一種可自行分離的連接裝置的制作方法

本發(fā)明涉及涉及一種可自行分離的電控機(jī)械連接裝置，屬于連接件領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的連接裝置在滿足連接固定的作用之外，對(duì)于在一定條件和主觀需要的情況下滿足連接裝置自動(dòng)分離的需求考慮不足，尤其對(duì)于在人力無法有效控制的區(qū)域使用連接裝置時(shí)，自動(dòng)分離和脫落的實(shí)際需求明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自行分離的連接裝置，在遠(yuǎn)距離非接觸的情況下對(duì)被連接的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)剝離，實(shí)現(xiàn)的智能調(diào)控。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

一種可自行分離的連接裝置，包括固定部分、可分離部分和裝置倉，

可分離部分連接在固定部分上，裝置倉與固定部分連接；

裝置倉是所述固定部分的外部基本框架結(jié)構(gòu)，包含電機(jī)倉、裝置倉主倉和電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母，電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母與裝置倉一體設(shè)置，

可分離部分為凸字形結(jié)構(gòu)，所述可分離部分中間有凸出連接部，凸出連接部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有圓形槽，凸出連接部后方為可分離部分金屬件主體部，

固定部分包括類凹字形支架，支架中部為凹陷部，凹陷部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)固定壁，支架的凹陷部與兩側(cè)固定壁之間分別設(shè)有長擋片和短擋片，所述兩擋片均為一長一短L形條狀金屬片，長擋片和短擋片一側(cè)分別相對(duì)設(shè)有兩組圓柱，第一組為長圓柱和第二組為短圓柱，

支架與長擋片和短擋片之間連接有一組彈簧，彈簧套在與長擋片和短擋片連接的長圓柱和短圓柱上，支架上開有供長圓柱左右移動(dòng)的導(dǎo)向通孔；

長擋片和短擋片的二者較長邊所屬面平行放置，在兩平行面上設(shè)置圓形通孔，所述圓形通孔沿上文所述平面的法線方向重疊，

減速大扭力電機(jī)放置于電機(jī)倉中，電機(jī)螺桿由電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母中穿出，同時(shí)與圓形通孔匹配設(shè)置，并由其中穿出，長圓柱在彈簧作用下，通過導(dǎo)向通孔進(jìn)入支架中部的凹陷部，卡合在可分離部分的圓形槽中，對(duì)可分離部分進(jìn)行卡合，

外部控制系統(tǒng)控制減速大扭力電機(jī)的電機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)螺桿旋出圓形通孔，長圓柱被解除限位，可分離部分實(shí)現(xiàn)與固定部分的分離。

長圓柱進(jìn)入導(dǎo)向通孔的長度為長圓柱的直徑，且進(jìn)入部分為球面結(jié)構(gòu)。

長圓柱與導(dǎo)向通孔、圓形槽之間的配合公差為0.15～0.2mm。

減速大扭力電機(jī)的堵轉(zhuǎn)扭力大于4kgf/mm。

電機(jī)螺桿和長擋片、短擋片的圓形通孔間摩擦系數(shù)為0.11～0.13。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明將電機(jī)螺桿由電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母中穿出，同時(shí)與圓形通孔匹配設(shè)置，并由其中穿出，長圓柱在彈簧作用下，通過導(dǎo)向通孔進(jìn)入支架中部的凹陷部，卡合在可分離部分的圓形槽中，對(duì)可分離部分進(jìn)行卡合，外部控制系統(tǒng)控制減速大扭力電機(jī)的電機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)螺桿旋出圓形通孔，長圓柱被解除限位，可分離部分實(shí)現(xiàn)與固定部分的分離。這種可自行分離的連接裝置，在遠(yuǎn)距離非接觸的情況下對(duì)被連接的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)剝離，實(shí)現(xiàn)了智能調(diào)控；

(2)本發(fā)明具有連接裝置的功能，可應(yīng)用于所有需要進(jìn)行兩部件連接的產(chǎn)品上，使用前景廣泛，對(duì)于在人力無法有效控制的區(qū)域使用或需要自動(dòng)調(diào)控的情況下使用連接裝置時(shí)具備自動(dòng)分離功能，大大增加了靈活性，避免了由于連接裝置的限制導(dǎo)致人力物力的浪費(fèi)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明固定部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明可分離部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明立體示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

一種可自行分離的連接裝置，如圖1所示，包括固定部分1、可分離部分2和裝置倉3，

可分離部分2連接在固定部分1上，裝置倉3與固定部分1連接；

裝置倉3是所述固定部分的外部基本框架結(jié)構(gòu)，包含電機(jī)倉、裝置倉主倉和電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母33，電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母33與裝置倉3一體設(shè)置，

可分離部分2為凸字形結(jié)構(gòu)，如圖3所示，所述可分離部分2中間有凸出連接部21，凸出連接部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有圓形槽22，凸出連接部21后方為可分離部分金屬件主體部23，

固定部分1包括類凹字形支架11，如圖2、圖4所示，支架11中部為凹陷部111，凹陷部111兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)固定壁112，支架11的凹陷部111與兩側(cè)固定壁112之間分別設(shè)有長擋片12和短擋片13，所述兩擋片均為一長一短L形條狀金屬片，長擋片12和短擋片13一側(cè)分別相對(duì)設(shè)有兩組圓柱，第一組為長圓柱121和第二組為短圓柱122，

支架11與長擋片12和短擋片13之間連接有一組彈簧15，彈簧15套在與長擋片12和短擋片13連接的長圓柱121和短圓柱122上，支架11上開有供長圓柱121左右移動(dòng)的導(dǎo)向通孔；

長擋片12和短擋片13的二者較長邊所屬面平行放置，在兩平行面上設(shè)置圓形通孔，所述圓形通孔沿上文所述平面的法線方向重疊，

減速大扭力電機(jī)14放置于電機(jī)倉中，電機(jī)螺桿141由電機(jī)運(yùn)動(dòng)限制螺母33中穿出，同時(shí)與圓形通孔匹配設(shè)置，并由其中穿出，長圓柱121在彈簧15作用下，通過導(dǎo)向通孔進(jìn)入支架11中部的凹陷部111，卡合在可分離部分2的圓形槽22中，對(duì)可分離部分2進(jìn)行卡合，

外部控制系統(tǒng)控制減速大扭力電機(jī)14的電機(jī)螺桿141的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)螺桿141旋出圓形通孔，長圓柱121被解除限位，可分離部分2實(shí)現(xiàn)與固定部分1的分離。

長圓柱121進(jìn)入導(dǎo)向通孔的長度為長圓柱121的直徑，且進(jìn)入部分為球面結(jié)構(gòu)，長圓柱121與導(dǎo)向通孔、圓形槽22之間的配合公差為0.15～0.2mm，減速大扭力電機(jī)14的堵轉(zhuǎn)扭力大于4kgf/mm，電機(jī)螺桿141和長擋片12、短擋片13的圓形通孔間摩擦系數(shù)為0.11～0.13。

實(shí)施例

1、彈簧15彈力關(guān)系式、減速大扭力電機(jī)14扭矩二者直接的關(guān)系為：

彈簧常數(shù)：以k表示，當(dāng)彈簧被壓縮時(shí)，每增加1mm距離的負(fù)荷(kgf/mm)；

彈簧常數(shù)公式(單位：kgf/mm)：K＝(G×d⁴)/(8×Dm³×Nc)

G＝線材的鋼性模數(shù)：琴鋼絲G＝8000，不銹鋼絲G＝7300；磷青銅線G＝4500，黃銅線G＝3500，

d＝線徑，Do＝OD＝外徑，Di＝ID＝內(nèi)徑，Dm＝MD＝中徑＝Do-d，N＝總?cè)?shù)，Nc＝有效圈數(shù)＝N-2，

若機(jī)構(gòu)采用的壓縮彈簧方案是：線徑＝1.0mm，外徑＝7.0mm，總?cè)?shù)＝10.5圈，壓縮距離：4mm，鋼絲材質(zhì)＝不銹鋼鋼絲

K＝(G×d⁴)/(8×Dm³×Nc)＝(7300×1)/(8×216×8.5)＝0.497kgf/mm

則負(fù)荷為1.988kgf。

直流減速電機(jī)，即齒輪減速電機(jī)，是在普通直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，加上配套齒輪減速箱。齒輪減速箱的作用是，提供較低的轉(zhuǎn)速，較大的力矩。同時(shí)，齒輪箱不同的減速比可以提供不同的轉(zhuǎn)速和力矩。載荷扭力和靜止?fàn)顟B(tài)下的堵轉(zhuǎn)扭力一般由電機(jī)廠商直接提供，一般大于4kgf/mm。

一般金屬件和金屬螺桿間的摩擦系數(shù)為0.11～0.13，二者之間有潤滑油的情況下，摩擦系數(shù)會(huì)更小，<0.26。機(jī)構(gòu)選用的大扭力減速電機(jī)的堵轉(zhuǎn)扭力遠(yuǎn)大于這個(gè)值。

2、擋片彈出對(duì)支架的沖擊

按照上文實(shí)例，由上面的公式得出沖擊力不到2N，一般來說304不銹鋼板的屈服強(qiáng)度為310MPa，也就是在與彈簧接觸面為外徑7mm，線徑1mm的彈簧來計(jì)算，則靜態(tài)壓力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為為0.03MPa，擋片彈出所產(chǎn)生的沖擊力的動(dòng)能由壓力提供，刨除運(yùn)動(dòng)損耗，則沖擊力應(yīng)小于靜態(tài)壓力，另擋片與支架壁的接觸面積為33mm²左右，遠(yuǎn)大于彈簧接觸面積的24mm²則壓強(qiáng)肯定小于0.03MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法使304鋼支架彎曲，更何況破損。

3、擋片對(duì)螺桿的長期作用力

按照上文實(shí)例中，擋片靜態(tài)對(duì)螺桿的作用力為2N左右，擋片與螺桿的接觸面積為5mm²，則靜態(tài)的壓強(qiáng)為0.4MPa，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以損壞螺桿和擋片。

4、進(jìn)程時(shí)間關(guān)系式

齒輪組大扭力減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速與齒輪組的配比和電機(jī)機(jī)芯本身轉(zhuǎn)速有關(guān)，假定電機(jī)轉(zhuǎn)速為w(轉(zhuǎn)/s)，按照實(shí)例中采用的M3的螺紋來看，標(biāo)準(zhǔn)螺距為0.5～0.3mm，則一秒鐘電機(jī)螺桿可推動(dòng)進(jìn)程即本機(jī)構(gòu)中電機(jī)前進(jìn)或者后退最多0.5w mm，則進(jìn)程為L時(shí)，最快需要L/0.5w(s)的時(shí)間完成全部進(jìn)程。實(shí)例中，進(jìn)程為15mm，轉(zhuǎn)速為2轉(zhuǎn)/s，則最快共需要時(shí)間15s。

5、長圓柱深入槽的深度

長圓柱深入槽不宜過長，起到限制可脫落部分的六個(gè)方向自由度(除以長圓柱為軸的的旋轉(zhuǎn)自由度以外)的作用即可。這個(gè)距離應(yīng)與圓柱直徑接近，這樣便于深入槽的部分可加工為球面，便于可脫落部分后面的脫離。

6、長圓柱圓頂對(duì)圓孔以及槽之間的配合公差

這個(gè)公差取0.15～0.2mm為宜，這個(gè)配合間隙既可以保證整體鎖住時(shí)，可分離部分不會(huì)過分晃動(dòng)，也可以在可分離部分需要脫離約束時(shí)較為容易。

注：長圓柱深入槽的深度，圓柱形狀(深入部分為圓頂球面)，配合公差這幾個(gè)設(shè)計(jì)考慮均為了保證可分離部分在整體機(jī)構(gòu)鎖住時(shí)，牢靠不過分晃動(dòng)，也保證在需要分離時(shí)，可分離部分能順利脫離不會(huì)發(fā)生意外卡死的情況。

7、遠(yuǎn)程控制

整體裝置的遠(yuǎn)程控制可分離的實(shí)現(xiàn)，依靠基于RDSS北斗技術(shù)短報(bào)文通訊的強(qiáng)大功能，能依賴北斗微星實(shí)現(xiàn)將指令遠(yuǎn)程下達(dá)給裝置主板，從而通過主板上的MCU控制電機(jī)的通斷電，來控制電機(jī)動(dòng)作，配合整體裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙的實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程可控的可分離連接。

當(dāng)給所述減速大扭力電機(jī)14供電時(shí)，前端螺桿部分旋轉(zhuǎn)伸出運(yùn)動(dòng)限制螺母33，當(dāng)螺桿部分同時(shí)穿過兩個(gè)擋片上所述圓形通孔時(shí)，彈簧15在所述兩個(gè)擋片和支架11間呈壓縮狀態(tài)，此時(shí)兩個(gè)擋片上的所述長圓柱121穿出凹陷部111側(cè)壁通孔，伸入到所述凹槽內(nèi)，長圓柱前端嵌入到凸出連接部的圓形槽22內(nèi)，鎖住了凸出連接部和凹槽的扣合，使得可分離部分2和固定部分1緊密連接在一起，形成一個(gè)限制狀態(tài)；

反之當(dāng)給所述減速大扭力電機(jī)14反向供電時(shí)，螺桿自身反向轉(zhuǎn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)限制螺母33的作用下會(huì)向上運(yùn)動(dòng)脫離兩個(gè)擋片的圓形通孔，此時(shí)兩個(gè)擋片在彈簧15作用下分別彈向各自臨近的兩側(cè)所述支架的固定壁112，也就使得兩個(gè)擋片上的長圓柱121同時(shí)脫離凸出連接部的圓形槽22，并退出了凹槽釋放了凸出連接部和凹槽的扣合，實(shí)現(xiàn)了固定部分1和可分離部分2的分離，形成一個(gè)非限制狀態(tài)。

在這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換之間，所述裝置倉3始終通過支架11兩邊的固定壁112上的螺紋通孔和裝置倉3對(duì)應(yīng)位置上的通孔在螺絲的緊固作用下與固定部分緊密連接。另外，所述凸出連接部與可分離部分2為一體化設(shè)計(jì)，二者始終緊密連接。

綜上，裝置倉3可與需要使用連接裝置的產(chǎn)品做一體式設(shè)計(jì)，當(dāng)然也可設(shè)計(jì)連接所用固定件來固定產(chǎn)品主體；可分離部分2的金屬件主體部上設(shè)計(jì)了帶有螺紋的通孔，可通過與之匹配的螺絲與需要使用連接裝置的產(chǎn)品主體進(jìn)行連接，同樣也可與需要使用連接裝置的產(chǎn)品做一體式設(shè)計(jì)。由此，需要使用連接裝置的產(chǎn)品通過分別與所述裝置倉3、所述固定部分1和可分離部分2的連接，最終通過可自行分離的電控機(jī)械連接裝置的可控自動(dòng)分離的功能屬性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品所需的自動(dòng)分離或者脫落效果。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容，是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。