专利名称：自调节钳子的制作方法
背景技术：
本发明涉及钳子，更具体地说，涉及一种可夹持具有各种尺寸的工件而无须作手工调节的自调节钳子。
传统形式的钳子包括在一枢转销处结合的两个细长构件。各细长构件的一端形成一夹爪，另一端形成一手柄。由于细长构件和夹爪具有恒定不变的几何形状，因而能以各种方式抓住具有各种尺寸的工件。通过在手柄之一中设置一个槽型接纳件(slotted receiver)，使带有枢转销的手柄可以在槽中的两个不同位置之间移动，就可以提供能夹持具有不同尺寸工件的可调节性，从而实现可调节的性能。
美国专利4,651,598提供了一种改进的钳子，其夹持动作可按照工件的尺寸作自调节。这种可从市场上买到的钳子是有用的，但是有重大缺陷。按照‘598专利的钳子的最重要的问题是，当夹爪被夹紧而落到工件上时，它们是以端对端的方式彼此相对的移动。例如黄铜或铜之类的软质工件可能被擦伤。由此类钳子所施加的夹紧力取决于被抓住的工件的尺寸。此外，此类钳子不能被锁合而便于携带和储存。
‘598专利的另一个问题是，它们不能锁定于工件，而这正是钳子在某些使用场合的一个重要的便利性。在例如美国专利4,541,312的一系列专利中，描述了过中心(overcenter)的锁定钳子。传统的过中心锁定钳子可提供工件尺寸的可调节性，其中工件通过一螺旋调节件而被夹持于控制臂的枢转位置，但是这种调节并不是‘598专利所述意义上的自动调节。
另一种类型的锁定钳子是例如AutoLockTM的钳子，这种钳子是将自调节特征和过中心锁定机构相结合。然而，这种钳子可能不便用于某些尺寸的工件，会遇到‘598专利的某些问题，不能实现大的夹持力，并且可能在夹持大物体时非所愿地解除锁定。
因此，需要一种自调节钳子，该钳子在抓住物体时不会有夹爪移动，并且是锁定型的。本发明可满足这种需求。
发明内容
本发明可提供一种自调节的钳子，其中夹爪可自动地调节以适应具有不同尺寸的工件。当夹爪抓住工件时，没有端对端地相对移动，因而不会像‘598专利的钳子那样发生擦伤(marring)。无论工件的尺寸如何，夹紧力总是恒定的，但在某些钳子中又能作调节。机构的夹紧力成倍增长，与传统钳子所能达到的夹紧力相比，能获得高得多的最大夹紧力。该钳子可以不带有锁定功能，或者具有可释放的过中心锁定，或者能在这两者之间进行切换。
根据本发明，一种自调节钳子包括一上臂，该上臂包括一位于其第一端的上夹爪、一位于其第二端的上手柄、一从介于第一端和第二端之间的一个中间位置向下延伸的支承件、一在所述支承件上的向下延伸的引导件、以及一在所述支承件上的向下延伸的槽，该向下延伸的槽平行于所述向下延伸的引导件。一下臂包括一第一端以及一位于其第二端的下手柄。一控制臂的第一端在靠近上臂第二端的一个位置上可枢转连接于上臂，而控制臂的第二端在位于下臂的第一端和第二端之间的一个中间位置上可枢转地连接于下臂。一弹簧附连在所述上臂和控制臂之间，藉以阻止控制臂的转动。一下夹爪构件包括一位于其第一端的下夹爪，所述下夹爪与所述上夹爪相面对，以及一从所述下夹爪构件的侧面延伸的滑动件，所述滑动件可在所述支承件的引导件上滑动。一锁定啮合件设置成，当所述下手柄枢转移动至一过中心位置时，该啮合件能可控地与所述向下延伸的槽相啮合。一移位器具有布置成三角形的三个枢接点，这三个枢接点分别连接于下夹爪构件、锁定啮合件、以及下臂的第一端。
下夹爪构件不是下臂的一部分或刚性地连接于下臂，而是通过一联动机构联接于下臂。下夹爪构件可在第一槽中滑动，必然会对被夹持工件产生一个可控的夹紧力和夹紧方向。下夹爪构件不能侧向地或端对端地移动，因而能克服某些已有的自调节钳子中的一个很大的缺陷。锁定和夹紧力是由使用者用手通过两个手柄，进而通过作用于槽侧面的锁定啮合机构，以及通过刚性体枢转移位器来施加的。两种功能，即对下夹爪构件的移动的加以引导以及施加作用力，是分开的，以确保下夹爪构件移动的真实性。
引导件和槽可以是直的或弯曲的。当它们是直的并且相互平行时，施加于被夹持工件的力大致是恒定的，但会随着工件尺寸的变化而略微改变。当它们是弯曲的并且是相互平行时，较佳的是，引导槽和槽都是弯曲的，都是以上控制臂枢转销为中心，基本上保持恒定的曲率。在此情况下，施加于工件的力对所有尺寸的工件都是基本上恒定的，这在某些应用场合是一个重要的优点。
施加于工件的力的最大幅度大大高于传统的钳子所能施加的力，因为在该机构中，力成四级倍增。手柄的长度、控制臂与下臂之间的角度、移位器销子的相对位置、以及移位器相对于夹爪机构的移动都有助于使通过手柄施加的力成杠杆四级倍增。倍增因素是通过钳子中的结构化的几何形状来建立的。
该钳子还可以设置有对通过夹爪施加于工件的力进行控制的装置。在一靠近控制臂第一端的位置上设置了一手动的、作用于控制臂的力调节器。这个手动力调节器能使控制臂的上控制臂枢转销沿上臂的长度方向移动。控制臂第一端的这种移动会改变其相对于下臂和夹爪构件的角度和位置，结果使通过夹爪施加的夹紧力能以可控的方式变化。
在一实施例中，钳子包括一用于夹爪的可释放的过中心锁定装置。在此型式下，在控制臂上有一个向下延伸的凸耳。一释放臂可枢转地连接于下臂，并具有一释放垫，当所述释放臂枢转时，释放垫与控制臂的凸耳相接触。操作时，当夹紧力已完全施加时，控制臂移动至一过中心位置。通过拉开手柄，或者是用手使释放臂枢转，就可以释放过中心位置，从而将夹爪从工件上解除锁定。当夹紧力比较小时，通过将手柄拉开就能可靠地释放过中心锁定，但是当夹紧力比较大时，通过操作释放臂能更方便地释放过中心锁定。
在另一种型式中，钳子能在一非锁定功能和一锁定功能之间可控地切换。一在下手柄中的过中心锁定开关机构可在下述的两个位置之间移动，即一第一位置，在该位置上，在到达过中心锁定之前，过中心锁定开关机构不会阻止下臂相对于控制臂作枢转运动；以及一第二位置，在该位置上，在到达过中心锁定之前，过中心锁定开关机构可阻止下臂相对于控制臂作枢转运动。锁定开关机构向第二位置的移动可防止下臂和控制臂向一过中心锁定位置枢转，从而防止过中心锁定。
较佳的是，在可提供手动力调节器或可释放过中心锁定的特征的情况下，能将这两个特征结合在一单个的钳子中。
本发明的夹紧机构能使下夹爪构件沿向下延伸的引导件向上移动，直到下夹爪与工件接触，随后将下夹爪构件锁定于向下延伸的槽，将一夹紧力传递至夹爪。因此，该夹紧机构是自调节的，可以适应夹在夹爪中的任何尺寸的工件。下夹爪构件和下夹爪被限制成沿引导件移动，这与和槽相结合的锁定特征无关，可以确保真实的移动。通过以下结合附图对较佳实施例的详细描述，可以清楚本发明的其它特征和优点，所述附图和描述是通过举例的方式来描述本发明的原理的。然而，本发明的保护范围不应限于这些较佳实施例。
附图简要说明
图1是一钳子的示意图，其中各夹爪处于完全打开位置；图2是从夹爪端部看的钳子的端部示意图；图3是类似于图1的示意图，其中钳子的手柄刚被驱动；图4是类似于图1的示意图，处于下夹爪与工件接触的位置；图5是类似于图1的示意图，其中有力作用于工件；图6是类似于图1的示意图，其中下手柄正向一过中心位置枢转；图7是根据第二实施例的钳子的示意图，其中钳子具有力的调节和锁定释放的功能；图8-11是根据第三实施例的、过中心锁定型钳子的一系列示意图，示出了手柄和夹爪的闭合移动，其中图8示出了夹爪处于打开位置的情况，图9示出了下夹爪刚与工件接触的情况，图10示出了下手柄接近过中心位置的情况，而图11示出了下手柄处于过中心位置的情况；图12-15是如图8-11所示实施例的、非过中心锁定型钳子的一系列示意图，示出了手柄和夹爪的闭合移动，其中图12示出了夹爪处于打开位置的情况，图13示出了下夹爪刚与工件接触的情况，图14示出了下手柄接近过中心位置的情况，而图15示出了下手柄与控制臂接触以防止向过中心位置移动的情况；图16是钳子的第四实施例的示意图；以及图17是钳子的第五实施例的示意图。
对本发明的详细描述图1-17示出了根据本发明的钳子20。这些附图都是示意图，示出了在一单一平面上的外部特征和内部机构。为清楚起见，在描述各元件的相互关系时，在某些附图中标示了“上”和“下”，这适用于所有实施例。
对如图1所示的实施例而言，钳子20包括一上臂22，在上臂22的第一端26上具有一上夹爪24。较佳的是，上臂22的横截面形状为倒“U”形，“U”形的开口向下，如图2所示。一上手柄34处于上臂22的另一个相对设置的、远离上爪24的第二端36上。上手柄34是构造成可以由操作钳子20的使用者舒适地握持，并且构造成为和/或设置有一弹性塑料覆盖层。
一支承件38在介于第一端26和第二端36之间的一个中间位置上附连于上臂22并从上臂22向下延伸。支承件38最好包括两个平行并间隔开的支承体38a和38b，如图2所示。
在支承件38中设置有延伸通过支承体38a和38b的两个槽。第一槽40向下延伸，并具有平滑的侧壁。第二槽42在位于第一槽40后方的一个位置上平行于第一槽40向下延伸，因而比第一槽40更靠近上手柄34。(在文中，术语“槽”包括其它功能相同的结构，例如凹部、沟槽、凹槽等，并且可以包括引导面，如第一槽40的情况，槽可以作为引导件。)如图1所示，两个槽40和42是弯曲的，其曲率将在下文中讨论。尽管这两个槽是弯曲的，但它们还是局部地相互平行。也就是说，槽40和42的相邻部分基本上相互平行。槽40和42也可以是直的，如图16所示。在第二槽42的最靠近第一槽40的第一侧面44上具有第二槽齿46。第二槽42的另一个相对设置的、最靠近上手柄34的第二侧面48是光滑的。
下臂50具有一第一端52和一相对设置的第二端54。较佳的是，下臂50的横截面形状为向上开口的“U”形。一下手柄56靠近第二端54。与上手柄34一样，下手柄56是构造成能由操作钳子20的使用者舒适地握持，并且可以构造成为和/或设置有一弹性塑料覆盖层。由操作者的手所施加的力可通过两个手柄34和56作用于工件32。
一控制臂58的第一端60可枢转地连接于一位于上臂22上的上控制臂枢转销62，连接位置是在上手柄34的范围内或者说是靠近上手柄34，并靠近上臂22的第二端36。控制臂58的第二端64在介于下臂50的端部52和54之间的一个中间位置上可枢转地连接于一下控制臂枢转销66。
一弹簧68的第一端70在一个靠近上臂22的第一端26的位置上附连于上臂22。弹簧68的第二端72附连于控制臂58的弹簧延伸部74。弹簧延伸部74延伸得超过控制臂58的附连于上控制臂枢转销62的部分，较佳的是相对于控制臂58成一角度。弹簧延伸部74与控制臂58之间的较佳的角度是大于45度，但采用其它角度也是可行的。弹簧68的通过弹簧延伸部74施加的弹性力有助于阻止控制臂58沿图1所示的顺时针方向转动。在下文中将会讨论到，还可以采用其它的弹簧构造来实现这种阻止控制臂58转动的作用。
与上臂22相关的机构，包括控制臂58的第一端60、枢转销62的上控制臂、弹簧68以及弹簧延伸部74都隐藏在U形上臂22的内部，从外面是看不到的。类似地，控制臂58的第二端64和下控制臂枢转销66都隐藏在U形下臂50中，从外面看不到。
下夹爪构件76包括一位于其第一端80的下夹爪78。较佳的是，下夹爪78上具有呈一定图案的向上的抓持突起82。抓持突起28和82是相互面对的，可以将工件32牢牢地抓于其间。
如图1和2所示，一滑动件84从下夹爪构件76的两侧延伸。该滑动件84的形状和尺寸为可被接纳在第一槽40中，并在第一槽40中滑动。因此，第一槽40可充当一引导件。可采用其它任何结构构件来用作为引导件，以代替第一槽40。凹槽、引导面和沟槽都是可以采用的例子。当第一槽40是直的时，滑动件84也是直的，而当第一槽40是弯曲的时，滑动件84也是弯曲的以与第一槽40的曲率相匹配。滑动件84的尺寸使其足以在第一槽40中形成松配合，从而防止滑动件84在操作过程中粘附于第一槽40的侧面。滑动件84可限制下夹爪78的移动，因而当把工件夹在夹爪之间时，下夹爪78可相对于上夹爪24垂直地或接近垂直地移动。这种限制是本发明的一个重要的优点，是借助两个槽40和42而不是一单个的槽来实现的。
一棘爪86被卡扣和设置在各支承体38a和38b的第二槽42中。(也就是说，较佳的有两个棘爪86，但一个棘爪也足以使钳子工作。)各棘爪86上均有一组棘齿88，这些棘齿与第二槽齿46成相互面对的关系。棘爪86的与棘齿88相对的第二侧面90是光滑的，并与第二槽42的光滑的第二侧面48相互面对。棘爪86的功能将在下文中结合图3-6来描述。在以下要讨论的结构的等同结构中，可以用一种高摩擦材料来代替棘齿46和88，或者可以用一个凸轮来代替棘爪86。
移位器92是一板件，用来将施加于手柄的力传送至下夹爪78。可以有两个板式移位器92，分别联系于支承体38a和38b。等同的是，可以在两个支承体38a和38b之间设置一单个的移位器92。每个移位器92上均具有布置成三角形的三个枢接点。移位器92上的这三个枢接点分别连接于下爪构件76上的一个下爪构件枢转销94、棘爪86上的棘爪枢转销96、以及下臂50的第一端52上的下臂枢转销98。移位器92可在下臂50、棘爪86和下夹爪构件76之间提供相互连接。也就是说，下夹爪构件76并不是与下臂50形成一体，而是通过一联动机构(在该实施例中是移位器92)联接的。
一扭转弹簧99卷绕在下臂枢转销98上，并固定于下臂50。扭转弹簧99可阻止下臂50相对于下臂枢转销98转动。在下文中将会讨论，可以采用具有类似功能的弹簧来代替扭转弹簧99。
图1和图3-6依次示出，当手柄受力而收拢时，钳子20的机构如何从图1的最初位置移动至图6所示的近结束位置。图3-6并没有示出和标注所有的元件，因而机构的操作是清楚的。在图1中，钳子机构处于一松弛的、完全打开的位置，没有通过手柄34和56来施加作用力。工件32还没有被夹在夹爪24和78之间，滑动件84可以在第一槽40中自由地滑动而使下夹爪构件76向上移动，棘爪86可以在第二槽42中自由地滑动，而棘爪86的第二侧面90则沿第二槽42的第二侧面48滑动。
保持这种状态，如图3所示，直到通过臂22和50施加作用力并且下手柄56向上移动，这样就可以通过移位器92使下夹爪构件76向上移动而接近(但还没有到达)与工件32接触。同时，控制臂58围绕上控制臂枢转销62顺时针地枢转(图3)，使弹簧68拉伸。由于弹簧的拉伸，将会生成一个阻止下手柄56向上移动的小的作用力，从而使钳子20的使用者感觉到下手柄56定位和移动。当没有力作用于手柄34和56时，这一弹簧拉伸的作用力还能充当一回复力，使臂22和50分开而成为如图1所示的钳子20的夹爪打开或松弛位置。
如图4所示，随着下手柄56继续向上移动，下夹爪78与工件接触，不再向上移动。在此点上，下手柄56的持续移动会导致移位器92沿逆时针方向作刚性体转动，如图4所示。如图5所示，移位器92的刚性体转动会将棘爪86向前拉，使棘齿88与第二槽齿46相啮合。齿组88和46之间的啮合能有效地产生一个新的夹紧枢转点，其位置可按照工件32的尺寸沿第二槽42变化。工件32越小，齿88和46沿第二槽42的啮合点就越向上。随着下手柄56继续向上移动，如图6所示，移位器92围绕该有效夹紧枢转点转动，使下夹爪构件76围绕夹紧枢转点转动，与上夹爪24相协作对工件32施加夹紧力。
在图1和图3-6所示的移动过程中，下夹爪构件76及其下夹爪78的移动受到沿第一槽40移动的滑动件84的限制。还有，在图1和图3-6所示的移动过程中，控制臂58的第二端64会随从其在围绕上控制臂枢转销62枢转时的轨迹。希望的是，第一槽40和第二槽42是成形为具有与该点的轨迹相同的曲率，或者说第一槽40和第二槽42平行于由第二端64所限定的点的轨迹。
也就是说，在较佳的弯曲构造中，第一槽40和第二槽42分别是以上控制臂枢转销62为圆心的圆的圆弧段。借助这种较佳的槽40和42的构造，无论工件32的尺寸如何，总是能对工件32施加相同的夹紧力。槽40和42的曲率越接近第二端64的点的轨迹以及一个圆的圆弧段，施加于夹在夹爪24和78之间的各种尺寸的工件的夹紧力就越接近一恒定值。即使槽40和42是直的，夹紧力的变化也相对较小，因此，如果并不需要对所有尺寸的工件都严格地保持恒定的夹紧力，就可以采用直的槽40和42。
图7示出了钳子20的另一个实施例，该实施例可调节通过夹爪24和78施加的夹紧力，还可用于夹紧力的过中心锁定和释放。这里的术语“过中心锁定”是一个传统含义的用语。
这两个特征，即力的可调节性以及过中心锁定和释放最好是一起提供，但是也可以是分开提供的。图7所示钳子20的基本的开闭动作与图1-6所示的相同。与图1-6所示共同的特征是用相同的标号来标示的，前面结合图1-6所作的讨论可结合在此以作参考。
夹紧力的可调节性是通过使上控制臂枢转销62在上臂22中的轨道100中移动而实现的，所述轨道100沿上臂22的长度方向在第一端26和第二端36之间移动。实现夹紧力的一个很大变化所需的最大行程是相对较小的，通常只有大约1/4英寸或更小。上控制臂枢转销62沿轨道100的移动最好是借助螺旋驱动件102和一手动螺旋旋钮104的移动来实现的，所述驱动件和旋钮从上臂22的第二端36伸出。通过使下控制臂枢转销66以相同的方式移动，可以等同地实现此相同的调节，但是这种移动不能很方便地实施。
通过在控制臂58的下侧设置一个解锁定凸耳106，就可以很方便地提供过中心锁定和释放。一释放臂108可枢转地连接于下臂50，其连接位置是在第一端52和第二端54之间，钳子20的操作者可以用手在第二端54触及该释放臂108。在释放臂108上侧设有一可与解锁定凸耳106相接触的释放垫110。在操作过程中，当下手柄56向上移动到其极限位置时，下控制臂枢转销66移动至一相对于上控制臂枢转销62和下臂枢转销98而言的过中心位置。换言之，当下手柄56如图1所示的那样完全打开(移动至其行程的下极限位置)时，下控制臂枢转销66位于沿上控制臂枢转销62和下臂枢转销98之间所画出的一根直线的下方。随着下手柄56继续向上移动，下控制臂枢转销66向销子62和98之间的直线靠拢，最终会越过该直线位于销子62和98之间的直线的上方。这就是过中心锁定位置。若要将钳子20从该过中心锁定位置释放，可使释放臂108动作，令释放垫110向上转动而抵靠于解锁定凸耳106，从而迫使下臂50向下，接触过中心位置。
图7所示实施例可允许钳子20在非锁定形式和锁定/释放形式之间切换。设置了一个过中心锁定开关112，用以有选择地防止释放臂108作枢转运动。也就是说，当钳子20进入过中心状态时，可迫使释放臂108沿着与释放臂108在解锁定过程中的移动方向(图7中的顺时针方向)相反的方向(图7实施例中的逆时针方向)枢转。当随着夹爪闭合而到达过中心位置时，通过防止释放臂108逆时针移动，从而使固定释放臂108防止控制臂58进入过中心位置，就可以防止锁定作用。过中心锁定开关112通过与释放臂108实际接触并干涉其移动而防止释放臂108和控制臂58移动。因此，在图7所示的实施例中，过中心锁定开关112可向右滑入一相对于释放臂108的干涉位置，这样就不允许过中心锁定。(也可以采用其它具有类似功能的过中心锁定开关，例如能在阻挡释放臂108的位置和不阻挡释放臂108的位置之间枢转的臂。)于是，钳子可以作为一个普通的非锁定钳子。当过中心锁定开关112向图7中的左侧滑动时，它不会干涉释放臂108的转动，当释放臂108进入过中心位置时，不会阻止凸耳106进而是控制臂58移动。这种构造的钳子就是可锁定的钳子。
图8-15示出了本发明的另一个实施例。该实施例类似于图1-7所示的实施例，对那些实施例的描述均可援引在此以作参考，而不同之处将在下文中描述。在这些附图中，省略了某些元件的标号，以不妨碍对运动的描述。在图8-15所示的实施中，弹簧68连接在上臂22的第二端36和控制臂58的弹簧延伸部74(不是上臂22的第一端)之间。控制臂58的抗转动机械作用与图1-7所示的实施例一样，但是弹簧68比较短，并定位在偏远位置，因而可以将上臂22的其余部分用于其它目的，如以下结合图17所述的那样。
图8-15之实施例的第二个变化是，有一个凸肩220从下夹爪78的侧面伸出。更佳的是，在下夹爪78的两个侧面上设置两个凸肩220。凸肩220的曲率与支承件38的前侧面222的曲率相同。凸肩220在支承件38的前侧面222上的滑动可引导下夹爪78的位置。因此，支承件38的前侧面可充当凸肩220的引导件，与第一槽40充当滑动件84的引导件采取同样的方式。凸肩220能充当与滑动件84相同的滑动件，只是它是在一个表面上滑动而不是在第一槽40中滑动。可以采用这两种引导件中的一种或两种。既采用凸肩220又采用滑动件84可提供一种附加的引导作用，可提高引导结构的强度。
图8-15所示实施例的第三个不同点在于，在移位器92的侧面上添加了一个臂230。臂230限定了一个凹槽232，其中可接纳一压缩弹簧234。压缩弹簧234可在移位器92上的臂230和下臂50之间起作用。压缩弹簧234是对图1-7所示实施例中的扭转弹簧99的扩充或替代，藉以提供更大的回复力。
第四个不同点在于，在下臂50的第一端52上添加了了一个挡止件238。挡止件238是定位成与移位器92相配合，藉以防止下臂50的打开(在图8中顺时针转动)超过所需的幅度。
图8-15所示实施例的第五个不同点在于，用一个成形的过中心锁定开关机构240来代替释放臂108及其相关结构，机构240的某些功能与释放臂108相同。过中心锁定开关机构240包括一位于过中心限制臂244端部的接触面242。过中心限制臂244在一靠近下臂50的第二端54的位置上附连于下臂50。过中心限制臂244可采取任何可操作的方案附连于下臂50，例如图中所示的位于一槽248中的滑动销246。其它的连接方案包括例如一铰接机构和一槽型接纳件，如上述的和传统钳子的夹爪端通常使用的那样。过中心限制臂244在滑动销246或其它连接装置上的移动可允许过中心限制臂244，进而是接触面242相对于凸耳106定位，以按照这种定位允许进行过中心锁定，或防止过中心锁定。一片簧250在过中心限制臂244和下臂50之间延伸，以将过中心限制臂244偏压到笔直延伸的位置。
图8-11依次示出了当过中心限制臂244在滑动销246上移向其靠后位置时，钳子的操作情况。在图8中，下夹爪78与工件分开，没有通过手柄34和56来施加作用力。在图9中，通过手柄34和56来施加作用力，从而使下手柄56逆时针转动，下夹爪78刚好与工件接触。接触面242没有与凸耳106接触。在图10中，手柄34和56被压拢，从而对工件施加一夹持力，下臂50已经移动得接近但是还没有完全到过中心位置。接触面242还没有与凸耳106接触，因而在图11中，下臂50可以进一步地移向过中心位置。在此点上，接触面242与凸耳106之间有接触，下臂50不能进一步移动。为了解除过中心位置的锁定，过中心限制臂244反抗片簧250的作用力，沿图11中的顺时针方向转动，从而推动下臂50重新经过过中心锁定位置。
图12-15示出了基本与图8-11相同的顺序，只是过中心限制臂244在滑动销246上移向其靠前位置。闭合下手柄的动作是按如下进程进行的，即，从图12所示的完全打开位置，到如图13所示的使下夹爪78与工件接触，到如图14所示的使接触面242与凸耳106接近接触，再到如图15所示的接触面242与凸耳106接触。接触面242与凸耳106的接触(图15)是在下控制臂枢转销66和抵达过中心位置之前发生的，可防止移动至过中心位置，从而防止过中心锁定。
能在允许过中心锁定的钳子构造(图8-11)和不允许过中心锁定的钳子构造(图12-15)之间进行可靠的切换是一个重要的优点。某些钳子的应用，如一管接头被最初拧紧时最好是在没有过中心锁定的情况下实现，从而允许使用者快速地移动钳子。接着，当管接头接近拧紧时，使用者可以切换到过中心锁定构造，以最方便地实现最终的拧紧。
图16-17示出了可用于本方案的其它一些特征。这些实施例类似于图1-15所示，对那些实施例的描述可援引在此以作参考，而其不同点将在下文中描述。在这些附图中，没有示出某些特征，以便清楚地显示有利的特征。在图16中，槽40和42是直的，不是弯曲的。在图16中，第二槽42和棘爪86不具有齿。相反，在第二槽42(即其第一侧面44)和棘爪86的一个或两个相对表面上涂敷有高摩擦材料260，以允许它们在被夹紧时相互啮合，藉以代替齿的相互啮合。采用高摩擦材料260的图16的方案可以产生棘爪86与第二槽42之啮合机构的一个无穷大的分解，但这种啮合不如用齿那样牢靠。在另一个变化形式中，可以采用摩擦凸轮锁定，其中棘爪86或其它可动元件作为一凸轮与第二槽42的侧面相啮合。
在图17中，在上臂22的长度方向的一个中间位置上设置有一个上臂枢接铰链270。下臂50类似地在其长度方向的中间位置上设置有一个下臂枢接铰链272。枢接铰链270和272可允许上臂22和下臂50在如图所示的打开位置和一折叠位置或闭合位置之间枢转，从而使钳子20更加紧凑。
在图17中还示出了至少一个辅助工具280，该辅助工具铰接于上臂22和下臂50之一，并且可以按照铰链的性质作顺时针或逆时针的转动。在图中，两个辅助工具280分别通过各自的铰链281可枢转地连接于上臂22。这些辅助工具280可以有选择地接纳在臂22或50的凹部282中，从而能被折叠到位于臂表面以下的闭合位置上。辅助工具280可以包括例如螺丝刀、锥子、刀片或类似物。
已经利用图8-15的特征构造成了钳子20的样品。这种钳子20能顺利地提供如前所述的所有特征。
虽然已经为说明起见详细描述了本发明的特定实施例，但是，还可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下作出各种变型和改进。因此，本发明的保护范围并不受此限制，而是应由所附权利要求书来限定。
权利要求
1.一种自调节钳子(20)，包括一上臂(22)，该上臂包括一位于其第一端(26)的上夹爪，一靠近其第二端(36)的上手柄，一从介于第一端(26)和第二端(36)之间的一个中间位置向下延伸的支承件(38)，一在所述支承件(38)上的向下延伸的引导件(40、222)，以及一在所述支承件(38)上的向下延伸的槽(42)，该向下延伸的槽(42)平行于所述向下延伸的引导件(40、222)；一下臂(50)，该下臂包括一第一端(52)，以及一位于其第二端(54)的下手柄(56)；一控制臂(58)，该控制臂的第一端(60)在靠近上臂(22)的第二端(36)的一个上控制臂枢转销(62)处可枢转连接于上臂(22)，而控制臂的第二端(64)在位于所述下臂的第一端(52)和第二端(54)之间的一个中间位置上可枢转地连接于下臂(50)；一弹簧(68)，该弹簧附连在所述上臂(22)和控制臂(58)之间，藉以阻止控制臂(58)转动；一下夹爪构件(76)，该下夹爪构件包括一位于其第一端的下夹爪(78)，所述下夹爪(78)与所述上夹爪(24)相面对，以及一从所述下夹爪构件(76)的侧面延伸的滑动件(84、220)，所述滑动件(48、220)可在所述支承件(38)的引导件(40、222)上滑动；一锁定啮合件(86)，该锁定啮合件是这样设置的，即，当所述下手柄(56)枢转移动至一过中心位置时，该啮合件能可控地与所述向下延伸的槽(42)相啮合；以及一移位器，该移位器具有布置成三角形的三个枢接点(94、96、98)，这三个枢接点分别连接于下夹爪构件(76)、锁定啮合件(86)、以及下臂(50)的第一端(52)。
2.如权利要求1所述的钳子(20)，其特征在于，所述引导件(40、222)和所述槽(42)是直的。
3.如权利要求1所述的钳子(20)，其特征在于，所述引导件(40、222)和所述槽(42)是弯曲的。
4.如权利要求1或3所述的钳子(20)，其特征在于，所述引导件(40、222)和所述槽(42)是弯曲的，它们都是以上控制臂枢转销(62)为中心，基本上保持恒定的曲率。
5.如权利要求1-4中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，还包括一手工调节器，该调节器在一靠近控制臂第一端(60)的位置上作用于控制臂(58)，并使控制臂(58)的第一端(60)沿上臂(22)的长度方向在上臂(22)的第一端(26)和第二端(36)之间移动。
6.如权利要求1-5中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，还包括一在所述控制臂(58)上向下延伸的凸耳(106)，以及一释放臂(108)，该释放臂可枢转地连接于下臂(50)，并具有一释放垫(110)，当所述释放臂(108)枢转时，所述释放垫与控制臂(58)的凸耳(106)相接触。
7.如权利要求1-6所述的钳子(20)，其特征在于，还包括一在所述下手柄(56)中的过中心锁定开关机构(112、240)，该开关机构可在下述的两个位置之间移动，即一第一位置，在该位置上，在到达过中心锁定之前，过中心锁定开关机构(112、240)不会阻止下臂(50)相对于控制臂(58)作枢转运动，以及一第二位置，在该位置上，在到达过中心锁定之前，过中心锁定开关机构(112、240)可阻止下臂(50)相对于控制臂(58)作枢转运动。
8.如权利要求7所述的钳子，其特征在于，所述过中心锁定开关机构(112、240)可滑动或转动。
9.一种自调节钳子，用于将一工件夹在一上夹爪(24)和一下夹爪(78)之间，该钳子包括一具有上夹爪(24)的上臂(22)；一下臂(50)，所述下夹爪连接于所述下臂(50)，但是不与下臂(50)形成一体；一具有一第一端(60)和一第二端的控制臂(58)，所述控制臂(58)的第一端(60)具有一靠近所述上臂(22)的远离上夹爪(24)的那一端的与上臂(22)连接的第一枢接点，以及所述控制臂(58)的第二端具有一在一沿着下臂(50)的长度方向的中间位置上与下臂(50)连接的第二枢接点；一上控制臂枢转销(62)，该枢转销可以在所述控制臂(58)的第一端(60)和上臂(22)之间提供枢转连接；一弹簧(68)，该弹簧可偏压所述控制臂(58)，藉以阻止控制臂(58)围绕上控制臂枢转销(62)转动；一从所述上臂(22)向下朝着所述下臂(50)延伸的支承件(38)，所述支承件(38)上具有一引导件(40、222)，下夹爪(78)可滑动地配合于引导件(40、222)，因此，当下臂(50)围绕上控制臂枢转销(62)枢转时，下夹爪(78)被限制成跟随着引导件(40、222)。
10.如权利要求9所述的钳子，其特征在于，该钳子还包括一在所述支承件(38)上向下延伸的槽(42)，所述槽(42)与所述引导件(40、222)分开，但是平行于所述引导件(40、222)，以及一啮合在所述下夹爪(78)、引导件(40、222)和槽(42)之间的引导机构，所述引导机构可响应下臂(50)在控制臂(58)上围绕控制臂(58)的第一端(60)的枢转，使所述下夹爪(78)沿引导件(40、222)和槽(42)滑动，直到与工件接触。
11.如权利要求10所述的钳子(20)，其特征在于，所述引导机构还能将所述下夹爪(78)锁定于所述向下延伸的槽(42)。
12.如权利要求9-11中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，所述向下延伸的引导件(40、222)包括另一个槽(40)。
13.如权利要求9-12中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，该钳子还包括一手动调节器(104)，该手动调节器能使上控制臂枢转销(62)沿上臂(22)的长度方向移动。
14.如权利要求9-13中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，该钳子还包括一在所述控制臂(58)上向下延伸的凸耳(106)，以及一释放臂(108)，该释放臂可枢转地连接于下臂(50)，并具有一释放垫(110)，当所述释放臂(108)枢转时，所述释放垫与控制臂(58)的凸耳(106)相接触。
15.如权利要求9-14所述的钳子(20)，其特征在于，还包括一在所述下手柄(56)中的过中心锁定开关机构(112、240)，该开关机构可在下述的两个位置之间移动，即一第一位置，在该位置上，在到达过中心锁定之前，过中心锁定开关机构(112、240)不会阻止下臂(50)相对于控制臂(58)作枢转运动，以及一第二位置，在该位置上，在到达过中心锁定之前，过中心锁定开关机构(112、240)可阻止下臂(50)相对于控制臂(58)作枢转运动。
16.如权利要求9-15中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，所述引导机构还包括一锁定啮合件(86)，该锁定啮合件是这样设置的，即，当所述下手柄(56)枢转移动至一过中心位置时，该啮合件能可控地与所述向下延伸的槽(42)相啮合；以及一移位器，该移位器具有布置成三角形的三个枢接点(94、96、98)，这三个枢接点分别连接于下夹爪构件(76)、锁定啮合件(86)、以及下臂(50)的第一端(52)。
17.如权利要求1-16中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，所述上臂(22)和下臂(50)均具有一可折叠的中间铰链。
18.如权利要求1-16中任一项所述的钳子(20)，其特征在于，该钳子还包括一可枢转地连接于所述上臂(22)和所述下臂(50)之一的辅助工具(280)。
全文摘要
一种自调节钳子,用于将一工件夹在一上夹爪(24)和一下夹爪(78)之间。该钳子包括:一具有上夹爪(24)的上臂(22)和一下臂(50),所述下夹爪(78)连接于下臂(50),但是不与下臂(50)形成一体。一控制臂(58)具有一第一端(60)和一第二端。控制臂(58)的第一端(60)具有一靠近所述上臂(22)的远离上夹爪(24)的那一端的、与上臂(22)连接的第一枢接点,以及所述控制臂(58)的第二端具有一在一沿着下臂(50)的长度方向的中间位置上与下臂(50)连接的第二枢接点。一上控制臂枢转销(62)可在所述控制臂(58)的第一端(60)和上臂(22)之间提供枢转连接。一弹簧(68)可偏压控制臂(58),藉以阻止控制臂(58)围绕上控制臂枢转销(62)转动。一支承件(38)从上臂(22)向下朝着所述下臂(50)延伸,并具有一引导件(40、222)。下夹爪(78)可滑动地配合于引导件(40、222),因此,当下臂(50)围绕上控制臂枢转销(62)枢转时,下夹爪(78)被限制成跟随着引导件(40、222)。
文档编号B25B7/10GK1379707SQ00811734
公开日2002年11月13日 申请日期2000年6月15日 优先权日1999年6月15日
发明者博莱特·P·塞伯, 埃利克·B·卡米歇尔 申请人:博莱特·P·塞伯