一种快速连接紧固装置及其紧固方法、解脱方法与流程

本发明涉及紧固装置领域，尤其是一种快速连接紧固装置及其紧固方法、解脱方法。

背景技术

在对带有通孔的零件进行连接时，通过会采用螺栓螺母紧固件进行连接固定。

普通的紧固件能够满足一般的使用场合，但是在使用过程中对操作空间要求高，通常需要多人配合，操作效率低。对于空间受限、环境恶劣的特殊使用场合，或者在多人不便协同而单人无法完成操作的情况下，普通的紧固件则无法满足使用需求。

技术实现要素：

本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种快速连接紧固装置及其紧固方法、解脱方法。

本发明的技术方案如下：

第一方面，提供了一种快速连接紧固装置，所述装置包括：杆件、铰接件、预紧弹簧、螺纹筒、螺纹柱、复位弹簧、楔形块、锁止弹簧、锁止轴；

所述螺纹筒的主体为柱状圆筒，所述螺纹筒的内壁设有沿周向间隔分布的螺纹，螺纹沿周向分布在第一象限和第三象限；所述螺纹筒的顶部为中心带圆孔的六边形凸台，所述凸台沿周向第二象限设有水平的圆形槽和垂直的矩形槽，所述圆形槽与所述矩形槽相互正交贯通；所述螺纹筒的底部为3个沿周向均匀分布的矩形缺口，每个所述矩形缺口中设置有销轴；

所述螺纹柱的主体为圆柱体，所述螺纹柱的中下部设有凸台，所述凸台的表面沿周向有间隔分布的螺纹，所述螺纹沿周向分布在第二象限和第四象限；所述螺纹柱的中上部设有垂直的矩形槽，所述矩形槽沿周向分布在第一象限；所述螺纹柱的底部设有t型回转槽；所述螺纹柱的顶部设有圆形凸台；

所述铰接件的上部为带圆形凸台的圆柱体，下部为带三个销轴的镂空结构体，三个销轴沿周向均匀分布；

所述杆件有三根，为矩形变截面杆；所述杆件中间粗，两端细，在中部设置有腰形孔，在一端设置有圆形孔；

所述锁止轴为大、小变直径的圆柱体，在大直径段的中部设有矩形孔，在大直径段的端部进行圆角处理；

所述楔形块为一端带斜边的矩形板；

所述螺纹柱插入所述螺纹筒内，在所述螺纹柱的顶部凸台和所述螺纹筒的顶部凸台之间设有复位弹簧；所述螺纹筒、所述螺纹柱和所述复位弹簧同轴心；所述螺纹筒与所述螺纹柱之间以所述螺纹柱的顶部凸台和中下部凸台为界限相对轴向滑动和周向转动；

所述铰接件的顶部凸台插入所述螺纹柱的底部t型回转槽中，在所述铰接件和所述螺纹柱之间设有所述预紧弹簧；所述铰接件、所述螺纹柱和所述预紧弹簧同轴心；所述铰接件和所述螺纹柱之间以所述螺纹柱的底部t型回转槽为界限相对轴向滑动和周向转动；

所述螺纹筒的底部销轴插入所述杆件的腰形孔中；所述铰接件的底部销轴插入所述杆件的端部圆孔中；所述杆件、所述铰接件和所述螺纹筒组成杠杆式的运动机构；

所述锁止轴插入所述螺纹筒的顶部的水平圆形槽内，所述锁止轴的大直径段朝外，小直径段朝内；在所述锁止轴和所述螺纹筒之间设有所述锁止弹簧；所述锁止轴与所述锁止弹簧同轴心。

其进一步的技术方案为：所述装置在对零件连接操作前处于解脱状态；

在解脱状态下，所述楔形块插入所述螺纹筒顶部的垂直矩形槽和所述锁止轴的矩形孔内，所述锁止弹簧保持压缩，所述锁止轴处于解除锁止状态；所述复位弹簧处于复位状态，受所述复位弹簧的推力作用，所述螺纹柱处于拔出状态，所述螺纹柱的螺纹方位与所述螺纹筒的螺纹方位呈90度正交；受所述螺纹柱和所述铰接件的拉力作用，所述杆件收拢在所述螺纹筒内。

第二方面，提供了一种紧固方法，应用于如第一方面及第一方面任一可能的实现方式中，所述方法包括：

拔出所述楔形块；

通过所述锁止弹簧的推力作用使所述锁止轴与所述螺纹柱接触，所述锁止轴当前未插入所述螺纹柱的矩形槽内；

将所述装置整体插入待连接的零件中；

持续推动所述螺纹柱，使所述杆件向外张开直至接触到所述零件表面；

继续推动所述螺纹柱，使所述预紧弹簧受压；

调整所述预紧弹簧的压缩量；

调整到位后，将所述螺纹柱旋转90度，使所述螺纹筒与所述螺纹柱之间的螺纹相互咬合；

让所述锁止轴自动插入所述螺纹柱的矩形槽内进行锁止，完成所述零件的连接紧固操作。

第三方面，提供了一种解脱方法，应用于如第一方面及第一方面任一可能的实现方式中，所述方法包括：

将所述楔形块插入所述螺纹筒顶部的矩形槽和所述锁止轴的矩形孔内，让所述锁止轴与所述螺纹柱脱离；

将所述螺纹柱旋转90度，使所述螺纹筒与所述螺纹柱之间的螺纹解除咬合；

通过所述复位弹簧的推力作用，使所述螺纹柱拔出；

通过所述螺纹柱和所述铰接件的拉力作用，使所述杆件收拢到所述螺纹筒内；

拔出所述装置整体，完成所述零件的解锁操作。

本发明的有益技术效果是：

1、能够快速、有效地进行零件的连接紧固和解脱，受操作空间的限制小，可以单人操作。

2、在一定范围内，可适用于不同厚度零件的连接紧固。

3、可施加预紧力，并且预紧力的大小可调。

4、该装置结构简单，工作可靠。

附图说明

图1是快速连接紧固装置的立体爆炸视图。

图2是螺纹筒的平面视图。

图3是铰接件的立体视图。

图4是连接紧固状态的快速连接紧固装置的平面视图。

图5是剖视图b-b中区域i的局部放大视图。

图6是解脱状态的快速连接紧固装置的平面视图。

图7是剖视图c-c中区域ii的局部放大视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

图1是快速连接紧固装置的立体爆炸视图，如图1所示，该装置包括杆件1、铰接件2、预紧弹簧3、螺纹筒4、螺纹柱5、复位弹簧6、楔形块7、锁止弹簧8、锁止轴9。

结合参考图2，其示出了螺纹筒的平面视图，螺纹筒4的主体为柱状圆筒，螺纹筒4的内壁设有沿周向间隔分布的螺纹，螺纹沿周向分布在第一象限和第三象限；螺纹筒4的顶部为中心带圆孔的六边形凸台，凸台沿周向第二象限设有水平的圆形槽和垂直的矩形槽，圆形槽与矩形槽相互正交贯通；螺纹筒4的底部为3个沿周向均匀分布的矩形缺口，每个矩形缺口中设置有销轴。

螺纹柱5的主体为圆柱体，螺纹柱5的中下部设有凸台，凸台的表面沿周向有间隔分布的螺纹，螺纹沿周向分布在第二象限和第四象限；螺纹柱5的中上部设有垂直的矩形槽，矩形槽沿周向分布在第一象限；螺纹柱5的底部设有t型回转槽；螺纹柱5的顶部设有圆形凸台。

结合参考图3，其示出了铰接件的立体视图。铰接件2的上部为带圆形凸台的圆柱体，下部为带3个销轴的镂空结构体，3个销轴沿周向均匀分布。

杆件1有三根，为矩形变截面杆；杆件1中间粗，两端细，在中部设置有腰形孔，在一端设置有圆形孔。

锁止轴9为大、小变直径的圆柱体，在大直径段的中部设有矩形孔，在大直径段的端部进行圆角处理。

楔形块7为一端带斜边的矩形板。

螺纹柱5插入螺纹筒4内，在螺纹柱5的顶部凸台和螺纹筒4的顶部凸台之间设有可压缩的复位弹簧6；螺纹筒4、螺纹柱5和复位弹簧6三者同轴心；螺纹筒4与螺纹柱5之间以螺纹柱5的顶部凸台和中下部凸台为界限相对轴向滑动和周向转动。通过螺纹筒4和螺纹柱5的螺纹进行配合，可以实现两者间的连接紧固。

铰接件2的顶部凸台插入螺纹柱5的底部t型回转槽中，在铰接件2和螺纹柱5之间设有可压缩的预紧弹簧3；铰接件2、螺纹柱5和预紧弹簧3三者同轴心；铰接件2和螺纹柱5之间以螺纹柱5的底部t型回转槽为界限相对轴向滑动和周向转动。

螺纹筒4的底部销轴插入杆件1的腰形孔中，两者可相对转动和滑动；铰接件2的底部销轴插入杆件1的端部圆孔中，两者可相对转动；杆件1、铰接件2和螺纹筒4三者组成杠杆式的运动机构。

锁止轴9插入螺纹筒4的顶部的水平圆形槽内，锁止轴9的大直径段朝外，小直径段朝内；在锁止轴9和螺纹筒4之间设有锁止弹簧8；锁止轴9与锁止弹簧8同轴心。锁止轴9可沿螺纹筒4顶部的水平圆形槽来回滑动，并插入螺纹柱5的垂直矩形槽内，实现锁止功能。

楔形块7可插入螺纹筒4顶部的垂直矩形槽和锁止轴9的矩形孔内，使得锁止轴9退出螺纹柱5的垂直矩形槽，实现接触锁止功能。

可选的，该装置在对零件进行连接操作前处于解脱状态，在解脱状态下，楔形块7插入螺纹筒4顶部的垂直矩形槽和锁止轴9的矩形孔内，锁止弹簧8保持压缩，锁止轴9处于解除锁止状态；复位弹簧6处于复位状态，受复位弹簧6的推力作用，螺纹柱5处于拔出状态，螺纹柱5的螺纹方位与螺纹筒4的螺纹方位呈90度正交；受螺纹柱5和铰接件2的拉力作用，杆件1收拢在螺纹筒4内。

本发明实施例还提供了一种紧固方法，该紧固方法应用于如图1至图3所示的快速连接紧固装置中，该方法可以包括以下步骤：

第一步，拔出楔形块7。

第二步，通过锁止弹簧8的推力作用使锁止轴9与螺纹柱5接触，锁止轴9当前未插入螺纹柱5的矩形槽内。

第三步，将装置整体插入待连接的零件中。

第四步，持续推动螺纹柱5，使杆件1向外张开直至接触到零件表面。

这里利用的是杠杆式机构的工作原理。

第五步，继续推动螺纹柱5，使预紧弹簧3受压。

第六步，调整预紧弹簧3的压缩量。

这里调整预紧弹簧3的压缩量，一方面可以施加不同的预紧力，另一方面有助于螺纹筒4与螺纹柱5之间的螺纹配合及咬合。

第七步，调整到位后，将螺纹柱5旋转90度，使螺纹筒4与螺纹柱5之间的螺纹相互咬合。

第八步，让锁止轴9自动插入螺纹柱5的矩形槽内进行锁止，完成零件的连接紧固操作。

锁止轴9插入螺纹柱5的矩形槽内可以防止螺纹柱5的松动和滑脱。

结合参考图4和图5，图4是连接紧固状态的快速连接紧固装置的平面视图，图5是剖视图b-b中区域i的局部放大视图。

本发明实施例还提供了一种解脱方法，该解脱方法应用于如图1至图3所示的快速连接紧固装置中，该方法可以包括以下步骤：

第一步，将楔形块7插入螺纹筒4顶部的矩形槽和锁止轴9的矩形孔内，让锁止轴9与螺纹柱5脱离。

第二步，将螺纹柱5旋转90度，使螺纹筒4与螺纹柱5之间的螺纹解除咬合。

第三步，通过复位弹簧6的推力作用，使螺纹柱5拔出。

第四步，通过螺纹柱5和铰接件2的拉力作用，使杆件1收拢到螺纹筒4内。

第五步，拔出装置整体，完成零件的解锁操作。

结合参考图6和图7，图6是解脱状态的快速连接紧固装置的平面视图，图7是剖视图c-c中区域ii的局部放大视图。

以上所述的仅是本发明的优先实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。