一种模块化钢构件之间的旋转卡笋式插入自锁连接件的制作方法

本发明涉及建设工程领域，具体的说，是涉及一种模块化钢构件之间的旋转卡笋式插入自锁连接件。

背景技术：

在钢结构或组合结构中，钢构件之间的连接一般采用螺栓连接或焊接连接，现有的连接形式在连接过程中需要一定的操作的空间和较长的连接时间。但对于某些部位或某些区域，却需要在缺乏操作空间和时间的情况下进行连接。例如对于模块化钢结构，在中柱节点位置布置有多个梁柱和多面墙体、楼板等构件，若采用现有的连接形式，则缺乏操作空间，无法在不破坏这些周围构件的情况下实现连接；模块化结构对于连接时间的长短较为敏感，而现有的连接形式都需要大量的时间以完成连接过程。因此，采用一种不需要操作空间和较短的连接时间的连接形式，是解决模块化钢结构中柱节点连接问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种模块化钢构件之间的旋转卡笋式插入自锁连接件，只需将预装有这种连接件的钢构件在对应位置处插入贴近即可实现可靠连接，不需要额外的连接操作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种模块化钢构件之间的旋转卡笋式插入自锁连接件，用于上部钢构件和下部钢构件之间的自锁连接，包括插杆、旋转卡笋、转轴、加劲肋板、限位销和复位弹簧；所述插杆与下部钢构件固定，插杆的侧面设置有颈缩段；所述旋转卡笋的一端设有开孔，所述开孔内设有与所述加劲肋板相连的转轴，旋转卡笋的另一端侧面和顶面分别设置有梯形凸缘和竖向凸缘，所述梯形凸缘从上往下的两个倾斜面分别为上斜面和下斜面，梯形凸缘的梯形结构与所述颈缩段的形状相配合，竖向凸缘与所述限位销配合以限制旋转卡笋的转动角度；所述复位弹簧布置在旋转卡笋的一侧用于推动旋转卡笋向心运动，所述加劲肋板固定于上部钢构件，加劲肋板上设置有至少两个通孔用于安装所述转轴和限位销。

所述插杆的横截面为正方形或长方形。

所述旋转卡笋的形状为长条形。

所述上部钢构件上设置有方形孔，方形孔的四周成对设置有四对加劲肋板。

所述上斜面的法线方向与插杆轴线方向的夹角小于插杆与旋转卡笋之间的摩擦角，通过摩擦自锁原理实现连接。

所述插杆的顶部设置有倒角，所述下斜面的法线方向与插杆轴线方向的夹角大于插杆与旋转卡笋之间的摩擦角，便于插杆在插入过程中将旋转卡笋推开。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

通过本发明自锁连接件实现了当插杆插入的预定位置时，即可实现钢构件之间的连接，不需要额外的操作过程；旋转卡笋的梯形凸缘的上斜面与插杆颈缩段上部倾斜面的角度相同，可以互相配合；此上斜面的法线方向与插杆轴线方向的夹角小于插杆与旋转卡笋之间的摩擦角，采用摩擦自锁原理实现连接，使合拢后的旋转卡笋无法再次张开，从而实现可靠地抗拔连接；限位销可以与旋转卡笋顶部的竖向凸缘互相配合，避免旋转卡笋在复位弹簧推动下过度向心合拢；具有结构简单紧凑，施工方便，工作可靠等特点。

附图说明

图1为本发明的分解状态立体结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图中：1-连接盒，2-加劲肋板，3-旋转卡笋，4-插杆，5-上部钢构件，6-下部钢构件，7-限位销，8-复位弹簧，9-转轴

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1和图2所示，一种模块化钢构件之间的旋转卡笋式插入自锁连接件，用于上部钢构件5和下部钢构件6之间的自锁连接，包括插杆4、旋转卡笋3、转轴9、加劲肋板2、限位销7和复位弹簧8；插杆4通过焊接或其他方式固定在下部钢构件6上，其横截面为正方形或长方形，插杆4的侧面设置有颈缩段。旋转卡笋3的形状为长条形，一端设有开孔，开孔内设有与加劲肋板2相连的转轴9，旋转卡笋3的另一端侧面和顶面分别设置有梯形凸缘和竖向凸缘，梯形凸缘从上往下的两个倾斜面分别为上斜面和下斜面，梯形凸缘的梯形结构可以和插杆4的颈缩段相互配合，竖向凸缘与限位销7配合以限制旋转卡笋3的转动角度；旋转卡笋3远离开孔的一侧布置有复位弹簧8，可以推动旋转卡笋3向心合拢。加劲肋板6通过焊接或其他方式与上部钢构件5相连接，加劲肋板6上设置有两个或多个通孔，通孔中分别设置有转轴9和限位销7。上部钢构件6上设置方形孔，方形孔周围设置成对设置有多个加劲肋板2。本发明所公开的连接件在连接过程中仅需将插杆4插入上部钢构件5的孔中中，不需要额外的操作过程。

旋转卡笋3的梯形凸缘的远离开孔的上斜面与插杆4颈缩段远离下部钢构件6的上部倾斜面的角度相同，可以互相配合；梯形凸缘上斜面的法线方向与插杆轴线方向的夹角小于插杆4与旋转卡笋3之间的摩擦角，采用摩擦自锁原理实现连接。

插杆4顶部设置有倒角，倒角面与旋转卡笋3的梯形凸缘的靠近开孔的下斜面的角度相同，可以互相配合；下斜面的法线方向与插杆4轴线方向的夹角大于插杆4与旋转卡笋3之间的摩擦角，因此插杆4在插入过程中可以将旋转卡笋3推开。

限位销7可以与旋转卡笋3顶部凸缘互相配合，避免旋转卡笋3在复位弹簧推动下过度向心合拢。

本发明自锁连接件在连接过程中，插杆4插入上部钢构件5的孔中，在接近预定位置时，插杆4与旋转卡笋3发生接触并推动旋转卡笋3向外旋转；当插杆4接近预定位置时，处于压缩状态的复位弹簧8推动旋转卡笋3向心合拢，旋转卡笋3的梯形凸缘卡住插杆4的颈缩段从而实现连接。

在连接过程完成后，当被连接的两个钢构件产生分离的趋势时，插杆4上是拉力通过颈缩段传递给旋转卡笋3，使旋转卡笋3产生分离的趋势，但由于旋转卡笋3的梯形凸缘的上斜面与插杆4颈缩段的上部倾斜面的角度相同，梯形凸缘的上斜面的法线方向与插杆4轴线方向的夹角小于插杆4与旋转卡笋3之间的摩擦角，在分离作用下处于摩擦自锁状态，因此插杆4与旋转卡笋3之间不会发生相对运动，防止了钢构件之间的分离。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种模块化钢构件之间的旋转卡笋式插入自锁连接件，用于上部钢构件和下部钢构件之间的自锁连接，包括插杆、旋转卡笋、转轴、加劲肋板、限位销和复位弹簧；插杆与下部钢构件固定，插杆的侧面设置有颈缩段；旋转卡笋的一端设有开孔，开孔内设有与加劲肋板相连的转轴，旋转卡笋的另一端侧面和顶面分别设置有梯形凸缘和竖向凸缘，梯形凸缘从上往下的两个倾斜面分别为上斜面和下斜面，梯形凸缘的梯形结构与颈缩段的形状相配合，竖向凸缘与限位销配合；复位弹簧布置在旋转卡笋的一侧用于推动旋转卡笋向心运动，加劲肋板固定于上部钢构件。只需将预装有这种连接件的钢构件在对应位置处插入贴近即可实现可靠连接，不需要额外的连接操作。

技术研发人员：丁阳;戴骁蒙;宗亮
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2017.05.12
技术公布日：2017.08.01