可通过穿刺连接的姊妹钩的制作方法

本申请要求于2018年3月13日提交的临时申请62/642,270的优先权。

本发明涉及对诸如装配工的工种提供便利的工具，其用于将线连接到物体。特别地，本发明涉及形状适于与杆或线接合的钩。

背景技术：

姊妹钩，通常包括相互配对的一对钩子，是众所周知的用于将诸如金属电缆或绳索的线连接到物体的装置，这种物体具有可与j形钩端子接合的配合部或部分。姐妹钩在现有技术中是众所周知的。现有技术中一种典型的姊妹钩包括一对j形钩，其柄具有环形端部，绳索，钢缆或环穿过该环形端部以拉动钩子，同时使钩子彼此重叠地配合在一起。姊妹钩装置的一个独到之处在于第一钩部的柄为该装置中相配的第二钩部的钩开口提供了一个锁扣(闭合)。

只要保持负载，现有技术的姊妹钩就可以提供良好的自锁效果。也就是说，它们将不会打开并释放负载。当减轻钩杆上的拉力时，姐妹钩则相对容易松开。

但是，当用于提升或拉动钩子的负载随时间变化或趋于零时，例如当被拉物体晃动或施加在钩子上的线力暂时释放时，姐妹钩子可能会变得不可靠。现有技术的姊妹钩也可能是笨重的，并且当不与负载接合时易于钩住无关的物体。而且，通常装配工必须用两只手将一对姊妹钩与一个物体接合-装配工必须将钩子保持在适当的位置，直到钩子的柄上施加有力为止。

姐妹钩是已知的有用的装置，并且如果可以克服上述限制，则可以扩大其用途。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以通过单手动作与负载接合的装置。另一个目的是当通过钩子施加到负载上的力变化很大和/或在使用时变为零时，减少姊妹钩装置从负载上脱离的趋势。本发明的又一个目的是提供一种姊妹钩，可以用一只手手动地使该姊妹钩脱离(或接合)负载。

根据本发明，姊妹钩的一个实施方式是可以通过纵向推动而使其与物体接合，这被称为“穿刺”物体。在穿刺过程中，弹簧设置于臂上，而施加在臂的夹爪端(钩端)上的力会导致夹爪张开。然后弹簧使夹爪闭合并以“姊妹方式”固定物体。

在本发明的实施例中，臂被夹持在设置于相对侧的壳体之间并且可以被锁定以防止物体的意外释放。每个壳体的叉形下端以及夹爪的下表面均包括成角度且呈v形的轮廓表面，因此即使没有“死死地”刺入物体，物体也将被引导到该工具的末端从而被夹持。

姊妹钩工具的一个实施例包括两个间隔开的壳体，在两个壳体之间夹有一对具有平坦表面的配合臂。每个臂都有枢轴端，柄和c形抓握部。臂通过紧固件在上端枢转位置处彼此可枢转地连接并且与壳体连接，所述紧固件为本文所述紧固件的一种或等效物，包括用作紧固件的钩环的销。每个臂的抓握部的c形限定了一个敞开的凹部。每个臂抓握部的终端包括夹爪。当夹爪相互重叠以“姊妹方式”闭合时，两臂的配合凹位就限定了物体的容纳空间。每个壳体都有一个叉形端，该叉形端限定了一个u形开口。壳体内的紧固件或垫片限制了臂的向外旋转，从而限制了夹爪的打开。

每个夹爪的最下面的终端表面是弯曲的。配合的夹爪表面限定了工具的v形表面下端，以便在夹爪处于原始位置时刺入物体。叉形端的尖端倾斜以协助物体接合。

在本发明的实施例中，锁定机构能够将臂锁定在原始位置。锁定机构可以是销，销是可插入臂的对准的配合孔中的独立元件。替代地，锁定机构可以是设有弹簧的杆，其从一个壳体中的引导件延伸到另一壳体中的引导件。松开锁定机构或不存在锁定机构时，在工具的中点附近手动挤压臂会打开夹爪。

在本发明的其他实施例中，臂具有上述的构造，弹簧和运动方式；它们通过紧固件或其他固定装置在枢轴孔处彼此固定。该实施例中没有壳体和臂的运动限制，并且相应的夹爪打开和关闭动作一方面通过与臂成一体的止动部件实现，另一方面通过间隔限制件(例如系索)实现。

通过以下对优选实施例和附图的描述，本发明的前述和其他目的，特征和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是本发明的装置的分解图，示出了其主要部分，包括位于相对侧的壳体和具有下部夹爪端的配合臂。

图2是本发明的装置的正视图，即，由图1所示的部件组成的组件。

图3是图2所示装置的右侧视图。

图4是图1的装置的右侧剖视图，其中没有锁定销和衬套。

图4a是图2所示装置的变型的侧视局部剖视图。

图5是图2装置的两个臂之一的前视图。

图6是图5的第一臂与镜状的第二臂配合时的前视图，以及压缩弹簧从而夹持一根杆。在图中暗示了孔66b，66a中的销。

图7是沿竖直轴线cl观察的图6的组件的水平平面截面图，示出了弹簧如何相对于臂之间的平面成一定角度延伸。

图7a是类似于图7的横截面，示出了缺少壳体的工具的实施例。

图8是类似于图6的前视图，示出了姊妹钩工具的臂和夹爪，当它们通过相对的纵向轴线运动与物体接合时彼此分离。

图9示出了现有技术的通常物体，该物体具有能够与本发明的姊妹钩接合从而被抬起的手柄。

图10是本发明的姊妹钩的下端的局部正视图，类似于图2的视图，示出了当姊妹钩被推向(穿刺)偏置物体时的下端。

图11是替代实施例装置的一部分的分解图，类似于图2所示的装置，但是具有不同的锁定机构。

图12a和图12b是图11所示的装置的侧视图，分别示出了该装置如何打开以容纳物品以及该装置如何闭合和锁定。

图13是具有锁定按钮的如图11所示的工具的局部侧视图。

具体实施方式

本发明的工具/装置能够“穿刺”物体，然后以姊妹钩的方式固定。用这个术语来表示该装置可以推向诸如配合部62的杆形手柄60之类的物体，该配合部例如固定在静止物体64上，如图9中的组件55所示。在这种“穿刺”之后，本发明的姊妹钩的夹爪将与物体接合，以提起或拉动物体。

图1是本发明的一个实施例的装置20(在此也称为工具20)的分解图。在图2中以正视图示出了组装工具20，在图3中以侧视图示出了组装工具20，在图4中以垂直截面示出了组装工具20。在图4中，为了清楚起见，在其他附图中出现的一些元件被隐去了。在附图的图片中根据其方向描述了该工具，但是诸如顶，底，下等之类的术语不应理解为限制，因为该工具可以以任何方向使用。

工具实施例20包括位于相对侧的壳体22、24，其优选地由坚固的热固性塑料制成，可选地由金属合金或碳纤维环氧复合材料制成。特别参照图1，每个壳体具有(a)称为枢轴端的上端，该上端具有分别以横向轴线52为中心的枢轴孔66c，66d；(b)中体；(c)下端，由分别隔开的叉形端54c，54d组成，在它们之间限定了一个u形开口65；(d)分别以横轴50为中心的贯通孔61c，61d；(d)分别以横向轴线48为中心的锁定销孔67c，67d，该横向轴线48穿过壳体的中体部分。轴线48、50、52彼此平行并且在组装工具时与工具20的竖直轴线cl相交。

壳体几乎是镜面相同的，但是对于一些可选部件除外，例如屏蔽部，任何互补的凸凹部分，以及如下所述的可能与锁定机构相关联的特征部分。接下来描述的臂具有镜面形状。有时在本文中提及具有缺少后缀字母的数字的特征。应该将其解释为对所有具有相同编号和后缀字母的特征的引用。

同时也图5和6中示出的臂26、28具有镜面形状。如图5和臂26所示，每个臂具有上枢轴端33a和下柄35a，上枢轴端33a即上述的枢轴孔，下柄35a连接到c形部分37a，c形部分37a的底部是下末端和夹爪42a。每个臂具有分别从柄的底部下降并且限定了臂的c形内凹部的一部分的舌片44a，44b。下面提到的柄，舌片和凸块通常是沿工具的纵向轴线方向延伸的特征。

臂优选地由坚固的钢制成，优选地是耐腐蚀(不锈钢)钢，例如aisi316型钢或17-4ph钢。可选地，可以替代使用诸如海军黄铜或青铜之类的铜基合金，或高强度工程塑料和复合材料，包括碳纤维增强塑料。

在组装好的工具中，垫片84和垫片30有助于使壳体相对于彼此隔开，以便与臂良好地配合。臂26、28具有某些孔，这些孔在组装工具20中与壳体中的孔相配合。如图1中最典型的显示，每个臂具有一个上端(枢轴端)，该上端具有枢轴孔66a，66b，该枢轴孔在组件中沿轴线52设置。因此，可以沿着轴线52插入销，例如图3中以虚线示出的钩环54的销70，以保持四个部分22、24、26、28的上端以可枢转的方式对准。臂在组件中的运动也可以称为“部分旋转”。

可替代地，可以使用如图1和图4a所示的可选的空心铆钉72。可以使用将四个主要部分22、24、26、28保持在一起的其他销状装置或紧固件。例如，可以使用固定在其他装置上的螺栓，实心铆钉或销钉。尽管为简单起见，在某些组装图中在轴52上未显示销钉或紧固件，但是本领域技术人员/读者应理解仍存在销钉。在其他实施例中，一个或多个壳体或臂可具有一体的横向部分，例如一体的轴头，以实现上述销或紧固件的功能。

如图2所示，当臂26、28处于其闭合位置或原始位置时，臂的凹部部分重叠，并且各个夹爪42a，42b的弯曲上表面以重叠的方式彼此配合，从而形成弯曲的表面以限定空间68的下部，该空间在臂之间，并且在使用工具20期间诸如手柄60之类的物体将被夹持在此处。

工具20还具有锁定机构，该锁定机构包括分别在臂26、28中的锁定销孔67a，67b。当臂处于原始位置时，锁定销孔沿轴线48设置并与壳体销孔67c，67d对准，从而使得如图2和图3所建议/所示，能够将销36插入其中并将臂保持在原始位置。在其它实施例中没有锁定销；尽管如此，工具20仍将起作用，因为夹持在纵向cl轴方向施加足够的力的物体将防止臂夹爪张开。参见图6。图8和图9示出了锁定机构的另一种构造，其如下所述。

参考图2，使用者可以用一只手抓住工具20并在工具的垂直中点上方挤压臂26、28，其中在该处臂的外边缘从位于相对侧的壳体侧向延伸。因此，使用者可任选地挤压臂以充分张开夹爪，以允许它们在诸如把手60之类的物体周围闭合，而无需使用者施加与上述“穿刺”相关的推力。

图4a是类似于图4的侧视图，具有部分截面，示出了装置20a，除了在轴线52处具有中空铆钉72作为紧固件以将壳体保持在一起之外，其余类似于装置20，并且在轴50上也具有中空铆钉74，其将垫片30固定在适当的位置。

图6是组件21的视图，该组件包括处于原始位置的臂26、28，为清楚起见未示出壳体。图7是沿着组件21的轴线cl向下看的水平平面截面图。图6和图7(以及图1)示出了压缩螺旋弹簧40，其分别被一体式销38a，38b夹持在两臂之间的空间内。弹簧40推动臂，使得夹爪42a，42b朝向彼此移动。参考图7，弹簧40的长度方向相对于配对的臂之间的平面成一定角度延伸。当夹爪处于其原始位置时，每个夹爪的末端或尖顶端都压在壳体中一个叉形端的内表面上。通常，螺旋弹簧40是可向臂施加枢转力以使它们的夹爪彼此分开的几种弹簧力装置之一。在未示出但在普通技术范围内的弹簧装置的变型中，弹簧力可以通过外接轴线52的一个或多个扭力弹簧施加到臂上，例如围绕穿过孔66a，66b的实心或空心销或铆钉延伸。在弹簧装置的另一种变型中，可以使用一个或多个板簧将所需的枢转力施加到臂上。例如，v形板簧可以代替螺旋弹簧。可以使用其他已知的弹性装置代替螺旋弹簧40或其他种类的弹簧。例如，可以使用橡胶或弹性聚合物弹簧。一个装置中可以协同使用一个或多个弹簧装置。

夹爪的下/末端表面可以大致上垂直于工具的长度方向，或者如图2所示，最好是弯曲的，这样当夹爪处于原始位置时，工具的下端包括一个(弯曲的)v形轮廓表面70。这样的末端形状可帮助用户将工具与物体接合。图8是类似于图6的侧视图，示出了当工具20用力挤向(穿刺)物体60(如沿着cl轴的箭头所示)时，物体和v形曲面70接触，使得夹爪42a，42b被向外推开并彼此分开，如箭头a所示。或者，使用者可以在靠近螺旋弹簧位置的方向上将臂向彼此挤压，从而张开夹爪并接合物体。如果要接合的物体是非刚性物体(例如不紧的电缆或绳索等)，这可能会很有用。

图8还示出了如何通过各个臂的舌片44a和44b与沿轴线50放置的衬套30的接合以限制臂打开(向外运动)的程度在期望水平。间隔件和叉形端包括一个优选的特征组合。如图1的分解图以及图2和图3所示，间隔件30通过螺钉32和螺母34沿着轴线50保持在适当位置，螺钉32和螺母34既充当紧固件又充当穿过间隔件的轴。可替代地，可以使用其他用于安装间隔件50的装置，包括实心或空心铆钉或某种其他类型的轴。在其他替代方案中，垫片可以仅安装在一个壳体上；间隔件可以包括在一个或两个壳体向内的表面突出的一体特征部分。对于紧固件或被间隔件围绕的紧固件而言，其臂限制功能没有明显的区别，权利要求对其中一个的引用应包括对另一个的引用。

图2、3和6示出了当臂处于其原始位置时，锁定销36如何可选地用于防止臂(以及夹爪)打开。使用锁定销可以帮助防止意外释放诸如手柄60之类的已接合物体。

工具221是一个实施例，其包括由紧固件在轴线52处保持在一起的臂；没有壳体部件。工具221具有将夹爪的闭合和打开限制在一定程度的特征，该程度与工具20所描述的程度相当，工具20是通过使用与壳体相关联的工具部分来实现限制。

图7a是类似于图7的横截面，示出了工具221的一部分。工具221在很大程度上类似于图6的工具21，并且包括像臂26、28一样的臂226、228。工具221的弹簧为了图示清楚进行了省略。工具221包括用作止动装置并由此限制臂的相对运动和相应的相对夹爪打开的特征。更具体地，臂226具有一体的销238a，该一体的销238a具有横向突出的部分，当臂228移动得足够近时，该横向突出的部分被臂228的一体的销238b撞击，从而限制了夹爪的打开。工具221包括连接臂的可变长度的连接装置。更具体地说，臂228通过系索231连接到臂226，从而限制了臂的分离距离和相应的夹爪闭合。可以使用等效功能的其他连接方式代替系索。例如，可以使用开槽的刚性连接件，其从一个臂枢转地延伸到另一臂上的销，从而使销进入槽内。工具221还可包括未示出的一对壳体，该壳体具有枢轴端和沿枢轴轴线设置的枢轴孔，配对的臂226、227被容纳在它们之间。

图11是替代实施例的装置120的部分的分解图，该装置与图2所示的装置20非常相似，但是具有不同的锁定机构。图12a和图12b是图11所示的装置的侧视图，分别示出了该装置如何打开以容纳物品以及该装置如何闭合和锁定。对应于图1和装置20的其他图示的部分具有相同的后两位数字。参见示出设备120的几幅图，壳体122、124通过未示出的紧固件穿过壳体和在轴线50上的臂孔来夹持臂126、128。间隔件184插入在位于轴线52上的壳体之间，且未示出的紧固件可能在垫片内延伸。

装置120的锁定机构包括杆76(由图12b中的箭头指示)，该杆76通过与位于相对侧的壳体中的槽78配合被引导作竖直cl轴向运动，而不包括与对准的孔配合的销以将臂锁定在原始位置。弹簧80沿着槽的长度方向向下推动杆76。杆76优选地具有圆形端部，该端部的形状适于通过压入容纳矩形按钮86，以使使用者更容易抵抗弹簧偏压而垂直地移动杆。每个臂在弯曲的c形部分的上表面上分别具有第一凸块182a，182b，其靠近延伸到枢轴端的柄；并且每个臂在柄上分别具有第二凸块188a，188b。

如通过比较图12a和图12b所图示的，当工具120的夹爪被最大地打开时，它们的间隔是由凸块144a，144b与间隔件130的接触来确定的，这类似于工具20的工作原理。因此，从完全打开位置起，夹爪只能向内移动，如箭头m所示。当臂向内移动且夹爪到达其原始位置时，此后夹爪只能向外侧伸出，如图12b中的箭头p所示。在原始位置，弹簧80的偏压使杆向下移动，由于第一凸块182a，182b撞击杆而阻止了运动p。参见图12b。如果用户随后抬起杆及允许第一凸块左右移动，则会使夹爪张开。在替代实施例中，没有弹簧，并且杆被手动移动以锁定和解锁臂和夹爪。

图13是工具120的局部侧视图，其示出了按钮86，并且用箭头示出了按钮86通过垂直运动使杆76运动。可以设置有将按钮86保持在特定位置的闩锁装置。

滑动按钮86可以设置于锁定杆76的两端并被压拧固定在锁定杆的端部上。参考图13，按钮80的一个实施例将在其左右两侧具有模制的弹性闩锁部分(例如，小突起)，其与壳体凹部边缘上的棘爪配合，当如图所示按钮处于最高位置时，该棘爪将按钮固定以对抗弹簧力。(未显示闩锁和棘爪，但在本领域技术人员的熟悉范围内。)

闩锁与壳体的接合将在弹簧被压缩的情况下使按钮以及杆76保持在最高或“解锁”位置。当使用者释放杆时，如使用者用足以克服棘爪接合的力向下按压按钮，弹簧便可以促使按钮锁定臂，因为杆已如上文描述那样接合第一凸块182。参见图12b。

当物体被“穿刺”以使其接合时，如果按钮/杆处于上部位置(按钮将被手动握住或通过刚刚描述的闩锁保持住)，则与物体接触的力会导致一个或两个夹爪向外移动。该动作使臂枢转，从而使柄彼此靠近。参见图12a。如图12a所示，当柄朝向彼此以及向工具的中心线移动足够多时，一个或两个第二凸块188接触杆76，以足够的力将其向下推以拉动按钮，使其不与壳体闩锁接合。然后，弹簧将杆条76向下推动，直到它与第一凸块182之间的空间啮合，如图12b所示，从而自动锁定臂，因此，如果没有手动干预，则无法通过移动按钮，然后向内按压臂的柄从而在空间68中移除物体。在本发明的范围内，按钮构造和闩锁装置可以有不同的方式。例如，按钮可以在壳体的外部而不是在凹部中，并且闩锁特征可以在壳体的内部并且与杆相关联而不是与按钮关联。

图10示出了本发明的另一个特征，即使没有沿着工具20的中心cl轴向相对运动穿刺或接触物体，该物体也能够被接合和夹持。如图10所示，偏心物体60将推动臂夹爪42b的成角度弯曲的末端表面，使夹爪移离并不与壳体下端的u形开口接触。另外，每个壳体的下端包括叉形端，叉形端具有倾斜的尖端56，该尖端56有助于引导工具20接合偏心物体60。

应当理解，图6的组件21是一个实施例，尽管没有位于相对侧的壳体，并且也缺失了示例性工具20中的其它相应特征，但是该组件仍然可以用来抓紧负载。可以对组件21进行改造以补偿那些缺失的特征中的一些，例如，进行改造以限制夹爪42a，42b朝向彼此运动。

尽管已经以使用者手动抓住姊妹钩工具的方式描述了本发明，但是本发明可以附接到机械构件并且由机器控制，并且可以在没有手动接触的情况下以其他方式使用。例如。本发明的工具可以通过类似销70的销固定在机器人设备的臂上。

因此，本发明工具实现了本发明的目的。可以通过手动或机械方式在物体的接合点上“穿刺”并接合负载。当施加到对象上的负载发生波动或变为零时，工具不会脱离负载。该工具还可选地具有安全锁，以防止意外释放负载。该工具是紧凑的，脱离的工具与外部物体几乎没有钩住的趋势。该工具使单手手动接合或分离变得更容易。该工具可以经济地制造。

本发明已经通过几个实施例的描述和说明表明具有显式和隐式的变化和优点。这些实施例应被认为是说明性的而非限制性的。诸如“可选”和“优选”以及变体之类的词语的任何使用都暗示了一种理想的特征或组合，但不一定是强制性的。因此，缺少任何这样的优选特征或组合的实施例可以在所附权利要求的范围内。在不脱离所要求保护的发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的本发明实施例的形式和细节进行各种改变。