本发明涉及一种自动连接装置，具体说是一种被动式自动连接与解锁装置。
背景技术：
当一个动力源需要分时拉动多个被动物件时，一般需要将连接装置放置于动力源和被动物体之间，连接时需要人工连接或者由气缸、油缸等驱动额外提供连接动力，固定被连接物和动力源。而在某些特殊场景，如集成自动化较高、连接空间比较狭窄或需要大范围移动等无法放置驱动组件的情况下，为实现该功能就需要增大连接装置的安装空间。而且，连接装置设置主动连接驱动机构（气缸、油缸等）使得结构复杂，维护成本增加，同时动力源拉动被动物件的运动也容易受到连接装置及主动连接驱动机构的干涉。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种被动式自动连接与解锁装置，该装置占用空间小、结构简单、维护成本低，且不会造成运动干涉。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的被动式自动连接与解锁装置的特点是包括被动连接座和主动连接杆。所述被动连接座呈圆柱形，其圆柱形的外侧面有沿周向布置且首尾相连的正弦波形的导槽，被动连接座的一端固定有连接板、另一端有锁套。所述锁套呈筒形，其敞开端套在所述被动连接座上使二者呈同心布置，且锁套敞开端的内侧有径向布置的导轴，该导轴位于被动连接座的导槽内。所述锁套的内腔中部有隔板，隔板与被动连接座的端面间有第一压缩弹簧。所述锁套远离被动连接座的一端有中心孔，中心孔与锁套侧壁间均布有径向通槽。所述主动连接杆靠近一端的外周均布有径向锁齿，径向锁齿的数量与所述锁套的径向通槽的数量相等，且径向锁齿的宽度均小于径向通槽的宽度。
本发明的进一步改进方案是所述被动连接座对应锁套一端的端面有中心沉孔，所述第一压缩弹簧的对应端位于该中心沉孔内。
本发明的进一步改进方案是所述主动连接杆的一端有滑套，滑套的一端敞开，另一端封闭且有中心套孔，滑套通过该中心套孔套在所述主动连接杆上。所述滑套的敞开端与径向锁齿对应，滑套内的那段主动连接杆上套有平面轴承，平面轴承与径向锁齿间的那段主动连接杆上套有第二压缩弹簧。所述滑套封闭端外的主动连接杆上螺纹连接有螺母。所述隔板对应锁套中心孔的一侧中心有沉孔座，该沉孔座上沉孔的内径大于主动连接杆上螺母的外径、小于滑套的外径。
本发明的进一步改进方案是所述导槽内在正弦波的波峰和波谷对应位置的同侧均有单向止回块，该单向止回块向导槽内最近的正弦波的波峰或波谷对应的位置翘起。
其中，所述径向通槽与径向锁齿的数量均为3个。所述导槽的正弦波形的波峰和波谷对应的转折点均为6个。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明的被动式自动连接与解锁装置包括被动连接座和主动连接杆；被动连接座呈圆柱形，其圆柱形的外侧面有沿周向布置且首尾相连的正弦波形的导槽，被动连接座的一端固定有连接板、另一端有锁套；锁套呈筒形，其敞开端套在所述被动连接座上使二者呈同心布置，且锁套敞开端的内侧有径向布置的导轴，该导轴位于被动连接座的导槽内；锁套的内腔中部有隔板，隔板与被动连接座的端面间有第一压缩弹簧；锁套远离被动连接座的一端有中心孔，中心孔与锁套侧壁间均布有径向通槽；主动连接杆靠近一端的外周均布有径向锁齿，径向锁齿的数量与所述锁套的径向通槽的数量相等，且径向锁齿的宽度均小于径向通槽的宽度。使用时，将该装置的被动连接座通过连接板固定在被动物件上，将主动连接杆固定在动力源上；然后驱动动力源移动，使得主动连接杆与被动连接座的轴线位于同一直线上；动力源继续带动主动连接杆向前伸出，使得主动连接杆的一端伸入锁套内，同时主动连接杆上的径向锁齿分别经过对应的锁套上的径向通槽进入锁套；主动连接杆与锁套内的隔板接触后，推动隔板及锁套向被动连接座压紧，在导轴和导槽的作用下，锁套向被动连接座压紧的同时做周向转动，导轴由导槽的第一个波峰位置移动至第一个波谷位置；之后动力源驱动停止，在锁套隔板与被动连接座间的第一压缩弹簧的弹力作用下，锁套向远离被动连接座的方向回弹并继续转动，导轴由第一个波谷位置移动到第二个波峰位置。在此过程中，由于主动连接杆始终保持不转动，锁套的转动就使主动连接杆上的径向锁齿偏离锁套上的径向通槽，主动连接杆则无法脱离锁套而被限制在锁套内，实现了动力源与被动物件之间的自动连接。当动力源需要脱离该被动物件时，同样驱动动力源带动主动连接杆向前伸出，主动连接杆与锁套内的隔板再次接触后，推动隔板及锁套向被动连接座压紧转动，导轴由导槽的第二个波峰位置移动至第二个波谷位置；之后动力源驱动停止，在第一压缩弹簧的弹力作用下，锁套向远离被动连接座的方向回弹并继续转动，导轴由导槽的第二个波谷位置移动到第三个波峰位置。在此过程中，锁套相对主动连接杆的转动使主动连接杆上的径向锁齿再次对准锁套上的径向通槽，主动连接杆则能够轻松的移出锁套，从而实现了动力源与被动物件之间的自动解锁。由此可知，该装置能够在动力源向被动物件移动的过程中实现自动连接或解锁的功能，无需设置气缸、油缸等主动连接驱动机构，占用空间小，不会对动力源拉动被动物件的运动造成任何干涉，而且其结构简单，几乎无需维护，可大大降低维护成本。
进一步地，将第一压缩弹簧的一端置于中心沉孔内可限制第一压缩弹簧的位置，避免其偏移或倾斜而造成该装置动作不畅。
进一步地，在主动连接杆一端设置滑套、平面轴承及第二压缩弹簧，可以在主动连接杆的该端推压锁套隔板使两者间产生相对转动时，将主动连接杆与隔板间的滑动摩擦变为平面轴承的滚动摩擦，减少各部件间的磨损，延长装置的使用寿命。
进一步地，在导槽内正弦波的波峰和波谷对应位置的同侧均设置单向止回块，可使导轴在导槽内始终沿一个方向移动，避免锁套回转而导致主动连接杆不能锁止或解锁。
附图说明
图1是本发明的被动式自动连接与解锁装置的立体剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的被动式自动连接与解锁装置包括被动连接座2和主动连接杆12。所述被动连接座2呈圆柱形，其圆柱形的外侧面有沿周向布置且首尾相连的正弦波形的导槽3，被动连接座2的一端固定有连接板1、另一端有锁套7。所述锁套7呈筒形，其敞开端套在所述被动连接座2上使二者呈同心布置，且锁套7敞开端的内侧有径向布置的导轴4，该导轴4位于被动连接座2的导槽3内。所述锁套7的内腔中部有隔板6，隔板6与被动连接座2的端面间有第一压缩弹簧5。所述锁套7远离被动连接座2的一端有中心孔8，中心孔8与锁套7侧壁间均布有径向通槽9。所述主动连接杆12靠近一端的外周均布有径向锁齿11，径向锁齿11的数量与所述锁套7的径向通槽9的数量相等，且径向锁齿11的宽度均小于径向通槽9的宽度。
其中，所述被动连接座2对应锁套7一端的端面有中心沉孔17，所述第一压缩弹簧5的对应端位于该中心沉孔17内。被动连接座2的中心沉孔17可限制第一压缩弹簧5的轴向偏移或倾斜，使第一压缩弹簧5不易发生扭曲、变形或卡死，避免装置的动作不畅。
所述主动连接杆12的一端有滑套10，滑套10的一端敞开，另一端封闭且有中心套孔，滑套10通过该中心套孔套在所述主动连接杆12上。所述滑套10的敞开端与径向锁齿11对应，滑套10内的那段主动连接杆12上套有平面轴承14，平面轴承14与径向锁齿11间的那段主动连接杆12上套有第二压缩弹簧13。所述滑套10封闭端外的主动连接杆12上螺纹连接有螺母15。所述隔板6对应锁套7中心孔8的一侧中心有沉孔座16，该沉孔座16上沉孔的内径大于主动连接杆12上螺母15的外径、小于滑套10的外径。主动连接杆12一端设置的滑套10、平面轴承14及第二压缩弹簧13，锁套7隔板6中心设置的沉孔座16，可以在主动连接杆12的该端推压锁套7隔板6使两者间产生相对转动时，使滑套10伸入沉孔座16的沉孔并随锁套7一起转动，而主动连接杆12不转动，主动连接杆12上径向锁齿11与滑套10间通过平面轴承14呈滚动配合。这样，可减少主动连接杆12部件与锁套7部件间的摩擦，使各部件不易受损，延长装置的使用寿命。
所述导槽3内在正弦波的波峰和波谷对应位置的同侧均有单向止回块18，该单向止回块18向导槽3内最近的正弦波的波峰或波谷对应的位置翘起。单项止回块的作用是使导轴4在导槽3内只能沿一个方向移动，即当导轴4由正弦波形的导槽3的一个波峰位置向一个波谷位置、或一个波谷位置向一个波峰位置移动时，在接近目标波谷或波峰位置处，先从单向止回块18上经过，而当导轴4到达目标位置后，其后方受到单向止回块18翘起部位的限制，不能再往回移动。单向止回块18可以采用固定结构或弹性结构。如采用固定结构，应确保单向止回块18翘起部位的高度小于导槽3的深度并略大于导轴4内端到导槽3底部的距离。如采用弹性结构，可将单向止回块18埋入导槽3底部，使其不翘起的那一端与导槽3槽底齐平，翘起的那一端下方与导槽3底部间设置压缩弹簧或其它弹性部件。本实施例的单向止回块18优选采用弹性结构。
本实施例中，所述径向通槽9与径向锁齿11的数量均为3个。所述导槽3的正弦波形的波峰和波谷对应的转折点均为6个。即径向通槽9和径向锁齿11均采用周向三等分的结构（相邻径向通槽9间、相邻径向锁齿11间的夹角均为120度），而导槽3采用周向六等分的结构，使得锁套7每次的转动角度均为60度。因此，当主动连接杆12带着径向锁齿11由径向通槽9进入锁套7内后，一次推压锁套7转动，就使径向通槽9与径向锁齿11偏转60度，此时就将主动连接杆12限制在所套内，实现了主动连接杆12与被动连接座2的自动连接。当主动连接杆12再次推压锁套7转动时，径向通槽9与径向锁齿11继续偏转60度，使得两者再次对准，此时主动连接杆12可脱离锁套7，实现了主动连接杆12与被动连接座2的自动解锁。
使用时，将本发明的被动式自动连接与解锁装置的被动连接座2通过连接板1固定在被动物件上，将主动连接杆12远离滑套10的一端固定在动力源上。当需要由动力源拉动被动物件运动时，首先驱动动力源移动，使得主动连接杆12与被动连接座2的轴线位于同一直线上。然后，动力源继续带动主动连接杆12向前伸出，使得主动连接杆12带有滑套10的一端伸入锁套7内，同时主动连接杆12上的径向锁齿11分别经过对应的锁套7上的径向通槽9进入锁套7。之后，主动连接杆12的螺母15进入锁套7隔板6沉孔座16的沉孔内，滑套10与沉孔的开口部边缘相抵，在动力源的继续驱动下，主动连接杆12推动隔板6及锁套7向被动连接座2压紧。此时，锁套7上的导轴4在被动连接座2的正弦波形的导槽3内由第一个波峰位置移动至第一个波谷位置，锁套7向被动连接座2压紧的同时做周向转动。再之后，动力源驱动停止并放松主动连接杆12，第一压缩弹簧5靠自身的压缩弹力推动隔板6及锁套7往回运动，导轴4由第一个波谷位置移动到第二个波峰位置，锁套7在回弹的同时继续转动。在此过程中，由于主动连接杆12始终保持不转动，锁套7的转动就使主动连接杆12上的径向锁齿11偏离锁套7上的径向通槽9，主动连接杆12则无法脱离锁套7而被限制在锁套7内，实现了动力源与被动物件之间的自动连接。当动力源需要与该被动物件分开时，同样驱动动力源带动主动连接杆12向前伸出，主动连接杆12再次推压隔板6，锁套7的导轴4由导槽3的第二个波峰位置移动至第二个波谷位置，隔板6及锁套7又一次向被动连接座2压紧转动。之后，动力源驱动停止并放松主动连接杆12，第一压缩弹簧5再次靠自身的压缩弹力推动隔板6及锁套7往回运动，导轴4由导槽3的第二个波谷位置移动到第三个波峰位置，锁套7回弹并继续转动。在此过程中，锁套7相对主动连接杆12的继续转动使主动连接杆12上的径向锁齿11再次对准锁套7上的径向通槽9，主动连接杆12则能够轻松的移出锁套7，从而实现了动力源与被动物件之间的自动解锁。