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医疗设备的分离式连接器

发布日期:2019-09-09   作者:小天   来源:www.twl-link.cn   编辑:天科乐   访问量:102

分离式连接器可以快速断开以保护人员和设备,但仍然提供与其机械固定的对应物相同的销和外壳耐用性。

分离式连接器违反了设备设计规则,期望电子连接器能够实现安全连接 - 无论是在电缆和设备之间还是在两根电缆之间。通常,我们希望连接器比设备的重量或将它们固定在一起的电缆的极限更强。例如,在外科手术设置中,机械固定的连接器可以确保意外钩住的电缆在手术过程中不会失去动力。


机械固定连接器通常采用推拉式,杠杆驱动式,部分转向式或其他手动锁定机构,其设计为仅在直接在连接器接口处启动的特定用户干预下释放,并且被设计成保持紧密 - 有时可承受拉力几十甚至几百的力量。


然而,在许多应用中,需要这样的连接器,其被设计成紧紧地保持预定点,然后,当达到该力时,平滑且干净地松开。分离式连接器,也称为快速释放或快速断开连接器,通常用于包括通过电缆连接到驾驶舱控制台的航空头盔和耳机,连接到患者的移动医疗监控设备以及旨在释放有效载荷的无人驾驶车辆的应用中。为了防止脐带缠绕,阻碍和拉动阻碍或伤害他们所附着的人和设备。


如何指定分离连接器

在指定分离式连接器时,设计工程师应首先确定所需的引脚数,以便计算成功连接连接器所需的所需力量。太小的力量可能导致过度频繁的不配合,过多的力量可能导致身体伤害或设备损坏。根据经验,接触销越多,固有摩擦力就越大,从而产生即将断开的连接器设计必须确保考虑和克服的最小力量。在实践中,大多数分离式连接器都要保持紧密,直到承受415之间的力,尽管有些可能要高得多,而且它们几乎从未被指定为精确的数字(例如,5力),而是狭窄的范围

分离连接器技术

一旦确定了力范围,设计人员就可以从众多能够满足力要求和其他应用需求的分离式连接器技术中进行选择。锁定式分离式连接器是一种常见的解决方案,因为它们采用类似于大多数机械固定连接器中采用的闩锁或接头特征。然而,不是设计用于夹持连接器外壳的内部直到通过用户干预有目的地释放,分离式连接器中的闩锁或突片设计 - 通过精心的工程和精密加工的公差 - 在达到特定的力水平时释放。因此,它们通常被称为减小闩锁力连接器。

另一组分离连接器技术依赖于摩擦而不是机械手段来创建快速释放连接。这些类型的分离式连接器有时被称为无闩锁解决方案,并且经过精密设计 - 通常使用一个或多个橡胶或塑料O形圈或倾斜螺旋弹簧 - 以产生提供所需水平脱离所需的精确阻力。力。分离式连接器设计中使用的O形环通常缠绕在机加工到连接器壳体中的凹槽上,具有高精度和严格的公差,以确保它们实现所需的阻力和快速释放力。O形圈的使用还可以提供具有环境密封,防水性,耐温性和其他有用特性的分离式连接器。例如,Viton橡胶对喷气燃料和其他化学品具有很强的抵抗力,EPDM弹性体具有抗辐射性,硅胶可耐受-50°C200°C的温度。因此,由这些和其他专用材料制成的O形环通常被指定用于恶劣环境的分离式连接器应用。


O形圈,挂绳和卡环分离式连接器技术。

倾斜螺旋弹簧分离式连接器技术也直接设计到连接器壳体中,以提供所需的分离力并且可以提供比O形环更高的保持力,即使它们仍然依靠摩擦而不是锁定机构来实现它。此外,它们也可以用许多不同的材料(通常是金属,如黄铜,铜或钨)来指定,以实现各种性能,包括出色的耐温性和EMI / RFI屏蔽。

另一种分离式连接器技术,即卡环设计,大致类似于卡扣式服装紧固件,连接器卡入,牢固固定,只有在施加适当的力时才能从连接器上滑回。与倾斜螺旋弹簧类型一样,这些类型的分离式连接器也可以设计成实现更大的分离力。

Lanyard技术是另一种常见的分离式连接器解决方案。在这种方法中,系索或环形线连接到连接器的外部,否则必须通过标准机械安全机构(例如推拉或旋转特征)在连接器接合处释放,并且将覆盖手册取消配合方法,如果受到规定的拉力,可以快速释放。这些系索可以很容易地用标签或标签标记以获得清晰的可见性,并且还可以用手套或其他低灵活性装置(例如机器人)容易地操纵,这在一些医疗,工业和航空应用中是有利的。

匹配应用程序需求到连接器特征

除了确定给定的分离式连接器解决方案所需的不匹配力之外,考虑到可能暴露于环境条件(包括热,火焰,冷,沙,泥),检查其部署的操作环境也是至关重要的。,盐水,雨水,辐射,化学品,振动,冰,RFI / EMI,破碎力,异常高的拉力,切削力和其他危险 - 因为这些因素的影响可以通过适当的部件规格来减轻。与应用相关的功能和美学问题在连接器选择过程中也很突出,包括引脚数,线尺寸,颜色编码,外壳尺寸和重量。

物料

各种各样的材料,包括各种塑料和金属合金,可以用来制造分离式连接器,每种材料都有自己的优点和缺点。例如,塑料可以随着时间的推移提供更低的重量和更低的成本,但是需要在工具上投资。与其他金属相比,铝比大多数塑料更耐磨损,并且相对轻质,但耐腐蚀性较差。其他金属,例如不锈钢或黄铜,较重,但可以提供更高程度的耐磨性,耐久性和耐腐蚀性。

电镀材料和饰面

在许多情况下,连接器的基础材料可以进行电镀以提供额外的性能或克服限制。例如,设计者可以通过指定镀铬来提供所需的耐腐蚀性和耐久性,甚至改善美观性,从而在潜在的腐蚀性环境中利用铝的低重量和其他有益特性。

出于功能和美学原因,可以指定电镀材料和其他饰面。例如,连接器可能采用颜色编码,以匹配其配对伙伴,以便在高密度电子设备中实现更快,更容易的组装,实现品牌差异化,或融入设备设计,这对于电子设备外部使用的连接器来说是理想的系统,如医疗监视器。旨在支持正确配合的颜色编码可能表现为小点或标记,而用于品牌或闪烁减少的着色(如黑色哑光饰面)通常是全部的。

指定电镀材料和其他表面处理时的另一个考虑因素是耐久性,它应该与连接器本身的耐久性相匹配。在连接器使用寿命结束之前降低的彩色饰面或镀层会显着降低其所要提供的益处。

外壳尺寸

通常,外壳中的引脚越多,外壳尺寸就越大。同样,较高的分离力也往往需要较大的壳体尺寸。然而,这些概括只是那些而且并非普遍适用。基于包括给定制造商的连接器外壳和机构设计的尺寸以及加工和工程技术在内的因素,将更多销或更大的力包装到更小的连接器中的相对能力可能存在巨大差异。

一致的性能

与所有机械部件一样,销,外壳和暴露于摩擦的分离连接器的其他元件的边缘会随着时间的推移而变钝并磨损,从而导致较低的最小不配合力要求和增加的电阻。然而,这种情况开始发生的时间点可能会有很大差异,更高质量的连接器设计为可靠地执行数千次循环。大多数连接器制造商根据材料和工程质量以及测试和现场经验等因素,提供近似指导或关于其产品设计提供的插接次数的保证。

电缆接口加固

产品设计者普遍关注的是连接器和电缆之间的端接点的强度,尤其是在采用分离式连接器的应用中,因此可能受到高拉力。额外的加固方法,例如包覆成型和灌封,可以帮助保护电缆终端并确保连接器按预期进行脱离,而不是在遭受突然的猛烈或极端振动时将电缆和布线从连接器中撕下。

组件成本

考虑给定分离式连接器设计的总拥有成本而不仅仅是组件成本也很重要。例如,可以提供数千个交配周期但价格略高于类似零件的零件可能非常值得投资甚至几美元,特别是因为指定廉价替代品而非经过验证的名牌解决方案可能导致下游成本包括设备损坏,保修问题,安全和责任问题,设备停机和业务损失。一些连接器还具有增值服务,例如产品可追溯性以及技术专家或维修技术人员的访问权限,这些服务也会影响总成本。

还应考虑设备成本与连接器相对成本之间的关系。例如,在价值500,000美元的便携式X光机上指定低成本连接器,这种连接器有望实现高精度和耐用性,不太可能带来长期成功。


分离式连接器的定制价值

这些只是分离连接器的众多规格考虑因素和机会中的一小部分。根据目标应用,这些连接器还可以设计有屏蔽,可以抵抗电磁辐射或无线电干扰,具有几个不同角度的分离能力,并具有防触摸保护功能,可以降低电击风险。许多分离式连接器制造商还提供与设计工程师合作开发半定制到完全定制的解决方案,该解决方案考虑了给定应用环境的所有可能元素,所需的连接器性能和总体价值。


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