CN103697031B - 一种锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁紧装置，包括：连接轴和分布在所述连接轴上的多个锁紧器，所述连接轴还与牵引装置连接，通过外力推动所述牵引装置使所述连接轴转动实现所述锁紧器的开锁，或者通过外力推动所述锁紧器，并通过所述牵引装置实现锁紧。本发明突破现有锁紧装置无法承受较大锁紧力的瓶颈，提供一种连杆式、同步性较好、能实现高承受力的锁紧装置，且锁紧和解锁简单，便于操作和实现快速锁紧和解锁。

Description

一种锁紧装置

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种锁紧装置。

背景技术

随着被连接、锁紧装置复杂性的提高，对锁紧力的要求也进一步提高。目前的锁紧装置一般只靠单点锁紧，锁紧力较小，无法实现受力较大的复杂系统的连接和锁紧。因此，如何提高锁的锁紧力成为现在亟待需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种锁紧装置，用以解决现有技术中锁的锁紧力小的问题。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

一种锁紧装置，该锁紧装置包括：连接轴10和分布在所述连接轴10上的多个锁紧器100，所述连接轴10还与牵引装置200连接，通过外力推动所述牵引装置200使所述连接轴10转动实现所述锁紧器100的开锁，或者通过外力推动所述锁紧器100锁紧，并通过所述牵引装置200实现该锁紧装置的锁紧。

优选地，所述连接轴10包括一个或多个，所述连接轴10之间通过连杆9彼此连接，并通过所述连杆9实现所述连接轴10的同步运动。

优选地，所述锁紧器通过第一转臂8和第二转臂7与所述连接轴10连接，所述第一转臂8与所述第二转臂7转动连接，所述牵引装置200包括依次连接的第三转臂11、第四转臂12、导向杆14和导向杆弹簧13，所述牵引装置200通过第三转臂11与所述连接轴10连接，解锁时，所述导向杆弹簧13处于压缩状态；

锁紧时，通过外力推动所述锁紧器100锁紧，同时所述导向杆弹簧13的弹力大于所述第三转臂11和所述第四转臂12对其的压力，所述导向杆弹簧13自然弹开，推动所述第三转臂11和所述第四转臂12转动，实现锁紧；

解锁时，通过外力带动所述导向杆14运动，压缩所述导向杆弹簧13，并通过所述第四转臂12和所述第三转臂11带动所述连接轴10转动，进而通过所述第一转臂8与所述第二转臂7转动使所述锁紧器100解锁。

优选地，所述锁紧器包括：顶杆6、与所述顶杆6外形相配合的套在所述顶杆6外的顶杆套筒5、套在所述顶杆套筒5外的锁弹簧4，以及设置在所述锁弹簧4外用于限制所述锁弹簧4运动的套筒3，以及设置在所述套筒3顶端的锁槽1，所述顶杆套筒5与所述锁槽1连接的一端设有钢球2，所述顶杆6与所述钢球2相对的一端设有顶杆凹槽61和顶杆凸起62，所述顶杆6在所述顶杆套筒5内上下活动，通过所述顶杆凹槽61和所述顶杆凸起62的配合实现所述锁紧器100的锁紧和解锁。

优选地，锁紧时，通过外力推动所述锁槽1顶着所述套筒3向所述连接轴10方向移动，同时，所述牵引装置200中导向杆弹簧13自然弹开，推动所述第三转臂11和所述第四转臂12转动，通过所述连接轴10和所述第一转臂8与所述第二转臂7转动，进而拉动所述顶杆6向所述连接轴10的方向移动，当所述顶杆凸起62处于所述钢球2上时，所述锁紧器100锁紧；

解锁时，所述第二转臂7推动所述顶杆6向背离所述连接轴10的方向移动，当所述钢球2处于所述顶杆凹槽61内时，所述锁紧器100解锁。

优选地，所述锁弹簧4的弹力大于所述导向杆弹簧13的弹力。

优选地，所述钢球2的数量为2-5个，且所述钢球2均匀设置在所述顶杆套筒5上。

本发明提供的一种锁紧装置，突破现有锁紧装置无法承受较大锁紧力的瓶颈，提供一种连杆式、同步性较好、能实现高承受力的锁紧装置，且锁紧和解锁简单，便于操作和实现快速锁紧和解锁。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例的锁紧器锁紧状态示意图；

图2为本发明实施例的锁紧装置锁紧状态示意图；

图3为本发明实施例的锁紧器解锁状态示意图；

图4为本发明实施例的锁紧装置解锁状态示意图；

图5为本发明实施例的顶杆套筒结构示意图；

图6为本发明实施例的牵引装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

本发明设计了一种锁紧装置，参见图2和4，包括：连接轴10和分布在所述连接轴10上的多个锁紧器100，所述连接轴10还与牵引装置200连接，通过外力推动所述牵引装置200使所述连接轴10转动实现所述锁紧器100的开锁，或者通过外力推动所述锁紧器100，并通过所述牵引装置200带动所述连接轴10转动实现锁紧。

本发明实施例的所述连接轴10可以为一个或多个，如果为多个连接轴10，则多个连接轴10之间通过连杆9连接，具体的，连接轴10通过第一转臂8与连杆9连接，通过所述连杆9使多个连接轴10之间的运动同步，即实现多个连接轴10之间的锁紧器100的锁紧和开锁的同步。

本发明实施例的所述锁紧器通过第一转臂8和第二转臂7与所述连接轴10连接，所述第一转臂8与所述第二转臂7转动连接，所述牵引装置200包括依次连接的第三转臂11、第四转臂12、导向杆14和导向杆弹簧13，所述牵引装置200通过第三转臂11与所述连接轴10连接；

锁紧时，通过外力推动所述锁紧器100锁紧，同时所述牵引装置200中所述导向杆弹簧13的弹力大于所述第三转臂11和所述第四转臂12对其的压力，所述导向杆弹簧13自然弹开，推动所述第三转臂11和所述第四转臂12转动，实现锁紧；

解锁时，通过外力带动所述导向杆14运动，压缩所述导向杆弹簧13，并通过所述第四转臂12和所述第三转臂11带动所述连接轴10转动，进而通过所述第一转臂8与所述第二转臂7转动，实现所述锁紧器100解锁。

如图1和3所示，本发明实施例的锁紧器包括：顶杆6、与所述顶杆6外形相配合的套在所述顶杆6外的顶杆套筒5、套在所述顶杆套筒5外的锁弹簧4，以及设置在所述锁弹簧4外用于限制所述锁弹簧4运动的套筒3，以及设置在所述套筒3顶端的锁槽1，所述顶杆套筒5与所述锁槽1连接的一端设有钢球2，所述顶杆6与所述钢球2相对的一端设有顶杆凹槽61和顶杆凸起62，所述顶杆6在所述顶杆套筒5内上下活动，通过所述顶杆凹槽61和所述顶杆凸起62的配合实现所述锁紧器100的锁紧和解锁。

具体的，锁紧时，通过外力推动所述锁槽1顶着所述套筒3向所述连接轴10方向移动，同时，所述牵引装置中导向杆弹簧13自然弹开，推动所述第三转臂11和所述第四转臂12转动，通过所述连接轴10和所述第一转臂8与所述第二转臂7转动，进而拉动所述顶杆6向所述连接轴10的方向移动，当所述顶杆凸起62卡在所述钢球2上时，所述锁紧器100锁紧；

解锁时，所述第二转臂7推动所述顶杆6向背离所述连接轴10的方向移动，当所述钢球2卡在所述顶杆凹槽61内时，所述锁紧器100解锁。

本发明实施例中的所述钢球2的数量为2-5个，且所述钢球2均匀设置在所述顶杆套筒5上。具体的本发明的钢球2的数量为3个，具体参见图5。

下面以一个具体的例子对本发明进行详细的说明：

图1为本发明锁紧状态结构示意图。在如图1所示，锁紧前，套筒3在锁弹簧4推力下，将钢球2通过顶杆套筒5的孔，压入顶杆6顶部的顶杆凹槽61中。

如图1和6所示，在进行锁紧时，锁槽1挡住套筒3，套筒3停止运动，它对钢球2的压力自然消失，牵引装置中导向杆弹簧13所受的压力减小，导向杆弹簧13弹开，通过转臂带动顶杆6沿箭头向上运动，进而使钢球2从顶杆6的凹槽中自动释放出来，通过顶杆套筒5侧面的孔，与锁槽1实现锁紧。图2为本发明锁紧状态系统运动示意图。在如图2所示，所述导向杆弹簧13的弹力大于所述第三转臂11和所述第四转臂12对其的压力，自然弹开，带动第四转臂12和第三转臂11转动，通过连杆9和连接轴10带动第一转臂8和第二转臂7转动，从而拉住顶杆6，维持系统的锁紧状态。

解锁时，通过外力带动所述导向杆14运动，压缩所述导向杆弹簧13，并带动所述第四转臂12和所述第三转臂11转动，并通过所述第四转臂12和所述第三转臂11带动所述连接轴10转动，进而通过所述第一转臂8与所述第二转臂7转动，实现所述锁紧器100解锁。具体如图4和6所示，解锁时，导向杆14在外力作用下，拉动第四转臂12和第三转臂11沿箭头所示方向运动，从而带动轴10沿箭头所示方向运动，轴10的运动带动其上所有锁紧部分的顶杆6同时沿箭头所示方向运动，同时，通过连杆9带动连接轴15及其上所有锁紧部分的顶杆6同时沿箭头所示方向运动，实现多个锁紧对象的同步解锁。

图3为本发明开锁状态结构示意图。在如图3所示，开锁时，顶杆6沿箭头所示方向运动，套筒3在锁弹簧4的推力下，压迫钢球2进入顶杆6的凹槽中，从而实现解锁。

上述方法中，连接轴10和连接轴15通过连杆9和第一转臂8连接，实现两个连接轴10、15的同步转动；多个锁紧装置通过第二转臂7和第一转臂8连接在连接轴10和连接轴15上，连接轴10和连接轴15的同步转动，实现多个锁紧装置的同步锁紧和解锁。

上述方法中，在如图3所示，整个装置原始状态为：处于压缩状态的锁弹簧4推动套筒3，套筒3将钢球2通过顶杆套筒5侧面的倒锥孔，压入顶杆6的凹槽中。此时，导向杆弹簧13处于被压缩状态，导向杆弹簧13小于锁弹簧4的刚度，不足以推动顶杆6运动，以推出钢球2，维持系统的原始状态。

当套筒3受到的外力大于锁弹簧4的弹力时，套筒3向锁弹簧4方向运动，露出钢球2位置；同时，处于被压缩状态导向杆弹簧13通过整个系统，如图2所示，推动顶杆6向上运动，顶出钢球2，实现锁紧。

本发明基于连杆结构，实现多个锁紧装置的同步锁紧和解锁，达到实现高锁紧力的目的。本发明还通过双压缩弹簧及钢球、顶杆结构，实现快速锁紧和解锁。

在如图3所示，顶杆6和钢球2置于顶杆套筒5中，套筒3包在顶杆套筒5外部。在装置开锁或解锁整个过程中，顶杆套筒5固定不动，顶杆6和套筒3沿顶杆套筒5内壁和外壁上下运动。

锁紧时，所述锁槽1向上顶着所述套筒3向上运动，套筒3对钢球2的压力消失，钢球2露出顶杆套筒5，进入锁槽1中，所述锁紧器100锁紧，钢球2对顶杆6的压力消失，牵引装置200中，处于压缩状态的导向杆弹簧13自然伸长，通过转臂11、12和连接轴10带动顶杆6向所述连接轴10方向移动，顶杆6顶部顶杆凸起62部分，见说明书附图1，与钢球2接触，对钢球2产生的压力，从而使整个装置锁紧状态得以保持。

开锁时，导向杆14向上运动，通过转臂11、12带动连接轴10转动，进而带动所述第一转臂8与所述第二转臂7转动，从而使所述锁紧器100开锁。

图5为本发明的顶杆套筒5的剖面图。在如图5所示，在顶杆套筒5的侧面设计有3个成120°倒锥孔，倒锥孔外孔口直径小于钢球2直径，装置开锁或解锁时，钢球2在倒锥孔中沿箭头方向往返运动而不会脱落。

在如图2和图4所示，第三转臂11和多组第一转臂8通过螺纹销钉轴10与轴15连接，设计采用过盈配合，保证转臂与轴无相对运动，从而保证所有转臂的同步性。本发明中，第二转臂7和第一转臂8、顶杆6之间，以及第一转臂8与连杆9之间通过传动销轴连接，设计采用微量间隙配合，在保证传动的情况下，不影响整个锁紧装置的同步性。

在如图1～4所示，锁弹簧4和导向杆弹簧13均处于压缩状态，分别对套筒3和第四转臂12有压力作用。

弹簧对外部零件的压力

σ＝F′ε

其中F'为弹簧刚度，ε为弹簧被压缩长度。

其中弹簧的刚度

$F^{\′}=\frac{{\mathrm{Gd}}^4}{8D^{3}n}$

从式中可看出刚度与材料切变模量G、弹簧线径d、弹簧中径D、弹簧有效圈数n有关。

本发明中锁弹簧4的刚度大于导向杆弹簧13的刚度。

本发明中弹簧钢球的锁紧装置，能实现快速锁紧和解锁，钢球和顶杆的选材、结构形式能保证每个锁紧器能承受高达90kgf的锁紧力。本发明基于连杆式构架，实现多个锁紧装置同步锁紧和解锁，能实现较大锁紧力和高的锁紧承载力，锁紧承载力为90nkgf，其中n为锁紧器的个数。

本发明提供的一种锁紧装置，突破现有锁紧装置无法承受较大锁紧力的瓶颈，提供一种连杆式、同步性较好、能实现高承受力的锁紧装置，且锁紧和解锁简单，便于操作和实现快速锁紧和解锁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种锁紧装置，其特征在于，包括：连接轴(10)和分布在所述连接轴(10)上的多个锁紧器(100)，所述连接轴(10)还与牵引装置(200)连接，通过外力推动所述牵引装置(200)使所述连接轴(10)转动实现所述锁紧器(100)的开锁，或者通过外力推动所述锁紧器(100)锁紧，并通过所述牵引装置(200)实现该锁紧装置的锁紧；

所述锁紧器通过第一转臂(8)和第二转臂(7)与所述连接轴(10)连接，所述第一转臂(8)与所述第二转臂(7)转动连接，所述牵引装置(200)包括依次连接的第三转臂(11)、第四转臂(12)、导向杆(14)和导向杆弹簧(13)，所述牵引装置(200)通过第三转臂(11)与所述连接轴(10)连接，解锁时，所述导向杆弹簧(13)处于压缩状态；

锁紧时，通过外力推动所述锁紧器(100)锁紧，同时所述导向杆弹簧(13)的弹力大于所述第三转臂(11)和所述第四转臂(12)对其的压力，所述导向杆弹簧(13)自然弹开，推动所述第三转臂(11)和所述第四转臂(12)转动，实现锁紧；

解锁时，通过外力带动所述导向杆(14)运动，压缩所述导向杆弹簧(13)，并通过所述第四转臂(12)和所述第三转臂(11)带动所述连接轴(10)转动，进而通过所述第一转臂(8)与所述第二转臂(7)转动使所述锁紧器(100)解锁；

所述锁紧器包括：顶杆(6)、与所述顶杆(6)外形相配合的套在所述顶杆(6)外的顶杆套筒(5)、套在所述顶杆套筒(5)外的锁弹簧(4)，以及设置在所述锁弹簧(4)外用于限制所述锁弹簧(4)运动的套筒(3)，以及设置在所述套筒(3)顶端的锁槽(1)，所述顶杆套筒(5)与所述锁槽(1)连接的一端设有钢球(2)，所述顶杆(6)与所述钢球(2)相对的一端设有顶杆凹槽(61)和顶杆凸起(62)，所述顶杆(6)在所述顶杆套筒(5)内上下活动，通过所述顶杆凹槽(61)和所述顶杆凸起(62)的配合实现所述锁紧器(100)的锁紧和解锁。

2.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述连接轴(10)包括一个或多个，所述连接轴(10)之间通过连杆(9)彼此连接，并通过所述连杆(9)实现所述连接轴(10)的同步运动。

3.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，

锁紧时，通过外力推动所述锁槽(1)顶着所述套筒(3)向所述连接轴(10)方向移动，同时，所述牵引装置(200)中导向杆弹簧(13)自然弹开，推动所述第三转臂(11)和所述第四转臂(12)转动，通过所述连接轴(10)和所述第一转臂(8)与所述第二转臂(7)转动，进而拉动所述顶杆(6)向所述连接轴(10)的方向移动，当所述顶杆凸起(62)处于所述钢球(2)上时，所述锁紧器(100)锁紧；

解锁时，所述第二转臂(7)推动所述顶杆(6)向背离所述连接轴(10)的方向移动，当所述钢球(2)处于所述顶杆凹槽(61)内时，所述锁紧器(100)解锁。

4.根据权利要求3所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁弹簧(4)的弹力大于所述导向杆弹簧(13)的弹力。

5.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述钢球(2)的数量为2-5个，且所述钢球(2)均匀设置在所述顶杆套筒(5)上。