CN104852631B - 一种磁扣自动脱扣装置及脱扣方法 - Google Patents

Abstract

一种磁扣自动脱扣装置及脱扣方法，第二物体外表面固定设置有第二磁片，第二磁片为一圆形多极磁片；第一物体外表面设置有第一磁片，第一磁片为与第二磁片相同的圆形多极磁片；第一磁片中心位置面向第一物体的一侧固定设置有传动杆，第一磁片适于围绕第一磁片的圆心旋转，传动杆通过减速装置与电动机的动力输出端连接；电动机通过导线与开关、电池盒连接，开关控制电路的打开与闭合。本发明的磁扣脱扣装置以及相应的脱扣方法，操作便捷程度、通用性和适用性都比较好。

Description

一种磁扣自动脱扣装置及脱扣方法

技术领域

本发明涉及连接装置及设备技术领域，特别是一种磁扣自动脱扣装置以及脱扣方法。

背景技术

现今社会中，磁扣已经与人们的日常生活密不可分，书包、鞋、衣服、门窗等多个领域越来越多地使用磁扣作为连接方式，磁扣以其粘连力大、脱扣方便等特性，受到大家的密切关注。众所周知，磁扣的磁力越大，其粘连力越大，脱扣难度越大；反之，磁扣的磁力越小，其粘连力越小，脱扣难度越小。因此磁扣的粘连力大小以及脱扣的方便程度是相互矛盾的。

为了解决这一矛盾，使磁扣在保证粘连力的前提下尽可能降低脱扣难度，现有技术如中国专利CN102578783A公开了一种背包所用的磁扣结构，其，包括：磁扣套和磁扣块，磁扣套具有套夹，磁扣块具有锁块，磁扣套和磁扣块上分别安装磁极方向相反的磁铁，套夹和锁块通过磁铁的吸附做相适配的套接；磁扣套和磁扣块通过套夹与锁块间的吸附套接可拆卸的连接为一体。

这样的设计，在不改变磁场强度的情况下，通过改变磁扣的物理结构，增加了磁扣套和磁扣块在连接时的稳定性，同时保证了脱扣过程不需要耗费更多的力量。但这样的设计还是具有以下三个缺点：①通过物理结构提升磁扣的粘连力，在磁扣套与磁扣块分离的过程中，仍需要操作人员根据物理结构的走向进行扭转分离，对于不熟练的人员，分离过程需要一段时间予以适应，操作便捷程度仍有待提高；②由于磁扣套和磁扣块结构复杂，简单的电控无法控制其脱离，因此无法将该磁扣结构用于电控领域，使用通用性较差；③由于物理结构的局限性，如果想进一步提升该磁扣结构的粘连力，则需要加大磁场强度或提升该物理结构的复杂性，这些都会造成脱扣难度的大幅提升，因此，该结构仅适用于粘连力要求较低、磁场强度较小的情况，无法满足大粘连力连接要求，适用性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的磁扣结构操作便捷程度、通用性和适用性均比较差，而提供了一种操作便捷程度、通用性和适用性都比较好的磁扣脱扣装置以及相应的脱扣方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种磁扣自动脱扣装置，用于将第一物体与第二物体粘连并脱离，其特征在于：

所述第二物体外表面固定设置有第二磁片，所述第二磁片为一圆形多极磁片；

所述第一物体外表面设置有第一磁片，所述第一磁片为与所述第二磁片相同的圆形多极磁片；所述第一磁片中心位置面向所述第一物体的一侧固定设置有传动杆，所述第一磁片适于适于围绕所述传动杆的轴线旋转，所述传动杆通过减速装置与电动机的动力输出端连接；

所述电动机通过导线与开关、电池盒连接，所述开关控制电路的打开与闭合。

上述脱扣装置中，

所述第一物体外表面固定设置有第一导磁盘，所述第一导磁盘围绕所述第一磁片设置，且所述第一导磁盘上设置有至少一个凹槽；

所述第二物体外表面固定设置有第二导磁盘，所述第二导磁盘围绕所述第二磁片设置，且所述第二导磁盘上设置有与所述凹槽配合的凸起。

上述脱扣装置中，所述凹槽的形状为圆台形，所述凸起的形状为与所述凹槽相配合的圆台形。

上述脱扣装置中，所述凹槽的数量为两个，两个所述凹槽设置在所述第一导磁盘的两侧。

上述脱扣装置中，所述第二导磁盘上端设置有凸棱，所述凸棱的形状适于与所述第一导磁盘的上缘紧密贴合。

上述脱扣装置中，所述减速装置包括传动轮、第一减速齿轮组、第二减速齿轮组、第三减速齿轮组和蜗杆，所述传动杆、所述传动轮、所述第一减速齿轮组、所述第二减速齿轮组、所述第三减速齿轮组、所述蜗杆和所述电动机依次连接。

上述脱扣装置中，所述第一减速齿轮组与所述传动轮配合的齿轮为间歇齿轮，所述传动轮上设置有复位弹簧，且所述第二磁片固定的角度适于在所述传动轮复位时与所述第一磁片产生吸力。

一种利用上述脱扣装置进行脱扣的方法，包括以下步骤：

①当所述第一磁片与所述第二磁片贴合时，操作人员通过所述开关连通电路；

②电路接通，所述电动机的动力输出端输出转动力矩；

③转动力矩通过所述减速装置传递给所述传动轮，带动所述第一磁片围绕其自身圆心转动；

④所述第一磁片相对所述第二磁片发生转动，所述第一磁片与所述第二磁片之间吸力消失，同时产生斥力，所述第一磁片与所述第二磁片自动分离，实现所述第一物体与所述第二物体的分离。

上述脱扣方法中，所述第一物体外表面固定设置有所述第一导磁盘，所述第一导磁盘围绕所述第一磁片设置，且所述第一导磁盘上设置有至少一个所述凹槽；所述第二物体外表面固定设置有所述第二导磁盘，所述第二导磁盘围绕所述第二磁片设置，且所述第二导磁盘上设置有与所述凹槽配合的所述凸起；

此时，当所述步骤③实施时，所述第二导磁盘被所述凹槽、所述凸起固定，此时所述第二磁片相对所述第一导磁盘静止，所述第一磁片相对所述第一导磁盘转动，所述步骤④实施。

上述脱扣方法中，所述减速装置包括所述传动轮和所述第一减速齿轮组，所述第一减速齿轮组与所述传动轮配合的齿轮为间歇齿轮，所述传动轮上设置有所述复位弹簧，且所述第二磁片固定的角度适于在所述传动轮复位时与所述第一磁片产生吸力；

此时，在所述步骤④之后，还包括步骤⑤：所述间歇齿轮的轮齿通过后，所述传动轮在所述复位弹簧作用下复位，所述第一磁片在所述传动轮的带动下复位至初始位置。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

①本发明的脱扣装置及脱扣方法，第二物体外表面固定设置有第二磁片，第二磁片为一圆形多极磁片；第一物体外表面设置有第一磁片，第一磁片为与第二磁片相同的圆形多极磁片；第一磁片中心位置面向第一物体的一侧固定设置有传动杆，第一磁片适于围绕第一磁片的圆心旋转，传动杆通过减速装置与电动机的动力输出端连接；电动机通过导线与开关、电池盒连接，开关控制电路的打开与闭合。这样的设计，操作人员通过操作开关，控制电动机输出转动力矩，经过减速装置带动第一磁片旋转，从而使第一磁片和第二磁片之间产生斥力，使第一物体和第二物体自动分离。本发明的脱扣装置，只需要操作人员按动开关即可实现脱扣，不需要使用力量克服磁力，更不需要研究磁扣的结构特点，操作非常便捷；此外，磁扣的粘连力取决于磁铁的磁力，在粘连力不够时，可以通过提升磁铁的磁力实现粘连力的提升，提高了本脱扣装置的适用性；第三，本发明的脱扣装置，通过电控实现脱扣，可以在电控领域使用，通用性较好。

②本发明的脱扣装置及脱扣方法，第一物体外表面固定设置有第一导磁盘，第一导磁盘围绕第一磁片设置，且第一导磁盘上设置有至少一个凹槽；第二物体外表面固定设置有第二导磁盘，第二导磁盘围绕第二磁片设置，且第二导磁盘上设置有与凹槽配合的凸起。这样的设计，在第一磁片转动时，第二导磁盘被凹槽、凸起固定，此时第二磁片相对第一导磁盘静止，第一磁片相对第一导磁盘转动，而不会出现第二磁片被第一磁片带动旋转的情况出现，增加了脱扣装置的工作稳定性。

③本发明的脱扣装置及脱扣方法，凹槽的形状为圆台形，凸起的形状为与凹槽相配合的圆台形。这样的设计，在第一物体和第二物体粘连时，操作人员可以有一定的容错余地，即使略微偏转一些，也可以实现凸起和凹槽的配合。

④本发明的脱扣装置及脱扣方法，凹槽的数量为两个，两个凹槽设置在第一导磁盘的两侧。这样的设计，可以使得第一导磁盘和第二导磁盘固定得更加稳定，防止第一导磁盘和第二导磁盘发生相对位移。

⑤本发明的脱扣装置及脱扣方法，第二导磁盘上端设置有凸棱，凸棱的形状适于与第一导磁盘的上缘紧密贴合。这样的设计，凸棱在第一磁片和第二磁片向吸时为粘连提供了挂卡力，可以大幅度增加纵向拉力至数十倍，在一定程度上增加第一物体和第二物体粘连时的稳定性，从而进一步保证了第一物体和第二物体粘连时的稳定性。

⑥本发明的脱扣装置及脱扣方法，第一减速齿轮组与传动轮配合的齿轮为间歇齿轮，传动轮上设置有复位弹簧，且第二磁片固定的角度适于在传动轮复位时与第一磁片产生吸力。这样的设计，间歇齿轮的轮齿通过后，传动轮在复位弹簧作用下复位，第一磁片在传动轮的带动下复位至初始位置，便于下次使用，进一步增加了本脱扣装置的便捷性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明第一实施例中第一物体的结构示意图；

图2是图1中A-A’截面图；

图3是本发明第一实施例中第二物体的结构示意图；

图4是本发明第一实施例中第一磁片的磁极分布图；

图5是本发明第一实施例中第一减速齿轮组的结构示意图；

图6是本发明第二实施例中第一磁片的磁极分布图；

图7是本发明第二实施例中第一减速齿轮组的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-第一物体，2-第一导磁盘，3-第一磁片，4-凹槽，5-传动杆，6-复位弹簧，7-传动轮，8-第一减速齿轮组，9-第二减速齿轮组，10-第三减速齿轮组，11-蜗杆，12-电动机，13-开关，14-电池盒，15-第二物体，16-第二环行片，17-第二磁片，18-凸起，19-凸棱，20-轮齿。

具体实施方式

实施例一

如图1-5所示，是本发明的优选实施例，本实施例是一种磁扣自动脱扣装置及脱扣方法，用于将第一物体1与第二物体15粘连并脱离。

所述第一物体1包括第一导磁盘2、第一磁片3、传动杆5、减速装置、复位弹簧6、电动机12、开关13和电池盒14。所述第二物体15包括第二导磁盘16和第二磁片17。

所述第二磁片17固定设置在所述第二物体15的外表面，且所述第二磁片17为一圆形多极磁片。如图4所示，在本实施例中，所述第二磁片17的磁极为八极。进一步地，所述第二磁片17为圆形多极轴向充磁磁片。

所述第一磁片3设置在所述第一物体1的外表面，所述第一磁片3为与所述第二磁片17相同的圆形多极磁片；所述第一磁片3中心位置面向所述第一物体1的一侧固定设置有所述传动杆5，所述第一磁片3适于围绕所述传动杆5的轴线旋转，所述传动杆5通过减速装置与电动机12的动力输出端连接。在本实施例中，所述第一磁片3适于围绕其自身圆心旋转。

在本实施例中，所述减速装置包括传动轮7、第一减速齿轮组8、第二减速齿轮组9、第三减速齿轮组10和蜗杆11，所述传动杆5、所述传动轮7、所述第一减速齿轮组8、所述第二减速齿轮组9、所述第三减速齿轮组10、所述蜗杆11和所述电动机12依次连接。进一步地，所述第一减速齿轮组8与所述传动轮7配合的齿轮为间歇齿轮，所述传动轮7上设置有复位弹簧6，且所述第二磁片17固定的角度适于在所述传动轮7复位时与所述第一磁片3产生吸力。如图5所示，在本实施例中，所述第一减速齿轮组8与所述传动轮7配合的齿轮的轮齿占整个圆周长的1/8。

所述第一导磁盘2固定设置在所述第一物体1的外表面，所述第一导磁盘2围绕所述第一磁片3设置，且所述第一导磁盘2上设置有至少一个凹槽4；所述第二导磁盘16固定设置在所述第二物体15的外表面，所述第二导磁盘16围绕所述第二磁片17设置，且所述第二导磁盘16上设置有与所述凹槽4配合的凸起18。在本实施例中，所述第一导磁盘2、所述第二导磁盘16为圆环形，所述凹槽4的形状为圆台形，所述凸起18的形状为与所述凹槽4相配合的圆台形。进一步地，所述凹槽4的数量为两个，两个所述凹槽4设置在所述第一导磁盘2的两侧。

在本实施例中，所述第二导磁盘16上端设置有凸棱19，所述凸棱19的形状适于与所述第一导磁盘2的上缘紧密贴合。进一步地，所述凸棱19的宽度为10～50丝。进一步地，所述凸棱19的宽度为15丝。

所述电动机12通过导线与所述开关13、所述电池盒14连接，所述开关13控制电路的打开与闭合。

利用本实施例所述的脱扣装置的脱扣方法，包括以下步骤：

在所述第一物体1和所述第二物体15相互粘连时，所述第一磁片3与所述第二磁片17利用磁体异极向吸的原理产生吸力，实现所述第一磁片3与所述第二磁片17相互贴合。

①当所述第一磁片3与所述第二磁片17贴合时，操作人员通过所述开关13连通电路。

②电路接通，所述电动机12的动力输出端输出转动力矩。

③转动力矩通过所述减速装置传递给所述传动轮，带动所述第一磁片3围绕其自身圆心转动。此时所述第二导磁盘16被所述凹槽4、所述凸起18固定，此时所述第二磁片17相对所述第一导磁盘2静止，所述第一磁片3相对所述第一导磁盘2转动。

④所述第一磁片3相对所述第二磁片17发生转动，所述第一磁片3与所述第二磁片17之间吸力消失，同时产生斥力，所述第一磁片3与所述第二磁片17自动分离，实现所述第一物体1与所述第二物体15的分离。

⑤所述间歇齿轮的轮齿20通过后，所述传动轮7在所述复位弹簧6作用下复位，所述第一磁片3在所述传动轮7的带动下复位至初始位置。

实施例二

如图6-7所示，是本发明的另一实施例。

与实施例一不同，在本实施例中，所述第二磁片17、所述第一磁片3的磁极为四极。相应的，所述第一减速齿轮组8与所述传动轮7配合的齿轮的轮齿占整个圆周长的1/4。

在其他实施例中，所述第二磁片17、所述第一磁片3的磁极还可以为为六极、十极或其他，相应的，所述第一减速齿轮组8与所述传动轮7配合的齿轮的轮齿占整个圆周长的1/6、1/10或其他。此数据的改变并不影响本发明的发明目的。

在其他实施例中，所述凹槽4和所述凸起18的位置可以调换，此变化并不会影响本发明的发明目的。

在其他实施例中，所述凹槽4的数目还可以是一个、三个、四个或更多。

在其他实施例中，所述凸棱19的数量还可以为多个，所述凸棱19的位置也可以是围绕所述第一导磁盘2的其他位置。

在其他实施例中，所述减速装置还可以由其他形式构成，譬如变化减速齿轮组的数量、蜗轮替换为普通齿轮等，并不会影响本发明的发明目的。

在其他实施例中，所述凸棱19的宽度还可以是10丝、20丝、30丝、40丝、50丝或其他数值，所述凸棱19的宽度仅影响其提供挂卡力的大小，并不影响本发明目的的实现。

在其他实施例中，所述第一磁片3还可以围绕所述传动杆5的轴线进行偏心旋转，同样可以实现所述第一磁片3和所述第二磁片17之间形成同极相斥而脱扣。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种磁扣自动脱扣装置，用于将第一物体(1)与第二物体(15)粘连并脱离，其特征在于：

所述第二物体(15)外表面固定设置有第二磁片(17)，所述第二磁片(17)为一圆形多极磁片；

所述第一物体(1)外表面设置有第一磁片(3)，所述第一磁片(3)为与所述第二磁片(17)相同的圆形多极磁片；所述第一磁片(3)中心位置面向所述第一物体(1)的一侧固定设置有传动杆(5)，所述第一磁片(3)适于围绕所述传动杆(5)的轴线旋转，所述传动杆(5)通过减速装置与电动机(12)的动力输出端连接；

所述电动机(12)通过导线与开关(13)、电池盒(14)连接，所述开关(13)控制电路的打开与闭合；

所述减速装置包括传动轮(7)、第一减速齿轮组(8)、第二减速齿轮组(9)、第三减速齿轮组(10)和蜗杆(11)，所述传动杆(5)、所述传动轮(7)、所述第一减速齿轮组(8)、所述第二减速齿轮组(9)、所述第三减速齿轮组(10)、所述蜗杆(11)和所述电动机(12)依次连接；

所述第一减速齿轮组(8)与所述传动轮(7)配合的齿轮为间歇齿轮，所述传动轮(7)上设置有复位弹簧(6)，且所述第二磁片(17)固定的角度适于在所述传动轮(7)复位时与所述第一磁片(3)产生吸力；

所述第一物体(1)外表面固定设置有第一导磁盘(2)，所述第一导磁盘(2)围绕所述第一磁片(3)设置，且所述第一导磁盘(2)上设置有至少一个凹槽(4)；

所述第二物体(15)外表面固定设置有第二导磁盘(16)，所述第二导磁盘(16)围绕所述第二磁片(17)设置，且所述第二导磁盘(16)上设置有与所述凹槽(4)配合的凸起(18)。

2.根据权利要求1所述的脱扣装置，其特征在于：所述凹槽(4)的形状为圆台形，所述凸起(18)的形状为与所述凹槽(4)相配合的圆台形。

3.根据权利要求1所述的脱扣装置，其特征在于：所述凹槽(4)的数量为两个，两个所述凹槽(4)设置在所述第一导磁盘(2)的两侧。

4.根据权利要求1-3任一所述的脱扣装置，其特征在于：所述第二导磁盘(16)上端设置有凸棱(19)，所述凸棱(19)的形状适于与所述第一导磁盘(2)的上缘紧密贴合。

5.一种利用权利要求1-4任一所述脱扣装置进行脱扣的方法，其特征在于，包括以下步骤：

①当所述第一磁片(3)与所述第二磁片(17)贴合时，操作人员通过所述开关(13)连通电路；

②电路接通，所述电动机(12)的动力输出端输出转动力矩；

③转动力矩通过所述减速装置传递给所述传动轮，带动所述第一磁片(3)围绕其自身圆心转动；

④所述第一磁片(3)相对所述第二磁片(17)发生转动，所述第一磁片(3)与所述第二磁片(17)之间吸力消失，同时产生斥力，所述第一磁片(3)与所述第二磁片(17)自动分离，实现所述第一物体(1)与所述第二物体(15)的分离。

6.根据权利要求5所述的脱扣方法，其特征在于：所述第一物体(1)外表面固定设置有第一导磁盘(2)，所述第一导磁盘(2)围绕所述第一磁片(3)设置，且所述第一导磁盘(2)上设置有至少一个凹槽(4)；所述第二物体(15)外表面固定设置有第二导磁盘(16)，所述第二导磁盘(16)围绕所述第二磁片(17)设置，且所述第二导磁盘(16)上设置有与所述凹槽(4)配合的凸起(18)；

此时，当所述步骤③实施时，所述第二导磁盘(16)被所述凹槽(4)、所述凸起(18)固定，此时所述第二磁片(17)相对所述第一导磁盘(2)静止，所述第一磁片(3)相对所述第一导磁盘(2)转动，所述步骤④实施。

7.根据权利要求6所述的脱扣方法，其特征在于：在所述步骤④之后，还包括步骤⑤：所述间歇齿轮的轮齿(20)通过后，所述传动轮(7)在所述复位弹簧(6)作用下复位，所述第一磁片(3)在所述传动轮(7)的带动下复位至初始位置。