专利名称：地锚的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平板或带翼的土锚或地锚，该地锚沿着长度方向被推入地层，然后当它达到最佳深度时，被拉动而倾斜成为平的横向位置，以便锚定牵索杆、缆索或类似的东西。
平板或带翼的地锚是众所周知的，而且一种特别有效的地锚的例子已在共有的美国专利No.4,802,317中作了描述。所说地锚包括一个管状的中心机体部分、一对从该机体部分呈放射状横向伸出的翼和一个在该机体前面的十字形星形尖端，该尖端包括锋利的前刃，并且象星钻那样工作，以便穿透土壤。一根拉杆连接在地锚机体部分的索眼部分上，而地锚的尾端很锋利并且包括一个伸出的弯曲凸出部分，以利于该锚的倾斜。在使用中，将驱动杆插入到机体部分尾端的轴套中，该驱动杆用来驱动地锚，使其到达地层中一个最佳深度，然后用拉动杆拉动锚的索眼部分，这样该地锚在地下倾斜，并且处于基本上与地下孔横置的位置。
专利4,802,317揭示了一个高效的地锚，与此同时，可以相信这样做是有利的，即进一步改善该装置，使其方便地通过地层，以节省将该地锚置于地层中最佳深度所需要消耗的能量。
该现有技术还提供了一个平衡地锚截面形状的装置，这样即使有不稳定的障碍存在时也可以使该地锚沿着直线的推进路线进入地层，这样做在本技术领域也是一种改进。提供一些零件以方便地锚在地层中的倾斜也是一种改进。减小地锚与拉动零件之间的连接处所受到的冲击力的零件也是一个有利的改进。
本发明一个重要的方面在于提供了一种地锚，该地锚代表了一种对于专利4,802,317所揭示的地锚的改进，该地锚包括有利于地锚通过地层的装置。在本发明中，通过在地锚的前面提供带有多条相互纵向错开的锋利前刃的十字形星状尖端，来达到这样的目的。一般，各十字形星状尖端的侧边包括一个第一前置前刃和一个第二后置前刃，并且第二或后置前刃从机体部分横向向外伸出的距离比第一或前置前刃从机体部分横向向外伸出的距离大。错开或阶梯形前刃有利于穿透坚硬的土壤，这是通过首先将有助于切割和破碎坚硬土壤的较小的前刃向前推进，从而方便后置和较大的前刃的通过来实现的。
该地锚还包括一双从机体部分横向放射状伸出的翼，该翼具有前后刃。每个翼的前刃被分成多个锋利的前翼刃，这些前翼刃从机体部分顺次地向外伸出更大的距离，在使用中，当地锚穿过地层时，每个前翼刃穿切土壤的量依次逐渐增大。较小的最前面的前刃容易穿过地层，这使得后续的、较大的翼刃较容易穿过地层。
在这点上，另一个重要的方面在于提供了这样的地锚，在其翼的前刃和尾刃之间，翼减小厚度并且逐渐变细，以便减少翼与地层之间的摩擦。翼的前刃比翼的其它部分要厚，并且穿过地层以形成一条宽的开口，这样翼的其它表面与地层的接触就大大减小。由于翼表面与地层之间的接触和磨擦被大大地减小，推进地锚穿过地层所需要的驱动能量也被大大地减小了。
另一个重要的方面在于沿地锚底面在其截面最大处提供了辅助的弯曲凸出部分。一般，此辅助的弯曲凸出部分位于锚的拉动零件与索眼的连接处的对侧，这样地锚的截面形状得以平衡，这样在地锚被驱动穿过地层时，有利于使地锚保持一条直线的推进路线。在地锚的尾端有一个比第一弯曲凸出部分小但位置更靠前的第二弯曲凸出部分，通过首先使较小的弯曲凸出部分前进来帮助穿透坚硬的土壤。一旦地锚位于其最佳深度，第二弯曲凸出部分也帮助第一凸出部分插入地层中，并且提供在土壤中倾斜地锚的力矩。
本发明的地锚还在其索眼部分提供了一条细长的开口。该细长开口的尺寸允许让将拉动零件固定在地锚上的销轴相对于地锚纵向移动。这样，地锚与拉动零件之间的应力得到降低，因为地锚穿过地层时允许拉动零件相对于地锚自由移动，这样就分散了冲击力。
本发明的其它目的、特点和优点将通过以下对附图所作的描述而变得更加明确。
图1是本发明实施例的地锚的顶表面和侧面透视图。
图2是图1所示的地锚的顶视图。
图3是图1和图2所示锚的侧视图。
图4是图1-3所示锚的底视图。
图5是图1-4所示锚的前刃的正视图。
图6是图1-5所示锚的后刃的正视图。
图7是一个前侧透视图，其中拆除了一些零件，并显示了地锚插入地层的方式。
图8是一个与图7相类似的视图，但是显示的是设定锚的拉动操作开始进行的方式。
图9是一个与图8相类似的视图，但是从图8转过了90°，以显示在拉动过程中锚被倾斜或转动的方式。
图10是本发明地锚的翼的一个部分放大前视图，显示了翼通过地层的情况。
图11是一个地锚在地层中的侧视图，显示了翼通过地层的情况。
参见附图，标识数字10整体表示本发明的地锚，而地锚10包括一个中心纵向管状机体11，该机体有前端和后端11a和11b。一对翼12从机体部分11横向放射状地伸出并且沿机体部分11的长度方向延伸。管状机体11的前端11a包括一个象星状尖端钻那样工作的突出十字形中心轴形支臂部分13，以便穿透地层。
支臂部分13包括第一对十字形侧面13a，13a，该侧面与翼12，12在同一平面上并且位于翼的前刃的前面。十字形支臂部分13的另一对侧面13b，13b垂直于翼12，12所在的平面并且与管状的机体部分11的前端合为一体。为使地锚10便于穿透土壤，各侧面13a，13a和13b，13b包括多个锋利的相互纵向错开的前侧刃14。在附图所示的实施例中，十字形支臂13的每一个侧刃包括一个第一锋利前刃14a和一个纵向错开的第二锋利前刃14b。如图中所示，前侧刃14a和14b基本上垂直于机体11而延伸，并且被一个平行于机体部分11的边缘14c分开。第二前刃14b位于第一前刃14a之后，并且它从支臂部分13横向向外伸出的距离大于第一前刃从支臂部分13横向向外伸出的距离。在使用中，第一前刃14a由于其具有较小的尺寸而更容易首先穿透土壤并且帮助切割和破碎土层，同时通过减少较大的前刃所必须穿透土壤的数量，使该第二并且是较大的刃14b更方便地通过。与支臂部分13在星状尖端的各侧面上仅带有一个单独的前刃的情况相比，第一和第二错开刃14a和14b让支臂部分13更容易地通过土壤。
为了使地锚10更容易地穿透土壤，每个翼12包括多个相互纵向错开的锋利前刃15。在说明中给出的实施例中，翼12的每个前刃15包括由平行刃15d和15e分别隔开的第一、第二和第三前翼刃15a、15b、15c。每个刃15a、15b和15c向后朝着机体11的后端11b倾斜或延伸。图2、4和5可最清楚显示，第一、第二和第三前翼刃15a、15b、15c阶梯形地排列，这样，每个翼刃从机体部分11向外放射状横向伸出的距离依次越来越大。参考图10，当地锚10被插入到地层9内时，第一、第二和第三前翼刃15a、15b和15c各自穿切的土壤量依次逐渐增大。较小的前刃通过减小后续较大的前刃必须穿透土壤的数量，从而使后面较大的前刃更容易地通过。因此，为推进翼12和地锚10通过地层所需要的驱动能量大大地减小。
为了减小翼12和土壤之间的磨擦，翼12最好具有逐渐变细的横截面，这样，在前刃15和尾刃16之间，如图3和11最清楚地显示那样，翼减小厚度t并且逐渐变细。例如，每个翼12在前刃15处的厚度大约为3/8英寸，在尾刃16处的厚度大约为1/4英寸。参见图11，当锚10插入地层g时，翼12较厚的前刃15刺开土壤并在土壤中形成一个大于翼12的其余部分的厚度t的开口。以这种方式，当翼12通过土壤时，其表面12a和12b的整个表面积不会都接触土壤，这就大大地减少了翼12与土壤之间的磨擦接触。这样驱动锚10进入地层所需要的驱动力就大大地减少了。
参考图7-9，地锚10可以采用与美国专利No.4,802,317中所描述的方法来在地层中定位，该专利在此被参考书目所包括。简言之，有一个拉动零件17固定在地锚10的机体部分11上，并有一个驱动杆18插入机体部分11的园形开口中。一个手持式风镐20或类似的装置连接在驱动杆18的另一端，以便驱动地锚10到达地层中一个最佳深度。一旦地锚位于其最佳深度，驱动杆18就会被移走，如图8所示。操作者然后采用牵拉工具(没有显示)将一个力施加到拉动零件17上，直到地锚11倾斜到一个方向，该方向横置于图9所示的孔的长度方向。
如图所示，拉动零件17由U型钩环21和销轴22固定在地锚10的机体11上。一个隆起的纵向凸出部分24从支臂部分13处分岔直到索眼部分23处，以便沿钩环21对土壤进行导向。如果想要得到对拉动零件17和地锚10以及凸出部分24之间的连接关系，请参考美国专利4,802,317。
参考图1-3，本发明代表了一种对专利4,802,317所揭示结构的改进，其中索眼部分22带有一个细长开口25，用来接受销轴22。该细长开口25的尺寸使其容纳并允许销轴22的纵向运动，这样在图7和9所示的驱动和拉动操作中，拉动零件可相对于地锚纵向运动。因此，地锚10与拉动零件17之间的冲击载荷被减小，这是通过允许它们之间相对自由运动而取得的，这样在其穿过地层时分散了能量和冲击力。
参考图3和9，机体部分11的后端11b包括一个第一弯曲凸出部分26，该凸出部分从机体部分11处横向向外伸出，以便于锚在地层中转动。如图9所示，当地锚10被倾斜时，弯曲的凸出部分26插入地层，并为倾斜成横向方式的地锚10提供了一个支点。为进一步使地锚更加便于倾斜，机体11的中间部分11c还包括一个第二弯曲凸出部分27，该凸出部分从机体部分11处横向向外伸出。第一弯曲凸出部分26从机体11处横向向外伸出的距离比第二弯曲凸出部分27从机体11处横向向外伸出的距离大，这样，先让较小的弯曲凸出部分27推进，从而让较大的弯曲凸出部分26较容易地通过地层，以此帮助地锚穿过坚硬的土壤。
最好，使第二弯曲凸出部分27处于机体部分11的中间部分11c处，该处为整个地锚10的最宽截面处。如图所示，该截面直接越过索眼部分24，而第二弯曲凸出部分27平衡了地锚10的截面，这有助于当地锚在地层中碰到不稳定的障碍时也能使其保持直线的推进路线，否则这种不稳定的障碍可能会导致地锚10沿一条偏斜的路线推进的。
在前述的说明中，已为了说明的目的对本发明的实施例进行了相当详细的说明，而本领域的技术人员应该理解到在此所给出的细节是可以在本发明的实质和范围内进行各种变动的。
权利要求
1.一种地锚，包括一个刚性板零件，该零件具有一个带有前端和后端的管状纵向中心机体部分；沿该机体部分的长度方向呈放射状横向延伸的翼，每个所说翼都有多个锋利的前翼刃，这些前翼刃在纵向上相互错开；和一个中心轴状的支臂部分，该支臂部分从机体部分的前端伸出，处于翼的前面，并且具有放射状的侧刃，所说多个前翼刃包括第一、第二和第三纵向错开的翼刃，这些翼刃在纵向上被基本平行于机体部分的翼刃分隔开。
2.根据权利要求1的地锚，其中所说支臂部分的所说侧刃都具有多个锋利的前侧刃，这些前侧刃在纵向上相互错开，和在各所说侧面上所说锋利的前侧刃包括多个基本垂直于机体部分的第一和第二纵向错开的侧刃，所说第一和第二侧刃由基本上平行于机体部分延伸的第三侧刃纵向分隔开。
3.根据权利要求2的地锚，其中所说第二侧刃位于所说第一侧刃的后面，并且它从所说机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一侧刃从所说机体部分横向向外伸出的距离。
4.根据权利要求1的地锚，其中所说在翼上的第一、第二和第三翼刃都朝着机体部分的后端倾斜一定角度。
5.根据权利要求1的地锚，其中所说第三翼刃位于所说第一和第二翼刃的后面，并且它从所说机体部分横向伸出的距离大于所说第一和第二翼刃从机体部分横向伸出的距离，而所说第二翼刃位于所说第一翼刃的后面，并且它从所说机体部分横向伸出的距离大于所说第一翼刃从机体部分横向伸出的距离。
6.根据权利要求1的地锚，其中翼的前刃的厚度大于翼的尾刃的厚度。
7.根据权利要求7的地锚，其中在翼的前刃和翼的尾刃之间，翼减小厚度并逐渐变细。
8.根据权利要求1的地锚，其中所说机体有一个隆起的纵向凸出部分，该凸出部分从支臂部分向后分岔直到机体的索眼部分，所说索眼部分包括一个细长的开口，该开口的尺寸可容纳并允许用于将拉动零件固定到地锚上的销轴进行纵向运动。
9.根据权利要求9的地锚，其中一个拉动零件被用销轴安装在索眼部分，并且包括一个带有跨在索眼部分上支臂的U形钩环，和一个穿过索眼部分上细长开口的销轴，该销轴被固定在该钩环的支臂上，借此，使该销轴在纵向上或在所说细长开口中运动，从而所说的拉动零件可以相对于地锚在纵向上运动。
10.根据权利要求1的地锚，其中所说机体部分的所说后端包括一个第一弯曲凸出部分，该凸出部分从机体部分处横向伸出，使得地锚在地层中更方便地转动，而机体部分的中间部分包括一个第二弯曲凸出部分，该凸出部分从机体部分处横向伸出，使得地锚在地层中更方便地转动。
11.根据权利要求11的地锚，其中机体部分包括一个最大截面处，而所说的第二弯曲凸出部分位于所说机体部分的最大截面处。
12.根据权利要求11的地锚，其中所说第一弯曲凸出部分从机体部分横向向外伸出的距离大于所说第二弯曲凸出部分从机体部分横向向外伸出的距离。
13.一种地锚，包括一个刚性板零件，该零件具有一个带有前端和后端的管状纵向中心机体部分；一对从机体部分沿相反方向横向伸出的翼，这些翼有前刃和尾刃，每个所说的翼在前刃和尾刃之间的厚度减小并且逐渐变细；和一个从机体部分的前端伸出的中心轴状支臂部分，该部分包括适合用于穿透地层的放射状侧刃。
14.根据权利要求14的地锚，其中支臂部分的侧刃都包括第一和第二纵向错开的锋利前侧刃，这些前侧刃在机体部分的横向上延伸，所说第二侧刃位于所说第一侧刃的后面，并且它从支臂部分横向向外伸出的距离大于所说第一侧刃从支臂部分横向向外伸出的距离。
15.根据权利要求14的地锚，其中每个翼的前刃包括第一、第二和第三纵向错开的翼刃，这些翼刃都朝着机体部分的后端向后倾斜，所说第三翼刃在所说第一和第二翼刃的后面，并且它从机体部分横向向外伸出的距离大于第一和第二翼刃从机体部分横向向外伸出的距离，而所说第二翼刃位于所说第一翼刃的后面，并且它从机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一翼刃从机体部分横向向外伸出的距离。
16.根据权利要求14的地锚，其中所说机体部分包括一个索眼部分，该索眼部分具有一个细长的开口，开口的尺寸可以接受和允许用于将拉动零件固定到地锚上的销轴沿纵向运动，从而使所说拉动零件可相对于地锚纵向运动。
17.根据权利要求14的地锚，其中所说机体部分的所说后端包括一个第一弯曲凸出部分，该凸出部分从机体部分处横向伸出，使得地锚在地层中更方便地转动，而机体部分的中间部分包括一个第二弯曲凸出部分，该凸出部分从机体部分处横向伸出，使得地锚在地层中更方便地转动，所说第二弯曲凸出部分一般位于地锚最宽的部分。
18.根据权利要求18的地锚，其中所说第一弯曲凸出部分从机体部分横向向外伸出的距离大于所说第二弯曲凸出部分从机体部分横向向外伸出的距离。
19.一种地锚，包括一个刚性板零件，该零件具有一个带有前端和后端的管状纵向中心机体部分；沿该机体部分的长度方向呈放射状横向延伸的翼；一个从机体部分的前端突出的中心支臂部分，该支臂部分在翼的前面并且包括适合于穿透地层的放射状侧刃；一个从机体部分伸出的第一弯曲凸出部分，使锚在地层中便于转动；和一个从机体部分伸出的第二弯曲凸出部分，该第二弯曲凸出部分位于第一弯曲凸出部分之前，以便进一步使锚在地层中更加方便地转动，所说的第一弯曲凸出部分沿机体底面横向向外伸出的距离大于所说第二弯曲凸出部分沿机体底面横向向外伸出的距离。
20.根据权利要求20的地锚，每个翼的前刃包括第一、第二和第三纵向错开的翼刃，这些翼刃都朝着机体部分的后端向后倾斜，所说第三翼刃在所说第一和第二翼刃的后面，并且它从机体部分横向向外伸出的距离大于第一和第二翼刃从机体部分横向向外伸出的距离，而所说第二翼刃位于所说第一翼刃的后面，并且它从机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一翼刃从机体部分横向向外伸出的距离。
21.根据权利要求20的地锚，每个翼的前刃包括第一、第二和第三纵向错开的翼刃，这此些翼刃都朝着机体部分的后端向后倾斜，所说第三翼刃在所说第一和第二翼刃的后面，并且它从机体部分横向向外伸出的距离大于第一和第二翼刃从机体部分横向向外伸出的距离，而所说第二翼刃位于所说第一翼刃的后面，并且它从机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一翼刃从机体部分横向向外伸出的距离。
22.一种地锚，包括一个刚性板零件，该零件具有一个带有前端和后端的管状纵向中心机体部分；沿该机体部分的长度方向呈放射状横向延伸的翼；一个从机体部分的前端突出的中心支臂部分，该支臂部分在翼的前面并且具有放射状的侧刃，所说支臂部分的所说侧刃都具有多个锋利的前刃，这些前刃在纵向上相互相对错开。
23.根据权利要求23的地锚，其中在各所说侧面上的所说锋利前侧刃包括多个基本垂直于机体部分的第一和第二纵向错开的侧刃，所说第一和第二侧由基本上平行于机体部分延伸的第三侧刃纵向分隔开。
24.根据权利要求24的地锚，其中所说所说侧刃位于所说第一侧刃之后，并且它从所说机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一侧刃从所说机体部分横向向外伸出的距离。
25.根据权利要求23的地锚，其中所说每个翼都具有多个锋利前翼刃，这些前翼刃在纵向上相互相对错开，所说的多个前翼刃包括第一、第二和第三纵向错开的翼刃，这些翼刃被基本平行于机体部分的翼刃纵向分开。
26.根据权利要求26的地锚，其中在所说每个翼上的所说的第一、第二和第三翼刃都朝着机体部分的后端向后倾斜一定角度。
27.根据权利要求26的地锚，其中所说第三翼刃位于所说第一和第二翼刃之后，并且它从所说机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一和第二翼刃从所说机体部分横向向外伸出的距离，而所说第二翼刃位于所说第一翼刃之后，并且它从所说机体部分横向向外伸出的距离大于所说第一翼刃从所说机体部分横向向外伸出的距离。
28.根据权利要求23的地锚，其中翼前刃的厚度大于翼尾刃的厚度。
29.根据权利要求29的地锚，其中在翼的前刃到翼的尾刃之间，翼减少厚度并且逐渐变细。
30.根据权利要求23的地锚，其中所说机体有一个隆起的纵向凸出部分，该凸出部分从支臂部分向后分岔直到机体的索眼部分，所说索眼部分包括一个细长的开口，该开口的尺寸可容纳并允许用于将拉动零件固定到地锚上的销轴进行纵向运动。
31.根据权利要求31的地锚，其中一个拉动零件被用销轴安装在索眼部分上，并且包括一个带有跨在索眼部分支臂上的U形钩环，和一个穿过索眼部分的细长开口的销轴，该销轴被固定在该钩环的支臂上，借此，使该销轴在纵向上或在所说细长开口中运动，从而所说的拉动零件可以相对于地锚在纵向上运动。
32.根据权利要求23的地锚，其中所说机体部分的所说后端包括一个第一弯曲凸出部分，该凸出部分从机体部分处横向伸出，使得地锚在地层中更方便地转动，而机体部分的中间部分包括一个第二弯曲凸出部分，该凸出部分从机体部分处横向伸出，使得地锚在地层中更方便地转动。
33.根据权利要求33的地锚，其中机体部分包括一个最大截面处，而所说的第二弯曲凸出部分位于所说机体部分的最大截面处。
34.根据权利要求33的地锚，其中所说第一弯曲凸出部分从机体部分横向向外伸出的距离大于所说第二弯曲凸出部分从机体部分横向向外伸出的距离。
35.一种地锚，包括一个刚性板零件，该零件具有一个带有前端和后端的管状纵向中心机体部分；一对从机体部分呈放射状横向伸出的带前刃的翼；第一、第二和第三锋利的前刃，这些前刃沿每个所说翼的所说每个前刃延伸，并且在纵向上相互相对错开，各所说第一、第二和第三锋利的前刃分别具有第一、第二和第三倾斜部分，其前刃和后刃与所说翼成为一体，所说第一倾斜部分的前部位于所说第二倾斜部分的所说后刃的前面，而所说第二倾斜部分的前部位于所说第三倾斜部分所说后刃的前面；和一个从机体部分前端伸出的中心轴状支臂部分，该支臂部分在翼的前面并且具有放射状的侧刃。
全文摘要
一种改进的带翼型地锚,该地锚包括一个中心机体部分,从该机体部分放射横向伸出的翼,和一个在地锚的该机体部分前端的支臂部分,该地锚就象星状尖端钻那样工作,以便穿透地层。支臂部分的刃各包括多个锋利的前侧刃,这些前侧刃在纵向上相互错开。每个翼还包括多个锋利的前侧刃,这些前侧刃在纵向上相互相对错开。错开的前侧刃和翼刃依次从机体部分沿支臂部分和翼的方向横向向外伸出越来越大的距离。由于较小的侧刃和翼刃首先被推进,所以阶梯状的侧刃和翼刃就使地锚较容易穿过土壤。地锚的翼在其前刃和尾刃之间减小厚度并且逐渐弯细,以减少顶部和底部翼表面与土壤的摩擦。
文档编号E02D5/80GK1357671SQ0013106
公开日2002年7月10日 申请日期2000年12月12日 优先权日1996年1月16日
发明者T·E·杰维特, J·雅潘蒂克 申请人:远见产品公司