专利名称：用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种架体节点连接装置，特别涉及一种用于组合脚手架立杆、横杆以及斜拉撑复合连接的装置。
背景技术：
国内用于架体节点连接件，有扣件式、碗扣式、斜铁承插式等连接形式，其功能单一，只能将两个杆件相互连接，且节点受力复杂。中国专利ZL200920M5978. 9公开了一种可方便拆卸的组合脚手架连接用蝶形卡组件，能将架体节点所有杆件(立杆、横杆以及斜拉撑)有效的连接，其连接而成的模块式组合脚手架矩形单元，可使各杆件轴线汇交在一点，各杆件受力后形成汇交力系，使其在三维方向重复组合的脚手架体系成为静定或超静定结构，架体承载力高，安拆便捷。但这种蝶形卡组件存在以下问题(1)结构复杂，重量相对较大；( 连接件传力受力不合理，连接组件受水平杆水平力及斜拉杆斜向力，依靠公卡端部抗剪抗弯结构承载，安全度差；(3)当压轴处于自由松动状态下，连接组件连接失效， 公、母卡之间不能实现自锁。发明内容
针对背景技术蝶形卡组件所存在的弱点，本发明的目的是提供一种可使公、母卡连接更安全可靠的组合脚手架节点的连接装置。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的
一种用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，包括一个母卡、四个公卡、 以及将四个公卡与母卡匹配连接的四个楔形铁，其特征在于，母卡包括四个两两对称的球缺围成的圆筒主体，圆筒主体的内径与立杆固联，圆筒主体外围设置水平十字板，与圆筒主体围成十字形的四个安装腔，每个安装腔由一个楔形铁连接一个公卡；所述安装腔内侧为凸球面，外侧为弧形凸面；所述公卡包括一个“ η ”形卡体，靠近“ η ”形左侧的卡体上端面开有可插入楔形铁的方形孔，其“ η”形左侧外面为与安装腔内侧凸球面相匹配的凹形球面，“ η”形左侧内面有一斜面与垂直面呈角度α，该斜面一直延伸至“ η”形上端面的方形孔；“ n ”形右侧上、下部分别设置前后平行的蝶形翼，上部蝶形翼与下部蝶形翼相互对应， 用于连接垂直斜拉杆；“ n”形右侧外端面上、下部蝶形翼之间连接水平杆；所述楔形铁左侧为直平面，右侧中部设有突起，楔形铁上端部至突起为上小下大的楔形，突起向下形成的斜面与垂直面有斜角β，α > β >0。
上述方案中，所述水平十字板上开有四个水平斜拉杆连接孔，与十字形的四个安装腔的对称中心线呈45°布置。所述楔形铁的尾部向左偏出楔形铁左侧直平面。所述α =6° ；β =4°。所述“ η”形卡体右侧外端面上、下部蝶形翼之间设有安装孔。
与现有蝶形卡组件相比，本发明自锁球铰蝶形卡组件的优点是
1、连接组件受力合理，公母卡通过斜铁连接在一个封闭的连接腔内，连接整体性好，连接件弯矩小，各组件受力分配合理。
2、利用球面结构自锁和斜铁角度构造自锁使连接组件连接更安全可靠。当斜铁可能处于自由松动状态下，连接组件连接不失效。
3、连接组件处于工作状态时，在斜铁压力作用下，通过球面摩擦力，可实现似固定节点连接力学特性。
4、公母卡采用凹凸球面相互配合连接，可上下左右调节因架体加工、安装引起的位置误差，节点连接无附加弯应力
以下结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明的装配结构图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为图1(图2)中的母卡1的结构图。
图4为图3的B-B向剖视图。
图5为图1(图2)中的公卡2的结构图。
图6为图5的俯视图。
图7为图1(图2)中的楔形铁3的结构图。其中图7b是图7a的俯视图。
图8为图2中的D部放大图。
图1至图8中的附图标记1、母卡；2、公卡；3、楔形铁；4、立杆；5、水平杆；6、水平斜拉杆；7、垂直斜拉杆；8、圆筒主体；9、安装腔；10、水平斜拉杆连接孔；11、弧形凸面；12、 凸球面；13、水平十字板；14、蝶形翼(14-1前翼、14-2后翼)；15," η ”形卡体；16、方孔；17、 筋；18、凹球面；19、尾部；20、突起。
具体实施方式
如图1图2所示，一种用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡装置，包括一个母卡1，四个公卡2、以及将四个公卡与母卡匹配连接的四个楔形铁3。其中，母卡包括四个球缺(两两对称)围成的圆筒主体8，圆筒主体8的内径与立杆4连接，圆筒主体8外围设置水平十字板13，与圆筒主体围成十字形的四个安装腔9。水平十字板上开有四个水平斜拉杆连接孔10与十字形的四个安装腔9的对称中心线呈45°布置(图2、图3)。
如图2、图3所示，安装腔9内侧为凸球面12，球面半径为R，外侧为弧形凸面11。
如图5、图6所示，公卡包括一个“ η ”形卡体15，其左右两侧通过上端面与筋17 连接，靠近“ η ”形卡体左侧的上端面上开有可插入楔形铁3的方形孔16。“ Il ”形卡体15 左侧外面为凹形球面18，球面半径为R，左侧内面有一斜面与垂直面呈角度α，该斜面一直延伸至“ η ”形卡体15上端的方形孔16。
“ n ”形卡体15右侧上、下部分别设置前后平行的蝶形翼14，上部蝶形翼与下部蝶形翼相互对应，用于连接垂直斜拉杆7(图2)。右侧外端面上、下部蝶形翼之间设有安装孔， 用于连接水平杆5(图2)。
如图7所示，楔形铁3左侧为直平面，右侧中部设有突起20，楔形铁3上端部至突起20为上小下大的楔形，突起20向下斜面与垂直面有斜角β >0;尾部19偏出左侧直平
下面以一个公卡与母卡右侧的安装腔9的连接为例来说明本发明的工作原理
如图1、图2、图8所示，将立杆4焊接在母卡1的圆筒主体8的内径上，水平杆5 焊接于公卡2右侧外端面上、下部蝶形翼之间，楔形铁3通过其直平面从下往上由公卡2左侧内斜面导向插入公卡2的方形孔16中，向上锤击楔形铁3尾部19使楔形铁3临时固定在公卡2 “ η ”形卡体15中。将公卡2 “ η ”形左侧及楔形铁3共同插入母卡1的安装腔 9中，使公卡2 “ η ”形卡体左侧外面的凹形球面18与母卡1安装腔9内侧凸球面12相互吻合，锤击楔形铁3上端部，楔形铁下落，进入公卡左侧内面与母卡安装腔9外侧弧形凸面 11的空间中，使公卡2与母卡1吻合球面紧密接触达到牢固连接的目的，实现公卡2和母卡 1球形结构锁定。向上锤击楔形铁3下端部，公母卡球面18、12之间的压力消失，且留出间隙，公卡2可从母卡1安装腔9内卸掉，简单实现架体拆卸。
如图8所示，由于楔形铁3插入方形孔16后，楔形铁下斜面与垂直线之间有向左偏的(α-β)角。当α-β >0时，楔形铁与半径为r的弧形凸面11接触点E处于弧形凸面水平轴线以下，可形成公母卡之间构造的自行锁定。使公、母卡连接更安全可靠。本实施例中，α = 6° ； β = 4°，α -β = 2°。
权利要求
1.一种用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，包括一个母卡、四个公卡、以及将四个公卡与母卡匹配连接的四个楔形铁，其特征在于，母卡包括四个两两对称的球缺围成的圆筒主体，圆筒主体的内径与立杆固联，圆筒主体外围设置水平十字板，与圆筒主体围成十字形的四个安装腔，每个安装腔由一个楔形铁连接一个公卡；所述安装腔内侧为凸球面，外侧为弧形凸面；所述公卡包括一个“ n ”形卡体，靠近“ n ”形左侧的卡体上端面开有可插入楔形铁的方形孔，其“ η”形左侧外面为与安装腔内侧凸球面相匹配的凹形球面， “ n ”形左侧内面有一斜面与垂直面呈角度α，该斜面一直延伸至“ n ”形上端面的方形孔； “ n ”形右侧上、下部分别设置前后平行的蝶形翼，上部蝶形翼与下部蝶形翼相互对应，用于连接垂直斜拉杆；“ n ”形右侧外端面上、下部蝶形翼之间连接水平杆；所述楔形铁左侧为直平面，右侧中部设有突起，楔形铁上端部至突起为上小下大的楔形，突起向下形成的斜面与垂直面有斜角β，α > β > 0。
2.如权利要求1所述的用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，其特征在于，所述水平十字板上开有四个水平斜拉杆连接孔，与十字形的四个安装腔的对称中心线呈45°布置。
3.如权利要求1所述的用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，其特征在于，所述楔形铁的尾部向左偏出楔形铁左侧直平面。
4.如权利要求1所述的用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，其特征在于，所述 α = 6° ；β = 4°。
5.如权利要求1所述的用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，其特征在于，所述“ n ”形卡体右侧外端面上、下部蝶形翼之间设有安装孔。
全文摘要
本发明公开了一种用于组合脚手架节点连接的自锁球铰蝶形卡组件，包括一个母卡、四个公卡和四个楔形铁，其特征在于，母卡包括四个球缺围成的圆筒主体，外围设置水平十字板，与圆筒主体围成十字形的四个安装腔，安装腔内侧为凸球面，外侧为弧形凸面；公卡包括“η”形卡体，靠近“η”形左侧的卡体上端面开有方形孔，其“η”形左侧外面为与安装腔内侧凸球面相匹配的凹形球面，“η”形左侧内面有一斜面与垂直面呈角度α，“η”形右侧上、下部分别设置前后平行的蝶形翼，上部蝶形翼与下部蝶形翼相互对应；楔形铁左侧为直平面，右侧中部设有突起，楔形铁上端部至突起为上小下大的楔形，突起向下形成的斜面与垂直面有斜角β，α＞β＞0。
文档编号E04G7/12GK102518293SQ20111040702
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者张福胜 申请人:张福胜