CN112814997A - 一种多向调节自锁支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多向调节自锁支撑结构，包括固定部、转动支撑部和滑动部，固定部和转动支撑部之间连接有铰接部，铰接部包括铰接块和两个自锁铰接机构，两自锁铰接机构分别将固定部和转动支撑部与铰接块连接，以使转动支撑部支撑在固定部上，并允许转动支撑部分别绕铰接块和固定部转动，转动支撑部与滑动部之间通过自锁定直线滑动机构连接，以允许滑动部在转动支撑部上滑动和定位。本发明的有益效果：能实现转动支撑部的自转动以及相对固定部的转动以及角度定位，滑动部又能在可移动部支撑部上进行滑动调节和定位，从而实现滑动部相对固定部的多角度和多姿态自锁调节，具有结构简单、方便调节、易于使用的优点。

Description

一种多向调节自锁支撑结构
技术领域
本发明属于机械转动连接技术领域，具体涉及一种多向调节自锁支撑结构。
背景技术
在一些产品上，特定部件需要进行转动调节以改变其角度，同时需要滑动调节以改变长度或进行升降，同时在每个姿态下均需要锁定，以满足使用要求。常见的实现这种功能的结构为：采用转动连接与锁定机构相结合的方式，实现两个部件之间的相对转动调节和定位；采用滑动连接与锁定机构相结合的方式实现两个部件之间的相对滑动调节和定位。例如，为提高使用舒适性，座椅头枕常设计为可以在竖直面内转动进行角度调节。然而现有技术中这类角度调节结构均较为复杂。此外，为实现座椅头枕高度调节，座椅头枕与座椅靠背之间还常设置升降机构。然而，当有限空间内有超过一个转动连接结构以及滑动机构时，分别设计锁定装置则过于复杂，并且占用较多安装空间，影响其他部件的设计和安装。此外，对于转动连接或滑动连接处受力不大的情形，设置锁定机构并非必要，会导致成本上升，既不经济，也不紧凑。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多向调节自锁支撑结构。
其技术方案如下：
一种多向调节自锁支撑结构，其关键在于，包括固定部、转动支撑部和滑动部；
所述固定部和转动支撑部之间连接有铰接部，所述铰接部包括铰接块和两个自锁铰接机构，所述自锁铰接机构分别为第一自锁铰接机构和第二自锁铰接机构，其中第一自锁铰接机构连接所述固定部和所述铰接块，所述第二自锁铰接机构连接所述转动支撑部和所述铰接块，以使所述转动支撑部支撑在所述固定部上，并允许所述转动支撑部分别绕所述铰接块和所述固定部转动；
所述转动支撑部与所述滑动部之间通过自锁定直线滑动机构连接，以允许所述滑动部在所述转动支撑部上滑动和定位。
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过自锁铰接机构将转动支撑部以及滑动部支撑在固定部上，并实现转动支撑部的自转动以及相对固定部的转动以及角度定位，能够在转动范围内连续调节，滑动部又能在可移动部支撑部上进行滑动调节和定位，从而实现滑动部相对固定部的多角度和多姿态自锁调节，具有结构简单、方便调节、易于使用的优点。
附图说明
图1为本发明的第一个视角的结构示意图；
图2为本发明的第二个视角的结构示意图；
图3为图2中m1部放大图；
图4为本发明移除滑动部后的结构示意图；
图5为图4的另一个视角的示意图；
图6为图5中A-A剖面图；
图7为图5的右视图；
图8为图7中B-B剖面图；
图9为转轴固定座的结构示意图；
图10为铰接部与转轴的连接结构示意图；
图11为图10的左视图；
图12为图11的C-C剖面图；
图13为图1的左视图；
图14为图13的D-D剖面图；
图15为图14中m2部的放大图；
图16为13的E-E剖面图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1、2和13所示，一种多向调节自锁支撑结构，包括固定部200、转动支撑部300和滑动部400。所述固定部200和转动支撑部300之间连接有铰接部100，所述铰接部100包括铰接块110和两个自锁铰接机构，所述自锁铰接机构分别为第一自锁铰接机构和第二自锁铰接机构，其中第一自锁铰接机构连接所述固定部200和所述铰接块110，所述第二自锁铰接机构连接所述转动支撑部300和所述铰接块110，以使所述转动支撑部300支撑在所述固定部200上，并允许所述转动支撑部300分别绕所述铰接块110和所述固定部200转动。
所述转动支撑部300与所述滑动部400之间通过自锁定直线滑动机构连接，以允许所述滑动部400在所述转动支撑部300上滑动和定位。所述自锁定直线滑动机构包括滑槽410，该滑槽410开设在所述滑动部400上，该滑槽410内滑动设有所述转动支撑部300，所述转动支撑部300与所述滑槽410之间设有滑动定位机构和防脱滑动机构，其中所述滑动定位机构用于使所述转动支撑部300与所述滑槽410相对锁定，所述防脱滑动机构用于将所述转动支撑部300限定在所述滑槽410内，防止转动支撑部300从滑槽410脱出。
如图4～8所示，所述自锁铰接机构包括轴套120和转轴，所述第一自锁铰接机构的转轴为第一转轴210，该第一转轴210固定设置在所述固定部200上；所述第二自锁铰接机构的转轴为第二转轴310，该第二转轴310固定设置在所述转动支撑部300上。两个所述转轴的轴心线相互平行。所述第一自锁铰接机构和第二自锁铰接机构的轴套120均固定连接在所述铰接块110上，两个所述轴套120分别连接在所述铰接块110的两个相对面上。
所述固定部200包括两个转轴固定座220，两个所述转轴固定座220正对设置，两个转轴固定座220之间通过所述第一转轴210连接。
如图9，所述转轴固定座220包括安装板221和转轴固定块，所述转轴固定块两边分别一体成型有一块所述安装板221，两块所述安装板221分居于所述第一转轴210两侧。所述第一转轴210的两端分别与相应的所述转轴固定块固定连接。
所述安装板221的厚度小于所述转轴固定块。所述安装板221的一个侧面为安装平面228，两个所述转轴固定座220的安装平面228的朝向一致，且与所述第一转轴210轴心线平行，所述安装板221的另一侧面与所述转轴固定块之间设有加强筋225。
如图5、6和9，所述转轴固定块包括同心设置的外筒222和内筒223，所述外筒222和内筒223之间径向连接有至少两个支撑肋224，所有所述支撑肋224环绕所述内筒223环向均匀分布，所述支撑肋224之间的腔隙形成减重孔，减重孔开口于转轴固定块的背向第一转轴210的侧面上。
所述外筒222和内筒223的内端连接有向内伸出的内支撑块226，所述内支撑块226的截面小于所述外筒222截面尺寸。所述第一转轴210的两端分别固定插设在相应的所述内支撑块226内。
所述外筒222两端分别与所述安装板221之间设有一个所述加强筋225，所述加强筋225的高度从所述外筒222到所述安装板221的方向逐渐降低，所述加强筋225与所述外筒222外壁之间平滑过渡连接。
如图10～12，每个所述轴套120包括至少两个弹性环121，所有所述弹性环121同中心线设置，并沿着相应的所述转轴长度方向平行排布，同一个所述轴套120内任意相邻的两个所述弹性环121相贴靠，以形成所述轴套120。所述弹性环121抱紧在所述转轴上以自锁。
所述弹性环121还连接有延伸段122，所述延伸段122沿着所述转轴的径向设置，同一个所述轴套120的所述延伸段122平行排布，并与所述铰接块110连接。
所述弹性环121和延伸段122由同一根钢丝弯曲而成，其中绕制成所述弹性环121的钢丝段环向弯曲使其两端相互靠近，以抱紧在相应的所述转轴上。所述延伸段122对应所述铰接块110的一端弯曲以形成弯折段123，该弯折段123包埋在所述铰接块110内。
绕制成所述弹性环121的钢丝段环绕所述转轴超过一圈，可以不超过两圈。这样设计的目的在于，当弹性环121受力发生径向或环向变形时，由于钢丝段环绕转轴超过一圈，因而可以提供变形让位冗余，防止弹性环121脱离转轴。
本实施例中，所述铰接块110呈矩形板状，两个所述轴套120分别位于所述铰接块110的两端面外，两个所述轴套120的孔心线均与所述铰接块110的侧面平行，所有延伸段122也与所述铰接块110的侧面平行。所述弯折段123位于同一平面内并呈“7”字形，同一个所述轴套120连接的所有所述弯折段123平行排布在所述铰接块110内，所述弯折部123与所述转轴的轴心线位于同一平面内。所有所述弯折部123平行排布在模具内，经注塑形成铰接块110。
如图5、7和8，所述铰接块110外设有装饰壳体130，所述装饰壳体130包括一体成型的铰接块装饰盖131和铰链装饰盖132，其中所述铰接块装饰盖131遮挡所述铰接块110的侧面并与其连接，所述铰接块装饰盖131向所述轴套120延伸并连接所述铰链装饰盖132，所述铰链装饰盖132呈弧面形，所述铰链装饰盖132遮挡所述轴套120并与其分隔设置。
所述装饰壳体130有两块，两块所述装饰壳体130相互正对卡扣连接，以从两侧遮挡所述铰接块110和所述轴套120。所述铰接块装饰盖131呈平板状，所述铰接块装饰盖131正对所述铰接块110的相应侧面，所述铰接块装饰盖131向所述铰链装饰盖132延伸并遮挡所述延伸段122，所述铰接块装饰盖131的边缘与所述铰链装饰盖132的直线边连接。
所有所述弯折段123均排布于所述铰接块110的中心区域，在铰接块110的边缘区域贯穿有让位孔111。所述装饰壳体130上正对所述让位孔111设有卡扣133，两个所述装饰壳体130的卡扣133相对穿设在所述让位孔111内并卡合连接。
如图5、7和9，所述内支撑块226上设有限位块227，所述限位块227靠近所述第一转轴210端部，所述限位块227设有与第一转轴210的轴心线平行的限位面。限位块227与靠近其的所述铰链装饰盖132组成转动限位结构，当相应的铰链装饰盖132边缘抵靠限位面时实现限位。
装饰壳体130既对铰接部100起到遮挡装饰和防护作用，又与限位块227配合，起到限位作用。
本实施例中，轴套120的结构特点使得转动支撑部300在受到一定大小的扭力或推力时，若扭力或推力能够克服轴套120与第一转轴210或第二转轴310之间的摩擦力，则转动支撑部300能绕第一转轴210或第二转轴310转动，同时又能在外力撤除或减小后自锁。多根钢丝弯曲后排布组成的轴套120以及其连接的延伸段122被装饰壳体130所遮挡。
如图2、3和13～16所示，所述滑动定位机构包括定位齿条430和弹性定位件330。所述定位齿条430沿着所述转动支撑部300的滑动方向设置在所述滑槽410的内壁。所述弹性定位件330设置在所述转动支撑部300的表面，并正对所述定位齿条430，所述弹性定位件330上设有定位凸起，该定位凸起卡在所述定位齿条430的任意相邻两个齿间间隙里以实现锁定，当滑动部400受到沿着其滑动方向的力使所述弹性定位件330变形时，定位凸起退出定位齿条430的齿间间隙从而解锁。
防脱滑动机构包括限位卡槽420和限位卡块320。所述限位卡槽420沿着滑动部400的滑动方向延伸，所述限位卡槽420内滑动设置有限位卡块320，以将所述转动支撑部300限定在所述滑槽410内。
如图15和16所示，本实施例中，所述转动支撑部300呈长条块状，所述转动支撑部300的两端分别朝向滑槽410的两侧槽壁。在所述滑槽410的两侧槽壁分别设置有一个所述定位齿条430，两个所述定位齿条430平行正对。所述滑槽410的两侧槽壁分别开设有一条所述限位卡槽420，两条所述限位卡槽420平行正对。其中，定位齿条430靠近滑槽410的槽口，限位卡槽420靠近滑槽410的槽底，以保证限位卡槽420的强度。
如图2、3、14和15所示，所述转动支撑部300两端对应两个所述限位卡槽420分别一体成型有一个所述限位卡块320。
如图4和15，所述限位卡块320上开设有若干滚珠容纳腔，所述滚珠容纳腔位于所述限位卡槽420内，所述滚珠容纳腔分别开口于所述限位卡块320朝向所述限位卡槽420的槽底和槽壁的表面。所述滚珠容纳腔内嵌设有滚珠321，所述滚珠容纳腔的内壁与所述滚珠321相适应，所述滚珠321的表面凸出于所述滚珠容纳腔的开口，并贴靠所述限位卡槽420的槽底和槽壁。
所述滚珠容纳腔朝向所述限位卡槽420任意一侧槽壁的开口由内到外逐渐扩大，至其外端内径大于所述滚珠321的直径，以便于滚珠321安装到滚珠容纳腔内。
本实施例中，如图4和16所示，所述弹性定位件330为簧片，所述簧片呈条状，所述簧片顺着所述定位齿条430的走向设置。在所述转动支撑部300两端面上各开设有一个簧片安装槽340，簧片安装槽340内设置有所述簧片，所述簧片的两端分别为固定端和滑动端，所述固定端和滑动端贴靠所述簧片安装槽340的槽底。其中，固定端与簧片安装槽340的槽底固定连接，滑动端被限定沿着簧片安装槽340的槽底滑动，所述簧片的中部弯曲并向所述定位齿条430凸出以形成所述定位凸起。定位凸起伸出所述簧片安装槽340并抵靠相应的定位齿条430。簧片的定位凸起部分呈V字形或U字形，定位凸起的开口朝向所述转动支撑部300，所述簧片的凸起部分的顶点处圆滑过渡。
对滑动端的具体约束方式为：如图4和16所示，转动支撑部300上开设有限位孔350，该限位孔350位于所述簧片安装槽340靠近所述滑动端的端部，所述限位孔350的一端与所述簧片安装槽340连通，另一端开口于所述转动支撑部300表面。限位孔350的一面孔壁与所述簧片安装槽340的槽底平齐，限位孔350内活动穿设有所述滑动端。
本发明主要依靠限位卡槽420和限位卡块320组成的滑动机构对转动支撑部300进行约束，防止转动支撑部300从滑槽410脱出，并具体采用滚珠321吸收限位卡块320与限位卡槽420的间隙，并降低摩擦力，延长使用寿命。使用时，转动支撑部300保持相对固定，滑块座400可滑动调节。在调整转动支撑部300的位置时，用力推动二者其中一个，簧片发生变形从而退出定位齿条430的齿间间隙，实现解锁；当外力撤除或者减小到不能使簧片的定位凸起退出定位齿条430的齿间间隙时，滑块座400或转动支撑部300保持锁定。采用这种自锁式直线滑动结构，可以非常方便地实现锁定和解锁滑动。
第二转轴310沿着转动支撑部300的长度方向设置，并位于转动支撑部300对应滑槽410槽口的面上。这样能够承受径向压力从而支撑转动支撑部300和滑动部400。
本实施例的一个应用场景是作为头枕安装在座椅靠背上的连接结构。转轴固定座220安装在座椅靠背上，转轴固定座220的安装平面228贴靠座椅靠背，第一转轴210、第二转轴310和转动支撑部300均沿着水平方向设置，滑动部400在转动支撑部300上竖向滑动，滑动部400作为头枕背板，用于安装头枕组件。安装完成后，可以独立实现三种调节：一是在竖向面内头枕的自转以调节其角度，二是调节头枕相对靠背的角度以及头枕相对靠背的前后方向的距离，三是头枕升降。本使用新型的三处调节极大地丰富了头枕的姿态，均可以实现自锁定，使用非常方便。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：包括固定部(200)、转动支撑部(300)和滑动部(400)；
所述固定部(200)和转动支撑部(300)之间连接有铰接部(100)，所述铰接部(100)包括铰接块(110)和两个自锁铰接机构，所述自锁铰接机构分别为第一自锁铰接机构和第二自锁铰接机构，其中第一自锁铰接机构连接所述固定部(200)和所述铰接块(110)，所述第二自锁铰接机构连接所述转动支撑部(300)和所述铰接块(110)，以使所述转动支撑部(300)支撑在所述固定部(200)上，并允许所述转动支撑部(300)分别绕所述铰接块(110)和所述固定部(200)转动；
所述转动支撑部(300)与所述滑动部(400)之间通过自锁定直线滑动机构连接，以允许所述滑动部(400)在所述转动支撑部(300)上滑动和定位。
2.根据权利要求1所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述自锁铰接机构包括轴套(120)和转轴，所述轴套(120)包括至少一个弹性环(121)，所述弹性环(121)抱紧在所述转轴上以自锁。
3.根据权利要求2所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述第一自锁铰接机构的转轴为第一转轴(210)，该第一转轴(210)固定设置在所述固定部(200)上；
所述第二自锁铰接机构的转轴为第二转轴(310)，该第二转轴(310)固定设置在所述转动支撑部(300)上，两个所述转轴的轴心线相互平行；
所述第一自锁铰接机构和第二自锁铰接机构的轴套(120)均固定连接在所述铰接块(110)上，两个所述轴套(120)分别连接在所述铰接块(110)的两个相对面上。
4.根据权利要求3所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：每个所述轴套(120)包括至少两个弹性环(121)，所有所述弹性环(121)同中心线设置，并沿着相应的所述转轴长度方向排布，以形成所述轴套(120)；
所述弹性环(121)还连接有延伸段(122)，所述延伸段(122)沿着所述转轴的径向设置，同一个所述轴套(120)的所述延伸段(122)平行排布，并与所述铰接块(110)连接；
同一个所述轴套(120)内任意相邻的两个所述弹性环(121)相贴靠。
5.根据权利要求4所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述弹性环(121)和延伸段(122)由同一根钢丝弯曲而成，其中绕制成所述弹性环(121)的钢丝段环向弯曲使其两端相互靠近，以抱紧在相应的所述转轴上；
所述延伸段(122)对应所述铰接块(110)的一端弯曲以形成弯折段(123)，该弯折段(123)包埋在所述铰接块(110)内。
6.根据权利要求5所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述铰接块(110)呈矩形板状，两个所述轴套(120)分别位于所述铰接块(110)的两端面外，两个所述轴套(120)的孔心线均与所述铰接块(110)的侧面平行；
所述铰接块(110)外设有装饰壳体(130)，所述装饰壳体(130)包括一体成型的铰接块装饰盖(131)和铰链装饰盖(132)，其中所述铰接块装饰盖(131)遮挡所述铰接块(110)的侧面并与其连接，所述铰接块装饰盖(131)向所述轴套(120)延伸并连接所述铰链装饰盖(132)，所述铰链装饰盖(132)呈弧面形，所述铰链装饰盖(132)遮挡所述轴套(120)并与其分隔设置；
所述装饰壳体(130)有两块，两块所述装饰壳体(130)相互正对卡扣连接，以从两侧遮挡所述铰接块(110)和所述轴套(120)；
所述铰接块(110)上贯穿有让位孔(111)，所述装饰壳体(130)上正对所述让位孔(111)设有卡扣(133)，两个所述装饰壳体(130)的卡扣(133)相对穿设在所述让位孔(111)内并卡合连接。
7.根据权利要求6所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述固定部(200)包括两个转轴固定座(220)，两个所述转轴固定座(220)正对设置，两个转轴固定座(220)之间通过所述第一转轴(210)连接；
所述转轴固定座(220)上设有限位块(227)，所述限位块(227)靠近所述第一转轴(210)端部，所述限位块(227)与靠近其的所述铰链装饰盖(132)组成转动限位结构，当相应的所述铰链装饰盖(132)边缘抵靠所述限位块(227)时实现限位。
8.根据权利要求1所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述自锁定直线滑动机构包括滑槽(410)，该滑槽(410)开设在所述滑动部(400)上，该滑槽(410)内滑动设有所述转动支撑部(300)，所述转动支撑部(300)与所述滑槽(410)之间设有滑动定位机构和防脱滑动机构，其中所述滑动定位机构用于使所述转动支撑部(300)与所述滑槽(410)相对锁定，所述防脱滑动机构用于将所述转动支撑部(300)限定在所述滑槽(410)内。
9.根据权利要求8所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述滑动定位机构包括定位齿条(430)和弹性定位件(330)；
所述定位齿条(430)沿着所述转动支撑部(300)的滑动方向设置在所述滑槽(410)的内壁；
所述弹性定位件(330)设置在所述转动支撑部(300)的表面，并正对所述定位齿条(430)，所述弹性定位件(330)上设有定位凸起，该定位凸起卡在所述定位齿条(430)的任意相邻两个齿间间隙里以实现锁定，当所述转动支撑部(300)受到的沿着其滑动方向的力使所述弹性定位件(330)变形时，所述定位凸起退出所述定位齿条(430)的齿间间隙从而解锁；
所述防脱滑动机构包括限位卡槽(420)和限位卡块(320)，所述限位卡槽(420)设置在所述滑槽(410)内壁，所述限位卡槽(420)沿着所述定位齿条(430)的长度方向延伸，所述限位卡槽(420)内滑动设置有所述限位卡块(320)，所述限位卡块(320)与所述转动支撑部(300)固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种多向调节自锁支撑结构，其特征在于：所述滑槽(410)的两侧槽壁上分别设置有一个所述定位齿条(430)；
所述转动支撑部(300)上对应两个所述定位齿条(430)分别开设有簧片安装槽(340)，该簧片安装槽(340)内设置有所述簧片，所述簧片呈条状，所述簧片顺着所述定位齿条(430)的走向设置；
所述簧片的两端贴靠分别所述簧片安装槽(340)的槽底，所述簧片的两端分别为固定端和滑动端，所述固定端与所述簧片安装槽(340)的槽底固定连接，所述滑动端被限定沿着所述簧片安装槽(340)的槽底滑动；
所述簧片的中部弯曲并向所述定位齿条(430)凸出以形成所述定位凸起，所述定位凸起伸出所述簧片安装槽(340)；
所述滑槽(410)的两侧槽壁分别开设有一条所述限位卡槽(420)，两条所述限位卡槽(420)正对，两条所述限位卡槽(420)均与所述定位齿条(430)平行；
所述转动支撑部(300)上对应两个所述限位卡槽(420)分别设有一个所述限位卡块(320)，每个所述限位卡块(320)上分别开设有至少两个滚珠容纳腔，所述滚珠容纳腔位于所述限位卡槽(420)内，所述滚珠容纳腔分别开口于所述限位卡块(320)朝向所述限位卡槽(420)的槽底和槽壁的表面；
所述滚珠容纳腔内嵌设有滚珠(321)，所述滚珠容纳腔的内壁与所述滚珠(321)相适应，所述滚珠(321)的表面凸出于所述滚珠容纳腔的开口，并贴靠所述限位卡槽(420)的槽底和槽壁。
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