一种连接机构的制作方法

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及对复合材料进行连接的一种连接机构。

背景技术：

在现代工业中，许多场合都需要对质量或受力较大的部件(后续将其称为待定位部件)进行拉紧定位，这就需要使用高强度的杆状材料来对其进行定位拉紧。在现有技术中，较为常见的高强度材料一般为复合材料，例如玻璃纤维或碳纤维等。

在对待定位部件进行拉紧定位时，需要使用连接件连接待定位部件与复合材料、复合材料与支撑部件等。目前，连接件与复合材料棒的连接方式普遍为紧箍连接，即令连接件的环状部分紧密包裹在复合材料棒的外周壁上，并始终对复合材料棒施加箍紧力。但是，此种连接方式使得连接件和复合材料棒的接触面仅为一个面积较小的圆柱面，往往会因两者之间的摩擦力不够而造成连接件和复合材料棒的滑脱，无法达到理想的连接效果。而一味地通过增大箍紧力来提高摩擦力，则需要使复合材料棒在较小的接触面积上承受更大的力，又由于复合材料具有较强的各向异性，其在某些方向上的受力能力较差，所以增大箍紧力很容易对复合材料棒造成剪切破坏，同样无法实现提高连接效果的目的。

因此，如何进一步提高连接件和复合材料棒的连接效果，已经成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种新型的连接机构，其能够进一步提高连接件和复合材料棒的连接效果。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种连接机构，包括：

开设有连接孔的连接件，围成所述连接孔的内壁包括相对于所述连接孔的中心线倾斜延伸的斜面内壁；

伸入到所述连接孔中的弹性连接块，复合材料棒插入到所述弹性连接块内部，并且所述弹性连接块能够与所述斜面内壁压紧贴合，以阻挡所述弹性连接块随所述复合材料棒移动。

优选地，上述连接机构中，所述弹性连接块上开设有容纳孔，所述复合材料棒的端部伸入并卡紧在所述容纳孔中。

优选地，上述连接机构中，所述复合材料棒为平行设置的多根，并且一对一地伸入到多个所述容纳孔中。

优选地，上述连接机构中，复合材料棒为碳纤维复合材料棒、玻璃纤维复合材料棒、石墨烯复合材料棒或硼烯复合材料棒。

优选地，上述连接机构中，还包括开设在所述弹性连接块的外周壁上的多个连通槽，每个所述连通槽在所述弹性连接块的径向上连通所述外周壁和每个所述容纳孔。

优选地，上述连接机构中，所述连通槽从所述弹性连接块的一端向另一端延伸，并且在所述弹性连接块的轴向上未贯通所述弹性连接块，被所述连通槽切割而成的多个截面为扇形的条状体，向远离所述弹性连接块的轴线方向分散以形成圆台结构。

优选地，上述连接机构中，所述容纳孔和所述连通槽均围绕所述弹性连接块的轴线均匀分布，并且每个所述条状体上均开设有所述容纳孔。

优选地，上述连接机构中，所述斜面内壁为锥面内壁。

本发明提供的连接机构，包括连接件、弹性连接块。其中，连接件上开设有连接孔，围成此连接孔的连接件的内壁至少包括斜面内壁，该斜面内壁指的是相对于连接孔的中心线倾斜延伸的部分内壁；弹性连接块能够伸入到连接孔中，并且在复合材料棒的拉动下，弹性连接块的外壁能够与斜面内壁贴合，而复合材料棒与弹性连接块的连接方式为复合材料棒的端部伸入到弹性连接块的内部，并被套紧在弹性连接块的内部以实现固定连接。在复合材料棒承受轴向拉力时，复合材料棒会将拉力传递至与其连接的弹性连接块上，从而拉动弹性连接块与斜面内壁紧密贴合并相互挤压，并且复合材料棒和弹性连接块受到的拉力越大，则弹性连接块受到斜面内壁的挤压力越大，由于斜面内壁相对于连接孔的中心线倾斜，所以其能够对伸入到连接孔中的弹性连接块施加径向分力(该径向指的是弹性连接块的径向)，又由于弹性连接块具有弹性，所以在径向分力的作用下，弹性连接块能够在径向上发生压缩变形，从而进一步挤压伸入到弹性连接块内部的复合材料棒，令复合材料棒和弹性连接块之间的摩擦力增大，并且复合材料棒承受的拉力越大，则摩擦力越大。本发明提供的连接机构，在连接复合材料棒和连接件时，抛弃了现有的紧箍连接方式，而是通过改进连接机构的结构，将复合材料棒受到的轴向拉力部分转换为径向压力，使得复合材料棒与连接件之间能够产生足够的摩擦力，并且不再受到剪切破坏，令连接效果得到显著的提升，而且复合材料棒与连接件之间的摩擦力还能够随着拉力的增大而增大，使得连接机构的工作可靠性也得到了提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的连接机构中连接件的结构示意图；

图2为弹性连接块的结构示意图；

图3为弹性连接块另一视角的结构示意图；

图4为弹性连接块端部的主视图；

图5为连接机构的工作示意图。

在图1-图5中：

1-连接件，2-连接孔，3-斜面内壁，4-弹性连接块，5-复合材料棒，6-容纳孔，7-连通槽，8-平行内壁，9-通孔，10-条状体。

具体实施方式

本发明提供了一种新型的连接机构，其能够进一步提高连接件和复合材料棒的连接效果。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本发明实施例提供的连接机构，包括：开设有连接孔2的连接件1，围成连接孔2的各部分内壁(该内壁指的是连接件1的内壁)中，至少包括一段倾斜内壁，本申请中倾斜内壁具体指的是相对于连接孔2的中心线(或者说连接件1的轴线)倾斜延伸的斜面内壁3；能够伸入到连接孔2中的弹性连接块4，该弹性连接块4在受到径向压力时能够在径向上发生变形；穿过连接孔2，并拉动弹性连接块4以使弹性连接块4的外周壁与斜面内壁3压紧贴合的复合材料棒5，而斜面内壁3在与弹性连接块4压紧贴合时，能够对弹性连接块4形成阻挡，令其无法继续在复合材料棒5的拉动下移动，复合材料棒5的端部伸入到弹性连接块4内部以与弹性连接块4卡紧连接。

该连接机构在进行工作时，即复合材料棒5承受拉力时，复合材料棒5沿其轴向将拉力传递至弹性连接块4上，位于连接孔2中的弹性连接块4在轴向的拉力作用下与斜面内壁3卡紧，从而阻挡弹性连接块4被拉出连接孔2，弹性连接块4和斜面内壁3之间产生相互作用力(挤压力)，由于弹性连接块4受到的是沿其轴向的拉力，所以斜面内壁3对弹性连接块4施加的挤压力会产生径向分力，从而使弹性连接块4产生径向变形，由于复合材料棒5的端部伸入到了弹性连接块4的内部，所以弹性连接块4产生径向变形时，会对复合材料棒5的端部进行挤压，进而使弹性连接块4与复合材料棒5之间的摩擦力进一步增大，从而令两者的连接牢固性得到提升。

本实施例提供的连接机构，通过在连接件1上设置斜面内壁3，使两者相互贴合并挤压，以将弹性连接块4受到的轴向拉力转换为径向压力，令轴向拉力等于摩擦系数(弹性连接块4与斜面内壁3之间的摩擦系数)乘以径向压力，从而令弹性连接块4与复合材料棒5之间的摩擦力增大，达到了类似自锁的效果，显著提升了连接机构的连接效果。并且复合材料棒5与弹性连接块4之间的摩擦力还能够随着拉力的增大而增大，使得连接机构的工作可靠性也得到了提升。另外，上述拉力转换为压力以增大摩擦力的过程，是在复合材料棒5受力时(即开始工作时)发生的，连接机构在不工作时复合材料棒5不会受到紧箍力，这样就避免了复合材料棒5因预先承受过大的紧箍力而被剪切破坏的情况发生。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的连接机构中，弹性连接块4上开设有容纳孔6，复合材料棒5的端部从弹性连接块4的一端伸入容纳孔6，并卡紧在容纳孔6中，如图2-图5所示。在本实施例中，为了提高连接牢固性，优选在弹性连接块4上开设容纳孔6，并且复合材料棒5被卡紧在容纳孔6中，其连接方式可以理解为过渡连接或过盈连接(弹性连接块4在未产生径向变形时)。选用孔和棒的连接方式，能够使得两者的接触面积达到最大，从而可以尽可能地增大两者之间的摩擦力，以进一步提高本实施例提供的连接机构的连接效果。当然，在不考虑上述因素的前提下，弹性连接块4上也可以设置其他类型的容纳空间，例如侧壁能够卡紧复合材料棒5的条形槽等。

更加优选地，复合材料棒5为平行设置的多根，并且一对一地伸入到多个容纳孔6中。本实施例中，为了再一步的提高连接效果，优选采用截面积相对较小的多根复合材料棒5(为了便于区别，将其称为细棒)来代替原有的截面积较大的一根复合材料棒5(为了便于区别，将其称为粗棒)，多根细棒均平行设置，从而集合成棒束(类似于线束)，每根细棒分别伸入到一个容纳孔6中，使之每根细棒都能够在整个周向上与弹性连接块4充分接触，并且使全部细棒的截面积之和等于粗棒的截面积，这样全部细棒与弹性连接块4接触的外周壁的面积之和，大于一根粗棒与弹性连接块4接触的外周壁的面积，从而能够增大与弹性连接块4的接触面积，进而增大了棒束与弹性连接块4之间产生的摩擦力。并且令全部细棒的截面积之和等于粗棒的截面积，可以在不减小复合材料棒5受力能力的前提下，提高连接牢固性。

更进一步的，本实施例提供的连接机构中，还包括开设在弹性连接块4的外周壁上的多个连通槽7，每个连通槽7在弹性连接块4的径向上连通外周壁和每个容纳孔6，如图2-图4所示。为了更近一步的增大弹性连接块4对复合材料棒5的挤压程度，优选在弹性连接块4上开设连通槽7，使得每个容纳孔6均通过连通槽7与外周壁连通，并且在弹性连接块4的轴向上，连通槽7从弹性连接块4的一端向另一端延伸，但在轴向上不贯通弹性连接块4，使得被连通槽7割裂而成的多个截面呈扇形的条状体10相对于彼此发生分散，即条状体10向远离弹性连接块4的轴线的四周方向分散，而由于弹性连接块4的一端未开设连通槽7，所以在向此端靠近的方向上，条状体10向四周分散的程度逐渐减小，使得整个弹性连接块4的分布有连通槽7的部分整体呈圆台状，而未开设连通槽7的一端则仍保持为原来的圆柱状，如图2和图3所示。

此种在弹性连接块4上开设连通槽7的方式，能够为弹性连接块4提供更大的变形空间，当弹性连接块4上分散而形成的圆台状结构与斜面内壁3贴合，并受到斜面内壁3施加的径向的挤压力时，多个条状体10能够向彼此靠近收拢(前述内容中提到的弹性连接块4产生的径向变形主要指的是此收拢过程，当然也包括弹性连接块4在受到挤压时自身发生的形变)，从而令弹性连接块4在径向压力作用下能够发生更大程度的变形收缩，以进一步增大对容纳孔6中复合材料棒5施加的挤压力，令弹性连接块4和复合材料棒5之间的挤压力能够更大，连接效果更好。

具体地，本实施例优选容纳孔6和连通槽7均围绕弹性连接块4的轴线均匀分布，并且在每个条状体10上均开设有容纳孔6，如图2-图4所示。采用此种设置方式，是为了能够使弹性连接块4和连接件1受力更加均匀，以延长其工作寿命，保证本实施例提供的连接机构的产品质量和工作效果。

在本实施例中，优选斜面内壁3为锥面内壁。优选斜面内壁3为锥面内壁，是因为锥面状的内壁在连接孔2的整个周向上均倾斜，能够最大程度的增大斜面面积，更好地与弹性连接块4贴合挤压，所以将其作为本实施例的优选方案。

如图1和图2所示，本实施例中还优选连接件1为环状连接件，连接孔2同轴开设在连接件1上，弹性连接块4也对应的为柱状连接块，而且弹性连接块4上开设有以其轴线为中心线的通孔9。并且，连接件1的内壁优选包括斜面内壁3和平行内壁8(平行内壁8指的是以连接件1轴线作为中心线的弧面内壁)，如图1所示。与之对应的，本实施例中，优选弹性连接块4为一个等径的圆柱体，但设置连通槽7后则使弹性连接块4包括圆柱部分和分散而成的圆台状结构，而容纳孔6则轴向贯穿弹性连接块4。令弹性连接块4具有圆柱部分，是为了保证弹性连接块4的整体完整性。采用此种结构的连接件1和弹性连接块4，是因为其结构较为简单，配合更为方便，且体积较小，便于各种安装空间的使用，所以将其作为优选方案。

当上述连接机构被应用到核磁共振领域时，具体的是安装到超导磁体上对低温容器进行固定时，能够对低温容器中的超导线圈进行准确定位。在安装时，令复合材料棒5的两端均通过弹性连接块4与连接件1连接，从而令复合材料棒5的两端均通过连接机构分别与低温容器和超导磁体的外壳连接，以最终实现对超导线圈的拉紧定位。在此结构中，连接机构不仅能够对低温容器和超导线圈起到高强度的拉紧定位作用，并且，由于通过复合材料棒5与低温容器实现连接，而复合材料棒5具有良好的阻热性能，所以与其他金属材料的连接机构相比，本实施例提供的连接机构还能够起到减少甚至避免低温容器漏热的作用，令超导磁体的工作效果得到了进一步的保证。

在本实施例中，根据不同的使用场合，复合材料棒5的材质，可以是不同的复合材料，例如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、石墨烯复合材料或硼烯复合材料等，当然复合材料棒5的材质不仅限于以上几种，也可以为其他的复合材料。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间其余的相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。