3毫米PMMA材质LED光电二极管连接座

在光电传感、光纤信号传输类设备的装配环节里，这类适配3毫米规格PMMA光纤的LED与光电二极管连接座，是光信号发射、接收端实现光路稳定对接的核心结构件，日常会出现在工业光电开关、光纤信号耦合模块、小型光信号传输装置的端侧安装位置，用来把发光元件、收光元件和塑料光纤的端面牢牢固定在同轴位置，避免设备运行过程中的振动、装配偏移导致光信号传输损耗超标。从实际使用的需求出发，这类连接座的设计首先要匹配3毫米直径PMMA光纤的插入公差，光纤插孔的内径控制在3.05毫米到3.1毫米之间，既保证光纤可以顺畅插到底，让端面和LED、光电二极管的感光/发光面完全贴合，又不会因为间隙过大导致光纤在孔内晃动，出现光路偏斜的问题。考虑到很多小批量试制、设备改装场景会用到3D打印来快速制作这类结构件，设计时特意做了无倒扣的直身拔模结构，打印完成后不需要额外做支撑拆除的后处理，插孔位置的成型精度可以直接满足装配要求，选用ABS类工程塑料打印后，结构强度足以应对日常的插拔操作，不会出现插孔开裂的问题。连接座上预留的3毫米自攻螺丝孔，是为了适配设备内部的安装板固定需求，不需要额外预埋铜螺母，直接用对应规格的自攻螺丝就可以把整个连接座锁在设备壳体或者内部安装支架上，安装孔的位置做了局部加厚处理，锁螺丝的时候不会因为应力集中导致柱位开裂，两个安装孔的中心距按照常用光电模块的安装间距设定，能直接替换市面上同规格的商用连接座，不需要重新调整设备内部的安装位布局。从结构细节来看，适配LED的连接座做了收束式的导光腔设计，发光元件的引脚从连接座底部的两个通孔穿出，腔体内部刚好可以容纳3毫米直插式LED的灯珠部分，灯珠插入后前端面和光纤插孔的端面完全贴合，LED发出的光线可以全部导入PMMA光纤内部，减少光线在空气段的散射损耗；适配光电二极管的连接座则做了对应的限位结构，让光电二极管的感光面正对光纤端面，保证光纤传输过来的光信号可以全部落在感光区域内，不会出现信号接收灵敏度不足的问题。两个配对使用的连接座外形做了防呆设计，不同功能的座体侧边的定位凸台位置有差异，装配的时候不会出现插反、装错的问题，哪怕是没有经验的装配人员，也能通过凸台的对位快速完成安装，减少装配出错的概率。连接座的外壁厚度控制在1.5毫米左右，既保证了整体的结构强度，又不会占用过多的设备内部空间，对于内部空间紧凑的小型光电设备来说，这个尺寸的连接座可以很方便地塞到电路板和壳体之间的空隙里，不需要额外预留过大的安装空间。引脚穿出的通孔直径做了0.8毫米的设计，刚好适配3毫米直插LED、光电二极管的引脚直径，元件插入后引脚不会出现过大的晃动，焊接的时候可以保持元件位置固定，不会因为焊接时的外力导致元件偏移，影响光路的同轴度。在实际的设备调试场景里，这类连接座还可以反复拆装，光纤插入后如果需要调整光路，只需要把光纤拔出重新插入即可，插孔的内壁做了轻微的磨砂处理，光纤插入后有足够的摩擦力保持固定，不会因为设备的轻微振动就出现光纤松脱的情况，同时又不会因为摩擦力过大导致光纤难以拔出，方便后期的设备维护和元件更换。针对3D打印的工艺特点，所有的转角位置都做了R0.5的圆角处理，避免打印的时候出现应力集中导致的层间开裂，同时也减少了安装时锐角刮手的问题，拿取和装配的时候更加安全。整个连接座的外形没有多余的装饰结构，所有的结构特征都是为了实现光路对接、元件固定、安装定位的功能，没有冗余的设计，不管是3D打印小批量制作，还是后期开模做注塑量产，都可以直接沿用这个结构，不需要做太大的修改，能有效缩短产品从设计到落地的周期。