一种可自行分离的连接装置的制作方法

本发明涉及涉及一种可自行分离的电控机械连接装置，属于连接件领域。

背景技术：

现有的连接装置在满足连接固定的作用之外，对于在一定条件和主观需要的情况下满足连接装置自动分离的需求考虑不足，尤其对于在人力无法有效控制的区域使用连接装置时，自动分离和脱落的实际需求明显。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种可自行分离的连接装置，在远距离非接触的情况下对被连接的设备进行自动剥离，实现的智能调控。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括：

一种可自行分离的连接装置，包括固定部分、可分离部分和装置仓，

可分离部分连接在固定部分上，装置仓与固定部分连接；

装置仓是所述固定部分的外部基本框架结构，包含电机仓、装置仓主仓和电机运动限制螺母，电机运动限制螺母与装置仓一体设置，

可分离部分为凸字形结构，所述可分离部分中间有凸出连接部，凸出连接部两侧对称设有圆形槽，凸出连接部后方为可分离部分金属件主体部，

固定部分包括类凹字形支架，支架中部为凹陷部，凹陷部两侧对称设置两个固定壁，支架的凹陷部与两侧固定壁之间分别设有长挡片和短挡片，所述两挡片均为一长一短L形条状金属片，长挡片和短挡片一侧分别相对设有两组圆柱，第一组为长圆柱和第二组为短圆柱，

支架与长挡片和短挡片之间连接有一组弹簧，弹簧套在与长挡片和短挡片连接的长圆柱和短圆柱上，支架上开有供长圆柱左右移动的导向通孔；

长挡片和短挡片的二者较长边所属面平行放置，在两平行面上设置圆形通孔，所述圆形通孔沿上文所述平面的法线方向重叠，

减速大扭力电机放置于电机仓中，电机螺杆由电机运动限制螺母中穿出，同时与圆形通孔匹配设置，并由其中穿出，长圆柱在弹簧作用下，通过导向通孔进入支架中部的凹陷部，卡合在可分离部分的圆形槽中，对可分离部分进行卡合，

外部控制系统控制减速大扭力电机的电机螺杆的转动，当电机螺杆旋出圆形通孔，长圆柱被解除限位，可分离部分实现与固定部分的分离。

长圆柱进入导向通孔的长度为长圆柱的直径，且进入部分为球面结构。

长圆柱与导向通孔、圆形槽之间的配合公差为0.15～0.2mm。

减速大扭力电机的堵转扭力大于4kgf/mm。

电机螺杆和长挡片、短挡片的圆形通孔间摩擦系数为0.11～0.13。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明将电机螺杆由电机运动限制螺母中穿出，同时与圆形通孔匹配设置，并由其中穿出，长圆柱在弹簧作用下，通过导向通孔进入支架中部的凹陷部，卡合在可分离部分的圆形槽中，对可分离部分进行卡合，外部控制系统控制减速大扭力电机的电机螺杆的转动，当电机螺杆旋出圆形通孔，长圆柱被解除限位，可分离部分实现与固定部分的分离。这种可自行分离的连接装置，在远距离非接触的情况下对被连接的设备进行自动剥离，实现了智能调控；

(2)本发明具有连接装置的功能，可应用于所有需要进行两部件连接的产品上，使用前景广泛，对于在人力无法有效控制的区域使用或需要自动调控的情况下使用连接装置时具备自动分离功能，大大增加了灵活性，避免了由于连接装置的限制导致人力物力的浪费。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明固定部分结构示意图；

图3为本发明可分离部分结构示意图；

图4为本发明立体示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详细的说明。

一种可自行分离的连接装置，如图1所示，包括固定部分1、可分离部分2和装置仓3，

可分离部分2连接在固定部分1上，装置仓3与固定部分1连接；

装置仓3是所述固定部分的外部基本框架结构，包含电机仓、装置仓主仓和电机运动限制螺母33，电机运动限制螺母33与装置仓3一体设置，

可分离部分2为凸字形结构，如图3所示，所述可分离部分2中间有凸出连接部21，凸出连接部两侧对称设有圆形槽22，凸出连接部21后方为可分离部分金属件主体部23，

固定部分1包括类凹字形支架11，如图2、图4所示，支架11中部为凹陷部111，凹陷部111两侧对称设置两个固定壁112，支架11的凹陷部111与两侧固定壁112之间分别设有长挡片12和短挡片13，所述两挡片均为一长一短L形条状金属片，长挡片12和短挡片13一侧分别相对设有两组圆柱，第一组为长圆柱121和第二组为短圆柱122，

支架11与长挡片12和短挡片13之间连接有一组弹簧15，弹簧15套在与长挡片12和短挡片13连接的长圆柱121和短圆柱122上，支架11上开有供长圆柱121左右移动的导向通孔；

长挡片12和短挡片13的二者较长边所属面平行放置，在两平行面上设置圆形通孔，所述圆形通孔沿上文所述平面的法线方向重叠，

减速大扭力电机14放置于电机仓中，电机螺杆141由电机运动限制螺母33中穿出，同时与圆形通孔匹配设置，并由其中穿出，长圆柱121在弹簧15作用下，通过导向通孔进入支架11中部的凹陷部111，卡合在可分离部分2的圆形槽22中，对可分离部分2进行卡合，

外部控制系统控制减速大扭力电机14的电机螺杆141的转动，当电机螺杆141旋出圆形通孔，长圆柱121被解除限位，可分离部分2实现与固定部分1的分离。

长圆柱121进入导向通孔的长度为长圆柱121的直径，且进入部分为球面结构，长圆柱121与导向通孔、圆形槽22之间的配合公差为0.15～0.2mm，减速大扭力电机14的堵转扭力大于4kgf/mm，电机螺杆141和长挡片12、短挡片13的圆形通孔间摩擦系数为0.11～0.13。

实施例

1、弹簧15弹力关系式、减速大扭力电机14扭矩二者直接的关系为：

弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；

弹簧常数公式(单位：kgf/mm)：K＝(G×d⁴)/(8×Dm³×Nc)

G＝线材的钢性模数：琴钢丝G＝8000，不锈钢丝G＝7300；磷青铜线G＝4500，黄铜线G＝3500，

d＝线径，Do＝OD＝外径，Di＝ID＝内径，Dm＝MD＝中径＝Do-d，N＝总圈数，Nc＝有效圈数＝N-2，

若机构采用的压缩弹簧方案是：线径＝1.0mm，外径＝7.0mm，总圈数＝10.5圈，压缩距离：4mm，钢丝材质＝不锈钢钢丝

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

则负荷为1.988kgf。

直流减速电机，即齿轮减速电机，是在普通直流电机的基础上，加上配套齿轮减速箱。齿轮减速箱的作用是，提供较低的转速，较大的力矩。同时，齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩。载荷扭力和静止状态下的堵转扭力一般由电机厂商直接提供，一般大于4kgf/mm。

一般金属件和金属螺杆间的摩擦系数为0.11～0.13，二者之间有润滑油的情况下，摩擦系数会更小，<0.26。机构选用的大扭力减速电机的堵转扭力远大于这个值。

2、挡片弹出对支架的冲击

按照上文实例，由上面的公式得出冲击力不到2N，一般来说304不锈钢板的屈服强度为310MPa，也就是在与弹簧接触面为外径7mm，线径1mm的弹簧来计算，则静态压力产生的压强为为0.03MPa，挡片弹出所产生的冲击力的动能由压力提供，刨除运动损耗，则冲击力应小于静态压力，另挡片与支架壁的接触面积为33mm²左右，远大于弹簧接触面积的24mm²则压强肯定小于0.03MPa，远远无法使304钢支架弯曲，更何况破损。

3、挡片对螺杆的长期作用力

按照上文实例中，挡片静态对螺杆的作用力为2N左右，挡片与螺杆的接触面积为5mm²，则静态的压强为0.4MPa，也远远不足以损坏螺杆和挡片。

4、进程时间关系式

齿轮组大扭力减速电机的转速与齿轮组的配比和电机机芯本身转速有关，假定电机转速为w(转/s)，按照实例中采用的M3的螺纹来看，标准螺距为0.5～0.3mm，则一秒钟电机螺杆可推动进程即本机构中电机前进或者后退最多0.5w mm，则进程为L时，最快需要L/0.5w(s)的时间完成全部进程。实例中，进程为15mm，转速为2转/s，则最快共需要时间15s。

5、长圆柱深入槽的深度

长圆柱深入槽不宜过长，起到限制可脱落部分的六个方向自由度(除以长圆柱为轴的的旋转自由度以外)的作用即可。这个距离应与圆柱直径接近，这样便于深入槽的部分可加工为球面，便于可脱落部分后面的脱离。

6、长圆柱圆顶对圆孔以及槽之间的配合公差

这个公差取0.15～0.2mm为宜，这个配合间隙既可以保证整体锁住时，可分离部分不会过分晃动，也可以在可分离部分需要脱离约束时较为容易。

注：长圆柱深入槽的深度，圆柱形状(深入部分为圆顶球面)，配合公差这几个设计考虑均为了保证可分离部分在整体机构锁住时，牢靠不过分晃动，也保证在需要分离时，可分离部分能顺利脱离不会发生意外卡死的情况。

7、远程控制

整体装置的远程控制可分离的实现，依靠基于RDSS北斗技术短报文通讯的强大功能，能依赖北斗微星实现将指令远程下达给装置主板，从而通过主板上的MCU控制电机的通断电，来控制电机动作，配合整体装置的机械结构设计巧妙的实现了远程可控的可分离连接。

当给所述减速大扭力电机14供电时，前端螺杆部分旋转伸出运动限制螺母33，当螺杆部分同时穿过两个挡片上所述圆形通孔时，弹簧15在所述两个挡片和支架11间呈压缩状态，此时两个挡片上的所述长圆柱121穿出凹陷部111侧壁通孔，伸入到所述凹槽内，长圆柱前端嵌入到凸出连接部的圆形槽22内，锁住了凸出连接部和凹槽的扣合，使得可分离部分2和固定部分1紧密连接在一起，形成一个限制状态；

反之当给所述减速大扭力电机14反向供电时，螺杆自身反向转动在运动限制螺母33的作用下会向上运动脱离两个挡片的圆形通孔，此时两个挡片在弹簧15作用下分别弹向各自临近的两侧所述支架的固定壁112，也就使得两个挡片上的长圆柱121同时脱离凸出连接部的圆形槽22，并退出了凹槽释放了凸出连接部和凹槽的扣合，实现了固定部分1和可分离部分2的分离，形成一个非限制状态。

在这两种状态的转换之间，所述装置仓3始终通过支架11两边的固定壁112上的螺纹通孔和装置仓3对应位置上的通孔在螺丝的紧固作用下与固定部分紧密连接。另外，所述凸出连接部与可分离部分2为一体化设计，二者始终紧密连接。

综上，装置仓3可与需要使用连接装置的产品做一体式设计，当然也可设计连接所用固定件来固定产品主体；可分离部分2的金属件主体部上设计了带有螺纹的通孔，可通过与之匹配的螺丝与需要使用连接装置的产品主体进行连接，同样也可与需要使用连接装置的产品做一体式设计。由此，需要使用连接装置的产品通过分别与所述装置仓3、所述固定部分1和可分离部分2的连接，最终通过可自行分离的电控机械连接装置的可控自动分离的功能属性，实现产品所需的自动分离或者脱落效果。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员公知常识。