CN114361869A - 一种快锁连接的双稳态收回装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快锁连接的双稳态收回装置，用于连接器插头的自动收回，包括基座组件(1)、收回快锁机构(2)、发条弹簧组件(3)、垂直导向组件(4)、连接架组件(5)以及连接快插机构(6)。本发明的收回装置解决了现有技术中拉脱插头插连操作难度大、收回稳定性差的问题，结构可靠、操作性强、自动收回具有通用性，可用于一些特殊环境的连接器收回。

Description

一种快锁连接的双稳态收回装置

技术领域

本发明属于工业自动化领域，特别涉及一种具有快锁连接功能的双稳态收回装置。

背景技术

针对脱离连接器的无阻力插连、快速锁紧、自动化收回、行程长、拉力稳定、收回后锁紧稳定的使用需求，需要一种快锁连接的双稳态收回装置，而能够满足需要的使用条件的收回装置是目前市面上没有的。

发明内容

本发明提供了一种快锁连接的双稳态收回装置，用于连接器插头的自动收回，解决了现有技术中拉脱插头插连操作难度大、收回稳定性差的问题。

具体的，本发明的双稳态收回装置包括基座组件、发条弹簧组件、垂直导向组件、连接架组件、以及可选的连接快插机构和收回快锁机构。

该双稳态收回装置第一个稳定平衡状态为连接器插头与插座连接时(以下称“连接状态”)，其中优选的连接快插机构不受发条弹簧的垂向拉脱力，保证了收回装置与连接器连接的防松性能，第二个稳定平衡状态为连接器插头收回时(以下称“收回状态”)，优选的收回快锁机构形成的锁紧方向与发条弹簧的收回预紧力方向垂直，保证了振动情况下的收回稳定性。此产品可广泛应用，经济和社会效应显著。

进一步地，基座组件具有相对的双凹字形状，能够适应收回方向与装置安装面之间的角度需求，发条弹簧组件和垂直导向组件均固定在基座组件上。基座组件在两端侧连接上述组件，具有较好的刚度的前提下中部为连接器操作留有较大空间。

进一步地，连接架组件用于连接脱落连接器，并分别与发条弹簧组件和垂直导向组件连接，从发条弹簧组件获得收回动力，从而实现沿垂直导向组件的垂向(纵向)的直线运动。

进一步地，发条弹簧组件包括发条弹簧外壳侧板、发条弹簧外壳、发条弹簧、转轴、转轮、防尘壳(可选)和钢丝绳。发条弹簧外端固定在发条弹簧外壳上，内端固定在转轴上，转轴延伸出外壳与转轮固定连接从而彼此带动共同转动，钢丝绳一端固定在转轮上，另一端连接连接架组件，为其提供收回动力，防尘壳(保护转轮)和发条弹簧外壳固定在发条弹簧外壳侧板上，该发条弹簧外壳侧板用于与基座组件的连接固定。

进一步地，垂直导向组件包括导向杆、导向套、耐磨环、导向套盖和减震橡胶。耐磨环在导向套盖的辅助固定下嵌在导向套(下部)内，导向杆能够在耐磨环内、沿导向套做直线运动，耐磨环优选为两个半圆环结构构成，装配后与导向杆直接贴合，提供导向和两个方向的限位。减震橡胶优选设置在导向杆下部(连接架组件一侧)上，为导向杆提供收回状态下的限位减震。导向杆下端连接连接架组件，上端可具有用于锁紧(与优选的收回快锁机构配合)的凸台。

如上所述的，优选的，本发明的收回装置还具有收回快锁机构，用于通过锁紧收回状态下的垂直导向组件(导向杆)而实现插头收回状态的装置锁紧。收回快锁机构固定连接至基座组件。

具体的，收回快锁机构具有收回后将机构锁紧的功能，包括收回锁销、助拉挡板、开口销、收回快锁机构基座和压簧。其中，收回锁销在收回快锁机构基座内做直线运动(锁紧位与解锁位之间的直线运动，方向垂直于连接架组件的直线运动方向)。压簧和助拉挡板分别设置于收回锁销(直线运动方向上)的两侧，收回锁销在压簧的弹力作用下常态保持在收回快锁机构基座内的助拉挡板一侧(即，锁紧位)；在受到导向杆推力时或助拉挡板被拉动时，收回锁销挤压压簧向压簧一侧(解锁位)运动，推力或拉力消失后回弹；通过拉动助拉挡板至将其卡入收回快锁机构基座中，使得收回锁销运动至解锁位。收回锁销与助拉挡板固定连接(通过开口销限位)。

优选地，收回锁销具有一个楔形面，能够在单方向的受力下向解锁位收回、在不受力的情况下基于压簧回弹。在导向杆收回过程中，其顶端凸台能够将带有斜面的收回锁销推开，导向杆收回到位后，导向杆顶端凸台处于收回锁销楔形面上方，收回锁销回弹至锁紧位，与所述凸台形成锁紧，保证导向杆不会下落。

优选的，本发明的收回装置还具有安装在连接架组件上的连接快插机构用于与连接器进行连接锁紧，保证连接状态下收回装置的稳定性。具体的，连接快插机构包括夹钩、连接器连接架、夹钩基座、扭簧和夹钩旋转轴。夹钩基座固定在连接架组件上，夹钩可以绕夹钩旋转轴旋转，扭簧套于旋转轴上，两端分别连接夹钩和夹钩基座；在扭簧作用下，夹钩保持夹紧状态，即利用夹钩与夹钩基座两个平行面将连接器连接架稳定夹紧，连接器连接架为事先已连接(如，螺接)至连接器。优选的，夹钩具有L形抓握区域，便于操作时两个方向的施力。夹钩与连接器连接架的接触面法线指向旋转轴圆心，在发条弹簧拉力作用下不会造成夹钩解锁的运动趋势。

进一步地，本发明的双稳态收回装置上还设置有配合到位检测的检测机构，包括布置在导向套盖上的监测开关和布置于连接架组件上的开关触发板，两者安装位置相互配合，在收回到位后能够触发监测开关。

本发明的有益效果为：

1.脱落连接器与本发明的收回装置之间为快插连接，脱落连接器垂直上方空间无占用，插接脱落连接器时，操作空间大、无需抵抗弹簧拉力，易于脱落连接器找准连接到位；

2.连接器插头与插座连接时，本发明装置中的连接快插机构不受发条弹簧的垂向拉脱力，保证了该收回装置针对连接器的防松性能；

3.连接器插头收回时，收回快锁机构形成的锁紧方向与发条弹簧的收回预紧力方向相垂直，保证了振动情况下的收回稳定性；

4.利用发条弹簧空间利用利高、扭力高的特性，实现机构体积小、行程大、拉力稳定的收回动力装置。

同时，本发明的收回装置还对称分布有到位检测装置，保证收回装置状态时时监测、稳定可控。综上，本发明的收回装置解决了现有技术中拉脱插头插连操作难度大、收回稳定性差的问题，结构可靠、操作性强、自动收回具有通用性，可用于一些特殊环境的连接器收回。

附图说明

图1为本发明的收回装置的整体结构示意图。

图2为本发明的收回装置的收回快锁机构结构示意图(左为立体图透视图；右为主视透视图)。

图3为本发明的收回装置的发条弹簧组件的内部结构剖视图。

图4为本发明的收回装置的垂直导向组件结构示意图(从左到右依次为收回/锁紧状态、过渡和连接状态的示意图)。

图5为本发明的收回装置的连接快插机构结构示意图(左为连接方式示意图；右为静置态示意图)。

图6为本发明的收回装置的到位检测示意图(左为连接状态；右为收回状态)。

图7为本发明的收回装置连接的连接器在两状态下的对比示意图(左为收回状态；右为连接状态)。

图中：1—基座组件；2—收回快锁机构；3—发条弹簧组件；4—垂直导向组件；5—连接架组件；6—连接快插机构；7—收回锁销；8—助拉挡板；9—开口销；10—收回快锁机构基座；11—压簧；12—发条弹簧外壳侧板；13—发条弹簧外壳；14—发条弹簧；15—转轴；16—转轮；17—防尘壳；18—钢丝绳；19—导向杆；20—导向套；21—耐磨环；22—导向套盖；23—减震橡胶；24—夹钩；25—连接器连接架；26—夹钩基座；27—扭簧；28—夹钩旋转轴；29—监测开关；30—开关触发板；31—连接器插头；32—连接器插座。

具体实施方式

结合附图对本发明的“快锁连接的双稳态收回装置”作进一步地说明。

参见图1-5，本发明的双稳态收回装置的具体实例为：包括基座组件1、收回快锁机构2、发条弹簧组件3、垂直导向组件4、连接架组件5、连接快插机构6。

其中，收回快锁机构2包括收回锁销7、助拉挡板8、开口销9、收回快锁机构基座10和压簧11；发条弹簧组件3包括发条弹簧外壳侧板12、发条弹簧外壳13、发条弹簧14、转轴15、转轮16、防尘壳17和钢丝绳18；垂直导向组件4包括导向杆19、导向套20、耐磨环21、导向套盖22和减震橡胶23；连接快插机构6包括夹钩24、连接器连接架25、夹钩基座26、扭簧27和夹钩旋转轴28。

如图1和图7中所示，基座组件1具有相对的双凹字形状，能够适应收回方向与装置安装面之间的角度需求，收回快锁机构2、发条弹簧组件3和垂直导向组件4均固定在基座组件1上，基座组件1在端侧连接上述组件机构，具有较好的刚度的同时具有较大的操作空间，为位于其中下方处的连接器的各种操作提供方便。优选的，基座组件1中的两个凹字形基座上均各连接一套收回快锁机构2、发条弹簧组件3和垂直导向组件4，实现均衡的收回动力作用，至少，应分别各连接一个收回快锁机构2和垂直导向组件4，确保连接架组件5(带动连接器)的直线运动轨迹；发条弹簧组件3为可选的单侧设置。

连接架组件5在中部连接脱落连接器，两侧与两个垂直导向组件4连接，连接架组件5具有直线移动自由度，对称布置的垂直导向组件4为其提供导向，带动连接器插头31实现垂向(纵向)的直线运动的轨迹；同时，连接架组件5与发条弹簧组件3(一组或两组)连接获得收回动力，实现带动连接器插头31的上述直线运动。

优选的，连接架组件5上具有连接快插机构6(两个)。如图5中所示，安装在连接架组件5上的连接快插机构6与连接器锁紧，保证连接状态下收回装置的稳定性。其中，夹钩基座26固定在连接架组件5上，夹钩24可以绕夹钩旋转轴28旋转，在扭簧27(分别连接夹钩24和夹钩基座26)作用下，夹钩24保持在夹紧状态，即夹钩24与夹钩基座26两个平行面将连接器连接架25稳定夹紧。优选的，夹钩24具有L形抓握区域，便于操作时两个方向的施力。夹钩24与连接器连接架25的接触面法线指向夹钩旋转轴28的圆心，在发条弹簧拉力作用下不会造成夹钩24解锁的运动趋势。

收回快锁机构2能够锁紧垂直导向组件4中的导向杆19，保证收回状态下收回装置的稳定性。收回快锁机构2具有收回后将机构锁紧的功能。如图2中所示，在收回快锁机构基座10内具有收回锁销7进行直线运动的限位深槽(一侧具有供楔形面延伸出进行锁紧的开口)。压簧11和助拉挡板8分别设置于收回锁销7(直线运动方向上)的两侧，压簧11一侧收回锁销7运动的极限位置为解锁位(不阻碍导向杆的运动)，助拉挡板8一侧(楔形面一侧)则为锁紧位。常态下(未收回连接器)，收回锁销7在压簧11的弹力作用下保持在锁紧位；当受到导向杆19推力时(收回锁紧过程中)或拉动助拉挡板8(解锁时)时，收回锁销7挤压压簧11向解锁位运动；将助拉挡板8回拉下压至卡入收回快锁机构基座10中时，收回锁销7随之运动至解锁位，当推力或拉力消失后，收回锁销7回弹至锁紧位。收回锁销7与助拉挡板8通过开口销9固定连接(收回锁销7表面具有配合安装的槽)。

如图3中所示，发条弹簧组件3中，发条弹簧14外端固定在发条弹簧外壳13上，内端固定在转轴15上，转轮16与转轴15固定连接从而彼此带动共同转动，钢丝绳18一端固定在转轮16上，另一端连接连接架组件5，为其提供收回动力。防尘壳17(保护轮轴16)和发条弹簧外壳13固定在发条弹簧外壳侧板12上，发条弹簧外壳侧板12连接至基座组件1。

如图4中所示，垂直导向组件4中，耐磨环21在导向套盖22的辅助固定下嵌在导向套20(下端)内，导向杆19能够在耐磨环21内做直线运动，减震橡胶23固定在导向杆19下部上。如图4中所示，耐磨环21优选为两个半圆环结构构成，装配后与导向杆19直接贴合，提供导向的同时保证两个方向的限位。导向杆19下端连接连接架组件5，带动起进行直线运动。在导向杆19收回过程中，其顶端凸台能够将带有斜面的收回锁销7弹开，导向杆19收回到位后，导向杆19顶端凸台处于收回锁销7的斜面上方，收回锁销7弹出，保证导向杆19不会下落。

还提供(图6)监测开关29固定导向套盖22上，并且可以进行安装位置的微调，开关触发板30固定在连接架组件5上，收回到位后能够触发监测开关29。

使用时，首先利用螺钉将脱落连接器与收回装置中的单独的连接器连接架25相连接，然后通过开口，将脱落连接器插到插座上，此时尚未连接至收回装置、无需抵抗弹簧拉力，易于脱落连接器找准连接到位；而后直接利用连接快插机构6将连接器连接架25连接至连接架组件5，使得收回装置与连接器形成连接。需要收回时，脱落连接器接受电信号与插座脱离，在发条弹簧组件3的作用下，连接架组件5带动脱落连接器沿垂直导线组件4朝着远离插座的方向进行直线运动，到达限位位置，收回快锁机构2勾住导向杆19锁紧，收回快锁机构2形成的锁紧方向与发条弹簧的收回预紧力相垂直，保证了振动情况下的收回稳定性。

应理解的是，本文中所述的“上部”、“顶端”、“下部”、“下端”等方位指示是以图中所示示例的装置的自身方向来进行划分的。应当理解的是，本发明的方案中，所称的上、下、前后的位置是可以互换的，并不造成对本方案实质的限制。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述收回装置包括基座组件(1)、发条弹簧组件(3)、垂直导向组件(4)和连接架组件(5)；其中，所述发条弹簧组件(3)和所述垂直导向组件(4)均固定在所述基座组件(1)上；所述连接架组件(5)分别与所述发条弹簧组件(3)和所述垂直导向组件(4)连接，从所述发条弹簧组件(3)获得收回动力，从而沿所述垂直导向组件(4)带动连接至所述连接架组件(5)的连接器进行直线运动。

2.根据权利要求1所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述收回装置还包括收回快锁机构(2)，固定在所述基座组件(1)上并用于锁紧收回状态下的垂直导向组件(4)。

3.根据权利要求2所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述收回快锁机构(2)包括收回锁销(7)、助拉挡板(8)、开口销(9)、收回快锁机构基座(10)和压簧(11)；其中，所述收回锁销(7)在所述收回快锁机构基座(10)内的锁紧位与解锁位之间做直线运动，所述压簧(11)和所述助拉挡板(8)分别设置于所述收回锁销(7)的运动方向上的两侧，所述收回锁销(7)在所述压簧(11)的弹力作用下常态保持在所述锁紧位，通过将所述助拉挡板(8)卡入所述收回快锁机构基座(10)中使所述收回锁销(7)运动至所述解锁位，通过所述开口销(9)将所述助拉挡板(8)与所述收回锁销(7)稳定连接。

4.根据权利要求3所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述收回锁销(7)具有一个楔形面，能够在单方向的受力下向所述解锁位收回、在不受力的情况下基于所述压簧(11)回弹。

5.根据权利要求1-4任一所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述发条弹簧组件(3)包括发条弹簧外壳侧板(12)、发条弹簧外壳(13)、发条弹簧(14)、转轴(15)、转轮(16)、防尘壳(17)和钢丝绳(18)。所述发条弹簧(14)外端固定在所述发条弹簧外壳(13)上，内端固定在所述转轴(15)上，所述转轮(16)与所述转轴(15)固定连接连共同转动，所述钢丝绳(18)一端固定在所述转轮(16)上，另一端连接所述连接架组件(5)，所述防尘壳(17)和所述发条弹簧外壳(13)固定在所述发条弹簧外壳侧板(12)上。

6.根据权利要求1-5任一所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述垂直导向组件(4)包括导向杆(19)、导向套(20)、耐磨环(21)、导向套盖(22)和减震橡胶(23)；其中，所述耐磨环(21)在所述导向套盖(22)的辅助固定下嵌在所述导向套(20)内，所述导向杆(19)能够在所述耐磨环(21)内、沿所述导向套(20)做直线运动，提供导向和两个方向的限位；减震橡胶(23)固定在所述导向杆(19)下部，提供收回状态处的限位减震；所述导向杆(19)下端连接所述连接架组件(5)，上端具有与所述收回快锁机构(2)配合锁紧的凸台。

7.根据权利要求6所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述导向杆(19)的上端凸台在收回过程中将所述收回锁销(7)的楔形面弹开，所述导向杆(19)收回到位后，所述凸台处于所述收回锁销(7)的楔形面上方，所述收回锁销(7)弹出至所述锁紧位与所述凸台形成锁紧。

8.根据权利要求1-7任一所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述收回装置还包括连接快插机构(6)，用于将所述连接器与所述连接架组件(5)的连接。

9.根据权利要求8所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述连接快插机构(6)包括夹钩(24)、连接器连接架(25)、夹钩基座(26)、扭簧(27)和夹钩旋转轴(28)；其中，所述夹钩基座(26)固定在所述连接架组件(5)上，所述夹钩(24)可以绕所述夹钩旋转轴(28)旋转，在所述扭簧(27)作用下所述夹钩(24)保持对连接至所述连接器的所述连接器连接架(25)稳定夹紧。

10.根据权利要求9所述的快锁连接的双稳态收回装置，其特征在于，所述夹钩(24)与所述连接器连接架(25)的接触面法线指向圆心。

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