能够防伞骨脱落的珠尾结构设计

李蕾　张伟南　张涛

摘要：设计一种能够防伞骨脱落的珠尾，由外套、内插套组成。通过内插套可在外套中相对运动，并加宽外套内壁圆环的宽度，有效增加伞骨与珠尾的结合长度，同时内插套的键为直角结构，能卡在槽边上，使伞骨不易从珠尾中脱落，保证了安全性；内插套前端开有多个破口并带有键，拆装使用较方便；珠尾的结构简单，外部无结构变化，不会因为产生棱角而划伤用户，延长了伞具的使用寿命

关键词：防脱落；珠尾；结合长度；破口

雨伞是人们生活的必需品。在雨伞结构设计中，伞布周边设计有使伞骨端部插入的珠尾，避免伞骨脱落。但现在市面上大多数的雨伞珠尾设计长度较短，且伞具的珠尾与伞骨大都通过胶水黏结起来，受到刮风等外力的拉扯后，就会出现珠尾与伞骨脱离现象，从而造成雨伞结构强度下降、使用寿命降低，甚至引起伞骨刺碰划挂等事故发生。用户只能在每次使用伞具的时候将伞骨嵌入珠尾中，影响了伞具的操作，使用起来很麻烦。

一、雨伞珠尾结构设计

本款能够防伞骨脱落的珠尾，由外套、内插套组成；外套为一端带有球形封头的圆筒，内壁开有圆环槽，圆环槽下端为槽边；内插套为圆筒状结构，上端开有多个破口，破口隔绝出多个卡合部，卡合部上端设有内键，内键朝向内插套主体的外侧；内插套插入外套中。圆环槽在宽度方向上设有延长段。

其中有几个设计要点：卡合部为柔性材料，内键的高度与圆环槽深度相同，内插套插入外套中后，内键下端被槽边上端抵住。外套下端的槽边与卡合部外侧为间隙配合。

珠尾的结构简单，外部无结构变化，有效增加伞骨与珠尾的结合长度。

二、装配关系分析

如图1所示，本款能够防伞骨脱落的珠尾，由外套1、内插套2组成；外套1为一端带有球形封头13的圆筒，内壁开有圆环槽11，圆环槽11下端为槽边12；内插套2为圆筒状结构，上端开有多个破口，破口隔出多个卡合部21，卡合部21上端设有内键，内键22朝向内插套2主体的外侧；内插套2插入外套1中。

卡合部21设有多个，优选为6个，卡合部21为柔性材料，具有一定的挠度，可以掰弯并在失去外力作用后复位，如钢片、铜片、塑胶片等。

内键22为直角结构，圆环槽11为直角结构，内键22的高度与圆环槽11深度相同，内插套2插入外套1中后，内键22下端被槽边12上端卡住。

外套1下端的槽边12与卡合部21外侧为间隙配合，这样能方便卡合部21向内推进时外套1内侧的气体排出。

三、实际操作实施

操作人员通过手捏紧内插套2前端的卡合部21，将内插套2插入到外套1中，使内键22的侧面卡住外套1前端圆环槽11壁，将伞骨插入到内插套2中并使伞骨端部抵住圆环槽11上端的球形封头13内壁，操作人员用手将内插套2抽出一段距离，使内键22下端与槽边12上端接触。

在伞骨弧形结构张力的作用下，内插套2与外套1依靠摩擦力相对位置固定，圆环槽11在宽度方向上设有一节延长段，在收到外力作用的时候内插套2有一定的缓冲空间前后运动，保證了伞骨与珠尾的结合长度，同时，由于内键22和圆环槽11都是直角结构，必须将卡合部21捏住使内键22和槽边12脱离才能取出，因此即使伞体遇到大风被吹翻转到另一边，伞骨也不易脱出珠尾。

四、卡合部材料的选择

卡合部为柔性材料，具有一定的挠度，可以掰弯并在失去外力作用后复位，如钢片、铜片、塑胶片等。现讨论塑料片的材料使用及适用强度。

卡合部连接的基本原理是利用塑料受力时产生的弹性变形。在弹性变形范围内，应力应变曲线胡克定律表达为：

εPm=σ[]Es

其中，εPm为许用应变，σ为屈服应力（弯曲应力），Es为正割模数。

部分塑料最大许用应变如表1所示。

卡扣材质的选取要注意以下因素：具有耐弹性变形的弹性，具有一定的强度，具有耐组装变形的表面硬度，容易加工成型。应用在特殊场合下还应考虑塑料耐蠕变性、耐候性等因素。

参考文献：

[1]陈晓雷.论中国古代木建筑结构与现代伞结构的传承和发展[J].设计，2013，（7）.

[2]谢坚良，郑玉斌.塑料卡扣的设计与应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2013，（11）.

[3] 黎子安，秦岭，蒋拓，袁作彬.多功能雨伞手柄设计[J].机械，2016，（10）.

[4]鲍婷婷，杨进珉，江婧晗，赵凌曦.浅谈基于雨伞功能设计的创新思路[J].科教导刊，2015，（27）.

作者简介：李蕾（1996），女，汉族，四川南部县人，本科，西南石油大学机电工程学院过程装备与控制工程专业；张伟南（1996），男，汉族，安徽淮北人，本科，西南石油大学机电工程学院机械工程专业；张涛（1997），男，汉族，陕西旬邑县人，本科，西南石油大学机电工程学院机械设计制造及自动化专业。