线缆连接器的制作方法

本申请涉及线缆连接器，具体涉及用于将同时提供直流电源并传输信号的两条AS-I线缆彼此电连接的线缆连接器。

背景技术：

AS-I(执行器传感器接口)线缆是用于PLC、DCS以及基于PC的自动化系统中的工业网络解决方案(物理层、数据访问方法和协议)，其设计为用于在独立的生产加工应用中使用单独的2-导线(双芯)线缆来连接简单的场I/O设备(例如，二进制开关设备，诸如执行器、传感器、旋转编码器、模拟输入输出、按钮以及阀位置传感器)。

在应用中，当连接两条AS-I线缆时，用户可能会以相反的方式连接这两条线缆中的两根导线。在不具备任何防呆结构时，工程师要发现这种接线错误是非常困难的。并且，这种接线错误是非常危险的，因为电源可能会直接接地，从而导致短路。

为了避免接线错误，已知的一种防呆措施是AS-I线缆内部的两条导线采用不同颜色的包覆层(例如，习惯上，使用蓝色表示极性为正的导线，使用棕色表示极性为负的导线)。如果用户总是使用这样的用不同颜色区分开的导线，并且总是遵照约定的颜色属性来识别和区分线缆的两条导线，则能够避免连接错误。

此外，现有的标准AS-I线缆在结构上具有物理防呆设计。图1示出了现有技术中具有物理防呆设计的标准AS-I线缆的截面图。如图1所示，该标准AS-I线缆1的外包覆材料形成明显不对称的结构，从而在线缆连接时，人们能够容易地区分该标准AS-I线缆1的两条导线L1和L2，防止线缆以错误的方式安装。

然而，在一些使用情况中，可能会使用通用线缆形式的AS-I线缆，而不是使用标准AS-I线缆。通用线缆不必然具有通过颜色区分开的导线，并且也没有物理防呆结构。

技术实现要素：

本申请实施方式提供了一种线缆连接器，用于将两条AS-I线缆彼此电连接，该线缆连接器可以在AS-I线缆内部的导线不具有颜色区别并且AS-I线缆自身不具备机械或物理防呆设计的情况下将两条AS-I线缆正确连接在一起。换言之，即使AS-I线缆内的导线具有完全相同的绝缘包覆层颜色并且AS-I线缆被封装成完全对称的形状(例如，圆形)，该线缆连接器依然能够使两条AS-I线缆正确地连接在一起，实现防呆功能。

根据本申请实施方式的一个方面，提供了一种线缆连接器，用于将两条AS-I线缆彼此连接，两条AS-I线缆中的每一条AS-I线缆均包含彼此绝缘且极性相反的两根导线，其中，线缆连接器包括连接至两条AS-I线缆中的一条AS-I线缆的一个第一线缆连接部和连接至两条AS-I线缆中的另一条AS-I线缆的一个第二线缆连接部，第一线缆连接部和第二线缆连接部彼此相对且每一个均包括：一个连接主体，在连接主体上设置有一个从连接主体的第一端贯通至连接主体的与第一端相对的第二端的插孔，两条AS-I线缆中的一条AS-I线缆从连接主体的第一端穿过插孔延伸至连接主体的第二端；一个连接面，位于连接主体的第二端上，穿过插孔的AS-I线缆在连接面处暴露该AS-I线缆的两根导线的端部；以及至少一个电磁体，设置在连接主体中，电磁体的线圈连接在穿过插孔的AS-I线缆的两根导线之间，从而由两根导线供电以产生电磁场。

在一个示意性实施例中，第一线缆连接部和第二线缆连接部的电磁体配置为当两条AS-I线缆的彼此相对的导线为同一极性时，在第一线缆连接部的电磁体与第二线缆连接部的电磁体之间产生相互吸引的磁力，当两条AS-I线缆的彼此相对的导线极性相反时，在第一线缆连接部的电磁体与第二线缆连接部的电磁体之间产生相互排斥的磁力。

根据本申请实施方式的该线缆连接器，利用了AS-I线缆能够提供电流的特性，使用电磁体的吸引/排斥作为对用户的反馈，是非常直观的。当两根AS-I线缆连接错误(即相面对的导线彼此极性相反)的情况下，线缆连接器由于电磁体的排斥而自动断开，从而避免错误连接，实现良好的防呆功能。

在一个示意性实施例中，第一线缆连接部和第二线缆连接部中的每一个均包括一个电磁体，其中，插孔的在连接面上的开口被设置为关于连接面的纵向中心线对称，该一个电磁体和插孔沿着连接面的纵向中心线排列。

以这样的方式，在使用时，第一线缆连接部和第二线缆连接部上结合或设置有仅一个电磁体，结构相对简单，而且该电磁体和用于AS-I线缆穿过的插孔均沿着连接面的纵向中心线排列，确保当两条AS-I线缆对接连接时，AS-I线缆内的导线能够各自对准且相对的电磁体也能各自对准。

在一个示意性实施例中，连接面上形成有突起和凹槽，突起和凹槽被设置为相对于连接面的纵向中心线对称。

以这样的方式，当两条AS-I线缆对接连接时，可以更好地促进AS-I线缆内的导线各自准确对准且相对的电磁体也能对准。

在一个示意性实施例中，第一线缆连接部和第二线缆连接部中的每一个均包括两个电磁体，插孔的在连接面上的开口被设置为关于连接面的纵向中心线对称，两个电磁体相对于连接面的纵向中心线对称地设置在连接主体中并位于插孔的两侧。

以这样的方式，通过两个对称设置且位于两侧的电磁体产生的磁力，可以使第一线缆连接部和第二线缆连接部的连接更牢固且因此两条AS-I线缆之间的连接更牢固。

在一个示意性实施例中，第一线缆连接部和第二线缆连接部中的每一个的两个电磁体的线圈串联连接，以使得两个电磁体在靠近连接面的一端处的磁极极性相同。

以这样的方式，在第一线缆连接部的连接面处产生的磁力与在第二线缆连接部的连接面处产生的磁力互相吸引时，用户能够清楚地确定插入第一线缆连接部中的AS-I线缆与插入第二线缆连接部中的AS-I线缆正确地连接在一起(彼此相对的导线极性相同)。而在第一线缆连接部的连接面处产生的磁力与在第二线缆连接部的连接面处产生的磁力互相排斥时，用户能够清楚地确定插入第一线缆连接部中的AS-I线缆与插入第二线缆连接部中的AS-I线缆无法连接(彼此相对的导线极性相反)，从而只需将其中一条AS-I线缆旋转以改变其中两条导线的相对位置并再次将该AS-I线缆插入相应线缆连接部中即可容易地实现两条AS-I线缆的正确连接。

在一个示意性实施例中，连接面上形成有突起和凹槽，突起和凹槽被设置为相对于连接面的纵向中心线对称。

以这样的方式，当两条AS-I线缆对接连接时，可以更好地促进AS-I线缆内的导线各自准确对准且相对的电磁体也能对准。

在一个示意性实施例中，第一线缆连接部和第二线缆连接部中的每一个的两个电磁体中的一个电磁体被设置在连接主体中的与突起相对应的位置处，两个电磁体中的另一个电磁体被设置在连接主体中的与凹槽相对应的位置处。

以这样的方式，能够容易地实现电磁体在连接面上的定位，且简化了第一线缆连接部和第二线缆连接部的整体结构。

在一个示意性实施例中，第一线缆连接部和第二线缆连接部的结构相同。

以这样的方式，简化了两个线缆连接部的制造工艺，降低成本且方便使用。

根据本申请实施方式的线缆连接器，当错误连接时对于用户的反馈非常直观，有效地避免了具有同时提供直流电源并传输信号功能的两条AS-I线缆的错误连接，并且其结构简单，易于将AS-I线缆应用于通用线缆中，并且扩展了线缆产品的使用场景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中具有物理防呆设计的标准AS-I线缆的截面图；

图2示意性地示出了根据本申请第一实施例的线缆连接器的连接其中一条AS-I线缆的第一线缆连接部的立体图；

图3示意性地示出了图2所示第一线缆连接部中的电磁体及相应的通电回路，为了清楚的目的，放大了电磁体所在部分且省略了第一线缆连接部的其他结构；

图4A至图4D示意性地示出了图2所示第一实施例的线缆连接器在连接两条AS-I线缆时的四种不同情形下的电磁回路示意图；

图5示意性地示出了根据本申请第二实施例的线缆连接器的连接其中一条AS-I线缆的第一线缆连接部的立体图；以及

图6示意性地示出了图5所示第一线缆连接部中的电磁体及相应的通电回路，为了清楚的目的，放大了电磁体所在部分且省略了第一线缆连接部的其他结构。

其中：

1：标准AS-I线缆；L1、L2：导线；

10：第一AS-I线缆；L10：第一导线；L20：第二导线；10’：第二AS-I线缆；

20：第一线缆连接部；20’：第二线缆连接部；

21：连接主体；22：第一端；23：第二端；

24：连接面；242：突起；244：凹槽；26：插孔；

28：容纳空间；30：线圈；40：第一铁芯；50：第二铁芯；

60：电阻；70：第一电磁体；80：第二电磁体；70’：电磁体

P：纵向中心线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。以下对至少一个示例性实施方式的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施方式中阐述的部件和步骤的相对设置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施方式的其它示例可以具有不同的值。应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本申请实施方式的一个方面，提供了一种线缆连接器，用于将两条AS-I线缆彼此连接，两条AS-I线缆中的每一条AS-I线缆均包含彼此绝缘且极性相反的两根导线，其中，线缆连接器包括连接至两条AS-I线缆中的一条AS-I线缆的一个第一线缆连接部和连接至两条AS-I线缆中的另一条AS-I线缆的一个第二线缆连接部，第一线缆连接部和第二线缆连接部彼此相对且每一个均包括：一个连接主体，在连接主体上设置有一个从连接主体的第一端贯通至连接主体的与第一端相对的第二端的插孔，两条AS-I线缆中的一条AS-I线缆从连接主体的第一端穿过插孔延伸至连接主体的第二端；一个连接面，位于连接主体的第二端上，穿过插孔的AS-I线缆在连接面处暴露该AS-I线缆的两根导线的端部；以及至少一个电磁体，设置在连接主体中，电磁体的线圈连接在穿过插孔的AS-I线缆的两根导线之间，从而由两根导线供电以产生电磁场。

图2示意性地示出了根据本申请第一实施例的线缆连接器的连接其中一条AS-I线缆的第一线缆连接部的立体图；图3示意性地示出了图2所示第一线缆连接部中的电磁体及相应的通电回路，为了清楚的目的，放大了电磁体所在部分且省略了第一线缆连接部的其他结构；并且图4A至图4D示意性地示出了图2所示第一实施例的线缆连接器在连接两条AS-I线缆时的四种不同情形下的电磁回路示意图。

在根据本申请的用于将两条AS-I线缆彼此电连接的线缆连接器中，连接其中第一AS-I线缆10的第一线缆连接部20和连接其中第二AS-I线缆(在图4A至图4D中以标号10’示意性示出)的第二线缆连接部20’(在图4A至图4D中以标号20’示意性示出)可以有利地具有完全相同的结构，以简化制造工艺、降低制造成本且便于使用。

为了方便理解，在图2中仅示出第一线缆连接部20。在该第一实施例中，第一线缆连接部20包括连接主体21，在连接主体21上设置有一个从连接主体21的第一端22贯通至连接主体21的与该第一端22相对的第二端23的插孔26，第一AS-I线缆10从连接主体21的第一端22穿过插孔26延伸至连接主体21的第二端23，其中第一AS-I线缆10包含彼此绝缘且极性相反的两根导线，即第一导线L10和第二导线L20。连接面24位于连接主体21的第二端23上，插孔26在连接面24上的开口设置为关于连接面24的纵向中心线P对称。穿过插孔26的第一AS-I线缆10在连接面24处暴露出该AS-I线缆的第一导线L10和第二导线L20的端部，从而能与另一条AS-I线缆(例如图4A至图4D中示意性表示的第二AS-I线缆10’)连接，而这种连接有利地利用了电磁体通电后相互吸引或排斥的特性。

具体地，在该实施例中，第一线缆连接部20设置有位于连接主体21中的两个电磁体，参见图3，第一电磁体70由第一铁芯40和缠绕在第一铁芯40上的线圈30构成，第二电磁体80由第二铁芯50和缠绕在第二铁芯50上的线圈30构成。线圈30的两端分别连接至第一AS-I线缆10的第一导线L10和第二导线L20，由此使得当第一AS-I线缆10通电时，经由第一导线L10和第二导线L20提供电流，并因此产生电磁场，即，电流流过线圈30并使第一铁芯40和第二铁芯50产生磁力。

当应用根据本申请的线缆连接器时，第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’的电磁体配置为当第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’的彼此相对的导线为同一极性时，在第一线缆连接部20的电磁体与第二线缆连接部20’的电磁体之间产生相互吸引的磁力，而当第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’的彼此相对的导线极性相反时，第一线缆连接部20的电磁体与第二线缆连接部20’的电磁体之间产生相互排斥的磁力。因此，通过直观地观察第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’的电磁体之间的相互吸引或排斥即可容易地判断第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’连接是否正确。即，本申请的线缆连接器能够起到防呆作用，这将在后面参考附图4A至4D加以说明。

还如图2所示，在该实施例中，连接面24上形成有一对突起242和凹槽244，该突起242和凹槽244相对于连接面24的纵向中心线P对称地设置。第一电磁体70和第二电磁体80优选地可以分别设置在连接主体21中的与突起242和凹槽244相对应的位置处(如图2中虚线所示)，从而第一电磁体70和第二电磁体80相对于连接面24的纵向中心线P对称地设置在连接主体21中并位于插孔26的两侧。通过形成突起242和凹槽244，第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’在彼此面对面连接时能够将第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’且尤其是各自的两根导线相应地对准。而第一电磁体70和第二电磁体80设置在对应于突起242和凹槽244的位置处的方式使得能够方便地定位两个铁芯且也容易地确保第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’在彼此面对面连接时能够将各自的铁芯相应地对准。

当然，本领域技术人员可以理解，第一电磁体70和第二电磁体80也可以不设置成分别与突起242和凹槽244对应。

第一线缆连接部20的两个电磁体的线圈30串联连接，使得两个电磁体在靠近连接面24的一端处的磁极极性相同。具体地，如图3所示，线圈30在一端连接至第一导线L10并且在另一端连接至第二导线L20，且第一铁芯40和第二铁芯50上的线圈30的绕线方向相反，由此使得当第一AS-I线缆10被通电时，所形成的第一电磁体70和第二电磁体80在靠近连接面24的一端处表现出相同的磁极极性。在图3示出的导线极性的情况下，在通电后，第一电磁体70和第二电磁体80在连接主体21的第二端23附近所产生的磁极均为S极，而在连接主体21的第一端21附近所产生的磁极均为N极。从图3中可见，通电回路中还设置有电阻60，其优选设置在两个电磁体的线圈30之间，这样通过调节电阻60的大小可以调整经过线圈30的电流大小，从而调整第一电磁体70和第二电磁体80两个电磁体的磁力。

下面将参考图4A至图4D进一步说明具有图2所示结构的线缆连接器如何实现防呆功能，避免AS-I线缆错误连接。

第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’结构相同并且彼此对置，第一AS-I线缆10插入第一线缆连接部20中且第二AS-I线缆10’插入第二线缆连接部20’中，当第一AS-I线缆和第二AS-I线缆通电时，各自的电磁体在第一线缆连接部20的第二端附近和第二线缆连接部20’的第二端附近产生相应的磁极极性，如果在第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’的彼此相对的第二端附近产生的磁极极性使二者相互吸引，如图4A和图4C所示，则表明第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’的彼此相对的导线的极性相同，因此，第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’将正确连接在一起。而如果在第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’的彼此相对的第二端附近产生的磁极使二者相互排斥，第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’无法连接在一起，如图4B和图4D所示，则表明第一AS-I线缆10和第二AS-I线缆10’的彼此相对的导线的极性相反，因此，这种情况下两条AS-I线缆的连接将是错误的，此时，用户只要将其中一条AS-I线缆旋转而调换其两根导线的相对位置，则可以使得这两条AS-I线缆正确连接在一起。

图5示意性地示出了根据本申请第二实施例的线缆连接器的连接其中一条AS-I线缆的第一线缆连接部的立体图。该实施例与图2所示实施例的结构在很多方面是相同的，其区别在于，在该实施例中，在第一线缆连接部20和第二线缆连接部20’中的每一个中仅设置一个电磁体70’。如图5所示，该一个电磁体70’(以虚线示出)可以设置在连接主体21的容纳空间28(以虚线示出)中，且该电磁体70’和插孔26沿着连接面24的纵向中心线P排列。相比上述参考图2所示的实施例，图5实施例示出的线缆连接部的结构更加简单，且同样能够确保当两条AS-I线缆对接连接时，AS-I线缆内的导线各自对准且相对的电磁体也各自对准。

根据本实用新型上述实施方式的线缆连接器，可以在AS-I线缆内部的导线不具有颜色区别并且AS-I线缆自身不具备机械或物理防呆设计的情况下将两条AS-I线缆正确连接在一起。换言之，即使AS-I线缆内的导线具有完全相同的包覆层颜色并且AS-I线缆被封装成完全对称的形状，该线缆连接器依然能够使两根AS-I线缆正确地连接在一起，实现防呆功能。

该线缆连接器充分利用了要连接的AS-I线缆能够提供电流的特性，通过电流产生电磁感应并进而形成相互吸引或排斥磁力，直观地反映出AS-I线缆是否连接正确或错误。并且，该线缆连接器结构简单，易于使得AS-I线缆应用于现有的通用线缆(甚至单独的两条导线)中，扩展了线缆产品的使用场景。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。