所示的第三连接器130的电气触点10a至10j相对应的位置上。
闩锁15b设置在主体12的上表面，并可以围绕轴16朝着方向E旋转。一弹簧17设置在主体12的顶部，并且弹簧17可以朝着与方向E相反的方向压住闩锁15b。
下面，将结合图8和图9，对将第一连接器110电气地且机械地连接于第三连接器130的方法进行描述。
如图8所示，第一连接器110可以在第三连接器130的第一连接固定部200的侧面上、朝着斜部11a的方向、沿着第一方向H移动。结果，第一连接器110的突起部12a和12b就可以配合入第三连接器130的狭槽9c内并受其导引而实现连接。
与此同时，第一连接器110的绝缘体14的弹簧销13a至13j沿着第三连接器130的斜部11a前进，并且闩锁15b围绕轴16朝着方向E旋转。两闩锁15b、15b然后在弹簧17的作用下迅速进入第三连接器130的缺口9e、9e内，从而可以将第一连接器110机械地锁定于第三连接器130。
在这种状态下，第一连接器110的弹簧销(电气连接端子)13a至13j电气地连接于第三连接器130的相应电气触点(电气连接端子)10a至10j。
由此可靠地将第三连接器130和第一连接器电气且机械地连接。
为了加强连接，如果将一螺钉12f用于第一连接器110的螺钉孔12c以固定第一连接器110，可以使第一连接器110和第三连接器130的连接更为牢固。
当第一连接器110和第三连接器130的连接解除时，使用者将闩锁15b、15b朝着方向E提升，以使闩锁15a脱离槽口9e。然后通过朝着与第一方向H相反的方向拉动第一连接器110，可以将突起12a、12b从狭槽9c中取出。
下面，将结合图10和图11，对第二连接器120的结构进行描述。
通过沿着第二方向V(垂直方向)移动，可以将第二连接器120电气地且机械地连接于第三连接器130。第二方向V垂直于第一方向(水平方向)H，并垂直于第三连接面130。
一突起18a设置在第二连接器120的主体18处。该突起18a与第三连接器130的缺口9d相啮合。主体18具有一锁定体20。该锁定体20可以相对于主体18自由地移动过一预定角度。主体18具有一绝缘体21。该圆形绝缘体21可以将各弹簧销(电气连接端子)19a至19j保持得彼此平行排列。
绝缘体21和各弹簧销19a至19j都设置在圆柱形的锁定体20内部。锁定体20在其内侧设置有突起20a。
下面将对通过使第二连接器120沿着第二方向V、相对于第三连接器130移动而将第二连接器120电气地且机械地可靠连接于第三连接器130的方法进行描述。
当第二连接器120沿着第一方向V接近第三连接器130时，图11所示的第二连接器120的突起18a就配合进入图10所示的第三连接器130的缺口9d内，图11所示的第二连接器120的锁定体20的各突起20a就插入图10所示的第三连接器130的各缺口9e内。通过旋转锁定体20，由于每一突起20a均与每一狭槽9c相啮合，因此可以将第二连接器120的锁定体20固定于第三连接器130的第二连接固定部210上。
弹簧销19a至19j中的弹簧销19d、19e和19f的突起高度略小于其余弹簧销19a、19b、19c、19g、19h、19i和19j的突起高度。因此，在使得三个弹簧销19d、19e和19f与图7所示的第三连接器130的电气触点10d、10e和10f电气接触之前，可以使七个弹簧销19a、19b、19c、19g、19h、19i和19j与图7所示的第三连接器130的相应的电气触点10a、10b、10c、10g、10h、10i和10j电气接触。
在将第二连接器120锁定于第三连接器130上之后，例如，可以使一在各附图中都未图示的卡钩等物在锁定体20旋转时能于某一位置向外突伸出来，以使这种锁定不会松开。
如上所述，可以有选择地将第一连接器110或第二连接器120电气地且机械地牢固连接于图6所示的第三连接器130。
图12示出了将图6所示的第一连接器电气地且机械地连接于第三连接器130的应用例子。
图12所示的应用例子示出了一个具有多条腿的步行机器人的例子，尤其是一个具有四条腿的步行机器人。一机器人本体22装有四个用来电气地且机械地连接四条腿25、26、27和28的第三连接器(雌连接器)130。腿25、26、27和28中的每一腿均具有一内装的电动机，作为一用来移动所述腿的驱动器。
第一连接器110设置在每一腿25、26、27和28处。随后，通过将用于腿25、26、27和28的第一连接器110相对于机器人本体22侧面上的相应第三连接器130、沿着机器人本体22的下表面、朝着第一方向(水平方向)H移动，可以将各第一连接器110电气地且机械地连接于相应的第三连接器130。
但是，顺便说一下，本发明决不受限于以上的实施例，在权利要求书的保护范围内还可以有种种变化。
在以上的实施例中，给出了一个将多条腿电气地且机械地将连接于一机器人本体的例子，但是，除此之外，本发明还可以应用于这样一些情况，即，将各种形状的构件，诸如车轮、履带牵引装置，或者手臂等电气地且机械地连接于一机器人本体上。
不限制于机器人，本发明的连接装置还可以用来实现多个其它类型或其它领域的构件的电气以及机械连接。
在各附图中所示的本发明的上述实施例中，第一方向H是水平的，或者基本上水平于第三连接器130的连接面130A，第二方向V是垂直的，或者基本上垂直于所述连接面130A。但是，第一方向H不必一定要垂直于第二方向V，第一和第二方向当然可以以除90°之外的其它角度来进行设置。
无论在哪一种情况中，当以一种复杂的方式来电气地且机械地连接多个构件时，可以对所使用的第一连接器或第二连接器连接于第三连接器的方向加以选择。因此，象机器人装置那样的多个构件结构的高度灵活性构造可以在一有限空间内部作多种多样的选择。而且，对于这种类型的连接器装置，如果一外加作用力的方向，和连接方法，例如第一方向H和第二方向V不一致，可以很方便地提高连接的强度。
根据以上所描述的本发明，可以很方便地将多个构件电气地且机械地连接在一有限空间内部。
权利要求
1．一种用于多个构件的信号互连和机械互连的连接器装置，它包括一设置在第一构件处、具有诸个信号连接端子的第一连接器；一设置在第二构件处、具有诸个信号连接端子的第二连接器；以及一设置在第三构件处的第三连接器，它具有诸个信号连接端子，与第一连接器的诸个信号连接端子或第二连接器的诸个信号连接端子相连，所述第三连接器具有诸个连接固定部，用以通过使第一连接器沿着第一方向移动来连接和固定第一连接器，所述第一方向基本上沿着第三连接器的连接面，或用以通过使第二连接器沿着第二方向移动来连接和固定第二连接器，所述第二方向与第三连接器的第一方向相交。
2．如权利要求1所述的连接器装置，其特征在于，所述第二方向是与第一方向相交的多个方向中的一个方向。
3．如权利要求1所述的连接器装置，其特征在于，所述第二方向基本上垂直于第三连接器的连接面。
4．如权利要求1所述的连接器装置，其特征在于，第三连接器的各信号连接端子是平坦的电气触点，用来与第一连接器的各电气连接端子或者第二连接器的各电气连接端子进行电气接触。
5．如权利要求1所述的连接器装置，其特征在于，通过使第一连接器朝着第一方向、沿着第三连接器的连接器表面进行滑动，可以将第一连接器机械地连接于第三连接器。
6．如权利要求1所述的连接器装置，其特征在于，所述第二连接器包括一通过使其相对于第三连接器旋转来锁定第二连接器的锁定部，或者包括一利用一卡钩或其它类似物来锁定第二连接器的锁定部。
7．一种用于多个构件的信号互连和机械互连的连接器装置，它包括一设置在一第一构件处、具有诸个信号连接端子、用来连接其中一个第一连接器的第三连接器，以及一设置在第二构件处、具有诸个信号连接端子的第二连接器，所述第三连接器包括一第一连接固定部，用来通过使第一连接器沿着第一方向移动来连接和固定第一连接器，所述第一方向基本上沿着第三连接器的连接面；以及一第二连接固定部，用以通过使第二连接器沿着第二方向移动来连接和固定第二连接器，所述第二方向与第三连接器的第一方向相交。
8．如权利要求7所述的连接器装置，其特征在于，所述第二方向是与第一方向相交的多个方向中的一个方向。
9．如权利要求7所述的连接器装置，其特征在于，所述第二方向基本上垂直于第三连接器的连接面。
10．如权利要求7所述的连接器装置，其特征在于，第三连接器的各信号连接端子是平坦的电气触点，用来与第一连接器的各电气连接端子或者第二连接器的各电气连接端子形成电气接触。
全文摘要
一种连接器装置包括:设在第一构件处、有信号连接端子的第一连接器;设在第二构件处、有信号连接端子的第二连接器;设在第三构件处、有信号连接端子的第三连接器,与第一连接器信号连接端子或第二连接器信号连接端子相连。第三连接器有连接固定部,以通过使第一连接器沿着基本沿第三连接器连接面的第一方向移动来连接和固定第一连接器,或通过使第二连接器沿与第三连接器第一方向相交的第二方向移动来连接和固定第二连接器。
文档编号H01R27/00GK1210382SQ9811863
公开日1999年3月10日 申请日期1998年8月20日 优先权日1997年8月20日
发明者川北贡造 申请人:索尼株式会社