高杠杆率锁定式钳子

摘要

一种高杠杆率锁定式钳子，包括四杆联动系统，该四杆联动系统适于放大由使用者施加到夹持在钳子的钳夹之间的物体上的力。钳子包括第一手柄和第二手柄、第一钳夹和第二钳夹，以及可旋转地或枢转地联接到第一手柄和第二手柄的中心连杆。中心连杆在第一连杆枢轴处可旋转地或枢转地联接到第二手柄，第二钳夹在第二钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接到第二手柄，第一连杆枢轴可以距离第二钳夹枢轴第一距离L1。第二钳夹在第一钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接第一手柄，第一钳夹枢轴距离第二钳夹枢轴为第二距离L2。在一个实施例中，第一距离L1是第二距离L2的约34％至约70％。

说明书

技术领域

本发明一般涉及锁定式钳子，更具体地涉及适于将夹紧力施加到物体的锁定式钳子。

背景技术

锁定式钳子是一种可调节手持工具，通常用于在其它夹持方法例如在圆形紧固件、螺柱或圆形轴上失败时用来夹持工件。钳子通常包括钳夹，钳夹可由带螺纹的螺旋机构调节以便基于被锁定式钳子夹持的工件或材料的尺寸来增大或减小钳夹之间的间隙。例如，锁定式钳子可以包括在钳子的上部手柄上的螺杆机构，当螺杆机构旋转时，该螺杆机构推动与其中一个钳夹连接的中心连杆以相对于另一个钳夹升高或降低该钳夹。

锁定式钳子也能够锁定，通过将下部手柄朝上部手柄移动直到例如由于邻近下部手柄的释放杆和中心连杆(其将上部手柄连接到下部手柄)之间的相互作用“锁定”。为了释放锁定特征，可以将释放杆抬起离开下部手柄以将下部手柄撬离中心连杆。

然而，使用者常常难以对钳子的手柄施加足够的力来锁定钳子并将钳子的钳夹夹紧在工件上。此外，在一些情况下，使用者可能不能对手柄施加足够的力以产生期望的钳夹夹紧力。不足的夹紧力使得钳子不能有效地夹持在工件上，并且当使用者试图操纵钳子时，钳子的钳夹可能从工件上滑脱。

发明内容

本发明广泛地涉及高杠杆率锁定式钳子。钳子包括四杆联动系统，该四杆联动系统适于放大由使用者施加到夹持在钳子的钳夹之间的物体上的力。该联动系统还包括偏心锁，该偏心锁适于在没有来自使用者的额外力的情况下保持或锁定钳夹闭合。例如，钳子可以包括第一手柄和第二手柄、第一钳夹和第二钳夹、以及可旋转地或枢转地联接到第一手柄和第二手柄的中心连杆。

中心连杆在第一连杆枢轴处枢转地联接到第二手柄，第二钳夹在第二钳夹枢轴处枢转地联接第二手柄，第一连杆枢轴可以距离第二钳夹枢轴第一距离L1。另外，第二钳夹在第一钳夹枢轴处枢转地联接第一手柄，第一钳夹枢轴被设置为距离第二钳口枢轴第二距离L2。在该实施例中，第一距离L1为第二距离L2的约34％至约70％，优选为第二距离L2的约43.5％。这导致锁定式钳子上常见的所有钳夹类型的夹紧力增加，而锁定钳子所需的使用者力较低(例如，夹紧力大约是使用者力的25倍)。

在一个实施例中，本发明广泛地涉及一种具有第一手柄和第二手柄以及第一钳夹和第二钳夹的工具。第二钳夹在第一钳夹枢轴处联接到第一手柄，并且在第二钳夹枢轴处联接到第二手柄。中心连杆在可滑动枢轴处联接到第一手柄，并且在连杆枢轴处联接到第二手柄。第二钳夹枢轴和连杆枢轴之间的第一距离是第二钳夹枢轴和第一钳夹枢轴之间的第二距离的约34％至约70％。

在另一实施例中，本发明大致涉及具有第一手柄和第二手柄以及钳夹的工具，所述钳夹在第一钳夹枢轴处联接到第一手柄，并且在第二钳夹枢轴处联接到第二手柄。中心连杆在可滑动枢轴处联接到第一手柄，并且在连杆枢轴处联接到第二手柄。第二钳夹枢轴和连杆枢轴之间的第一距离是第二钳夹枢轴和第一钳夹枢轴之间的第二距离的约34％至约70％。

附图说明

为了便于理解所寻求保护的主题，在附图中示出了其实施例，通过对这些附图的观察，当结合以下描述考虑时，应当容易理解和领会所寻求保护的主题、其构造和操作以及其许多优点。

图1是根据本发明的实施例的示例钳子的侧视图。

图2是根据本发明的实施例的示例钳子的一个手柄和钳夹的侧视图。

图3是根据本发明的实施例的示例钳子的一个手柄和钳夹的侧视图。

具体实施方式

虽然本发明可以有许多不同形式的实施例，但在附图中示出了本发明的优选实施例，并且在此将详细描述本发明的优选实施例，理解本公开将被认为是本发明原理的示例，而不是旨在将本发明的宽泛方面限制于所示的实施例。如本文所使用的，术语“本发明”并不旨在限制所要求保护的本发明的范围，而是用于讨论仅用于解释目的的本发明的示例实施例的术语。

本发明广泛地涉及高杠杆率锁定式钳子。钳子包括四杆联动系统，该四杆联动系统适于放大由使用者施加到夹在钳子的钳夹之间的物体上的力。联动系统还包括偏心锁，该偏心锁适于在没有来自使用者的额外力的情况下保持或维持钳夹闭合。例如，钳子可以包括第一手柄和第二手柄、第一钳夹和第二钳夹、以及枢转地联接到第一手柄和第二手柄的中心连杆。中心连杆在第一连杆枢轴处枢转地联接到第二手柄，第二钳夹在第二钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接第二手柄，第一连杆枢轴可以距离第二钳夹枢轴第一距离L1。另外，第二钳夹在第一钳夹枢轴处枢转地联接第一手柄，第一钳夹枢轴设置为距离第二钳口枢轴第二距离L2。在该实施例中，第一距离L1为第二距离L2的约34％至约70％，优选为第二距离L2的约43.5％。这导致锁定式钳子上常用的所有钳夹类型的夹紧力增加，而锁定或夹紧钳子所需的使用者力较低。

如图1所示，诸如锁定式钳子的工具100包括彼此枢转地联接的第一手柄102和第二手柄104。第一钳夹106和第二钳夹108分别联接到第一手柄102和第二手柄104。如图所示，第一钳夹106和第二钳夹108中的每一者可以包括适于更好地抓持或“咬住”设置在钳夹之间的工件或其它物体的齿110或滚纹。然而，第一钳夹106和第二钳夹108中的每一者可以是其他类型的钳夹并且包括其他特征。例如但不限于，第一钳夹106和第二钳夹108可以是大致平坦的夹紧钳夹、边缘切割钳夹、尖嘴钳式钳夹、弯曲钳夹等。

第一手柄102和第二手柄104以及第一钳夹106和第二钳夹108在不同的枢转点处连接在一起以便于工具100的操作。例如，第二钳夹108可以在第一钳夹枢轴112处联接到第一手柄102，并且可以在第二钳夹枢轴114处联接到第二手柄104。第二钳夹108还可以经由弹性构件联接到第一手柄102，该弹性构件根据第一手柄102和第二手柄104的位置拉动第一手柄102和第二手柄104打开或闭合。在一个实施例中，第一手柄102固定地联接到第一钳夹106，并且第二手柄104可旋转地或枢转地联接到第二钳夹108。

工具100还包括中心连杆116，其在第一连杆枢轴118处枢转地联接至第二手柄104，并且在可滑动枢轴120处枢转地且可滑动地联接至第一手柄102。中心连杆116与可操作地联接到第一手柄102的调节螺纹螺旋机构122相互作用，螺旋机构122适于调节第一钳夹106和第二钳夹108之间的钳夹间隙。如图所示，调节螺旋机构122可以包括第一端上的头部124和与第一端相对的第二端上的接触表面126，其中螺纹至少部分地在二者之间延伸。

为了调节第一钳夹106和第二钳夹108之间的钳夹间隙，使用者可以在期望的旋转方向上旋转调节螺旋机构122的头部124，并且基于螺纹的功能性相对于第一手柄102的纵向轴线轴向向内或轴向向外移动调节螺旋机构122。例如，对于右手螺旋，使用者可以顺时针旋转调节螺旋机构122的头部124，从而将调节螺旋机构122的表面126推靠在中心连杆116的面128上。在这样做时，中心连杆116将在闭合动作中在第二钳口枢轴114处将第二钳夹108推向第一钳夹106，从而减小第一钳夹106和第二钳夹108之间的钳夹间隙。可替代地，通过以与上述相反的方式拉动第二钳夹枢轴114，使用者可以逆时针旋转调节螺旋机构122的头部124来增加第一钳夹106和第二钳夹108之间的钳夹间隙。

在一些实施例中，工具100可以以将钳夹间隙固定在第一钳夹106和第二钳夹108之间的方式进行锁定或夹紧，从而夹紧到设置在第一钳夹106和第二钳夹108之间的工件上。为了锁定或夹紧工具100，第二手柄104沿朝向第一手柄102的方向移动。第二钳夹108上的夹紧力绕枢轴112传递，并且可以被模型化为从枢轴114到表面126和面128之间的接触点130的假想线(称为“动力线”)。当第二手柄104朝第一手柄102移动时，工具100被锁定或夹紧，但是通过中心连杆116的突出部134和释放杆132的抵靠部136的相互作用来防止工具100进一步朝第一手柄102移动。如图所示，释放杆132在释放枢轴138处联接到第二手柄104。

为了释放锁定功能，工具100包括可从第二手柄104移开并由此推靠中心连杆116的回动连杆132。如图所示，中心连杆116可包括突出部134，而释放杆132可包括抵靠部136，突出部134和抵靠部136彼此接触以防止第一手柄102和第二手柄104相对于彼此进一步闭合。当使用者在释放杆132的端部上的突片140处移动释放杆132时，抵靠部136可在释放操作期间进一步充当第一接触点。这里，抵靠部136可接触突出部134并将第二手柄104撬离中心连杆116和/或第一手柄102。

工具100还可以包括偏心锁定特征，其中，中心连杆116还可以包括与释放连杆相互作用的突出部。例如，诸如在公开号为2020/0384613、标题为锁定式钳子释放机构的美国专利申请中描述的偏心锁定特征，其与本发明被共同持有。

然而，在现有设计中，使用者可能难以对钳子的手柄施加足够的力以锁定钳子并将钳子的钳夹夹紧在工件上。本发明通过将第一连杆枢轴118(中心连杆116在第一连杆枢轴处可旋转地或枢转地联接到第二手柄104)设置或放置为距离第二钳夹枢轴114(第二钳夹108在第二钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接第二手柄104)第一距离L1来解决这个问题。另外，第一钳夹枢轴112(第二钳夹108在第一钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接第一手柄102)被设置或放置为距离第二钳夹枢轴114第二距离L2。

在一个实施例中，第一距离L1为第二距离L2的约34％至约70％，优选为第二距离L2的约43.5％。另外，延伸穿过第二钳夹枢轴114和第一连杆枢轴118的第一线和延伸穿过第一连杆枢轴118和接触点130的第二线以角度α分开设置。在一个示例中，第二距离L2为约1.465英寸，第一距离L1为约0.5英寸至约1.0英寸，优选约0.637英寸，且角度α为约171°至约172°。与现有设计相比，这导致在锁定式钳子上常见的所有钳夹类型的夹紧力增加，而需要锁定或夹紧钳子(夹紧第一钳夹和第二钳夹)的使用者输入力较低。例如，在一个实施例中，使用者需要约21.1磅的输入力来使得钳子的第一钳夹和第二钳夹夹紧或锁定，而第一钳夹和第二钳夹提供约528.8磅的夹紧力。这导致了25.1(即，夹紧力大约是输入力的25倍)的机械优势。25.1的机械优势大于常规设计提供的机械优势。

例如，第一距离L1约为第二距离L2的107％-108％的，需要约60.1磅的输入力由使用者使钳子的第一钳夹和第二钳夹夹紧或锁定，并且第一钳夹和第二钳夹提供约460.7磅的夹紧力，从而产生7.7的机械优势。在另一个示例中，第一距离L1约为第二距离L2的83％，需要约39.3磅的输入力由使用者使钳子的第一钳夹和第二钳夹夹紧或锁定，并且第一钳夹和第二钳夹提供约488.5磅的夹紧力，从而产生12.4的机械优势。

如上所述，第一钳夹106和第二钳夹108可以是其他类型的钳夹并且包括其他特征。参照图2，示出了示例钳子的另一实施例的第二半部分，并且可以包括第二钳夹208，第二钳夹208包括切割表面。类似于上述的示例钳子100，钳子的第二半部分包括第二手柄204和第二钳夹208。第二钳夹208可以在第一钳夹枢轴212处联接到第一手柄，并且可以在第二钳夹枢轴214处联接到第二手柄204。在一个实施例中，第二手柄204枢转地联接到第二钳夹208。中心连杆216也在第一连杆枢轴218处枢转地联接到第二手柄204，并且在可滑动枢轴处枢转地且可滑动地联接到第一手柄。中心连杆216与可操作地联接到第一手柄的调节螺旋机构222相互作用以调节钳夹间隙。如图所示，调节螺旋机构222可以包括在第一端上的头部224和在与第一端相对的第二端上的接触表面226，其中螺纹至少部分地在二者之间延伸。调节螺旋机构222的表面226在接触点230处抵靠中心连杆216的面228。

参考图3，示出了示例钳子的另一实施例的第二半部分，并且可以包括第二钳夹308，第二钳夹308包括基本平坦表面。类似于上述的示例钳子100，钳子的第二半部分包括第二手柄304和第二钳夹308。第二钳夹308可以在第一钳夹枢轴312处联接到第一手柄，并且可以在第二钳夹枢轴314处联接到第二手柄304。在一个实施例中，第二手柄304枢转地联接到第二钳夹308。中心连杆316还在第一连杆枢轴318处枢转地联接到第二手柄304，并且在可滑动枢轴处枢转地且可滑动地联接到第一手柄。中心连杆316与可操作地联接到第一手柄的调节螺旋机构322相互作用以调节钳夹间隙。如图所示，调节螺旋机构322可包括第一端上的头部324和与第一端相对的第二端上的接触表面326，其中螺纹至少部分地在二者之间延伸。调节螺旋机构322的表面326在接触点330处抵靠中心连杆316的面328。

类似于示例钳子100，第一连杆枢轴218/318(中心连杆216/316在第一连杆枢轴处可旋转地或枢转地联接到第二手柄204/304)距离第二钳夹枢轴214/314(第二钳夹208/308在第二钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接第二手柄204/304)第一距离L1。另外，第一钳夹枢轴212/312(第二钳夹208/308在第一钳夹枢轴处可旋转地或枢转地联接第一手柄)被设置为距离第二钳夹枢轴214/314第二距离L2。

在一个实施例中，第一距离L1为第二距离L2的约34％至约70％，优选为第二距离L2的约43.5％。另外，延伸穿过第二钳夹枢轴214/314和第一连杆枢轴218/318的第一线和延伸穿过第一连杆枢轴218/318和接触点230/330的第二线以角度α分开设置。在一个示例中，第二距离L2约为1.465英寸，第一距离L1约为0.5英寸至约1.0英寸，更具体地约为0.637英寸，角度α约为171°至约172°。与现有设计相比，这导致在锁定式钳子上常见的所有钳夹类型的夹紧力增加，并且，锁定钳子所需的使用者力低。

如本文所使用的，术语“联接”及其功能等同物不一定要限于两个或多个部件的直接机械联接。相反，术语“联接”及其功能等同物意指两个或多个物体、特征、工件和/或环境物质之间的任何直接或间接的机械、电或化学连接。在一些示例中，“联接”也意指一个物体与另一物体是一体的。如本文所使用的，除非另有明确说明，否则术语“一”或“一个”可包括一个或多个项。

在前述描述和附图中阐述的内容仅作为说明的方式而不是作为限制来提供。虽然已经示出和描述了特定的实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离发明人的贡献的更宽泛方面的情况下进行改变和修改。当基于现有技术从它们的适当视角观察时，所寻求的保护的实际范围将在以下权利要求书中限定。