多向快拆插扣装置及可穿戴水下动力背包
技术领域
本发明涉及连接插扣技术领域，具体而言，涉及一种多向快拆插扣装置及可穿戴水下动力背包。
背景技术
插扣结构作为一种最为常见的连接部件，被广泛应用于各种背包、座椅安全带等领域。目前应用较多的插扣大都为平插扣，其包括一个公插扣及一个母插扣，公插扣端设有楔形钩卡嵌于母插扣的卡槽处，捏合公插扣即可将公插扣与母插扣分离。
对于一些装置，需要使用多根背带才能完成固定，例如可穿戴水下动力背包，若将上述的插扣装置应用在可穿戴水下动力背包上，则需要多个平插扣实现肩带与腰带之间的连接，结构冗余复杂且不能够实现将背包与背包的快速分离。
根据可穿戴水下动力背包要求，如果采用目前市场上现有的应用在儿童座椅上的多向插扣结构，质量较轻，但连接强度并不能满足可穿戴水下动力背包要求，且遇到紧急情况时大都不能快速拆卸。如果采用赛车安全带多向快拆插扣产品，虽然使用方便也能够实现背包带与插扣的快速分离，但质量较重，不适宜于可穿戴动力背包的水下应用，而且由于手柄较长，若应用在可穿戴水下动力背包上会发生误触等意外。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多向快拆插扣装置及可穿戴水下动力背包，以解决现有技术中多向快拆插扣装置存在的不适宜于可穿戴水下动力背包使用的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多向快拆插扣装置，包括：活动锁舌；插扣，插扣：外壳，外壳上开设有多个插孔；锁定机构和弹出机构，安装在外壳内，在活动锁舌插入插孔前，锁定机构位于打开状态，弹出机构位于弹出状态；在活动锁舌插入插孔后，锁定机构位于与活动锁舌配合的锁定状态，弹出机构位于压缩状态；操作机构，安装在外壳上，与锁定机构驱动连接，操作机构用于操作锁定机构与活动锁舌分离，在锁定机构与活动锁舌分离后，弹出机构将活动锁舌从插孔内弹出。
在一个实施方式中，多向快拆插扣装置还包括：固定锁舌，固定锁舌插在多个插孔中的一个或多个；固定机构，固定安装在外壳内，与固定锁舌固定连接。
在一个实施方式中，活动锁舌上开设有锁定孔，在活动锁舌插入插孔后，锁定机构插入锁定孔内。
在一个实施方式中，插扣还包括升降盘，锁定机构安装在升降盘中，操作机构与升降盘驱动连接，操作机构驱动升降盘带动锁定机构与活动锁舌分离。
在一个实施方式中，操作机构包括圆柱凸轮件和设置在圆柱凸轮件上的操作件，升降盘上设置有与圆柱凸轮件相配合的滑动件，操作件带动圆柱凸轮件旋转，圆柱凸轮件通过滑动件带动升降盘在竖直方向运动。
在一个实施方式中，升降盘包括具有开口面的盘体和安装在开口面上的上盖，锁定机构安装在盘体之中。
在一个实施方式中，锁定机构包括活动支撑柱和第一压缩弹簧，活动支撑柱部分可伸出地安装在盘体中，第一压缩弹簧安装在活动支撑柱上，第一压缩弹簧用于驱动活动支撑柱伸出盘体，活动支撑柱与活动锁舌配合锁定。
在一个实施方式中，弹出机构包括弹块和第二压缩弹簧，弹块设置在活动支撑柱的下方并与插孔相对设置，第二压缩弹簧安装在弹块上，在活动支撑柱与活动锁舌分离后，第二压缩弹簧驱动弹块将活动锁舌从插孔内弹出。
在一个实施方式中，在活动锁舌插入插孔前，弹块与活动支撑柱抵接配合，弹块阻挡活动支撑柱向下运动，在活动锁舌插入插孔后，弹块远离插孔运动，弹块与活动支撑柱分离，第一压缩弹簧驱动活动支撑柱与活动锁舌配合锁定。
在一个实施方式中，插扣还包括下固定板，下固定板位于升降盘的下方，弹出机构安装在下固定板上。
在一个实施方式中，外壳由主壳体和与主壳体相配合的端盖的组成，插孔开设在主壳体上。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种可穿戴水下动力背包，包括多向快拆插扣装置，多向快拆插扣装置为上述的多向快拆插扣装置。
应用本发明的技术方案，只需将与可穿戴动力背包带的肩带和腰带相连接的活动锁舌依次插入该中，即可实现背包带肩带与腰带的连接。当需要拆卸时，只需要通过操作操作机构就能够实现快速拆卸。这样一来，本发明的技术方案就很适宜于可穿戴水下动力背包的使用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的多向快拆插扣装置的实施例的整体结构示意图；
图2示出了图1的多向快拆插扣装置的实施例的分解结构示意图；
图3示出了图1的多向快拆插扣装置的活动锁舌插入前的剖面结构示意图；
图4示出了图1的多向快拆插扣装置的活动锁舌插入中的剖面结构示意图；
图5示出了图1的多向快拆插扣装置的活动锁舌插入后的剖面结构示意图；
图6示出了图1的多向快拆插扣装置的活动锁舌分离后的剖面结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
针对于现有技术中的不足，本发明的提出一种多向快拆插扣装置，可以实现可穿戴动力背包以及一些包袋类产品背包带肩带与腰带之间的固定及快速分离，从而解决目前市场上多向插扣产品连接强度不足、难以实现快速拆卸以及质量较重的问题。
如图1和图2所示，本发明的多向快拆插扣装置的实施方式主要包括活动锁舌10和插扣20。其中，插扣20包括外壳21、锁定机构22、弹出机构23和操作机构24。其中，外壳21上开设有多个插孔21a，锁定机构22和弹出机构23安装在外壳21内。如图3所示，在活动锁舌10插入插孔21a前，锁定机构22位于打开状态，弹出机构23位于弹出状态。如图5所示，在活动锁舌10插入插孔21a后，锁定机构22位于与活动锁舌10配合的锁定状态，弹出机构23位于压缩状态。操作机构24安装在外壳21上，与锁定机构22驱动连接，操作机构24用于操作锁定机构22与活动锁舌10分离。如图6所示，在锁定机构22与活动锁舌10分离后，弹出机构23将活动锁舌10从插孔21a内弹出。
本发明的技术方案使用方便，只需将与可穿戴动力背包带的肩带和腰带相连接的活动锁舌10依次插入该中，即可实现背包带肩带与腰带的连接。当需要拆卸时，只需要通过操作操作机构24就能够实现快速拆卸。这样一来，本发明的技术方案就很适宜于可穿戴水下动力背包的使用。
如图6所示，作为一种更为优选的实施方式，多向快拆插扣装置还包括固定锁舌30和固定机构25，固定锁舌30插在多个插孔21a中的一个，固定机构25固定安装在外壳21内，与固定锁舌30固定连接。作为其他的可选的实施方式，也可以设置两个或者多个固定锁舌30和对应的固定机构25。
如图4和图5所示，在本实施方式的技术方案中，活动锁舌10上开设有锁定孔11，在活动锁舌10插入插孔21a后，锁定机构22插入锁定孔11内，这样可以更有效的防止活动锁舌10脱出。
如图5和图6所示，更为优选的，插扣20还包括升降盘26，锁定机构22安装在升降盘26中，操作机构24与升降盘26驱动连接。在需要分离装置活动锁舌10时，操作机构24驱动升降盘26升降带动锁定机构22与活动锁舌10分离。作为一种可选的实施方式，操作机构24包括圆柱凸轮件241和设置在圆柱凸轮件241上的操作件242，升降盘26上设置有与圆柱凸轮件241相配合的滑动件243。其中，升降盘26上设置的滑动件243与圆柱凸轮件241构成圆柱凸轮机构，随着圆柱凸轮件241的转动，就可以实现升降盘26在竖直方向上运动。在使用时，操作件242带动圆柱凸轮件241旋转，圆柱凸轮件241通过滑动件243带动升降盘26在竖直方向运动。更为优选的，升降盘26包括具有开口面的盘体261和安装在开口面上的上盖262，锁定机构22安装在盘体261之中，这样便于组件的安装。如图2、图4和图6所示，在本实施方式的技术方案中，锁定机构22包括活动支撑柱221和第一压缩弹簧222，活动支撑柱221部分可伸出地安装在盘体261中，第一压缩弹簧222安装在活动支撑柱221上。如图4和图5所示，第一压缩弹簧222用于驱动活动支撑柱221伸出盘体261，当活动锁舌10插入后，第一压缩弹簧222就驱动活动支撑柱221与活动锁舌10配合锁定。
如图4和图6所示，作为一种可选的实施方式，弹出机构23包括弹块231和第二压缩弹簧232，弹块231设置在活动支撑柱221的下方并与插孔21a相对设置，第二压缩弹簧232安装在弹块231上。如图4所示，当活动锁舌10插入插孔21a内，压缩第二压缩弹簧232，并与活动支撑柱221配合锁定；如图6所示，当活动支撑柱221与活动锁舌10分离后，第二压缩弹簧232驱动弹块231将活动锁舌10从插孔21a内弹出。
在本发明的技术方案中，如图3所示，在活动锁舌10插入插孔21a前，弹块231与活动支撑柱221抵接配合，弹块231阻挡活动支撑柱221向下运动。如图5所示，在活动锁舌10插入插孔21a后，弹块231远离插孔21a运动，弹块231与活动支撑柱221分离，第一压缩弹簧222驱动活动支撑柱221与活动锁舌10配合锁定。
更为优选的，如图2和图3所示，在本实施例的技术方案中，插扣20还包括下固定板27，位于升降盘26的下方，弹出机构23安装在下固定板27上。
在本实施例的技术方案中，外壳21由主壳体211和与主壳体211相配合的端盖212的组成，插孔21a开设在主壳体211上。可选的，主壳体211与端盖212之间通过连接件213连接。可选的，连接件213为螺栓。
在本发明的具体的实施方式中，如图1、图2和图6所示，该多向快拆插扣装置包括3个活动锁舌10，1个固定锁舌30以及1个插扣20，主壳体211上开设有4个插孔21a。在3个活动锁舌10上设有连接部位分别与背包带上的肩带和腰带固定，可穿戴动力背包通过1个固定锁舌30与插扣20连接，进而实现与肩带和腰带固定。
插扣20由圆柱凸轮件241、主壳体211、上盖262、3个第一压缩弹簧222、3个活动支撑柱221、滑动件243、盘体261、4个弹块231、下固定板27、端盖212、连接件213、4个第二压缩弹簧232和固定机构25组成。其中，滑动件243为m5紧定螺钉，连接件213为m3沉头螺钉。
活动支撑柱221为一阶梯轴，由3段不同直径及长度的轴组成，该活动支撑柱221中间轴段直径最大，用于限制其穿过盘体261，仅允许下端轴径穿过盘体261下端面沿圆周方向上设置的4个通孔；下端轴段直径次之，用于固定活动锁舌10，上端轴段直径最小，便于穿过上盖262上沿圆周方向设置的4个通孔。
固定机构25同样为一阶梯轴，由2段不同直径及长度的轴组成，其上端轴段直径较小，便于穿过上盖262，下端轴段直径较大，可穿过盘体261且可用于活动锁舌10的固定。
盘体261为一中空的圆柱状结构，无上端面，其下端面沿圆周方向设置有4个通孔，用于对3个活动支撑柱221下端轴段及1个固定机构25下端轴段设置圆周方向的限位，并且便于其移动，该通孔直径略大于3个活动支撑柱221和一个固定机构25的下端轴段直径，略小于3个活动支撑柱221中间轴段的直径；其下端面中心处设有1个通孔，对盘体261的上下移动起导向作用，盘体261上方分别开两个“L”型槽，便于安装上盖262以及对其实现向上的限位，此两个“L”型槽方向相反；盘体261上方在其中一个“L”型槽附近设有一个m5的螺纹孔，用于安装滑动件243。
上盖262用于实现对第一压缩弹簧222向上的限位，同时由于上盖262将盘体261和圆柱凸轮件241隔开，所以当转动圆柱凸轮件241时，盘体261由于其在圆周方向设置的限位结构限制其圆周运动，使其只能上下移动。上盖262为一带2个凸耳的圆形板，此2个凸耳与盘体261上方“L”型槽相互配合，实现对第一压缩弹簧222向上的限位，2个凸耳沿径向方向对称设置。上盖262沿圆周方向设有4个通孔，该通孔直径略大于3个活动支撑柱221和一个固定机构25上端轴段的直径。
圆柱凸轮件241为一中空的圆柱状结构，最上端设有操作件242，操作件242为条形旋转按钮，便于旋转圆柱凸轮件241。条形按钮下端设有两个中空的阶梯轴，上端阶梯轴轴径及长度均小于下端阶梯轴的轴径及长度，其中下端阶梯轴对称设置有两个方形槽便于上盖262的上下移动，侧面设有中心高度为4mm的条形通孔，用于对盘体261沿轴向上下移动的限位。可选的，操作件242为旋钮，旋钮长度小于圆柱凸轮件241上端直径，只有当旋转圆柱凸轮件241时活动锁舌10才能够实现快速分离，因此能够解决误触的现象。
下固定板27为一阶梯轴，阶梯轴下端轴段直径较大，在下端轴段沿径向方向对称设有2个凸耳，用于其相对于主壳体211的圆周运动。下端轴段沿圆周方向设有4个m3的螺纹孔，用于与端盖212固定。下端轴段沿径向方向对称设有4个“T”型槽，用于安装4个弹块231和4个第二压缩弹簧232；上端轴段下端沿圆周方向对称铣出4个平面；4个平面上又对称设有4个盲孔，用于弹块231沿径向往中心轴线方向的限位。
可选的，在本实施例的技术方案中，弹块231为“T”型结构，内侧设有一导向轴，对第二压缩弹簧232起导向作用。
主壳体211为一中空圆柱状结构，无下端面，便于从上至下的安装。下端沿径向方向设有4个凸耳，与端盖212相配合，用于主壳体211向上的限位。中间部位沿圆周方向设有4个矩形槽，便于活动锁舌10插入。其上端面中心设有一通孔，便于安装圆柱凸轮件241并限制圆柱凸轮件241向上的位移。上端面下方沿径向对称设有2个矩形凸台，用于对主壳体211的周向限位，使其只能沿轴向上下移动。
端盖212为一圆盘结构，沿圆周方向分别设有4个未穿透的矩形槽以及4个m3的沉头孔，其中矩形槽用于与主壳体211相配合，用于主壳体211向上的限位。
本发明的多向快拆插扣装置的组装方法如下：
首先将3个活动支撑柱221和一个固定机构25插入盘体261下端面沿圆周方向的4个通孔中。在3个活动支撑柱221最上端轴段处安装3个第一压缩弹簧222。然后将升降盘上盖262沿盘体261上端对称设置的“L”型槽穿过3个活动支撑柱221和一个固定机构25的上端轴段，安装到合适位置处。将圆柱凸轮件241下方矩形槽沿轴向安装，直至圆柱凸轮件241侧面下方的条形孔与盘体261上“L”型槽附近设置的通孔对齐为止，其中上盖262上的2个凸耳穿过圆柱凸轮件241下方设置的矩形槽。将滑动件243安装到盘体261上“L”型槽附近设置的通孔内，直至滑动件243右端面与盘体261右侧外圆周平齐为止。将4个第二压缩弹簧232分别安装在4个弹块231上，4个第二压缩弹簧232均穿过4个弹块231上的导向轴，分别与弹块231左侧面以及下固定板27上端轴段下端的四个平面相接触。将4个弹块231以及4个第二压缩弹簧232沿径向方向分别安装在下固定板27下端4个“T”型槽位置处。沿圆柱凸轮件241下方矩形槽向下安装主壳体211，安装过程中主壳体211上端下方内侧对称设置的2个凸台沿凸轮3下方矩形槽移动。最后安装端盖212，端盖212通过4个连接件213将其固定在下固定板27上，端盖212下方凹槽与主壳体211下端沿径向设置的凸台相互配合实现对主壳体211向上的限位，圆柱凸轮件241上端阶梯轴上端面作为主壳体211向下的限位面，限制主壳体211向下移动。
可选的，上述的关键承力部件采用铝合金材质，外壳21等受力较小的部件采用ABS材质，连接螺钉采用不锈钢材质，这样连接强度高，可靠性好，且当应用于水下时，不会有生锈等现象发生。
工作原理：
1.锁紧状态
将4个活动锁舌10依次插入插扣20中，4个弹块231分别沿径向移动，3个活动支撑柱221在第一压缩弹簧222的作用下，沿轴向向下移动4mm，1个固定机构25在重力作用下，同样沿轴向向下移动4mm，此时4个活动锁舌10被锁紧。
2.分离状态
顺时针旋转圆柱凸轮件241，3个活动支撑柱221和3个第一压缩弹簧222以及上盖262随盘体261上移，该位置处所对应的3个弹块231在第二压缩弹簧232的作用下推动3个活动锁舌10向外迅速弹出，以达到快速拆卸的目的；固定机构25由于其特殊的结构设计与盘体261之间虽然有相对移动，但其下端面不会脱离下固定板27上表面，所以此处所对应的活动锁舌10保持不动，作为可穿戴动力背包某一肩带或腰带连接的固定端。
3个活动锁舌10弹出之后，逆时针旋转圆柱凸轮件241即可回复到原初始状态。
本发明还提供了一种可穿戴水下动力背包，该可穿戴水下动力背包包括上述的多向快拆插扣装置，上述的多向快拆插扣装置质量较轻适应于可穿戴水下动力背包的水下应用。。其中，该多向快拆插扣可以提供可穿戴水下动力背包的背带所需要的可靠的连接强度，当遇到紧急情况时也可以通过操作多向快拆插扣装置能够迅速与人体分离以及在潜水或游泳过程中防止误触的特点。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
