CN209670544U - 一种带磁力的锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带磁力的锁紧装置，包含第一连接组件和第二连接组件；第一连接组件设置有卡位；第二连接组件中设置有与所述卡位配合的锁紧件；还具有磁体‑衔铁结构，其中在连接组件之一中设置有磁体，在另一连接组件中设置有衔铁；卡位与磁体耦联，衔铁与锁紧件耦联设置。本实用新型提供的锁紧装置具有自动锁紧功能；可调档位锁紧；连接更顺畅，手感好；连接后不轻易开启，稳定可靠的优点。

Description

一种带磁力的锁紧装置

技术领域

本实用新型涉及一种附加磁力的机械连接机构，具体指一种支持多档位调节的锁紧装置。

背景技术

现有的机械连接结构，如卡扣，闩锁结构，其开启和锁止机构通常有形状相互配合作用的部件组合而成。一般使用弹性材料，在锁止和开启时克服弹力以装配。这种结构甚至可以保证在承受很强负荷的情况下不开启，类似这种带自锁功能的机械连接结构在本领域是广泛使用的公有技术。

在连接结构的另一主要的组合是附加磁力的连接结构，使用磁力将连接机构拉紧，或提供装配、开启的手感。这种磁力的结构在服装按扣，手提包的闩锁，笔记本开合装置等应用领域也是普遍使用的。

但这种带磁力的结构普遍只将磁力简单作为加强锁止力或作为提供手感的附属，用户体验并不好。

实用新型内容

本实用新型提供的带磁力的锁紧装置，包括第一连接组件、第二连接组件和磁体—衔铁结构；其中所述第一连接组件设置有卡位，所述第二连接组件中设置有与所述卡位形状配合的锁紧件；所述第一连接组件和所述第二连接组件的至少一个设置有弹性结构；所述磁体设置于所述第一连接组件或第二连接组件上，所述衔铁对应设置于所述第二连接组件或第一连接组件上；所述磁体或所述衔铁与所述卡位耦联设置，所述衔铁或所述磁体与所述锁紧件耦联设置；

所述磁体和所述衔铁能相对移动，包括侧向相对移动和正向相对移动；

在所述锁紧装置的锁紧过程期间，所述磁体和所述衔铁侧向相对移动时，所述卡位和锁紧件在磁吸力的作用下从非嵌接位置移动到嵌接位置形成嵌接；并且

在所述锁紧装置的开启过程期间，所述磁体和所述衔铁正向相对移动，所述磁体和衔铁之间的磁力足够地减弱，所述卡位和锁紧件从嵌接位置移动到非嵌接位置；并且

所述磁体—衔铁结构使得所述卡位与所述锁紧件复位至嵌接状态。

本领域技术人员知道，所述磁体—衔铁结构中的衔铁由铁磁的材料构成或者也可以是磁体，因此下面将磁体-衔铁结构理解成至少相互吸引的磁体和衔铁，磁体和磁体的任一种组合。

某些磁体-衔铁结构不仅相互吸引，而且如果两个同性磁极，则相互排斥。

优选的，所述磁体—衔铁结构包括一个或多个磁体—衔铁对。

所述磁体和衔铁结构为磁体—衔铁对的概念合称，不限制其包含的磁体—衔铁对的数量。因此磁体的数量可以是一个或多个,对应衔铁的数量也可以是一个或多个。起到磁力的合理分布或增强效果，但不改变其作用原理，这是本领域的普通技术人员很容易想到的。

如果不涉及特殊情况，磁体相对于衔铁移动或衔铁相对于磁体移动是效果等同的，同样磁体和衔铁直接的作用关系与两个相吸引的磁体之间力的作用性质等同。

所述侧向相对移动包括侧向相向移动和侧向背向运动。优选的，在所述锁紧装置的锁紧过程期间，所述磁体和所述衔铁侧向相向移动时，所述卡位和锁紧件在磁吸力的作用下从非嵌接位置移动到嵌接位置。

所述正向相对运动包括正向靠近和正向远离。优选的，在所述锁紧装置的开启过程期间，所述磁体和所述衔铁正向相对移动，所述卡位和锁紧件从嵌接位置移动到非嵌接位置。

所述第一连接组件和所述第二连接组件的至少一个设置有弹性结构，设置有弹性结构包括所述第一连接组件中的卡位本身可以是弹性结构，也可以是卡位是刚性结构，第一连接组件上还包括弹性元件，使得该卡位在挤压时能够产生弹性位移；同样的，还包括第二连接组件中的锁紧件本身可以是弹性结构，也可以是锁紧件是刚性结构，第一连接组件上还包括弹性元件，使得该锁紧件在挤压时能够产生弹性位移。所述弹性元件可以设置在在卡位或锁紧件上，也可以设置在第一连接组件除卡位外的其他位置或第二连接组件上除锁紧件外的其他位置。

优选的，所述弹性元件包括弹簧。

优选的，所述卡位为刚性结构，所述锁紧件为弹性锁紧件。

优选的，所述卡位为弹性卡位，所述锁紧件为刚性结构。

优选的，所述卡位为弹性卡位，所述锁紧件为弹性锁紧件。

优选的，所述弹性锁紧件指锁紧件包括具有弹性的结构设计。

弹性是指锁紧件自身有弹性，即在受力时发生弹性形变。若取消该力，则形变可恢复。

优选的，所述弹性锁紧件包括弹性元件和刚性锁紧元件，所述弹性元件包括弹簧。

即弹性锁紧件的弹性由弹性元件提供的弹力实现。

所述卡位在嵌接所述锁紧件时需克服卡位和/或锁紧件的弹性力，形成嵌接，由于形成嵌接方向平行于主负荷方向，所以当第一连接组件与第二连接组件嵌接时，在形成嵌接方向的反方向(主负荷方向)形成锁紧状态。在锁紧过程期间，所述磁体和衔铁形成磁吸引力(全文简称“磁力”)，磁力在形成嵌接方向分解出同向的拉力，促进所述第一连接组件与第二连接组件顺利嵌接。所述弹性力的方向不平行于所述第一连接组件或第二连接组件的主延伸面。所述弹性力的方向不同于所述形成嵌接的方向。

优选的，所述卡位和锁紧件形成嵌接的方向与开启方向呈锐角或直角。锐角设计可使主负荷在开启方向的反方向分解出一定分力，达到较大负荷情况下不会自动开启的有益效果。

所述第一连接组件与第二连接组件嵌接时，两者在不同于主负荷方向的方向上可能会相对移动，称为开启方向；直至卡位与锁紧件不再嵌接，此时第一连接组件与第二连接组件分离，即锁紧装置开启。装置开启时第一连接组件与第二连接组件在不同于主负荷方向上相互移动，需要克服磁力的正向吸引，因此磁力保障了锁紧装置在开启方向的连接可靠性，实现了稳定可靠的连接，不会轻易开启。

磁力的正向吸引，是指磁体-衔铁的的运动方向与磁力方向平行。根据磁场分布规律，磁力的正向吸引力比侧向吸引力大；当磁体和衔铁数量有多个时，所述磁力方向指磁合力。

优选的，所述锁紧件设置有钩状头部或凸起，所述卡位对应设置有凹槽。

当所述卡位与锁紧件嵌接后，锁紧件的钩状头部钩住卡位的凹槽，形成嵌入连接，并反向锁紧。如果要实现反向拉力下的自锁，防止在大力负荷下开启，钩状头部和凹槽相配合方向与负荷方向之间的夹角成锐角。

所述配合方向是指在当锁紧件凸起与卡位凹槽相互挤压接触时，锁紧件在接触面上发生弹性偏移方向滑脱的反方向。

锁紧件的钩状头部与卡位凹槽相配合方向与主负荷力方向呈锐角，使主负荷力在造成弹性锁紧件的钩状头部与卡位凹槽挤压时，可使锁紧件受到的合力在锁紧件弹性偏移方向的反方向形成一个分解力，达到较大负荷下不会自动开启的有益效果。

优选的，第一连接组件的多个卡位的凹槽宽度大于锁紧件的倒钩宽度。即：卡位凹槽在嵌接方向的投影长度大于倒钩在嵌接方向的投影长度。

当然，在其他优选实施例中，也可以是锁紧件上设置有凹槽，所述卡位设置有钩状头部或凸起。本领域的普通技术人员知道，只要卡位和锁紧件结构配对，能够形成反向自锁即可实现同等效果。

以刚性卡位和弹性锁紧件为例，卡位只在嵌接弹性锁紧件的瞬间，锁紧件处于其弹性变形状态，而在完成嵌接动作后，锁紧件处于不受力状态。

如果两连接组件被嵌接，则存在机械的锁止以及磁的吸引。然而需要说明的是，磁的吸引仅仅承受嵌接后锁紧装置所承受的主负荷力的较小一部分，绝大部分主负荷由机械结构承担。磁的吸引力主要用于促进嵌接锁紧。

优选的，所述第一连接组件沿形成嵌接的方向设置有一个或多个卡位，所述一个或多个卡位对应设置有一个或多个磁体或衔铁，所述卡位与所述磁体或衔铁一一对应且耦联设置。

每个卡位应与一个磁体或衔铁耦联，以实现卡位与锁紧件之间通过磁体-衔铁间的相互吸引的作用。

优选的，所述多个卡位中相邻的两个卡位共用一个磁体，每个卡位对应所述磁体的一极(N极或S极)，所述锁紧件对应设置有衔铁。

在这种设置方式中，卡位和锁紧件只能采用磁体-衔铁对结构，从而实现卡位与锁紧件之间通过磁体-衔铁间相互吸引的作用。

优选的，所述耦联为卡位与磁体之间的刚性连接或弹性连接。

优选的，所述耦联通过耦联装置实现。

优选的，所述耦联装置沿着开启方向具有间隙。

所述耦联装置可以沿着开启方向具有间隙，从而在间隙被用完时所述卡位才被带动与锁紧件发生位置相对移动。随着磁体-衔铁间的远离，此时磁力减弱，再带动卡位与锁紧件发生分离时，需要克服的磁力就较小，可以改善开启的手感。

优选的，所述耦联装置为耦联弹簧。

所述耦联弹簧的弹力沿着开启方向伸展，其中卡位与锁紧件在开启方向发生相对移动时摩擦力大于弹簧弹力。

同理，所述弹性锁紧件与所述衔铁或磁体耦联。

在某些结构设计中，也可以第一连接组件设置有锁紧件，锁紧件与磁体耦联，第二连接组件设置有卡位。这种结构也可以达到与上述结构设计相同的有益效果，本领域的普通技术人员不需要付出创造性劳动就可以想到。

优选的，所述第一连接组件沿形成嵌接的方向设置有一个或多个卡位，所述第二连接组件设置有一个锁紧件。所述锁紧件可以根据需要与多个卡位中的一个嵌接形成锁紧状态，所以可以提供多档位调节。

所述第一连接组件沿形成嵌接的方向设置有多个卡位(第一卡位，第二卡位，……，第N卡位)；所述第一卡位与锁紧件嵌接时形成第一档位，继续沿形成嵌接方向推进可形成第二档位，……，以此类推。

每个档位都在形成嵌入的反方向(主负荷方向)形成锁紧状态，即卡位与锁紧件在某一档位嵌接时，只允许向下一档位推进，不允许反向移动。

在某些结构设计中，也可以第一连接组件设置有多个锁紧件，每个锁紧件与磁体耦联，第二连接组件设置有卡位。这种结构也可以达到与上述结构设计相同的有益效果，本领域的普通技术人员不需要付出创造性劳动就可以想到。

优选的，所述第二连接组件具有多个锁紧件或者具有带有多个锁紧区段的一个锁紧件。所述多个锁紧区段的排列方向与所述卡位与锁紧件形成嵌接的方向不一致。

通过该设计可以实现对作用力分布的改善。

优选的，所述连接组件中具有导板。导板的设置使得锁紧装置的磁体与衔铁，并不直接接触，防止磁体衔铁直接接触并相互运动时造成表面损伤。

优选的，所述锁紧装置的第一连接组件和第二连接组件均有倾斜或倒角设计。倒角设计有利于方便两者的嵌接。

优选的，所述卡位与锁紧件形成嵌接的初始接触面具有倾斜或倒角设计。

优选的，所述锁紧装置的第一连接组件和第二连接组件设有间隙，方便两者的嵌接。

优选的，所述锁紧装置还包括一个腔体，腔体内含功能模块和电源。

优选的，所述功能模块包括智能记步模块或/和发光模块。其中，所述记步模块具有记录消费者走路或跑步步数、走路姿态、跑步姿态、跑步冲击力、脚腾空时间或落地时间，脚腾空高度等功能。所述发光模块具有根据消费者走路、跑步、跑步姿态、跑步冲击力等发不同颜色或不同闪烁方式的光等功能。

优选的，所述锁紧装置还设有挡板，用于保护弹性锁紧件或/和弹性卡位不会在非正常使用情况下过度变形损伤。

本实用新型的有益效果包括以下方面：

a)自动锁紧功能；

b)不同档位的锁紧状态，可调节，可以满足不同松紧度或不同长度的锁紧要求；

c)连接更顺畅，手感好；

d)连接后不轻易开启，稳定可靠。

附图说明

图1-4是本实用新型的原理图；

图5-12是本实用新型的特定应用情况；

其中，图5是一实施例中锁紧装置的整体结构示意图；

图6是图5所示的锁紧装置锁紧的状态示意图；

图7为图6中沿A-A方向的剖视图；

图8为图6中沿B-B方向的剖视图；

图9是又一实施例中锁紧装置的整体结构示意图；

图10是图9所示的锁紧装置锁紧的状态示意图；

图11为图10中沿A-A方向的剖视图；

图12为图10中沿B-B方向的剖视图。

主要附图标记的列表

1，11，21 第一连接组件

2，12，22 第二连接组件

4，13，23 弹性锁紧件

5，14，24 卡位

5-1 卡位1

5-2 卡位2

6 挡板

M1 磁体1

M2 磁体2

M3 磁体3

A1 卡入方向

A2 开启方向

A3 弹性偏移方向

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

利用原理图图l至4来说明本发明的通用的功能。用附图标记1和2来表示有待连接的第一连接组件和第二连接组件，为明了起见用分开线3将两个连接组件分开，这两个连接组件因此间隔地并排设置。

如图1所示，M1，M2，M3是磁体。其中M1，M2同性同向设置，M3同性相反方向设置。其中，第一连接组件1并排设置有第一卡位5-1和第二卡位5-2，磁体M1设置于所述第一卡位5-1的正上方并与之耦联，磁体M2设置于所述第二卡位5-2的正上方并与之耦联，所述第二连接组件2包括弹性锁紧件4，磁体M3设置于所述弹性锁紧件4的正上方，使得卡位5-1或5-2与弹性锁紧件4形成嵌接的过程中，与卡位耦联的磁体M1或M2与锁紧件磁体M3间的磁力使其更容易实现嵌接，嵌接后，磁体M1或M2与锁紧件磁体M3相吸引。当然，M1，M2可替换为衔铁，M3为磁体，或M1，M2为磁体，M3为衔铁或M1，M2是同一磁体的两极，M3为衔铁，这些磁体与衔铁的组合配对，均可以实现上述卡位与锁紧件的磁力吸引，是本领域的普通技术人员很容易想到的。

第一连接组件1沿A1方向与第二连接组件2的弹性锁紧件4形成嵌接的过程中，嵌接瞬间挤压弹性锁紧件4，使其发生A3方向的弹性偏移，并受到M1与M3的磁力牵引。M1与M3的磁力吸引使卡入过程更顺畅，达到手感好的作用。

图2的弹性锁紧件4设置有与卡位5-1或5-2相配合的倒钩。第一卡位5-1与弹性锁紧件4嵌入连接，形成与嵌接方向A1相反方向的锁紧，即第一档位的锁紧状态。同时M1与M3接触面积达到最大，磁吸引力最强。此时若继续沿A1方向推进第一连接组件1，就会进一步形成第二卡位5-2与弹性锁紧件4的嵌入连接，即第二档位的锁紧状态。此时M2与M3接触面积达到最大，磁吸引力最强。

在第一卡位5-1过渡到第二卡位5-2过程中，磁吸引力由强到弱再到强，有较大的力反差，与弹性锁紧件4的弹性相互作用，可使档位调节过程的手感更加明显。

图3第一连接组件沿A2方向退出，锁紧装置开启。开启方向A2与A1是不同方向，开启时需要克服M1与M3的正向磁吸引力。该磁吸引力可抵消一定程度内非人为的负荷抖动，因此达到了所述连接不易开启，牢固可靠的效果。

图4为防止弹性锁紧件4在A3方向或A3反方向的过量偏移。可以在第一连接组件1或第二连接组件2上设置挡板6。

实施例1

下面说明图1至4中的特定实施例的原理。这里将就所述特定实施例说明图1至4的相关特定实施例所基于的原理。

图5-8所示的锁紧装置是一档位的锁紧装置，广泛用于背包，腰带或类似应用。该锁紧装置，包括第一连接组件11和第二连接组件12。其中，第一连接组件11设有1个卡位14(如图7所示)，卡扣14与磁体16刚性藕联(图8)。第二连接组件12设有1个弹性锁紧件13，弹性锁紧件13含上下两部分13a，13b。第二连接组件12沿A1方向卡入，挤压弹性锁紧件13，随后弹性锁紧件13与卡位14嵌入连接，立即锁紧。锁紧后不再允许第一连接组件11和第二连接组件12在A1方向的相互运动。所述运动，都是指相对运动，本图假定第一连接组件11是固定的。

图6展示了第一连接组件11和第二连接组件12锁紧的状态。此种状态下，第二连接组件12相对第一连接组件11只允许有A2方向的移动，用于开启。

图7为图6中沿A-A方向的剖视图。卡位14分为上下对称的两个部分14a和14b，与弹性锁紧件13上的上下对称的两个楔形凸起13a和13b相互配合。卡位14与弹性锁紧件13设计成两个部分，相比一个部分可改善受力分布，锁紧能力更强。卡位14为凹槽，弹性锁紧件13为楔形凸起，如此设计的一个好处是，易于加工。在其他实施例中卡位可以是凸起，弹性锁紧件是凹槽，只要能形状配合，形成反向自锁即可。

图8为图6中沿B-B方向的剖视图。在锁紧状态，第二连接组件12上的磁体15与第一连接组件11上的磁体16正向接触，此时接触面积最大，磁吸引力最强。当然磁体15或磁体16之一均可换成衔铁，同样可达到相互吸引的效果。

实施例2

图9-12所示的锁紧装置支持两档位的调节，同样用于背包、腰带等物品。该锁紧装置包括第一连接组件21和第二连接组件22，第一连接组件21有两个卡位，第一卡位24和第二卡位25(如图11所示)。第二连接组件22有弹性锁紧件23，弹性锁紧件23含上下两部分23a，23b；第二连接组件22上设有磁体28。第二连接组件22沿A1方向卡入，当弹性锁紧件23与第一卡位24嵌入连接时，形成第一档位；继续卡入，当弹性锁紧件23与第二卡位25嵌入连接时，形成第二档位。图9与图5的相同点在于第二连接组件部分同样只有1个弹性锁紧件，但是本结构第一连接组件有2个卡位，具体结构可在图11的剖面图中看出。

图10展示了第一连接组件21和第二连接组件22的锁紧状态。此种状态下，第二连接组件22相对第一连接组件21只允许有A2方向的移动，用于开启。所述移动是相对移动，本图假定第一连接组件21是固定的。

图11为图10中沿A-A方向的剖视图。第一卡位24与第二卡位25是凹槽设计，第一卡位24含上下两部分24a，24b；第二卡位25含上下两部分25a，25b，均可与弹性锁紧件23的上下两部分23a，23b形状配合。

图12为图10中沿B-B方向的剖视图。在第一档位锁紧状态，磁体27与磁体28正向接触；在第二档位锁紧状态，磁体26与磁体28正向接触。正向接触时，磁吸引力最强。在某些实施例中，磁体26或磁体27为同一磁体的两极，对应原磁体28为衔铁，同样可达到相互吸引的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种带磁力的锁紧装置，包括第一连接组件、第二连接组件和磁体—衔铁结构；其特征在于，所述第一连接组件设置有卡位，所述第二连接组件中设置有与所述卡位形状配合的锁紧件；所述第一连接组件和所述第二连接组件的至少一个设置有弹性结构；所述磁体设置于所述第一连接组件或第二连接组件上，所述衔铁对应设置于所述第二连接组件或第一连接组件上；所述磁体或所述衔铁与所述卡位耦联设置，所述衔铁或所述磁体与所述锁紧件耦联设置；

所述磁体和所述衔铁能相对移动，包括侧向相对移动和正向相对移动；

在所述锁紧装置的锁紧过程期间，所述磁体和所述衔铁侧向相对移动时，所述卡位和锁紧件在磁吸力的作用下从非嵌接位置移动到嵌接位置形成嵌接；并且

在所述锁紧装置的开启过程期间，所述磁体和所述衔铁正向相对移动，所述磁体和衔铁之间的磁力足够地减弱，所述卡位和锁紧件从嵌接位置移动到非嵌接位置；并且

所述磁体—衔铁结构使得所述卡位与所述锁紧件复位至嵌接状态。

2.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述卡位和锁紧件形成嵌接的方向与开启方向呈锐角或直角。

3.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁紧件或卡位设置有钩状头部或凸起，所述卡位或锁紧件对应设置有凹槽。

4.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述第一连接组件沿形成嵌接的方向并排设置有一个或多个卡位。

5.根据权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于，所述一个或多个卡位对应设置有一个或多个磁体或衔铁，所述卡位与所述磁体或衔铁一一对应且耦联设置。

6.根据权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于，所述多个卡位中相邻的两个卡位共用一个磁体，每个卡位对应所述磁体的一极，所述锁紧件对应设置有衔铁。

7.根据权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于，所述第一连接组件沿形成嵌接的方向设置有一个或多个卡位，所述第二连接组件设置有一个锁紧件。

8.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述第一连接组件沿形成嵌接的方向设置有一个或多个锁紧件，所述第二连接组件设置有一个或多个卡位。

9.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述第二连接组件具有多个锁紧件或者具有带有多个锁紧区段的一个锁紧件。

10.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述磁体—衔铁结构包括一个或多个磁体—衔铁对。

11.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述磁体或所述衔铁与所述卡位通过耦联装置耦联，所述耦联装置为耦联弹簧，所述耦联弹簧的弹力沿着开启方向伸展，其中卡位与锁紧件在开启方向发生相对移动时摩擦力大于弹簧弹力。

12.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁紧装置还包括一个腔体，腔体内含功能模块和电源。

13.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁紧装置还设有挡板，用于保护所述弹性结构不会在非正常使用情况下过度变形损伤。