一种快拆连接结构及其扣合解锁方法与流程

本发明涉及可拆卸连接，具体涉及一种快拆连接结构及其扣合解锁方法，可广泛应用于文具、箱包锁扣、日用五金、消费电子、家居配件等各类需要快速拆装的产品场景。

背景技术：

1、快拆连接结构是各类产品中实现部件快速拆装的核心功能结构，随着消费升级，市场对快拆结构的操作便捷性、使用寿命、防误触可靠性的要求不断提升。

2、现有快拆接口主要分为三类，各自存在明显缺陷：

3、第一类是对位式旋转卡口，需将凸起精准对准卡槽入口才能插入，无法实现盲插操作，容错率低，使用步骤繁琐，尤其不适合单手操作场景；且必须严格对位才能扣合，对加工精度要求高，量产良率低。

4、第二类是弹性卡扣结构，依靠弹性件的形变实现卡合，弹性件长期处于受压形变状态，易产生蠕变、疲劳、老化失效，锁定力随使用时间衰减，耐用性差，使用寿命短。

5、第三类是按压式快拆结构，需额外设置独立的按压解锁按键，零件数量多，结构复杂，装配成本高，且误触概率高，可靠性不足。

6、此外，现有快拆结构多针对单一产品定制设计，通用度低，难以适配不同尺寸、不同应用场景的产品，无法形成标准化的快拆方案。同时，现有旋拧式快拆普遍存在解锁手感不可调校、单一结构仅支持固定解锁逻辑的问题；面向微型精密产品场景时，普遍存在对接间隙大、防误触等级不足的缺陷；多数方案仅针对单一应用场景设计，无法通过模块化变形兼顾日常消费类产品的便捷性与工业类产品的高可靠性需求。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、本发明的目的在于解决现有技术中快拆结构对位繁琐、耐用性差、结构复杂、通用性不足的问题，进一步解决现有方案解锁手感不可调、防误触等级低、小型化场景间隙大的缺陷，提供一种可盲插自锁、刚性锁定、结构精简、通用性强的快拆连接结构及其扣合解锁方法。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

5、一种快拆连接结构，包括第一连接件、第二连接件以及旋转驱动件；

6、所述第一连接件与所述第二连接件可套接配合，一者上设有第一卡合部，另一者上设有第二卡合部；

7、所述第一卡合部和所述第二卡合部相配合时，限制所述第一连接件与所述第二连接件轴向脱离；

8、所述第一连接件与所述第二连接件中的一者可轴向移动地装于所述旋转驱动件内，称为内部连接件，另一者位于所述旋转驱动件外，称为外部连接件；

9、所述第一卡合部、所述第二卡合部、所述旋转驱动件中的至少一者上设有旋转导向坡面；

10、所述旋转驱动件与所述内部连接件之间设有临时周向锁定结构；

11、所述临时周向锁定结构配置为：当所述内部连接件处于周向锁定位置时，将所述内部连接件与所述旋转驱动件周向锁死，使二者同步周向转动；当所述内部连接件轴向移动离开所述周向锁定位置时，所述临时周向锁定结构解除，所述内部连接件可相对于所述旋转驱动件自由周向转动；

12、所述旋转驱动件与所述内部连接件之间设有复位偏压机构，用于向所述内部连接件施加朝向所述外部连接件方向的轴向推力，使所述内部连接件常态下保持在所述周向锁定位置。

13、本发明还提供一种上述快拆连接结构的扣合解锁方法，包括扣合步骤与解锁步骤：

14、扣合步骤：将所述外部连接件沿轴向对接所述内部连接件并套接配合，所述第一卡合部抵接并沿所述旋转导向坡面滑动，一方面经由所述旋转导向坡面驱动所述内部连接件轴向移动，解除所述临时周向锁定结构，另一方面使所述第一卡合部与所述第二卡合部产生相对周向转动；待所述第一卡合部与所述第二卡合部周向对齐后，所述复位偏压机构推动所述内部连接件复位至所述周向锁定位置，所述第一卡合部卡合于所述第二卡合部的轴向止挡侧，完成扣合；

15、解锁步骤可采用以下方式中的任意一种：

16、方式一：对所述外部连接件或所述旋转驱动件施加周向转动力，使所述第一卡合部产生周向位移以脱离所述第二卡合部的轴向限制，完成解锁；

17、方式二：先使所述旋转驱动件和所述外部连接件相互轴向靠拢，直至所述第一卡合部脱离所述第二卡合部的周向止挡范围，随后再对所述外部连接件或所述旋转驱动件施加周向转动力，完成解锁。

18、进一步地，同时设有所述旋转导向坡面与所述第二卡合部的连接件为分体式结构，包括本体和导向件，所述旋转导向坡面与所述第二卡合部中的一者设于所述本体，另一者设于所述导向件；设有所述旋转导向坡面的一者称为让位件，设有所述第二卡合部的一者称为卡合件，所述让位件可相对所述卡合件轴向移动；

19、对应分体式结构，解锁步骤还可采用方式三：对所述外部连接件或所述旋转驱动件施加周向转动力，使所述第一卡合部产生周向位移，并通过所述旋转导向坡面推动所述让位件轴向移动，克服偏压机构对所述让位件施加的阻力，使所述第二卡合部与所述旋转导向坡面之间形成避让间隙，供所述第一卡合部通过并脱离所述第二卡合部的轴向止挡侧，完成解锁。

20、进一步地，所述旋转驱动件和所述外部连接件中的至少一者被配置为能够接受外力驱动而周向转动。

21、进一步地，所述旋转导向坡面用于将轴向插接作用力分解为轴向分力和/或周向分力。

22、进一步地，所述复位偏压机构的作用力可直接或间接施加至所述内部连接件，驱使所述内部连接件回归至所述周向锁定位置。

23、进一步地，所述第一卡合部与所述第二卡合部分别设置于所述第一连接件与所述第二连接件二者的套接配合部上。

24、进一步地，所述临时周向锁定结构为可轴向分离的周向离合锁止结构。

25、进一步地，所述周向离合锁止结构为相互啮合的端面齿组，分别设于所述旋转驱动件与所述内部连接件相对的端面上；或，所述周向离合锁止结构为相互嵌合的凸块与凹槽，在周向锁定位置时所述凸块嵌入所述凹槽内。

26、进一步地，所述周向离合锁止结构的组数与所述第二卡合部的数量相等，各周向离合锁止结构分别对应相应的周向相位。

27、进一步地，所述第一卡合部、所述第二卡合部中的一者为凸起结构，另一者为具有轴向止挡端面的卡位结构；锁定状态下，所述卡位结构的轴向端面止挡所述凸起，限制所述凸起轴向脱出。

28、进一步地，所述第二卡合部的轴向止挡端面上设有防脱圆弧凹槽；锁定状态下，所述第一卡合部嵌入所述防脱圆弧凹槽内。

29、进一步地，所述第一卡合部的数量少于所述第二卡合部的数量，所述第一卡合部可与任意一个所述第二卡合部配合锁定。

30、进一步地，所述第一卡合部和/或所述第二卡合部的周向侧壁设有限位脱离坡面。

31、进一步地，所述限位脱离坡面的导程角小于配合材料的摩擦角。

32、进一步地，所述第一卡合部和/或所述第二卡合部上设有周向阻尼结构，用于增加二者相对周向转动的阻力。

33、进一步地，所述周向阻尼结构为相互啮合的齿形结构、摩擦配合面或弹性卡接结构。

34、进一步地，还包括分离偏压机构，所述分离偏压机构用于直接或间接提供轴向分离力，在锁定状态下使所述第一卡合部与所述第二卡合部保持轴向压紧配合。

35、进一步地，所述复位偏压机构和/或所述分离偏压机构为弹性件。其中，弹性件可以为弹簧、弹性胶体等能够提供弹性偏压力的构件。

36、进一步地，所述复位偏压机构和/或所述分离偏压机构为磁性件。

37、进一步地，所述复位偏压机构和/或所述分离偏压机构设置于所述旋转驱动件内部、所述旋转驱动件与所述内部连接件之间和/或所述旋转驱动件与所述外部连接件之间。

38、进一步地，所述旋转驱动件与所述内部连接件之间还设有中间传动件，所述分离偏压机构通过所述中间传动件间接向所述内部连接件施加轴向分离力。

39、进一步地，所述旋转导向坡面与所述第二卡合部同设于所述第一连接件或同设于所述第二连接件上。

40、进一步地，所述旋转导向坡面设置于所述旋转驱动件的内壁，所述旋转驱动件与设有所述第二卡合部的连接件分体布置，二者可相对周向转动。

41、进一步地，所述旋转导向坡面为变导程结构，包括导入段与锁定段，导入段的导程大于锁定段的导程。

42、进一步地，还设有辅助导向坡面，所述辅助导向坡面为引导导向坡面和/或柱体导向坡面；所述辅助导向坡面与所述旋转导向坡面沿插接路径依次布置，配合引导所述第一卡合部进入所述第二卡合部。

43、进一步地，所述复位偏压机构为弹簧，所述弹簧的至少一端设有旋转垫件，所述旋转垫件隔离弹簧与旋转部件之间的扭转传递。

44、进一步地，同时设有所述旋转导向坡面与所述第二卡合部的连接件为分体式结构，包括本体和导向件；所述旋转导向坡面与所述第二卡合部中的一者设于所述本体，另一者设于所述导向件；设有所述旋转导向坡面的一者称为让位件，设有所述第二卡合部的一者称为卡合件，所述让位件可相对所述卡合件轴向移动。

45、进一步地，锁定状态下，所述让位件处于所述第一卡合部朝向外部连接件方向脱出的运动路径上。

46、进一步地，所述让位件的轴向位移行程大于所述卡合件的轴向位移行程。

47、进一步地，所述卡合件与所述旋转驱动件之间设有限位台阶；所述限位台阶在解锁过程中将所述卡合件止挡于所述临时周向锁定结构解除的位置，限制卡合件继续轴向移动；所述让位件能够被所述第一卡合部推动继续轴向移动，使所述第二卡合部与所述旋转导向坡面之间形成轴向避让间隙，供所述第一卡合部通过，脱离所述第二卡合部的止挡侧。

48、进一步地，所述让位件可在所述第一卡合部的周向位移作用下，借助坡面作用产生轴向移动，以在所述第二卡合部与所述旋转导向坡面之间形成供所述第一卡合部通过的避让间隙。

49、进一步地，所述卡合件固定于所述旋转驱动件内或与所述旋转驱动件一体成型，所述让位件可轴向移动地设置于所述卡合件上。

50、进一步地，所述卡合件与所述让位件之间设有分离偏压机构，所述分离偏压机构向所述让位件施加朝向对接侧的轴向复位力。

51、基于同一发明构思，本发明还提供多种应用上述快拆连接结构的终端产品：

52、一种书写工具，包括笔主体与尾部配件，所述笔主体与尾部配件之间通过上述任一项所述的快拆连接结构实现可拆卸连接；所述尾部配件为能够通过所述快拆连接结构与所述笔主体可拆卸连接，以扩展所述书写工具的功能或装饰的替换构件。所述尾部配件可以为笔帽、文具附件、装饰附件、电子功能附件、服饰配件或箱包配件。可以理解，所述尾部配件不限于上述列举，任何能够通过所述快拆连接结构与笔主体可拆卸连接并扩展书写工具功能或装饰的替换构件，均属于尾部配件的保护范畴。

53、一种锁扣组件，包括公扣与母扣，所述公扣与母扣之间通过上述任一项所述的快拆连接结构实现可拆卸连接。

54、一种可拆卸连接装置，包括第一对接件与第二对接件，所述第一对接件与所述第二对接件之间通过上述任一项所述的快拆连接结构实现可拆卸连接。

55、上述书写工具、锁扣组件及可拆卸连接装置同样具备前述快拆连接结构的全部有益效果，包括盲插自锁、刚性锁定、防误触、长寿命等。

56、（三）有益效果

57、与现有技术相比，本发明通过"复位偏压机构 + 临时周向锁定结构 + 旋转导向坡面"三者的协同配合，实现了结构与性能的双重突破，具有以下核心有益效果：

58、第一，通过旋转导向坡面实现盲插自锁，操作极简。旋转导向坡面将插接力转化为轴向分力和/或周向分力，配合内部连接件与临时周向锁定结构的协同作用，插入过程自动完成自旋对位，将第一卡合部导入第二卡合部完成锁定。外部连接件直插即可自动完成卡合，无需精准对位、无需手动旋转、无需额外按压操作，真正实现任意角度盲插、一步到位锁定。多坡面依次协同导向与多卡合部配置进一步降低了对位要求，防呆性能优异。

59、第二，通过刚性卡合结构实现长寿命承载，耐用性显著提升。采用凸台止挡凸起的刚性锁定方式，第一卡合部与第二卡合部的凸起、卡位角色可互换，锁定状态下由卡位结构的刚性端面承担载荷，复位偏压机构仅提供复位偏压力，不承受长期锁定拉力。该设计从根本上避免了弹性件长期形变产生的蠕变、疲劳与老化问题，锁定力在产品全生命周期内保持高度稳定，使用寿命远超传统依赖弹性件直接锁定的快拆方案。

60、第三，通过临时周向锁定结构实现常态周向锁死，防误触与抗振动性能优异。临时周向锁定结构在常态下将内部连接件与旋转驱动件周向锁死，单纯的拉拔、振动、碰撞均无法带动内部连接件旋转松脱，仅有人为施加的主动旋转力方可触发解锁，极大降低了意外松脱的风险。

61、第四，通过多结构组合形成多重锁止防护体系。两段式解锁方案通过"先推移、再旋转解锁"的动作耦合，实现了更高等级的防误触安全性；配合防脱圆弧凹槽、让位件压覆、限位脱离坡面机械自锁、周向阻尼等结构，形成多级防护，可根据产品需求灵活选配防护等级。

62、第五，对接端结构极致精简，易于嵌入各类终端产品。核心功能机构全部集成于旋转驱动件与内部连接件一侧，对接端的外部连接件仅需设置简单的凸起或凸台结构即可完成配合，体积可做到极小、结构可做到极简、成本可做到极低，便于嵌入各类轻量化、小型化产品，无需对固定端产品做大幅结构改造，大幅降低了终端产品的适配成本。

63、第六，结构紧凑容差大，量产性与适配性优异。多坡面协同导向降低了对位精度要求，阶段式分离机制增大了凸起进入卡合位的窗口，对制造公差与装配偏差的容忍度高，有利于降低生产精度要求、提升产品良率。

64、第七，配合行程短、间隙小，适配微型化场景。在分体式让位件的活动让位方案中，凸起通过顶起让位件实现解锁，相比沿限位脱离坡面爬升的方式，所需解锁配合行程更短。同时，让位件倒扣压覆的锁定方式，使锁定状态下对接间隙可控制到极小，特别适用于微型穿戴设备、精密仪器、珠宝首饰、眼镜配件等对体积和配合精度要求极高的小物体连接场景。

65、第八，外观整体性好，设计自由度大。旋转驱动件将内部机构包覆于内，外观简洁流畅，可适配多种设计风格。外部连接件结构精简，可灵活适配不同端产品的外观需求，整体方案在外观设计上的可塑性远优于传统快拆结构。

66、第九，模块化设计复用率高，集成度强。在让位件回移锁定的方案中，可重复利用旋转导向坡面和复位偏压机构，无需额外增设独立机构，结构稳定性和操作手感更优；同时锁定的力度和手感可调，空间利用率高，易于小型化设计。通过更换不同刚度的偏压机构、调整导向坡面角度，可灵活调节解锁力与操作手感，适配广泛的产品需求。复位偏压机构的作用力既可以直接施加在内部连接件上，也可以经由中间传动件间接传递，布置灵活度高。

67、第十，解锁方式灵活多样，场景适应性强。提供旋转解锁、两段式解锁以及让位件避让解锁等多种解锁方式，可根据不同产品的使用需求灵活选配，兼顾防误触安全性与操作便捷性，覆盖从日常消费品到高可靠性工业设备的广泛应用场景。

68、第十一，操作手感可精细调校。采用变导程旋转导向坡面，导入段大导程确保插入省力顺畅，锁定段小导程提供清晰的段落感和锁定确认手感，同时增大周向自锁力矩；配合机械自锁角设计，无需额外零件即可实现纯几何防松脱，长期使用无疲劳衰减，手感一致性好。