上篇介绍了各种转轴式防丢(防掉落)门盖的一般结构形式,本篇主要介绍弹性式防丢(防掉落)门盖的结构形式。
弹性式门盖也分为两种:
**1、弹性式翻盖
2、弹性式滑盖**
弹性式门盖所具备的弹性主要来自于内部的弹簧(扭簧类居多)、金属弹片或者塑胶自身具备的弹性,下面会逐一介绍。
首先压(拉)簧类弹性门盖的平时见得少,具体实现形式可以通过转接机构实现,可参考下图:
扭簧类弹性门盖,在日常生活产品中较为常见,应用广泛。
首先看下扭簧的两种状态:自由状态和压缩状态。其中压缩状态会在两臂向外释放反作用力,此状态处在一种不稳定的状态,如果没有阻挡,扭簧两臂会朝着反作用力的方向绕着旋转轴转动至自由角度。
弹性式翻盖原理:利用上述扭簧的回弹(或叫自复位)特性,把臂1固定在不动侧(底座),臂2固定在转动侧(门盖),旋转轴联接不动侧和转动侧,就形成了一种弹性门盖,其中压缩状态为门盖的闭合状态,自由状态为门盖的打开状态。当然,这还不算完整的门盖结构,因为这种结构没有在闭合状态或任意角度实现自锁,还有在打开方向上没有行程限位结构,限位结构不难,要么在旋转轴上做 ,要么在其他地方做,这里不接着复述了。
一、下面主要介绍弹性式翻盖闭合时的锁盖结构
第一种,即使常见的按键开关,家电类产品会经常看到,比如电饭锅。
第二种,按压式卡扣,安装有这种卡扣的门盖按下去一次锁住,再按一次松开,(具体的原理以后找到合适的资料再细说,运用这种原理的结构还有圆珠笔、内存卡槽等)。这种卡扣网上有现成的,由于形状太小,,一般用于受力不大的产品,比如以下这个垃圾桶。
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(视频来源网络,如侵权,可删)
其中的一款,卡扣尺寸和安装孔尺寸如下:
第三种,
1、异性磁吸+扭簧转轴,即翻盖和本体远离转轴处都安装有异性磁极的磁铁(或者一边是铁块),最重要的是磁铁的吸力要大于扭簧的弹力,当用手轻轻一拨开翻盖到弹力大于吸力时,翻盖在扭簧弹力的下自然打开到最大限位处。这种结构是我自己想的,目前还找不到好的例子。
2、异性磁吸+同性磁斥+无扭簧转轴,这种方案,比如下面的苹果AirPods充电盒的效果。
具体怎么实现的呢,看下图,红色框的磁铁为外侧的同性相吸磁铁,绿色框的为靠近你转轴侧的异性相斥的磁铁,中间黄色框也是磁铁,不过是用来跟霍尔传感器配对用以检测翻盖的开闭状态的,其他磁铁时用来吸附耳机本体的。
原理:当用手拨开翻盖时,手指作用于翻盖的力大于外侧磁铁的吸力,翻盖开始转动,磁体吸力随着减小,当转动到一定角度时(此时手指已经离开翻盖),内测的磁铁排斥力大于外侧磁铁的吸力,翻盖就在内测磁铁排斥力的作用下向上转动到最大角度,反之亦然。得益于合适充电盒外形尺寸,基本上单手就可以操作。
3、弹性合页,苹果无线耳机到了AirPods Pro这一代,不是以上这种转轴方案了,如下图,中间只保留霍尔传感器配对磁铁了,据说这一代的转轴方案采用的是类似眼镜盒效果的弹性合页方案,具体是什么样的结构,目前没法找到资料,如哪位了解,望留言。
二、下面介绍无锁盖结构的弹性式翻盖。
第一种,扭簧式无锁盖结构的弹性式翻盖,还是上一篇介绍的洗衣机翻盖例子,有一个细节上一篇没介绍,是故意放到本篇介绍的,我拆开后发现有跟扭簧连接着,如下图。
原理如下图(图有点粗糙,能明白就好):
原理:一句话概括就是改变扭簧的反作用力方向和大小。
闭合状态:扭簧处于一定的压缩状态,洗衣机翻盖另一端会受到一个向下的力矩,由于翻盖有限位,此时翻盖一直处于闭合,当用手打开翻盖时,会感觉到阻力的感觉。
半开状态:此状态扭簧处于很大的压缩状态,洗衣机翻盖转轴两端理论上处于平衡状态(即等于重力矩),此时无论向下还是向上拉翻盖提手,都会很容易改变翻盖此时的状态(所以也称不稳定状态),如向下,就回到了闭合状态;如向上继续打开翻盖,翻盖受到向上的力矩大于重力矩,此时就算放开手,翻盖也会自己旋转到最大打开状态处(即限位处)。
第二种,弹片式无锁盖结构的弹性式翻盖,此种弹性元件使用的不是扭簧,而是金属弹片,原理跟上面介绍的一样,这里就不重复了,以下是我自己眼镜盒里面的弹性合页,黑色那两片就是弹片,网上有不同规格的,有需要可以去搜索。
第三种,塑胶无锁盖结构的弹性式翻盖,如下图,这是牙膏的翻盖,主要靠中间的一体成型的塑胶弹片起弹性作用,原理也跟上面的一样,这里也不重复了,放段短视频体会下吧。
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本篇侧重介绍的是弹性式翻盖的结构形式以及实现的原理,具体尺寸数据应根据具体产品设计,以上为个人生活常见的结构总结,难免有不全或表述不妥的地方,如各位读者有其他形式的翻盖结构经验或资料望后台留言,谢谢!
本篇图文主要介绍一般的弹性式翻盖的结构,下一篇介绍弹性式滑盖的结构。
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