能夠防傘骨脫落的珠尾結構設計

李蕾　張偉南　張濤

摘要：設計一種能夠防傘骨脫落的珠尾，由外套、內插套組成。通過內插套可在外套中相對運動，并加寬外套內壁圓環的寬度，有效增加傘骨與珠尾的結合長度，同時內插套的鍵為直角結構，能卡在槽邊上，使傘骨不易從珠尾中脫落，保證了安全性；內插套前端開有多個破口并帶有鍵，拆裝使用較方便；珠尾的結構簡單，外部無結構變化，不會因為產生棱角而劃傷用戶，延長了傘具的使用壽命

關鍵詞：防脫落；珠尾；結合長度；破口

雨傘是人們生活的必需品。在雨傘結構設計中，傘布周邊設計有使傘骨端部插入的珠尾，避免傘骨脫落。但現在市面上大多數的雨傘珠尾設計長度較短，且傘具的珠尾與傘骨大都通過膠水黏結起來，受到刮風等外力的拉扯后，就會出現珠尾與傘骨脫離現象，從而造成雨傘結構強度下降、使用壽命降低，甚至引起傘骨刺碰劃掛等事故發生。用戶只能在每次使用傘具的時候將傘骨嵌入珠尾中，影響了傘具的操作，使用起來很麻煩。

一、雨傘珠尾結構設計

本款能夠防傘骨脫落的珠尾，由外套、內插套組成；外套為一端帶有球形封頭的圓筒，內壁開有圓環槽，圓環槽下端為槽邊；內插套為圓筒狀結構，上端開有多個破口，破口隔絕出多個卡合部，卡合部上端設有內鍵，內鍵朝向內插套主體的外側；內插套插入外套中。圓環槽在寬度方向上設有延長段。

其中有幾個設計要點：卡合部為柔性材料，內鍵的高度與圓環槽深度相同，內插套插入外套中后，內鍵下端被槽邊上端抵住。外套下端的槽邊與卡合部外側為間隙配合。

珠尾的結構簡單，外部無結構變化，有效增加傘骨與珠尾的結合長度。

二、裝配關系分析

如圖1所示，本款能夠防傘骨脫落的珠尾，由外套1、內插套2組成；外套1為一端帶有球形封頭13的圓筒，內壁開有圓環槽11，圓環槽11下端為槽邊12；內插套2為圓筒狀結構，上端開有多個破口，破口隔出多個卡合部21，卡合部21上端設有內鍵，內鍵22朝向內插套2主體的外側；內插套2插入外套1中。

卡合部21設有多個，優選為6個，卡合部21為柔性材料，具有一定的撓度，可以掰彎并在失去外力作用后復位，如鋼片、銅片、塑膠片等。

內鍵22為直角結構，圓環槽11為直角結構，內鍵22的高度與圓環槽11深度相同，內插套2插入外套1中后，內鍵22下端被槽邊12上端卡住。

外套1下端的槽邊12與卡合部21外側為間隙配合，這樣能方便卡合部21向內推進時外套1內側的氣體排出。

三、實際操作實施

操作人員通過手捏緊內插套2前端的卡合部21，將內插套2插入到外套1中，使內鍵22的側面卡住外套1前端圓環槽11壁，將傘骨插入到內插套2中并使傘骨端部抵住圓環槽11上端的球形封頭13內壁，操作人員用手將內插套2抽出一段距離，使內鍵22下端與槽邊12上端接觸。

在傘骨弧形結構張力的作用下，內插套2與外套1依靠摩擦力相對位置固定，圓環槽11在寬度方向上設有一節延長段，在收到外力作用的時候內插套2有一定的緩沖空間前后運動，保證了傘骨與珠尾的結合長度，同時，由于內鍵22和圓環槽11都是直角結構，必須將卡合部21捏住使內鍵22和槽邊12脫離才能取出，因此即使傘體遇到大風被吹翻轉到另一邊，傘骨也不易脫出珠尾。

四、卡合部材料的選擇

卡合部為柔性材料，具有一定的撓度，可以掰彎并在失去外力作用后復位，如鋼片、銅片、塑膠片等?，F討論塑料片的材料使用及適用強度。

卡合部連接的基本原理是利用塑料受力時產生的彈性變形。在彈性變形范圍內，應力應變曲線胡克定律表達為：

εPm=σ[]Es

其中，εPm為許用應變，σ為屈服應力（彎曲應力），Es為正割模數。

部分塑料最大許用應變如表1所示。

卡扣材質的選取要注意以下因素：具有耐彈性變形的彈性，具有一定的強度，具有耐組裝變形的表面硬度，容易加工成型。應用在特殊場合下還應考慮塑料耐蠕變性、耐候性等因素。

參考文獻：

[1]陳曉雷.論中國古代木建筑結構與現代傘結構的傳承和發展[J].設計，2013，（7）.

[2]謝堅良，鄭玉斌.塑料卡扣的設計與應用[J].CAD/CAM與制造業信息化，2013，（11）.

[3] 黎子安，秦嶺，蔣拓，袁作彬.多功能雨傘手柄設計[J].機械，2016，（10）.

[4]鮑婷婷，楊進珉，江婧晗，趙凌曦.淺談基于雨傘功能設計的創新思路[J].科教導刊，2015，（27）.

作者簡介：李蕾（1996），女，漢族，四川南部縣人，本科，西南石油大學機電工程學院過程裝備與控制工程專業；張偉南（1996），男，漢族，安徽淮北人，本科，西南石油大學機電工程學院機械工程專業；張濤（1997），男，漢族，陜西旬邑縣人，本科，西南石油大學機電工程學院機械設計制造及自動化專業。