本发明涉及碳纤维管技术领域，特别涉及一种新型抗压式碳纤维管。
背景技术：
碳纤维管广泛应用于风筝、航空模型飞机、灯用支架、pc设备转轴、蚀刻机、医疗器械、新能源汽车等领域；其尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能，且具有质轻、坚实、抗拉强度高的特点；但是目前碳纤维管只能承受较大的拉力，而不能承受较大的压力，如果一根碳纤维管受压，则会沿其轴线方向产生裂纹，极易断裂，这样的情况与竹子受拉稳定而受压容易劈裂的情况一样，因此在很多需要承受拉压力等交变载荷的情况下，就无法使用碳纤维管，使得其应用范围受到了极大的限制；而在某些压力不大的场合，往往需要增大碳纤维管的直径，增加厚度，以防止劈裂，又使得碳纤维管的结构尺寸过大。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明目的是提供一种结构紧凑的新型抗压式碳纤维管。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型抗压式碳纤维管，所述的碳纤维管的两端与金属管接头的一端粘接在一起或在两者之间设置卡簧限制两者的轴向位移，金属管接头的另一端卡入定位套沿其轴向设置的定位孔中，金属管接头与定位套的定位孔采用过盈配合或使用卡簧限制两者的轴向位移；定位孔的内侧壁与第一橡胶圈的外侧壁固定连接，位于碳纤维管上端第一橡胶圈的内侧壁上设置向上倾斜的锯齿状凸起部，接头套入定位孔中的部分外侧面与第二橡胶圈的内侧面固定连接，位于碳纤维管上端的第二橡胶圈的外侧壁上设置向下倾斜的锯齿状凸起部；向上倾斜的锯齿状凸起部与向下倾斜的锯齿状凸起部相互交错，使接头与定位孔之间相互靠近的时候两种锯齿状凸起部可以沿凸起侧边相互滑动且不传递轴向力，接头与定位孔之间相互远离时一个锯齿状凸起部顶在另一个锯齿状凸起部的锯齿槽中并传递轴向力；位于碳纤维管下端的第一橡胶圈、第二橡胶圈各自的锯齿状凸起部与碳纤维管上端的第一橡胶圈、第二橡胶圈各自的锯齿状凸起部对称设置；
所述碳纤维管的内腔中设置同轴的金属压杆，金属压杆的两端分别与一个螺旋弹簧的一端连接，螺旋弹簧的另一端穿过接头的内腔后与套环的定位孔底面连接，金属压杆装入碳纤维管后，螺旋弹簧处于最大压缩状态。
优选的，所述的金属压杆的外侧设置圆环形支撑环，支撑环的外侧壁与碳纤维管的内侧壁接触，支撑环可沿碳纤维管的轴向方向滑动。
优选的，所述的碳纤维管是由碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤或缠绕成型；所述的第一橡胶圈、第二橡胶圈是由硅橡胶或丁腈橡胶作为原材料制作而成；所述的金属接头、定位套是由不锈钢或铝合金材料制作而成；所述金属压杆由弹簧钢或铝合金材料制作而成。
优选的，所述的碳纤维管的外侧壁缠绕凯夫拉纤维布；碳纤维管的内侧壁涂覆耐磨涂层，所述的耐磨涂层为dz7731碳化硅耐磨涂层或hn2626耐磨涂层。
本发明具有以下有益效果：传递拉力时由碳纤维管传递拉力，充分发挥碳纤维管材的抗拉强度高的能力；传递压力时由金属压杆传递压力，充分发挥金属杆件受压能力好的特点，同时避免碳纤维管受压，避免碳纤维管产生轴向裂纹而发生断裂的现象，有效提高了其使用寿命；碳纤维管内部设置金属压杆，结构紧凑；压力由金属压杆承担，拉力由碳纤维管承担，两个部分的重量均可以减小，使得总重量较一般的碳纤维管更轻。
附图说明
图1为碳纤维管结构示意图；
图2为不受力时第一橡胶圈与第二橡胶圈相对位置示意图；
图3为碳纤维管受拉时第一橡胶圈与第二橡胶圈相对位置示意图；
图4为碳纤维管受压时第一橡胶圈与第二橡胶圈相对位置示意图。
具体实施方式
如图1-图2所示的一种新型抗压式碳纤维管，所述的碳纤维管4的两端与金属管接头41的一端粘接在一起或在两者之间设置卡簧限制两者的轴向位移，金属管接头41的另一端卡入定位套42沿其轴向设置的定位孔中，金属管接头41与定位套42的定位孔采用过盈配合或使用卡簧限制两者的轴向位移；定位孔的内侧壁与第一橡胶圈45的外侧壁固定连接，位于碳纤维管4上端第一橡胶圈45的内侧壁上设置向上倾斜的锯齿状凸起部，接头41套入定位孔中的部分外侧面与第二橡胶圈46的内侧面固定连接，位于碳纤维管4上端的第二橡胶圈46的外侧壁上设置向下倾斜的锯齿状凸起部；向上倾斜的锯齿状凸起部与向下倾斜的锯齿状凸起部相互交错，使接头41与定位孔之间相互靠近的时候两种锯齿状凸起部可以沿凸起侧边相互滑动且不传递轴向力，接头41与定位孔之间相互远离时一个锯齿状凸起部顶在另一个锯齿状凸起部的锯齿槽中并传递轴向力；位于碳纤维管4下端的第一橡胶圈45、第二橡胶圈46各自的锯齿状凸起部与碳纤维管4上端的第一橡胶圈45、第二橡胶圈46各自的锯齿状凸起部对称设置；
所述碳纤维管4的内腔中设置同轴的金属压杆43，金属压杆43的两端分别与一个螺旋弹簧44的一端连接，螺旋弹簧44的另一端穿过接头41的内腔后与套环42的定位孔底面连接，金属压杆43装入碳纤维管4后，螺旋弹簧44处于最大压缩状态。
所述的碳纤维管4是由碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤或缠绕成型；所述的第一橡胶圈45、第二橡胶圈46是由硅橡胶或丁腈橡胶作为原材料制作而成；所述的金属接头41、定位套42是由不锈钢或铝合金材料制作而成；所述金属压杆43由弹簧钢或铝合金材料制作而成。
使用时将碳纤维管4两端的定位套42与其他零件连接；可以用于传递拉力或压力；如图3所示的，当碳纤维管4承受拉力作用时，使接头41与定位孔之间相互远离，两个相互接触的锯齿状凸起相互顶在一起并传递拉力，此时金属压杆43两端的螺旋弹簧44处于微微张开状态，不传递拉力；拉力的传递路径为：定位套42、第一橡胶圈45、第二橡胶圈46、碳纤维管4、另一个第二橡胶圈46、另一个第一橡胶圈45、另一个定位套42；
如图4所示的，碳纤维管4承受压力作用时，此时接头41与定位孔之间相互靠近，两个锯齿状凸起沿凸起侧边相互滑动而不传递力，由于金属压杆43两端的螺旋弹簧44已经处于最大压缩状态，可看做刚性连接，因此压力的传递路径为：定位套42、螺旋弹簧44、金属压杆43、另一个旋弹簧44、另一个定位套42；
传递拉力时由碳纤维管4传递拉力，充分发挥碳纤维管材的抗拉强度高的能力；传递压力时由金属压杆43传递压力，充分发挥金属杆件受压能力好的特点，同时避免碳纤维管4因受压导致其轴向产生裂纹而发生断裂的现象，有效提高了碳纤维管4的使用寿命。
实际使用过程中，施加在两个定位套42上的拉力或压力并不是完全与碳纤维管4的轴向重合，而是可能有一定的角度，这就会使碳纤维管4或金属压杆43承受额外的弯矩，为了提高抗弯效果，更好的实施方式是：所述的金属压杆43的外侧设置圆环形支撑环5，支撑环5的外侧壁与碳纤维管4的内侧壁接触，支撑环5可沿碳纤维管4的轴向方向滑动；当碳纤维管4较长时，其拉伸时如果两侧的力与轴向方向呈一定角度，则会使碳纤维管4产生弯曲，在其拉伸变弯的过程中，可以由支撑环5支撑，将弯曲变形的力传递给金属压杆43，提高碳纤维管4受拉时抵抗弯曲变形的效果；
同理，当金属压杆43受压时，如果其两端的压力与轴线方向呈一定角度，则金属压杆43弯曲变形时通过支撑环5将一部分力传递给碳纤维管4，从而提高金属压杆43受压时抵抗弯曲变形的效果。
为了提高支撑环5的耐磨性，同时提高碳纤维管4的抗弯性能，更好的实施方式是：所述的碳纤维管4的外侧壁缠绕凯夫拉纤维布；碳纤维管4的内侧壁涂覆耐磨涂层，所述的耐磨涂层为dz7731碳化硅耐磨涂层或hn2626耐磨涂层或其他牌号的耐磨涂层。