CN103097747A - 连接机构 - Google Patents

Abstract

一种用于匹配部件的连接机构，其包括其中具有至少两个槽的接受构件、具有至少一个突起的基部构件其中所述突起位于其上并且构造成接受在槽的至少一个中，以及锁紧件，所述锁紧件具有至少两个细长突起，每个细长突起构造成分别接合至少一个槽。

Description

连接机构

对相关申请的交叉引用

本申请要求2010年4月22日提交的申请号为61/342,991的美国临时专利申请、2010年4月28日提交的申请号为61/343,399的美国临时专利申请的优选权，本专利申请基于上述临时申请并且通过引用将上述临时申请全文合并于此。

技术领域

本公开涉及以提供方便的组装和拆卸的方式刚性地并且可松开地定位至少两个部件的机构。

背景技术

对于两个或更多部件的标准接合和连接，虽然有许多方法和装置可用，诸如例如在螺纹孔中的螺纹部件，但这些已知的方法和装置没有一个能以小工作封装实现并且快速松开和接合。此外，许多其它方案无法提供保持的稳定和锁定位置，使得可以实现分离和接合。另外，在连接圆柱形部件和扁平形状的部件的传统连接机构中，一个或更多上述特征可能无法得到。这样的机构包括例如扩口管配件、螺纹连接件以及鲁尔锁件(例如，为了连接医疗或者实验室仪器，包括注射器、针头等)、搭扣配合连接件(其依靠在至少一个部件中的材料的弯曲以抓在所述弯曲部件将要连接的另一部件的其它几何结构上)、锁紧件和槽连接(其中一个部件具有周向槽而可被弹簧加载的锁紧件被驱动到所述周向槽中(例如在钻杆的焊接或攻丝期间使用的锁紧件和槽配件或用于运送流体的金属管的管配件))，以及夹头。

发明内容

因此，本发明的目的是提供两个或更多部件，它们可以以基于需要提供暂时接头的方式被连接，但联接这些部件的所述方式是精确的、刚性的并且是可重复的。

因此，在一个实施例中，两个同心的圆柱形部件可以可移除地连接到彼此上，并且在存在轴向力、弯曲力矩或扭矩的情况下不必牺牲接头的牢固性。在另一实施例中，两个板可以可移除地连接到彼此上，并且在存在轴向力、弯曲力矩或扭矩的情况下不会牺牲接头的牢固性。

在另一实施例中，连接机构是导电的，以便被带手套的手使用，由此便于其在手术或者要求卫生条件的其它类似情况中使用。根据本公开的一个实施例的连接机构要求最小数量的部件并占据很小的包装空间。因此，该连接机构对将要联接的圆柱形部件已经占据的体积只增加很小的额外体积，由此便于其在空间或者空间的额外扩展受到限制的情况下使用。在一个实施例中，本发明的连接机构以能清晰察觉到的动作提供对部件的锁定。

在另一实施例中，本发明提供连接机构，其包括接受构件、基部构件和锁紧件。接受构件中具有至少两个槽，基部构件具有位于其上的至少两个突起，锁紧件上具有至少两个细长突起。基部构件可进一步构造成接收在接受构件的至少一个槽中，锁紧件具有至少两个细长突起，其中每个构造成分别与至少一个槽接合。

首先应注意，在本申请的各个图中示出的机械结构、部件、组件或工程图或平面图并非依比例绘制，而是仅为了便于理解根据本公开的教导的圆柱形部件连接机构的各种设计方面才示出。

本发明的这些及其它特征和特点，以及结构的相关元件的功能和操作方法以及部件的组合及制造的经济性，在参照附图考虑了下面的描述及所附权利要求以后将变得更加明显，所有附图构成本说明书的一部分，在附图中相同的附图标记指代各个图中相应的部件。然而，应该清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并非要不适当地限制本发明。如说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文中另外说明，否则单数形式的“一”或“该”包括多个指示物的情况。

附图说明

图1是根据本发明的连接机构的实施例的分解透视图；

图2是根据本发明的图1中所示的连接机构的组装透视图；

图3A是根据本发明的图1的连接机构的一个实施例的顶视图；

图3B是根据本发明的图3A的连接机构的一个实施例的端视图；

图3C是根据本发明的沿线A-A截取的图3A、B中的连接机构的一个实施例的横截面图；

图4是根据本发明的突起的一个实施例的顶视图；

图5是根据本发明的接受构件的一个实施例的透视图；

图6A是根据本发明的接受构件的一个实施例的顶视图；

图6B是根据本发明的图6A的接受构件的后视图；

图6C是根据本发明的图6A的接受构件的端视图；

图7是根据本发明的接受构件的实施例的平面图；

图8是根据本发明的基部的实施例的透视图；

图9A是根据本发明的基部的一个实施例的顶视图；

图9B是根据本发明的图6A的基部的侧视图；

图9C是根据本发明的图6A的基部的端视图；

图10A是根据本发明的基部的实施例的顶平面图；

图10B是根据本发明的图10A的基部的侧视图；

图10C是根据本发明的图10A的基部的侧视图；

图11是根据本发明的锁紧件的一个实施例的透视图；

图12A是根据本发明的锁紧件的实施例的顶平面图；

图12B是根据本发明的图12A的锁紧件的侧视图；

图12C是根据本发明的图12A的基部的端视图；

图13A是根据本发明的连接机构的一个实施例的顶平面图；

图13B是根据本发明的图13A的连接机构的侧视图；

图13C是根据本发明的沿线C-C截取的图13A、B的连接机构的横截面图；及

图14是根据本发明的连接机构的分解透视图。

具体实施方式

为了下面描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直的”、“水平的”、“顶”、“底”、“横向”、“纵向”以及相关派生词应该与附图中取向的本发明相联系。然而，应该理解，除非明确做出相反的说明，本发明可采取各种替代变化和步骤顺序。还应该理解，在附图中示出的以及在下面的描述中描述的特定装置和工序仅仅是本发明的典型实施例。因此，与此处公开的实施例有关的特定尺寸和其它物理特性不应被认为是过度限制性的。

应该理解，除非明确做出相反的说明，本发明可采取各种替代变化和步骤顺序。还应该理解，在附图中示出的以及在下面的描述中描述的特定装置和工序仅仅是本发明的示例性实施例。

图1示出，在一个实施例中，接受构件10和基部12可以是同心的，并且可以进一步用根据本发明的一个实施例的圆筒形锁紧件14联接。接受构件10和基部构件12可以可释放地锁定在锁紧件14内，如下面进一步讨论的那样。用于连接机构的另外的锁定支撑件通常可以使用销16来提供，以限制锁紧件14的转动运动。在一个实施例中，锁紧件14可以被弹簧加载在基部12上，用于接头的附加紧固。

图2示出完全组装好的连接机构20，其用具有细长突起31的锁紧件14连接图1中示出的圆筒形部件10、12而得到。在一个实施例中，在基部12上的特定形状的突起22、23示出在图1中，突起22、23可以首先和具有对应几何形状的一个或更多槽25、26接合。因而，突起22、23可穿过细长槽31进入接受构件10上的端部28中。一旦接受构件10这样移动到其关于基部12的最终位置，可以可选地用弹簧18加载的锁紧件14可轴向地朝向接受构件10布置并从接受构件10的无槽的“前”端30滑过接受构件10，以将基部构件12锁定到接受构件10上。

由于所设计的几何形状，锁紧件14可防止接受构件10移动离开期望位置。例如，锁紧件14可具有在图1中可见的两个或更多细长突起31，当锁紧件14滑过接受构件10并朝着基部12轴向移动时，所述细长突起插入到接受构件10上的相应的槽25、26中。弹簧18可进一步保持细长突起31插入到接受构件10的槽25、26中。

根据本发明的一个实施例，特定形状的槽32可以设置在基部12上，以允许销16滑动到槽32内并且在锁紧件14轻微转动时呈现锁定位置。这样，当销16通过开孔42插入并锁定到槽32中时，可以限制锁紧件14绕基部12的中心轴线的转动以及锁紧件14沿着基部12的中心轴线的平移。下面提供接受构件10、基部12和锁紧件14的另外的构造细节。

与图2类似，图3A描述组装好的连接机构20，不过是平面图。图3B是端视图，而图3C是图3B中关于线C-C的横截面，示出接受构件10、基部构件12和锁紧件14的内部接合情况。相应地，如图6A-6C中所示，两个或更多基部构件12的突起22、23已经滑入到两个或更多锁紧件14的槽25、26中。然后当细长突起31接合槽25、26时，接受构件10被固定/锁定在适当位置，防止在组装状态下突起22、23移出。

图4示出细长突起31的平面图，所述细长突起可突出到锁紧件14的内表面上方，例如锁紧件14的圆柱形内表面的上方。下面参照对图13A-13C的讨论来提供锁紧件14抵靠接受构件10接合的另外的细节。

图5和6A-6C示出可以被基部构件12从端部28接合的接受构件10。根据本公开的一个实施例，图6A示出前视图、图6B示出后视图、图6C示出接受构件10的端视图。从图6A的前视图中能明显看到接受构件10的同心的圆筒形几何形状。虽然在图6A中示出在一个实施例中有两个槽25、26，可以有三个或更多这样的槽，包括例如图6B中的槽24。相应地，在接受构件10上的槽24、25、26可首先接受基部构件12的两个或更多相应突起22、23。这样，在基部构件12上的突起22、23可在接受构件10上的两个或更多槽25、26内锁定，以允许可重复的和可释放的装配。

在接受构件10上的每个槽中的稍微倾斜的突出(例如，在图6A中可见的突出27)可以成形为适应基部构件12的相应的突起，以便帮助锁定基部构件12上的突起。这里注意，这些突出可具有许多不同形状，在不同实施例中它们的倾斜程度也可能不同(或者可以完全没有倾斜)。

图7中的平面图示出在接受构件110上的槽26和其突出27的另外的几何形状的细节。这样的槽26可以用在各种结构中，例如圆筒形结构的接受构件10或者在接受构件110上的平面结构中，如下面更详细讨论的那样。图7示出当细长突出31也位于槽26中同时突起22位于突出27中时，如何构造突起以在槽26中行进并锁定到突出27中。

这里观察到，虽然此处讨论了用于接受构件10的三个槽的实施例，在各种实施例中，可以有任意数量的这样的槽，只要有足够的材料配合它们。另外，这些槽可以间隔成使得部件以特定取向连接。例如，均匀间隔布置的槽允许部件以与槽数量一样多的取向组装。然而，仔细改变间隔可能将可能的取向减小到更少的数量，甚至减小至只有唯一取向。类似地，基部12也可以具有任何数量的突起，多达接受构件10上的槽的数量。

图8示出根据本发明一个实施例的基部12的放大透视图。在一个实施例中基部12可具有外部突起21、22、23以锁定在接受构件10上的相应的槽24、25、26中，如下面进一步讨论的那样。如前面提到的，基部12可具有任何数量的突起，多达接受构件10上的槽的数量。

在一个实施例中，基部12可具有自己的槽32以接受外部销16，所述外部销可以通过锁紧件14上的开孔42插入到槽32中，以形成用于锁紧件14的锁定配合。一旦销16插入到槽32中，最初锁紧件14可以轴向沿着槽32略微移动，同时压迫弹簧18，然后锁紧件14可以轻微逆时针扭转或转动以允许销16呈现在槽32中的锁定位置，以便完成在锁紧件14和基部12之间的锁定配合。

弹簧18可提供额外的锁定压力阻止销16在槽32中的移动。在一个实施例中，槽32可位于相应的一对突起22、23之间。基部构件12可具有端部部分34或适于与其它部件结合的其它几何形状，或者用于在组装操作期间保持基部构件12。

这里观察到在一个实施例中，在基部构件12上的外部突起21、22、23可以构造成有效接合在突起23的前侧23F上的突出27。因此，基部构件12的接触接受构件10的槽26、27的突起23表面构造成定位接受构件10上的锁定几何形状，由此允许可重复的和可释放的装配。另外，突起23的背侧23B可提供接触锁紧件14的细长突起31的表面。这样，这些突起21、22、23在背侧23B上提供锁定表面，抵靠所述锁定表面细长突起31可在两个或更多槽24、25、26中滑动以提供与接受构件10的锁定配合。图13A-13C(下面将讨论)提供这种锁定接合的细节。

图9A-9C描述了根据本公开的一个实施例的基部12的几何形状的三个另外的图示。图9A示出前视图，图9B示出侧视图，图9C示出基部12的端视图。基部12上的三个突起在图9A-9B中的前视图和侧视图中更容易看到。从图9C的端视图中能明显看到基部12的同心圆筒形几何形状。

图10A示出可具有两个或更多突起的基部112的顶部平面图。突起23的一个的几何形状在图10A中看得更清楚，具有前部23F和后部23B结构。这里观察到，基部12上的突起21、22、23的几何形状可以和图6A和7中所示的在接受构件10上的每个槽24、25、26上的倾斜突出27的几何形状匹配，以便在各个槽24、25、26内部提供锁定配合。图10B和10C示出在基部的包含突起的部分的平坦部上示出的不同侧面图，以示出三个突起可以如何定向在基部112中。

图11示出根据本发明一个实施例的圆筒形结构的锁紧件14的放大透视图。在一个实施例中，锁紧件14可具有三个内部的细长突起31、40、44，如图12C所示，其中两个在图11的透视图中可以看到。如前面提到的那样，这些细长突起31、40、44可抵靠接受构件10、110上的相应槽24、25、26锁定。

在锁紧件14表面上的开孔42可设置成接受销16。这里注意，当如上面提到那样销16插入到开孔42中并锁定地接合在基部12上的槽32中时，锁紧件14绕基部12的轴线的转动以及锁紧件沿着基部12的轴线的平移会受到限制。这种销在槽中的布置可以形成自动锁定机构，其可以保证锁紧件14在使用期间保持在理想(锁定)位置，由此也保持接受构件10和基部12之间在锁定对齐状态下连接。此外，销16还用于保持锁紧件14，保证锁紧件不会在不适当的力矩作用下掉落。

图12A-12C描述根据本发明的一个实施例的锁紧件114的三个另外的图示。图12A示出顶视图，图12B示出侧视图，图12C示出图14中所示的锁紧件114的前视图。锁紧件114的细长突起31在图14中更容易看到。

在一个实施例中，细长突起31可以如图4和12C所示略微向内弯曲。这里观察到，包含突起22-23的基部12的内径可以略小于锁紧件14的内圆柱形表面的直径。当圆筒形连接机构20使用细长突起31、40、44，由此允许锁紧件14在基部12上无摩擦地滑动时，这样的结构是有利的。

这里观察到，在替代实施例中，可以为锁紧件14细长突起31设置不同形状或结构，只要不限制锁紧件14在基部12上的轴向或者转动移动。从图12C的前视图也能够明显看到锁紧件14的同心圆筒形几何形状。

图13A是示例平面图，示出锁紧件114上的细长突起31以及基部112上的外部突起23如何可以都接合在接受构件110上的槽25中，以形成用于利用锁紧件114将接受构件110与基部112刚性连接的表面。图14示出怎样实现这样的布置。图13A仅示出组件的一部分，仅用于示出基部110和锁紧件114装配到接受构件112中。如前面提到的那样，当基部112装配到接受构件110中以后，锁紧件114(在某些实施例中连同弹簧18一起)可以朝向基部112在接受构件100上轴向移动，在锁紧件114在接受构件110上移动期间，锁紧件114的细长突起31可部分(或全部)定位在接受构件110上的相应的槽25中。

在圆筒形实施例中，例如，弹簧18可以提供额外的压缩力以保持锁紧件114的细长突起31、40、44很好地定位在接受构件10上的两个或更多槽24、25、26中。这样，完成圆筒形接受构件110和基部112的锁定所需要的全部动作就是锁紧件114的简单滑动和转动运动。

图13B和13C提供额外的平面和横截面图，示出在锁紧件114以图13A所示的方式连接到接受构件110时，基部112和接受构件110的对齐和取向。

图14示出图13A-13C可以被如何使用。因此，接受部件110可具有一个或多个槽26以接合在基部构件112上的一个或更多突起23。在被定位在一个或更多突起23上以后，锁紧件114可进一步接合接受构件110上的一个或更多槽26以将装置锁定在适当位置。为了最终固定接合，销16可定位成穿过开孔42并接合锁紧件114。

注意，此处的各种圆柱形部件仅用于示例的目的。在不同实施例中，这些部件可具有不同几何构造或形状，并且可由各种类型的材料制成(例如，塑料、金属等等)。然而，连接机构和锁紧件设计可遵循在此处概述的设计原理。此外，在一个实施例中，弹簧18可以制造为锁紧件14的内装部件，而非在图1中示出的单独部件。用于其它部件或整个连接机构20(图2)的类似其它结构可根据设计考虑或者期望的应用来设计。例如，在一个实施例中，接受构件10、基部12和锁紧件14可形成外科工具的一部分(例如，由宾夕法尼亚州的匹兹堡的Blue BeltTechnologies^TM设计和销售的用于切骨应用的手持PFS^TM工具)。

从前面观察到，基于锁紧件的连接机构允许同心圆柱形部件以紧凑方式刚性地连接。连接机构可将部件锁定成相对于彼此的唯一的预定位置，同时仅需要轻微的扭转(与螺纹连接相比)就能实现在这些部件之间的锁定配合。连接机构不依赖于材料的弹性性能在部件和其它辅助零件之间形成紧配合。此外，虽然此处描述的锁紧件具有在锁紧件的内侧上的锁定几何形状，在替代实施例中，这样的锁定几何形状可以在锁紧件的外侧(即，锁紧件可以看起来像一个环，锁定几何构造从一端突出)。在这样的替代实施例中，锁紧件的外径将小于接受构件的外径。

尽管为了说明目的，已经基于当前认为是最实用的以及最优选的实施例详细描述了本发明，应该理解这些细节仅用于所述说明目的，本发明并不限于所披露的实施例，而是相反，本发明意图覆盖在所附权利要求的精神和范围内的变型和等同布置。例如，应该理解，在可能的情况下，本发明考虑任何实施例的一个或更多特征可以和任何其它实施例的一个或更多特征组合。由于对本领域技术人员而言，为了适应特定操作需要和环境而改变的其它变型和变化是显而易见的，因此不应认为本发明限于为了披露目的而选择的例子，而是覆盖不偏离本发明的精神和范围的所有改变和变型。

Claims (15)

1.一种连接机构，包括：

接受构件，其中具有至少两个槽；

基部构件，具有至少两个突起，所述突起位于所述基部构件上并构造成被接受在所述槽中的至少一个中；及

锁紧件，其具有至少两个细长突起，每个细长突起构造成分别接合所述槽中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的连接机构，其中所述接受构件形成具有第一直径的第一圆柱形表面，所述基部构件形成具有第二直径的第二圆柱形表面，其中所述第一直径大于所述第二直径。

3.根据权利要求1所述的连接机构，其中所述锁紧件形成具有第三直径的第三圆柱形表面，其中所述第一直径小于所述第三直径。

4.根据权利要求1所述的连接机构，其中所述接受构件和所述锁紧件具有围绕所述槽和所述细长突起的基本平面构造。

5.根据权利要求1所述的连接机构，其中基部构件还包括至少一个槽。

6.根据权利要求1所述的连接机构，还包括锁定销，该锁定销用于接合所述基部构件的所述槽，以固定所述连接机构。

7.根据权利要求1所述的连接机构，其中所述连接机构具有导电特性。

8.根据权利要求1所述的连接机构，还包括偏置装置，以保持所述至少两个细长突起在所述至少两个槽中。

9.根据权利要求1所述的连接机构，其中所述两个或更多个槽中的每一个还包括邻近对应的所述槽的突出部。

10.根据权利要求9所述的连接机构，其中所述两个或更多个突起中的每一个构造在一侧以紧密邻接对应的所述突出部。

11.根据权利要求1所述的连接机构，其中所述两个或更多个突起的每一个构造在第二侧以紧密邻接所述两个或更多个细长突起。

12.一种连接机构，包括：

基部构件；

接受构件，其构造成接合所述基部构件的至少一部分；及

锁紧件，其构造成接合所述接受构件和所述基部构件，并防止所述锁紧件和所述基部构件分离。

13.根据权利要求12所述的连接机构，其中所述锁紧件围绕所述接受构件和所述基部构件的至少一部分。

14.根据权利要求12所述的连接机构，其中所述基部构件围绕所述锁紧件和所述接受构件的至少一部分。

15.根据权利要求12所述的连接机构，还包括销，所述销构造成保持所述锁紧件以免分离。

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