本發(fā)明涉及手動(dòng)工具，尤其涉及一種夾鉗。

背景技術(shù)：

夾鉗是一種相對(duì)來說較為輕便小巧的手動(dòng)工具產(chǎn)品，被廣泛用于家庭非專業(yè)應(yīng)急或簡(jiǎn)單的物件夾持或安裝。通常，夾鉗具有一對(duì)鉗體，每個(gè)鉗體包括鉗爪和手柄，一對(duì)鉗體樞軸連接，連接位置在鉗爪和手柄之間，作為樞軸的部分一般在某個(gè)鉗體上是可移動(dòng)的，從而可調(diào)節(jié)鉗爪間開口寬度，使用時(shí)將物體置于鉗爪間，手部向手柄施力，基于杠桿定律使鉗爪提供夾緊力。

從工具應(yīng)用時(shí)的省力角度考慮，理論上只要將手柄延長(zhǎng)或?qū)Q爪縮短，即增加杠桿定律中動(dòng)力臂的長(zhǎng)度或減小阻力臂的長(zhǎng)度，就可以進(jìn)一步地省力。由于鉗爪的長(zhǎng)度是由其所針對(duì)的使用對(duì)象所確定的，所以一般要達(dá)到水泵鉗使用省力的目的，制造商會(huì)將手柄部分加長(zhǎng)。但是，手柄的長(zhǎng)度也要考慮到實(shí)際使用時(shí)的便利，不能無限制的加長(zhǎng)。手柄加長(zhǎng)直接造成使用時(shí)手柄的握持部位張開距離增加，超過一定程度很可能造成單手操作不便，即使是雙手操作時(shí)，如果在比較有限的空間內(nèi)，仍然會(huì)造成使用時(shí)的不便。

因此，在保持手柄長(zhǎng)度(或者說工具尺寸)不變的前提下，如何能進(jìn)一步地達(dá)到省力效果，是本發(fā)明所需要解決的主要技術(shù)問題，同時(shí)還需要能夠快速、簡(jiǎn)便、可靠地調(diào)節(jié)鉗爪間的開口寬度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種具有省力結(jié)構(gòu)的夾鉗，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的夾鉗相比，其在不增加手柄部分長(zhǎng)度的前提下，通過其結(jié)構(gòu)設(shè)置實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步省力的效果。同時(shí)，本發(fā)明還提供了使用此省力結(jié)構(gòu)的水泵鉗，并同時(shí)設(shè)置了便于調(diào)節(jié)鉗爪開口寬度的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述的一種夾鉗，包括第一鉗體和第二鉗體，其特征在于，所述第一鉗體包括可活動(dòng)地相連的第一鉗爪和第一手柄，并且所述第一鉗爪與所述第二鉗體在第一連接位置可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，所述第一手柄與所述第二鉗體在第二連接位置可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，當(dāng)所述第一鉗爪和所述第一手柄的相對(duì)位置改變時(shí)，所述第一鉗爪和所述第一手柄間存在作用力，所述作用力以所述第一連接位置為支點(diǎn)所形成的力矩大于所述作用力以所述第二連接位置為支點(diǎn)所形成的力矩。

進(jìn)一步地，所述第一鉗爪和所述第一手柄中的一個(gè)上設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)，另一個(gè)上設(shè)置有與所述限位結(jié)構(gòu)相配合的限位件，所述限位件被部分或全部設(shè)置在所述限位結(jié)構(gòu)內(nèi)并可在所述限位結(jié)構(gòu)內(nèi)活動(dòng)，從而形成所述第一鉗爪與所述第一手柄間的可活動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，所述限位結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)孔或槽，所述限位件可沿所述長(zhǎng)孔或槽的長(zhǎng)度方向活動(dòng)。

本發(fā)明還提供一種夾鉗，包括第一鉗體和第二鉗體，其特征在于，所述第一鉗體包括可活動(dòng)地相連的第一鉗爪和第一手柄，并且所述第一鉗爪與所述第二鉗體在第一連接位置可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，所述第一手柄與所述第二鉗體在第二連接位置可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，當(dāng)所述第一鉗爪和所述第一手柄的相對(duì)位置改變時(shí)，所述第一鉗爪和所述第一手柄間存在作用力，所述作用力以所述第一連接位置為支點(diǎn)所形成的力矩大于所述作用力以所述第二連接位置為支點(diǎn)所形成的力矩；所述第二鉗體包括限位區(qū)域，所述限位區(qū)域內(nèi)設(shè)置有可在其中活動(dòng)的限位塊，所述第一連接位置和所述第二連接位置被設(shè)置在所述限位塊上。

進(jìn)一步地，所述限位區(qū)域是長(zhǎng)孔或槽。

進(jìn)一步地，所述第一鉗爪與所述限位塊樞軸連接。

進(jìn)一步地，所述第一手柄與所述限位塊樞軸連接。

進(jìn)一步地，所述第二鉗體包括第二鉗爪和第二手柄，所述限位區(qū)域被設(shè)置在所述第二鉗爪和所述第二手柄之間。

進(jìn)一步地，所述第一連接位置較所述第二連接位置更靠近所述第二鉗爪。

進(jìn)一步地，所述限位區(qū)域包括鎖止結(jié)構(gòu)，所述限位塊上設(shè)置有與所述鎖止結(jié)構(gòu)相配合的鎖止部；當(dāng)所述鎖止結(jié)構(gòu)與所述鎖止部相配合時(shí)，所述限位塊在所述限位區(qū)域內(nèi)的位置保持固定，此時(shí)所述限位塊處于鎖定位置；當(dāng)所述鎖止結(jié)構(gòu)與所述鎖止部脫離配合時(shí)，所述限位塊在所述限位區(qū)域內(nèi)可活動(dòng)，此時(shí)所述限位塊處于釋放位置。

進(jìn)一步地，所述鎖止結(jié)構(gòu)是齒狀輪廓，所述鎖止部是與所述齒狀輪廓相配合的齒。

進(jìn)一步地，所述限位塊上設(shè)置有彈性件，所述彈性件將所述限位塊保持在所述鎖定位置。

進(jìn)一步地，所述彈性件是彈簧。

進(jìn)一步地，所述彈性件的位置被設(shè)置為可與所述第一手柄相配合，通過驅(qū)動(dòng)所述第一手柄來抵抗所述彈性件的作用力，從而驅(qū)動(dòng)所述限位塊至所述釋放位置。

進(jìn)一步地，所述彈性件至所述第一連接位置的距離大于至所述第二連接位置的距離。

進(jìn)一步地，所述齒狀輪廓和/或所述限位塊被設(shè)置為，當(dāng)所述限位塊趨向所述 第二鉗爪方向移動(dòng)時(shí)，所述齒狀輪廓對(duì)所述齒的作用力將所述限位塊移向所述釋放位置；當(dāng)所述限位塊趨向所述第二手柄方向移動(dòng)時(shí)，所述齒狀輪廓對(duì)所述齒的作用力將所述限位塊保持在所述鎖定位置。

進(jìn)一步地，所述夾鉗為水泵鉗。

本發(fā)明所述的省力夾鉗不同于傳統(tǒng)夾鉗只采用一個(gè)杠桿系統(tǒng)，創(chuàng)新性地采用了兩個(gè)杠桿系統(tǒng)，從而在不改變手柄長(zhǎng)度(或者說工具尺寸)的前提下，增加了實(shí)際使用時(shí)的等效力臂，達(dá)到了省力的目的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，并可在設(shè)計(jì)時(shí)通過調(diào)節(jié)各部件間的形狀或長(zhǎng)度來獲得期望的等效力臂，并且還能夠快速調(diào)節(jié)鉗爪間開口寬度，操作簡(jiǎn)單，使用可靠。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述水泵鉗的一個(gè)較佳實(shí)施例的示意圖；

圖2是圖1所示水泵鉗的右視圖；

圖3是圖1所示水泵鉗的左視圖；

圖4是圖1所示水泵鉗的元件分解圖；

圖5是圖1所示水泵鉗的局部放大圖；

圖6是圖1所示水泵鉗的受力分析圖；

圖7是圖1所示水泵鉗的齒塊安裝位置的局部放大圖；

圖8是圖7所示齒塊在移動(dòng)時(shí)的受力分析圖；

圖9是本發(fā)明的水泵鉗的另一個(gè)較佳實(shí)施例的示意圖；

圖10是本發(fā)明所述夾鉗的一個(gè)較佳實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖10所示，本發(fā)明所述的一種夾鉗，其包括第一鉗體1和第二鉗體2，第一鉗體1包括第一鉗爪3和第一手柄4，第二鉗體2包括第二鉗爪5、第二手柄6。第二鉗體2通過鉚釘9和第一鉗爪3樞軸連接(第一連接位置)，同時(shí)第二鉗體2通過鉚釘10將第一手柄4樞軸連接(第二連接位置)。第一鉗爪3上設(shè)置了長(zhǎng)孔11，通過鉚釘12穿過長(zhǎng)孔11將第一鉗爪3和第一手柄4連接起來，從而形成了第一鉗爪3和第一手柄4間的活動(dòng)連接。通過以上設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了第二鉗體2與第一鉗爪3、第二鉗體2與第一手柄4間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

另外，上述結(jié)構(gòu)也可以有諸多變化，如長(zhǎng)孔11也可以使用具有相同效果的槽來替代；長(zhǎng)孔11可以設(shè)置在第一手柄4上，而將鉚釘12與第一鉗爪3的相對(duì)位置保持固定，等等。

以上描述了具有省力系統(tǒng)的夾鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)置，其所具有的省力效果，原因是其中涉及到兩個(gè)杠桿系統(tǒng)，一個(gè)是以第一鉗爪3作為杠桿、鉚釘9作為軸的杠桿系統(tǒng)；另一個(gè)是以第一手柄4作為杠桿、鉚釘10作為軸的杠桿系統(tǒng)。兩個(gè)杠桿系統(tǒng)的力傳遞是通過長(zhǎng)孔11和鉚釘12來實(shí)現(xiàn)的。

圖1至圖5示出了基于本發(fā)明所述的具有上述省力結(jié)構(gòu)的一種水泵鉗，其包括第一鉗體1和第二鉗體2，第一鉗體1包括第一鉗爪3和第一手柄4，第二鉗體2包括第二鉗爪5、第二手柄6和長(zhǎng)孔7，長(zhǎng)孔7設(shè)置在第二鉗爪5和第二手柄6之間，并且長(zhǎng)孔7內(nèi)設(shè)置了齒塊8。

如圖4所示，第二鉗體2穿過第一鉗爪3和第一手柄4上的分叉部分，再分別通過鉚釘9將第一鉗爪3與齒塊8樞軸連接和通過鉚釘10將第一手柄4與齒塊8樞軸連接。從而齒塊8被限制在長(zhǎng)孔7中，在樞軸(鉚釘9和鉚釘10)的軸向上無法移動(dòng)，徑向上只能在長(zhǎng)孔7內(nèi)移動(dòng)。

圖5是圖1中第一鉗爪3、第一手柄4和齒塊8相互連接處的局部放大圖，其中用虛線顯示了被遮擋的齒塊8。在齒塊8上，鉚釘9的位置較鉚釘10的位置更靠近第二鉗爪5。

第一鉗爪3上設(shè)置了長(zhǎng)孔11，通過鉚釘12穿過長(zhǎng)孔11將第一鉗爪3和第一手柄4連接起來，從而形成了第一鉗爪3和第一手柄4間的活動(dòng)連接。通過以上設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了第二鉗體2與第一鉗爪3、第二鉗體2與第一手柄4間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

鉚釘12與第一手柄4的相對(duì)位置保持固定，而鉚釘12相對(duì)于第一鉗爪3是可活動(dòng)的，活動(dòng)范圍被限制在長(zhǎng)孔11中。本實(shí)例中可沿長(zhǎng)孔11的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。鉚釘12在長(zhǎng)孔11中的位置隨第一鉗爪3和第一手柄4的相對(duì)位置的改變而改變。

另外，上述結(jié)構(gòu)也可以有諸多變化，如長(zhǎng)孔11和長(zhǎng)孔7也可以使用具有相同效果的槽來替代；長(zhǎng)孔11可以設(shè)置在第一手柄4上，而將鉚釘12與第一鉗爪3的相對(duì)位置保持固定，等等。

以上描述了具有省力系統(tǒng)的水泵鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)置，其所具有的省力效果，以下通過圖1所示狀態(tài)的受力分析來做進(jìn)一步說明。

圖6是圖1中水泵鉗的受力分析圖，其中涉及到兩個(gè)杠桿系統(tǒng)，一個(gè)是以第一鉗爪3作為杠桿、鉚釘9作為軸的杠桿系統(tǒng)；另一個(gè)是以第一手柄4作為杠桿、鉚釘10作為軸的杠桿系統(tǒng)。兩個(gè)杠桿系統(tǒng)的力傳遞是通過長(zhǎng)孔11和鉚釘12來實(shí)現(xiàn)的。

圖6中，F(xiàn)1是施加于第一手柄4的作用力；F2和F2’是第一鉗爪3(具體是通過長(zhǎng)孔11)和第一手柄4(具體是通過鉚釘12)相互間的作用力和反作用力；F3是第一鉗爪3受到的來自第二鉗爪5的反作用力(當(dāng)鉗爪間夾持物體時(shí)，該力來自于被夾持的物體)。

在以第一鉗爪3作為杠桿、鉚釘9作為軸的杠桿系統(tǒng)中，涉及到F3和F2’， 兩者的力臂分別為a和b，由杠桿定律可知

F2’×b＝F3×a (1)

在以第一手柄4作為杠桿、鉚釘10作為軸的杠桿系統(tǒng)中，涉及到F1和F2，兩者的力臂分別為c+d和c，由杠桿定律可知

F1×(c+d)＝F2×c (2)

同時(shí)，F(xiàn)2和F2’是第一鉗爪3(具體是通過長(zhǎng)孔11)和第一手柄4(具體是通過鉚釘12)相互間的作用力和反作用力，所以

F2＝F2’ (3)

由公式(1)(2)(3)可得到

F3×a＝F1×(c+d)×(b/c) (4)

在保持工具尺寸不變的前提下，如將該水泵鉗設(shè)置為只有一個(gè)杠桿系統(tǒng)，即第一鉗爪和第一手柄固定連接，并與齒塊只通過一個(gè)樞軸相連接，根據(jù)上述樞軸在齒塊上的位置變化，手柄一端的力臂的最大值是b+d(以鉚釘9為樞軸)，將該杠桿系統(tǒng)根據(jù)杠桿定律計(jì)算得到的結(jié)果代入公式(4)，此時(shí)無論是假設(shè)兩種水泵鉗施加于手柄的作用力相同還是假設(shè)鉗爪處的夾緊力相同均可計(jì)算得到只要b大于c，采用雙杠桿系統(tǒng)的水泵鉗會(huì)較采用單杠桿系統(tǒng)的水泵鉗更省力，即在手柄長(zhǎng)度(或者說工具尺寸)不變的情況下，當(dāng)施加于手柄的作用力相同，采用雙杠桿系統(tǒng)的水泵鉗可提供更大的夾緊力；當(dāng)鉗爪處的夾緊力相同，采用雙杠桿系統(tǒng)的水泵鉗所需的施加于手柄的作用力更小。

本實(shí)施例的水泵鉗在張開的各個(gè)狀態(tài)下的受力分析結(jié)果均滿足以上結(jié)論。

以下對(duì)于水泵鉗的鉗爪間開口寬度的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1、4、5和7所示，在長(zhǎng)孔7內(nèi)的一側(cè)設(shè)置了齒狀輪廓13，并且齒塊8上具有與齒狀輪廓13相配合的齒14。齒塊8上相對(duì)齒14的另一側(cè)上設(shè)置了彈簧15，并且彈簧15的位置靠近鉚釘10的一端。在彈簧15的彈簧力作用下，齒塊8上的齒14與齒狀輪廓13相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)了齒塊8在長(zhǎng)孔7內(nèi)的鎖定。

由于彈簧15設(shè)置在靠近鉚釘10的一端，從而可以通過第一手柄4驅(qū)動(dòng)齒塊8來壓縮彈簧15使齒狀輪廓13和齒14脫離嚙合，此時(shí)即可再通過第一手柄4來驅(qū)動(dòng)齒塊8在長(zhǎng)孔7內(nèi)滑動(dòng)。

本實(shí)施例中，對(duì)于齒狀輪廓13和齒塊8間鎖定的方式從結(jié)構(gòu)上做了進(jìn)一步的設(shè)置，當(dāng)?shù)谝皇直?不壓縮彈簧15，只驅(qū)動(dòng)齒塊8趨向第二鉗爪5方向移動(dòng)時(shí)，齒狀輪廓13對(duì)齒14的作用力能夠壓縮彈簧15，從而使齒狀輪廓13與齒14脫離嚙合；當(dāng)?shù)谝皇直?不壓縮彈簧15，只驅(qū)動(dòng)齒塊8趨向第二手柄6方向移動(dòng)時(shí)，齒狀輪廓13對(duì)齒14的作用力使齒狀輪廓13與齒14保持嚙合。

圖8是圖7中齒塊8在長(zhǎng)孔7內(nèi)做平移時(shí)的受力分析圖。當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒塊8趨向第二鉗爪5方向平移時(shí)(即圖中方向A)，以鉚釘9為軸，彈簧15對(duì)齒塊8所施加的 作用力F4使齒塊8逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒塊8上的齒14受到的來自齒狀輪廓13的作用力F5使齒塊8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即F4和F5使齒塊8的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。所以只要施加的力F5大于F4，齒塊8就會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以驅(qū)動(dòng)齒塊8趨向第二鉗爪5方向平移，即可實(shí)現(xiàn)齒塊8的位置調(diào)節(jié)，期間無需直接向彈簧15施力來將其壓縮。

同樣在圖8中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒塊8趨向第二手柄6方向平移時(shí)(即圖中方向B)，以鉚釘9為軸，彈簧15對(duì)齒塊8所施加的作用力F4使齒塊8逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒塊8上的齒14受到的來自齒狀輪廓13的作用力F6使齒塊8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說當(dāng)該水泵鉗在受力的狀態(tài)下，其齒塊8上的齒14的齒形和齒狀輪廓13的齒形，二者受力產(chǎn)生的合力必須保證齒塊8產(chǎn)生逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，才能可靠保證該水泵鉗給被夾持物的施力。即F4和F6使齒塊8產(chǎn)生逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，從而使齒狀輪廓13和齒14保持嚙合。所以要使二者脫離嚙合，必須先有外力壓縮彈簧，使齒塊8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使齒狀輪廓13和齒14脫離，然后才能快速向第二手柄6方向平移。

這樣是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得該水泵鉗可以實(shí)現(xiàn)單方向的快速調(diào)節(jié)，有利于迅速夾住被夾持物；需要打開時(shí)，先通過第一手柄4向第一鉗爪3方向施加推力，當(dāng)齒狀輪廓13和齒14脫離后再向B方向移動(dòng)第一鉗爪3，使第一鉗爪3和第二鉗爪5產(chǎn)生分離運(yùn)動(dòng)。

在了解了以上原理后，通過改變長(zhǎng)孔7(包括齒輪輪廓13)或/和齒塊8的結(jié)構(gòu)，可以容易地實(shí)現(xiàn)在雙向上都能便捷地移動(dòng)齒塊8，從而使鉗爪間開口寬度的調(diào)節(jié)更加方便。

圖9是本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例，與上述實(shí)施例類似，其中用虛線顯示了被遮擋的齒塊8和彈簧15。其與上述實(shí)施例的區(qū)別僅在于，齒輪輪廓13被設(shè)置在了相對(duì)的另一側(cè)，相應(yīng)地，齒塊8上齒14的位置、彈簧15的位置以及齒輪輪廓13的形狀均配合上述位置的改變相應(yīng)地做了調(diào)整。當(dāng)需要壓縮彈簧15時(shí)，本實(shí)施例中，需要將第一手柄4向遠(yuǎn)離第二鉗體2的方向施力，而在前一實(shí)施例中，是將第一手柄4向指向第二鉗體2的方向施力。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。