專利名稱：自鎖裝置及其鎖緊和解鎖裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自鎖裝置及其鎖緊和解鎖裝置。
背景技術：
在現有技術中，緊固裝置通常是通過螺絲緊固、卡、銷等緊固方式實施鎖緊，緊固對象的相對位置就已經固定，如果緊固對象的固定位置不恰當則需要將緊固裝置重新開啟并在調整緊固對象的位置后重新進行固定，這樣的操作方式比較費時，而且比較費力。例如，在建筑領域中常見的腳手架的連接裝置中，通常使用扣件來連接管子(例如金屬管)。 這些扣件通常通過螺絲緊固的方式來扣緊管子。這些方式非常費時費力，效率低。為了解決這個問題，在現有技術中還提供可自鎖的緊固裝置，該可自鎖的緊固裝置使用棘輪棘爪、鎖齒等，這些可自鎖的緊固裝置均存在以下缺陷其一，這些緊固裝置均只能實現有級的自鎖，無法實現無級自鎖；其二，這些緊固裝置在鎖緊時存在回程。這兩個缺陷均影響了緊固裝置鎖定的效果。

發明內容
本發明的主要目的在于提供一種自鎖裝置，特別是、但不限于用于建筑領域的扣件，以及用于該自鎖裝置的鎖緊和解鎖裝置，以至少解決上述問題。通過本發明的自鎖裝置，可以快速鎖定待緊固的物體，并且緊固的鎖定效果良好，使用方便。例如，對于扣件，可以在幾秒時間內實現鎖緊，并且能夠在瞬間解鎖，使用極其方便。根據本發明的一個方面，提供一種具有連續鎖定位置的自鎖裝置，包括具有空腔的基座，該空腔的側壁包括第一摩擦接觸面；自鎖部件，其內壁具有第二摩擦接觸面，所述自鎖部件設置成其至少一部分位于所述空腔內，使得所述第二摩擦接觸面面向所述第一摩擦接觸面；第一鎖塊，所述第一鎖塊設置在所述基座的第一摩擦接觸面和所述自鎖部件的第二摩擦接觸面之間并與所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面接觸；其中，所述第一鎖塊被構造成使得所述自鎖部件相對于所述自鎖基座沿第一方向可活動，而在與所述第一方向相反的第二方向上被鎖止(即，被鎖定保持不動)，從而使得所述自鎖部件能夠被鎖定在任意所述連續鎖定位置。根據本發明的另一方面，提供一種具有連續鎖定位置的自鎖裝置，包括具有空腔的基座，該空腔的側壁具有第一摩擦接觸面和第四摩擦接觸面；自鎖部件，其具有第二摩擦接觸面和第三摩擦接觸面，所述自鎖部件設置成其至少部分位于所述空腔內，使得所述第二摩擦接觸面面向所述第一摩擦接觸面，所述第三摩擦接觸面面向所述第四摩擦接觸面；以及第一鎖塊和第二鎖塊，所述第一鎖塊設置在所述基座的第一摩擦接觸面和所述自鎖部件的第二摩擦接觸面之間并與所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面接觸，第二鎖塊設置在所述自鎖部件的第三摩擦接觸面和所述基座的第四摩擦接觸面之間并與所述第三摩擦接觸面和所述第四摩擦接觸面接觸，其中，所述第一鎖塊和所述第二鎖塊被構造成使得所述自鎖部件相對于所述自鎖基座沿第一方向可活動，而在與所述第一方向相反的第二方向上被鎖止，從而使得所述自鎖部件能夠被鎖定在任意所述連續鎖定位置。該自鎖裝置中使用了四個摩擦接觸面和兩個鎖塊，相對于只有一個鎖塊和兩個摩擦接觸面的實施方式而言，可以使鎖定效果更好。根據本發明的再一方面，提供一種用于鎖緊和解鎖前述自鎖裝置的工具，通過所述工具對所述自鎖裝置施加作用力，從而可以使得所述自鎖裝置鎖緊和解鎖。該工具為長條形，其一端為開啟端，用于開啟自鎖裝置；而另一端為鎖止端，用于鎖止自鎖裝置；其中，在開啟端并排設有兩個彎鉤，用于勾住所述基座上的固定部分以使所述工具關于該固定部分旋轉；在這兩個彎鉤之間設有兩個凸起，用于在旋轉時下壓鎖塊； 該鎖止端具有凹口。或者，該工具為長條形，兩端各具有一對爪，其中一對爪之間的間隔不同于另一對爪之間的間隔。或者，該工具為長條形，其一端具有兩對弧形爪，這兩對弧形爪兩兩相對，構成帶缺口的大致圓形，其中一對弧形爪之間的間隔不同于另一對弧形爪之間的間隔。通過本發明鎖定裝置的鎖塊和接觸面可以實現自鎖的目的，該鎖定裝置是無級自鎖裝置，因此相對于現有技術中有級鎖定的優勢之一在于達到了無級的連續鎖定位置的鎖定效果，并且開啟便利，操作簡單，顯著提高了效率。例如，可以以比現有技術短得多的時間鎖緊和解鎖扣件，從而方便安裝腳手架。而且，本發明的自鎖裝置穩定性好，可以承受大負荷和動負荷。另外，在現有技術中，通過螺絲連接的扣件要求用于螺絲連接的各部件中的螺絲孔彼此精確對準，以利于螺絲連接，這對扣件的各部件之間的尺寸精度要求較高，從而對加工工藝要求高，加工成本也隨之增加。而在本發明中，由于采用自鎖部件實現例如扣件的各部件之間的緊固，不存在上述高精度要求，因此易于加工，加工成本也較低。本發明的自鎖裝置噪音極低。為了使鎖塊鎖定的效果更好，該自鎖裝置還可以包括保持部件，該保持部件可以包括與鎖塊數量一樣的壓縮彈簧，該壓縮彈簧向鎖塊施加一作用力，在鎖塊的鎖定位置，該作用力保證各鎖塊與兩個摩擦接觸面相接觸。本發明的自鎖裝置具有無級自鎖和/或緊固的特點，即在任意位置都可以鎖定和 /或緊固，使鎖定和/或緊固的程度更加精確，而且可以在比擰螺絲短得多的時間內鎖緊和解鎖。該自鎖裝置與棘輪棘爪、鎖齒相比沒有回程間隙。可以對被鎖定對象運動過程的任意一個位置進行鎖定和/或緊固而沒有的回程間隙，從而保證了對被鎖定和/或緊固對象的精確鎖定和/或緊固。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中圖IA是根據本發明的自鎖裝置第一實施例的原理圖；圖IB是根據本發明的自鎖裝置第一實施例的原理所涉及的作用力三角形示意圖；圖IC是根據本發明的自鎖裝置第二、三實施例的結構圖；圖ID是根據本發明的自鎖裝置第二、三實施例的原理圖；圖2A和2B分別是根據本發明的自鎖裝置第二實施例的主視圖和A-A面剖視圖；圖2C是根據本發明的自鎖裝置第二實施例的B-B面剖視圖；圖2D是根據本發明的自鎖裝置第二實施例的C-C面剖視圖；圖3A和;3B分別是根據本發明的自鎖裝置第三實施例的主視圖和A-A面剖視圖；圖3C是根據本發明的自鎖裝置第三實施例的B-B面剖視圖；圖3D是根據本發明的自鎖裝置第三實施例的C-C面剖視圖；圖4是根據本發明的自鎖裝置第三實施例的變型鎖塊的B-B面剖視圖；圖5A是根據本發明自鎖裝置第二實施例的緊固件(扣件)的主視圖；圖5B是根據本發明自鎖裝置第二實施例的扣件的A-A面剖視圖；圖5C是根據本發明自鎖裝置第二實施例的扣件的B-B面剖視圖；圖6A是根據本發明實施例的自鎖裝置扣件的一種變型的主視圖；圖6B是根據本發明實施例的自鎖裝置扣件的一種變型的俯視立體圖；圖6C是根據本發明實施例的自鎖裝置扣件的一種變型的仰視立體圖；圖6D是根據本發明實施例的自鎖裝置扣件的一種變型的A-A面剖視圖；圖6E是根據本發明實施例的自鎖裝置扣件的一種變型的B-B面剖視圖；圖6F是根據本發明實施例的自鎖裝置扣件的一種變型的C-C面剖視圖。圖7是根據本發明自鎖裝置第三實施例的完整旋轉扣件的剖視圖；圖8是根據本發明自鎖裝置第三實施例的完整直角扣件的立體圖；圖9A是根據本發明自鎖裝置第二實施例的鉗式緊固件的主視圖；圖9B是根據本發明自鎖裝置第二實施例的鉗式緊固件的A-A面剖視圖；圖9C是根據本發明自鎖裝置第二實施例的鉗式緊固件的B-B面剖視圖；圖10是根據本發明自鎖裝置第二實施例卡式緊固件的剖視圖；圖IlAUlB和IlC是根據本發明專用工具的視圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結合附圖對示例性優選實施例進行說明。下面描述自鎖裝置第一實施例。根據本發明第一實施例的自鎖裝置包括具有空腔的基座1，一個自鎖部件2，一個鎖塊3 (即第一鎖塊)，該鎖塊3例如可以是球形、橢圓形等等，優選還包括一個保持部件，保持部件可以包括彈簧和彈簧座(例如可以是基座的一部分)組成。基座1的空腔的側壁包括兩個摩擦接觸面(即，鎖面)W、M。第一實施例的自鎖裝置基本構造和工作原理是兩個摩擦接觸面成一定的角度 α，鎖塊夾在兩個鎖面之間。鎖塊上有一彈簧。彈簧有一個向α角頂點方向施加的預緊力。 通過這個彈性預緊力的作用以及鎖塊與兩個鎖面接觸面的配合，可以實現對自鎖部件的自鎖。當對鎖塊施加與彈簧彈力相反方向的力，鎖塊不能壓緊兩個鎖面，就解除了對鎖塊的鎖定，也就解鎖了自鎖部件。只要鎖塊不自動松脫，就能鎖定自鎖部件。當需要解鎖自鎖部件時，需要對鎖塊施加力。自鎖裝置的第一實施例的自鎖理論依據如下根據自鎖的原理，如圖IA所示，第一摩擦接觸面W對鎖塊3產生的作用力為R13， 第二摩擦接觸面M對鎖塊3產生的作用力為R23，彈簧對鎖塊的支持力為P，P與第一摩擦接觸面夾角為β，α為第一摩擦接觸面W和第二摩擦接觸面M之間的夾角，φι為鎖塊相對于第一摩擦接觸面W的摩擦角，φ2為鎖塊相對于第二摩擦接觸面M的摩擦角，其中，摩擦角 (pi、(p2與摩擦系數μ ρ μ 2的關系是Kiztancp1 #2=tancp2。在圖中,Y1和\表示摩擦接觸面的法線。需要注意，根據實際情況，鎖塊3與第一摩擦接觸面W和第二摩擦接觸面M的摩擦系數可以相同，也可以不同。自鎖裝置的每一部件可根據需要而采用不同的材料(例如金屬、塑料、陶瓷等等)制成，各個部件之間的材料也可以不同，甚至每個部件本身也可由不同材料制成。以下結合圖1B，根據反行程時產生阻力小于或等于零的條件來確定自鎖條件。若鎖塊不自動松脫，則應使P彡0，由于-90° < φ2 - β < 90°,所以cos(cp2-P)>0,即得自鎖條件為aScpi+cpz。角度α小于或等于鎖塊3相對于第一摩擦接觸面W的摩擦角Cpl和鎖塊3相對于第二摩擦接觸面M的摩擦角φ2之和，S卩α<φι+φ2,以便自鎖部件能夠相對于基座在第一方向Fl上在外力作用下可活動，而在與第一方向相反的第二方向F2上被鎖定保持不動。從而使得自鎖部件能夠被鎖定在連續鎖定位置的任意一個。在采用鋼制造的情況下，例如鋼與鋼的摩擦系數約為0. 15，其摩擦角φ尸φ2=8.5°， 因此，角度α應小于約17°。但是自鎖裝置可以采用任意材料，各個部件也可以采用不同的材料。通過上述的自鎖裝置第一實施例原理可以在所需裝置上設置若干個自鎖裝置第一實施例，優選可以對稱設置兩個。圖1C、1D示出本優選實施例自鎖裝置第二、三實施例的結構和原理。自鎖裝置第二、三實施例包括四個摩擦接觸面11W、12M、12W、11M，兩個鎖塊(第一整理得鎖塊和第二鎖塊)13、13a，保持部件(可以包括兩個彈簧)。P與第二摩擦接觸面12M夾角為β，第一摩擦接觸面IlW與第二摩擦接觸面12Μ 的夾角(^《cpi+cpz。第三摩擦接觸面12W與第四摩擦接觸面IlM的夾角滿足α’<φ3+φ4,φ3 為第二鎖塊相對于第三摩擦接觸面的摩擦角，φ4為第二鎖塊相對于第四摩擦接觸面的摩擦角。假定第二、第三摩擦接觸面12M、12W之間的夾角為Y，那么第一摩擦接觸面IlW與第四摩擦接觸面IlM的夾角滿足θ^ρ^φζ+φ^^+γ，以便自鎖部件能夠在很小的外力作用下在第一方向移動而在與第一方向相反的第二方向F2上被鎖保持不動。通過上述的原理，就可以設計上述夾角，在鎖塊的作用下，自鎖部件可以被鎖定在連續的任意鎖定位置。圖2A-2D示出的是自鎖裝置第二實施例的優選示例的結構示意圖，自鎖裝置第二實施例包括自鎖基座21、自鎖部件22、保持部件(包括彈簧對)、兩個鎖塊23、23a。也可優選設置彈簧座25、銷沈、螺母27、固定彈簧座螺絲28。自鎖基座21可兼有固定其他部件功能和/或固定自身功能。自鎖部件22通過銷 26鉸接在自鎖基座21上。同時自鎖基座21內壁中還設有兩個鎖面21W、2IM (相當于圖1C、 ID中的第一和第四摩擦接觸面11W、11M)和彈簧座M (彈簧座可以是自鎖基座的一部分)。 自鎖基座21通過螺絲孔21C與夾具或其它固定物固定。當然，自鎖基座21也可與夾具一體形成。自鎖部件22包括兩側鎖面22M、22W(相當于圖1C、ID中的第二和第三摩擦接觸面 12M，12W)。自鎖部件兩側的鎖面22M、22W可以是平面形狀，也可以是以自鎖部件22中心孔 22E為圓心的環狀(在圖2C中B-B剖面上的形狀)，也可以是其他使鎖塊23能鉗在兩個面中間滾動或滑動的形狀。優選地，鎖面21W與22M的剖面形狀和鎖面22W與21M的剖面形狀與鎖塊23外形大致互補，以增大鎖塊23與鎖面的接觸面。自鎖基座21中的兩個鎖面21W、 21M設計成使得自鎖角α (即，與鎖塊接觸的兩個摩擦接觸面所成的夾角)的頂點大致指向第一方向F1，自鎖部件22兩側鎖面22W、22M之間的角度為Y，且鎖面21W與鎖面21M之間的夾角滿足θ^ρι+φ2+φ3+φ4+γ，就實現了對自鎖部件的自鎖，所以自鎖部件22沿Fl方向可轉動，而不能沿相反方向F2運動。只有對鎖塊施加外力使其與相鄰的摩擦接觸面之一或二者不接觸，才能使得自鎖部件沿相反方向F2運動，從而對自鎖部件解鎖。自鎖部件22兩側鎖面具有開啟位溝22Β，使自鎖部件22在使用前經常處于開啟位，提高安裝效率。如圖5A-5C所示，在第二實施例的自鎖裝置上設置扣環20，扣環20與下夾架連接在一起和/或可分離的鉸接在一起，扣環20是下夾架與上夾架緊固物體的鎖頌部件，是用于扣接自鎖部件從而實現鎖緊的部件，扣環20形狀多種多樣，有口字形、上T下口字形等等，以滿足下夾架與上夾架緊固物體的要求為目的。上夾架和下夾架是用于緊固被緊固物體的主體，上夾架與下夾架通過銷連接在一起，加上扣環20緊固物體，上夾架與下夾架可以一體形成，通過扣環20緊固物體。例如，自鎖裝置第二實施例可包括自鎖基座21、自鎖部件22、兩個鎖塊23、23a、兩個彈簧M、彈簧座25、銷沈、扣環20、螺母27、固定彈簧座螺絲28。 自鎖部件22具有第二摩擦接觸面22M、第三摩擦接觸面22W、工具頭22C、自鎖部件的扣環處22D。自鎖基座21具有第一摩擦接觸面21W、第四摩擦接觸面21M。在自鎖部件的扣環處22D上加上扣環20，扣環20將要緊固的物體緊固。
銷沈在螺母27緊固作用下增加了自鎖裝置第二實施例的固定力。銷沈兩個外端的螺母27可以是工具開啟的撬點。圖3A-3C示出的是自鎖裝置的優選的實施例三的結構示意圖，該自鎖裝置實施例三是上述自鎖裝置實施例二的一種變型，原理與實施例二相同。自鎖裝置實施例三包括基座31，自鎖部件32，兩個鎖塊33、33a和鎖塊套(其用作緊固和開啟部件，下文具體描述)36，也可優選地包括保持部件(包括彈簧組34)。也可以優選設置有彈簧座35，其可以是自鎖基座的一部分。總體而言，自鎖裝置實施例三與上述自鎖裝置實施例二的區別在于， 自鎖裝置實施例三采用了不同形式的自鎖部件32，并增加了鎖塊套36，但是具有相同的自鎖原理。自鎖部件32具有摩擦接觸面32M、32W(相當于圖1C、ID中的第二和第三摩擦接觸面12M，12W)。優選可以設置鎖固工具撬面35A，是在鎖固自鎖裝置實施例三時工具與鎖塊套36鎖固工具的撬面對稱的撬面或撬點36B。自鎖部件可以優選設有帽或頭32C，相當于螺栓的帽或丁字絲頭。自鎖部件32與自鎖部件22功能相同。兩個鎖塊33、33a(相當于圖1C、1D中的鎖塊13、13a，)可以是梯形，也可以是球形，也可以是其他形狀。彈簧34(彈簧施加的彈力相當于圖1C、1D中的作用力P)可以是彈簧片有多個壓點也可以是幾個彈簧組成，它可以對鎖塊套36施加壓力，鎖塊套36對兩個鎖塊33、33a施加壓力或\和彈簧34和鎖塊套36共同施加壓力(彈簧施加的彈力相當于圖1C、1D中的作用力P)。彈簧座35是頂壓彈簧34和確保鎖塊套36在自鎖部件32內基本垂直移動，同時防止雜物進入自鎖裝置內。自鎖基座扣連處35A與自鎖基座31是扣式連接方式或采取其它連接方式。鎖塊套36可以起限制鎖塊33、33a無規則的滾動和當自鎖部件32抽走時鎖塊33、 33a掉出的作用，在鎖塊套36與鎖塊33、33a之間可以設置鎖塊卡套，防止當自鎖部件32 抽出鎖塊套36時，鎖塊33、33a的脫落。優選地，鎖塊套36的一端設有凸緣，鎖固撬面32A 與鎖塊套36上的鎖固支面36A通過撬動使自鎖裝置實施例三鎖緊，當撬起鎖固支面32A同時壓下鎖固撬面36A，鎖固撬面36A下壓鎖塊33、33a，使自鎖裝置實施例三一點回程間隙也沒有，將材料的變形量全部吸收。開啟撬面36B與開啟支面35B通過工具撬動使鎖塊套36 帶動鎖塊脫離相應的摩擦接觸面，使得自鎖裝置實施例三開啟，即解鎖。這里利用了杠桿原理。開啟回勾36E的功能是在開啟狀態時，使開啟回勾36E —直停留在開啟位置。具體操作是當工具7B、7C撬動鎖塊套36工具開啟撬面(或撬點)36B時，工具開啟撬面(或撬點)36B遠離自鎖基座31和彈簧座35時，開啟回勾36E升到自鎖基座31和彈簧座35外端時，彈簧34A推動鎖塊套36向有開啟回勾36E端傾斜，開啟回勾36E卡在自鎖基座31和彈簧座35的開啟支面35B上，使自鎖裝置實施例三一直處于開啟狀態。將開啟回勾36E復位，自鎖裝置正常工作。自鎖基座31中的內壁包括兩個鎖面31W、31M(相當于圖1C、ID中的第一、第四摩擦接觸面11W、11M)，自鎖基座31可以設固定座，固定座的作用是與所緊固的物體鉸接固定或其它固定；自鎖基座31也可用螺絲與所緊固的物體固定在一起；自鎖基座31也可以與所緊固的物體為一體；自鎖裝置實施例三是一個獨立的緊固件；彈簧組34被彈簧座35固定在自鎖基座31內。自鎖部件兩側的鎖面32M、32W與自鎖基座31中的兩個鎖面31W、3IM之相對應，以使鎖塊33、33a能鉗在兩個面中間滾動。優選地，鎖面31W與32M的剖面形狀和31M與32W 的剖面形狀與鎖塊33、33a外形一致，以增大鎖塊33、33a與鎖面的接觸面。自鎖基座31中的兩個鎖面31W、31M設計使得自鎖角α頂點在Fl方向，自鎖部件32兩側鎖面32M、32W之
間的角度為Y，且鎖面31W與鎖面3說之間的夾角杉91+92+屮3+94+了，實現了對自鎖部件
的自鎖，所以自鎖部件32在外力作用下只能向Fl向運動，而在相反方向F2被鎖定。優選地，在自鎖部件22和自鎖部件32的兩側，設置對稱結構，S卩α = α'。圖4示出的是自鎖裝置的一種鎖塊，鎖塊33'、33a'與自鎖部件32和自鎖基座 31的接觸是面接觸增加摩擦接觸面積。這種鎖塊33'、33a'可以減少自鎖部件32和自鎖基座31的摩擦接觸面的變形量。鎖塊33 ‘的第一摩擦接觸面33W垂直角度與第一摩擦接觸面31W垂直角度一致并接觸，第二摩擦接觸面33’ M垂直角度與第二摩擦接觸面32M垂直角度一致并接觸；鎖塊 33a'第三摩擦接觸面33a' W垂直角度與第三摩擦接觸面32W垂直角度一致并接觸，第四摩擦接觸面33a' M垂直角度與第四摩擦接觸面31M垂直角度一致并接觸。本優選實施例中的鎖塊23、33采用球形。鎖塊23、33的橫截面形狀可以是多種多樣的，例如圓形、三角形、梯形、菱形、不規
則形等等。本發明的自鎖裝置的所有第一至第四摩擦接觸面的摩擦接觸面形狀與配套的鎖塊外形或摩擦接觸面形狀配合，以實現最大的鎖定面積。圖6A-6F示出的是自鎖裝置扣件的一種變型的結構示意圖，自鎖裝置扣件包括自鎖基座31，自鎖部件32，兩個鎖塊33、33a，彈簧34，彈簧座35，鎖塊套36，銷38，下座(或被鎖定物體)39。自鎖部件32的功能是連接被鎖定物體的關鍵部件，自鎖部件32上端與自鎖基座 31形成自鎖裝置，下端丁字絲頭32C (或形狀是螺栓帽)夾住被鎖物體形成鎖定或緊固。自鎖部件32上第二和第三摩擦接觸面32M、32W相當于圖1C、1D中的第二和第三摩擦接觸面12M、12W。摩擦接觸面的形狀與鎖塊形狀匹配，以增加摩擦面積；自鎖部件32上開啟溝32B是在開啟狀態時的鎖塊33停留的溝，是確保自鎖部件32不在震動時自鎖。與 22B的作用一致；自鎖部件32上緊固撬面32A與鎖塊套36上鎖固撬面36A的撬動，使自鎖裝置鎖定。開啟溝32B也是緊固撬處。兩個鎖塊33、33a相當于圖1C、1D中的鎖塊13和鎖塊13a ；鎖塊套36是開啟和緊固的關鍵部件，它有兩個鎖塊滑動通道；它的緊固撬面36A 與緊固支面32A在工具7B、7C的撬動下，鎖塊套36下壓兩個鎖塊33、33a，兩個鎖塊33、33a 分別緊緊地卡在第一二摩擦接觸面31W、32M之間和第三四摩擦接觸面31M、32W之間，使自鎖裝置的緊固像螺絲緊固件一樣牢固；鎖塊套36的開啟支面36B與彈簧座35上開啟撬面 35B在工具的撬動下，使鎖塊套36帶動兩個鎖塊33、33a向彈簧座35端提升，兩個鎖塊33、 33a松開自鎖部件32的第二和第三摩擦接觸面32M、32W，使自鎖部件32可以向下移動，也就是說可以向F2、Fl任意方向自由移動。開啟撬孔36D與開啟支面36B作用一致，只是所用工具不同。手動開啟頭36C與開啟撬處39A在工具的撬動下實現鎖裝置開啟。手動開啟頭36C也是手動開啟裝置，為便于裝卸，同時還是彈簧34的壓點；手動開啟頭36C只用于扣件類的緊固裝置，其他類的緊固裝置鎖塊套36是不允許超過自鎖基座31的下端。自鎖基座31是自鎖裝置的重要部件，它的第一和第四摩擦接觸面31W、31M相當于圖1C、1D中的第一和第四摩擦接觸面11W、11M。自鎖基座31與彈簧座35通過扣接或其他方式連接。自鎖基座31可以和扣件上蓋制成一體。彈簧34是壓鎖塊套36。鎖塊套36壓兩個鎖塊33、33a。彈簧34還可以設置在自鎖基座31內，由彈簧座35壓住彈簧34直接作用兩個鎖塊33、33a和鎖塊套36，彈簧34的彈力相當于圖1C、1D中的P。彈簧座35是壓彈簧34和確保鎖塊套36在自鎖部件32內基本垂直移動，同時防止雜物進入自鎖裝置內。彈簧座扣連處35A與自鎖基座31是扣式連接方式或采取其它連接方式。銷38是夾具鉸接部件。本發明扣件的上蓋與下座39可以采用扣連或其它連接方式。上蓋和下座39也可以是一體的。下座(和被鎖定物體)39是夾具的一端，在扣件上是下座或多個被鎖定物體。本發明的自鎖裝置可以單獨使用，也可以多個組合使用。本發明的自鎖裝置也可以適用于有壓力的桶狀和/或各種形狀需要密閉的裝置。 也可以適用于沒有壓力的各種需要連接或需要鎖定或需要緊固的各種裝置上。作為例子，自鎖裝置第二實施例的優選示例在圖5A-5C中示出。本文的自鎖裝置可以用作扣件，因此以扣件舉例說明。但本發明的自鎖裝置可以不限于扣件，可以用于各種場合。圖5A、5B、5C、示出自鎖裝置第二實施例(扣件)的實例圖。該自鎖裝置可以包括自鎖基座21 (是自鎖基座21與扣件的上蓋的結合體起上夾架作用)、自鎖部件22、兩個鎖塊Q3、23a)、兩個彈簧24、自鎖部件扭簧24A、扣環扭簧MB、彈簧座25、銷^、26A、螺母27、 下夾架四、扣環20、摩擦墊201。自鎖基座21上具有第一摩擦接觸面21W、第四摩擦接觸面21M(相當于圖1C、1D 中的第一第四摩擦接觸面11W、11M)。下夾架四具有下夾架的扣環連接處^A、下夾架與上蓋交接孔^B、固定摩擦墊處^C、另一個下夾架連接部^D、扣環擋柱^E。在該扣件中，扣件結構與傳統扣件結構大致相同，只是將傳統的扣件上蓋與自鎖裝置第二實施例結合為一體。扣環20在扣環扭簧24B作用下與下夾架的扣環處39A鉸接地連接在一起或以其他形式連接在一起。自鎖基座21與下夾架四通過銷26A鉸接在一起或扣接在一起。自鎖部件的扣環連接處22D與扣環20的關系是掛接關系。彈簧座25與自鎖基座21的固定可以是螺絲固定，也可以是彈簧座25A處通過沖壓將自身變形起到固定作用或扣接。彈簧座也可以是基座或者上夾架的一部分，即頂部或者底部。優選地設置摩擦墊201，其作用是緊固扣件時起到增加扣件與被扣物體(如鋼管等)之間的摩擦力，從而增加扣件鎖扣的穩定性，同時還起到彈簧作用增加扣件的緊固性。
自鎖部件扭簧24A的作用是在解鎖時，自鎖部件扭簧24A將自鎖部件的扣環處22D 扭到開啟位置。使扣環可以自由地脫離自鎖部件22。扣環扭簧24B的作用一是在扣環20可以旋轉的情況下，將扣環20固定在下夾架 29上；二是扣環扭簧24B將扣環20緊緊地扭貼在扣環擋柱四上。下夾架29下夾架連接部29D與另一半扣件鉸接在一起；如果是直角扣件時，下夾架29 下夾架連接部29D與另一半扣件是一體的；如果是連接扣件，下夾架連接部29D是不存在的。需要說明的是，該自鎖裝置可以包括扭簧24A和第二扭簧24B中的一個，也可以兩個均包括。圖7、圖8示出自鎖裝置實施例三(扣件)的優選實例圖。包括自鎖裝置及扣碗 49，合成扣碗59，連接銷38。這里注意，上述自鎖裝置第二實施例的扣件的特征可以與這里實施例三的扣件的特征任意組合。例如，實施例三的扣件也可以具有上夾架和下夾架，這里省略對其的描述。扣碗49是一個整體(是傳統扣件的上蓋與對接座制成一體)，也可以是分開的像傳統扣件一樣由上蓋和對接座組成。直角扣件是一個合成扣碗59與兩個自鎖裝置組成。合成扣碗59可以是一個整體，也可以是分開的與傳統扣件一樣由上蓋和對接座組成。如圖9A、9B、9C示出具有自鎖裝置第二實施例的變型(鉗式緊固件)的實例圖，包括自鎖基座21 (是自鎖基座21與上夾架的結合體)、自鎖部件22、兩個鎖塊03、23a)、兩個彈簧(24.24A)、彈簧座25、螺母27、下夾架29、扣環20、銷(26.26A)。自鎖基座21有上鎖口 21A。下夾架四上設有下鎖口 ^F。上鎖口 21A與下鎖口 ^F的咬合位可以緊固多種多樣物體。根據被緊固物體的固定面形狀調整上鎖口 21A與下鎖口 ^FW固定面即可。彈簧24A是在開啟時將自鎖基座21與下夾架四推開。該鉗式緊固件與上面描述的扣件結構原理大致相同。該鉗式緊固件自鎖原理與圖1A-2D自鎖原理是一致的。該鉗式緊固件可以單個使用，也可多個組合使用。圖10示出的卡式緊固件包括自鎖基座21 (是自鎖基座21與上夾架的結合體)、自鎖部件22、兩個鎖塊Q3、23a)、兩個彈簧對、彈簧座25、螺母27、銷觀、下夾架四、扣環20。自鎖基座21設有上夾架第一鎖處21G、上夾架第二鎖處21H。下夾架四設有下夾架第一鎖處^G、下夾架第二鎖處^H。下夾架四可以有一個鎖處；也可以是沒有下夾架四，扣環20直接起到下夾架四作用。可以使用一至多個優選四個自鎖裝置第一實施例。多個第一摩擦接觸面W設置在需要緊固的兩個物體的一個物體上，與之對應多個第二摩擦M設置在需要緊固的兩個物體的另一個物體上，在任意一個物體上設置鎖塊滑道，使兩個物體分開時鎖塊不會脫落，壓鎖塊彈簧同樣設置在與鎖塊滑道同一個物體上。如圖IlA所示專用工具7A，可以配合自鎖裝置第二實施例使用。本自鎖裝置第二實施例的開啟和鎖定要由專用工具7A來實現，專用工具7A—端為開啟端72，一端為鎖定端74。開啟時使用專用工具開啟端72，使專用工具開啟端72的兩個鉤78分別鉤在螺絲27兩端，作為撬點；然后專用工具7的兩個壓點76壓在自鎖裝置第二實施例的鎖塊(包括第二實施例所有形式鎖塊)上，向鎖緊方向轉動專用工具7A，專用工具7A上的兩個壓點76壓動鎖塊離開鎖定位置，解除對自鎖部件22的鎖定。鎖定時使用專用工具7A的鎖定端74，將專用工具7A的鎖定端74與自鎖部件22上自鎖部件工具頭(包括第二實施例所有形式工具頭)配合，向鎖定方向轉動專用工具7A，可以使自鎖裝置第二實施例處于任意鎖定位置。如圖1 IB、1IC所示專用工具7B、7C，是與配合自鎖裝置第三實施例使用的。本自鎖裝置第三實施例的開啟和鎖定要由專用工具7B、7C來實現。專用工具7B、7C兩個鎖固撬點71和兩個鎖固撬面32A接觸與兩個鎖固支點73和兩個鎖固撬面36A接觸，撬動專用工具7B、7C，實現自鎖裝置實施例三的鎖固。專用工具7B、7C兩個開啟撬點75和兩個開啟撬面36B接觸與兩個開啟支點77和兩個開啟撬面35B接觸，撬動專用工具7B、7C，實現自鎖裝置實施例三的開啟。專用工具7B、7C是多種多樣，只要能滿足或起到下壓鎖塊套36抬升自鎖部件32 和抬升鎖塊套36讓自鎖基座31下行的作用都可以作為專用工具7B、7C。專用工具7A、7B、7C也可以根據自鎖裝置第二實施例和自鎖裝置實施例三的大小改裝成液壓或氣壓裝置的專用工具7A、7B、7C，使用液壓或氣壓的力實施開啟和鎖定，專用工具7A、7B、7C可以與自鎖基座(包括所有自鎖基座)組合成一體。為了方便，表1列出本發明的各部件的附圖標記對應關系。表 權利要求
1.一種具有連續鎖定位置的自鎖裝置，其特征在于，包括具有空腔的基座，該空腔的側壁包括第一摩擦接觸面和第四摩擦接觸面；自鎖部件，其具有第二摩擦接觸面和第三摩擦接觸面，所述自鎖部件設置成至少部分位于所述空腔內，使得所述第二摩擦接觸面面向所述第一摩擦接觸面，所述第三摩擦接觸面面向所述第四摩擦接觸面；以及第一鎖塊和第二鎖塊，所述第一鎖塊設置在所述第一摩擦接觸面和所述自鎖部件的第二摩擦接觸面之間并與所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面接觸，第二鎖塊設置在所述自鎖部件的第三摩擦接觸面和所述第四摩擦接觸面之間并與所述第三摩擦接觸面和所述第四摩擦接觸面接觸，其中，所述第一鎖塊和第二鎖塊被構造成使得所述自鎖部件相對于所述自鎖基座沿第一方向可活動，而在與所述第一方向相反的第二方向上被鎖止，從而使得所述自鎖部件能夠被鎖定在任意所述連續鎖定位置。
2.根據權利要求1所述的自鎖裝置，其特征在于，所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面之間的夾角為α，所述第四摩擦接觸面和所述第三摩擦接觸面之間的夾角為 α ‘，所述第一鎖塊相對于所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面的摩擦角分別為Cpl 知(Ρ2，所述第二鎖塊相對于所述第三摩擦接觸面和所述第四摩擦接觸面的摩擦角分別為Cp3 知(p4 ,其中，(XScp^cp2 ,且α'$φ3+φ4 ；優選地，0 < α彡17°，和/或0 < α ‘彡17°。
3.根據權利要求1或2所述的自鎖裝置，其特征在于，所述第一摩擦接觸面和第四摩擦接觸面相對于所述基座的縱軸線對稱設置，所述第二摩擦接觸面和第三摩擦接觸面相對于所述自鎖部件的縱軸線對稱設置，使得α = α ‘。
4.根據權利要求1或2所述的自鎖裝置，其特征在于，所述自鎖裝置還包括保持部件， 所述保持部件用于向所述第一鎖塊和第二鎖塊施加作用力，使得在所述自鎖部件被鎖定在所述鎖定位置時，所述第一鎖塊保持與所述第一摩擦接觸面及第二摩擦接觸面相接觸且所述第二鎖塊保持與所述第三摩擦接觸面及第四摩擦接觸面相接觸。
5.根據權利要求4所述的自鎖裝置，其特征在于，所述保持部件包括彈簧和延伸穿過所述空腔的鎖塊套，所述自鎖部件延伸穿過所述鎖塊套，所述鎖塊套的側壁具有適于容納所述第一鎖塊的第一孔和容納所述第二鎖塊的第二孔，所述鎖塊套的一端具有凸緣，所述彈簧設置在所述基座外部，抵靠在所述基座的外表面與所述鎖塊套的凸緣之間，對所述鎖塊套施加彈力。
6.根據權利要求4所述的自鎖裝置，其特征在于，所述保持部件包括兩個彈簧和延伸穿過所述空腔的鎖塊套，所述自鎖部件延伸穿過所述鎖塊套，所述鎖塊套的側壁具有適于容納所述第一鎖塊的第一孔和容納所述第二鎖塊的第二孔，所述兩個彈簧設置在所述空腔內，分別對所述第一鎖塊和所述第二鎖塊施加彈力。
7.根據權利要求1或2所述的自鎖裝置，其特征在于，還包括上夾架，所述上夾架的一端與所述基座固定連接或者和所述基座一體形成；下夾架，所述下夾架的一端與所述上夾架的與所述基座相對的一端活動連接，其中，所述自鎖部件延伸貫穿所述基座的空腔，在所述自鎖部件位于所述鎖定位置時， 所述自鎖部件的一端與所述下夾架的另一端保持扣合，從而將所述上夾架和所述下夾架緊固在一起。
8.根據權利要求1或2所述的自鎖裝置，其特征在于，還包括上夾架，所述上夾架的一端與所述基座固定連接或者和所述基座一體形成；下夾架，所述下夾架的一端與所述上夾架的與所述基座相對的一端活動連接；扣環，所述扣環的一端與所述自鎖部件以可拆裝方式連接，所述扣環的另一端與所述下夾架的另一端以可拆裝方式連接，當所述自鎖部件位于所述鎖定位置時，所述上夾架和所述下夾架通過所述扣環緊固在一起。
9.根據權利要求8所述的自鎖裝置，其特征在于，所述自鎖裝置還包括第一扭簧，所述第一扭簧的一端設置在所述基座上，所述第一扭簧的另一端設置在所述自鎖部件上，所述第一扭簧的作用力使所述自鎖部件位于所述自鎖裝置的開啟位置；和/或，所述自鎖裝置還包括第二扭簧，所述第二扭簧的一端用于連接固定所述扣環和所述下夾架，所述第二扭簧的另一端設置在所述扣環上，所述第二扭簧產生一作用力，該作用力使所述扣環位于所述自鎖部件與所述扣環的連接位置。
10.根據權利要求1或2所述的自鎖裝置，其特征在于，所述基座、自鎖部件、第一鎖塊和第二鎖塊均由鋼制成。
11.一種具有連續鎖定位置的自鎖裝置，其特征在于，包括具有空腔的基座，該空腔的側壁包括第一摩擦接觸面；自鎖部件，其具有第二摩擦接觸面，所述自鎖部件設置成至少部分位于所述空腔內，使得所述第二摩擦接觸面面向所述第一摩擦接觸面；鎖塊，所述鎖塊設置在所述第一摩擦接觸面和所述自鎖部件的第二摩擦接觸面之間并與所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面接觸；其中，所述鎖塊被構造成使得所述自鎖部件相對于所述自鎖基座沿第一方向可活動， 而在與所述第一方向相反的第二方向上被鎖止，從而使得所述自鎖部件能夠被鎖定在任意所述連續鎖定位置。
12.根據權利要求11所述的自鎖裝置，其特征在于，所述第一摩擦接觸面和所述第二摩擦接觸面之間的夾角為α，所述鎖塊相對于所述第一摩擦接觸面的摩擦角為φι，相對于所述第二摩擦接觸面的摩擦角為(p2，其中，α<φι+φ2。
13.根據權利要求12所述的自鎖裝置，其特征在于，0<α <17°。
14.根據權利要求11或12所述的自鎖裝置，其特征在于，所述自鎖裝置還包括保持部件，所述保持部件用于向所述鎖塊施加作用力，使得所述自鎖部件被鎖止在所述鎖定位置時，所述鎖塊保持與所述第一摩擦接觸面和第二摩擦接觸面相接觸。
15.根據權利要求11、12或13所述的自鎖裝置，其特征在于，所述基座、自鎖部件和鎖塊均由鋼制成。
16.一種用于鎖緊和解鎖前述權利要求中任一項所述的自鎖裝置的工具，其特征在于， 通過所述工具對所述自鎖裝置施加作用力，從而使得所述自鎖裝置鎖緊和解鎖。
17.根據權利要求16所述的工具，其特征在于，所述工具為長條形，其一端為開啟端， 用于開啟自鎖裝置；而另一端為鎖止端，用于鎖止自鎖裝置；其中，在開啟端并排設有兩個彎鉤，用于勾住所述基座上的固定部分以使所述工具關于該固定部分旋轉；在這兩個彎鉤之間設有兩個凸起，用于在旋轉時下壓鎖塊；該鎖止端具有凹口 ；或者，所述工具為長條形，兩端各具有一對爪，其中一對爪之間的間隔不同于另一對爪之間的間隔；或者，所述工具為長條形，其一端具有兩對弧形爪，這兩對弧形爪兩兩相對，構成帶缺口的大致圓形，其中一對弧形爪之間的間隔不同于另一對弧形爪之間的間隔。
18.根據權利要求16或17所述的工具，其特征在于，通過所述工具對所述保持部件、優選對所述鎖塊套施加作用力，從而使得所述自鎖裝置鎖緊和解鎖。
全文摘要
公開了一種具有連續鎖定位置的自鎖裝置，包括基座，其內壁具有第一和第四摩擦接觸面；自鎖部件，其具有第二和第三摩擦接觸面，且設置成其至少一部分位于基座內部，使得第二摩擦接觸面與第一摩擦接觸面面對，第三摩擦接觸面與第四摩擦接觸面面對；及第一和第二鎖塊，第一鎖塊設置在第一和第二摩擦接觸面之間并與第一和第二摩擦接觸面接觸，第二鎖塊設置在第三和第四摩擦接觸面之間并與第三和第四摩擦接觸面接觸，其中，第一和第二鎖塊被構造成使得自鎖部件在外力作用下能夠相對于自鎖基座沿第一方向運動，而在與第一方向相反的第二方向上被鎖定保持不動，從而使得自鎖部件能夠被鎖定在任意連續鎖定位置。
文檔編號B25B33/00GK102518626SQ20121000102
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月4日 優先權日2011年1月6日
發明者周立新 申請人:周立新