一种基于销杆弹性组件的止逆机构及系紧装置的制作方法
本发明涉及系带系统领域,具体涉及一种基于销杆弹性组件的止逆机构及系紧装置。
背景技术:
1、目前市面上的系紧装置多采用壳体齿--棘爪结构实现系紧装置的单方向旋转,该结构利用弹性臂的挠曲变形实现单向旋转,这种结构从本质上是利用材料的屈曲强度往往大于外力来实现止逆效果。虽然外力一般情况下不会超过屈服强度,但是难免会有意外情况,一旦外力超过屈服强度,棘爪臂发生屈曲变形,这种变形是破坏性的,而且是不可逆转的。一旦棘爪臂发生屈曲,则结构失效。
2、为了提高系紧装置在正常使用时抵抗松开力的可靠性,需要一种新型的防逆转机构以及具有新型防逆转机构的系紧装置。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于销杆弹性组件的系紧装置,销杆弹性组件主要依靠弹性构件的变形实现销杆的移动让位,销杆内部不容易产生应力积累,具备优良的使用可靠性和耐久性。
2、一种基于销杆弹性组件的系紧装置,该系紧装置包括:旋盖、卷线轮和壳体,所述旋盖可旋转设置于所述壳体上,所述卷线轮由所述壳体支承,可相对所述壳体转动;其中,
3、所述旋盖沿圆周设置有一个或多个凹槽;
4、所述卷线轮构造成沿拉紧方向转动时收卷系带和当沿松开方向转动时释放系带;
5、所述壳体设置有销杆弹性组件,所述销杆弹性组件包括弹性构件和沿圆周设置的一个或多个销杆,所述销杆自销杆尾部向销杆前端沿所述圆周的径向向外辐射延伸;所述销杆通过弹性构件连接到所述壳体上;
6、所述壳体还设置有一个或多个止偏件,所述止偏件邻设于所述销杆的逆时针一侧或顺时针一侧;
7、所述销杆前端构造成当所述销杆处于原位置时能接合所述旋盖凹槽,当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时,所述弹性构件构造成允许所述销杆与所述凹槽发生相对位移直至所述销杆前端与所述旋盖凹槽脱离接合,以允许旋盖沿拉紧方向转动;
8、当旋盖受到沿松开方向的外力时,所述凹槽侧壁偏压所述销杆,使得所述销杆抵靠所述止偏件,所述止偏件构造成能阻止所述销杆向其所在的一侧发生偏移移位,从而所述销杆前端与所述旋盖凹槽始终保持接合,以防止所述旋盖沿松开方向转动。
9、所述偏移包括偏转、摆动或弯曲,偏移运动使得销杆的主体不再沿圆周的径向延伸,所以其他使得销杆的主体不再沿圆周的径向延伸的运动都包括在偏移的范围内。销杆偏转或摆动时,所述销杆整体发生偏移离开原位置;弯曲是指销杆的局部偏离原位置,尤其指销杆前端弯曲偏离原位置。
10、优选的,当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时所述旋盖凹槽构造成其侧壁偏压所述销杆从而迫使销杆前端与所述凹槽发生相对位移,直至每个销杆前端与每个凹槽脱离接合,以允许旋盖沿拉紧方向转动。
11、当旋盖受到沿松开方向的外力时,所述旋盖凹槽的侧壁偏压所述销杆,从而使得销杆主体产生由原位置向松开方向偏移的趋势,所述销杆抵靠所述止偏件,但是所述止偏件阻止所述销杆向其所在的一侧发生周向偏移移位,从而使得所述销杆前端与所述旋钮凹槽始终保持接合。
12、凹槽侧壁偏压销杆,相当于销杆偏心受压,“偏心受压”是指结构力学、材料力学里面都涉及到的定义,即受压构件的压力作用线与构件轴线不重合。偏压会产生弯矩。
13、优选的,所述系紧装置的系紧方向为顺时针方向时,所有所述止偏件均设置于所述销杆的逆时针一侧。
14、优选的,所述系紧装置的系紧方向为逆时针方向时,所有所述止偏件均设置于所述销杆的顺时针一侧。
15、也就是说止偏件相对于销杆的设置方向与系带装置的松开方向一致。
16、“所述止偏件构造成能阻止所述销杆向其所在的一侧发生偏移移位”就是指所述止偏件构造成能阻止所述销杆向系紧装置的松开方向一侧发生偏移移位。如此,系紧装置便具有防止逆转的效果。
17、所述壳体沿圆周设置有一个或多个销杆是指在自然状态下所述销杆的尾部位于同一个圆周上。
18、本技术中所述销杆前端与所述旋盖凹槽接合时,所述凹槽所在的圆周与所述销杆所在的圆周为同心圆。
19、优选的,当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时,所述销杆与所述凹槽的相对位移包括径向向内的位移分量和周向偏移的位移分量。
20、优选的,所述径向向内的位移分量大于周向偏移的位移分量。
21、本技术中当所述凹槽受到沿拉紧方向的外力时,所述拉紧力使得凹槽侧壁偏压所述销杆前端,所述偏压力通过销杆传递给弹性构件,所述凹槽侧壁施加的偏压力包括径向分力和周向分力,所述弹性构件在径向分力的作用下会发生弹性变形从而带动销杆径向向内移动;所述周向分力使得销杆发生周向偏移。但是周向分力主要作用于销杆前端使销杆发生周向偏移(包括挠曲变形、摆动或偏转),而且周向偏移的位移往往要小于弹性构件的弹性变形位移,所以销杆的径向位移分量要大于周向位移分量。
22、优选的,所述销杆为刚性结构。刚性结构的销杆很难发生周向的挠曲变形,在周向分力的作用下主要以摆动或偏转为主,但是这两种运动形式所产生的周向位移量都较小,所以对于刚性结构的销杆而言,在受到凹槽施加的拉紧力时,以径向位移为主,并伴有少量的周向偏移。
23、优选的,所述销杆包括销杆前端、销杆主体和销杆尾部。
24、优选的,所述销杆一体成型制成。
25、优选的,所述弹性构件为压簧、弹簧臂、弹性基座中的一种或多种的组合。
26、优选的,所述销杆尾部连接有所述弹性结构。
27、优选的,所述销杆与所述弹性构件一体成型制成。具体的,所述销杆弹性组件的形式包括销杆-压簧组件、销杆弹簧臂组件、销杆弹性基座组件等。其中,多个销杆弹性基座组件连接形成销杆弹性环基组件。
28、优选的,所述压簧为螺旋柱弹簧或蛇形弹簧。所述蛇形弹簧的弹力方向沿销杆所在圆周的径向。
29、优选的,所述弹簧臂为蛇形弹簧臂,所述蛇形弹簧的弹力沿所述销杆所在圆周的周向。
30、优选的,所述蛇形弹簧包括一个或多个蛇形弹簧单元,所述蛇形弹簧单元呈u形或类u形。所述多个蛇形弹簧单元迂回设置形成蛇形弹簧整体结构,且相邻的蛇形弹簧单元公用一个弹片。
31、优选的,每个蛇形弹簧单元包括同向延伸的两个弹片以及连接两个弹片的弯曲部。
32、优选的,所述蛇形弹簧的头部固定设置于所述壳体上。
33、优选的,所述蛇形弹簧的尾部与所述销杆尾部连接。
34、本技术中蛇形弹簧最内侧的弹片的端点定义为尾部,蛇形弹簧的最外侧的弹片的端点定义为头部。所述的内外侧是指相对所述销杆所在圆周的径向方向的相对内侧和外侧,所述内侧更靠近圆心,外侧则相对远离圆心。
35、优选的,所述弹性基座为组合弹簧元件,所述组合弹簧元件包括并联的两个蛇形弹簧。
36、蛇形弹簧是用弹性材料制成的零件,具备弹性的机械零件,其在外力作用下发生形变,除去外力后又恢复原状。蛇形弹簧一是起弹力作用还有就是张力,具有良好的减振效果,寿命长,传递效率高,拆装方便等。蛇形弹簧一般用在家具行业及联轴器中,也可以作为自行车减震装置。蛇形弹簧具有减震性能好的特点,可以实现垂直于弹片方向的减震作用,其特有的蛇形结构还可使弹簧在平行于弹片的方向起到减震效果。蛇形弹簧的受力与变形呈线性关系变化与圆柱形弹簧的受力与变形呈二次曲线的关系变化相比可以克服位移随受力变化不均的缺点。
37、在满足强度要求的条件下,要增大弹簧的弹性就必须增加弹簧长度、增大弹簧宽度、减小弹簧厚度。在设计弹簧尺寸时,根据系紧装置的内部空间尺寸选取最大的弹簧长度,再根据载荷情况和弹簧长度计算弹簧厚度,弹簧厚度尽量取到最小值。因为厚度太大会增大材料的弯曲难度,在加工过程中容易造成弯曲部的应力集中。厚度过大也会使弹簧的弹性变差,而宽度的大小却不会对弹簧的弹性产生影响。
38、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧关于所述销杆镜像对称设置。
39、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧的弹力方向沿所述销杆所在圆周的径向。
40、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧中每一个弹簧的尾部均与销杆尾部连接。
41、优选的,所述销杆尾部与所述组合弹簧元件的连接处呈三叉形或类似倒y形结构。
42、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧尾尾相接。
43、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧的尾尾相接区域被构造成径向向外凸起的弹力部波形结构。
44、优选的,所述销杆的尾部设置于所述弹力部波形结构的波峰位置。所述径向向外凸起的波形结构类似于波形弹簧中波峰所在的弹簧区域,本技术中该波形结构的受力方式也跟波形弹簧的受力方式相当。波形弹簧简称波簧,是由若干个波峰波谷沿圆周方向按正弦形式构成的薄片环状弹性金属元件。本技术中连接区域的波形结构的材质不限于是金属,也可以是塑料,而且优选为塑料。
45、波形弹簧承受轴向载荷时,波峰与波谷产生轴向相对位移形成变形能,外加载荷去掉后,在变形能的作用下,恢复原来的形状,从而起到缓冲、减震和补偿等作用。波形弹簧主要用在变形量和轴向空间要求很小的、减小振动的场合。波形弹簧载荷-形变特性受展角影响较大,具体表现在大展角时尾部离中面距离较小,波形弹簧受压后两端迅速的介入形变中,导致载荷-形变特性曲线迅速升起。展角又称展开角度,本技术中是指正弦曲线中波峰或波谷位置处两条线叉开的角度。
46、优选的,所述弹力部波形结构的展角为110°~160°。
47、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧的头部相对远离。
48、优选的,所述两个并联的蛇形弹簧的头部分别固定设置于所述壳体上。
49、优选的,所述组合弹簧元件一体成型制成。
50、优选的,所述组合弹簧元件包括并联的第一蛇形弹簧和第二蛇形弹簧,所述第一蛇形弹簧和第二蛇形弹簧分设于所述销杆的两侧。
51、优选的,多个所述弹性基座连接形成弹性环基,所述弹性环基一体成型制成。
52、优选的,所述弹性环基包括第一弹性基座、……、第n弹性基座,其中n为不小于2的整数。其中,第n-1弹性基座与第n弹性基座相邻,每个弹性基座都包括并联的第一蛇形弹簧和第二蛇形弹簧,且第一蛇形弹簧和第二蛇形弹簧尾尾相接,所述第一蛇形弹簧的头部和第二蛇形弹簧的头部之一被定义为每个弹性基座的首部,则另一个则被定义为每个弹性基座的尾部。比如:第一蛇形弹簧的头部被定义为每个弹性基座的首部,那么第二蛇形弹簧的头部则被定义为每个弹性基座的尾部;反之亦然。
53、更优选的,所述第n-1弹性基座的第一蛇形弹簧与第n弹性基座的第二蛇形弹簧头头相接。换种说法就是,相邻两个弹性基座首尾相接。
54、进一步的,所述第n-1弹性基座的第一蛇形弹簧与第n弹性基座的第二蛇形弹簧头头相接,所述第n弹性基座的第一蛇形弹簧与第一弹性基座的第二蛇形弹簧头头相接,从而第一弹性基座至第n弹性基座共同形成闭环结构的弹性环基。换句话说,相邻的弹性基座首尾相接形成闭环结构的弹性环基。
55、进一步的,相邻两个弹性基座首尾相接的区域被构造成径向向外凸起的固定部波形结构。
56、优选的,所述固定部波形结构设置有固定部,所述弹性环基通过所述固定部固定设置于所述壳体上。
57、优选的,弹性环基中每个弹力部波形结构的波峰位于同一圆周上。
58、优选的,弹性环基中每个固定部波形结构的波峰位于同一圆周上。
59、当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时,所述旋盖凹槽的侧壁偏压所述销杆前端的外力包括径向向内的分力,该偏压力通过销杆尾部传递到弹力部波形结构,在该径向分力的作用下,弹力部波形结构径向向内变形从而带动销杆尾部径向向内移动。在该过程中,径向向内的分力通过弹力部波形结构也传递给了并联的两个蛇形弹簧的弹片,在该外力作用下,蛇形弹簧变形伸长,由于蛇形弹簧的弹片与弹力部波形结构为一体化结构,所以蛇形弹簧的变形伸长进一步强化了弹力部波形结构的变形能力并增大了其发生径向位移的幅度。
60、优选的,所述壳体上还设置有一个或多个抵接块,所述抵接块邻设于所述销杆的尾部,所述抵接块与所述止偏件分设于所述销杆的两侧,所述抵接块被构造成阻止所述销杆尾部翘起。
61、所述抵接块允许所述销杆沿所述销杆所在圆周的径向移动并允许所述销杆主体和销杆前端向所述抵接块所在的一侧偏移。
62、优选的,至少部分销杆的两侧分设有止偏件和抵接块。
63、优选的,每个销杆的两侧均分设有止偏件和抵接块。
64、优选的,所述止偏件位于所述第一蛇形弹簧所在的一侧,所述抵接块位于所述第二蛇形弹簧所在的一侧。
65、当所述旋盖受到沿松开方向的外力时,所述止偏件构造成能阻止所述销杆向其所在的一侧偏移,同时所述抵接块阻止所述销杆尾部翘起。系紧装置根据应用领域的不同,极限载荷的大小亦不同;当系紧装置受到的外力在一定范围内时,止偏件的止偏作用可以完全阻止销杆的偏移,从而实现系紧装置的止逆效果;但是当外力超过一定限度后,所述销杆在杠杆作用下(止偏件作为支点)会出现尾部翘起,前端下移让位从而使得销杆前端与所述旋盖凹槽脱离接合,此时系紧装置便失去止逆作用。
66、在其他优选实施例中,所述弹性基座为组合弹簧元件,所述组合弹簧元件包括垂直设置的径向蛇簧和周向蛇簧,且所述止偏件设置于所述径向蛇簧所在的一侧。所述径向蛇簧是指弹力方向沿销杆所在圆周径向的蛇形弹簧,所述周向蛇簧是指弹力方向沿销杆所在圆周周向的蛇形弹簧。径向蛇簧也可以认为是蛇簧单元的相互排列取向是沿销杆所在圆周的径向,周向蛇簧的蛇簧单元的相互排列取向则是沿销杆所在圆周的周向。
67、本技术中的垂直设置并不是严格意义的完全垂直,而是基本垂直,所述的基本垂直是指径向蛇簧的蛇簧单元排列取向与周向蛇簧的排列取向基本垂直。
68、所述径向蛇簧与前文中并联的两个蛇形弹簧的设计及结构名称一致,其头部和尾部的定义也与前文并联的蛇形弹簧的头部和尾部的定义一致,此处不再赘述。
69、优选的,所述周向蛇簧的尾部与所述径向蛇簧的尾部相连。
70、更优选的,所述周向蛇簧的尾部同时与所述销杆尾部、径向蛇簧的尾部相连。
71、优选的,所述销杆尾部与所述组合弹簧元件的连接处呈三叉形或类似倒y形结构。
72、优选的,所述周向蛇簧与径向蛇簧的连接区域被构造成丘形结构。所述丘形结构包括丘顶和侧缘线,所述丘顶两侧的侧缘线可以是对称的,也可以是不对称的。本技术中的丘形一般是不对称的,即两边的侧缘线的凹凸性不同、或者凹凸性相同但展角不同、或者凹凸性相同但平均曲率不同。
73、优选的,所述丘形结构的至少部分是径向向外凸出。
74、优选的,所述径向向外凸出的丘形结构部分为所述径向蛇簧的尾部所在的一侧。
75、优选的,所述销杆设置于所述丘形结构的丘顶位置。
76、优选的,所述径向蛇簧的头部固定到所述壳体上。
77、优选的,所述周向蛇簧的头部固定到所述壳体上。
78、本技术中所述径向蛇簧的头部或周向蛇簧的头部之一被定义为每个弹性基座的首部,另一个则被定义为每个弹性基座的尾部。比如:径向蛇簧的头部被定义为每个弹性基座的首部,那么周向蛇簧的头部则被定义为每个弹性基座的尾部;反之亦然。
79、优选的,相邻两个弹性基座首尾相接。
80、进一步的,相邻的弹性基座首尾相接形成闭环结构的弹性环基。
81、优选的,所述周向蛇簧包括n+1/2个蛇簧单元,所述蛇簧单元为u形、类u形或正弦波形,其中n为自然数。
82、优选的,相邻两个弹性基座首尾相接的区域被构造成径向向外凸起的固定部波形结构。
83、优选的,所述弹性环基包括固定部,所述销杆的数量与固定部的数量相同,所述每个销杆与每个固定部均匀间隔设置。
84、更优选的,所述弹性环基上设置有三个销杆和三个固定部。
85、优选的,所述固定部为卡扣结构、磁吸结构或粘结剂。
86、优选的,所述固定部波形结构设置有固定部,所述弹性环基通过所述固定部固定设置于所述壳体上。
87、优选的,所述弹性环基一体成型制成。
88、优选的,弹性环基中每个丘形结构的丘顶位于同一圆周上。
89、优选的,弹性环基中每个固定部波形结构位于同一圆周上。
90、该组合弹簧中径向蛇簧有利于强化弹力部波形结构的变形能力并增大其发生径向位移的幅度;而周向蛇簧在强化径向位移方面要比径向蛇簧差,但是其可以增强销杆向其所在一侧发生偏移的能力,同时可以防止弹力部波形结构受到径向向上的拉力时,弹性基座发生翘曲导致销杆尾部翘起,从而有利于提高系紧装置的止逆效果。对于该种实施例,当旋盖受到沿拉紧方向的外力时,销杆的让位机制是径向位移与周向偏移相结合,但是仍以径向位移为主。
91、周向蛇簧的弯曲处的刚性较大,所以径向外力很难使周向蛇簧在径向方向发生变形或位移。在实际设计过程中,可以根据极限载荷情况设置周向蛇簧弯曲处的刚性,以保证其在径向方向上的可控位移幅度,从而实现系紧装置的止逆效果。通过设置周向蛇簧的蛇簧单元数量、蛇簧单元的展角、蛇簧单元的长度等来调整周向蛇簧防止销杆翘起的效果。本实施例中,周向蛇簧的设置可以省掉抵接块,虽然周向蛇簧在圆周径向的弹性稍差,但是通过周向蛇簧的结构设置可以均衡径向位移的弹性和防止销杆尾部翘起的能力,从而使得系紧装置既可以沿拉紧方向平滑转动,又具有良好的止逆效果。
92、其他优选的,所述周向蛇簧包括一个或多个蛇簧单元,所述蛇簧单元为u形、类u形或正弦波形。包括正整数个蛇簧单元的周向蛇簧的弹性环基中相邻两个弹性基座的首尾相接区域不是径向向外凸起的,所以没有固定部波形结构。
93、优选的,所述销杆与所述弹性环基一体成型制成。
94、优选的,所述旋盖沿圆周设置有凸块,所述凸块向圆周内部突出延伸,相邻凸块之间形成所述凹槽。
95、优选的,所述销杆前端包括齿形结构,所述齿形结构用于接合所述凹槽。
96、本技术中在没有止偏件的情况下,所述销杆结构构造成当松开力施加到旋盖时,允许所述旋盖沿松开方向转动。
97、优选的,所述销杆前端的齿形结构的正投影形状与所述凹槽的形状相匹配。销杆前端的齿形结构正投影形状与所述凹槽的形状相匹配,以允许所述齿形结构能嵌入所述凹槽实现所述销杆前端与凹槽的接合。
98、优选的,所述销杆前端为不对称结构。
99、优选的,所述凹槽为非对称型凹槽。所述非对称型凹槽是指凹槽的正投影形状为不对称图形。
100、本技术的凹槽包括顶部和开口端,开口端朝向圆周内侧,所述凹槽的开口端有两个端点,所述凹槽第一侧壁开口端的端点为第一端点,所述凹槽第二侧壁开口端的端点为第二端点。第二端点相对第一端点位于拉紧方向的一侧。
101、优选的,每个凹槽的所述第一端点和第二端点均位于同一圆周上。该圆周在下文简称“凹槽端点圆周”。这就是所谓的沿圆周分布有一个或多个凹槽。
102、优选的,所述凹槽为周凹槽或分段凹槽。所述周凹槽是指沿圆周方向360°均匀分布有凹槽结构;所述分段凹槽,在某些实施例中,为三段凹槽结构和三段无凹槽结构,其中各段均等长,并且凹槽结构和无凹槽结构沿圆周间隔设置。其中周凹槽和分段凹槽中每个凹槽的第一端点和第二端点均位于同一圆周上,也简称为“凹槽端点圆周”。
103、优选的,所述销杆的中轴线与所述凹槽端点圆周的某一半径重合或平行。
104、优选的,所述非对称型凹槽包括第一侧壁和第二侧壁。
105、优选的,非对称型凹槽的第二侧壁所在的直线与所述凹槽端点圆周上所述第二端点对应的半径的夹角为0°~45°。
106、更优选的,非对称型凹槽的第二侧壁所在的直线与所述凹槽端点圆周上所述第二端点对应的半径的夹角为5°~15°。
107、只有第二侧壁满足与半径重合或者在45°夹角范围内,第二侧壁施加给销杆前端的力会产生使销杆前端向上贴紧凹槽的分力,这对于防止旋盖沿松开方向转动是有利的;加上止偏件对销杆向其所在一侧的偏移阻碍,使得旋盖无法沿松开方向旋转。但是一旦夹角超过45°以上,沿拉紧方向旋拧旋盖时,第二侧壁会阻止销杆前端沿第二侧壁滑离,进而阻止销杆前端与旋盖凹槽脱离接合,导致旋盖无法沿拉紧方向旋转,也就无法实现系紧功能。所以该夹角最好控制在0~45°范围内,既能保证旋盖顺利沿拉紧方向旋转,又能阻碍旋盖沿松开方向转动。
108、本技术中所述凹槽的第二侧壁所在的直线与所述凹槽端点圆周上所述第二端点对应的半径的夹角呈正锐角时,所谓的正锐角是指第二侧壁位于该圆周半径的拉紧方向的一侧。
109、优选的,所述凹槽的第一侧壁所在的直线与所述凹槽端点圆周上所述第一端点对应的半径的夹角成45°~80°。所述第一侧壁位于所述凹槽圆周上第一端点对应半径的拉紧方向的一侧。
110、所述凹槽包括传递拉紧力的第一侧壁和传递松开力的第二侧壁。本技术中当凹槽作为外力的直接承受机构时,拉紧力使得凹槽第一侧壁偏压销杆,松开力使得凹槽第二侧壁偏压销杆。
111、本技术中,止偏件所在的一侧为系紧装置的松开方向,那么其相对侧就是拉紧方向。比如:当止偏件位于所述销杆的逆时针一侧,那么逆时针方向为松开方向,顺时针方向就是拉紧方向;当止偏件位于所述销杆的顺时针一侧,那么顺时针方向就是松开方向,逆时针方向就是拉紧方向。
112、对于非对称型凹槽,第一侧壁与所述第一端点对应的半径呈大锐角,此时通过第一侧壁向销杆前端传递的力中径向分力就会比较大,该径向分力由销杆前端传递到尾部再传递给弹性构件,弹性构件发生收缩或拉伸形变,从而带动销杆整体沿圆周径向向内移动,使得销杆前端由接合位置向脱接位置移动,从而使得旋盖和卷筒可以沿拉紧方向收紧系带。同时将第二侧壁设置成与所述第二端点对应的半径呈锐角,这样通过第二侧壁施加给销杆前端的力为斜向上方向,这样销杆就无法沿径向向内滑移让位,同时由于止偏件阻止销杆向其所在的一侧偏移,所以销杆也无法发生偏移让位,导致所述销杆前端与所述旋钮凹槽始终保持接合,所述旋盖和卷筒无法沿松开方向转动。第一侧壁施加给销杆前端的力还有一周向分力,该周向分力使得销杆具有向拉紧方向一侧偏移的趋势,所以在特定的结构设计中,当旋盖受到沿拉紧方向的外力时,销杆的让位机制为径向位移+周向偏移协同作用,不过还是以径向位移为主。
113、凹槽侧壁施加给销杆的外力被迅速传递给弹性构件,弹性构件将该外力通过收缩或拉伸形变进行转化,从而使得销杆发生径向位移,所以销杆内部以及弹性构件内部基本不会产生残余应力,具有良好的使用可靠性和耐用性。而且弹性构件形变带动销杆发生径向位移,使得销杆前端的让位更加省力且顺滑,从而有效改善了系紧装置在收紧系带时的使用手感。
114、此外,止偏件与销杆的接触属于面接触,接触面越大,阻碍销杆向其所在的一侧偏移的能力也越强。而且,由于止偏件是直接设置于壳体上的,外力可以经由止偏件向整个壳体耗散,所以相比现有的棘爪棘轮止逆机构而言,本技术提供的销杆结构的耗能效率高,反复偏压对销杆结构的机械性能损害较小,销杆结构的使用寿命长。
115、优选的,所述销杆主体沿所述圆周的径向延伸。所述销杆主体沿所述圆周的径向延伸定义为:所述销杆主体的正投影对称轴线沿所述销杆所在圆周的径向延伸。
116、所述的正投影是指以平行于所述凹槽或销杆所在的圆周面为投影面,以垂直于投影面的平行投射线投射到所述凹槽或销杆上所得到的投影。
117、优选的,所述止偏件靠近所述销杆前端设置。
118、优选的,所述壳体的一端面设置有一环状平台,所述一个或多个销杆的尾部通过弹性构件连接到所述环状平台上。所述环状平台用于支承所述一个或多个销杆。
119、优选的,所述弹性构件固定设置于所述环状平台上。
120、优选的,所述壳体设置有销杆弹性环基组件,所述销杆弹性环基组件包括弹性环基和一个或多个沿圆周设置的销杆,所述销杆自销杆尾部向销杆前端沿所述圆周的径向向外辐射延伸;所述销杆通过所述弹性环基连接到所述壳体上。所述弹性环基包括内环部分,所述一个或多个销杆设置于所述内环部分上。
121、优选的,所述弹性环基通过卡扣结构固定设置于所述环状平台上;所述一个或多个销杆受支承于所述环状平台的端面。
122、优选的,所述止偏件与所述环状平台一体成型制成。
123、优选的,所述抵接块与所述环状平台一体成型制成。
124、优选的,所述销杆前端的齿形结构突设于所述环状平台的外周缘。所述齿形结构突出设置是为了能嵌入旋盖的凹槽,以实现销杆前端与所述凹槽的接合。
125、优选的,所述一个或多个止偏件的前缘与所述环状平台的外周缘基本平齐。所述的“基本平齐”是指所述止偏件的前缘与环状平台外周缘的间距为±1mm范围内。
126、优选的,所述旋盖具有一带扣位的空腔,所述空腔至少可以设置所述周凹槽或分段凹槽。
127、优选的,所述凹槽和所述销杆通过档位结构实现轴向上的接合和分离。通过销杆的径向移动实现所述凹槽和销杆前端在径向上的接合或分离;而档位结构实现的是凹槽和销杆在轴向上的接合和分离,所述凹槽和销杆在轴向上接合是实现凹槽和销杆在径向上接合和分离的基础。所谓的轴向上接合,是指所述凹槽和销杆共处同一平面。本技术中当所述凹槽与所述销杆轴向接合时,所述销杆所在的圆周与所述凹槽所在的圆周为同心圆。
128、所述档位结构至少可以提供两个档位。比如,下压旋盖产生第一档位,所述凹槽与所述销杆前端接合;拔起旋盖产生第二档位,所述凹槽与所述销杆前端轴向分离。
129、具体地,当下压旋盖时,旋盖与卷线轮配合连接,旋盖的凹槽与壳体的销杆前端接合,此时系带系统处于第一档位状态;沿拉紧方向旋拧旋盖时,系带会朝收紧的方向缠绕到卷线轮上,在该挡位状态下,因止偏件和/或弹性构件的约束销杆前端只能单向移动,旋盖无法反向转动,从而实现收紧系带且防止松开的功能。
130、当拔起旋盖时,旋盖与卷线轮脱离连接,销杆与凹槽轴向上脱离,销杆也不再受止偏件和弹性构件的约束,此时旋盖与卷线轮都可顺时针或逆时针自由转动,从而实现自动放松系带。
131、优选的,所述销杆前端的齿形结构和所述凹槽的上表面均设置有一斜切面。下压旋盖时,所述斜切面具有滑移导向功能,有利于销杆前端顺利与所述凹槽对接。
132、本技术中没有提及的档位切换结构、卷线轮结构以及卷线轮与旋盖的连接方式的优选实施方式可参考专利文件cn208993976u的内容,该专利的相关内容被全部引用到本技术中,其中本技术中的旋盖相当于专利cn208993976u中的上盖,本技术中的卷线轮相当于专利cn208993976u中的绕线槽。
133、但是本技术中的档位切换结构并不限于专利文件cn208993976u公开的档位结构,其他能够实现档位切换功能的结构也适用于本技术的系紧装置。
134、优选的,所述壳体直接固定于待系紧的物体上。所述待系紧的物体包括鞋子、衣帽和箱包等。
135、优选的,所述系紧装置还包括底座,所述壳体固定在底座上,所述底座固定于待系紧的物体上。
136、优选的,所述卷线轮可与所述旋盖一体制成,或者固定连接至或者可分离式连接至所述旋盖。所述卷线轮连接至所述旋盖时,旋盖的转动会带动卷线轮转动。
137、本发明公开了一种基于销杆弹性组件的系紧装置,其中销杆弹性组件和止偏件位于壳体上,凹槽位于旋盖上,旋盖可以相对于壳体转动,即凹槽可相对于销杆转动;但是销杆也可以相对于凹槽转动,此时只需要将销杆和止偏件设置在旋盖上,凹槽设置于壳体上也可以实现系带功能。
138、本发明还提供了一种基于销杆弹性组件的系紧装置,该系紧装置包括:旋盖、卷线轮和壳体,所述旋盖可旋转设置于所述壳体上,所述卷线轮由所述壳体支承,可相对所述壳体转动;其中,
139、所述壳体沿圆周设置有一个或多个凹槽;
140、所述卷线轮构造成沿拉紧方向转动时收卷系带和当沿松开方向转动时释放系带;
141、所述旋盖设置有销杆弹性组件,所述销杆弹性组件包括弹性构件和沿圆周设置的一个或多个销杆,所述销杆自销杆尾部向销杆前端沿所述圆周的径向向外辐射延伸;所述销杆通过弹性构件连接到所述旋盖上;所述旋盖还设置有一个或多个止偏件,所述止偏件邻设于所述销杆的逆时针一侧或顺时针一侧;
142、所述销杆前端构造成当所述销杆处于原位置时能接合所述壳体凹槽,当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时,所述弹性构件构造成允许所述销杆与所述凹槽发生相对位移直至所述销杆前端与所述壳体凹槽脱离接合,以允许旋盖沿拉紧方向转动;
143、当所述旋盖受到沿松开方向的外力时,所述凹槽侧壁偏压所述销杆,使得所述销杆抵靠所述止偏件,所述止偏件构造成能阻止所述销杆向其所在的一侧发生偏移移位,从而所述销杆前端与所述壳体凹槽始终保持接合,以防止所述旋盖沿松开方向转动。
144、在销杆旋转的实施例中止偏件相对于销杆所在一侧的的方向为系紧装置的拉紧方向;止偏件所在一侧的相对侧所在的方向为系紧装置的止逆方向。本技术提供的凹槽-销杆弹性组件-止偏件机构为止逆转机构,当销杆前端与凹槽接合时,只允许系紧装置沿拉紧方向旋转,不能沿松开方向旋转。
145、在销杆旋转的情况下,销杆作为主动件,凹槽对于销杆前端的移动具有阻挡作用,所以当沿拉紧方向旋拧旋盖的时候,销杆前端受到壳体凹槽的阻力,该阻力的径向分力使得销杆径向向内移动,旋盖和卷线筒可以沿拉紧方向旋转;但是当沿松开方向旋拧旋盖时,松开力使得销杆具有相对于凹槽向松开方向转动的趋势,凹槽侧壁施加给销杆前端的阻力具有周向分力和径向向外的分力,其中阻力的周向分力使得销杆前端具有向拉紧方向偏移的趋势,但是止偏件能阻碍销杆向该方向偏移让位,所以销杆无法发生位移让位,因此销杆前端与所述壳体凹槽始终保持接合,旋盖无法沿松开方向转动,从而实现防止逆转的作用。
146、当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时,凹槽侧壁给销杆的阻力包括周向分力和径向向内的分力;在所述径向分力作用下,所述止偏件允许所述销杆径向向内移动;在周向分力的作用下,设置于销杆拉紧方向的止偏件允许所述销杆向松开方向偏移,此时销杆前端沿壳体凹槽的侧壁滑动,以允许旋盖沿拉紧方向转动。
147、优选的,当所述旋盖受到沿拉紧方向的外力时,所述止偏件允许所述销杆径向向内移动,亦允许销杆向其另一侧偏移,以允许旋盖沿拉紧方向转动。本发明还提供了一种用于系紧装置的基于销杆弹性组件的止逆机构,包括:
148、沿圆周设置的一个或多个凹槽;
149、销杆弹性组件,所述销杆弹性组件包括弹性构件和沿圆周设置的一个或多个销杆;所述销杆自销杆尾部向销杆前端沿所述圆周的径向向外辐射延伸;所述弹性构件与所述销杆连接;
150、一个或多个止偏件,所述止偏件邻设于所述销杆的逆时针一侧或顺时针一侧;
151、所述销杆前端构造成当所述销杆处于原位置时能接合所述凹槽,当所述凹槽受到沿拉紧方向的外力时,所述弹性构件构造成允许所述销杆与所述凹槽发生相对位移直至所述销杆前端与所述凹槽脱离接合,以允许凹槽沿拉紧方向转动;
152、当凹槽受到沿松开方向的外力时,所述凹槽侧壁偏压所述销杆,使得所述销杆抵靠所述止偏件,所述止偏件构造成能阻止所述销杆向其所在的一侧发生偏移移位,从而所述销杆前端与所述凹槽始终保持接合,以防止所述凹槽沿松开方向转动。
153、该结构中凹槽作为外力的直接承受机构,因此所述止偏件相对于销杆设置的一侧所在的方向为结构的止逆转方向,也就是系紧装置的松开方向;止偏件所在一侧的相对侧所在的方向为系紧装置的拉紧方向。当然,也可以将销杆弹性组件作为外力的直接承受机构,该种情况下,那么止偏件相对于销杆设置的一侧所在的方向就是系紧装置的拉紧方向。
154、基于销杆弹性组件的止逆机构就是凹槽-销杆弹性组件-止偏件机构。
155、优选的,所述凹槽是由相邻设置的凸块形成,所述凸块沿圆周设置。
156、优选的,所述凹槽的开口端点向圆周内部突出延伸;所述销杆前端沿圆周径向向外延伸。
157、优选的,所述销杆前端包括齿形结构,所述齿形结构用于接合所述凹槽。
158、优选的,所述止偏件和所述销杆分离设置。
159、优选的,所述止偏件和所述销杆一一对应设置。
160、优选的,所述止偏件横跨销杆主体长度的1/2~1。这种情况下,止偏件与销杆的接触面积比较大,以最大程度地抵消销杆受到的来自凹槽侧壁施加的外力,更可靠稳定地阻挡销杆向止偏件所在的一侧偏移。
161、优选的,所述销杆包括销杆前端、销杆尾部和销杆主体,所述销杆一体成型制成。
162、优选的,所述销杆尾部连接有所述弹性结构。
163、优选的,所述销杆与所述弹性构件一体成型制成。
164、优选的,所述弹性构件为压簧、弹簧臂、弹性基座中的一种或多种的组合。
165、优选的,所述弹性基座为组合弹簧元件,所述组合弹簧元件包括并联的两个蛇形弹簧。
166、优选的,所述弹性基座为组合弹簧元件,所述组合弹簧元件包括垂直设置的径向蛇簧和周向蛇簧,且所述止偏件设置于所述径向蛇簧所在的一侧。
167、优选的,所述一个或多个弹性基座形成闭环结构的弹性环基。
168、组合弹簧元件的具体构成与前文内容一致,此处不再赘述。
169、优选的,所述弹性基座为组合弹簧元件,所述组合弹簧元件包括并联的第一蛇形弹簧和第二蛇形弹簧,所述第一蛇形弹簧和第二蛇形弹簧分设于所述销杆的两侧。
170、优选的,所述基于销杆弹性组件的止逆机构还包括抵接块,所述止偏件和所述抵接块分设于所述销杆的两侧。
171、优选的,所述止偏件位于所述第一蛇形弹簧所在的一侧,所述抵接块位于所述第二蛇形弹簧所在的一侧。
172、优选的,所述基于销杆弹性组件的止逆机构不仅可以用于凹槽旋转、销杆固定的场合,也可以用于销杆旋转、凹槽固定的场合。
173、本发明的有益效果包括以下方面:
174、1、提供一种新型的基于销杆弹性组件的止逆机构,即凹槽-销杆弹性组件-止偏件结构,并将其应用于系紧装置,丰富了系紧装置的种类,增加了用户选择的多样性;
175、2、本发明提供的止逆机构中通过止偏件的设置,阻止销杆向其所在的一侧发生偏移让位,从而起到止逆转的功能;同时止偏件与销杆的接触可以提高外力的耗散效率,使得销杆结构的内部基本上不存在应力集中,具有优良的使用可靠性和耐久性;
176、3、止逆机构中的弹性构件通过径向的弹性变形来带动销杆发生径向位移,使得在旋拧旋盖沿拉紧方向旋转时,更加省力顺畅,改善用户的手感和使用体验;
177、4、抵接块的设置以及弹性构件的不同结构设计还可以防止销杆尾部翘起,进一步提升系紧装置防止逆转的能力,提高系紧装置的使用可靠性。
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