[发明专利]一种自锁定磁力紧固装置

权利要求书

1.一种自锁定磁力紧固装置，其特征在于：包括铁磁性底座、支架、基座、第一永磁铁、第二永磁铁、齿轮、拨杆、基座挡板、弹簧与限位挡板；

所述支架用于与轨边固定基础连接，支架上有安装面，用于安装基座及铁磁性底座；支架上设置有“L形”定位头、卡槽；支架的具体形状及尺寸可根据连接需求设计；

所述铁磁性底座用于与待紧固件连接，铁磁性底座上设置条形孔和条形槽，通过插接方式与所述支架上的定位头配合，实现铁磁性底座绕x轴转动自由度、绕y轴转动自由度、绕z轴转动自由度、沿y轴移动自由度、沿z轴移动自由度被锁定；其中，x轴代表前后方向，y轴代表左右方向，z轴代表上下方向；

所述基座通过螺钉固定于支架上，基座内沿左右方向等间距设置三个贯通基座前侧面的圆柱孔；所述三个圆柱孔均为台阶孔，前端为大直径段，后端为小直径段，其中，位于中间的一个圆柱孔，其小直径段内设置第一永磁铁，且第一永磁铁后端面与中间圆柱孔底端之间还设置有弹簧；位于两侧的两个圆柱孔，其小直径段内设置第二永磁铁；所述三个圆柱孔的前端大直径段内设置齿轮，相邻齿轮间相互啮合；其中，位于中间圆柱孔内的齿轮，周向固定于圆柱形拨杆末端，拨杆插入中间圆柱孔内，与第一永磁铁前端固定连接；位于两侧圆柱孔内的两个齿轮分别与第二永磁铁端部固定连接；

上述基座前端面安装基座挡板限制齿轮的轴向位移，且基座挡板组装后弹簧处于压缩状态；所述基座挡板上设置矩形孔；所述拨杆上设置有截面尺寸相同的前端矩形段和末端矩形段，拨杆末端矩形段与所述基座挡板的矩形孔配合，两者可沿拨杆轴线相对运动；所述拨杆的前端矩形段与末端矩形段之间的圆柱段为拨杆转动位，其长度大于所述基座挡板厚度；

所述限位挡板垂直于支架的安装面设置，嵌于支架卡槽内；限位挡板上设置有矩形孔，与所述拨杆前端矩形段配合，两者可沿拨杆轴向相对运动；限位挡板有两个位置状态，位置一是限位挡板完全嵌入卡槽内，与支架的上安装面平齐；位置二是驱动拨杆带动限位挡板转动90°，此时限位挡板凸出支架的上安装面，通过该凸出部分与铁磁性底座的前端面配合，限制铁磁性底座的x方向移动自由度。

2.如权利要求1所述一种自锁定磁力紧固装置，其特征在于：铁磁性底座与支架间的具体安装方式为：

铁磁性底座上表面左右两侧对应位置设计两个沿前后方向布置的条形槽，其前后端均为圆弧形，深度为铁磁性底座的一半；铁磁性底座下表面对应位置设计有两个沿前后方向布置的条形孔，其前后端均为圆弧形，深度为铁磁性底座的一半；所述条形孔的长度小于条形槽，且条形孔一端的圆弧与条形槽一端的圆弧同心，由此，条形孔和条形槽共同形成配合台阶；

支架安装面左右两侧对应位置设计“L形”定位头，且定位头位置与铁磁性底座上条形孔位置对应；定位头具有定位端与连接端；定位端形状尺寸与条形孔相同，沿前后方向设置；定位头的连接端与支架固定连接，使定位端与支架的上安装面之间形成插接间隙；由此，将支架定位头穿入铁磁性底座的条形孔内，使铁磁性底座下表面与支架上安装面贴合，向后平移铁磁性底座，使所述配合台阶完全嵌入所述插接间隙内，实现铁磁性底座的五个自由度被锁定。

3.如权利要求1所述一种自锁定磁力紧固装置，其特征在于：未紧固时满足如下条件：

(1)、两侧的第二永磁铁与中间的第一永磁铁磁极相对且相邻磁极相同；

(2)、拨杆转动位位于挡板矩形孔内，限位挡板与支架的上安装面平齐。

4.如权利要求1所述一种自锁定磁力紧固装置，其特征在于：紧固和拆除操作流程如下：

紧固操作流程：

A、将支架定位头穿过铁磁性底座的条形孔，使铁磁性底座的底面与支架的上安装面贴合，完成对接配合，此时第一永磁铁和第二永磁铁的中性区靠近铁磁性底座；

B、向-x方向平移铁磁性底座，使配合台阶嵌入插接间隙内，完成插接配合，此时铁磁性底座的五个自由度被锁定，且第一永磁铁、第二永磁铁状态不变；

C、沿顺时针方向将拨杆转动90°，拨杆末端矩形段进入挡板矩形孔内，此时，拨杆无法转动，但可沿其轴线移动；在弹簧作用下，拨杆沿x方向移动；上述过程中，限位挡板顺时针转动90°与铁磁性底座前端面配合，使铁磁性底座沿x轴方向的移动自由度被锁定，至此，铁磁性底座的六个自由度被机械结构锁定；上述过程中，第一永磁铁和第二永磁铁转动90°，其磁极靠近铁磁性底座，且相同磁极在同一侧，对铁磁性底座的吸持力最强，设备完成紧固；

拆卸操作流程：

a、沿-x方向推动拨杆，弹簧受力压缩，拨杆后端矩形块从挡板矩形孔内脱离，进入中间圆柱孔；此时拨杆转动位位于挡板矩形孔内，拨杆可转动；

b、将拨杆沿逆时针方向转动90°，使拨杆末端矩形段与挡板矩形孔交叉，限制拨杆轴向移动；上述过程中，限位挡板逆时针转动90°，与铁磁性底座前端面的配合解除；上述过程中，第一永磁铁和第二永磁铁转动90°，中性区靠近铁磁性底座，此时对铁磁性底座的吸持力最小，磁力吸持作用解除；

c、沿x方向移动铁磁性底座，插接配合解除；随后沿z方向移动磁铁性底座，对接配合解除，设备完成拆卸。