CN106640869A - 锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锁紧装置，包括插盒、插头、自复位锁芯及滚动锁块，自复位锁芯与插头在插头的中轴方向上滑动连接，插盒上设有可容纳插头及自复位锁芯插入的倒锥形锁孔，自复位锁芯上设有侧向开口的容置通孔，滚动锁块设于容置通孔内，自复位锁芯与插头之间设有相互配合的锁块导向机构，在插入锁紧状态下，滚动锁块突出于自复位锁芯的侧壁，并能卡住倒锥形锁孔的开口。本发明提供的锁紧装置，通过插头与锁芯的滑动配合，在插拔过程中，能够使得滚动锁块突出于锁芯或回缩进锁芯，进而达到通过控制插头与锁芯的相对滑动来控制锁紧装置的锁紧状态的目的，使得插拔过程便捷，锁紧力高，并且不对电子产品产生干扰。

Description

锁紧装置

技术领域

本发明属于连接件技术领域，更具体地说，是涉及一种锁紧装置。

背景技术

锁紧结构在许多领域都有广泛的应用，例如，无人机上云台相机的锁紧连接，将手机放置在展示柜上的锁紧连接装置，无线充电装置上用于固定手机的锁紧连接装置等。现有的锁紧装置有卡扣式快插结构、弹性体锁紧结构、永磁体锁紧结构等。卡扣式快插装置具有零件少，结构简单，操作方便等优势，但卡扣式快插装置在解除锁紧时操作不便；利用弹性体实现锁紧的受弹性体材料限制其插拔次数相对较少，且锁紧力相对较低；永磁体锁紧装置锁紧方便，但是对电子产品存在磁性干扰，具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁紧装置，旨在解决现有技术中用于连接固定移动终端的连接装置不能同时满足插拔便捷、锁紧力高及不对电子产品产生干扰的三项技术指标的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种锁紧装置，包括：插盒、插头、自复位锁芯及至少一个滚动锁块，所述自复位锁芯与所述插头在所述插头的中轴方向上滑动连接，所述插盒上设有可容纳所述插头及所述自复位锁芯插入的倒锥形锁孔，所述自复位锁芯上设有侧向开口的容置通孔，所述滚动锁块设于所述容置通孔内，所述自复位锁芯与所述插头之间设有相互配合的锁块导向机构，使所述滚动锁块能随着所述自复位锁芯的滑动沿所述插头的中轴方向及所述插头的径向方向滚动，在插入锁紧状态下，所述滚动锁块突出于所述自复位锁芯的侧壁，并能卡住所述倒锥形锁孔的开口。

进一步地，所述锁块导向机构为一组可调节间距的斜面机构。

进一步地，所述插头包括第一锁紧部、第一导向部及安装部，所述第一导向部的前端与所述第一锁紧部连接，后端与所述安装部连接，所述第一导向部中部设有与所述第一导向部中轴平行的导向通孔，所述第一锁紧部下部设有向一侧倾斜的斜顶，所述斜顶位于所述导向通孔上方。

进一步地，所述自复位锁芯包括第二锁紧部、第二导向部及自复位机构，所述第二导向部的前端与所述第二锁紧部连接，后端与所述自复位机构连接，所述第二导向部与所述导向通孔的形状相适配，并设于所述导向通孔内，所述第二锁紧部一侧设有与所述斜顶的倾斜面相配合的调节斜面，所述容置通孔设于所述第二锁紧部上。

进一步地，所述滚动锁块为滚针，所述容置通孔为喇叭状条形通孔，其长轴垂直于所述第二导向部的中轴，所述容置通孔的内侧开口位于所述调节斜面上，外侧开口位于所述第二锁紧部的外侧壁上，所述滚动锁块的外径小于所述内侧开口的宽度，且大于所述外侧开口的宽度。

进一步地，所述自复位机构包括导向杆、套装于所述导向杆外周的压簧及设于所述导向杆前端的限位凸起，所述限位凸起的前端与所述第二导向部的后端连接，所述压簧的前端能与所述限位凸起的后端面抵接，所述限位凸起的前端面能与所述安装部的后端面抵接。

进一步地，所述限位凸起的一侧还设有辅助解锁斜面。

进一步地，还包括与所述辅助解锁斜面相配合的辅助解锁臂。

进一步地，所述倒锥形锁孔的开口处还设有插入导向斜面。

进一步地，所述第一锁紧部的前端设有能覆盖所述第二锁紧部前端面的辅助插接凸起，所述辅助插接凸起的前端面为圆面。

本发明提供的锁紧装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明锁紧装置通过插头与锁芯的滑动配合，在插入或拔出的过程中，使得滚动锁块在滑动过程中具有平行于插头中轴方向及垂直于插头中轴方向两个分量，能够使得滚动锁块突出于锁芯或回缩进锁芯，进而达到通过控制插头与锁芯的相对滑动来控制锁紧装置的锁紧状态的目的，使得插拔过程便捷，锁紧力高，并且不对电子产品产生干扰。

附图说明

图1为本发明实施例提供的锁紧装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的插头、自复位锁芯及滚动锁块的装配立体结构示意图；

图3为图1的A向结构剖视图；

图4为本发明实施例提供的锁紧装置的装配使用状态图；

图5为图3中插盒的结构示意图；

图6为图5中插盒的立体结构示意图；

图7为图3中自复位锁芯及滚动锁块的装配结构示意图；

图8为图7中自复位锁芯及滚动锁块的装配结构立体图；

图9为图7中自复位锁芯立体结构示意图；

图10为图3中插头的结构示意图；

图11为图10中插头的立体结构示意图；

图12为本发明插入锁紧过程原理图；

图13为本发明解锁拔出过程原理图。

图中：1、插盒；2、插头；3、自复位锁芯；4、滚动锁块；5、倒锥形锁孔；6、容置通孔；7、第一锁紧部；8、第一导向部；9、安装部；10、导向通孔；11、斜顶；12、第二锁紧部；13、第二导向部；14、自复位机构；15、调节斜面；16、导向杆；17、压簧；18、限位凸起；19、辅助解锁斜面；20、辅助解锁臂；21、插入导向斜面；22、辅助插接凸起；23、前凸起；24、第一台面；25、第二台面。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图13，现对本发明提供的锁紧装置进行说明。所述锁紧装置，包括插盒1、插头2、自复位锁芯3及至少一个滚动锁块4，自复位锁芯3与插头在插头2的中轴方向上滑动连接，插盒1上设有可容纳插头2及自复位锁芯3插入的倒锥形锁孔5，自复位锁芯3上设有侧向开口的容置通孔6，滚动锁块4设于容置通孔6内，自复位锁芯3与插头2之间设有相互配合的锁块导向机构，使滚动锁块4能随着自复位锁芯3的滑动沿插头2的中轴方向及插头2的径向方向滚动。一般情况下，倒锥形锁孔5的开口宽度与插头2及自复位锁芯3在锁紧状态下的宽度相吻合，使得插头2及自复位锁芯3刚好能够插入倒锥形锁孔5中，在插入锁紧状态下，滚动锁块4受到锁块导向机构的调节作用而突出于自复位锁芯3的侧壁，并能卡住倒锥形锁孔5的开口。

本发明提供的锁紧装置，与现有技术相比，在插头2及自复位锁芯3之间设置锁块导向机构，通过插头2与自复位锁芯3的滑动配合，在插入或拔出时，与倒锥形锁孔5相配合，使得滚动锁块4在滑动过程中具有平行于插头2中轴方向及垂直于插头2中轴方向两个分量，能够使得滚动锁块4突出于自复位锁芯3或回缩进自复位锁芯3，进而达到通过控制插头2与自复位锁芯3的相对滑动来控制锁紧装置的锁紧状态的目的，在主要的锁紧结构中不使用卡扣式结构、弹性体材料或磁性吸附结构，使得插拔过程便捷，锁紧力高，并且不对电子产品产生干扰。

进一步地，请一并参阅图3至图13，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，锁块导向机构为一组可调节间距的斜面机构。采用可以相互远离或靠近的一组斜面进行导向，使得滚动锁块无需连接弹簧结构就能进行上述的同时具有平行于插头2中轴方向及垂直于插头2中轴方向两个分量的运动，使得锁块导向机构的使用寿命更长，性能更加稳定。

进一步地，请一并参阅图1至图4及图10至图11，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，为了实现上述具有可调节间距的斜面组的结构，插头包括第一锁紧部7、第一导向部8及安装部9，第一导向部8的前端与第一锁紧部7连接，后端与安装部连接9，第一导向部8中部设有与第一导向部8中轴平行的导向通孔10，第一锁紧部7下部设有向一侧倾斜的斜顶11，斜顶11位于导向通孔10上方。导向通孔10用于对自复位锁芯3的运动方向进行导向，其加工简单、成本低，导向准确，适用于多种尺寸的使用环境。斜顶11的斜面为上述具有可调节间距的斜面组结构的第一斜面。

进一步的，在安装部9上设有若干安装孔，用于与位于最外侧的第一台面24装配固定。

进一步地，请参阅图3至图4及图7至图9，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，与上述插头2的结构相配合的，自复位锁芯3包括第二锁紧部12、第二导向部13及自复位机构14，第二导向部13的前端与所述第二锁紧部12连接，后端与自复位机构14连接，第二导向部13与导向通孔1的形状相适配，并设于导向通孔10内，第二锁紧部12一侧设有与斜顶11的倾斜面相配合的调节斜面15，容置通孔6设于第二锁紧部12上。本实施例在装配时，插头2通过导向通孔10套装于第二导向部13的外部，调节斜面15位于斜顶11斜面的正下方，第二导向部13能够在导向通孔10内部稳定的沿导向通孔10的中轴线方向滑动，不晃动，使得调节斜面15能够准确的沿一直线靠近或远离斜顶11的斜面，当两个斜面相互远离时，处于解锁状态，当两个斜面相互靠近时，处于锁紧状态。自复位锁芯3还能为锁紧状态提供持续的锁紧力，即在自由状态下就能够保持两个斜面相互靠近的状态，进而保持锁紧状态，使得本发明的锁紧装置使用性能稳定，锁紧力高，不易松脱，并且，装置整体的体积小巧，固定一侧只需要露出锁头，外形更加美观。

进一步地，参阅图2至图4及图7至图9，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，为了实现滚动锁块4的滚动活动，将其滚动运动限制于与始终沿一条轴线，进而使得锁紧过程容易控制，并能使锁紧时的卡紧接触面积较大，滚动锁块4设置为滚针。同时，容置通孔6为喇叭状条形通孔，其长轴垂直于第二导向部13的中轴，容置通孔6的内侧开口位于调节斜面15上，外侧开口位于第二锁紧部12的外侧壁上，滚动锁块4的外径小于内侧开口的宽度，且大于外侧开口的宽度。在调节斜面15远离斜顶11时，滚针能够通过喇叭孔的导向顺势下滑，并同时向自复位锁芯3内部回缩，此时可实现插入或拔出的过程。在调节斜面15靠近斜顶11时，滚针能够通过喇叭孔的导向在斜顶11的推进力作用下上升，在外侧开口处被卡住，一部分会突出于第二锁紧部12的外壁，实现卡住倒锥形锁孔5的开口的所用，但滚针不会脱出第二锁紧部12，使用性能更加稳定。

进一步地，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，保证装配的强度及使用的稳定性，滚动锁块4与容置通孔6一一对应，避免了多个滚动锁块4在同一容置通孔中运动出现混乱，影响解锁或锁紧过程，也进一步降低了容置通孔6的加工难度。

进一步地，请参阅图1至图4及图7至9，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，自复位机构14包括导向杆16、套装于所述导向杆16外周的压簧17及设于导向杆16前端的限位凸起18，限位凸起18的前端与第二导向部13的后端连接，压簧17的前端能够与限位凸起18的后端面抵接，限位凸起18的前端面能与安装部9的后端面抵接。装配时，压簧17的后端与位于内侧的第二台面25抵接，第二台面25上设有能够容纳导向杆16通过的通孔或槽状的结构，进而实现自复位锁芯3整体在其轴线方向上的运动。在自由状态下，压簧17能够持续顶紧自复位锁芯3，进而使其保持锁紧状态。

进一步地，请参阅图1至图4及图7至9，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，限位凸起18的一侧还设有辅助解锁斜面19。在解锁时，需要外力作用，使自复位锁芯3整体向后移动，使得斜顶11与调节斜面15相互远离，因此，设置辅助解锁斜面19能够提供相对便捷的施力平台，便于解锁过程的操作。

进一步地，参阅图4，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，为了进一步方便解锁操作，还包括与辅助解锁斜面19相配合的辅助解锁臂20。辅助解锁臂20安装于第一台面24与第二台面25之间，其中轴与导向杆16的中轴相互垂直，通过调节辅助解锁臂20进行沿其轴线方向的移动，使其接触辅助解锁斜面19并进行挤压，进而使自复位锁芯3整体后移。

优选的，辅助解锁臂20与辅助解锁斜面19相接触的一端设有与辅助解锁斜面19倾斜度相吻合的辅助加强斜面，能够使得辅助解锁臂20的调节过程更加省力，调解效率更高。

进一步的，辅助解锁臂20可通过手动装置进行调节，当需要解锁时，人手需要长按与辅助解锁臂20相连的控制端；也可通过自动装置进行调节，当需要解锁时，人手只需触发其控制端，自动控制设备能持续推动辅助解锁臂20，调控效率更高。

进一步地，请参阅图3至图6，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，为了进一步方便插头2及自复位锁芯3的插入，倒锥形锁孔5的开口处还设有插入导向斜面21，其能够对插入物体进行初步导向。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，为了进一步提高锁紧力，并简化加工过程，倒锥形锁孔5的侧壁倾斜角β为5°-10°。

进一步地，请参阅图3至图6及图10至图11，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，第一锁紧部7的前端设有能覆盖第二锁紧部12前端面的辅助插接凸起22，辅助插接凸起22的前端面为圆面。由于自复位锁芯3的前部的第二锁紧部12厚度较薄且开设有容置通孔，插入时直接与插盒1接触碰撞容易对其造成损伤，通过辅助插接凸起22的包覆，自复位锁芯3的前端能够得到更好的保护。辅助插接凸起22的圆形前端面能够进一步与插入导向斜面21相配合，提高插入对准的效率，进而使插接过程更加便捷。

进一步地，作为本发明提供的锁紧装置的一种具体实施方式，斜顶11的倾斜面与导向通孔10内壁的夹角(即斜顶11的倾斜角度)为15°-35°。这一角度能够保证斜面的导向效果，进而保证解锁及锁定过程顺利进行，还能够使自复位锁芯3及插头2被设计的更加轻薄，占用空间更小，装置整体更加美观。

进一步的，插盒1上设有相应的连接固定结构，便于与被锁紧件连接，也可以直接设置于被锁紧件上。

进一步的，如前述，与插头2及自复位锁芯3相配合的连接部需要有两个安装台面，即外层的第一台面24，用于固定插头2，及内层的第二台面25，用于为压簧17提供施力平面，并能容纳导向杆16的往复运动。

插入锁紧过程，参阅图12：

本实施例中，当需要连接时，插头2一侧固定，倒锥形锁孔5及相连的被锁紧件向下移动，插头2开始插入倒锥形锁孔5中。插头2中的滚针首先与倒锥形锁孔5口部的插入导向斜面21接触，由于倒锥形锁孔5口部小于此处插头2、自复位锁芯3及滚针暴露部位的总体宽度，插头2、自复位锁芯3及滚针无法通过；在插入导向斜面21的挤压作用下，滚针带动自复位锁芯3向下移动压缩底部的压簧17，调节斜面15开始远离斜顶21；自复位锁芯3下向移动的同时滚针沿容置通孔6的斜面向左下移动；当移动到一定位置后，滚针完全位于自复位锁芯3内部，插头2及自复位锁芯3能够继续插入倒锥形锁孔5中，调节斜面15开始靠近斜顶21；由于孔腔内口部小内部大，倒锥形锁孔5向下移动的同时，滚针又沿孔腔侧壁向右移动，至到插头2插入到限定的位置完成插入连接动作。

在连接状态下，由于倒锥形锁孔5孔腔侧壁与插头2及自复位锁芯3的外壁之间具有一定的夹角，向上拔出插盒1时，滚针在倒锥形锁孔5的内腔中越挤越紧，实现锁紧功能。锁紧后，没有外力推动辅助解锁斜面19的情况下，插盒1与插头2不会分离，锁紧力可靠。

解锁拔出过程，参阅图13：

本实施例中，当需要解锁时，带动插盒1向下轻微移动，滚针沿倒锥形锁孔5的孔腔向下向右移动与插头2斜面分离，随后，调节辅助解锁臂20挤压辅助解锁斜面19，自复位锁芯3向下移动，调节斜面15开始远离斜顶21，滚针沿倒锥形锁孔5的孔腔向下向左移动，进一步与插头2斜面分离并向自复位锁芯3内部回缩；然后，向上拔出插盒1，滚针在孔腔侧壁作用下，向左移动，当滚针完成进入自复位锁芯3时，倒锥形锁孔5可以从插头2中顺利拔出，完成解锁动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.锁紧装置，其特征在于：包括插盒、插头、自复位锁芯及至少一个滚动锁块，所述自复位锁芯与所述插头在所述插头的中轴方向上滑动连接，所述插盒上设有可容纳所述插头及所述自复位锁芯插入的倒锥形锁孔，所述自复位锁芯上设有侧向开口的容置通孔，所述滚动锁块设于所述容置通孔内，所述自复位锁芯与所述插头之间设有相互配合的锁块导向机构，使所述滚动锁块能随着所述自复位锁芯的滑动沿所述插头的中轴方向及所述插头的径向方向滚动，在插入锁紧状态下，所述滚动锁块突出于所述自复位锁芯的侧壁，并能卡住所述倒锥形锁孔的开口。

2.如权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于：所述锁块导向机构为一组可调节间距的斜面机构。

3.如权利要求2所述的锁紧装置，其特征在于：所述插头包括第一锁紧部、第一导向部及安装部，所述第一导向部的前端与所述第一锁紧部连接，后端与所述安装部连接，所述第一导向部中部设有与所述第一导向部中轴平行的导向通孔，所述第一锁紧部下部设有向一侧倾斜的斜顶，所述斜顶位于所述导向通孔上方。

4.如权利要求3所述的锁紧装置，其特征在于：所述自复位锁芯包括第二锁紧部、第二导向部及自复位机构，所述第二导向部的前端与所述第二锁紧部连接，后端与所述自复位机构连接，所述第二导向部与所述导向通孔的形状相适配，并设于所述导向通孔内，所述第二锁紧部一侧设有与所述斜顶的倾斜面相配合的调节斜面，所述容置通孔设于所述第二锁紧部上。

5.如权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于：所述滚动锁块为滚针，所述容置通孔为喇叭状条形通孔，其长轴垂直于所述第二导向部的中轴，所述容置通孔的内侧开口位于所述调节斜面上，外侧开口位于所述第二锁紧部的外侧壁上，所述滚动锁块的外径小于所述内侧开口的宽度，且大于所述外侧开口的宽度。

6.如权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于：所述自复位机构包括导向杆、套装于所述导向杆外周的压簧及设于所述导向杆前端的限位凸起，所述限位凸起的前端与所述第二导向部的后端连接，所述压簧的前端能与所述限位凸起的后端面抵接，所述限位凸起的前端面能与所述安装部的后端面抵接。

7.如权利要求6所述的锁紧装置，其特征在于：所述限位凸起的一侧还设有辅助解锁斜面。

8.如权利要求7所述的锁紧装置，其特征在于：还包括与所述辅助解锁斜面相配合的辅助解锁臂。

9.如权利要求3所述的锁紧装置，其特征在于：所述倒锥形锁孔的开口处还设有插入导向斜面。

10.如权利要求9所述的锁紧装置，其特征在于：所述第一锁紧部的前端设有能覆盖所述第二锁紧部前端面的辅助插接凸起，所述辅助插接凸起的前端面为圆面。