用于紧固条状构件的连接装置和连接方法与流程

1.本发明属于结构搭建、构件连接技术领域，具体地，涉及一种用于紧固条状构件的连接装置和连接方法。


背景技术：

2.需要用到搭建或构件连接的场景很多，例如帐篷、展台等构筑物的搭建，家具、支架等的组装。在这些场景中，常会用到条状构件，可能是空心的管状物，也可能是实心的杆状物，某些情况下还会用到绳索这样柔软的条状物；从材质上来说，这些构件可能是金属件，也可能是高分子材料，甚至竹、木等材料。为了完成搭建或组装，需要有适当的连接装置来连接并紧固这些条状构件。
3.现有技术中，人们已经有了很多连接紧固的技术方案。例如焊接、扣接、捆扎、螺钉紧固、抱箍固定等，但目前并没有一种连接方式能同时满足拆装方便快捷、可重复使用、能应用于不同种类的构件这些需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于紧固条状构件的连接装置和连接方法。
5.为此，本发明采用了这样的技术方案：用于紧固条状构件的连接装置，包括条状构件，具有圆柱形的连接端；其特征在于：
6.还包括基座端和固定端，基座端带有外螺纹，固定端带有内螺纹，可互相啮合；基座端和固定端均中空，其内径大于条状构件外径，以供条状构件穿设其中；
7.还包括一卡环，卡环为圆周方向上断裂的部分环状，其周长不小于完整圆周的2/3；卡环套在条状构件外，与条状构件形成间隙配合，并可沿条状构件的轴向滑动；卡环的内壁为断裂的圆柱面，外壁为断裂的圆台面，即环壁的下端厚度大于上端厚度；
8.卡环下端环壁的厚度大于基座端内壁与条状构件的间隙而小于基座端外壁与条状构件的距离，卡环套在条状构件外，条状构件伸入基座端中，卡环下端抵触在基座端上；
9.所述的固定端，其内壁的下部为内螺纹，内壁的上部具有一向内凸出的台阶面，该台阶面的内径大于条状构件外径与卡环上端环壁厚度之和，而小于条状构件外径与卡环下端环壁厚度之和。
10.本发明使用时，首先将卡环套在条状构件外，再将固定端套在卡环外，此时卡环可在条状构件上滑动；将条状构件的连接端伸入基座端中，令卡环的下端抵触在基座端上，由于卡环下端环壁特定的厚度限制，卡环既不会掉入基座端中，也不会影响基座端与固定端的螺纹啮合；然后逐渐拧紧固定端，随着内外螺纹啮合度越来越大，固定端相对于基座端越来越向下运动，固定端内壁的台阶面在卡环外向下运动，在此过程中逐渐收紧卡环，使得卡环向内收缩，抱紧条状构件，从而达到连接、紧固的目的。
11.本发明还可采用以下进一步地技术方案：
12.若干个基座端一体成型，成为一个零部件。
13.基座端的内腔设有限位凸台，限位凸台所形成的空隙小于条状构件的外径。
14.卡环的内壁为粗糙表面；卡环的断裂口为右上至左下的斜切面；卡环上具有若干条高度方向的槽，相邻的槽方向相反；卡环的周长不小于圆周的5/6。
15.所述的固定端内壁的台阶面为台阶斜面，其斜率与卡环外壁的斜率一致。在这种情况下，该台阶斜面的内径全部满足前述的几何条件，即该台阶斜面任意一个高度的内径大于条状构件外径与卡环上端环壁厚度之和，而小于条状构件外径与卡环下端环壁厚度之和。
16.本发明采用的另一个技术方案是这样的：用于紧固条状构件的连接方法，采用前述的连接装置，包括下述步骤：将固定端套在条状构件的连接端外，将卡环套在条状构件的连接端外，令卡环沿条状构件的轴向滑动，从而调整卡环在连接端上的位置；将连接端插入基座端中，使卡环下端抵触在基座端口上；保持条状构件与基座端的相对位置不变，同时拧紧固定端；拧紧固定端的过程中卡环发生形变，抱紧连接端，从而紧固条状构件。
17.本发明中的条状构件，可以是标准的圆柱形，如金属管、经加工的杆件等，也可以是具有大致圆周面的构件，如天然木材、竹子，或如绳索，经挤压后其截面接近于圆周形。显然，条状构件的连接端越接近标准圆周，则紧固的效果越好。
18.完整圆周为3600的圆周，本发明采用了断裂的部分环状，即该环是小于3600的，但不小于2/3圆周，即不小于2400，这样使得卡环的周向上具有相当大的弹性，有一定的冗余度来配合不同外径，或者不太规则的条状构件；卡环粗糙的内表面有助于抱紧条状构件，斜向的断裂口以及环壁上的槽，使得卡环能更好地沿螺纹方向抱紧或松开。基座端内设限位凸台后，在极端情况下可限制条状构件向基座内的运动；多个基座一体成型，可根据搭建的需要设计特定的角度，这样特别有利于需要杆件进行复杂几何连接的情况；采用台阶斜面的情况下，此斜面与卡环外壁的圆台面接触，接触面更大，通过固定端施加于卡环的压力也更大，可以有更好的紧固效果。
19.固定端拧紧时，其台阶面或台阶斜面给予卡环持续的周向压力，通过正交分解法，卡环同时受到径向和轴向的压力，从而产生形变，紧固条状构件。
20.本发明的另一个好处是，条状构件伸入到基座端中的长度并没有一个确切的要求，可以在固定端尚未拧紧时，调整卡环在条状构件上的位置，寻找适当的紧固位置然后再拧紧固定端。这种可调节的固定方式使得使用者可以在一定程度上自由地调节条状构件留在外部的长度，更有利于整体搭建的牢固、美观。
21.从以上分析可以看出，本发明的有益效果是适用于多种不同的使用环境、不同的构件种类，不需要对构件本身进行加工改造；将螺纹连接的啮合力转化为对构件的抱紧力，具有很好的紧固效果；安装拆卸方便，可多次重复使用；作为易损件的卡环非常廉价，使用成本极低。
附图说明
22.图1是本发明散件状态的示意图。
23.图2是卡环的示意图。
24.图3是实施例一组装状态的示意图。
25.图4是实施例二组装状态的示意图。
具体实施方式
26.参见图1，图2。本实施例由基座端1、固定端2、条状构件3、卡环4组成。其中三个基座端1一体成型，组成了三通的形状，每个基座端1都带有外螺纹；条状构件3为金属管；卡环4为pvc材质的塑料制成，总体上为缺口的环状，两道平行的断裂面43自右上至左下的斜切，从周向上来看，该卡环4的周长为完整圆周的5/6；在卡环4的环壁上，分布着四道高度方向，也就是轴向的槽口44，其中两道从环壁上端向下延伸，两道从环壁下端向上延伸，相邻的槽口方向相反；上端环壁41的厚度小于下端环壁42的厚度，整体呈现圆台状，即，从卡环的径向截面为直角梯形，内侧为直角边而外侧为斜边。
27.参见图3，此图示出了实施例一组装完毕，紧固时的状态。基座端1的外壁有外螺纹11，内壁有限位凸台12，金属管3的外径小于基座端的内径而大于限位凸台12处的内径，从而使金属管3可伸入基座端而在限位凸台12处受到阻挡，不能继续伸入。固定端2带有内螺纹21，与外螺纹11互相啮合；卡环4安装在基座端1和固定端2之间，卡环下端环壁42的厚度大于基座端内壁与金属管的间隙而小于基座端外壁与金属管的距离，前者使得卡环在套在金属管外的条件下，不至于伸入基座端2的内腔中，后者使得卡环不会影响固定端2与基座端1的啮合，上述两个条件令卡环下端可抵触在基座端上。固定端2的内壁上部具有一向内凸出的台阶面22，该台阶面的内径大于金属管外径与卡环上端环壁41厚度之和，而小于金属管外径与卡环下端环壁42厚度之和；前者使得台阶面22可越过卡环上端环壁41，后者使得台阶面22不能越过卡环下端环壁42，上述两个条件令固定端在拧紧的过程中，台阶面22挤压卡环4，从而卡环沿螺旋方向收缩，抱紧金属管，达到紧固的目的。
28.参见图4，此图示出了实施例,二组装完毕，紧固时的状态。本实施例与实施例一的唯一区别在于固定端内壁的台阶面23，台阶面23为斜面，且斜率与卡环4的外表面斜率一致。在拧紧固定端的过程中，台阶面与卡环的接触面积更大，能够施加更大的抱紧力，也更不容易磨损卡环。
29.以上所示仅为本发明的其中两个实施例，还可以有其他的实施方式。例如基座端可以以多种方式、多种角度一体成型，若干个基座端口的中心线形成互相需要的角度，例如其中二条中心线形成90度角或者120度角或者180度角，另外二条中心线形成不同轴向的30度角或者45度角或者60度角，基座端也可以与其他部件成型为一个部件。
30.又例如条状构件为两条50米长的钢丝绳，其中一条钢丝绳的一端通过上述方法固定在基座件的左边端口，另外一条钢丝绳的一端通过上述方法固定在基座件的右边端口，两条50米长的钢丝绳被连接，形成一条100米长的钢丝绳，连接快速简单；条状构件为两条1米长的钢管或者木条，中间通过上述方法连接，并且在底部和顶部或者其他部位也分别设置基座件、卡环、固定件，基座件上设置挂钩，从而形成一个2米长的衣帽架；在一条100米长的钢丝绳上的任何段，通过上述方法，可以固定有关部件等。
31.上述这些技术方案，以及其他利用本发明思路的技术方案，均包含在本发明的保护范围中。

技术特征：
1.用于紧固条状构件的连接装置，包括条状构件，具有圆柱形的连接端；其特征在于：还包括基座端和固定端，基座端带有外螺纹，固定端带有内螺纹，可互相啮合；基座端和固定端均中空，其内径大于条状构件外径，以供条状构件穿设其中；还包括一卡环，卡环为圆周方向上断裂的部分环状，其周长不小于完整圆周的2/3；卡环套在条状构件外，与条状构件形成间隙配合，并可沿条状构件的轴向滑动；卡环的内壁为断裂的圆柱面，外壁为断裂的圆台面，即环壁的下端厚度大于上端厚度；卡环下端环壁的厚度大于基座端内壁与条状构件的间隙而小于基座端外壁与条状构件的距离，卡环套在条状构件外，条状构件伸入基座端中，卡环下端抵触在基座端上。2.如权利要求1所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：所述的固定端，其内壁的下部为内螺纹，内壁的上部具有一向内凸出的台阶面，该台阶面的内径大于条状构件外径与卡环上端环壁厚度之和，而小于条状构件外径与卡环下端环壁厚度之和。3.如权利要求2所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：若干个基座端一体成型，成为一个零部件。4.如权利要求1或2或3所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：基座端的内腔设有限位凸台，限位凸台所形成的空隙小于条状构件的外径。5.如权利要求1或2或3所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：卡环的内壁为粗糙表面。6.如权利要求1或2或3所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：卡环的断裂口为右上至左下的斜切面。7.如权利要求1或2或3所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：卡环上具有若干条高度方向的槽，相邻的槽方向相反。8.如权利要求1或2或3所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：卡环的周长不小于圆周的5/6。9.如权利要求1或2或3所述的用于紧固条状构件的连接装置，其特征在于：所述的固定端内壁的台阶面为台阶斜面，其斜率与卡环外壁的斜率一致。10.用于紧固条状构件的连接方法，采用如权利要求1-9任一项所述的连接装置，包括下述步骤：将固定端套在条状构件的连接端外，将卡环套在条状构件的连接端外，令卡环沿条状构件的轴向滑动，从而调整卡环在连接端上的位置；将连接端插入基座端中，使卡环下端抵触在基座端口上；保持条状构件与基座端的相对位置不变，同时拧紧固定端；拧紧固定端的过程中卡环发生形变，抱紧连接端，从而紧固条状构件。

技术总结
本发明公开了一种用于紧固条状构件的连接装置和连接方法，用于紧固条状构件的连接装置，包括条状构件，具有圆柱形的连接端；还包括基座端和固定端，基座端带有外螺纹，固定端带有内螺纹，可互相啮合；基座端和固定端均中空，其内径大于条状构件外径，以供条状构件穿设其中；还包括一卡环，卡环为圆周方向上断裂的部分环状。本发明的有益效果是适用于多种不同的使用环境、不同的构件种类，不需要对构件本身进行加工改造；将螺纹连接的啮合力转化为对构件的抱紧力，具有很好的紧固效果；安装拆卸方便，可多次重复使用；作为易损件的卡环非常廉价，使用成本极低。使用成本极低。使用成本极低。


技术研发人员：胡维朗
受保护的技术使用者：胡维朗
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2023/9/20