CN103286790B - 一种可变刚度的快速连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变刚度的快速连接装置，属于机械设计技术领域。所述装置包括电机、电机固定盘、锥子圆盘、导轨、弹簧片、快速连接部件a、快速连接部件b和对接盘，电机固定盘用于连接模块A，对接盘用于连接模块B。所述电机安装在电机固定盘上，导轨一端固定电机固定盘，另一端固定快速连接部件a。快速连接部件a外套接快速连接部件b，快速连接部件b外套接对接盘，实现连接。本发明将快速连接和可变刚度两大功能集成为一体，便于模块化的生产和使用，有利于工业上的应用和推广。通过巧妙地机械结构设计，快速连接功能和可变刚度功能由同一个装置驱动完成，减少了所需驱动单元的数量，既降低了生产成本，又缩小了装置的体积。

Description

一种可变刚度的快速连接装置

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，涉及一种两个模块间的机械连接装置，具体是一种既能够实现两个模块间的快速连接，又能够实现这种连接刚度可调节的装置。该装置采用模块化的设计思路，将快速连接和可变刚度两大功能集成为一体。

背景技术

传统的工业制造环节中，外部环境是已知的，机器人依靠精确的位置控制，按照预先规划好的路线进行动作，完成单调而重复的工作。对于这种工业机器人来说，着重于精密点位运动的控制，因而工业机器人各部分之间多采用刚性连接。但是，当机器人末端执行器与周围环境发生接触时，再精确的位置控制也会显得不足。如果结合了接触力控制后，就可以放松对位置精度控制的要求。这样，工业机器人各部分之间采用柔性可变刚度连接具有极强的工业应用价值。

在市场竞争全球化的今天，机器人的应用范围越来越广，每种机器人构形仅适应一定的应用范围，这并不能满足市场化的需求。解决这一问题的方法就是开发可重构机器人***，它是由一套具有各种尺寸和性能特征的可交换的模块组成，能够被装配成各种不同构型的机器人来适应不同的工作需求。因而模块之间连接装置的模块化也是必然的发展趋势。因此现有技术领域中亟需能够解决模块间连接的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成了快速连接和可变刚度的机械装置，其快速连接功能，能够保证两个模块之间快捷稳定连接；其可变刚度功能，能够保证两个模块间连接柔性到刚性的调节。两个功能的集成一体化，加工安装方便，便于模块化的生产和使用。

所述的快速连接功能，通过活动的锥子圆盘顶出卡位顶锥实现。卡位顶锥小圆柱面上的环形弹簧能保证卡位顶锥的顺利复位，从而保证机构能解除快速连接。本发明提供的可变刚度的快速连接装置，包括电机、电机固定盘、锥子圆盘、导轨、弹簧片、快速连接部件a、快速连接部件b和对接盘，电机固定盘用于连接模块A，对接盘用于连接模块B。所述的电机安装在圆形电机固定盘上，电机轴穿过电机固定盘的中心通孔后，通过联轴器连接丝杠螺杆，丝杠螺杆另一端穿过锥子圆盘的中心孔，同时丝杠螺杆中间螺纹连接螺母座，螺母座通过螺钉固定在锥子圆盘上，这样可以保证在电机的电机轴旋转的过程中，带动丝杠螺杆相对螺母座转动，并驱动连接在螺母座上的锥子圆盘上下运动。所述的导轨一端固定在电机固定盘上，另一端依次穿过电机固定盘和锥子圆盘后，螺纹固定在快速连接部件a上。导轨的头部采用卡位螺母螺纹连接固定在电机固定盘上，这样，在锥子圆盘上下运动的过程中，可以通过导轨实现定位滑动。一般优选在电机周围设置均匀的四个导轨。在所述锥子圆盘的下表面固定连接有弹簧片，弹簧片为矩形片状结构，弹簧片的另一端与对接盘上的弹簧片卡槽相配合，弹簧片可以在弹簧卡槽内上下运动。所述的快速连接部件a外套接快速连接部件b，快速连接部件b外套接对接盘，对接盘与快速连接部件b之间通过卡位顶锥限位，实现连接。在所述的卡位顶锥上设置环形弹簧结构，可以实现对接盘和快速连接部件b之间的快速分离，解除连接。

本发明的优点在于：

1、该快速连接装置最突出的特点是将快速连接和可变刚度两大功能集成为一体，便于模块化的生产和使用，有利于工业上的应用和推广。

2、通过巧妙地机械结构设计，快速连接功能和可变刚度功能由同一个快速连接装置驱动完成，减少了所需驱动单元的数量，既降低了生产成本，又缩小了装置的体积。

3、将可变刚度的概念引入到模块间的连接，实现模块间连接从柔性到刚性的调节，这种连接在工业上的用途十分广泛。

4、该快速连接装置的结构设计紧凑，体积比较小，能满足体积受限情况下的安装要求。

附图说明

图1可变刚度的快速连接装置整体结构示意图；

图2可变刚度的快速连接装置整体装配***图；

图3电机驱动的连接设计及其装配***图；

图4弹簧片和锥子圆盘的设计及其装配***图；

图5快速连接部件的设计及其装配***图；

图6导轨连接部件的设计及其装配***图；

图7对接盘的设计图；

图8A快速连接前装置整体结构示意图；

图8B快速连接中装置整体结构示意图；

图8C快速连接完成装置整体结构示意图；

图9变刚度过程装置整体结构示意图。

附图中的标号说明如下：

1.电机； 2.导轨； 3.电机固定盘； 4.锥子圆盘； 5.弹簧片； 6.快速连接部件a；

7.卡位顶锥； 8.快速连接部件b； 9.对接盘； 10.联轴器； 11.丝杠螺杆； 12.螺母座；

13.环形弹簧； 14.卡位螺母。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：

本发明提供一种可变刚度的快速连接装置，具有快速连接功能和变刚度功能，实现模块A和模块B之间的快速连接与解除连接。如图1和图2所示，整个快速连接装置包括电机1、导轨2、电机固定盘3、锥子圆盘4、弹簧片5、快速连接部件a6、快速连接部件b8和对接盘9，电机固定盘3用于连接模块A，对接盘9用于连接模块B。所述的电机1安装在圆形电机固定盘3上，电机轴穿过电机固定盘3的中心通孔后，通过联轴器10连接丝杠螺杆11，丝杠螺杆11另一端穿过锥子圆盘4的中心孔403，同时丝杠螺杆11中间螺纹连接螺母座12，螺母座12通过螺钉固定在锥子圆盘4上，这样可以保证在电机1的电机轴旋转的过程中，带动丝杠螺杆11相对于螺母座12转动，并驱动连接在螺母座12上的锥子圆盘4上下往复运动。所述的导轨2一端固定在电机固定盘上，另一端依次穿过电机固定盘3和锥子圆盘4后，螺纹固定在快速连接部件a6上。这样，在锥子圆盘4上下往复运动的过程中，可以通过导轨2实现定位滑动。一般优选在电机1周围设置均匀的四个导轨2。在所述锥子圆盘4的下表面固定连接有弹簧片5（一般优选为圆周方向4个弹簧片5），弹簧片5为矩形片状结构，弹簧片5的另一端与对接盘9上的弹簧片卡槽904相配合，弹簧片5可以在弹簧片卡槽904内上下运动。所述的快速连接部件a6外套接快速连接部件b8，快速连接部件b8外套接对接盘9，对接盘9与快速连接部件b8之间通过卡位顶锥7限位，实现连接。对接盘9下方的法兰盘用于连接需要连接固定的模块B。

本发明中的电机1采用的是大扭矩电机；导轨2、电机固定盘3、锥子圆盘4、快速连接部件a6与b8、卡位顶锥7和对接盘9都需要按照设计进行加工，选材是铝合金；联轴器10、丝杠螺杆11、螺母座12、环形弹簧13、卡位螺母14需要按照所需求的尺寸进行匹配购买。

如图3所示电机1驱动锥子圆盘4的连接设计，主要是通过丝杠螺杆11这种机构将电机1的电机轴回转运动转化为锥子圆盘4的直线运动，从而带动锥子圆盘4往复直线运动。所示丝杠螺杆11的一端通过联轴器10连接电机1的电机轴，另一端连接有螺母座12，螺母座12通过螺钉固定连接在锥子圆盘4上。所述的锥子圆盘4的结构如图4所示，所述的锥子圆盘4由一个圆盘401和大锥子402组成，机械加工时将圆盘401和大锥子402铣为一体，所述的大锥子402位于所述圆盘401下表面的中心。圆盘401上加工有中心孔403、螺纹孔404、导轨孔405、弹簧固定孔A406、弹簧固定孔B407和弹簧安装槽408，其中的中心孔403提供丝杠螺杆11的运动空间，螺纹孔404用于螺母座12与圆盘401之间的固定连接，导轨孔405供导轨2穿过，弹簧固定孔A406和弹簧固定孔B407与弹簧片5上的安装孔A501和安装孔B502的孔径相对应，用于将弹簧片5固定在圆盘401上。弹簧安装槽408的槽宽加工为弹簧片5的厚度，便于弹簧片5固定后可以自由通过弹簧安装槽408和对接盘9上的弹簧片卡槽904。所述的大椎子402的端部为圆锥面，用于与卡位顶锥7的圆锥面701向配合运动，大锥子402和卡位顶锥7的圆锥面701的圆锥顶角均是90度。

请参见图4，该图呈现的是弹簧片5和锥子圆盘4的设计以及它们之间的连接。弹簧片5所用的材料为65Mn弹簧钢，加工如图4所示，弹簧片5一端从中间切开，然后将切开的两瓣朝两侧弯折90度，并分别在两瓣上加工安装孔A501和安装孔B502供弹簧片5安装。弹簧片5和锥子圆盘4的安装是将弹簧片5先上到下穿过弹簧片安装槽408，然后用螺丝钉将弹簧固定孔A406和弹簧固定孔B407与弹簧片5上的对应的安装孔A501和安装孔B502利用螺钉固定上。

请参见图5，该图呈现的是快速连接部件的设计，由快速连接部件a6、快速连接部件b8、卡位顶锥7和环形弹簧13组成。所述的卡位顶锥7由一个圆锥面701、一个大圆柱面702和一个小圆柱面703组成，所述圆锥面701底面与大圆柱面702等直径连接，所述大圆柱面702与小圆柱面703之间形成台阶面。快速连接部件a6为上表面封闭的圆筒状，所述上表面中间有一个凸台602，凸台602中间加工通孔601，该通孔601是轴向完全贯穿快速连接部件a6的，供引导锥子圆盘4上的大锥子402定位运动，即通孔601的内径略大于锥子圆盘4上的大锥子402的外径。快速连接部件a6上表面还在圆周上均匀的加工了导轨螺纹孔603，供连接固定导轨2。快速连接部件a6圆筒侧面加工了大锥孔604，该大锥孔604是径向完全贯穿快速连接部件a6的侧壁，孔径为卡位顶锥7的大圆柱面702的直径，供卡位顶锥7在里面滑动。快速连接部件b8是套在快速连接部件a6外面的一个外壳，侧面圆周上加工有四个小锥孔801，孔径为小圆柱面703的直径；快速连接部件b8上端开口，底部圆环面上加工有四个安装孔802，用于安装并固定快速连接部件b8和快速连接部件a6。具体的安装步骤如下：先将卡位顶锥7***快速连接部件a6对应的大锥孔604中，再将环形弹簧13紧套在卡位顶锥7的小圆柱面703上以保证卡位顶锥的复位，然后将快速连接部件b8套在快速连接部件a6的外圆周上，最后通过螺丝钉将快速连接部件a6与快速连接部件b8固定牢靠。所述环形弹簧13的外径等于大圆柱面702的外径，这样，在初始状态下，卡位顶锥7和环形弹簧13全面通过大椎孔604进入快速连接部件a6的内部，便于快速连接部件b8套接在快速连接部件a6的外面。

请参见图6，该图呈现的是导轨2的设计，以及它将电机固定盘3、锥子圆盘4和快速连2接部件a6串在一起的连接设计。导轨2加工如图6，导轨2为螺栓结构，其两头均攻有螺纹，一端的螺纹是为了将导轨2旋进导轨螺纹孔603，将导轨2与快速连接部件a6相固定；另一端的螺纹是用来拧卡位螺母14，所述卡位螺母14用于将导轨2与电机固定盘3相固定。具体的安装步骤如下：导轨2先依次从上到下穿过电机固定盘3、卡位螺母14和锥子圆盘4上的导轨孔405，然后将导轨2旋进快速连接部件a6上对应的导轨螺纹孔603中，最后将卡位螺母14旋进导轨2另一头的螺纹，将导轨2与电机固定盘3固定牢靠。所述导轨2的数量优选为3个或4个；两段螺纹之间为光杆结构，便于锥子圆盘4的定位滑动。

请参见图7，该图呈现的是对接盘9的设计。如图7所示，所述对接盘9为一端带法兰盘结构的圆筒状结构，圆筒状结构的内径等于快速连接部件b8的外径，使用时套接在快速连接部件b8的外面。在对接盘9上所述圆筒状结构侧壁上竖直开有弹簧片卡槽904，相邻两个弹簧片卡槽904中间水平开有卡位槽903，所述卡位槽903是在圆筒状结构的侧壁内外贯通的槽，所述卡位槽903在水平方向上完全贯穿对接盘9侧壁，圆周方向长度只要能保证当快速连接部件b8旋转正负5度时卡位顶锥7的小圆柱面703能在槽内滑动即可，高度为卡位顶锥7的小圆柱面703直径，厚度为圆筒状结构壁厚，在圆筒状结构的内壁上周向加工有斜引导槽901和竖引导槽902，所述的斜引导槽901和竖引导槽902是与卡位槽903贯通的，所述竖引导槽902设置在卡位槽903的长度中间位置，槽宽为卡位顶锥7的小圆柱面703直径，竖引导槽902上端与斜引导槽901连接贯通，所述斜引导槽901的侧面倾斜角度优选为向内倾斜45度。当所述卡位顶锥7在竖引导槽902内运动时，弹簧片5的自由端可以在卡位槽903内运动。

请参见图8A～8C，图8A呈现的是快速连接前的状态，图8B呈现的是快速连接过程中的状态，图8C呈现的是快速连接完成时的状态。如图8A所示，快速连接之前，卡位顶锥7完全位于快速连接部件a6内部，环形弹簧13为无形变自然状态，圆盘锥子4与电机固定盘3的距离最短。如图8B所示，快速连接过程中，电机1驱使锥子圆盘4向远离电机固定盘3的方向运动，锥子圆盘4上的大椎子402逐渐将卡位顶锥7顶出，顶出距离小于或等于斜引导槽901和竖引导槽902的厚度。此时电机1停机，对接盘9向上套接在快速连接部件b8的外侧，卡位顶锥7外端的顶出部分先后在斜引导槽901和竖引导槽902内向下运动，当卡位顶锥7运动到竖引导槽902内时，弹簧片5进入对接盘9的弹簧片卡槽904，当卡位顶锥7运动到对接盘9上的卡位槽903的对应位置时，启动电机1，锥子圆盘4继续向下运动，大椎子402的圆锥面继续将卡位顶锥7顶出；此时电机固定盘3的运动方向为如图8B所示方向。如图8C所示，直到卡位顶锥7的顶出距离大于斜引导槽901或竖引导槽902的厚度，环形弹簧13处于压缩状态，电机1停机。此时卡位顶锥7的运动方向为如图8C所示方向，完成整个快速连接。

当需要分离两个模块A和模块B时，电机1反向运动，带动锥子圆盘4向电机固定盘3的方向运动，直到锥子圆盘4的大椎子402与卡位顶锥7的圆锥面701不接触，此时卡位顶锥7在环形弹簧13的作用下复位，小圆柱面703离开卡位槽904，此时对接盘9和快速连接部件b8可以分离，解除连接。

请参见图9，该图呈现的是机构变刚度过程中的运动，此时电机1得到相应的信号，驱动锥子圆盘4往复运动，从而改变弹簧片5与弹簧片卡槽904的相对位置，达到变刚度的目的，此时锥子圆盘4的运动方向为如图9所示方向。所述锥子圆盘4往复运动的过程中保证卡位顶锥7一直位于卡位槽903内，并且弹簧片5一直位于弹簧片卡槽904内。

所述的可变刚度功能，通过改变弹簧片5与弹簧片卡槽904的相对位置实现。根据该结构的设计，本发明中定义的广义可变刚度公式如下：

定义：a为弹簧片5的宽度，b为弹簧片5的厚度，c为弹簧片5的初态可变长度，d为弹簧片5中心绕轴心的圆周半径，x为弹簧片5相对弹簧片卡槽904的移动距离，F为每个弹簧片5的受力，E为弹簧片5的弹性模量，M为两个连接模块间的扭矩，w为弹簧片5的挠度，α为两模块相对转动角度，K为广义刚度。

则由材料力学公式可得挠度w表达式： $w=\frac{F{(c-x)}^3}{3E\frac{{\mathrm{ab}}^3}{12}}---\left(1\right)$

转动角度α为： $\mathrm{\α}=\frac{w}{d}=\frac{F{(c-x)}^3}{3E\frac{{\mathrm{ab}}^3}{12}d}---\left(2\right)$

定义广义刚度K为： $K=\frac{M}{\mathrm{\α}}=\frac{4\mathrm{Fd}}{\mathrm{\α}}---\left(3\right)$

将公式（2）中的转动角度α代入公式（3）则：

$K=\frac{{\mathrm{Eab}}^3{d}^2}{{(c-x)}^3}---\left(4\right)$

这种可变刚度的快速连接装置应用的一个实例是，机器人机械臂各关节模块之间的连接。将电机固定盘3安装在关节模块一上，将对接盘9安装在下一个关节模块二，就能实现两个关节模块之间的快速连接和变刚度调节。当机械臂每两个关节模块之间都能做到变刚度的调节，便实现整个机械臂的柔性控制。

Claims (8)

1.一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：包括电机、电机固定盘、锥子圆盘、导轨、弹簧片、快速连接部件a、快速连接部件b和对接盘，电机固定盘用于连接模块A，对接盘用于连接模块B；所述的电机安装在圆形电机固定盘上，电机轴穿过电机固定盘的中心通孔后，通过联轴器连接丝杠螺杆，丝杠螺杆另一端穿过锥子圆盘的中心孔，同时丝杠螺杆中间螺纹连接螺母座，螺母座通过螺钉固定在锥子圆盘上；所述的导轨一端固定在电机固定盘上，另一端依次穿过电机固定盘和锥子圆盘后，螺纹固定在快速连接部件a上；在所述锥子圆盘的下表面固定连接有弹簧片，弹簧片的另一端与对接盘上的弹簧片卡槽相配合；所述的快速连接部件a外套接快速连接部件b，快速连接部件b外套接对接盘，对接盘与快速连接部件b之间通过卡位顶锥限位，实现连接；所述的可变刚度通过改变弹簧片与弹簧片卡槽的相对位置实现，根据该快速连接装置的结构设计，定义的广义可变刚度公式如下：

定义：a为弹簧片的宽度，b为弹簧片的厚度，c为弹簧片的初态可变长度，d为弹簧片中心绕轴心的圆周半径，x为弹簧片相对弹簧片卡槽的移动距离，F为每个弹簧片的受力，E为弹簧片的弹性模量，M为两个连接模块间的扭矩，w为弹簧片的挠度，α为两模块相对转动角度，K为广义刚度，

则由材料力学公式可得挠度w表达式： $w=\frac{F{(c-x)}^3}{3E\frac{{\mathrm{ab}}^3}{12}}---\left(1\right)$

转动角度α为： $\mathrm{\α}=\frac{w}{d}=\frac{F{(c-x)}^3}{3E\frac{{\mathrm{ab}}^3}{12}d}---\left(2\right)$

定义广义刚度K为： $K=\frac{M}{\mathrm{\α}}=\frac{4\mathrm{Fd}}{\mathrm{\α}}---\left(3\right)$

将公式(2)中的转动角度α代入公式(3)则：

$K=\frac{\mathrm{Ea}{b}^3{d}^2}{{(c-x)}^3}---\left(4\right)$

。

2.根据权利要求1所述的一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：所述的锥子圆盘由一个圆盘和大锥子组成，机械加工时将圆盘和大锥子铣为一体，所述的大锥子位于所述圆盘下表面的中心，圆盘上加工有中心孔、螺纹孔、导轨孔、弹簧固定孔A、弹簧固定孔B和弹簧安装槽，其中的中心孔提供丝杠螺杆的运动空间，螺纹孔用于螺母座与圆盘之间的固定连接，导轨孔供导轨穿过，弹簧固定孔A和弹簧固定孔B与弹簧片上的安装孔A和安装孔B的孔径相对应，用于将弹簧片固定在圆盘上；弹簧安装槽的槽宽为弹簧片的厚度，所述的大锥子的端部为圆锥面，用于与卡位顶锥的圆锥面相配合运动。

3.根据权利要求1所述的一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：所述弹簧片为矩形薄片结构，一端从中间切开，然后将切开的两瓣分别朝两侧面方向弯折90度，并分别在两瓣上加工安装孔A安装孔B供弹簧片安装。

4.根据权利要求1所述的一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：所述的卡位顶锥由一个圆锥体、一个大圆柱体和一个小圆柱体组成，所述圆锥体底面与大圆柱体等直径连接，所述大圆柱体与小圆柱体之间形成台阶面，在所述小圆柱体外套有环形弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：所述的快速连接部件a为上表面封闭的圆筒状，所述上表面中间有一个凸台，凸台中间加工通孔，该通孔是轴向完全贯穿快速连接部件a的，供引导锥子圆盘上的大锥子定位运动，即通孔的内径大于锥子圆盘上的大锥子的外径；快速连接部件a上表面还在圆周上均匀的加工了导轨螺纹孔，供连接固定导轨；快速连接部件a圆筒侧面加工了大锥孔，该大锥孔是径向完全贯穿快速连接部件a的侧壁，孔径为卡位顶锥的大圆柱体的直径，供卡位顶锥在里面滑动；快速连接部件b是套在快速连接部件a外面的一个外壳，侧面圆周上加工有小锥孔，孔径为小圆柱体的直径；快速连接部件b上端开口，底部圆环面上加工有安装孔，用于安装并固定快速连接部件b和快速连接部件a。

6.根据权利要求1所述的一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：所述导轨为螺栓结构，其两头均攻有螺纹，一端的螺纹是为了将导轨旋进导轨螺纹孔，将导轨与快速连接部件a相固定；另一端的螺纹是用来拧卡位螺母，所述卡位螺母用于将导轨与电机固定盘相固定。

7.根据权利要求1所述的一种可变刚度的快速连接装置，其特征在于：所述对接盘为一端带法兰盘结构的圆筒状结构，圆筒状结构的内径等于快速连接部件b的外径，使用时套接在快速连接部件b的外面；在对接盘9上所述圆筒状结构侧壁上竖直开有弹簧片卡槽，相邻两个弹簧片卡槽中间水平开有卡位槽，所述卡位槽是在圆筒状结构的侧壁内外贯通的槽，所述卡位槽在水平方向上完全贯穿对接盘侧壁，圆周方向长度保证当快速连接部件b旋转正负5度时卡位顶锥的小圆柱体能在槽内滑动，高度为卡位顶锥的小圆柱体直径，厚度为圆筒状结构壁厚，在圆筒状结构的内壁上周向加工有斜引导槽和竖引导槽，所述的斜引导槽和竖引导槽是与卡位槽贯通的，所述竖引导槽设置在卡位槽的长度中间位置，槽宽为卡位顶锥的小圆柱体直径，竖引导槽上端与斜引导槽连接贯通；当所述卡位顶锥在竖引导槽内运动时，弹簧片的自由端可以在卡位槽内运动。

8.一种可变刚度的快速连接方法，其特征在于：采用权利要求1中提供的可变刚度的快速连接装置，在快速连接之前，卡位顶锥完全位于快速连接部件a内部，环形弹簧为无形变自然状态，锥子圆盘与电机固定盘的距离最短；快速连接过程中，电机驱使锥子圆盘向远离电机固定盘的方向运动，锥子圆盘上的大锥子逐渐将卡位顶锥顶出，顶出距离小于或等于斜引导槽或竖引导槽的厚度；此时电机停机，对接盘向上套接在快速连接部件b的外侧，卡位顶锥外端的顶出部分先后在斜引导槽和竖引导槽内向下运动，当卡位顶锥运动到竖引导槽内时，弹簧片进入对接盘的弹簧片卡槽，当卡位顶锥运动到对接盘上的卡位槽的对应位置时，启动电机，锥子圆盘继续向下运动，大锥子的圆锥面继续将卡位顶锥顶出，直到卡位顶锥的顶出距离大于斜引导槽或竖引导槽的厚度，环形弹簧处于压缩状态，电机停机，完成整个快速连接。