CN1005203B - 对地面锚或有关地面锚的改进 - Google Patents

Abstract

一种地面锚，包括有一个可以嵌入定锚介质表面之下的，并带有一个嵌入轴的第一部分，一个带有加载装置的第二部分，和以可动连接方式连接着上述两部分的连接装置；通过连接装置可以将施加在第二部分上的载荷传递给第一部分，并使第二部可以相对于嵌入轴移动。

Description

对地面锚或有关地面锚的改进

本发明涉及的是地面锚。虽然发明主要提供的是易于拖救陷于困境的车辆的装置，但按照本发明构成的地面锚还可以应用于许多其他的场合，这一点可以根据下面的描述来理解。

本发明的目的之一是要提供一种地面锚，它至少可以为众共提供一种有用的精选装置。

本发明的地面锚包括有：一个可以嵌入定锚介质表面之下的，并带有一个嵌入轴的第一部分;一个带有加载的辅助装置的第二部分;和使第一部分和第二部分作可动连接的连接装置，这一连接装置可以将施加在第二部分上的载荷传递到第一部分，并使第二部分能够相对于嵌入轴位移

在本申请中，“定锚介质”一词意味着某种能够夹持住地面锚并使其保持不动的介质，例如地面。从下文的描述中可以了解到，按照本发明构成的地面锚的不同实施例可以被锚定在包括砂地，泥地，岩石等等多种介质中，即可以在多种地质条件下使用。

对于许多场合，由第二部分提供附助锚定实际上是可行的。为此，第二部分最好还包括有能用于穿入定锚介质表面的装置。为了增加该装置的锚定能力，应把该穿入点选在与第一部分锚定点隔开一段距离的位置上。

连接装置最好的结构，应能使通过操纵第二部分的方法把第一部分嵌入地面，而且该连接装置最对能使第二部分相对于第一部分作弧形运动。

对于典型的地面锚，它的第一部分包含有一个螺纹钻。一个地面锚的螺纹钻的精细结构取决于所遇到的锚定介质。

典型地面锚的第二部分包含有一个辅助锚眼，在要提供附助锚定的场合，第二部分最好还包含有一个或数个横向延伸的轴，当第一部分被锚入地面时，它们大体上处于与地面平行的状态。这种横向延伸轴并不仅仅能为锚的嵌入提供便利，还能为板状构件提供方便的装配点，当锚承受载荷时，这些板状构件将嵌入地面。

连接装置可以包括有一对轴，其中之一与第一部分相连接，另一个与第二部分相连接。这一对轴最好是用一个枢轴连接体连接在一起，从而使第一部分可以相对于第二部分作弧形运动。但是，不难理解，连接装置的精细结构也可以采用许多其它的形式。

对于熟悉本发明所属的技术领域内的技术人员，将会根据本发明很容易想出多种在结构上变化的各种不同的实施例和应用。在这里所公开和描述的内容是为了清楚地说明本发明，而不是对本发明作了任何意义上的限制。

下面将结合附图来说明本发明。

图1是按照本发明构成的一种地面锚的前视图。

图2是图1所示的同一地面锚的侧视图。

图3是按照本发明构成的一种适合作为帐蓬栓钉的结构简单的地面锚。

图4A、图4E是图1到图3所示的地面锚在使用过程中的工况示意图。

图5表明一个用本发明的地面锚固定的塔状结构。

图6表明一个适用于锚定图5所示的结构的地面锚的透视图。

图7A到图7C表明了把图6所示的地面锚嵌入地面的步骤。

图8又给出了按照本发明构成的另一种地面锚的实施例，这种地面锚特别适用于锚定海运船舶。

图9到图12给出的是在按照本发明构成的地面锚连接部分的不同形式的连接体。

图13给出的是一种将传统类型的海底锚与本发明的地面锚相结合的锚，这种锚适合于锚定近海石油钻井装置。

图14给出的是用在锚定船舶上的，图8所示类型的地面锚。

参考附图，特别是从图1和图2可见，地面锚20包含有一个第一部分22，它能够锚入定锚介质24（参见图4），并且锚定在介质表面26之下。第一部分还带有一嵌入轴28。地面锚20还包含有一个具有加载辅助装置32的第二部分30和将第一部分与第二部分相互连接起来的连接装置34。这一连接装置可以将通过加载辅助装置32施加载荷中的至少一部分传递到第一部分22，并使第二部分30可以相对于嵌入轴28移动。如下文所表明的那样，这个相对于轴28的移动最好是旋转移动或弧形移动。

按照本发明构成的地面锚最好还应包括有作为第二地面嵌入装置36的形式的附助锚定结构。第二地面嵌入装置36可以固定在第二部分30上，也可以直接成型在第二部分30上。当地面锚被使用时，第二地面嵌入装置36也将嵌入定锚介质表面26中。

连接装置34的结构最好是能通过操纵第二部分30，使第一部分22锚入定锚介质中。正如附图所示，第一部分22最好包含或带有一个地面嵌入螺纹钻40，为嵌入螺纹钻所需的操作是转动螺纹钻。按照地面锚的尺寸和定锚介质情况，可以采用人力或机械来完成这个转动。

除此以外，螺纹钻40的结构也还将取决于定锚介质和预计要施加在地面锚上的载荷的大小。螺纹钻的精细结构不是主要的，也不被认为是本发明的一部分。

按照上面的描述，第二部分30带有加载辅助装置32，以便在该装置上施加一个合适的载荷，装置32最好带有一个简单的锚眼。但显然其它各种形式的载荷连接装置均可以用来代替锚眼32。

最好在第二部分30上安装一个摇柄，如图所示，这个摇柄是由一个带有横向轴44的“T”型部件42提供的。当锚卸载时，轴44与第一部分22的嵌入轴28大体上是垂直配置的。显然，当操作轴44时，旋转可以容易地施加在螺纹钻40上。

轴44还能用来方便地固定第二地面嵌入组件36。在图示的结构中，组件36包括有一个用焊接或其它联接方法固定于套筒52上的板状构件50。套筒52的内表面与轴44的外表面形成滑动配合。一对快速拆装式销钉54穿过套筒52上的孔（未画出），并穿过相应的贯穿轴44的定位孔（未画出），从而使套筒52和板状构件，50能够销定在轴44的相应位置上。

由图1可以看出，板状构件50是一个简单的矩形体。板状构件50的尺寸和形状并不被认为是本发明的部分，而且，板构件50的尺寸和形状还将根据定锚介质和预计的工作载荷的不同而不同。不仅如此，不同的尺寸、形状的板状构件的组合体也可以安装在轴44上。

在图2中，当锚不加载时，板构件50与嵌入轴28大约成75°角。我们发现，这种定位结构对于大多数定锚介质是一种较好的折中方案。若锚的结构如图1和图2所示，对于非常软的地面或砂地，板构件50实际上应与轴28相垂直，对于较坚硬的定锚介质，例如粘土，板构件应与嵌入轴成大约45°角。

将第一部分22和第二部分30连接起来的连接装置34，在其结构上可以有多种变化，但必须要满足的条件是：它应该使第二部分30可以相对于嵌入轴28移动，这样可以在载荷施加在第二部分30上时，减少作用在第一部分22上的向外拔的载荷，从而减少了第一部分22在载荷作用下被拔下的可能性。

在图1和图2所示的实施例中，连接装置包括有一对基本上是刚性的延伸构件60和62，它们通过枢轴连接体64相互连接，延伸构件60和62除每一个都可能包括有一个或数个用连接体66互相连接着的部件68以外，最好还包括有简单的轴。

在图示的结构中，枢轴连接体64包含有一个简单的通用型万向连接体，它可以使转矩在延伸构件60和62之间传递，并允许这两个构件之间作宽范围的枢轴运动。在连接体64上可以设置一个简单的螺旋弹簧70，以便当地面锚未受载时，对延伸构件60和62施加偏置力使二者进入共轴状态，于是可以使螺纹钻40能方便地装在定锚介质24上，并能方便地取下。

现在来看图9到图12。其中所示的各种结构上有变化的连接体可以方便地替换上述的连接体64。图9给出了一种套筒式的连接体80。由图中可见，延伸构件82之一的一端装有插销连接体的带有凸起零件84，它嵌入在装配在另一个延伸构件86的邻近端的套筒连接体的凹进部分里（未画出）。一对彼此分离的板状构件88从延伸构件82的相对面上向上伸出，并在它们之间夹住构件86的端头部分。每一个板构件88的上边部分均具有一个延伸槽90，用将销子92穿过槽90并将其固定在延伸构件86上的方式来完成连接。用将构件86滑向构件82的方法将套筒连接，于是，施加到构件86上的转矩可以传递给构件82，反之亦然，这是不难理解的。在螺纹钻40的嵌入过程完成后，可以相对移动构件86和构件82，以便脱开套筒。这样在槽90的附近，构件86可以相对于构件82绕销92转动。

接下来参看图10，作为连接装置一部分的同轴构件92和94用简单的链条式连接件96和98互相嵌入。在使用中，它们确保能在构件92和94之间传递转矩，还允许在构件92、94之间有效地产生万向枢轴运动。当采用图1和图2所示的连接体时，可以在由连接环96、98形成的连接体的周围装配一个简单的螺旋弹簧（未画出），以使构件92、94在卸掉负载时能恢复到同轴状态。

在图11中，轴构件100和102是用一个具有相当刚性的螺旋弹簧104连接在一起的。这一弹簧具有足够的刚度，以便能在构件100、102之间传递转矩，还允许在这两个构件之间作万向枢轴运动。

在图12中，延伸构件106、108是用一截丝缆型材料110连接在一起的。钢丝缆110是某种可以在构件106、108之间传递转矩并允许它们作万向运动的钢丝缆。一种适用的钢丝缆是销售时的注册商标为DYPOM型的钢丝缆。为了同钢丝缆相固定，可以用构件106、108的端部压接或其它固定方式。

不难看出按照本发明构成的，如图1、3、6、8所示的各种不同形式的地面锚，无论什么形式的连接体，都应定位于载荷施加点和第一部分的保持力点之间。

图3给出了一个按照本发明构成的简单类型的地面锚。地面锚的第一部分包括有一个锥形的长钉114，地面锚的第二部分包括有一个用枢轴销钉115装在长钉114一端上的简单的钩子116＊长钉114还可以具有外圆槽117以提高锚定力。板件118是与钩子114是整体固定的，当载荷施加在钩子116上时，板件118将以枢轴为中心旋转使长钉穿入地面。

在图8中指出的更进一步的地面锚120的实施例中，装有一个具有第二嵌入装置的大体上呈园板形的构件122。板122固定于轴124上，后者通过一个万向接头型连接体128安装到轴126上。下面的轴126装配有一个地面嵌入螺纹钻130。加载锚眼132凸出在板构件122上方。

为了便于实完成螺纹钻130钻入地下的旋转板构件122还可以加工出抓手134。

上面描述过的各种地面锚，在使用时都会有各种变型。当本用具刚一成为一种可为车辆拖救提供方便的装置时，就被应用于包括车辆拖救、土木工程、岩石攀登、森林业、灌溉业等等在内的许多领域。的确，在一个物体需要相对锚定于另一个物体的任何场合，实际上都可以应用按照本发明构成的某种地面锚。

图4A、图4B给出了一种如图1、图2所给出的地面锚用于拖救一辆陷于险境的机动车辆140的示意图，在靠近该车头前沿处装备有绞盘142。

车辆的拖救工作进行如下：将地面锚20在与车140隔开一定距离的某一点上锚入地面，从而将第一部分22嵌入地下，并将枢轴连接体也嵌入地下，实际上，锚应嵌入地面而使操纵柄44刚好位于地表面上。若以车辆140为观察点，加载锚眼32应位于操纵杆44的后面。

一旦地面锚定位完成，一条由绞盘142上放下的缆绳144越过操纵杆44系在负荷载支撑锚眼32上随后操纵绞盘142，使地面锚上边部分开始绕枢轴64转动，一直到板构件50（如果装配有的话），嵌入地表面为止，参见图4B，只要该锚具有与这种载荷和定锚介质相适应的结构，则该锚在其后就能保持相当牢固的锚定状态，为需拖救的车辆提供锚定力。当车辆被拖引到坚硬的地面后，将缆绳144从锚眼32上拆下，然后操作操纵轴44，以便从地面下取出螺纹钻40。

当地面锚如图4B所示的结构时，有两个彼此相距一定距离的锚定点，显然，两个锚定点比一个锚定点所提供的机械利益要明显的高。而且，因为由绞盘施加的载荷并不正好沿着嵌入轴28或部件轴22的方向上施加的，所以有助于拉出螺纹钻40的力，实际上要比没有枢轴连接体64的情况下小得多。

为了利用板构件50有效地控制加到地面锚上的载荷，载荷必须沿着一个与板50相当小的角度方向来施加，这也是可以理解的。对于施加的载荷沿着很小的锐角方向施加的情况，使用按照本发明构成的地面锚的一些实施例也可以用来锚定物体，并已经获得成功。图5所示就是一个塔150用系在锚154上的支承缆锚定实例。

图6给出了另一种形式的地面锚154。这种锚包括有一个装配在第一轴158下端的螺纹钻156，第二轴通过枢轴连接体162与轴158同轴装配。第二轴上还带有向外凸起的手柄164。手柄164上带有狭槽166，在使用过程中，附助板168可以穿过它并被固定。

为了锚定塔150，作为第一步，将多个上述的锚154先固定在塔150周围一些点上，这些点分布在相隔一定距离的水平方向的地面上。如图7A所示的那样将锚嵌入定位点，枢轴连接体162也定位于地面170之下，而将辅助锚眼172和手柄构件164刚好定位在地表面上。然后将锚索152系在辅助载荷锚眼172上并拉紧，以使锚体的上部160绕连接体162转动，从而使手柄164抵住地面170，参见图7B。再将板168穿过手柄上的狭槽164如图7C所示，并用一种合适的工具将其固定在定位点上，最后拉紧锚索152将塔150固定在适当的位置上。

图13给出了按照本发明构成的一种地面锚的使用情景。这种锚可以与一个较为常用的海底锚相结合，以增大海底采油平台或与其类似的结构的水下锚定力。如图13所示，一个螺纹钻170被锚定在海底并用钢丝缆或其它连接体174固定一个较为常用的海底锚172。这一连接体允许锚172相对于螺纹钻170有些移动。锚172可以采用DANFORTH型的锚。锚172用缆绳178连接在结构件176上，并拉紧缆绳。因为锚172自身是用螺纹钻170锚住的所以当拉紧时锚172就能更有效地拉住海底180

图14表明，一种由图8所示的地面锚120用于锚定一条漂浮在水面184上的船舶182。用人工操纵上部的板构件122的方法将锚120旋进海床186中当船舶通过缆绳182施加载荷时，板122的一部分边缘被拉进海床186的表面。只要连接件128是万向型连接体，则无论船舶182的位置在哪儿，板122的一部分边缘都将被拉入海床

显然，本发明提供了一种相当简单而又相当有效的锚，这归功于各个构件间的那种独特的装配，即使定锚介质是相当不稳固的，也可以获得有效的锚定。用改变各个零件的尺寸和精细结构的方法，可以将许多不同类型的物体锚定在适当的位置上。

Claims (11)

1、一种锚，它包括有一个可以嵌入定锚个质表面之下的，并带有一个嵌入轴线的第一部分，一个带有加载装置的第二部分，和以可动连接方式连接着上述两部分的连接装置;通过连接装置可以将施加在第二部分上的载荷传递给第一部分，并使第二部分可以相对于嵌入轴线移动，其特征在于还包括有地面嵌入装置，在使用时可穿入定锚介质表面。

2、如权利要求1所述的锚，其特征在于该第一部分带有一个螺纹钻。

3、如权利要求2所述的锚，其特征在于连接装置包括有一对通过连接体互相连接着的延伸构件，所述的连接体的结构和装配应允许一个延伸构件相对于另一个构件作弧形运动。

4、如权利要求3所述的锚，其特征在于连接体的结构还应满足下述要求，即通过它可以在所述的两个延伸构件之间传递转矩。

5、如权利要求3或4所述的锚，其特征在于所述的连接体包含有一个通用型万向连接体。

6、如权利要求3或4所述的锚，其特征在于所述的连接体包含有一个滑动套筒式连接体，所述的延伸构件之一带有套筒凸出部分而另一个延伸构件带有相应的套筒凹进部分，连接体还带有连接这两个延伸构件的连接装置，当所述的凸出部分、凹进部分未连接在一起时，这一连接装置允许这两个延伸构件绕枢轴运动。

7、如权利要求3或4所述的锚，其特征在于所述的延伸构件是用一对相互连接着的链状连接器连接在一起的，当对构件之一施加转矩时，连接器起键联作用将转矩传递到另一个构件。

8、如权利要求3或4所述的锚，其特征在于所述的延伸构件是用一螺旋弹簧连接在一起的。

9、如权利要求3或4所述的锚，其中所述的延伸构件是用一截钢丝缆型材料连接在一起的，钢缆可以将扭矩从一延伸构件传递到另一构件上，并允许两构件之间绕枢轴运动。

10、如权利要求1-4中任一项所述的锚，其特征在于该地面嵌入装置包括有一个或数个板构件，当锚卸载时，板构件与所述的嵌入轴成某一角度。

11、一种如权利要求10所述的锚，其特征在于所述的第二部分还包括有一个轴构件，它基本上与所述嵌入轴线相垂直，所述的板构件固定在这一轴构件上。

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