按压式弹性自锁机构，原理真的很巧妙

本文着重介绍的是，手机存储卡座、门扣开关、门柜反弹器、急停开关这几个案例的结构，下面逐一介绍。

01 手机存储卡座

存储卡有很多种，本文主要介绍的是TF卡，TF卡又称micro SD卡，是一种极小的快闪存储器卡，这种卡主要应用于手机，它的体积为 15mm x 11mm x 1mm，具体形状如下图：

下图为TF卡座：

TF卡的锁止与弹开动画：

首先，了解卡座的内部结构，这里主要其关键作用的结构有拉杆、滑块（滑块上主要有拉杆导槽结构和存储卡拉钩结构）、复位弹簧（这里用的是拉簧，有些卡座用的是压簧，用压簧的话，结构是反过来的）；存储卡这边起关键作用的是与卡座相对应的锁止槽。

具体的原理如下：

1.锁止过程：当存储卡往卡座内按压进去时，存储卡会推动滑块往里运动，滑块在运动过程中，拉杆会自动地沿着导槽（图示红色轨迹）运动，松手后，拉杆运动到凹槽处，滑块在复位弹簧的作用下理应复位回初始的位置，由于被拉杆勾住滑块凹槽处，滑块是无法复位的，滑块被锁住在这个位置，这个位置也是存储卡插进去后的的位置。

2.存储卡被锁住过程：第一步骤中，存储卡只是充当了按压杆的作用，你用一根细小的针同样也可以把滑块按压进去并锁住。存储卡被锁住的原因在于，存储卡的锁止槽被滑块的拉钩拉住。

3.弹出过程：再一次按压存储卡时，拉钩会自动地沿着导槽（图示轨迹）运动，松手后，拉杆回到起点，滑块在复位弹簧的作用下复位回初始的位置，此位置也是存储卡弹出后的的位置。

关键点：拉杆为什么每次都是会先沿着红色轨迹运动，然后再沿着黑色轨迹返回，而不是反过来?

巧妙之处就在导槽的设计上，每个转弯处都设计有台阶，以至于拉杆只能沿着特定的轨迹运动而不能逆行。

02 门扣开关

门扣开关，或者叫按压式锁扣，当然叫法有很多种，主要指以下这种具有自锁和弹开功能的锁扣，由于安装简单方便，常应用在一些轻巧的门盖上，比如以下这个垃圾桶。

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各种门扣开关的形状大小各有区别，原理大致一样，本文主要以其中一种常用的门扣开关进行介绍，实际上，它主要由以下4个结构件组成，外壳、卡扣、拉杆、弹簧，其中外壳上有导槽，卡扣需要与拉钩配合使用才能实现门盖的锁合。

**具体的原理如下：

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按压过程

拉杆轨迹

1.锁止过程：通过对拉钩按压间接对卡扣施力，卡扣往下运动5.8mm左右，同时带动拉杆沿着图中轨迹运动到“1”位置，拉杆开始进去入导槽，松手后，拉杆沿着图中轨迹上移1mm左右到达“2”位置，然后被卡住。（拉杆上移1mm的过程中，卡扣、拉钩也跟着上移1mm）

2.弹出过程：再次按压拉钩，卡扣往下运动1mm左右，同时带动拉杆沿着图中轨迹运动到“3”位置，拉杆开始离开导槽，松手后，拉杆沿着图中轨迹上移到达“4”位置，最终回到起点。

拉钩被锁住的过程：拉钩推动卡扣向下运动的过程中，两边的卡扣由于遇到外壳的卡位，导致卡扣会以铰链为旋转轴向中间转动，直到卡住拉钩。

关键点：拉杆为啥会自动进入导槽，并在导槽的过程中自动向右移动，而不是反过来向左返回?
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玄机就在拉杆的转轴上，转轴不是圆型的，而是一个半圆型，弹簧压紧后，转轴半圆上的平面与卡扣对应的平面贴紧，此时，拉杆的初始状态与竖直方向行程一个角度，所以当拉杆沿着斜面向左下移图示位置是，在弹簧的作用下，拉杆自然而然受到一个向右偏转的力矩，同理，当拉杆脱离导槽时，拉杆受到一个向左偏转的力矩，直到拉杆恢复到初始位置。

以下为拉杆的视频动画：

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03 门柜反弹器
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门柜反弹器主要应用于家装的一些储物柜、衣柜、抽屉等需要经常开启的门盖，主要的优点是，外观上可免去拉手，操作简单，整体效果简洁大方。

原理上其实跟手机储存卡座的原理差不多，这里就不重复介绍了，可以参考以下动画。主要区别在于门盖的锁止方式，门柜反弹器与门盖的锁止方式采用的是磁吸。

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04 急停开关

急停开关最基本的作用就是在紧急情况下的切断电路，让机器停止工作或保持当前状态，避免机械事故或人身事故，一般常应用于涉及到人身安全的机器设备上，比如机床、电梯、地铁等设备。

急停开关跟普通开关的主要区别在于，急停开关都是使用常闭触头，急停开关按下后能够自锁在分断的状态，只有旋转后才能复位，这样的设计是为了防止误操作解除停止状态。急停开关都是红色，蘑菇头，便于拍击，有些场合为防止误碰，还加一个防误碰的盖，翻开保护盖后才能按下急停开关。

急停开关主要分为两大部件，机械部分和电气部分，电气部分本文就不过多介绍了，主要介绍的是机械部分，机械部分主要实现的是按下后自锁，再旋转后复位这一功能。以下以其中的一款急停开关进行介绍。

，时长00:25

机械部分起作用的主要是以下几个部件：

具体的原理如下：

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1.锁止过程：按帽和卡座其实是通过螺钉固定在一起，当按压按帽时，间接推动卡座往下运动，直到基座上金属卡环（形状类似扭簧）刚好卡进卡座上两边的凹槽。

2.复位过程：当对按帽旋转一定的角度时，卡座对应的凹槽脱离了基座上的金属卡环，在弹簧的作用下卡座和按帽都上移到原来的高度，这是解锁过程。但是并没有复位回到初始的位置，也就是说之前顺时针旋转了一个角度，此时必须要逆时针旋转一个同样的角度才能回到初始的位置，以便进行下一次的锁止过程。

关键点：怎么样在解锁的过程中，让按帽和卡座逆时针旋转一个角度复位回到初始位置呢？

巧妙之处就在弹簧，按正常理解，压簧只提供轴向方向的弹力，扭簧提供沿轴钮转的扭力，有没有办法能让弹簧同时提供弹力和扭力呢。

结合压簧和扭簧的特点，压簧两端多出一小段，安装弹簧时，多出的两小段分别卡进按帽和基座对应的限位孔，并对弹簧顺时针钮转一定的角度，最后通过底部的螺钉锁紧，这样在初始位置，按帽就受到一个往逆时针方向的预紧力（注意限位，避免按帽在初始位置时就往逆时针转动），所以当对按帽顺时针旋转解锁后，按帽就会自动逆时针旋转回到初始位置。

以上几种是常见的利用按压式弹性自锁机构的案例，当然可能还有其他更具代表性的案例，只是作者并不知晓，本文着重的是对原理的理解，具体的详细结构应根据具体的应用场景设计。实际上本作者已经对以上的手机储存卡座、门扣开关、急停按键都进行了实物拆解，这样对帮助理解有很大的好处；同时为了让广大朋友更好地理解，特地花了不少时间收集动画素材甚至拍照视频，并且作图，虽然处理得不尽人意，但对于理解内容应该还是有帮助的。

最后，整篇文章从构思、收集资料、拆解、拍照、画图、码字，这一过程花了大量时间，所以每次更新并不是很频繁，请谅解，同时，也希望输出的内容是对大家有帮助的，而不是浪费大家的宝贵时间。在此，再次感谢大家一直以来的关注与支持！

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Mister Lee
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