CN107735221A - 具有锁紧机构的肘节夹 - Google Patents

Abstract

一种用于选择性地连接工件的肘节夹锁紧机构。所述机构包括基底结构；主锁紧系统，其在保持位置与释放位置之间移动，所述主锁紧系统具有以可枢转的方式连接到基底结构的手柄构件、用于在保持位置中接合工件并且在释放位置中释放工件的活动部件以及使手柄构件与活动部件互相机械连接的连杆系统。提供具有接合构件的副锁紧系统，所述接合构件具有凸轮从动件，当主锁紧系统在保持位置中时，所述凸轮从动件以凸轮的方式接合第一棘爪，以防止主锁紧系统从保持位置移动。副锁紧系统能够被致动，以使凸轮从动件从第一棘爪脱离，以使主锁紧系统能够移动，从而从保持位置移动。

Description

具有锁紧机构的肘节夹

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月26日提交的美国实用新型专利申请No.15/128,363的优先权，并且还要求于2015年4月28日提交的美国临时申请No.62/153,560的权益。以上申请的全部公开内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开涉及肘节夹，并且更具体地，涉及具有锁紧机构的肘节夹。

背景技术

此部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

肘节夹用于各种目的，如保持和/或固定工件。传统的肘节夹包括可以紧固到工作站或其它支撑结构上的夹具本体。保持臂以可枢转的方式连接到夹具本体，以允许保持臂相对于通常静止的夹具本体的铰接。压紧构件可以从保持臂的远端延伸，并且以可操作的方式接合工件。手柄构件进一步以可枢转的方式连接到夹具本体，并且以可操作的方式接合保持臂，以使保持臂在上升和脱离的位置(例如，释放位置)与降低和接合的位置(例如，保持位置)之间铰接。降低和接合的位置接合工件，以使工件保持和/或固定在位置中。

传统的肘节夹可以包括各种手柄结构，包括细长的构件等，以及各种配置，包括垂直的或水平的手柄压紧型夹具。传统的肘节夹可以进一步包括推拉式连接、推拉式拉杆、挂钩以及门闩式线性致动夹。许多这样的配置为某些应用提供重型配置。

通常，肘节夹是具有三个基本元件(活动部件、连杆以及手柄或致动器)的速动机械联动装置。在操作过程中，夹具首先移动到位置中，以接触工件，然后被致动，以施加夹紧力。这种夹紧力是通过压缩或拉伸连杆元件产生的。

在某些情况下，传统的肘节夹可以包括锁紧机构。在传统的肘节夹中，锁紧机构可以通过移动肘节活动部件的中心枢轴越过两个其它枢轴的中心线而接合抵靠着止动件。通过中心枢轴越过中心线的移动实现的锁紧被称为“肘节锁紧”。但是，传统的肘节锁紧具有至少两个主要缺点。第一个缺点是过度的振动或冲击可以导致中心枢轴从其越过中心位置移动，因此“不锁紧”机构。第二个缺点(也是潜在的更普遍的缺点)是夹具可以通过无意接触致动器而被无意地致动。

由于这些和其它原因，一些肘节夹包括副锁紧机构，其必须在夹具机构自身能够被致动之前被激活。这些副锁紧机构的绝大多数分成两类。首先涉及保持其典型配置基本不变的基底夹具组件，而副锁紧机构被以某种方式简单地加上去，其限制夹具的正常操作直到其被激活为止。其次，某些夹具主要组件基本模型已经被改变，但是锁紧功能通过楔入或塞进活动而不是真正的锁紧行动。在某些应用中，这些锁紧机构或副锁紧装置必须通过操作者的笨拙的或不合适的活动而被致动。

虽然这样的安排对某些应用可能是有用的，但是已经发现它们经常无法提供简单一致的锁紧方法。事实上，在许多情况下，这些传统的副锁紧机构是不可靠的，并且可以用适度的力量克服。它们经常需要操作者通过不能集成到正常的和有意识的夹具活动中的笨拙的或不合适的活动来激活它们。例如，如果夹具通过操作者用手沿夹具的线性轴从左到右运动而被正常激活，则副锁紧机构可能需要在主要激活运动可以开始之前垂直于长轴的推拉运动。在许多情况下，它们仅允许夹具被锁紧在一个位置中，通常是闭合的。

因此，在相关技术中存在提供一种肘节夹的需要，该肘节夹克服传统的肘节夹设计的缺陷。此外，在相关技术中存在提供一种肘节夹的需要，该肘节夹提供合适的、耐用的锁紧机构，所述锁紧机构可以将手柄构件和/或保持臂保持在释放和保持两个位置中。

发明内容

此部分提供对本公开的总体概括，而不是本公开的完整范围或其全部特征的全面公开。

根据本教导内容的原理，提供一种用于保持工件的肘节夹。所述肘节夹包括基底结构、以可枢转的方式连接到基底结构的主要夹具手柄、用于接合工件的活动部件、使主要夹具手柄与活动部件互相机械连接的连杆系统以及具有锁紧杆和夹具连杆的锁紧系统。锁紧杆在第一端部处以可枢转的方式连接到主要夹具手柄，并且包括从相对的第二端部延伸的销。夹具连杆在第一端部处以可枢转的方式连接到活动部件，并且包括在相对的第二端部处的一对槽口和凸轮表面。凸轮表面布置在一对槽口之间。锁紧杆的销配置为锁紧地接收在一对槽口之中的至少一个中，以限定主要夹具手柄的锁紧配置。销是可操作的，以在一对槽口之间的移动过程中以凸轮的方式接合凸轮表面。

从此处提供的描述，应用的其它方面将变得显而易见。该内容部分中的描述和具体实例仅用于说明的目的，而不意在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅是为了说明所选实施例的目的，而不是全部可能实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据本发明一些实施例的在保持位置中的具有枢转接合构件的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图2是在中间位置中的图1的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图3是在释放位置中的图1的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图4是根据本发明一些实施例的在释放位置中的具有枢转接合构件的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图5是在保持位置中的图4的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图6是根据本发明一些实施例的具有枢转接合构件的肘节夹锁紧机构的俯视图；

图7是在释放位置中的图6的肘节夹锁紧机构的前视图；

图8是图6的肘节夹锁紧机构的端视图；

图9是根据本发明一些实施例的在释放位置中的具有线性接合构件的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图10是在保持位置中的图9的肘节夹锁紧机构的侧视图；

图11是根据本发明一些实施例的在释放位置中的具有线性接合构件的肘节夹锁紧机构的立体图；

图12是在保持位置中的图11的肘节夹锁紧机构的立体图；

图13是根据本发明一些实施例的在释放位置中的具有线性接合构件的肘节夹锁紧机构的立体图；以及

图14是在保持位置中的图13的肘节夹锁紧机构的立体图。

附图中的几个视图全部都用对应的附图标记来指示对应的部件。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。

提供示例性实施例，从而使得本公开是彻底的，并且将本公开的范围全面地传达给本领域技术人员。给出了很多具体细节，诸如具体部件、装置和方法的实例，以提供对本公开实施例的透彻的理解。本领域技术人员将清楚的是，具体细节无需被采用，示例性实施例可以以多种不同形式实施，并且任何示例性实施例都不应被认为是限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，不会详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。

本文使用的技术术语仅出于描述特定示例性实施例的目的，而非旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”也可以包括复数形式，除非上下文中另外明确指出。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是非排他性的，并且因此指明了所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。在此描述的方法步骤、过程和操作并不被认为必须要求他们以所讨论和示出的特别的顺序执行，除非具体指出执行顺序。还应当理解的是，可以采用附加或替代步骤。

当元件或层被指“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”或“联接至另一元件或层”时，该元件或层可以直接位于该另一元件或层上，直接接合、连接或联接至该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被指“直接位于另一元件或层上”、“直接接合至另一元件或层”、“直接连接至另一元件或层”、“直接联接至另一元件或层上”时，可能不存在中间元件或层。用来描述元件之间关系的其它词语也应该以同样的方式来解释(例如，“位于......之间”与“直接位于......之间”或“相邻”与“紧邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列举的关联项的任意和全部组合。

尽管本文所使用的术语第一、第二、第三等可以描述不同元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分进行区分。诸如“第一”、“第二”以及其它用数字表示的术语在本文中使用时没有暗示次序或顺序的含义，除非上下文中明确指出。因此，下文论述的第一元件、部件、区域、层或部分可以称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不背离示例性实施例的教导。

根据本发明的原理，肘节夹锁紧机构10设置为具有用于保持或固定工件的主锁紧系统12和用于将主锁紧系统12保持在至少保持位置中的副锁紧系统14。在某些实施例中，副锁紧系统14可以进一步将主锁紧系统12保持在释放位置中。

在某些实施例中，如图1至图3所示，肘节夹锁紧机构10可以包括能够连接到工作站或其它支撑结构的基底结构16。手柄构件18在枢轴20处以可枢转的方式连接到基底结构16。手柄构件18在保持工件(未示出)的保持位置(见图1、图5、图7、图10、图12和图14)与释放工件的释放位置(见图3、图4、图9、图11和图13)之间能够绕枢轴20枢转。肘节夹锁紧机构10可以进一步包括夹具连杆22，所述夹具连杆以可操作的方式连接在手柄构件18与夹具24之间。夹具24可以配置为使用诸如螺纹紧固件等传统的紧固装置来保持工件保持工具(未示出)。此外，夹具24可以包括肘节杆、主轴、钩子、U形杆或其它元件。夹具24可以是用于接合工件的许多传统活动部件中的任一个的部件。在某些实施例中，夹具连杆22可以以可操作的方式接合夹具24，以允许夹具24的线性平移(见图1至图3和图6至图8)或夹具24的枢转平移(见图4至图5和图9至图14)。在采用夹具24的线性平移的某些实施例中，基底结构16可以包括用于支撑夹具24的特征或套筒26，以允许夹具24沿单轴平移。以此方式，保持位置与释放位置之间的手柄构件18的枢转移动沿夹具连杆22转变成夹具24的线性平移。类似地，在采用夹具24的枢转平移的某些实施例中，夹具24可以在枢轴28处以可枢转的方式连接到基底结构16。以此方式，保持位置与释放位置之间的手柄构件18的枢转移动沿夹具连杆22转变成夹具24的枢转移动。

应该理解的是，手柄构件18可以限定为了特定用途、应用或希望的工效特定的许多形状和轮廓之中的任一个。但是，总体上，手柄构件18可以包括被操作者抓握和/或致动的手柄部分30。正如将从本文的讨论所认识到的，副锁紧系统14配置为以相对于主锁紧系统12的手柄构件18的致动自然和方便的方式被操作者致动。在某些实施例中，手柄构件18可以限定以相对于主要部分成角度布置的正交部分(见图1至图3)或可以限定总体上细长的构件(见图4至图14)。在任一种配置中，手柄构件18配置为提供足够的机械优势，以允许操作者方便地致动主锁紧系统12，从而以安全可靠的方式保持和释放工件。

根据本教导内容的原理，采用副锁紧系统14，以允许主锁紧系统12在至少保持位置中的安全保持，并且，在某些实施例中，允许主锁紧系统12在释放位置中的安全保持。这允许肘节夹锁紧机构10安全地锁紧在保持位置和/或释放位置中，并且提供可以将手柄构件和/或保持臂保持在释放和保持两个位置中的合适的、耐用的锁紧机构。

在某些实施例中，副锁紧系统14包括接合构件40，所述接合构件以凸轮的方式接合设置在夹具连杆22上的相应棘爪和凸轮系统38。应该理解的是，接合构件40可以包括许多形状和部署系统之中的任一个；但是，每个接合构件40配置为接合形成在夹具连杆22上的棘爪，以将主锁紧系统12保持在保持位置和/或保留位置中。

在某些实施例中，如图1至图3所示，接合构件40可以包括总体上T形的构件，所述构件具有在枢轴44处以可枢转的方式连接到手柄构件18的第一端部42。接合构件40可以进一步包括从相反端部48延伸的凸轮从动件46。凸轮从动件46的尺寸和形状被确定为：当手柄构件18在保持位置中时被捕获在形成在夹具连杆22中的第一棘爪50内(见图1)，而当手柄构件18在释放位置中时被捕获在形成在夹具连杆22中的第二棘爪52内(见图3)。在保持位置与释放位置之间致动肘节夹锁紧机构10的过程中，凸轮从动件46配置为沿在第一棘爪50与第二棘爪52之间延伸的凸轮表面54骑行。因此，当凸轮从动件46布置在第一棘爪50内时，手柄构件18锁紧在保持位置中，防止肘节夹锁紧机构10的导致释放工件的无意释放。同样，当凸轮从动件46布置在第二棘爪52内时，手柄构件18锁紧在释放位置中，防止肘节夹锁紧机构10无意靠在工件或操作者上。凸轮表面54至少部分地提供了凸轮从动件46从第一棘爪50到第二棘爪52的平稳过渡。凸轮从动件46接合在第一棘爪50和/或第二棘爪52内导致主锁紧系统12在保持位置与释放位置之间抵抗致动(反之亦然)。

继续参考图1至图3，在某些实施例中，接合构件40可以包括配置为被操作者致动的抓握部分56。在某些实施例中，抓握部分56可以包括从端部42与48之间的接合构件40正交地延伸的细长的手柄。抓握部分56的形状可以确定为在保持位置中(图1)和释放位置中(图3)都邻近手柄构件18的抓握部分58定位。

在某些实施例中，如图1至图3、图7和图9至图14所示，接合构件40可以经由偏置构件60(例如，弹簧)被偏置，以在第一棘爪50和第二棘爪52内接合凸轮从动件46。应该理解的是，在任一所图示的实施例中可以使用任何偏置构件。此外，应该理解的是，替代系统是可预想的。

特别参考图4至图8，应该理解的是，在某些实施例中，替代地，接合构件40的形状可以确定为限定在中点位置(而不是图1至图3的端部位置)处以可枢转的方式连接到手柄构件18的悬臂式形状。以此方式，操作者可以受益于机械优势/杠杆作用，以在第一棘爪50与第二棘爪52之间致动凸轮从动件46。这种配置不脱离与形成在夹具连杆22上的第一棘爪50和第二棘爪52接合的接合构件40的通用配置。

在某些实施例中，如图9至图14所示，接合构件40可以是细长的，并且沿线性方向(而不是图1至图8的枢转方向)被致动，下文称为接合构件40’。在某些实施例中，接合构件40’布置在手柄构件18的内部中，但是，除非另有声明，这不应该被认为是必需的。接合构件40’可以经由从其延伸的一个或多个抓握部分或构件56’被致动。在某些实施例中，抓握部分56’可以延伸经过接合构件40’并且与其固定地连接。抓握部分56’可以被捕获在形成在手柄构件18中的槽62内。类似地，导柱64可以从接合构件40’延伸，并且被捕获在槽62内，由此形成允许接合构件40’线性平移的销。如本文所描述的，接合构件40’的凸轮从动件46可以接合第一棘爪50、第二棘爪52和凸轮表面54。类似地，接合构件40’可以被偏置构件60偏置成与第一棘爪50、第二棘爪52和凸轮表面54接合。

在操作过程中，操作者可以通过同时抓握接合构件40、40’和手柄构件18将肘节夹锁紧机构10从保持位置致动到释放位置，由此将凸轮从动件46从副锁紧系统14的第一棘爪50释放。然后，手柄构件18绕枢轴20枢转，由此使夹具连杆22将夹具24从保持位置致动到释放位置。在此移动过程中，接合构件40、40’可以被释放，由此允许凸轮从动件46以凸轮的方式接合凸轮表面54。当到达释放位置时，凸轮从动件46可以偏置地接合第二棘爪52，由此将肘节夹锁紧机构10锁紧在释放位置中。

同样，操作者可以通过同时抓握接合构件40、40’和手柄构件18而将肘节夹锁紧机构10从释放位置致动到保持位置，由此将凸轮从动件46从副锁紧系统14的第二棘爪52释放。然后，手柄构件18绕枢轴20枢转，由此使夹具连杆22将夹具24从释放位置致动到保持位置。在此移动过程中，接合构件40、40’可以被释放，由此允许凸轮从动件46以凸轮的方式接合凸轮表面54。当到达保持位置时，凸轮从动件46可以偏置地接合第一棘爪50，由此将肘节夹锁紧机构10锁紧在保持位置中。

出于图示和描述的目的已经提供了实施例的以上描述。其并非是穷尽的或限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不局限于该特定实施例，而是在适用的情况下，即便没有具体地示出或进行描述，也是可互换的并且可以用于选定的实施例中。这些实施例还可以以多种方式变化。这样的变体不应当被看作脱离了本公开，并且所有这样的变形应该被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种用于选择性地连接工件的肘节夹，所述肘节夹包括：

基底结构；

主锁紧系统，其在保持位置与释放位置之间移动，主锁紧系统具有以可枢转的方式连接到基底结构的手柄构件、用于在保持位置中接合工件并且在释放位置中释放工件的活动部件以及使手柄构件与活动部件互相机械连接的连杆系统；以及

副锁紧系统，其具有接合构件，接合构件具有凸轮从动件，当主锁紧系统在保持位置中时，凸轮从动件以凸轮的方式接合第一棘爪以防止主锁紧系统从保持位置移动，副锁紧系统能够被致动，以使凸轮从动件从第一棘爪脱离，以使主锁紧系统能够移动，从而从保持位置移动。

2.根据权利要求1所述的肘节夹，其中，当主锁紧系统在释放位置中时，接合构件的凸轮从动件以凸轮的方式接合第二棘爪以防止主锁紧系统从释放位置移动，副锁紧系统能够被致动，以使凸轮从动件从第二棘爪脱离，以使主锁紧系统能够移动，从而从释放位置移动。

3.根据权利要求2所述的肘节夹，其中，第一棘爪和第二棘爪形成在主锁紧系统的连杆系统上。

4.根据权利要求3所述的肘节夹，还包括在第一棘爪与第二棘爪之间延伸的凸轮表面，凸轮从动件以凸轮的方式接合凸轮表面。

5.根据权利要求4所述的肘节夹，其中，接合构件被偏置，从而使得凸轮从动件接合第一棘爪、第二棘爪和凸轮表面。

6.根据权利要求1所述的肘节夹，其中，主锁紧系统包括从手柄构件延伸到活动部件的夹具连杆，第一棘爪形成在夹具连杆上。

7.根据权利要求1所述的肘节夹，其中，接合构件以可枢转的方式连接到手柄构件。

8.根据权利要求7所述的肘节夹，其中，枢转接合构件包括在第一端部处的枢轴，并且凸轮从动件布置在相对的第二端部处。

9.根据权利要求8所述的肘节夹，其中，枢转接合构件包括从第一端部与第二端部之间的中点部分延伸的抓握部分。

10.根据权利要求7所述的肘节夹，其中，枢转接合构件包括在相对的端部之间的中点部分处的枢轴，由此形成悬臂式形状。

11.根据权利要求1所述的肘节夹，其中，接合构件线性地连接到手柄构件。

12.根据权利要求11所述的肘节夹，其中，线性接合构件线性地被捕获在形成在手柄构件中的槽内。

13.根据权利要求12所述的肘节夹，其中，线性接合构件包括延伸经过形成在手柄构件中的槽的抓握部分。

14.根据权利要求1所述的肘节夹，其中，接合构件被偏置，从而使得凸轮从动件接合第一棘爪。

15.一种用于选择性地连接工件的肘节夹，所述肘节夹包括：

基底结构；

主锁紧系统，其在保持位置与释放位置之间移动，主锁紧系统具有以可枢转的方式连接到基底结构的手柄构件、用于在保持位置中接合工件并且在释放位置中释放工件的活动部件以及使手柄构件与活动部件互相机械连接的连杆系统，连杆系统具有第一棘爪、第二棘爪以及形成在它们之间的凸轮表面；以及

副锁紧系统，其具有接合构件，接合构件具有凸轮从动件，当主锁紧系统在保持位置中时，凸轮从动件以凸轮的方式接合第一棘爪以防止主锁紧系统从保持位置移动，而当主锁紧系统在释放位置中时，凸轮从动件接合第二棘爪以防止主锁紧系统从释放位置移动，副锁紧系统能够被致动，以使凸轮从动件从第一棘爪和第二棘爪脱离，以使主锁紧系统能够移动。

16.根据权利要求16所述的肘节夹，其中，接合构件被偏置，从而使得凸轮从动件接合第一棘爪、第二棘爪和凸轮表面。

17.根据权利要求15所述的肘节夹，其中，接合构件以可枢转的方式连接到手柄构件。

18.根据权利要求17所述的肘节夹，其中，枢转接合构件包括在第一端部处的枢轴，并且凸轮从动件布置在相对的第二端部处。

19.根据权利要求17所述的肘节夹，其中，枢转接合构件包括在相对的端部之间的中点部分处的枢轴，由此形成悬臂式形状。

20.根据权利要求15所述的肘节夹，其中，接合构件线性地连接到手柄构件，线性接合构件线性地被捕获在形成在手柄构件中的槽内。