CN103166050A - 多闩锁机构和相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述双向闩锁装置或连接器，其中第一连接器组件和第二连接器组件当在第一方向上移动时具有第一闩锁位置和第二闩锁位置，且其中当克服约束特征时还可能在第二方向上移动。如所描述，可并入相反磁力、气动压力、弹簧力和可粉碎力，使得在所述第二方向上进一步移动必须克服所述约束特征。所述双向闩锁装置可与制品一起使用，例如与可植入医疗装置、门板、飞机面板和钻孔装置一起使用，仅举几例。

Description

多闩锁机构和相关方法
相关申请案的交叉参考
本案为2011年12月8日申请的第61/568,529号临时申请案的正规实用申请案，所述临时申请案的内容明确地以引用的方式并入本文中。本申请案可与2011年9月21日申请的第13/239,153号申请案相关且明确地以引用的方式并入所述申请案，所述申请案的内容明确地以引用的方式并入本文中。
技术领域
本文中大体上用延伸到闩锁装置的特定论述来论述闩锁和锁定装置和组合件以及相关方法，所述闩锁装置当在第一方向上插入时闩锁且当在第二方向上撤回时锁定，但当在第一方向上进一步插入时准许在第二方向上闩锁。所述装置、组合件和方法能够进行双向闩锁。本发明的装置、组合件和方法的其它方面包含约束特征，例如相反力、对准狭槽、安全销、波形弹簧、破裂块等，以用于限制在第一方向上进一步插入，直到克服所述约束特征为止，其接着准许在第二方向上闩锁。
背景技术
常规的连接机构在第一连接器组件与第二连接器组件(例如，外壳与销)之间利用斜圈弹簧和特定凹槽几何结构来实现锁定或闩锁，见(例如)第4,678,210号和第5,082,390号美国专利。在锁定装置的情况下，装置变得永久性地锁定，这意味着装置无法在不永久性损害斜圈弹簧的情况下反转方向。在闩锁装置的情况下，所述装置可在不损害弹簧的情况下开闩，即反转方向。因此，闩锁理解为包含锁定类型或开闩或可开闩类型。这通过并入有允许弹簧的短轴压缩使得其不再阻碍第一连接器组件与第二连接器组件之间的相对移动的凹槽几何结构来实现。
在两个相配部分(例如，圆柱形部分或轴杆与外壳)之间实现锁定，其中在外壳中存在锥形底部凹槽且其固持轴向弹簧，且其中锥形底部凹槽与圆柱形部分上的接受所述弹簧的对应凹槽对准。锥形底部凹槽经配置(例如经大小和形状设定)以使得弹簧在插入后即刻沿短轴压缩以准许安装，但当在反向方向上移动时在移除后不会即刻压缩，例如通过在闩锁之后对准或旋转弹簧，使得开闩需要沿长轴压缩弹簧，这在不破坏弹簧的情况下是不可能实现的。因为弹簧归因于其在凹槽内的位置而在移除后不会即刻沿长轴压缩，所以其并不会开闩而是保持锁定。当试图移除圆柱形部分时迫使弹簧沿长轴压缩，其不会显著地或大量地压缩，以确保锁定。因而，“锁定”装置的移除在被强制分解的情况下对弹簧造成永久性损坏。而且，这是归因于仅允许斜圈弹簧沿长轴进行极小压缩的特性。
发明内容
本发明的装置、系统和方法使得有可能当在与插入或安装方向相反的方向上移动时分开锁定连接，以前在不损害弹簧的情况下不能够实现这点，如上文所论述。在一个实例中，所述装置、系统和方法包含除了主要凹槽之外还并入或提供足够深的次要凹槽以允许斜圈弹簧移动到次要凹槽且接着旋转回到其松弛垂直位置。与当在主要凹槽中时不同，弹簧当在次要凹槽中时抵抗旋转来固持且有空间在其在插入期间经历的相反方向上旋转。次要凹槽的前缘与斜圈弹簧接触且使其旋转，因此允许将斜圈弹簧从次要凹槽移除并回到第一凹槽中，但进行旋转以用于移除或解锁。此处，斜圈弹簧经定向以使得圆柱形部分可被完全开闩。
在一实例中，约束特征并入在连接器组合件中以用于使得将弹簧移动到次要凹槽中较困难但并非不可能。可需要此添加的约束特征以确保有目的的锁定，使得解锁可仅在采取积极步骤以克服约束特征以便接着准许弹簧进一步移动到次要凹槽中时发生，这实现弹簧旋转以用于后续解锁或开闩。在另一实例中，约束特征为警报或警告。
因此，一旦圆柱形部分被插入到外壳中且啮合主要凹槽，斜圈弹簧便经历移除锁定，即，其无法通过在不损害弹簧的情况下在反向方向上移动圆柱形部分来移除，还称为单步锁定。为了解锁所述组合件，基本上通过将锁定装置转换为准许解锁或开闩的闩锁装置，旋转弹簧以准许反转所述圆柱形部分。在一实例中，将圆柱形部分进一步插入到外壳中，或在与用于锁定的原始方向相同的方向上相对于圆柱形部分移动外壳以准许弹簧旋转。在进一步插入步骤期间，弹簧啮合次要凹槽，所述次要凹槽大于主要凹槽。应理解，较大意指比主要凹槽更宽、更深或既更宽又更深。因为次要凹槽较大，所以弹簧并不如此受限并准许旋转。优选地，次要凹槽并不抑制弹簧。从次要凹槽内的这点开始，可通过在移除方向上移动圆柱形部分来对装置进行开闩。因此，装置能够进行双向闩锁。本发明的装置、系统和组合件的一方面包含约束特征，其在准许在第二方向上移动之前需要确认步骤。
组合主要和次要凹槽可任选地并入在外壳或圆柱形部分中。换句话说，外壳可具有单个凹槽或两个凹槽，且销可具有对应的两个凹槽或单个凹槽。
除允许双向闩锁之外，与在闩锁应用中从主要凹槽移除相比，跟随主要凹槽的较大次要凹槽可提供较低的移除力。换句话说，用以将弹簧从次要凹槽移动以分离销与外壳的力低于用以在其位于第一凹槽中且在相同插入方向移动其时移动所述弹簧的力。
因此，一旦圆柱形部分插入到外壳中且啮合主要凹槽，斜圈弹簧便经历移除锁定。为了开闩，圆柱形部分首先进一步插入到外壳中。在一个实例中，当进一步插入销时，位于销上的次要凹槽移动到外壳中，使得弹簧啮合次要凹槽。在特定实例中，次要凹槽大于第一凹槽。一旦处于较大次要凹槽中，弹簧便能够旋转并通过在与插入方向相反的移除方向上移动圆柱形部分来开闩。通过较大，凹槽可具有较大凹槽深度、较大体积空间或两者。
本文中所描述的连接器可与制品一起使用以将物品紧固在一起，但准许在执行弹簧旋转步骤后即刻分离以准许开闩以及销与外壳的分离。
本发明的装置、系统和方法的再一特征理解为包含一种连接器，其包括与第二连接器组件相配的第一连接器组件。在第一连接器组件或第二连接器组件中或上提供凹槽，且一对凹槽位于第一连接器组件或第二连接器组件中的另一者中或上。所述凹槽具有两个侧壁和一底壁，且所述对凹槽包括具有第一深度的第一凹槽和具有第二深度的第二凹槽，所述第二深度不同于第一深度。斜圈弹簧定位于第一凹槽和凹槽中，且可移动以安放在第二凹槽和凹槽中，且其中约束特征防止第一连接器组件相对于第二连接器组件移动，直到由插入力克服为止，从而约束斜圈弹簧以防由第二凹槽和凹槽啮合。
在一实施例中，第一连接器组件为销或外壳，且第二连接器组件为销或外壳中的另一者。
在另一实施例中，第二连接器组件附接到制品。
在又一实施例中，提供可植入医疗装置，且其中第一连接器组件位于可植入医疗装置的端板中。
在又一实施例中，约束特征为螺旋弹簧、相反力、波形弹簧或空气压力。
在又一实施例中，约束特征为断开开关。
在又一实施例中，约束特征为位于镗孔内部的可折叠或可偏转组件。
在又一实施例中，制品附接到第一连接器组件或第二连接器组件。
本发明的方面进一步包含一种制造连接器的方法，其包括形成具有凹槽的第一连接器组件以及形成具有主要凹槽和次要凹槽的第二连接器组件。所述方法进一步包含对所述凹槽与所述主要凹槽之间的具有第一弹簧固持空间的第一共同凹槽和所述凹槽与所述次要凹槽之间的具有第二弹簧固持空间的第二共同凹槽进行大小设定，所述第二共同凹槽大于所述第一共同凹槽。所述方法进一步包含形成约束特征以限制第一连接器组件与第二连接器组件之间的相对移动直到由插入力克服为止的步骤。其中所述第一共同凹槽经大小设定且经配置以接纳斜圈弹簧且沿其长轴对所述斜圈弹簧进行加载，且其中所述第二共同凹槽经大小设定且经配置以接纳所述斜圈弹簧且不沿其长轴对所述弹簧进行加载。
在一实施例中，所述方法进一步包含将制品附接到第一连接器组件或第二连接器组件的步骤。
在一实施例中，所述方法进一步包含将第一连接器组件放置在可植入医疗装置的端板中的步骤。
在又一实施例中，所述方法进一步包含提供多个间隔开的主要凹槽的步骤。
在一实例中，所述约束特征为子连接器组合件，其包括位于外部镗孔内部且闩锁到包括内部凹槽的内部镗孔的具有外部凹槽的销以及斜圈弹簧。
在本发明的再一方面中，提供一种连接器，其包括外壳，所示外壳包括镗孔和具有外壳凹槽配置的外壳凹槽。连接器进一步包含：销，其包括具有销凹槽配置的销凹槽；位于邻近所述外壳凹槽或所述销凹槽处的第二凹槽，所述第二凹槽具有不同于所述外壳凹槽配置和所述销凹槽配置的带有第二凹槽深度的第二凹槽配置。所述连接器进一步包括轴向斜圈弹簧，其安置在所述镗孔中位于由所述外壳凹槽和所述销凹槽的组合界定的第一共同凹槽中的第一弹簧位置中，且可相对于所述销和所述外壳移动到由所述外壳凹槽和所述第二凹槽的组合或所述销凹槽和所述第二凹槽的组合界定的第二共同凹槽。其中约束特征经提供以约束所述外壳与所述销之间的相对移动以约束所述轴向斜圈弹簧以防移动到所述第二共同凹槽，直到由插入力克服为止。
附图说明
现在将详细论述本发明连接器、系统和相关联方法的各种实施例，其中强调突出有利的特征。这些实施例描绘在附图中所示的新颖且非显而易见的连接器，附图仅用于说明性目的。这些图包含以下图，其中相同标号指示相同部分：
图1A展示一个双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示为插入到第一连接器组件的镗孔中而对准的第二连接器组件以及经提供以约束进一步推进的约束特征。
图1B展示图1A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第一连接器组件与第二连接器组件闩锁于第一位置中。
图1C展示图1A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第一连接器组件与第二连接器组件闩锁于第二位置中且约束特征的相反力由插入力克服。
图1D展示图1A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第一连接器组件返回到与第二连接器组件的第一闩锁位置，但弹簧角度被旋转以用于移除。
图1E是图1A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其附接到第一和第二制品。
图2A展示一个替代双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示为插入到第一连接器组件的镗孔中而对准的第二连接器组件以及经提供以约束第一连接器组件在镗孔内的移动的约束特征。
图2B展示图2A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第一连接器组件和第二连接器组件将斜圈弹簧闩锁于第一闩锁位置中且大体上沿着主轴加载所述弹簧。
图2C展示图2A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第一连接器组件与第二连接器组件闩锁于第二闩锁位置中且由约束特征提供的压力由插入力克服。
图3展示一个替代双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及约束进一步推进直到被插入力克服的呈多个间隔开的凹槽的形式的约束特征。
图4展示一个替代双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及约束进一步推进直到被插入力克服的呈多个间隔开的凹槽的形式的约束特征。所述多个间隔开的凹槽与图3的凹槽相比在凹槽几何形状方面不同。
图5A展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及约束进一步推进的约束特征。
图5B展示图5A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第一连接器组件在克服由约束特征产生的约束力之后在第二闩锁位置中啮合到第二连接器组件。
图5C展示改变了图5A和5B的第二连接器组件的替代性双向连接器的示意性横截面侧视图。
图6A展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及在克服之前约束进一步推进的约束特征。
图6B展示图6A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第二连接器组件在克服由约束特征提供的约束之后在第二闩锁位置中进一步进入第一连接器组件的镗孔中。
图7展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的两个第二连接器组件以及每一镗孔中的在克服之前约束两个第一连接器组件的进一步推进的约束特征。
图8A展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及体现电气开关或触发器的约束特征。
图8B展示图8A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中约束特征被激励且第二连接器组件进一步进入第一连接器组件的镗孔中，以使得将弹簧闩锁在第二闩锁位置中。
图9A展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及体现替代性开关的约束特征。
图10A展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示处于第一闩锁位置中的位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件以及处于断开状态中的电路。
图10B展示图10A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中第二连接器组件在处于第二闩锁位置中的第一连接器组件的镗孔中定位得更远且电路通过弹簧与次要凹槽之间的接触而闭合。
图11是描绘连接器组合件的使用方法的过程流程图。
图12是描绘制造连接器组合件的方法的过程流程图。
图13是包括经密封的外壳和位于端板中的直列连接器的可植入医疗装置(IMD)的部分剖视透视图。
图14为替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，其展示恰好在插入到第一连接器组件的镗孔中之前的第二连接器组件。
图15A展示替代性双向连接器的示意性横截面侧视图，所述图展示位于第一连接器组件的镗孔中的第二连接器组件和约束进一步推进的约束特征，其体现内部子连接器组合件。
图15B展示图15A的双向连接器的示意性横截面侧视图，其中在克服由约束特征产生的约束力之后第一连接器组件在第二闩锁位置中啮合到第二连接器组件。
具体实施方式
下文参看图式描述本发明的连接器、系统和相关联方法的实施例。这些图式及其书面描述指示所述设备的某些组件一体式地形成，且某些其它组件形成为单独片。所属领域的技术人员将了解，本文中展示并描述为一体式地形成的组件可在替代实施例中形成为单独片。所属领域的技术人员将进一步了解，本文中展示并描述为形成为单独片的组件可在替代实施例中一体式地形成。此外，如本文所使用，术语“一体式”描述单个单元或单一片，而单一片意指单一地形成的单个片，例如单一地形成的模具或铸件。再者，本文中所使用的术语“第一”和“第二”理解为仅用以区别类似但不同的组件而不在结构上进行限制的识别符。因此，除非上下文另有指示，否则“第一”和“第二”为非限制性术语。
图1A展示根据本发明装置、系统和方法的方面提供的大体上指定为10的连接器组合件的局部横截面侧视图。所述连接器组合件(或简称为连接器)包括第一连接器组件12、第二连接器组件14和斜圈弹簧16。所述连接器围绕第二连接器组件14和/或第一连接器组件12的中心线
Figure BDA00002546782700071
大体上对称。在一个示范性实施例中，第一连接器组件12是包括外壳凹槽18的外壳，且第二连接器组件14是圆柱形部件或销14，其包括主要销凹槽20和比主要销凹槽大的次要销凹槽22。应了解，较大意味着在宽度、深度或宽度与深度两者上较大。在另一实施例中，第一和第二连接器组件是颠倒的。
继续参见图1A，第一连接器组件12具有镗孔24，所述镗孔经大小设定以接纳第二连接器组件14且充分深以使得第二连接器组件14可在次要凹槽22处啮合弹簧16，如下文进一步论述。镗孔24和第二连接器组件14可围绕中心线
Figure BDA00002546782700072
为圆形的，且预期其它形状，例如正方形、矩形、椭圆形等。具有以正“+”和负“-”号指定的北极和南极的磁体26安装在镗孔24内。在一个实例中，例如通过使用扣件、掣子、螺钉、粘合剂或其它机械构件将磁体26放置成与第一连接器组件12的端壁28接触。此处可使用的磁体可包含永久型、暂时型和电磁型。举例来说，磁体26可为稀土磁体，例如钕磁体或钐钴磁体，或可按需要来控制或供能，例如通过接通或断开产生电磁力的带电粒子。
类似于第一连接器组件12，第二连接器组件14并入有磁体30。在特定实施例中，磁体30并入在远端或尖端32处，但可取决于特定应用而放置于其它地方。磁体30可并入有具有锥形34的机头区段以促进在第一方向36上将第二连接器组件14插入到第一连接器组件12的镗孔24中。请看上部弹簧16截面图，在第二连接器组件14插入到镗孔24中时，锥形34致使线圈17逆时针旋转。磁体30可为与并入到第一连接器组件12中的磁体26相同的类型，或可不同。磁体30可使用扣件或粘合剂安装在第二连接器组件14上，且为了下文进一步论述的原因经安装以使得其北极和南极与第一连接器组件12的磁体26上的北极和南极相对。
现在参见图1B，第一连接器组件12和第二连接器组件14展示为在第一闩锁位置中锁定在一起。连接器10通过如下方式闩锁在第一位置中：在第一方向36上移动圆柱形部件或第二连接器组件14，使得弹簧16如所示定向于外壳凹槽18与主要凹槽20之间，且由于弹簧16的主轴(即，每一弹簧圈的较长轴)的定向而被阻止(即，锁定)而无法在第二方向38上移动。如图1B中所定向，弹簧16将必然沿着其主轴(即，每一弹簧圈的较长轴)压缩以准许在第二方向38上的移除。另一轴是较短轴或短轴。然而，通常不可能在不破坏弹簧的情况下沿着其主轴压缩弹簧以为第二连接器组件14的移除提供足够空隙。在第二连接器组件14的插入期间，随着两个磁体26、30的相反磁力变得越来越靠近在一起，插入力逐渐增加。虽然当在第一闩锁位置中时相反的磁力往往将第二连接器组件14和第一连接器组件12推动远离彼此，但弹簧16阻止第二连接器组件14在第二方向38上移动。同时，第二连接器组件14进一步插入到第一连接器组件12的镗孔24中以将连接器移动到第二闩锁位置(图1C)受到相反的磁力的限制。所述限制不是绝对的，且可通过大于所述两个磁体的相反力的插入力来克服。也可通过选择提供所需的相反力值的磁体来调节所述相反力。因此，磁体26、30应理解为约束特征40，其限制连接器10从第一闩锁位置到第二闩锁位置的移动。
在一个实例中，外壳凹槽18包括两个侧壁42、44和位于其间的一个底壁46，所述底壁大体上平坦，即大体上垂直于一个或两个侧壁。然而，底壁46可为锥形的，例如V凹槽，或具有相对于一个或两个侧壁42、44的复杂几何形状。
类似于外壳凹槽18，主要销凹槽20和次要销凹槽22均具有侧壁48、50、54、56和底壁52、58。在一个示范性实施例中，主要销凹槽20包括两个锥形侧壁48、50，其在远离中心线的方向上向外成锥形，且包括一个平坦底壁52。在另一实例中，主要凹槽20是由两个侧壁形成的V凹槽而没有底壁。在另一实例中，在不脱离本发明组合件和方法的精神和范围的情况下，侧壁48、50可为笔直的，且底壁52可为锥形的。在另一实例中，底壁52是复杂的，即带有具有不同角度的多个表面。次要凹槽22可具有与主要凹槽20类似的凹槽配置，但有一个例外，其比主要凹槽大。较大即次要凹槽的凹槽宽度、凹槽深度或深度和宽度两者比主要凹槽大。如下文进一步论述，较大的次要凹槽为弹簧旋转提供足够的场所或空间以实现解锁或开闩。
现在参见图1C，展示图1A的连接器组合件10的示意性横截面侧视图，其中第二连接器组件14进一步插入到第一连接器组件12中，使得弹簧16现在俘获于外壳凹槽18与次要凹槽22之间。连接器10通过如下方式从图1B所示的第一位置移动到如图1C所示的第二位置：首先施加一个力以将弹簧16从第一位置开闩且克服约束特征40(在本实施例中是磁体26、30的相反力)以在第一方向36上移动。随着与连接器处于第一闩锁位置时相比相对的北极被迫更靠近，用以将连接器移动到第二位置的移动力逐渐增加。在松弛的第二位置(图1C)中，弹簧16且更特定来说线圈的主轴被准许大体上较垂直地旋转，原因是与相对较小的主要凹槽20相比较大的次要凹槽22。一旦被允许旋转到其松弛位置，弹簧16便可现在通过相对于第一连接器组件12在第二方向38上移动销而逆向旋转以从外壳解锁或开闩所述销。特定来说，在销在第二方向26上的缩回期间，次要凹槽22的锥形侧壁54推抵弹簧16以沿着短轴(即，线圈的较短轴)压缩弹簧。所述缩回由磁体26、30的相反力进一步促进，其与不具有任何磁体的类似连接器相比减少了从第一连接器组件移除第二连接器组件14所需的力。如图示，弹簧16是轴向斜圈弹簧。然而，径向斜圈弹簧是预期的。相比之下，主要凹槽20的锥形侧壁48在图1B中大体上沿着其主轴加载弹簧，且因此不准许在第二方向26上的缩回。
图1D展示在移动到其第二闩锁位置之后连接器10返回到其第一闩锁位置。如图示，弹簧16由第一连接器凹槽18和主要凹槽20俘获，但弹簧16的线圈的主轴与首次由主要凹槽俘获(图1B)时相比在不同角度上旋转。第二连接器组件14可通过在第二方向38上进一步移动而与第一连接器组件12完全分离。应注意，在从第一连接器组件移除第二连接器组件的缩回过程期间，主要凹槽20的侧壁48现在经配置以沿着其短轴压缩弹簧，因为弹簧的主轴现在已旋转。
图1E是图1A到1D的并入到或并入有制品60的连接器10的示意性侧视图，所述制品60包含第一物品区段62和第二物品区段64。图1E展示制品60被闩锁在第一闩锁位置，其限制第二连接器组件14在第二方向38上的缩回，但准许在克服约束特征40的情况下在第一方向36上的进一步插入。实际上，制品60可包含任一数目的不同工业和应用中的任一数目的不同目的。作为非限制性实例，连接器10可并入到各种航空、军事与国防、油气、汽车、电力传输与分配、医疗装置、工业、医疗电子元件、绿色技术和消费型工业。举例来说，在航空工业中，作为非限制性实例，所述连接器可用作燃料耦合连接器上的球掣系统的替代、用作用于扣紧航空器上的检修面板以允许在无工具的情况下移除的扣件、用于固持航空器上的注射座以允许在无工具的情况下移除以进行维护、以及用于将UAV(无人飞行器)系栓到轨道发射系统，其通过允许弹簧移动到第二位置而允许积极的机械/电连接与释放。参见例如图1E，座64可并入有一个或一个以上第二连接器组件14以附接到具有对应数目的第一连接器组件12的平面或基础62，所述第一连接器组件12包括具有用于俘获弹簧16的凹槽18的镗孔。在另一实例中，所述组件颠倒，使得所述座包含多个第一连接器组件12，而所述平面或甲板包含对应数目的第二连接器组件14。
在另一实施例中，图1A到1D的连接器10可用作对扣件和螺栓的替代，其包含螺母/螺栓组合或螺钉/螺纹镗孔组合。举例来说，第二连接器组件14可代替螺栓或螺钉，而第一连接器组件12可代替螺母或螺纹镗孔。第一物品部件62和第二物品部件64可包含通常与螺母/螺栓组合或螺钉/螺纹镗孔组合一起使用的任一数目的目的或装置，例如相框和墙壁、椅腿和椅座、搁板和柜子等。
对于军事和国防工业，作为非限制性实例，连接器10可用作用于固持和快速更换模块化雷达/LiDAR/电光/红外系统的互连系统、用作用于基于地面的机器人车辆的扣件系统(允许快速更换不同模块以用于不同应用)、用作用于扣紧车辆上的检修面板或装甲板以允许在无工具的情况下移除的扣件，以及用于系栓卡车/车辆安装式火箭/导弹从而提供积极的机械/电连接，但也允许在车辆发射时的释放。
对于油气工业，作为非限制性实例，连接器10可用作井下工具安装/检索系统、用于紧固用于控制系统的电缆和电线、用于打开和关系舱门、用于紧固架子以保持供应，以及用于将机器和装置锚定到基础和平台。
对于电力传输和分配工业，作为非限制性实例，连接器10可用作连接器电缆以代替对焊接的需要、紧固控制面板、连接机器和装置、关闭橱柜和门，以及将物体紧固在一起。
对于医疗装置、医疗电子元件、汽车、工业和替代的能量工业，作为非限制性实例，连接器10可用作电连接器、用作机械连接器、用作流体线连接器，以及用作电快速连接器。
因此，本发明系统和方法的一方面应理解为包含一种连接器，其包括具有第一连接器凹槽的第一连接器组件以及具有主要凹槽和次要凹槽的第二连接器组件，以所述第一连接器组件、所述第二连接器组件或两者形成的约束特征被并入以限制第一连接器组件沿着第一方向的移动直到所述限制被克服，且斜圈弹簧俘获于第一连接器凹槽与主要凹槽之间以在第一位置中将第一连接器组件锁定到第二连接器组件。所述连接器进一步应理解为包含一个机构，其用于克服所述约束特征以实现第一连接器组件沿着第一方向进一步移动到第二位置以将所述斜圈弹簧俘获于第一连接器凹槽与次要凹槽之间。在一个实例中，用以克服约束特征的机构是施加高于相反的磁力的插入力。所述连接器进一步应理解为准许当在第二位置中时弹簧轴的旋转。所述连接器进一步应理解为由于在第二连接器组件移动到第一连接器组件的镗孔中较深处而增加的相反力而需要逐渐变大的插入力。所述连接器进一步应理解为准许在处于第二位置中之后第二连接器组件沿着与第一方向相反的第二方向的移动。所述连接器进一步应理解为包含由相反的磁力产生的缩回力。在特定实例中，第一连接器组件是外壳，其包括镗孔且具有位于其中的第一连接器凹槽。在另一实例中，第一连接器组件是圆柱形部件或销，其具有位于外表面上的第一连接器凹槽。在又一实例中，所述约束特征由可由电信号控制的至少一个电磁装置来体现。
取决于应用，连接器10可由若干不同材料制成，包含金属、塑料和工程塑料(例如PEEK和PEK)。金属也可为复合的，且可包含具有高导电冶金性的金属镀敷或沉积，例如金或铜、耐腐蚀材料和/或高拉伸强度材料，例如不锈钢。连接器10可单纯用作机械装置以将不同组件固持在一起和/或用作电连接器以用于在连接到第一连接器组件12和第二连接器组件14的组件之间传送电信号或电流。弹簧16可由单一金属电线或多层电线制成。示范性多层电线在2010年4月26日申请的第12/767,421号申请案、第2010/0289198号公开案中揭示。
图2A是根据本发明装置、系统和方法的方面提供且大体上指定为66的替代连接器组合件(或简称为连接器)的示意性横截面侧视图。如图示，类似于图1A到1E的连接器10，连接器66包括第一连接器组件68，其经对准且经配置以插入到第二连接器组件70的镗孔72中。然而，在本实施例中，使用经修改的约束特征74，其包括一密封件，用于造成压力积累(例如空气压力)以约束第二连接器组件70在第一方向36上的移动。
除了图2A外还参见图2B，邻近于第一连接器凹槽76并入密封凹槽74。在所示的实例中，密封凹槽74定位于比外壳凹槽76更靠近第一连接器组件68的进口或开口78。在另一实例中，密封凹槽74位于外壳凹槽76的远端且更远离进口78。例如O形环等密封件80定位于密封凹槽74中且经配置以抵靠第二连接器组件70的外表面82而密封。因此，一旦第二连接器组件70插入到镗孔72中且在第一方向36上推进以将连接器移动到图2B中所示的第一闩锁位置，则类似于手动打气筒，压力在镗孔72中积累以抵抗第一方向36上的移动。可在第一连接器组件68中并入释放镗孔84以控制在插入过程期间的压力积累的量。在一个实例中，所述释放镗孔以单一镗孔直径进行大小设定。在另一实例中，例如安全阀等弹簧加载阀可并入有释放镗孔84以仅在达到某一选定压力值后即刻从镗孔72释放空气或压力。
因此，本连接器66应理解为包含第一连接器组件和第二连接器组件，且其中将第一连接器组件插入到第二连接器组件中以将连接器移动到第一闩锁位置中需要足够的插入力，以及可克服由本发明装置、组合件和方法的约束特征产生的压力(例如空气压力)的力，所述约束特征是用于在插入期间减小的镗孔中的压力积累的密封件。在特定实施例中，在第一连接器组件中提供释放镗孔以准许通风从而最小化在第一连接器组件的镗孔中的过量压力积累。弹簧致动的安全阀可并入有释放镗孔84以控制在阀打开之前在镗孔72中的最小压力积累。
除了图2B之外现在还参见图2C，第二连接器组件70展示为进一步插入到第一连接器组件68的镗孔72中以将连接器66移动到第二闩锁位置。在此位置中，弹簧16被允许松弛且由于较大的次要凹槽22而从其第一闩锁位置旋转。密封件80也展示为密封第二连接器组件70的外表面82。连接器可从此位置断开。
为了从第一连接器组件68解锁第二连接器组件70，通过施加足以旋转弹簧16且克服约束特征74的缩回力来在第二方向38上移动第二连接器组件70。如先前描述，弹簧16被允许在由次要凹槽22俘获时由于其相对于主要凹槽20的较大大小而旋转且松弛。此时，第二连接器组件70自由地在第二方向38上移动以与第一连接器组件68分离。在此过程期间，空气通过释放镗孔84放回到镗孔72中。在退出过程期间可并入单独的通风孔以打破镗孔72中的真空，无论是具有还是不具有真空安全阀。弹簧16随着第二连接器组件70一起移动且返回到其第一闩锁位置，但弹簧16的主轴旋转，类似于图1D的实施例。应注意，第一和第二连接器组件的参考既定仅指定不同部分，且所述组件可颠倒。换句话说，第二连接器组件可称为第一连接器组件且可并入单个外部凹槽，同时外壳并入两个内部凹槽，其中一个是主要凹槽且另一个是次要凹槽。术语“第一方向”和“第二方向”也是相对术语，且取决于哪一组件正在移动且哪一组件正保持静止。
类似于图1A到1E的连接器10，本连接器66可在广泛多种应用中实践。作为非限制性实例，连接器66可并入到各种航空、军事与防御、油气、汽车、电力传输与分配、医疗装置、工业、医疗电子元件、绿色技术和消费型工业。举例来说，本连接器66可附接到如图1E所示的第一和第二物品区段或零件。
因此，本发明装置、组合件和方法的方面包含连接器66，其包括第一连接器组件、约束特征以及第二连接器组件，且其中所述约束特征在所述第二连接器组件在第一方向或第二方向上的移动期间造成所述第一连接器组件的镗孔中的压力波动。本发明装置、组合件和方法还应理解为包含约束特征，当施加可克服第二连接器组件的镗孔内的压力积累时所述约束特征约束但准许第一连接器组件与第二连接器组件之间的相对移动。在特定实例中，约束特征是定位于形成在第一连接器组件或第二连接器组件中或上的凹槽中的O形环(未图示)。更一般地，本连接器组合件应理解为当使第一和第二连接器相对于彼此移动时准许通过一端口向外通风以及通过所述端口向内通风。
图3是根据本发明装置、系统和方法的方面提供且大体上指定为86的替代连接器的示意性侧视图。如图示，连接器86包括第一连接器组件88和第二连接器组件90，其通过在第一连接器凹槽92与第二连接器组件90上的主要凹槽20之间俘获斜圈弹簧16而彼此锁定。如先前论述，在锁定位置中，弹簧16沿着其主轴(即，其较长轴)加载，使得通过沿着第二方向38移动第二连接器组件90或沿着第一方向36移动第一连接器组件带来的分离将需要沿着弹簧的主轴压缩弹簧，所述弹簧通常不压缩。然而，如果弹簧16能够旋转以使得其可随后沿着其短轴(即，其较短轴)压缩，那么准许解锁。应注意，当针对一个连接器组件讨论特定滑动方向时，假定另一连接器组件保持静止。显然，所述组件可同时移动或一不同组件保持静止。
连接器86进一步包含约束特征94，用于以第二凹槽22约束连接器向第二闩锁位置的移动，直到克服所述约束特征为止。在一个示范性实施例中，约束特征94是多个间隔开的主要凹槽201…20n，其中“n”指定等于主要凹槽的总数的整数，其在本发明装置和系统中为六(6)。在其它实施例中，主要凹槽的数目少于六，而在一些其它实施例中，其多于六。约束特征可视为位于第一主要凹槽201与次要凹槽22之间的多个主要凹槽202…20n。因此，在第一连接器组件88和第二连接器组件90可移动远离彼此之前，弹簧16必须移动通过所述多个间隔开的主要凹槽201…20n以随后移动到次要凹槽22的第二闩锁位置从而旋转。由于弹簧闩锁于第一连接器凹槽92与所述多个主要凹槽201…206中的每一者之间，因此弹簧16如图3所示沿着其主轴加载，且阻止第二连接器组件90在第二方向38上移动。一旦移动到第二闩锁位置(未图示)且由次要凹槽22和外壳凹槽92俘获，弹簧便由于较大的次要凹槽而被允许松弛且旋转，如先前论述。此时，第二连接器组件90可在第二方向38上移动以将弹簧16通过所述多个间隔开的主要凹槽202…206移动回到第一闩锁位置(类似于图1D)。在缩回期间通过所述多个间隔开的主要凹槽201…206的连续开闩之后，第二连接器组件90现在可完全与第一连接器组件88和镗孔96分离。
如图示，间隔开的主要凹槽201…206中的每一者通过环或凸缘98彼此分离。所述环或凸缘98还充当用于各主要凹槽201…206的侧壁。在一个实例中，间隔开的主要凹槽中的每一者包括两个侧壁98和一个底壁100。如图示，两个侧壁98大体上彼此平行且垂直于具有平坦底部的底壁100。在其它实施例中，主要凹槽可具有锥形壁表面，例如锥形侧壁和/或锥形底壁。次要凹槽22优选具有与上文参见图1A到1D论述的次要凹槽22相同的凹槽配置，任选地包含具有V凹槽配置。
类似于图1A到2C的实施例，本连接器86可附接到第一制品和/或第二制品以实现所述两个制品之间的可移除式连接。
因此，本发明装置、系统和方法的方面包含第一连接器组件和第二连接器组件。第一连接器组件包括凹槽或与次要凹槽间隔开的组合主要凹槽，且第二连接器组件包括所述凹槽或与次要凹槽间隔开的组合主要凹槽中的另一者。所述连接器进一步包括由凹槽界定的第一弹簧位置，且所述主要凹槽俘获斜圈弹簧且沿着第一弹簧角度加载所述斜圈弹簧以准许相对于第一连接器组件在第一方向上但不在第二相反方向上移动第二连接器组件。在一个实例中，第一方向受到约束特征的约束，所述约束特征可通过在第一方向上施加力来克服。在特定实例中，所述约束特征是位于第一主要凹槽与次要凹槽之间的多个主要凹槽。所述约束特征呈现抵抗第二连接器组件在第一方向上的移动的约束，但可通过经由所述多个后续的主要凹槽202…20n施加一系列连续插入力来克服。一旦弹簧移动通过最后一个主要凹槽，第一连接器组件和第二连接器组件便可相对于彼此移动以将弹簧移动到第二弹簧位置，其为所述凹槽和次要凹槽俘获弹簧且允许弹簧旋转到与处于第一位置中时不同的弹簧角度的位置。弹簧由于较大的次要凹槽而被允许旋转，所述次要凹槽比所有个别的主要凹槽201…20n大。在第二弹簧位置，弹簧能够当第二连接器组件90相对于第一连接器组件88在第二方向38上移动时旋转。特定来说，次要凹槽22的锥形侧壁54在第二连接器组件90在第二方向38上移动以与第一连接器组件分离期间接触且旋转弹簧16。
图4是根据本发明装置、系统和方法的方面提供且大体上指定为102的又一连接器组合件的侧视图。类似于在本文中其它地方论述的其它连接器组合件和装置，本连接器组合件具有两个闩锁位置，且其中提供约束特征以控制在第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。在本实施例中，连接器组合件102包括：第一连接器组件104，其包括第一连接器凹槽108；以及第二连接器组件106，其具有类似于参见图1A、2A和3论述的连接器组合件的主要凹槽20和次要凹槽22。在较类似于图3的连接器组合件86的本连接器102中，第二连接器组件106包括多个主要凹槽201…20n，其中“n”表示等于主要凹槽的总数的整数。在一个特定实施例中，第一连接器组件106包括四(4)个主要凹槽201…204，其可替代地视为具有位于第一主要凹槽201与次要凹槽22之间的多个主要凹槽202…20n。在其它实施例中，主要凹槽的数目可少于四或大于四，这取决于所需应用，例如取决于在允许弹簧移动到第二闩锁位置之前的插入深度。
图4的连接器102具有第一闩锁位置和第二闩锁位置以及其间的通过约束特征110提供的多个额外闩锁位置，所述约束特征110在本实施例中类似于图3的实施例是多个主要凹槽202…20n。然而，不同于图3的连接器86，所述多个主要凹槽201…20n各自具有一锥形侧壁112，其相对于第二连接器组件106的中心线
Figure BDA00002546782700141
成锥形。每一凹槽还具有至少一个侧壁114，其可成锥形但优选垂直于第二连接器组件的中心线。连接器102另外可以与上文参见图3的连接器86描述的方式相同的方式使用。
实际上，连接器102可与第一制品和第二制品一起使用以将所述两个制品紧固在一起，类似于本文在其它地方论述的其它连接器。此外，各种连接器组件或连接器零件的移动可自动完成，例如使用具有齿轮或联动系统的伺服电动机、使用电磁力、流体力和/或气动压力。
图5A是大体上标示为116的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的又一连接器组合件的横截面侧视图。与本文其它地方所论述的其它连接器组合件和装置一样，本连接器组合件具有两个闩锁位置，且其中提供约束特征以约束第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。如图所示，连接器116包括第一连接器组件118和第二连接器组件120，所述两个连接器组件通过在第一方向36上移动第二连接器组件120而彼此啮合在第一闩锁位置中(图5A)。在第一闩锁位置中，弹簧16通过第一连接器凹槽121和主要凹槽20而沿着其长轴被加载，这防止第二连接器组件120在第二方向38上缩回。
在本实施例中，包括螺旋线圈弹簧124的约束特征122与第一连接器组件118合并在一起以约束第二连接器组件116到镗孔126中的进一步插入。弹簧124、第二连接器组件120的镗孔126和/或机头区段128的配置可经选择以使得弹簧和第二连接器组件在到达第一闩锁位置之前不邻接或接触，如图5A中所示。在另一实例中，当将第二连接器组件120进一步插入到镗孔126中时，弹簧124和第二连接器组件120可恰好在第一闩锁位置之前或之后邻接或接触。
图5B是处于第二闩锁位置中的图5A的连接器的横截面侧视图。如图所示，第二连接器组件120被进一步推进到镗孔126中，且压缩弹簧124以克服由弹簧124呈现的约束。在第二闩锁位置中，归因于相对较大的次要凹槽22，允许斜圈弹簧16旋转。通过在第二方向38上移动，现在可从第一连接器组件118移除第二连接器组件120。在第二方向38上的此移动期间，约束弹簧扩展124且促进第二连接器组件120远离第一连接器组件的缩回。实际上，连接器组合件116可与第一和第二制品一起使用以将两个物品紧固在一起，类似于本文其它地方所论述的其它连接器。
在一个实例中，约束弹簧124经选择以具有线性弹簧常数，使得第二连接器组件120进入第一连接器组件118的镗孔126中的进一步插入需要恒定的力。然而，可将弹簧选择成具有可变弹簧常数以需要逐渐变大的插入力或逐渐减小的插入力。举例来说，弹簧可具有不同直径的线或由不同的冶金术制成的线，或可具有互连在一起的具有不同弹簧常数的两个或两个以上不同弹簧。
因此，可将本发明的连接器理解成包含具有第一闩锁位置和第二闩锁位置的第一连接器组件和第二连接器组件，且其中所述连接器在从第一闩锁位置移动到第二闩锁位置中受到约束特征约束。可将所述连接器进一步理解成仅在克服约束特征之后才准许闩锁在第二闩锁位置中。在一个实施例中，通过施加大于固定弹簧常数的弹簧力的插入力来克服约束特征。在另一实例中，弹簧常数是可变的。因此，广义上来说，所述连接器组合件包括具有在多闩锁点之间的至少一个约束特征的多闩锁点。在特定实施例中，所述约束特征是螺旋线圈弹簧。
图5C是大体上标示为116A的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的又一连接器组合件的横截面侧视图。连接器组合件116A类似于图5A和5C的连接器组合件116，不同之处是用于接纳弹簧124的凹入的机头区段或埋头孔131。埋头孔131在第二连接器组件与弹簧相抵地施加轴力的情况下促进与弹簧124的对准，且防止弹簧在其压缩期间偏转。
图6A是大体上标示为130的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的替代性连接器组合件的示意性横截面侧视图。如图所示，连接器130包括第一连接器组件132和第二连接器组件134，所述两个连接器组件通过在第一连接器凹槽136与主要凹槽20之间俘获斜圈弹簧16而彼此锁定。如先前所论述，在锁定位置中，弹簧16沿着其长轴(即，其较长的轴)被加载，使得通过沿着第二方向38移动第二连接器组件134进行的分离或沿着第一方向36移动第一连接器组件进行的分离将需要沿着弹簧的长轴压缩弹簧，其通常在不毁坏弹簧的情况下不压缩。然而，如果弹簧16能够旋转使得其随后可沿着其短轴(即，其较短的轴)压缩以准许沿着第二方向38移动第二连接器组件134，则准许解锁。应注意，当针对连接器组件论述特定的滑动方向时，假设另一连接器组件保持固定。显然，可同时移动组件或使不同的组件保持固定。
连接器130进一步包含用于约束第一连接器组件132与第二连接器组件134之间的相对移动以防止弹簧16旋转的构件。在本实施例中，用于限制相对移动的构件是安全销138，其充当约束特征以防止第二连接器组件134进一步滑动到第一连接器组件132的镗孔140中。如图所示，安全销138被插入到第一连接器组件132上的一对轴毂142中且可移除地固持于其中以充当用于第二连接器组件134的约束特征。在一实例中，使用锥形配合将安全销138啮合到轴毂142a、142b。在另一实例中，使用盖或螺栓(未图示)来固持安全销138以使销末端144变安全。在仍一实例中，将销末端144旋拧地啮合到轴毂142b。虽然第二连接器组件134的末端146展示为与安全销138隔开，但可并入比所展示的间隙小的间隙或没有间隙，以限制两个连接器组件之间的相对移动，直到安全销106被第二连接器组件134的插入力剪断为止。
图6B是图6A的连接器130的示意性横截面侧视图，其展示从第一连接器组件132移除安全销106，且将第二连接器组件134进一步推进到第一连接器组件的镗孔140中以将弹簧16从第一闩锁位置(图6A)移动到第二闩锁位置中。通过移除安全销，应理解，所述销或被推进力剪断，或被从固持轴毂物理地移除。在第二位置中，通过第一连接器组件136和第二连接器组件的次要凹槽22俘获弹簧16。如图所示，允许弹簧16旋转，以使得其长轴大体上垂直(即，大体上正交)于第二连接器组件134的中心线。至少部分通过提供比主要凹槽20大的次要凹槽22(理解成意味着更宽、更深，或更宽和更深两者)而使此旋转为可能的。更大的次要凹槽22允许弹簧16旋转到其更松弛的位置。第二连接器134可从此第二弹簧位置(图6B)相对于第一连接器组件132在第二方向38上移动以与其分离。所述弹簧优选为轴向斜圈弹簧。在另一实例中，所述弹簧为径向斜圈弹簧。
当与销138(图6A)相抵地推进第二连接器组件134且克服销的剪断力时，安全销138经配置以折断、剪断或断裂。可通过选择材料类型和/或大小(例如，所要的销直径)而针对所要的应用选择剪断力以在某一值下剪断。
与图1E的实施例一样，本发明的连接器130可附接到第一制品和/或第二制品以实现第一制品与第二制品之间的可移除的连接。
因此，本发明的装置、系统和方法的方面包含第一连接器组件和第二连接器组件。第一连接器组件包括凹槽或与次要凹槽隔开的组合主要凹槽，且第二连接器组件包括凹槽或与次要凹槽隔开的组合主要凹槽中的另一者。所述连接器进一步包括第一弹簧位置，所述第一弹簧位置由凹槽和主要凹槽俘获斜圈弹簧并沿着第一弹簧角度加载斜圈弹簧而界定，以准许在第一方向上而不是第二相反的方向上相对于第一连接器组件移动第二连接器。在一个实例中，第一方向受约束特征约束。在特定实例中，约束特征是啮合到第一连接器组件的安全销。所述安全销呈现对第二连接器组件的约束，所述约束可通过沿着第一方向移动第二连接器组件以剪断所述销或通过移除所述销来克服。此时，第一连接器组件和第二连接器组件可相对于彼此移动以将弹簧移动到第二弹簧位置或第二闩锁位置，所述位置是其中凹槽和次要凹槽俘获弹簧但允许弹簧旋转到与在第一位置中不同的弹簧角度的位置。在第二弹簧位置处，当第二连接器组件134相对于第一连接器组件132在第二方向38上移动时，所述弹簧能够旋转。具体来说，第二凹槽22的锥形侧壁54在第二连接器组件134在第二方向38上移动以与第一连接器组件分离期间接触并旋转弹簧16。
图7是大体上标示为148的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的又一连接器组合件的横截面侧视图。与本文其它地方所论述的其它连接器组合件和装置一样，本发明的连接器组合件使两个并行连接的第二连接器组件闩锁到具有两个接纳镗孔的第一连接器组件，且其中所述组合件具有两个闩锁位置。还与其它组合件一样，提供约束特征以控制第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。如图所示，连接器组合件148包括第一连接器组件150和两个第二连接器组件152、154，两个第二连接器组件152、154通过在第一方向36上移动第二连接器组件152、154而将第一连接器组件啮合在相应的第一闩锁位置中。两个镗孔156、158中的两个斜圈弹簧16大体上沿着其在第一连接器凹槽160以及第二连接器组件152、154中的每一者上的主要凹槽20中的长轴而被加载。在加载时，第二连接器组件152、154无法通过在第二方向38上移动而与第一连接器组件150分离。
下文参考上部连接器组合件148a(例如，参考第二连接器组件152和第一连接器组件150的上部镗孔156)来进一步论述连接器组合件148，但应理解成同等适用于下部连接器组件组合件148b，例如，适用于第二连接器组件154和下部镗孔158。然而，用于两个不同镗孔156、158的约束特征162、164将因为其不同而单独地论述。另外，虽然将第一连接器组件150展示为具有整体形成的两个一体形成的镗孔156、158，但其可单独形成且随后作为隔开的不同上部单元和下部单元而附接或实践。
为了将上部连接器组合件148a移动到第二闩锁位置，从而随后准许第二连接器组件152与第一连接器组件150的分离，第一连接器组件152必须克服约束特征162以在第一方向36上行进且进一步进入镗孔156中。在所展示的实例中，约束特征162是可收缩或可偏转的机构，其通过推进第二连接器组件152而粉碎或被移开。举例来说，所述结构可为设计成具有某一粉碎值的中空管、在某一压缩力下崩溃的蜂窝状结构，或枢转部件，例如片簧或弹簧加载的可枢转梁，其在通过机头区段166施加力时被移开。约束特征还可为泡沫或泡沫状材料或可压缩橡胶。约束特征162安装到镗孔156的后壁168和/或镗孔的侧壁170，且可包含弱化的区段，例如易碎区段或弯曲区段，以促进扭弯或粉碎。
一旦克服了约束特征162，第二连接器组件152可推进弹簧16并将其移动到其第二闩锁位置(未图示，但类似于图1C)，从而随后旋转到其更松弛的位置。此时，第二连接器组件可在第二方向38上反向，且使弹簧返回到其第一闩锁位置，但是在经旋转的弹簧角度(类似于参考图1D所展示的角度)下。通过在第二方向38上继续其移动，第二连接器组件152现在可与第一连接器组件150完全分离。
用于下部连接器组合件148b的约束特征164是锥形或圆锥体形。在一个实例中，约束特征164是圆锥体压缩弹簧。在另一实例中，约束特征164是设计成具有某一粉碎值的圆锥体形中空主体，例如金属圆锥体。在仍另一实例中，约束特征是圆锥体形可伸缩部件，其具有机械地彼此啮合的若干圆锥体区段。在仍另一实例中，约束特征是贝尔威力(Bellville)垫圈或波形弹簧。下部连接器组合件148b可以与上部连接器组合件148a类似的方式操作。
因此，本发明的连接器的一方面被理解成包含具有使用斜圈弹簧的第一闩锁位置和第二闩锁位置的第一和第二连接器组件，且其中，所述两个位置之间的移动包含粉粹或偏转约束特征以相对于第一连接器组件来推进第二连接器组件。所述连接器还被理解成准许通过将弹簧移动到第二闩锁位置以使得其可旋转而完全分离第二连接器组件与第一连接器组件，但仅在粉粹或偏转约束特征之后才实现。因此，广义上来说，所述连接器包括具有必须在多闩锁点之间激活的至少一个可粉碎或可偏转特征的多闩锁点。本发明的组合件进一步被理解成包含包括用于接纳两个不同的第二连接器组件的两个镗孔的第一连接器组件。
实际上，连接器组合件148可与第一和第二制品一起使用以将两个物品紧固在一起，类似于本文其它地方所论述的其它连接器。第一制品可连接到第二连接器组件152、154。如果如此，可省略约束同时162或164，因为仍需要克服剩余的约束特征以将连接器组合件148从一闩锁位置移动到第二闩锁位置。
图8A是大体上标示为172的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的又一连接器组合件的横截面侧视图。与本文其它地方所论述的其它连接器组合件和装置一样，本发明的连接器组合件具有两个闩锁位置，且其中提供约束特征以控制第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。如图所示，连接器172包括第一连接器组件174和第二连接器组件176，第一连接器组件174和第二连接器组件176在所有方面与先前所描述的连接器组合件类似，以下部分除外。在本发明的组合件中，约束特征178是组合机械和电气装置。在一个特定实例中，约束特征178是开关或触发器179，其包括连接到控制器或系统(未图示)的电线180。参考作为图8A的补充的图8B，当将第二连接器组件176进一步推进到第一连接器组件174的镗孔182中以随后实现分离时，开关或触发器179的电路闭合且将信号发送到控制器或系统(未图示)以发出警报或指示器，从而指示连接器组合件172被激活且准备断开，即第二连接器组件与第一连接器组件的分离。具有触发器或开关179的连接器组合件172可在比如机场或其中连接器的分离将触发警报的其它受控环境等场所中使用。因此，第二连接器组件176可附接到例如门等制品，且第一连接器组件174可附接到例如门框等另一制品，使得当两个制品彼此分离时，警报或指示器将触发。因此，在本发明的实施例中，约束特征是警报。
图9A是大体上标示为184的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的又一连接器组合件的横截面侧视图。与本文其它地方所论述的其它连接器组合件和装置一样，本发明的连接器组合件具有两个闩锁位置，且其中提供约束特征以控制第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。连接器组合件184包括第一连接器组件186和第二连接器组件188，且非常类似于图8A和8B的连接器组合件。在本发明的连接器组合件184中，约束特征190是正常断开(NO)的接触开关，其经配置以在被第二连接器组件188的机头区段压下时闭合，如图9B中所示。在其它实施例中，所述开关是磁性开关、单极单掷开关(SPST)、单极双掷开关(SPDT)、双极单掷开关(DPST)或双极双掷开关(DPDT)。然而，还预期其它类型，只要其并入第二连接器组件相对于具有用于闩锁两个连接器组件并激活所述开关的斜圈弹簧的第一连接器组件的移动即可。
图10A是大体上标示为192的根据本发明的装置、系统和方法的方面而提供的又一连接器组合件的横截面侧视图。与本文其它地方所论述的其它连接器组合件和装置一样，本发明的连接器组合件具有两个闩锁位置，且其中提供约束特征(未图示)以控制第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。所述约束特征可为本文其它地方所论述的特征中的任一者。如图所示，连接器192包括第一连接器组件194和第二连接器组件196，第一连接器组件194和第二连接器组件196在所有方面与先前所描述的连接器组合件类似，以下部分除外。在本发明的组合件中，包括主要凹槽20的第二连接器组件196是由非导电材料制成，例如是由工程设计塑料(例如，PEEK、PEK、PSU、ABS、PC或PA)制成，且包括次要凹槽正常位于其中的环形环198。导电区段或插入件200安置于环形环198中以形成次要凹槽，所述次要凹槽具有与本文其它地方所论述的其它次要凹槽22类似的凹槽配置。或者，第二连接器组件是由导电材料制成，且第一连接器组件是由非导电材料制成。
第一连接器组件194可由导电材料或非导电材料制成。如果是由金属材料制成，则斜圈弹簧16与第一连接器组件的第一连接器凹槽202电连通。如果不是由导电材料制成，则电线或导电环(未图示)可与第一连接器组件194合并在一起以与弹簧16电连通。
参考图10B，当将第二连接器组件196进一步插入到第一连接器组件194的镗孔204中时，在导电区段200、弹簧16与第一连接器组件的导电部分之间形成闭合回路。因此，连接器组合件192可充当开关或电触发器。在另一实例中，电线或电缆(未图示)与第二连接器组件196合并在一起且与导电区段200电连通。所述电线或电缆(未图示)可连接到位于所附接的制品(未图示)中的电节点。第一连接器组件194可类似地附接到另一制品，其类似于图1E的实施例。
图11是大体上标示为206的描绘根据本发明的方法的方面而提供的连接器组合件的使用方法的示意性过程流程图。所述方法包括在步骤208处提供第一连接器组件和第二连接器组件(例如，外壳或销)的步骤。第一连接器组件可包括凹槽或隔开的主要和次要凹槽，或第二连接器组件可包括单一凹槽或隔开的主要和次要凹槽中的另一者。所述过程进一步包括在步骤210处在第一方向上插入第二连接器组件，直到斜圈弹簧在第一闩锁位置中被闩锁在所述凹槽与主要凹槽之间为止。在步骤212处，通过插入力来克服约束特征以准许第一连接器组件和第二连接器组件朝向彼此的进一步插入。所述约束特征可为本文其它地方所论述的各种特征中的任一者，包含用以约束进一步移动的警报。
所述过程进一步包含在步骤214处将连接器组合件移动到其中弹簧被闩锁在所述凹槽与次要凹槽之间的第二闩锁位置。所述过程进一步包含在步骤216处在第二方向上移动第二连接器组件以将弹簧移动回到其第一闩锁位置但是在不同的弹簧角度下。第二连接器组件现在可与第一连接器组件分离。虽然未图示，但所述连接器组合件可连接到至少一个制品。应注意，虽然所揭示的序列具备特殊性，但其可以与所描述的次序不同的次序来实践。
图12是大体上标示为218的描绘制造根据本发明的方法的方面而提供的连接器组合件的方法的示意性过程流程图。所述方法包括在步骤220处形成包括凹槽或与次要凹槽隔开的主要凹槽的第一连接器组件的步骤。所述方法进一步包括在步骤222处将第一连接器组件附接到第一制品(例如，椅子、门板、相框、凸缘、电缆等)的步骤。在步骤224处，所述方法包括形成包括所述凹槽和与次要凹槽隔开的主要凹槽中的另一者的第二连接器组件(例如，销)。在步骤226处，所述方法包括将第二连接器组件附接到第二制品。通过在步骤222和226处附接，将所述连接器组件理解成包含除了能够在正常意义上附接(例如，通过机械手段、焊接或粘结)之外还能够与相关联的制品集成或单个地形成。最终，在步骤228处，约束特征附接或定位在第一连接器组件中，所述约束特征需要适当的插入力来克服或具有对触发警报的许可或权力。应注意，虽然所揭示的序列具备特殊性，但其可以与所描述的次序不同的次序来完成。
图13是根据本发明的装置、系统和方法而提供的可植入医疗装置(IMD)230的透视图，可植入医疗装置(IMD)230可包含可植入心脏除颤器、起搏器和可编程神经刺激器脉冲产生器。IMD230包括密封外壳232(其在业界被称为罐或灌装外壳)和包括直列连接器236的端板234。直列连接器236包括多个交替的密封元件238和导电性元件240，对其用所预期的不同数字而仅展示三个交替的组。还预期斜圈弹簧242，一个斜圈弹簧与导电性元件240中的每一者接触。端板外壳235、弹簧242、导电性元件240和密封元件238具有用于接纳引线电缆244的通用钻孔。引线电缆244具有在待治疗的身体区域附近(例如，针对心脏起搏器应用在心脏附近)定位的端子末端(未图示)。电缆244经配置以载运信号远离灌装外壳232或反之亦然，以用于治疗性监视应用。在明确以引用的方式并入本文中的美国公开案号2008/0246231和2008/0255631中揭示了关于IMD和直列连接器的额外信息。在2010年3月4日申请的第12/717,732号以及2009年11月13日申请的第12/618,493号的共同待决的申请案中还揭示了其它IMD和直列连接器，所述申请案中的每一者的内容明确以引用的方式并入本文中。
为确保引线电缆244位于端板的镗孔内，使用保持块246，保持块246包括用于与引线电缆上的对应表面250相抵地进行紧固的固定螺杆248。保持块246可位于端板外壳235的入口处，如图所示，或位于端板的远端处。根据本发明的装置、系统和方法的一方面，可使用图1A、2A、3、4、5A、6A和7的连接器中的任一者来取代IMD230的端板的引线电缆244上的组合保持块246和凹槽250。举例来说，可使用图1A、2A、3、4、5A、6A和7的第一连接器组件中的任一者来取代图13的保持块246，且作为单一销凹槽250的替代，主要凹槽和次要凹槽可与引线电缆244一起使用以准许第一闩锁位置和第二闩锁位置。此外，可将连接器放置在入口附近，如图13中所示，或放置在端板234的远端处。此外，使用图1A、2A、3、4、5A、6A和7中所描述的连接器中的一者的经修改的保持机构可并入引线电缆244上的单一销凹槽和用于保持块246的两个外壳凹槽。此外，图1A、2A、3、4、5A、6A和7的连接器可与′231公开案、′631公开案和′732公开案中所描述的端板中的任一者一起使用。如果与IMD合并在一起，则将第一连接器组件理解成包含在端板的进口处并入的情况下的通孔且可包含在端板的远端处并入的情况下的通孔。
图14为根据本发明的装置、系统和方法的方面提供的又一连接器组合件260的横截面侧视图。连接器组合件具有带有第一连接器凹槽266的第一连接器组件262以及带有主要凹槽20和次要凹槽22的第二连接器组件264，这类似于本文中其它地方所论述的其它连接器组合件。在本实施例中，并入有呈槽形表面形式的约束特征268。槽形表面类似于齿轮表面。明确地说，第一连接器组件262并入有槽形表面270(例如槽形镗孔)以用于接纳第二连接器组件264上的对应槽形表面272，例如槽形销或轴杆。第二连接器组件262进行旋转直到槽形表面被对准为止，此时接着允许第二连接器组件进一步插入到镗孔中以移动到第二闩锁位置以允许弹簧16旋转。可接着移除第二连接器组件。
图15A为根据本发明的装置、系统和方法提供的又一连接器组合件的横截面侧视图，所述连接器组合件大体上指示为280。如同本文中其它地方所论述的其它连接器组合件和装置，本连接器组合件280具有两个闩锁位置，且其中提供约束特征以约束第一闩锁位置与第二闩锁位置之间的移动。如图所示，连接器组合件280包括第一连接器组件282和第二连接器组件284，其通过在第一方向36上将第二连接器组件284移动到第一连接器组件的镗孔295中而在第一闩锁位置(图15A)中彼此啮合。在第一闩锁位置中，弹簧16由第一连接器凹槽286和主要凹槽20沿其长轴加载，这防止第二连接器组件284在第二方向38上缩回。如图所示，第一连接器组件282为外壳，且第二连接器组件284为销。在其它实施例中，颠倒所述两者的命名。
在本实施例中，提供包括子连接器组合件290的约束特征288，所述子连接器组合件290包括具有锥形机头区段294和凹槽296(还称为内部销凹槽)的内部销292。内部销292经大小和形状设定以当第一连接器和第二连接器组件移动到第一闩锁位置时移动到第二连接器主体284的内部镗孔298中以与内部镗孔凹槽300和内部弹簧302连接。内部弹簧302优选地为径向斜圈弹簧。在一实施例中，子连接器组合件290中的连接准许开闩，因为内部销292可在两者闩锁之后与内部镗孔298分离，但用于约束第一连接器组件282与第二连接器组件284之间的第一闩锁位置，这防止第二连接器组件284在第二方向38上移动，直到弹簧16发生旋转为止，如先前所描述。内部销292的长度、内部销凹槽296的位置、内部镗孔298的深度和内部凹槽300的位置经选择以使得子连接器290在与第一与第二连接器组件282、284之间的第一闩锁位置大约相同的时间或大致同时闩锁。
图15B为图15A的连接器在第二闩锁位置中的横截面侧视图。如图所示，第二连接器组件284被进一步推进到第一连接器组件282的内部镗孔298中以开闩子连接器290且将外部或主要弹簧16移动到组合第一连接器凹槽286和相对较大的次要凹槽22。在将连接器组合件280从第一闩锁位置移动到第二闩锁位置中，应理解，需要一个力来将第二连接器组件284与第一连接器组件282开闩，且需要一个额外力来将内部销292与内部弹簧302和内部镗孔凹槽300开闩。这个额外力提供在能够将连接器280组合件移动到第二闩锁位置之前必须克服的约束特征。
在第二闩锁位置中，归因于相对较大的次要凹槽22而允许弹簧16旋转。第二连接器组件284现在可通过在第二方向38上移动来从第一连接器组件282移除。在此在第二方向38上移动期间，当仅观看图15B中的弹簧的上部部分时，外部弹簧16顺时针旋转且沿短轴(即，较短轴)压缩。随着第二连接器组件284在第二方向38上移动以与第一连接器组件分离，外部弹簧16再次与主要凹槽20闩锁且内部弹簧302再次与内部销凹槽296闩锁。然而，因为外部弹簧16已经旋转且内部弹簧292不沿其长轴被加载，所以准许第二连接器组件与第一连接器组件完全分离。实际上，连接器280可与第一和第二制品一起使用以将所述两个物品紧固在一起，这类似于本文中其它地方所论述的其它连接器。
因此，本连接器组合件可理解为包含具有第一闩锁位置和第二闩锁位置的第一连接器组件和第二连接器组件，且其中通过约束特征约束连接器以防从第一闩锁位置移动到第二闩锁位置。连接器组合件进一步理解为仅在克服所述约束特征之后准许闩锁在第二闩锁位置中。在一个实施例中，通过施加不仅分离第一连接器组件与第二连接器组件的插入力而且施加克服子连接器组合件的闩锁力的力来克服所述约束特征。因此，广义来说，连接器组合件包括多闩锁点，其中在所述多闩锁点之间具有至少一个约束特征。在特定实施例中，约束特征为包括突出到次要组件的内部镗孔中的内部销的子组合件连接器。
可通过将第二连接器组件284插入到第一连接器组件282的镗孔298中直到弹簧16处于第一闩锁位置(图15A)中为止来使用所述连接器。然而，弹簧16直到克服约束特征288才能移动到第二闩锁位置(图15B)，这需要额外的插入力来克服子连接器组合件的闩锁。此时，第二连接器组件284可移动到第二闩锁位置(图15B)以允许外部弹簧16旋转以便接着与第一连接器组件分离。
虽然本文中已经具体描述且说明了双向闩锁连接器和组合件及其组件的有限实施例，但所属领域的技术人员将容易明白许多修改和变化。举例来说，各种连接器组件可与本文中未具体论述的其它制品一起使用，而是应理解为可与此一起使用作为用于在制作、制造或组装物品的过程期间将一个物品可移除地附接到另一物品的手段。此外，应理解并预期，针对一个连接器或组合件具体论述的特征可用于与另一连接器或组合件一起包含，只要所述功能为兼容的。举例来说，尽管各种第一连接器组件经论述为具有单个凹槽，且各种第二连接器组件经论述为具有主要凹槽和次要凹槽，但反向布置也是可能的，其中第一连接器组件具有主要和次要凹槽，而第二连接器组件具有单个凹槽。此外，在本发明描述在第一方向或第二方向上移动组件的情况下，有可能保持一个不同组件稳定而移动另一组件或同时但相对于彼此移动两个组件。因此，应理解，根据所揭示装置、系统和方法的原理而构造的连接器组合件及其组件可与本文中具体描述的方式不同地来体现。本发明还在所附权利要求书中定义。

Claims (21)

1.一种连接器，其包括与第二连接器组件相配的第一连接器组件、位于所述第一连接器组件或所述第二连接器组件中或上的凹槽以及位于所述第一连接器组件或所述第二连接器组件中的另一者中或上的一对凹槽；
所述凹槽具有两个侧壁和一底壁；
所述对凹槽包括具有第一深度的第一凹槽和具有第二深度的第二凹槽，所述第二深度不同于所述第一深度；
斜圈弹簧，其定位在所述第一凹槽和所述凹槽中，且可移动以安放在所述第二凹槽和所述凹槽中；且
其中约束特征防止所述第一连接器组件相对于所述第二连接器组件移动，直到由插入力克服为止，以约束所述斜圈弹簧以防由所述第二凹槽和所述凹槽啮合。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第一连接器组件为销或外壳，且所述第二连接器组件为所述销或所述外壳中的另一者。
3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第二连接器组件附接到制品。
4.根据权利要求1所述的连接器，其进一步包括可植入医疗装置，且其中所述第一连接器组件位于所述可植入医疗装置的端板中。
5.根据权利要求1所述的连接器，其中所述约束特征为螺旋弹簧、相反力、波形弹簧或空气压力。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中所述约束特征为断开开关。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中所述约束特征为位于镗孔内部的可折叠或可偏转组件。
8.根据权利要求1所述的连接器，其进一步包括附接到所述第一连接器组件或所述第二连接器组件的制品。
9.一种制造连接器的方法，其包括
形成具有凹槽的第一连接器组件；
形成具有主要凹槽和次要凹槽的第二连接器组件；
对所述凹槽与所述主要凹槽之间的具有第一弹簧固持空间的第一共同凹槽和所述凹槽与所述次要凹槽之间的具有第二弹簧固持空间的第二共同凹槽进行大小设定，所述第二共同凹槽大于所述第一共同凹槽；
形成约束特征以限制所述第一连接器组件与所述第二连接器组件之间的相对移动，直到由插入力克服为止；
其中对所述第一共同凹槽进行大小设定和配置以接纳斜圈弹簧且沿其长轴对所述斜圈弹簧进行加载；且
其中对所述第二共同凹槽进行大小设定和配置以接纳所述斜圈弹簧且不沿其长轴对所述弹簧进行加载。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一连接器组件为销或外壳，且所述第二连接器组件为所述销或所述外壳中的另一者。
11.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含将制品附接到所述第一连接器组件或所述第二连接器组件的步骤。
12.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括将所述第一连接器组件放置在可植入医疗装置的端板中。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述约束特征包括多个间隔开的主要凹槽。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述约束特征为位于镗孔内部的相反磁力、螺旋弹簧、密封件、空气压力、断开开关、可偏转特征或可粉碎特征中的至少一者。
15.一种连接器，其包括：
外壳，其包括镗孔和具有外壳凹槽配置的外壳凹槽；
销，其包括具有销凹槽配置的销凹槽；
位于邻近所述外壳凹槽或所述销凹槽处的第二凹槽，所述第二凹槽具有不同于所述外壳凹槽配置和所述销凹槽配置的带有第二凹槽深度的第二凹槽配置；
轴向斜圈弹簧，其安置在所述镗孔中位于由所述外壳凹槽和所述销凹槽的组合界定的第一共同凹槽中的第一弹簧位置中，且可相对于所述销和所述外壳移动到由所述外壳凹槽和所述第二凹槽的组合或所述销凹槽和所述第二凹槽的组合界定的第二共同凹槽；且
其中约束特征经提供以约束所述外壳与所述销之间的相对移动以约束所述轴向斜圈弹簧以防移动到所述第二共同凹槽，直到由插入力克服为止。
16.根据权利要求15所述的连接器，其进一步包括附接到所述销或所述外壳的制品。
17.根据权利要求15所述的连接器，其进一步包括可植入医疗装置，且其中所述第一外壳位于所述可植入医疗装置的端板中。
18.根据权利要求15所述的连接器，其中所述约束特征为位于镗孔内部的相反磁力、螺旋弹簧、密封件、空气压力、断开开关、可偏转特征或可粉碎特征中的至少一者。
19.根据权利要求15所述的连接器，其中所述第二凹槽包括安置在其中的环和导电区段以用于与所述轴向斜圈弹簧电连通。
20.根据权利要求15所述的连接器，其进一步包括连接到所述第一连接器组件、所述第二连接器组件或两者的电线。
21.根据权利要求15所述的连接器，其中所述约束特征为子连接器组合件，所述子连接器组合件包括闩锁到包括内部凹槽的内部镗孔的具有外部凹槽的销以及斜圈弹簧。
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