CN112894778A - 一种切向锁紧式手动快换连接器及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切向锁紧式手动快换连接器及使用方法，连接器包括包括快换公端及与所述快换公端相适配的快换母端，所述快换公端包括公端主体，所述公端主体的外表面为台阶轴形状，内部沿轴向方向开有内孔；所述公端主体一端为用于与端拾器连接的连接端，另一端为与所述快换母端连接锁紧的插柱端，且前端带有倒角；所述快换母端包括母端主体，公端主体的插柱端与母端插孔配合连接；弹性锁紧插销总成安装在母端主体的弹性锁紧插销安装孔内，自定心切向锁紧总成安装在母端主体的自定心切向锁紧总成安装孔内。本发明结构简单、连接可靠、操作便捷、成本低。

Description

一种切向锁紧式手动快换连接器及使用方法

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，尤其涉及一种切向锁紧式手动快换连接器及使用方法。

背景技术

随着自动化技术的不断发展，汽车冲压生产线趋于自动化生产成为一种必然趋势。为了满足自动化生产效率，需要在机器人或机械手臂上安装一种快速连接器，用于在冲压自动化生产线的机器人或机械手臂上，用来连接拾取元器件(如气动夹钳、真空吸盘、磁性吸盘等)拾取料片，实现自动化设备与拾取元器件(如气动夹钳、真空吸盘、磁性吸盘等)快速安装拆卸。但目前国内冲压多工位自动化生产线采用的快速连接器主要来自于国外的BILSON、NOGREN、DESTACO等品牌，因结构复杂，所以产品价格和后期维护费用都相对较高，而且故障率较高；目前市场上其他连接器产品成本高，后期维护费用也高，产品体积大，操作复杂。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种切向锁紧式手动快换连接器及使用方法，具有结构简单、连接可靠、操作便捷、成本低的特点。

一种切向锁紧式手动快换连接器，包括快换公端及与所述快换公端相适配的快换母端，所述快换公端包括公端主体，所述公端主体的外表面为台阶轴形状，内部沿轴向方向开有内孔；所述公端主体一端为用于与端拾器连接的连接端，另一端为与所述快换母端连接锁紧的插柱端，且前端带有倒角；所述插柱端中部设置锁紧孔，所述锁紧孔与公端主体的轴线垂直；

所述快换母端包括母端主体、弹性锁紧插销总成、自定心切向锁紧总成，在母端主体上开设有母端插孔，公端主体的插柱端与母端插孔配合连接；在母端主体侧壁靠近与插柱端处与母端插孔的轴线等高处垂直开设有弹性锁紧插销安装孔，与所述锁紧孔高度一致，弹性锁紧插销总成安装在弹性锁紧插销安装孔内，弹性锁紧插销总成的末端可伸缩；所述母端主体上远离母端插孔的插入端高于母端轴线垂直开设有自定心切向锁紧总成安装孔，自定心切向锁紧总成安装在自定心切向锁紧总成安装孔内从径向锁紧连接器；在母端主体上位于自定心切向锁紧总成安装孔上部开设有螺纹孔。

所述公端主体与端拾器连接的连接端为夹箍端或圆柱端。

所述夹箍端的轴线与内孔的轴线平行或垂直。

所述公端主体的轴肩平面上设置有定位销；所述母端主体与公端主体连接的对接端面上开设有定位销孔，与所述快换公端的定位销相配合。

所述弹性锁紧插销总成包括壳体、锁紧插销、旋钮把手、圆柱螺旋压缩弹簧一、圆柱销，所述壳体开设台阶内孔；壳体顶端开设有斜端面；所述壳体中间部位设置有安装法兰；所述锁紧插销设置在壳体内部，锁紧插销的末端为弹性锁紧插销总成的末端；圆柱螺旋压缩弹簧一套设在锁紧插销外部，设置在壳体的台阶内孔的内端面与锁紧插销的轴肩之间；所述旋钮把手通过圆柱销与锁紧插销顶端连接，旋钮把手与壳体顶端的斜端面相接触。

所述自定心切向锁紧总成包括螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套、圆柱螺旋压缩弹簧二、锁紧螺栓、可调位锁紧把手、圆锥螺旋压缩弹簧和塞达螺钉，螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套同轴安装在自定心切向锁紧总成安装孔内，螺纹孔切向锁紧套内部开有螺纹通孔，中空切向锁紧套内部与所述螺纹通孔同轴开设有光孔；圆柱螺旋压缩弹簧二为压缩弹簧，同轴布置在螺纹孔切向锁紧套与中空切向锁紧套之间并处于初始状态；所述锁紧螺栓一端带有外螺纹的外螺纹端，另一端为外径大于螺纹直径的外六方端，锁紧螺栓的外螺纹端穿过中空切向锁紧套的光孔、圆柱螺旋压缩弹簧二与螺纹孔切向锁紧套螺纹连接；所述螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套相对的一端分别开设与母端主体插孔等径的圆弧槽，且圆弧槽的轴线与母端插孔相平行；圆弧槽对侧均开设有键槽，位置与所述螺纹孔相对应；在母端主体自定心切向锁紧总成安装孔上部开设的螺纹孔内设置圆柱端紧定螺钉，圆柱端锁紧螺钉穿过螺纹孔，其圆柱末端与螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套的键槽滑动配合；可调位锁紧把手通过塞达螺钉、圆锥螺旋压缩弹簧连接在锁紧螺栓的外六方端。

所述快换公端的插柱端的端头部位内孔中设置有公端电路总成，快换公端的轴肩上方设置有公端气路总成，公端电路总成、公端气路总成可拆卸地与公端主体连接；母端主体与公端主体的非接触端设置有母端电路总成，与公端电路总成连接，母端主体上方设置有母端气路总成，母端电路总成、母端气路总成可拆卸地与母端主体连接。

所述公端电路总成通过定位套和紧固螺钉与公端主体相连接；公端气路总成通过定位套和紧固螺钉与公端主体相连接；母端电路总成通过定位套和紧固螺钉与母端主体相连接，母端气路总成通过定位套和紧固螺钉与母端主体相连接。

上述的一种切向锁紧式手动快换连接器的使用方法，具体如下：

当执行连接操作时，快换公端插入快换母端，快换公端前端的倒角顶开弹性锁紧插销总成的锁紧插销，当插入到快换公端的锁紧孔刚好与锁紧插销对正时插入到位，锁紧插销在圆柱螺旋压缩弹簧一的弹簧力的作用下，落入快换公端的锁紧孔内完成连接器的一级锁紧动作；旋转可调位锁紧把手，通过可调位锁紧把手，使锁紧螺栓旋紧，锁紧螺栓通过螺纹拉动螺纹孔切向锁紧套向圆柱螺旋压缩弹簧二方向运动、锁紧螺栓通过轴肩压动中空切向锁紧套向圆柱螺旋压缩弹簧二方向运动，压缩圆柱螺旋压缩弹簧二，螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套的圆弧槽夹紧快换公端，完成连接器的二次锁紧动作；

当执行松开分离操作时，反向旋转可调位锁紧把手，通过将可调位锁紧把手旋出锁紧螺栓，螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套在圆柱螺旋压缩弹簧二的作用下相背离，失去对快换公端的夹持力；然后旋转弹性锁紧插销总成的旋钮把手，使锁紧插销收缩，脱离快换公端的锁紧孔，此时可将快换公端与快换母端分离。

本发明的有益效果是：本发明的手动快换连接器，采用了全新的结构设计，使手动快换连接器的体积更小，并且手动锁紧操作方式更加新颖也更加便捷，快换公端与端拾器连接的连接端可以是圆柱端或夹箍端，实现与不同种端拾器的连接，应用广泛；同时电路、气路连接形式能够扩展。本发明的手动连接器手动锁紧结构简单可靠，在成本上具有很大的优势。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的切向锁紧式手动快换连接器连接状态的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的切向锁紧式手动快换连接器分离状态的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的切向锁紧式手动快换连接器连接状态的轴向剖视图；

图4为本发明中弹性锁紧插销总成的结构示意图；

图5为图4的的轴向剖视图；

图6为本发明中自定心切向锁紧总成的轴向剖视图；

图7为本发明实施例2提供的切向锁紧式手动快换连接器中快换公端的示意图；

图8为本发明实施例3提供的切向锁紧式手动快换连接器中快换公端的示意图；

其中，

1-公端主体，2-定位销，3-连接端，4-插柱端，5-锁紧孔，6-公端电路总成，7-公端气路总成，8-母端主体，9-弹性锁紧插销总成，10-自定心切向锁紧总成，11-母端插孔，12-弹性锁紧插销安装孔，13-自定心切向锁紧总成安装孔，14-螺纹孔，15-母端电路总成，16-母端气路总成，17-定位销孔，18-壳体，19-锁紧插销，20-旋钮把手，21-圆柱螺旋压缩弹簧一，22-圆柱销，23-台阶内孔，24-斜端面，25-安装法兰，26-内六角螺钉，27-螺纹孔切向锁紧套，28-中空切向锁紧套，29-圆柱螺旋压缩弹簧二，30-锁紧螺栓，31-可调位锁紧把手，32-圆锥螺旋压缩弹簧，33-塞达螺钉，34-圆弧槽，35-键槽，36-外螺纹端，37-外六方端，38-圆柱端紧定螺钉，39-定位套，40-紧固螺钉。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。

实施例1

如图1-3所示，一种切向锁紧式手动快换连接器，包括快换公端及与所述快换公端相适配的快换母端，所述快换公端包括公端主体1，所述公端主体1的外表面为台阶轴形状，内部沿轴向方向开有内孔；公端主体1的轴肩平面上设置有定位销2；所述公端主体1一端为用于与端拾器连接的连接端3，本实施例中所述连接端3为夹箍端，夹箍的轴线与内孔的轴线平行；另一端为与所述快换母端连接锁紧的插柱端4，且前端带有倒角；所述插柱端4中部设置锁紧孔5，所述锁紧孔5与公端主体1的轴线垂直。

所述快换公端的插柱端4的端头部位内孔中设置有公端电路总成6，公端电路总成6可拆卸地与公端主体1连接，本实施例中公端电路总成6通过定位套39和紧固螺钉40与公端主体1相连接；所述快换公端的轴肩上方设置有公端气路总成7，公端气路总成7可拆卸地与公端主体1连接，本实施例中公端气路总成7通过定位套39和紧固螺钉40与公端主体1相连接。

所述快换母端包括母端主体8、弹性锁紧插销总成9、自定心切向锁紧总成10，在母端主体8上开设有母端插孔11，公端主体1的插柱端4与母端插孔11配合连接；在母端主体8侧壁靠近与插柱端4处与母端插孔11的轴线等高处垂直开设有弹性锁紧插销安装孔12，与所述锁紧孔5高度一致，弹性锁紧插销总成9安装在弹性锁紧插销安装孔12内，从轴向锁紧连接器，弹性锁紧插销总成9通过内六角螺钉26安装在所述母端主体8上，弹性锁紧插销总成9的末端可伸缩。弹性锁紧插销总成9的末端在伸出状态突出于母端插孔11表面伸入母端插孔11内部，插入锁紧孔5内，实现公端主体1和母端主体8的连接，也是所述连接器的第一次锁紧；弹性锁紧插销总成9的末端在收缩状态下，弹性锁紧插销总成9的末端收回，脱离锁紧孔5。所述母端主体8上远离母端插孔11的插入端高于母端轴线垂直开设有自定心切向锁紧总成安装孔13，自定心切向锁紧总成10安装在自定心切向锁紧总成安装孔13内，从径向锁紧连接器；在母端主体8上位于自定心切向锁紧总成10安装孔上部开设有螺纹孔14。所述母端主体8与公端主体1连接的对接端面上开设有定位销孔17，与所述快换公端的定位销2相配合。

所述母端主体8与公端主体1的非接触端设置有母端电路总成15，与公端电路总成6连接，实现机器人或机械手臂与端拾器的电路连接；母端电路总成15可拆卸地与公端主体1连接，本实施例中通过母端电路总成15通过定位套39和紧固螺钉40与母端主体8相连接。母端主体8上方设置有母端气路总成16，与公端气路总成7连接，实现机器人或机械手臂与端拾器的气路连接；母端气路总成16可拆卸地与母端主体8连接，本实施例中母端气路总成16通过定位套39和紧固螺钉40与母端主体8相连接。

如图4-5所示，所述弹性锁紧插销总成9包括壳体18、锁紧插销19、旋钮把手20、圆柱螺旋压缩弹簧一21、圆柱销22，所述壳体18开设台阶内孔23；壳体18顶端开设有斜端面24，所述斜端面24与轴线间形成小于90°的夹角；所述壳体18中间部位设置有安装法兰25，安装法兰25上开有安装孔；所述锁紧插销19设置在壳体18内部，锁紧插销19的末端为弹性锁紧插销总成9的末端；圆柱螺旋压缩弹簧一21套设在锁紧插销19外部，设置在壳体18的台阶内孔23的内端面与锁紧插销19的轴肩之间；所述旋钮把手20通过圆柱销22与锁紧插销19顶端连接，旋钮把手20与壳体18顶端的斜端面24相接触；圆柱螺旋压缩弹簧一21自然状态下，旋钮把手20与斜端面24的最低点接触，锁紧插销19处于伸出状态，即锁紧插销19末端伸入锁紧孔5内部，将公端主体1与母端主体8锁紧；旋转旋钮把手20，旋钮把手20沿斜端面24转动，从斜端面24最低点开始沿斜端面24逐渐上移，带动锁紧插销19收缩，锁紧插销19末端远离锁紧孔5；当松开旋钮把手20，旋钮把手20失去驱动力时，在圆柱螺旋压缩弹簧一21的作用下，锁紧插销19及旋钮把手20恢复到伸出状态。

如图6所示，所述自定心切向锁紧总成10包括螺纹孔切向锁紧套27、中空切向锁紧套28、圆柱螺旋压缩弹簧二29、锁紧螺栓30、可调位锁紧把手31、圆锥螺旋压缩弹簧32和塞达螺钉33，螺纹孔切向锁紧套27、中空切向锁紧套28同轴安装在自定心切向锁紧总成安装孔13内，螺纹孔切向锁紧套27内部开有螺纹通孔，中空切向锁紧套28内部与所述螺纹通孔同轴开设有光孔；圆柱螺旋压缩弹簧二29为压缩弹簧，同轴布置在螺纹孔切向锁紧套27与中空切向锁紧套28之间并处于初始状态；所述锁紧螺栓30一端带有外螺纹的外螺纹端36，另一端为外径大于螺纹直径的外六方端37，锁紧螺栓30的外螺纹端36穿过中空切向锁紧套28的光孔与、圆柱螺旋压缩弹簧二29，与螺纹孔切向锁紧套27螺纹连接。所述螺纹孔切向锁紧套27、中空切向锁紧套28相对的一端分别开设与母端主体8插孔等径的圆弧槽34，且圆弧槽34的轴线与母端插孔11相平行；圆弧槽34对侧均开设有键槽35，位置与所述螺纹孔14相对应；在母端主体8自定心切向锁紧总成10安装孔上部开设的螺纹孔14内设置圆柱端紧定螺钉38，圆柱端锁紧螺钉穿过螺纹孔14，其圆柱末端与螺纹孔切向锁紧套27、中空切向锁紧套28的键槽35滑动配合。可调位锁紧把手31通过塞达螺钉33、圆锥螺旋压缩弹簧32连接在锁紧螺栓30的外六方端37。通过旋转可调位锁紧把手31可调整锁紧螺栓30的位置，使自定心切向锁紧总成10具有可调位功能。

上述一种切向锁紧式手动快换连接器的使用方法如下：

使用过程中，当执行连接操作时，快换公端插入快换母端，快换公端前端的倒角顶开弹性锁紧插销总成9的锁紧插销19，当插入到快换公端的锁紧孔5刚好与锁紧插销19对正时插入到位，锁紧插销19在圆柱螺旋压缩弹簧一21的弹簧力的作用下，落入快换公端的锁紧孔5内完成连接器的一级锁紧动作。旋转可调位锁紧把手31，通过可调位锁紧把手31，使锁紧螺栓30旋紧，锁紧螺栓30通过螺纹拉动螺纹孔切向锁紧套27向圆柱螺旋压缩弹簧二29方向运动，由于锁紧螺栓30的外六方端37的外径大于外螺纹端36的直径，使锁紧螺栓30具有轴肩，锁紧螺栓30通过轴肩压动中空切向锁紧套28向圆柱螺旋压缩弹簧二29方向运动，压缩圆柱螺旋压缩弹簧二29，圆柱螺旋压缩弹簧二29由初始状态变成压缩状态；螺纹孔切向锁紧套27、中空切向锁紧套28的圆弧槽34夹紧快换公端，完成连接器的二次锁紧动作。当执行松开分离操作时，反向旋转可调位锁紧把手31，通过将可调位锁紧把手31旋出锁紧螺栓30，螺纹孔切向锁紧套27、中空切向锁紧套28在圆柱螺旋压缩弹簧二29的作用下相背离，失去对快换公端的夹持力；然后旋转弹性锁紧插销总成9的旋钮把手20，使锁紧插销19收缩，脱离快换公端的锁紧孔5，此时可将快换公端与快换母端分离。

实施例2

如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中公端主体1用于与端拾器连接的连接端3为夹箍端，所述夹箍的轴线与内孔的轴线垂直，其余结构设置及使用方法与实施例1相同。

实施例3

如图8所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中公端主体1用于与端拾器连接的连接端3为圆柱端，其余结构设置及使用方法与实施例1相同。

Claims (9)

1.一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：包括快换公端及与所述快换公端相适配的快换母端，所述快换公端包括公端主体，所述公端主体的外表面为台阶轴形状，内部沿轴向方向开有内孔；所述公端主体一端为用于与端拾器连接的连接端，另一端为与所述快换母端连接锁紧的插柱端，且前端带有倒角；所述插柱端中部设置锁紧孔，所述锁紧孔与公端主体的轴线垂直；

所述快换母端包括母端主体、弹性锁紧插销总成、自定心切向锁紧总成，在母端主体上开设有母端插孔，公端主体的插柱端与母端插孔配合连接；在母端主体侧壁靠近与插柱端处与母端插孔的轴线等高处垂直开设有弹性锁紧插销安装孔，与所述锁紧孔高度一致，弹性锁紧插销总成安装在弹性锁紧插销安装孔内，弹性锁紧插销总成的末端可伸缩；所述母端主体上远离母端插孔的插入端高于母端轴线垂直开设有自定心切向锁紧总成安装孔，自定心切向锁紧总成安装在自定心切向锁紧总成安装孔内从径向锁紧连接器；在母端主体上位于自定心切向锁紧总成安装孔上部开设有螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述公端主体与端拾器连接的连接端为夹箍端或圆柱端。

3.根据权利要求2所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述夹箍端的轴线与内孔的轴线平行或垂直。

4.根据权利要求1所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述公端主体的轴肩平面上设置有定位销；所述母端主体与公端主体连接的对接端面上开设有定位销孔，与所述快换公端的定位销相配合。

5.根据权利要求1所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述弹性锁紧插销总成包括壳体、锁紧插销、旋钮把手、圆柱螺旋压缩弹簧一、圆柱销，所述壳体开设台阶内孔；壳体顶端开设有斜端面；所述壳体中间部位设置有安装法兰；所述锁紧插销设置在壳体内部，锁紧插销的末端为弹性锁紧插销总成的末端；圆柱螺旋压缩弹簧一套设在锁紧插销外部，设置在壳体的台阶内孔的内端面与锁紧插销的轴肩之间；所述旋钮把手通过圆柱销与锁紧插销顶端连接，旋钮把手与壳体顶端的斜端面相接触。

6.根据权利要求1所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述自定心切向锁紧总成包括螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套、圆柱螺旋压缩弹簧二、锁紧螺栓、可调位锁紧把手、圆锥螺旋压缩弹簧和塞达螺钉，螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套同轴安装在自定心切向锁紧总成安装孔内，螺纹孔切向锁紧套内部开有螺纹通孔，中空切向锁紧套内部与所述螺纹通孔同轴开设有光孔；圆柱螺旋压缩弹簧二为压缩弹簧，同轴布置在螺纹孔切向锁紧套与中空切向锁紧套之间并处于初始状态；所述锁紧螺栓一端带有外螺纹的外螺纹端，另一端为外径大于螺纹直径的外六方端，锁紧螺栓的外螺纹端穿过中空切向锁紧套的光孔、圆柱螺旋压缩弹簧二与螺纹孔切向锁紧套螺纹连接；所述螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套相对的一端分别开设与母端主体插孔等径的圆弧槽，且圆弧槽的轴线与母端插孔相平行；圆弧槽对侧均开设有键槽，位置与所述螺纹孔相对应；在母端主体自定心切向锁紧总成安装孔上部开设的螺纹孔内设置圆柱端紧定螺钉，圆柱端锁紧螺钉穿过螺纹孔，其圆柱末端与螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套的键槽滑动配合；可调位锁紧把手通过塞达螺钉、圆锥螺旋压缩弹簧连接在锁紧螺栓的外六方端。

7.根据权利要求1所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述快换公端的插柱端的端头部位内孔中设置有公端电路总成，快换公端的轴肩上方设置有公端气路总成，公端电路总成、公端气路总成可拆卸地与公端主体连接；母端主体与公端主体的非接触端设置有母端电路总成，与公端电路总成连接，母端主体上方设置有母端气路总成，母端电路总成、母端气路总成可拆卸地与母端主体连接。

8.根据权利要求7所述的一种切向锁紧式手动快换连接器，其特征在于：所述公端电路总成通过定位套和紧固螺钉与公端主体相连接；公端气路总成通过定位套和紧固螺钉与公端主体相连接；母端电路总成通过定位套和紧固螺钉与母端主体相连接，母端气路总成通过定位套和紧固螺钉与母端主体相连接。

9.权利要求1-8任一项所述的一种切向锁紧式手动快换连接器的使用方法，其特征在于，具体如下：

当执行连接操作时，快换公端插入快换母端，快换公端前端的倒角顶开弹性锁紧插销总成的锁紧插销，当插入到快换公端的锁紧孔刚好与锁紧插销对正时插入到位，锁紧插销在圆柱螺旋压缩弹簧一的弹簧力的作用下，落入快换公端的锁紧孔内完成连接器的一级锁紧动作；旋转可调位锁紧把手，通过可调位锁紧把手，使锁紧螺栓旋紧，锁紧螺栓通过螺纹拉动螺纹孔切向锁紧套向圆柱螺旋压缩弹簧二方向运动、锁紧螺栓通过轴肩压动中空切向锁紧套向圆柱螺旋压缩弹簧二方向运动，压缩圆柱螺旋压缩弹簧二，螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套的圆弧槽夹紧快换公端，完成连接器的二次锁紧动作；

当执行松开分离操作时，反向旋转可调位锁紧把手，通过将可调位锁紧把手旋出锁紧螺栓，螺纹孔切向锁紧套、中空切向锁紧套在圆柱螺旋压缩弹簧二的作用下相背离，失去对快换公端的夹持力；然后旋转弹性锁紧插销总成的旋钮把手，使锁紧插销收缩，脱离快换公端的锁紧孔，此时可将快换公端与快换母端分离。

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