CN102518626B - 自锁装置及其锁紧和解锁装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有连续锁定位置的自锁装置，包括：基座，其内壁具有第一和第四摩擦接触面；自锁部件，其具有第二和第三摩擦接触面，且设置成其至少一部分位于基座内部，使得第二摩擦接触面与第一摩擦接触面面对，第三摩擦接触面与第四摩擦接触面面对；及第一和第二锁块，第一锁块设置在第一和第二摩擦接触面之间并与第一和第二摩擦接触面接触，第二锁块设置在第三和第四摩擦接触面之间并与第三和第四摩擦接触面接触，其中，第一和第二锁块被构造成使得自锁部件在外力作用下能够相对于自锁基座沿第一方向运动，而在与第一方向相反的第二方向上被锁定保持不动，从而使得自锁部件能够被锁定在任意连续锁定位置。

Description

自锁装置及其锁紧和解锁装置

本申请要求如下中国专利申请的优先权：在2011年1月6日提交的、申请号为201120017252.7、发明名称为"机动车辆用的辅助轮胎的快速安装与拆卸系统"的申请；在2011年1月6日提交的、申请号为201120017247.6、发明名称为"快速安装与拆卸锁定装置及其加力工具"的申请，这些申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种自锁装置及其锁紧和解锁装置。

背景技术

在现有技术中，紧固装置通常是通过螺丝紧固、卡、销等紧固方式实施锁紧，紧固对象的相对位置就已经固定，如果紧固对象的固定位置不恰当则需要将紧固装置重新开启并在调整紧固对象的位置后重新进行固定，这样的操作方式比较费时，而且比较费力。例如，在建筑领域中常见的脚手架的连接装置中，通常使用扣件来连接管子（例如金属管）。这些扣件通常通过螺丝紧固的方式来扣紧管子。这些方式非常费时费力，效率低。

为了解决这个问题，在现有技术中还提供可自锁的紧固装置，该可自锁的紧固装置使用棘轮棘爪、锁齿等，这些可自锁的紧固装置均存在以下缺陷：其一，这些紧固装置均只能实现有级的自锁，无法实现无级自锁；其二，这些紧固装置在锁紧时存在回程。这两个缺陷均影响了紧固装置锁定的效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自锁装置，特别是、但不限于用于建筑领域的扣件，以及用于该自锁装置的锁紧和解锁装置，以至少解决上述问题。通过本发明的自锁装置，可以快速锁定待紧固的物体，并且紧固的锁定效果良好，使用方便。例如，对于扣件，可以在几秒时间内实现锁紧，并且能够在瞬间解锁，使用极其方便。

根据本发明的一个方面，提供一种具有连续锁定位置的自锁装置，包括：具有空腔的基座，该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面；自锁部件，其内壁具有第二摩擦接触面，所述自锁部件设置成其至少一部分位于所述空腔内，使得所述第二摩擦接触面面向所述第一摩擦接触面；第一锁块，所述第一锁块设置在所述基座的第一摩擦接触面和所述自锁部件的第二摩擦接触面之间并与所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面接触；其中，所述第一锁块被构造成使得所述自锁部件相对于所述基座沿第一方向可活动，而在与所述第一方向相反的第二方向上被锁止（即，被锁定保持不动），从而使得所述自锁部件能够被锁定在任意所述连续锁定位置。

根据本发明的另一方面，提供一种具有连续锁定位置的自锁装置，包括：具有空腔的基座，该空腔的侧壁具有第一摩擦接触面和第四摩擦接触面；自锁部件，其具有第二摩擦接触面和第三摩擦接触面，所述自锁部件设置成其至少部分可伸入所述空腔内，使得所述第二摩擦接触面面向所述第一摩擦接触面，所述第三摩擦接触面面向所述第四摩擦接触面；以及第一锁块和第二锁块，所述第一锁块设置在所述基座的第一摩擦接触面和所述自锁部件的第二摩擦接触面之间并与所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面接触，第二锁块设置在所述自锁部件的第三摩擦接触面和所述基座的第四摩擦接触面之间并与所述第三摩擦接触面和所述第四摩擦接触面接触，其中，所述第一锁块和所述第二锁块被构造成使得所述自锁部件相对于所述基座沿第一方向可活动，而在与所述第一方向相反的第二方向上被锁止，从而使得所述自锁部件能够被锁定在任意所述连续锁定位置。该自锁装置中使用了四个摩擦接触面和两个锁块，相对于只有一个锁块和两个摩擦接触面的实施方式而言，可以使锁定效果更好。

根据本发明的再一方面，提供一种用于锁紧和解锁前述自锁装置的工具，通过所述工具对所述自锁装置施加作用力，从而可以使得所述自锁装置锁紧和解锁。

该工具为长条形，其一端为开启端，用于开启自锁装置；而另一端为锁止端，用于锁止自锁装置；其中，在开启端并排设有两个弯钩，用于勾住所述基座上的固定部分以使所述工具关于该固定部分旋转；在这两个弯钩之间设有两个凸起，用于在旋转时下压锁块；该锁止端具有凹口。

或者，该工具为长条形，两端各具有一对爪，其中一对爪之间的间隔不同于另一对爪之间的间隔。

或者，该工具为长条形，其一端具有两对弧形爪，这两对弧形爪两两相对，构成带缺口的大致圆形，其中一对弧形爪之间的间隔不同于另一对弧形爪之间的间隔。

通过本发明锁定装置的锁块和接触面可以实现自锁的目的，该锁定装置是无级自锁装置，因此相对于现有技术中有级锁定的优势之一在于达到了无级的连续锁定位置的锁定效果，并且开启便利，操作简单，显著提高了效率。例如，可以以比现有技术短得多的时间锁紧和解锁扣件，从而方便安装脚手架。而且，本发明的自锁装置稳定性好，可以承受大负荷和动负荷。

另外，在现有技术中，通过螺丝连接的扣件要求用于螺丝连接的各部件中的螺丝孔彼此精确对准，以利于螺丝连接，这对扣件的各部件之间的尺寸精度要求较高，从而对加工工艺要求高，加工成本也随之增加。而在本发明中，由于采用自锁部件实现例如扣件的各部件之间的紧固，不存在上述高精度要求，因此易于加工，加工成本也较低。

本发明的自锁装置噪音极低。

为了使锁块锁定的效果更好，该自锁装置还可以包括保持部件，该保持部件可以包括与锁块数量一样的压缩弹簧，该压缩弹簧向锁块施加一作用力，在锁块的锁定位置，该作用力保证各锁块与两个摩擦接触面相接触。

本发明的自锁装置具有无级自锁和/或紧固的特点，即在任意位置都可以锁定和/或紧固，使锁定和/或紧固的程度更加精确，而且可以在比拧螺丝短得多的时间内锁紧和解锁。

该自锁装置与棘轮棘爪、锁齿相比没有回程间隙。可以对被锁定对象运动过程的任意一个位置进行锁定和/或紧固而没有的回程间隙，从而保证了对被锁定和/或紧固对象的精确锁定和/或紧固。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1A是根据本发明的自锁装置第一实施例的原理图；

图1B是根据本发明的自锁装置第一实施例的原理所涉及的作用力三角形示意图；

图1C是根据本发明的自锁装置第二、三实施例的结构图；

图1D是根据本发明的自锁装置第二、三实施例的原理图；

图2A和2B分别是根据本发明的自锁装置第二实施例的主视图和A-A面剖视图；

图2C是根据本发明的自锁装置第二实施例的B-B面剖视图；

图2D是根据本发明的自锁装置第二实施例的C-C面剖视图；

图3A和3B分别是根据本发明的自锁装置第三实施例的主视图和A-A面剖视图；

图3C是根据本发明的自锁装置第三实施例的B-B面剖视图；

图3D是根据本发明的自锁装置第三实施例的C-C面剖视图；

图4是根据本发明的自锁装置第三实施例的变型锁块的B-B面剖视图；

图5A是根据本发明自锁装置第二实施例的紧固件（扣件）的主视图；

图5B是根据本发明自锁装置第二实施例的扣件的A-A面剖视图；

图5C是根据本发明自锁装置第二实施例的扣件的B-B面剖视图；

图6A是根据本发明实施例的自锁装置扣件的一种变型的主视图；

图6B是根据本发明实施例的自锁装置扣件的一种变型的俯视立体图；

图6C是根据本发明实施例的自锁装置扣件的一种变型的仰视立体图；

图6D是根据本发明实施例的自锁装置扣件的一种变型的A-A面剖视图；

图6E是根据本发明实施例的自锁装置扣件的一种变型的B-B面剖视图；

图6F是根据本发明实施例的自锁装置扣件的一种变型的C-C面剖视图。

图7是根据本发明自锁装置第三实施例的完整旋转扣件的剖视图；

图8是根据本发明自锁装置第三实施例的完整直角扣件的立体图；

图9A是根据本发明自锁装置第二实施例的钳式紧固件的主视图；

图9B是根据本发明自锁装置第二实施例的钳式紧固件的A-A面剖视图；

图9C是根据本发明自锁装置第二实施例的钳式紧固件的B-B面剖视图；

图10是根据本发明自锁装置第二实施例卡式紧固件的剖视图；

图11A、11B和11C是根据本发明专用工具的视图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图对示例性优选实施例进行说明。

下面描述自锁装置第一实施例。

根据本发明第一实施例的自锁装置包括具有空腔的基座1，一个自锁部件2，一个锁块3（即第一锁块），该锁块3例如可以是球形、椭圆形等等，优选还包括一个保持部件，保持部件可以包括弹簧和弹簧座（例如可以是基座的一部分）组成。基座1的空腔的侧壁包括两个摩擦接触面（即，锁面）W、M。

第一实施例的自锁装置基本构造和工作原理是：两个摩擦接触面成一定的角度α，锁块夹在两个锁面之间。锁块上有一弹簧。弹簧有一个向α角顶点方向施加的预紧力。通过这个弹性预紧力的作用以及锁块与两个锁面接触面的配合，可以实现对自锁部件的自锁。当对锁块施加与弹簧弹力相反方向的力，锁块不能压紧两个锁面，就解除了对锁块的锁定，也就解锁了自锁部件。只要锁块不自动松脱，就能锁定自锁部件。当需要解锁自锁部件时，需要对锁块施加力。

自锁装置的第一实施例的自锁理论依据如下：

根据自锁的原理，如图1A所示，第一摩擦接触面W对锁块3产生的作用力为R13，第二摩擦接触面M对锁块3产生的作用力为R23，弹簧对锁块的支持力为P，P与第一摩擦接触面夹角为β，α为第一摩擦接触面W和第二摩擦接触面M之间的夹角，

为锁块相对于第一摩擦接触面W的摩擦角，

为锁块相对于第二摩擦接触面M的摩擦角，其中，摩擦角

与摩擦系数μ₁、μ₂的关系是

在图中，Y₁和Y₂表示摩擦接触面的法线。

需要注意，根据实际情况，锁块3与第一摩擦接触面W和第二摩擦接触面M的摩擦系数可以相同，也可以不同。自锁装置的每一部件可根据需要而采用不同的材料（例如金属、塑料、陶瓷等等）制成，各个部件之间的材料也可以不同，甚至每个部件本身也可由不同材料制成。

以下结合图1B，根据反行程时产生阻力小于或等于零的条件来确定自锁条件。

整理得：

若锁块不自动松脱，则应使P≤0，由于

所以

即得自锁条件为

角度α小于或等于锁块3相对于第一摩擦接触面W的摩擦角

和锁块3相对于第二摩擦接触面M的摩擦角

之和，即

以便自锁部件能够相对于基座在第一方向F1上在外力作用下可活动，而在与第一方向相反的第二方向F2上被锁定保持不动。从而使得自锁部件能够被锁定在连续锁定位置的任意一个。

在采用钢制造的情况下，例如钢与钢的摩擦系数约为0.15，其摩擦角因此，角度α应小于约17°。但是自锁装置可以采用任意材料，各个部件也可以采用不同的材料。

通过上述的自锁装置第一实施例原理可以在所需装置上设置若干个自锁装置第一实施例，优选可以对称设置两个。

图1C、1D示出本优选实施例自锁装置第二、三实施例的结构和原理。

自锁装置第二、三实施例包括四个摩擦接触面11W、12M、12W、11M，两个锁块（第一锁块和第二锁块）13、13a，保持部件（可以包括两个弹簧）。

P与第二摩擦接触面12M夹角为β，第一摩擦接触面11W与第二摩擦接触面12M的夹角

第三摩擦接触面12W与第四摩擦接触面11M的夹角满足

为第二锁块相对于第三摩擦接触面的摩擦角，

为第二锁块相对于第四摩擦接触面的摩擦角。假定第二、第三摩擦接触面12M、12W之间的夹角为γ，那么第一摩擦接触面11W与第四摩擦接触面11M的夹角满足

以便自锁部件能够在很小的外力作用下在第一方向移动而在与第一方向相反的第二方向F2上被锁保持不动。通过上述的原理，就可以设计上述夹角，在锁块的作用下，自锁部件可以被锁定在连续的任意锁定位置。

图2A-2D示出的是自锁装置第二实施例的优选示例的结构示意图，自锁装置第二实施例包括自锁基座21、自锁部件22、保持部件（包括弹簧24）、两个锁块23、23a。也可优选设置弹簧座25、销26、螺母27、固定弹簧座螺丝28。

自锁基座21可兼有固定其他部件功能和/或固定自身功能。自锁部件22通过销26铰接在自锁基座21上。同时自锁基座21内壁中还设有两个锁面21W、21M（相当于图1C、1D中的第一和第四摩擦接触面11W、11M）和弹簧座24（弹簧座可以是自锁基座的一部分）。自锁基座21通过螺丝孔21C与夹具或其它固定物固定。当然，自锁基座21也可与夹具一体形成。

自锁部件22包括两侧锁面22M、22W（相当于图1C、1D中的第二和第三摩擦接触面12M，12W）。自锁部件两侧的锁面22M、22W可以是平面形状，也可以是以自锁部件22中心孔22E为圆心的环状（在图2C中B-B剖面上的形状），也可以是其他使锁块23能钳在两个面中间滚动或滑动的形状。优选地，锁面21W与22M的剖面形状和锁面22W与21M的剖面形状与锁块23外形大致互补，以增大锁块23与锁面的接触面。自锁基座21中的两个锁面21W、21M设计成使得自锁角α（即，与锁块接触的两个摩擦接触面所成的夹角）的顶点大致指向第一方向F1，自锁部件22两侧锁面22W、22M之间的角度为γ，且锁面21W与锁面21M之间的夹角满足就实现了对自锁部件的自锁，所以自锁部件22沿F1方向可转动，而不能沿相反方向F2运动。只有对锁块施加外力使其与相邻的摩擦接触面之一或二者不接触，才能使得自锁部件沿相反方向F2运动，从而对自锁部件解锁。自锁部件22两侧锁面具有开启位沟22B，使自锁部件22在使用前经常处于开启位，提高安装效率。

如图5A-5C所示，在第二实施例的自锁装置上设置扣环20，扣环20与下夹架连接在一起和/或可分离的铰接在一起，扣环20是下夹架与上夹架紧固物体的锁颌部件，是用于扣接自锁部件从而实现锁紧的部件，扣环20形状多种多样，有口字形、上T下口字形等等，以满足下夹架与上夹架紧固物体的要求为目的。

上夹架和下夹架是用于紧固被紧固物体的主体，上夹架与下夹架通过销连接在一起，加上扣环20紧固物体，上夹架与下夹架可以一体形成，通过扣环20紧固物体。

例如，自锁装置第二实施例可包括自锁基座21、自锁部件22、两个锁块23、23a、两个弹簧24、弹簧座25、销26、扣环20、螺母27、固定弹簧座螺丝28。

自锁部件22具有第二摩擦接触面22M、第三摩擦接触面22W、工具头22C、自锁部件的扣环处22D。

自锁基座21具有第一摩擦接触面21W、第四摩擦接触面21M。

在自锁部件的扣环处22D上加上扣环20，扣环20将要紧固的物体紧固。

销26在螺母27紧固作用下增加了自锁装置第二实施例的固定力。

销26两个外端的螺母27可以是工具开启的撬点。

图3A-3C示出的是自锁装置的优选的实施例三的结构示意图，该自锁装置实施例三是上述自锁装置实施例二的一种变型，原理与实施例二相同。自锁装置实施例三包括基座31，自锁部件32，两个锁块33、33a和锁块套（其用作紧固和开启部件，下文具体描述）36，也可优选地包括保持部件（包括弹簧组34）。也可以优选设置有弹簧座35，其可以是自锁基座的一部分。总体而言，自锁装置实施例三与上述自锁装置实施例二的区别在于，自锁装置实施例三采用了不同形式的自锁部件32，并增加了锁块套36，但是具有相同的自锁原理。

自锁部件32具有摩擦接触面32M、32W（相当于图1C、1D中的第二和第三摩擦接触面12M，12W）。优选可以设置锁固工具撬面35A，是在锁固自锁装置实施例三时工具与锁块套36锁固工具的撬面对称的撬面或撬点36B。

自锁部件可以优选设有帽或头32C，相当于螺栓的帽或丁字丝头。

自锁部件32与自锁部件22功能相同。

两个锁块33、33a（相当于图1C、1D中的锁块13、13a，）可以是梯形，也可以是球形，也可以是其他形状。

弹簧34（弹簧施加的弹力相当于图1C、1D中的作用力P）可以是弹簧片有多个压点也可以是几个弹簧组成，它可以对锁块套36施加压力，锁块套36对两个锁块33、33a施加压力或\和弹簧34和锁块套36共同施加压力（弹簧施加的弹力相当于图1C、1D中的作用力P）。

弹簧座35是顶压弹簧34和确保锁块套36在自锁部件32内基本垂直移动，同时防止杂物进入自锁装置内。自锁基座扣连处35A与自锁基座31是扣式连接方式或采取其它连接方式。

锁块套36可以起限制锁块33、33a无规则的滚动和当自锁部件32抽走时锁块33、33a掉出的作用，在锁块套36与锁块33、33a之间可以设置锁块卡套，防止当自锁部件32抽出锁块套36时，锁块33、33a的脱落。优选地，锁块套36的一端设有凸缘，锁固撬面32A与锁块套36上的锁固支面36A通过撬动使自锁装置实施例三锁紧，当撬起锁固支面32A同时压下锁固撬面36A，锁固撬面36A下压锁块33、33a，使自锁装置实施例三一点回程间隙也没有，将材料的变形量全部吸收。开启撬面36B与开启支面35B通过工具撬动使锁块套36带动锁块脱离相应的摩擦接触面，使得自锁装置实施例三开启，即解锁。这里利用了杠杆原理。

开启回勾36E的功能是在开启状态时，使开启回勾36E一直停留在开启位置。具体操作是当工具7B、7C撬动锁块套36工具开启撬面（或撬点）36B时，工具开启撬面（或撬点）36B远离自锁基座31和弹簧座35时，开启回勾36E升到自锁基座31和弹簧座35外端时，弹簧34A推动锁块套36向有开启回勾36E端倾斜，开启回勾36E卡在自锁基座31和弹簧座35的开启支面35B上，使自锁装置实施例三一直处于开启状态。将开启回勾36E复位，自锁装置正常工作。

自锁基座31中的内壁包括两个锁面31W、31M（相当于图1C、1D中的第一、第四摩擦接触面11W、11M），自锁基座31可以设固定座，固定座的作用是与所紧固的物体铰接固定或其它固定；自锁基座31也可用螺丝与所紧固的物体固定在一起；自锁基座31也可以与所紧固的物体为一体；自锁装置实施例三是一个独立的紧固件；弹簧组34被弹簧座35固定在自锁基座31内。

自锁部件两侧的锁面32M、32W与自锁基座31中的两个锁面31W、31M之相对应，以使锁块33、33a能钳在两个面中间滚动。优选地，锁面31W与32M的剖面形状和31M与32W的剖面形状与锁块33、33a外形一致，以增大锁块33、33a与锁面的接触面。自锁基座31中的两个锁面31W、31M设计使得自锁角α顶点在F1方向，自锁部件32两侧锁面32M、32W之间的角度为γ，且锁面31W与锁面31M之间的夹角

实现了对自锁部件的自锁，所以自锁部件32在外力作用下只能向F1向运动，而在相反方向F2被锁定。

优选地，在自锁部件22和自锁部件32的两侧，设置对称结构，即α=α′。

图4示出的是自锁装置的一种锁块，锁块33'、33a'与自锁部件32和自锁基座31的接触是面接触增加摩擦接触面积。这种锁块33'、33a'可以减少自锁部件32和自锁基座31的摩擦接触面的变形量。

锁块33'的第一摩擦接触面33W垂直角度与第一摩擦接触面31W垂直角度一致并接触，第二摩擦接触面33’M垂直角度与第二摩擦接触面32M垂直角度一致并接触；锁块33a'第三摩擦接触面33a'W垂直角度与第三摩擦接触面32W垂直角度一致并接触，第四摩擦接触面33a'M垂直角度与第四摩擦接触面31M垂直角度一致并接触。本优选实施例中的锁块23、33采用球形。

锁块23、33的横截面形状可以是多种多样的，例如圆形、三角形、梯形、菱形、不规则形等等。

本发明的自锁装置的所有第一至第四摩擦接触面的摩擦接触面形状与配套的锁块外形或摩擦接触面形状配合，以实现最大的锁定面积。

图6A-6F示出的是自锁装置扣件的一种变型的结构示意图，自锁装置扣件包括自锁基座31，自锁部件32，两个锁块33、33a，弹簧34，弹簧座35，锁块套36，销38，下座（或被锁定物体）39。

自锁部件32的功能是连接被锁定物体的关键部件，自锁部件32上端与自锁基座31形成自锁装置，下端丁字丝头32C（或形状是螺栓帽）夹住被锁物体形成锁定或紧固。

自锁部件32上第二和第三摩擦接触面32M、32W相当于图1C、1D中的第二和第三摩擦接触面12M、12W。摩擦接触面的形状与锁块形状匹配，以增加摩擦面积；自锁部件32上开启沟32B是在开启状态时的锁块33停留的沟，是确保自锁部件32不在震动时自锁。与22B的作用一致；自锁部件32上紧固撬面32A与锁块套36上锁固撬面36A的撬动，使自锁装置锁定。开启沟32B也是紧固撬处。

两个锁块33、33a相当于图1C、1D中的锁块13和锁块13a；

锁块套36是开启和紧固的关键部件，它有两个锁块滑动通道；它的紧固撬面36A与紧固支面32A在工具7B、7C的撬动下，锁块套36下压两个锁块33、33a，两个锁块33、33a分别紧紧地卡在第一二摩擦接触面31W、32M之间和第三四摩擦接触面31M、32W之间，使自锁装置的紧固像螺丝紧固件一样牢固；锁块套36的开启支面36B与弹簧座35上开启撬面35B在工具的撬动下，使锁块套36带动两个锁块33、33a向弹簧座35端提升，两个锁块33、33a松开自锁部件32的第二和第三摩擦接触面32M、32W，使自锁部件32可以向下移动，也就是说可以向F2、F1任意方向自由移动。开启撬孔36D与开启支面36B作用一致，只是所用工具不同。手动开启头36C与开启撬处39A在工具的撬动下实现锁装置开启。手动开启头36C也是手动开启装置，为便于装卸，同时还是弹簧34的压点；手动开启头36C只用于扣件类的紧固装置，其他类的紧固装置锁块套36是不允许超过自锁基座31的下端。

自锁基座31是自锁装置的重要部件，它的第一和第四摩擦接触面31W、31M相当于图1C、1D中的第一和第四摩擦接触面11W、11M。自锁基座31与弹簧座35通过扣接或其他方式连接。自锁基座31可以和扣件上盖制成一体。

弹簧34是压锁块套36。锁块套36压两个锁块33、33a。弹簧34还可以设置在自锁基座31内，由弹簧座35压住弹簧34直接作用两个锁块33、33a和锁块套36，弹簧34的弹力相当于图1C、1D中的P。

弹簧座35是压弹簧34和确保锁块套36在自锁部件32内基本垂直移动，同时防止杂物进入自锁装置内。弹簧座扣连处35A与自锁基座31是扣式连接方式或采取其它连接方式。

销38是夹具铰接部件。本发明扣件的上盖与下座39可以采用扣连或其它连接方式。上盖和下座39也可以是一体的。

下座（和被锁定物体）39是夹具的一端，在扣件上是下座或多个被锁定物体。

本发明的自锁装置可以单独使用，也可以多个组合使用。

本发明的自锁装置也可以适用于有压力的桶状和/或各种形状需要密闭的装置。也可以适用于没有压力的各种需要连接或需要锁定或需要紧固的各种装置上。

作为例子，自锁装置第二实施例的优选示例在图5A-5C中示出。本文的自锁装置可以用作扣件，因此以扣件举例说明。但本发明的自锁装置可以不限于扣件，可以用于各种场合。

图5A、5B、5C、示出自锁装置第二实施例（扣件）的实例图。该自锁装置可以包括自锁基座21（是自锁基座21与扣件的上盖的结合体起上夹架作用）、自锁部件22、两个锁块（23、23a）、两个弹簧24、自锁部件扭簧24A、扣环扭簧24B、弹簧座25、销26、26A、螺母27、下夹架29、扣环20、摩擦垫201。

自锁基座21上具有：第一摩擦接触面21W、第四摩擦接触面21M（相当于图1C、1D中的第一第四摩擦接触面11W、11M）。

下夹架29具有：下夹架的扣环连接处29A、下夹架与上盖交接孔29B、固定摩擦垫处29C、另一个下夹架连接部29D、扣环挡柱29E。

在该扣件中，扣件结构与传统扣件结构大致相同，只是将传统的扣件上盖与自锁装置第二实施例结合为一体。扣环20在扣环扭簧24B作用下与下夹架的扣环处39A铰接地连接在一起或以其他形式连接在一起。自锁基座21与下夹架29通过销26A铰接在一起或扣接在一起。自锁部件的扣环连接处22D与扣环20的关系是挂接关系。

弹簧座25与自锁基座21的固定可以是螺丝固定，也可以是弹簧座25A处通过冲压将自身变形起到固定作用或扣接。弹簧座也可以是基座或者上夹架的一部分，即顶部或者底部。

优选地设置摩擦垫201，其作用是紧固扣件时起到增加扣件与被扣物体（如钢管等）之间的摩擦力，从而增加扣件锁扣的稳定性，同时还起到弹簧作用增加扣件的紧固性。

自锁部件扭簧24A的作用是在解锁时，自锁部件扭簧24A将自锁部件的扣环处22D扭到开启位置。使扣环可以自由地脱离自锁部件22。

扣环扭簧24B的作用：一是在扣环20可以旋转的情况下，将扣环20固定在下夹架29上；二是扣环扭簧24B将扣环20紧紧地扭贴在扣环挡柱29上。

下夹架29下夹架连接部29D与另一半扣件铰接在一起；如果是直角扣件时，下夹架29下夹架连接部29D与另一半扣件是一体的；如果是连接扣件，下夹架连接部29D是不存在的。

需要说明的是，该自锁装置可以包括扭簧24A和第二扭簧24B中的一个，也可以两个均包括。

图7、图8示出自锁装置实施例三（扣件）的优选实例图。包括自锁装置及扣碗49，合成扣碗59，连接销38。这里注意，上述自锁装置第二实施例的扣件的特征可以与这里实施例三的扣件的特征任意组合。例如，实施例三的扣件也可以具有上夹架和下夹架，这里省略对其的描述。

扣碗49是一个整体（是传统扣件的上盖与对接座制成一体），也可以是分开的像传统扣件一样由上盖和对接座组成。

直角扣件是一个合成扣碗59与两个自锁装置组成。

合成扣碗59可以是一个整体，也可以是分开的与传统扣件一样由上盖和对接座组成。

如图9A、9B、9C示出具有自锁装置第二实施例的变型（钳式紧固件）的实例图，包括自锁基座21（是自锁基座21与上夹架的结合体）、自锁部件22、两个锁块(23、23a)、两个弹簧(24、24A)、弹簧座25、螺母27、下夹架29、扣环20、销(26、26A)。

自锁基座21有上锁口21A。

下夹架29上设有下锁口29F。

上锁口21A与下锁口29F的咬合位可以紧固多种多样物体。根据被紧固物体的固定面形状调整上锁口21A与下锁口29F的固定面即可。

弹簧24A是在开启时将自锁基座21与下夹架29推开。

该钳式紧固件与上面描述的扣件结构原理大致相同。

该钳式紧固件自锁原理与图1A-2D自锁原理是一致的。

该钳式紧固件可以单个使用，也可多个组合使用。

图10示出的卡式紧固件包括自锁基座21（是自锁基座21与上夹架的结合体）、自锁部件22、两个锁块（23、23a）、两个弹簧24、弹簧座25、螺母27、销28、下夹架29、扣环20。

自锁基座21设有：上夹架第一锁处21G、上夹架第二锁处21H。

下夹架29设有：下夹架第一锁处29G、下夹架第二锁处29H。下夹架29可以有一个锁处；也可以是没有下夹架29，扣环20直接起到下夹架29作用。

可以使用一至多个优选四个自锁装置第一实施例。

多个第一摩擦接触面W设置在需要紧固的两个物体的一个物体上，与之对应多个第二摩擦M设置在需要紧固的两个物体的另一个物体上，在任意一个物体上设置锁块滑道，使两个物体分开时锁块不会脱落，压锁块弹簧同样设置在与锁块滑道同一个物体上。

如图11A所示专用工具7A，可以配合自锁装置第二实施例使用。本自锁装置第二实施例的开启和锁定要由专用工具7A来实现，专用工具7A一端为开启端72，一端为锁定端74。开启时使用专用工具开启端72，使专用工具开启端72的两个钩78分别钩在螺丝27两端，作为撬点；然后专用工具7的两个压点76压在自锁装置第二实施例的锁块(包括第二实施例所有形式锁块)上，向锁紧方向转动专用工具7A，专用工具7A上的两个压点76压动锁块离开锁定位置，解除对自锁部件22的锁定。锁定时使用专用工具7A的锁定端74，将专用工具7A的锁定端74与自锁部件22上自锁部件工具头(包括第二实施例所有形式工具头)配合，向锁定方向转动专用工具7A，可以使自锁装置第二实施例处于任意锁定位置。

如图11B、11C所示专用工具7B、7C，是与配合自锁装置第三实施例使用的。本自锁装置第三实施例的开启和锁定要由专用工具7B、7C来实现。

专用工具7B、7C两个锁固撬点71和两个锁固撬面32A接触与两个锁固支点73和两个锁固撬面36A接触,撬动专用工具7B、7C，实现自锁装置实施例三的锁固。

专用工具7B、7C两个开启撬点75和两个开启撬面36B接触与两个开启支点77和两个开启撬面35B接触,撬动专用工具7B、7C，实现自锁装置实施例三的开启。

专用工具7B、7C是多种多样，只要能满足或起到下压锁块套36抬升自锁部件32和抬升锁块套36让自锁基座31下行的作用都可以作为专用工具7B、7C。

专用工具7A、7B、7C也可以根据自锁装置第二实施例和自锁装置实施例三的大小改装成液压或气压装置的专用工具7A、7B、7C，使用液压或气压的力实施开启和锁定，专用工具7A、7B、7C可以与自锁基座(包括所有自锁基座)组合成一体。

为了方便，表1列出本发明的各部件的附图标记对应关系。

表1

名称	附图标记
		第一摩擦接触面	W、11W、21W、31W
第二摩擦接触面	M、12M、22M、32M
		第三摩擦接触面	12W、22W、32W
第四摩擦接触面	11M、21M、31M
		自锁基座	1、11、21、31
自锁部件	2、12、22、32
		锁块1	3、13、23、33、33’
锁块2	3a、13a、23a、33a、33a’
		弹簧	24、24A、34、34A
弹簧座	25、35
		销	26、26A、38
螺母	27
		固定弹簧座螺丝	28
下夹架	29、39
		扣环	20
螺丝孔	21C
		上锁口	21A
上夹架第一锁处	21G
		上夹架第二锁处	21H
中心孔	22E
		锁面开启位沟	22B、32B、
工具头	22C
		扣环处	22D
扣环连接处	29A
		上盖交接孔	29B

固定摩擦垫处	29C
		另一个下夹架连接部	29D
扣环挡柱	29E
		下锁口。	29F
下夹架第一锁处	29G
		下夹架第二锁处	29H
工具锁固撬面	32A
		帽(或丁字丝头)	32C
锁块1的第一摩擦接触面	33’W
		锁块1的第二摩擦接触面	33’M
锁块2的第三摩擦接触面	33a’W
		锁块2的第四摩擦接触面	33a’M
与自锁基座扣连处	35A
		开启支面	35B
锁块套	36
		工具固定支面（或撬点）	36A、
工具开启撬面（或撬点）	36B
		手动开启头	36C
开启撬孔	36D
		开启回勾	36E
下座	39
		工具开启支面（或撬点）	39A
扣碗	49
		合成扣碗	59
专用工具	7A、7B、7C
		摩擦垫	201
开启端	72
		锁定端	74
两个压点	76
		钩	78
开启支点	77
		开启撬点	75
锁固撬点	71
		锁固支点	73

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种具有连续锁定位置的自锁装置，其特征在于，包括：

具有空腔的基座，该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面和第四摩擦接触面；

自锁部件，其具有第二摩擦接触面和第三摩擦接触面，所述自锁部件设置成至少部分可伸入所述空腔内，使得所述第二摩擦接触面面向所述第一摩擦接触面，所述第三摩擦接触面面向所述第四摩擦接触面；以及

第一锁块和第二锁块，所述第一锁块设置在所述第一摩擦接触面和所述自锁部件的第二摩擦接触面之间并与所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面接触，第二锁块设置在所述自锁部件的第三摩擦接触面和所述第四摩擦接触面之间并与所述第三摩擦接触面和所述第四摩擦接触面接触，

其中，所述第一锁块和第二锁块被构造成使得所述自锁部件相对于所述基座沿第一方向可活动，而在与所述第一方向相反的第二方向上被锁止，从而使得所述自锁部件能够被锁定在任意所述连续锁定位置，所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面之间的夹角为α，所述第四摩擦接触面和所述第三摩擦接触面之间的夹角为α'，所述第一锁块相对于所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面的摩擦角分别为

和

所述第二锁块相对于所述第三摩擦接触面和所述第四摩擦接触面的摩擦角分别为

和

其中，且

2.如权利要求1所述的自锁装置，其中，0＜α≤17°，和/或0＜α'≤17°。

3.根据权利要求1或2所述的自锁装置，其特征在于，所述第一摩擦接触面和第四摩擦接触面相对于所述基座的纵轴线对称设置，所述第二摩擦接触面和第三摩擦接触面相对于所述自锁部件的纵轴线对称设置，使得α=α'。

4.根据权利要求1或2所述的自锁装置，其特征在于，所述自锁装置还包括保持部件，所述保持部件用于向所述第一锁块和第二锁块施加作用力，使得在所述自锁部件被锁定在所述锁定位置时，所述第一锁块保持与所述第一摩擦接触面及第二摩擦接触面相接触且所述第二锁块保持与所述第三摩擦接触面及第四摩擦接触面相接触。

5.根据权利要求4所述的自锁装置，其特征在于，所述保持部件包括弹簧和延伸穿过所述空腔的锁块套，所述自锁部件延伸穿过所述锁块套，所述锁块套的侧壁具有适于容纳所述第一锁块的第一孔和容纳所述第二锁块的第二孔，

所述锁块套的一端具有凸缘，所述弹簧设置在所述基座外部，抵靠在所述基座的外表面与所述锁块套的凸缘之间，对所述锁块套施加弹力。

6.根据权利要求4所述的自锁装置，其特征在于，所述保持部件包括两个弹簧和延伸穿过所述空腔的锁块套，所述自锁部件延伸穿过所述锁块套，所述锁块套的侧壁具有适于容纳所述第一锁块的第一孔和容纳所述第二锁块的第二孔，

所述两个弹簧设置在所述空腔内，分别对所述第一锁块和所述第二锁块施加弹力。

7.根据权利要求1或2所述的自锁装置，其特征在于，还包括：

上夹架，所述上夹架的一端与所述基座固定连接或者和所述基座一体形成；

下夹架，所述下夹架的一端与所述上夹架的与所述基座相对的一端活动连接，

其中，所述自锁部件延伸贯穿所述基座的空腔，在所述自锁部件位于所述锁定位置时，所述自锁部件的一端与所述下夹架的另一端保持扣合，从而将所述上夹架和所述下夹架紧固在一起。

8.根据权利要求1或2所述的自锁装置，其特征在于，还包括：

上夹架，所述上夹架的一端与所述基座固定连接或者和所述基座一体形成；

下夹架，所述下夹架的一端与所述上夹架的与所述基座相对的一端活动连接；

扣环，所述扣环的一端与所述自锁部件以可拆装方式连接，所述扣环的另一端与所述下夹架的另一端以可拆装方式连接，当所述自锁部件位于所述锁定位置时，所述上夹架和所述下夹架通过所述扣环紧固在一起。

9.根据权利要求8所述的自锁装置，其特征在于，

所述自锁装置还包括第一扭簧，所述第一扭簧的一端设置在所述基座上，所述第一扭簧的另一端设置在所述自锁部件上，所述第一扭簧的作用力使所述自锁部件位于所述自锁装置的开启位置；和/或，

所述自锁装置还包括第二扭簧，所述第二扭簧的一端用于连接固定所述扣环和所述下夹架，所述第二扭簧的另一端设置在所述扣环上，所述第二扭簧产生一作用力，该作用力使所述扣环位于所述自锁部件与所述扣环的连接位置。

10.根据权利要求1或2所述的自锁装置，其特征在于，所述基座、自锁部件、第一锁块和第二锁块均由钢制成。

11.一种具有连续锁定位置的自锁装置，其特征在于，包括：

具有空腔的基座，该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面；

自锁部件，其具有第二摩擦接触面，所述自锁部件设置成至少部分可伸入所述空腔内，使得所述第二摩擦接触面面向所述第一摩擦接触面；

锁块，所述锁块设置在所述第一摩擦接触面和所述自锁部件的第二摩擦接触面之间并与所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面接触；

其中，所述锁块被构造成使得所述自锁部件相对于所述基座沿第一方向可活动，而在与所述第一方向相反的第二方向上被锁止，从而使得所述自锁部件能够被锁定在任意所述连续锁定位置，所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面之间的夹角为α，所述锁块相对于所述第一摩擦接触面的摩擦角为相对于所述第二摩擦接触面的摩擦角为其中，

12.根据权利要求11所述的自锁装置，其特征在于，0＜α≤17°。

13.根据权利要求11所述的自锁装置，其特征在于，所述自锁装置还包括保持部件，所述保持部件用于向所述锁块施加作用力，使得所述自锁部件被锁止在所述锁定位置时，所述锁块保持与所述第一摩擦接触面和第二摩擦接触面相接触。

14.根据权利要求11、12或13所述的自锁装置，其特征在于，所述基座、自锁部件和锁块均由钢制成。

15.一种用于锁紧和解锁前述权利要求中任一项所述的自锁装置的工具，其特征在于，通过所述工具对所述自锁装置施加作用力，从而使得所述自锁装置锁紧和解锁，所述工具为长条形，其一端为开启端，用于开启自锁装置；而另一端为锁止端，用于锁止自锁装置。

16.根据权利要求15所述的工具，其特征在于，其中，在开启端并排设有两个弯钩，用于勾住所述基座上的固定部分以使所述工具关于该固定部分旋转；在这两个弯钩之间设有两个凸起，用于在旋转时下压锁块；该锁止端具有凹口；

或者，所述工具的一端具有两对弧形爪，这两对弧形爪两两相对，构成带缺口的大致圆形，其中一对弧形爪之间的间隔不同于另一对弧形爪之间的间隔。

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