一种旋转式钢珠锁紧装置及连接器的制作方法

本发明属于机械零配件领域，具体涉及一种旋转式钢珠锁紧装置，此外还涉及一种包括前述锁紧装置的连接器。

背景技术：

传统锁紧装置通常采用推拉钢珠锁紧方式或螺纹旋转锁紧方式来实现的。

公告号为cn209444953u的中国专利公开了一种快插旋转锁紧式插头，通过内外螺纹及设于外螺纹正上方的卡槽31与钢珠14相适配后实现锁紧。该专利公布的锁紧装置由于采用内外螺纹配合耗时长，不适合需频繁插拔和快速连接的场合。

此外，传统锁紧装置无法从外观上整体识别插头端和插座端的锁紧，即无法从锁紧装置或连接器的外观方面识别误插拔，因此会存在安全隐患，严重情况下会引发事故。同时，传统锁紧装置在插合时必须严格对准卡槽，无法实现盲插，在一些有限空间使用不方便。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种旋转式钢珠锁紧装置及连接器，用于克服插拔效率低下，从外观方面不易识别误插拔而引起安全隐患等产品缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种旋转式钢珠锁紧装置，包括插头端和插座端，所述插头端圆周方向设有钢珠槽；所述插座端包括内套筒、内轴、外壳、大钢珠和弹簧，所述内轴轴向设有长腰孔，大钢珠呈活动状态布置于长腰孔内，大钢珠的位置限制于长腰孔内，所述大钢珠直径大于所述内轴此处的壁厚，所述内轴上还设有第三凸台；所述内套筒上设有第二凸台，所述弹簧一端安装于第二凸台，另一端安装于第三凸台，所述弹簧、第二凸台和第三凸台是沿着内轴在同一弧线上，所述内套筒还设有斜面槽，所述斜面槽斜面与所述大钢珠对应贴合，所述大钢珠可沿着长腰孔来回往复运动；所述外壳内侧设有第一凹槽，所述外壳带动所述内套筒可沿所述内轴做旋转运动，旋转到被大钢珠抵住不动时所述第一凹槽与大钢珠相对应。

示例性地，所述弹簧数量为2个，所述弹簧呈中心对称形式分布在所述内轴上。

示例性地，所述内轴还设有第一小钢珠通孔，所述插座端还包括小钢珠，所述小钢珠呈活动状态布置于所述第一小钢珠通孔内，小钢珠的位置限制于所述第一小钢珠通孔内，所述小钢珠直径大于所述内轴此处的壁厚；所述内套筒还设有第二小钢珠通孔，所述第二小钢珠通孔与所述第一小钢珠通孔在内套筒旋转到被大钢珠抵住不动时可以对应重合。

示例性地，所述外壳还设有第一凸台，所述内套筒还设有第二凹槽，所述第一凸台与所述第二凹槽对应配合使得所述外壳带动所述内套筒可沿所述内轴做旋转运动。

示例性地，所述外壳还设有凹槽，所述内套筒还设有凸台，所述凸台与所述凹槽对应配合使得所述外壳带动所述内套筒可沿所述内轴做旋转运动。

示例性地，所述插座端还包括限位构件，用于限制所述外壳的位置。

示例性地，所述限位构件为卡簧，所述内轴还设有一圈用于安装卡簧的卡簧槽，所述外壳还包括台阶，与所述卡簧对应设置。

示例性地，所述限位构件为限位螺栓或限位螺母或限位凸块或限位环的一种或几种的组合。

示例性地，所述插座端还包括可拆卸的压环用于限制小钢珠的位置，使小钢珠在第一小钢珠通孔内可以保持活动状态。

示例性地，所述插座端还包括与所述内轴一体成型的压环用于限制小钢珠的位置，使小钢珠在第一小钢珠通孔内可以保持活动状态。

示例性地，所述弹簧为拉伸弹簧和/或压缩弹簧。

示例性地，所述长腰孔为上大下小的开通状态，并且所述长腰孔的截面形状为梯形。

示例性地，所述的斜面槽对应开口的底部为弧形。

示例性地，所述外壳外表面设有防滑结构。

示例性地，所述防滑结构为螺旋槽或螺旋纹或凸点或凹点中的一种或几种的组合。

示例性地，所述插头端还包括法兰，所述法兰为方形或圆形。

作为本申请的另一发明，一种连接器，包括上述任意一种旋转式钢珠锁紧装置。

示例性地，一种连接器包括插针和插孔，所述插针设于所述插头端内，所述插孔设于所述插座端内，所述插针和插孔对应配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

(1)本发明提供的一种旋转式锁紧装置及连接器不仅结构新颖而且可以实现快速插拔；

(2)此外通过锁紧或解锁时，本方案外壳会通过旋转运动来完成，因此可以通过外观即可判断插拔情况，进而避免误插拔，提高该锁紧装置及含有该锁紧装置的连接器的安全性；而且本方案可以实现盲插，适用于有限空间场合，为使用人员提供了极大的方便。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述钢珠锁紧装置半剖结构示意图；

图2为图1插头端结构图；

图3为图1内轴结构图；

图4为图1内套筒结构图；

图5为图1外壳结构图；

图6为含有本发明旋转式钢珠锁紧装置的连接器对插结构示意图；

图7为图6所示的带有插针的插头端；

图8为图6所示的带有插孔的插座端；

图9为本发明另一实施例所述钢珠锁紧装置内轴结构图。

其中：

1为插头端；

2为外壳；

3为卡簧；

4为大钢珠；

5为内套筒；

6为弹簧；

7为内轴；

8为小钢珠；

9为压环；

101为钢珠槽；

102为法兰；

103为插针；

104为插孔；

201为第一凹槽；

202为第一凸台；

203为台阶；

501为斜面槽；

502为第二凹槽；

503为第二凸台；

504为第二小钢珠通孔；

701为卡簧槽；

702为长腰孔；

703为第一小钢珠通孔；

704为第三凸台。

具体实施方式

为使本发明创造解决的技术问题、采用的技术方案及达到的技术效果更加清楚，下面结合说明书附图，对本发明创造作进一步详细描述。显然，所描述的具体实施例仅为方便本领域技术人员理解，并不是本发明创造的全部实施例。基于本发明创造的实施例，本领域技术人员在未作出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例均属于本发明创造的保护范围。

一种旋转式钢珠锁紧装置，包括插头端1和插座端，所述插头端1圆周方向设有钢珠槽101，具体见图2所示；所述插座端包括外壳2、内套筒5、内轴7、大钢珠4、弹簧6和小钢珠8，具体见图1所示。所述外壳2包括第一凹槽201和台阶203，所述第一凹槽201设于外壳2内侧，旋转到被大钢珠4抵住不动时所述第一凹槽201与大钢珠4相对应，具体见图5所示。所述内轴7包括卡簧槽701、长腰孔702、第一小钢珠通孔703和第三凸台704，所述卡簧槽701设于内轴7左端部，具体见图3所示，该卡簧槽701可设一圈或多圈，用于安装卡簧3，所述卡簧3与所述台阶203对应设置并且卡簧3位于台阶203的外侧，用于限制外壳2的位置；所述长腰孔702轴向设于内轴7上，大钢珠4可沿着垂直于内轴7表面方向呈上下活动状态布置于长腰孔702内，大钢珠4的位置限制于长腰孔702内，所述大钢珠4直径大于所述内轴7此处的壁厚。所述内套筒5上设有第二凸台503，所述弹簧6一端安装于第二凸台503，另一端安装于第三凸台704，第二凸台503和第三凸台704成对出现，所述弹簧6、第二凸台503和第三凸台704是沿着内轴7在同一弧线上，所述弹簧6沿着内轴7的外表面设有2个，并呈中心对称形式分布，成对出现的第二凸台503和第三凸台704对数随着弹簧数量的增加而对应增加；此外，所述内套筒5还设有斜面槽501，所述斜面槽501斜面与所述大钢珠4对应贴合，所述大钢珠4可沿着长腰孔702来回往复运动；所述内套筒5还设有第二小钢珠通孔504，所述第二小钢珠通孔504与所述第一小钢珠通孔703在内套筒5旋转到被大钢珠4抵住不动时可以对应重合，所述第二小钢珠通孔504的直径不小于所述第一小钢珠通孔703的直径，具体见图4所示。所述外壳2带动所述内套筒5可沿着所述内轴7做旋转运动，本方案采用设于外壳2上的第一凸台202与设于内套筒5上的第二凹槽502对应配合使得所述外壳2带动所述内套筒5可沿所述内轴7做旋转运动；作为另外方案，也可以采用设于外壳2上的凹槽与设于内套筒5上的凸台对应配合使得所述外壳2带动所述内套筒5可沿所述内轴7做旋转运动；作为另外方案，也可以采用设于外壳2上的凸台同设于内套筒5上的凹槽对应配合，同时设于外壳2上的凹槽同设于内套筒5上的凸台对应配合，两种设计共同配合使用使得所述外壳2带动所述内套筒5可沿所述内轴7做旋转运动。所述小钢珠8沿着垂直于内轴7表面方向呈上下活动状态布置于所述第一小钢珠通孔703内，小钢珠8的位置限制于所述第一小钢珠通孔703内，所述小钢珠8直径大于所述内轴7此处的壁厚。

本方案中斜面槽501、大钢珠4和长腰孔702配套成为一组，设有2组，轴对称设置；小钢珠8、第一小钢珠通孔703和第二小钢珠通孔504配套成为一组，设有3组，每隔120度设置。

作为另外方案，所述压环9为可拆卸的或与内轴7一体成型的，用于限制小钢珠8的位置，使小钢珠8在第一小钢珠通孔703内沿着垂直于内轴7表面方向可以保持上下活动状态；所述压环9的结构为上大下小的开口直圆柱，所述压环9大开口一侧的直径与所述小钢珠8的直径相适应，在进行压环操作时，所述压环9的大开口一侧首先接触小钢珠8。

作为另外方案，所述卡簧3可用限位螺栓代替，在内轴7内表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述限位螺栓相适应，用于固定外壳2的位置。

作为另外方案，所述卡簧3可用限位螺母代替，在卡簧槽701的位置设有螺纹，所述螺纹同限位螺母相适应。

作为另外方案，所述卡簧3可用限位凸块代替，所述限位凸块可设在卡簧槽701处，所述限位凸块是弹性凸块，当有外力介入时，所述限位凸块可以隐藏，此时卡簧槽701所在位置为平面，不会对外壳2位置进行限制；外力介入消失，限位凸块弹起限制外壳2的位置。

作为另外方案，所述卡簧3可用限位环代替，所述限位环安装在卡簧槽701位置，用于固定外壳2的位置。

作为另外方案，所述卡簧3可用限位螺栓或限位螺母或限位凸块或限位环任意几种的组合来代替。

作为另外方案，所述弹簧6为拉伸弹簧，当施加一个外力到插头端1，插头端1与插座端对插时会使外壳2发生旋转，拉伸弹簧发生拉伸形变，大钢珠4沿着斜面槽501斜面向长腰孔702右端移动，具体见图3所示；当大钢珠4移动到长腰孔702最右端时，长腰孔702、大钢珠4和第一凹槽201在同一直线上，大钢珠4可以进入第一凹槽201内，进而消除了大钢珠4对插头端1的阻挡，插头端和插座端插合到位，大钢珠4部分位于钢珠槽101内，外壳2在拉伸弹簧弹力的作用下带动内套筒5回复到原始状态，大钢珠4将插头端1限制在插座端内，防止其分离。

作为另外方案，所述弹簧6为压缩弹簧，在内轴7上开槽用于安装压缩弹簧，具体见图9所示，当施加一个外力到插头端1，插头端1与插座端对插时会使外壳2发生旋转，压缩弹簧发生压缩形变，其他同所述弹簧6为拉伸弹簧的过程一样。

作为另外方案，所述弹簧6部分为压缩弹簧，部分为拉伸弹簧，在内轴7上开槽用于安装压缩弹簧；在内套筒5旋转时，所述压缩弹簧对外载压力提供的反抗力和拉伸弹簧对外载压力的回拉力方向保持相同。

作为另外方案，所述长腰孔702为上大下小的开通状态，并且所述长腰孔702的截面形状为梯形，所述长腰孔702的上部开口宽度大于所述大钢珠4的直径，下部开口宽度小于所述大钢珠4的直径，这样使大钢珠4保持在长腰孔702内，并且呈活动状态；另外，所述长腰孔702也可设有压环，用于进一步限制大钢珠4在长腰孔702内沿着内轴7表面上下活动。此外，所述长腰孔702还可以设成截面形状为椭圆状的，使大钢珠4限制在长腰孔702内活动。

作为另外方案，所述斜面槽501对应开口的底部为弧形，该弧形的半径不得小于大钢珠4的半径。

作为另外方案，所述外壳2外设有防滑结构，该防滑结构可以为螺旋槽或螺旋纹或凸点或凹点的一种或几种的组合，防止在锁紧或解锁该锁紧装置时，以免造成手滑现象发生。

作为另外方案，所述插头端1还设有法兰102，用于连接插头端的头部和尾部；所述的法兰102形状通常为圆形或方形。

作为另外方案，所述大钢珠4和/或小钢珠8的数量至少为1个。

作为另外方案，所述弹簧6的数量至少为1个。

本发明所述的一种旋转式钢珠锁紧装置除上述无特别说明之外，所采用的材料均为金属制造。

该旋转式钢珠锁紧装置的工作过程具体如下：

(1)锁紧过程：当插头端和插座端进行插合时，一只手拿着插座端，另一只手拿着插头端，用力推插头端，插头端1首先接触大钢珠4，大钢珠4通过斜面槽501斜面向内套筒5施加一个沿着内轴7圆周方向旋转的力，该力导致弹簧发生形变，产生对该力的反抗力，此时内套筒5带动外壳2旋转；插头端1继续前进，当接触小钢珠8时，此时内套筒5上面的第二小钢珠通孔504旋转到小钢珠8位置，小钢珠8外移，大钢珠4正好运动到斜面槽501的弧形底部、长腰孔702的最右端(见图3所示)和第一凹槽201处，大钢珠4外移；插头端1继续前进，此时大钢珠4与小钢珠8都在插头端1上面的钢珠槽101位置，所述插头端和插座端插合到位，此时内套筒5在弹簧6弹力的作用下反向旋转回复到原始状态，内套筒5上面的第二小钢珠通孔504离开小钢珠8位置，推动小钢珠8向内移动，同时，内套筒5上面的斜面槽501斜面推动大钢珠4向长腰孔702的移动直到最左端(见图3所示)，即将大钢珠4和小钢珠8同时锁在插头端1钢珠槽101内，实现插头端和插座端的锁紧。

(2)解锁过程：当插头端和插座端分离时，一只手拿着插头端，另一只手拿着插座端，用手旋转外壳2到旋转不动为止，外壳2带动内套筒5旋转，此时，内套筒5上面的第二小钢珠通孔504正好旋转到与第一小钢珠通孔703重合，内套筒5上面的斜面槽501与长腰孔702大面积重合，而且外壳2上设置的第一凹槽201也与长腰孔702重合，所述大钢珠4刚好运动到长腰孔702的最右端(具体见图3所示)；将插头端和插座端向相反的方向施力，所述的小钢珠8部分被插头端1挤入第二小钢珠通孔504内，所述的大钢珠4被挤入设于外壳2上的第一凹槽201内；插头端1和插座端分离，分离后松开外壳2，在弹簧6弹力的作用下内套筒5和外壳2旋转复位。

采用本发明创造所述的一种旋转式钢珠锁紧装置的连接器，包括任一所述的一种旋转式钢珠锁紧装置。此外该连接器还包括插针103和插孔104，所述插针103设于所述插头端1内，所述插孔104设于所述插座端内，所述插针103和插孔104对应配合，该连接器尾端均经导线连接至外电路，具体见图6至8所示。

除非另有说明，否则本发明中的术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以为直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连同。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述仅表达了本发明创造的几种实施方式，以上实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁明了，并未对上述实施例的各个技术特征的所有可能组合都进行一一描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为属于本发明创造保护的范围。