專利名稱：楔型鎖緊裝置的制作方法
楔型鎖緊裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體涉及鎖緊裝置，且更具體而言，涉及用于將可能承受振動和沖擊的元 件彼此固定在一起的楔型鎖緊裝置。例如，飛行器的包含電子裝備的重量級底架可在飛行 期間通過楔型鎖緊裝置固定到框架或托盤上?，F(xiàn)有技術(shù)描述用于將元件彼此連接起來的楔型鎖緊裝置在本領(lǐng)域中是已知的。美國專利 3，971，186公開了一種楔型鎖，該楔型鎖包括彼此對齊且各自提供梯形截面的五個塊。通過 使與最外側(cè)的塊接合且在所有塊內(nèi)的通孔中延伸的螺釘旋轉(zhuǎn)而朝向彼此推動最外側(cè)的塊。 相鄰的塊之間的傾斜的滑動面使得塊沿著該表面滑動且相對于彼此在向上及向下方向上 運(yùn)動，同時由通過使螺釘旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的壓擠力壓擠。這一列塊位于由第一元件的兩個平行 的凸緣限定的槽口內(nèi)，且聯(lián)接到所述凸緣其中之一上。為了操作現(xiàn)有技術(shù)楔型鎖，使將要被固定到所述第一元件上的第二元件的凸緣插入槽口的剩余部分中，且當(dāng)通過上緊螺釘使槽口變窄時夾持在第一元件的第二凸緣和塊中 的兩個塊之間。因此，在釋放螺釘后，可使第一元件和第二元件分開。雖然這種楔型鎖緊裝置通常提供合適的效力，但夾持動作可能不令人滿意，因?yàn)?凸緣依賴于摩擦力來側(cè)向地保持就位。特別地，如果裝置經(jīng)受振動或沖擊，夾持作用可能會 不足。此外，在上緊螺釘之前，必須將第二元件的凸緣手動地在間隙內(nèi)定位在其期望的目標(biāo) 位置處。本發(fā)明涉及能夠通過在元件的表面處施加夾持力而不是依賴于摩擦力在兩個或 甚至三個維度上固定元件的改進(jìn)的楔型鎖緊裝置。此外，本發(fā)明的一個目的是提供能夠?qū)?元件相對于另一個元件固定在預(yù)先限定的位置而不需要手動對齊所述元件的楔型鎖。發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種夾持機(jī)構(gòu)，當(dāng)在第三方向受壓時，該夾持機(jī)構(gòu)可以在兩個不同 的方向上擴(kuò)張。該夾持機(jī)構(gòu)包括壓擠機(jī)構(gòu)，壓擠機(jī)構(gòu)用于沿縱向方向壓擠所述夾持機(jī)構(gòu)，以 便使夾持機(jī)構(gòu)在第一橫向方向和第二橫向方向兩者上擴(kuò)張，以使得夾持機(jī)構(gòu)在所述第一橫 向方向和第二橫向方向兩者上施加夾持力。根據(jù)本發(fā)明，所述縱向方向和第一橫向方向及 第二橫向方向既不共線也不共面，而是線性地獨(dú)立的方向。根據(jù)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)可以是用來將可動元件(例如底架)固定到固定元件(例 如托盤)上的夾具的一部分。該夾持機(jī)構(gòu)可在所述第一橫向方向上位于固定元件的第一壁 和可動元件的第一壁之間。該夾持機(jī)構(gòu)構(gòu)造成以便通過對由在所述縱向方向上壓擠所述夾 持機(jī)構(gòu)引起的該夾持機(jī)構(gòu)在第一橫向方向上的擴(kuò)張作出反應(yīng)而鄰接在固定元件第一壁和 可動元件第一壁上，在所述第一橫向方向上對所述固定元件第一壁和所述可動元件第一壁 施加夾持力。因此，實(shí)現(xiàn)了在所述第一橫向方向上的固定。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)安裝到所述可動元件中且在第二橫向方 向上位于固定元件的第二壁和連接到固定元件上的鄰接元件之間。夾持機(jī)構(gòu)構(gòu)造成以便通 過鄰接在鄰接元件上而在所述第二橫向方向上對所述鄰接元件施加夾持力。夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)一步構(gòu)造成使得其自身或者該夾持機(jī)構(gòu)安裝在其上的可動元件鄰接在所述固定元件第二壁 上，且在所述第二橫向方向上對所述固定元件第二壁施加夾持力。因此，實(shí)現(xiàn)了在所述第二 橫向方向上的固定。另外，在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，壓擠機(jī)構(gòu)接合所述固定元件的第三壁，且構(gòu)造成用 于在壓擠所述夾持機(jī)構(gòu)時在所述縱向方向上將所述夾持機(jī)構(gòu)固定到所述第三壁上。固定元 件的接合的第三壁可與所述夾持機(jī)構(gòu)一起被壓擠。本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例也允許在所述縱 向方向上將所述可動元件固定到所述固定元件上，這導(dǎo)致了在所有三個維度上固定。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，可將夾持機(jī)構(gòu)固定到固定元件中。其可定為成靠 近連接到所述可動元件上的鄰接元件。夾持機(jī)構(gòu)可鄰接在所述鄰接元件上，且在所述第二 橫向方向上對所述鄰接元件施加夾持力，以將所述可動元件推向所述固定元件的第二壁。 夾持機(jī)構(gòu)可將反作用力傳遞到該夾持機(jī)構(gòu)固定在其上的固定元件。因此，以一種備選的方 式實(shí)現(xiàn)了在所述第二橫向方向上的固定。優(yōu)選地，所述縱向方向與所述第一橫向方向正交。優(yōu)選地，所述縱向方向與所述第 二橫向方向正交。換句話說，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，壓擠方向和擴(kuò)張方向中的各個方向限定 了直角。然而，提供不同于90°的角是可行的。這種擴(kuò)張運(yùn)動將包括正交的擴(kuò)張與夾持機(jī) 構(gòu)的對縱向壓擠作出反應(yīng)(而進(jìn)行)的縱向移動的交疊。優(yōu)選地，所述第一橫向方向與第二橫向方向正交。因此，兩個擴(kuò)張方向限定了直 角，但也可選擇不同的角度。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述縱向方向、第一橫向方向和第二橫 向方向中的任兩個正交。換句話說，縱向方向和第一橫向方向及第二橫向方向限定了笛卡 爾坐標(biāo)系。然而，其中三個方向中的每兩個限定了直角或者未限定直角的任意其它組合也 考慮在內(nèi)。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)包含當(dāng)在縱向方向上受壓擠時能夠在第一橫 向方向和第二橫向方向兩者上擴(kuò)張相當(dāng)大的量以便對相鄰的元件施加夾持力的可變形材 料。例如，所述可變形的材料可包括橡膠元件?；蛘?，所述可變形材料可包括包在合適的封 套中的流體。該流體能夠?qū)νㄟ^其靜壓力在所述縱向方向上產(chǎn)生的壓擠作出反應(yīng)而在橫向 方向上產(chǎn)生力。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)是楔型鎖緊裝置的一部分，其中，夾持機(jī) 構(gòu)包括在所述縱向方向上彼此對齊的至少兩個楔元件。所述楔元件中的各個楔元件提供至 少一個滑動面，該至少一個滑動面面向所述縱向方向且與所述楔元件中的相鄰的一個楔元 件的相對的滑動面匹配，以允許相鄰的楔元件相對于彼此進(jìn)行滑動運(yùn)動。所述壓擠機(jī)構(gòu)包括用于朝向彼此推動所述第一楔元件和第二楔元件的機(jī)構(gòu)。因 而，可將在所述縱向方向上的壓擠力應(yīng)用到所述第一楔元件和第二楔元件以及位于其之間 的任何另外的楔元件之間的滑動面上。彼此相匹配的相鄰的楔元件的至少兩個滑動面是傾 斜的，使得在所述縱向方向上應(yīng)用于楔元件的壓擠力通過沿著所述滑動面的滑動運(yùn)動轉(zhuǎn)變 成橫向方向上的力。當(dāng)朝向彼此推動所述第一楔元件和第二楔元件時，所述力在所述第一 橫向方向上相對于彼此推動所述楔元件中的至少兩個，以及在所述第二橫向方向上相對于 彼此推動所述楔元件中的至少兩個(其可能是所述楔元件中相同的或另外的一些)。因此， 楔元件的范圍可在所述橫向方向上擴(kuò)張，而在所述縱向方向上縮短。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的楔型鎖緊裝置提供了至少一個滑動面，該滑動面在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上傾斜，以便將所述縱向方向上的壓擠力轉(zhuǎn) 換成所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上的夾持力。換句話說，且參看限定了所述優(yōu) 選的笛卡爾坐標(biāo)系的縱向方向、第一橫向方向以及第二橫向方向，滑動面的法向向量可在 三角方向上延伸，即其三個分量中任一個都不等于零。以這種方式傾斜的滑動面允許當(dāng)對 縱向壓擠力作出反應(yīng)而沿著所述滑動面滑動時，在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者 上相對于彼此推動楔元件。在另一個實(shí)施例中，楔型鎖可至少包括第一滑動面，該第一滑動面在所述第一橫 向方向上傾斜，以便對所述縱向方向上的壓擠力作出反應(yīng)而在所述第一橫向方向上產(chǎn)生夾 持力。此外，該創(chuàng)造性的裝置可至少包括第二滑動面，該第二滑動面在第二橫向方向上傾 斜，以便在所述第二橫向方向上相對于彼此推動所述楔元件中的至少兩個，以施加夾持力。 楔型鎖緊裝置可提供定向成以便在所述第一橫向方向或所述第二橫向方向上對不同的楔 元件對施加夾持力的不同的截面?；蛘撸谒龅谝环较蚧蛩龅诙较蛏蟽A斜的滑動面 可以交替的順序或者以任何其它順序來布置。根據(jù)本發(fā)明，可基于楔元件的材料來選擇所述滑動面的傾斜度，楔元件優(yōu)選地由 金屬制成。在設(shè)計(jì)滑動面時，必須將靜摩擦系數(shù)或者動摩擦系數(shù)、在所述第一橫向方向和第 二橫向方向上的期望的擴(kuò)張量以及在所述縱向方向上可獲得的壓擠的量考慮在內(nèi)。傾斜角 度的正切函數(shù)限定了壓擠與擴(kuò)張的比率。無論如何，傾斜度必須足以克服滑動面處的靜磨 擦，同時還在所述橫向方向上提供足夠的夾持力。
關(guān)于在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上傾斜的優(yōu)選的滑動面，還必須將 沿著滑動面的滑動運(yùn)動的不同方向考慮在內(nèi)。對所述壓擠力作出反應(yīng)(而進(jìn)行)的相鄰 的楔元件的相對運(yùn)動不需要自動地遵循所述滑動表面的最大斜度，而是可受其它因素的影 響，諸如單個楔元件的重量。此外，在楔型鎖緊裝置的橫向擴(kuò)張已導(dǎo)致楔元件在所述第一橫 向方向和第二橫向方向其中之一上鄰接之后，作為對進(jìn)一步壓擠的反應(yīng)，所述楔元件可繼 續(xù)進(jìn)行橫向運(yùn)動，但是將局限于所述橫向方向中的另一個(或自由)方向。相鄰的楔元件沿著所述滑動面的相對運(yùn)動現(xiàn)在可與所述另一個橫向方向?qū)R，導(dǎo) 致與所述滑動面的最大傾斜度方向相比傾斜度減小。此外，在已經(jīng)發(fā)生了在一個橫向方向 上鄰接之后，作為對進(jìn)一步的壓擠的反應(yīng)，楔元件可沿著它鄰接在其上的表面滑動，從而造 成額外的磨擦。最后，在所述第一橫向方向和第二橫向方向中的另一個方向上也發(fā)生鄰接， 以將元件固定在其夾持位置上。必須通過選擇所述滑動面的足夠的傾斜度來克服所有這些 摩擦力。在根據(jù)本發(fā)明的楔型鎖緊裝置的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述壓擠機(jī)構(gòu)包括用于傳遞 拉力以將所述第一楔元件和第二楔元件朝向彼此推動的上緊螺釘。所述拉力可通過旋轉(zhuǎn)所 述上緊螺釘而產(chǎn)生且可通過施加在所述楔元件上的壓擠力來平衡。優(yōu)選地，所述上緊螺釘接收于基本沿所述縱向方向在所述楔元件的至少一個內(nèi)延 伸的通孔中。優(yōu)選地，通孔在將要承受壓擠的所述第一楔元件和第二楔元件以及任何其它 楔元件內(nèi)延伸?？山柚谘貍?cè)向凸出的頭部區(qū)段、螺母、墊圈或者本領(lǐng)域已知的任何其它機(jī) 構(gòu)，由上緊螺釘將壓擠力施加到所述第一楔元件和第二楔元件的面向外部的表面上。在一 個實(shí)施例中，包括陽螺紋區(qū)段的上緊螺釘可整體地聯(lián)接到楔元件其中之一上且構(gòu)造成以便 接合螺母，以對位于之間的楔元件施加壓擠力。在一個補(bǔ)充實(shí)施例中，一個楔元件可提供陰螺紋區(qū)段，以用于接合上緊螺釘螺栓。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，上緊螺釘并沒有整體地聯(lián)接到 所述楔元件中的任一個上。
優(yōu)選地，所述楔元件內(nèi)的所述通孔大小設(shè)置成提供當(dāng)沿縱向壓擠裝置時允許所述 楔元件在所述縱向方向上相對于上緊螺釘運(yùn)動的間隙。所述通孔的截面積可構(gòu)造成允許所 述楔元件在縱向方向上易于移位，而不允許在任何橫向方向上有顯著的移位。截面可為圓 形?；蛘?，所述通孔的截面積可構(gòu)造成允許所述楔元件在所述縱向方向和第一橫向方 向上易于移位，而不允許在所述第二橫向方向上有顯著的移位。截面可為卵圓形的。在另 一個實(shí)施例中，所述通孔的截面積可構(gòu)造成允許所述楔元件在所述縱向方向和第二橫向方 向上易于移位，而不允許所述第一橫向方向上有顯著移位。截面也可以是卵圓形的。在一 個優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個楔元件提供了具有這樣的截面積的通孔該截面積構(gòu)造成允許 所述楔元件在所述縱向方向和第一橫向方向以及第二橫向方向上易于移位。該截面可為圓 形的，且提供了遠(yuǎn)大于所述上緊螺釘?shù)闹睆降闹睆健Ｋ删哂腥魏纹渌螤?，從而允許所述 楔元件在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上獨(dú)立地移位。優(yōu)選地，通孔周圍的所述滑動面的剩余部分足以允許進(jìn)行任何滑行運(yùn)動和力傳遞 (其可在任何可行的布置中發(fā)生，即，在相對于所述上緊螺釘?shù)乃鲂ㄔ拈g隙限制的所 述楔元件的范圍內(nèi)發(fā)生)。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，例如，通孔大小設(shè)置成使得楔元件沒有被 過度地弱化，同時在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上的擴(kuò)張的范圍足以橋接用于 期望的夾持操作的間隙。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，上緊螺釘提供構(gòu)造成允許手動地上緊及釋放所述上緊螺釘 的操作機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，該操作機(jī)構(gòu)能夠在其操作之后保持其設(shè)置。該操作機(jī)構(gòu)可以是自鎖 式手動手柄。在根據(jù)本發(fā)明的楔型鎖緊裝置的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述楔元件中的至少一個安 裝到待固定到托盤上的底架上。楔型鎖在所述第一橫向方向上位于底架的第一壁和托盤的 第一壁之間。楔型鎖構(gòu)造成以便通過以下方式在所述第一橫向方向上對所述底架第一壁和 所述托盤第一壁施加夾持力使得至少一個楔元件對由在所述縱向方向上壓擠所述裝置引 起的楔型鎖在所述第一橫向方向上的擴(kuò)張作出反應(yīng)而鄰接在所述壁中的各個壁上。因此， 實(shí)現(xiàn)了在所述第一橫向方向上的固定。優(yōu)選地，所述楔型鎖緊裝置位于托盤的第二壁和連接到托盤上的鄰接元件之間。 楔型鎖構(gòu)造成以便通過使至少一個楔元件鄰接在所述鄰接元件上而在所述第二橫向方向 上對所述鄰接元件施加夾持力。楔型鎖進(jìn)一步構(gòu)造成以便使得其自身或者該楔型鎖安裝在 其上的底架鄰接在所述托盤的所述第二壁上，且在所述第二橫向方向上對所述托盤的所述 第二壁施加夾持力。因此，實(shí)現(xiàn)了在所述第二橫向方向上的固定。另外，在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，上緊螺釘接合所述托盤的第三壁，且構(gòu)造成用于在 壓擠所述楔型鎖時在所述縱向方向上將所述楔型鎖緊裝置固定到所述第三壁上。托盤的被 接合的第三壁可能與所述楔元件一起承受壓擠，并且通過上緊螺釘而固定在其上。因此，本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例還允許在所述縱向方向上將所述底架固定到所述托盤上，這就導(dǎo)致了在 所有三個方向上的固定。在本發(fā)明的一個備選實(shí)施例中，所述楔元件中的至少一個楔元件可安裝到托盤上。其可定位成鄰近連接到所述底架上的鄰接元件。該裝置構(gòu)造成使得至少一個楔元件鄰 接在所述鄰接元件上，且在所述第二橫向方向上對所述鄰接元件施加夾持力，以將所述底 架推向所述托盤的第二壁。楔型鎖可將反作用力傳遞到托盤(楔型鎖固定在該托盤)上。 因此，以一種備選的方式實(shí)現(xiàn)了所述第二橫向方向上的固定。附圖簡述通過結(jié)合附圖閱讀以下描述，將更好地理解本發(fā)明，其中

圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的楔型鎖緊裝置的底架的透視圖；圖2是圖1的單個楔元件的一部分的放大透視圖；圖3是圖1中所示的另一個楔元件的一部分的放大透視圖；圖4是處在壓擠位置的圖1所示的楔型鎖緊裝置的一部分的俯視圖的示意圖；圖5是處于伸展位置的圖1所示的楔型鎖緊裝置的俯視圖的示意圖，其描繪了對 楔元件施加壓擠力以及引起的單獨(dú)的楔元件的運(yùn)動；圖6是圖5中所示的裝置的側(cè)面正視圖；圖7是楔型鎖緊裝置的一個備選實(shí)施例的類似于圖5的俯視圖；圖8是圖7中所示的裝置的側(cè)面正視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的上緊螺釘?shù)耐敢晥D；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的底架、托盤以及楔型鎖緊裝置的截面圖；圖11是本發(fā)明的一個備選實(shí)施例的類似于圖10的截面圖。圖12是類似于圖10中所示的裝置的本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的截面圖。圖13是圖12中所示的裝置的另一個截面圖。本發(fā)明詳細(xì)描述現(xiàn)在參看附圖，圖1顯示了本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的透視概圖，其包括矩形塊 形底架60。底架包含飛行器(未顯示)的有待固定到托盤上的電子裝備，托盤提供了用于 在飛行期間固定的凹部。底架60提供了右側(cè)壁61、頂壁62、前壁63、左側(cè)壁64、底壁65以 及后壁66。托盤包圍底架的下部部分，以防止底架的側(cè)向運(yùn)動，同時留有間隙，以允許操縱 底架以及將其插入到托盤中或者將其從托盤中移出。托盤進(jìn)一步包括底壁55，圖1中僅顯 示了該底壁的一部分。根據(jù)本發(fā)明的楔型鎖緊裝置10固定到所述底架60的右側(cè)壁61的 下邊緣68上，且沿著該下邊緣延伸?，F(xiàn)在參看笛卡爾坐標(biāo)系，其在所有附圖和詳細(xì)描述中用于方便地示出本發(fā)明的實(shí) 施例的定向。如圖1中所示，X軸從左向右延伸，y軸從前向后延伸，且Z軸從下向上延伸。 在附圖中所描繪的視圖涉及該坐標(biāo)系統(tǒng)。根據(jù)該實(shí)施例，y軸對應(yīng)于所述縱向方向，χ軸對 應(yīng)于所述第一橫向方向，且ζ軸對應(yīng)于所述第二橫向方向。如上所述，正交系統(tǒng)是優(yōu)選的， 且在整個附圖和說明書中使用正交系統(tǒng)。然而，必須理解，可實(shí)施本發(fā)明的其它實(shí)施例，其 中由三個軸線中的任意兩個所限定的一個或者多個角度不等于90度。根據(jù)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)包括楔型鎖緊裝置10，該裝置包括沿著所述下邊緣68在y方向上對齊的第一楔元件11，第二楔元件12，第三楔元件13，第四楔元件14和第五楔元件 15。在下圖中更詳細(xì)地顯示的楔鎖緊裝置進(jìn)一步包括在y方向上延伸的上緊螺釘41。上緊 螺釘從第一楔元件11上突出來。用于手動旋轉(zhuǎn)上緊螺釘?shù)氖直?4附連到螺釘41的前端 上。
上緊螺釘41的帶螺紋區(qū)段45接合螺母(圖1中未顯示)，以在位于上緊螺釘41 的前端處的所述手柄44與位于上緊螺釘41的后端處的螺母之間施加壓力。所述力壓擠由 金屬制成的楔元件11，12，13，14，15的范圍，以導(dǎo)致所述楔型鎖緊裝置10在y方向上的壓 擠以及其在χ方向和ζ方向兩者上的擴(kuò)張?，F(xiàn)在參照以下附圖詳細(xì)地闡述楔型鎖緊裝置10 的元件的結(jié)構(gòu)和操作。圖2顯示了圖1中所示的楔元件11的前部部分的透視圖。楔元件提供了基本矩 形的塊形狀。然而，前表面提供了面向圖1中所示的相鄰的楔元件12的滑動面21，其關(guān)于 所述χ方向和ζ方向兩者成角度。換句話說，所述滑動面21提供了在三角方向上延伸的表 面法向，即該表面法向向量的X，y和ζ分量中的任一個都不等于零。楔元件11，13，15提供了在y方向上延伸的中心圓柱貫穿孔口。通孔42構(gòu)造成以 便接收上緊螺釘41，其中有剛剛允許使上緊螺釘自由轉(zhuǎn)動及沿軸向移位、同時基本防止其 進(jìn)行任何側(cè)向運(yùn)動的很小的間隙。因此，上緊螺釘以成一列的方式固定楔元件11，13和15。圖3顯示了楔元件12的后端的后側(cè)透視圖，該楔元件12是類似于楔元件11的金 屬塊，其也提供了相同的矩形截面。楔元件12提供了平行于且接觸所述楔元件11的所述 滑動面21的滑動面22。楔元件12和14中的各個楔元件提供圓柱形的通孔47，該通孔具 有三倍于所述通孔42的直徑，且在y方向上延伸，也用于接收上緊螺釘41。因此，提供了允 許楔元件12和14在χ方向和ζ方向上相對于上緊螺釘41和與其對齊的楔元件11，13和 15進(jìn)行側(cè)向運(yùn)動的相當(dāng)大的間隙。通孔47和滑動面22的相交處在圖3中表示為實(shí)線橢圓，而滑動面22的中心處的 虛線橢圓表示在楔元件11和12的外表面與另一個外表面對齊時上緊螺釘41和滑動面22 的相交處。如圖3中所示，通孔47基本在負(fù)χ和負(fù)ζ兩個方向上延伸超出上緊螺釘41。因 而，楔元件12和14可在正χ和/或正ζ方向上相對于上緊螺釘41和楔元件11，13與15 基本移位，如圖1中所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通孔42，47的大小和形狀以及上緊螺釘 41的直徑限定了單獨(dú)的楔元件在χ方向和ζ方向上的范圍。它們是作為實(shí)例給出的?？勺?為代替來選擇允許楔元件進(jìn)行足夠的移位、留下滑動面的足夠的剩余部分以及保持楔元件 的整體性和耐用性的任何其它構(gòu)造?；瑒用?1和22的傾斜度足以將由所述上緊螺釘41施加在相鄰的楔元件11和12 的滑動面21和22上的y方向上的壓擠力對所述壓擠力作出反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成楔元件在χ和/ 或ζ方向上相對于彼此的運(yùn)動。圖4顯示了圖1中所示的楔型鎖緊裝置10的后部部分的俯視圖的示意圖。第二 楔元件12已通過沿著第一楔元件11的滑動面21 (如上所述)以及沿著第三楔元件13的 提供相對的傾斜度的對應(yīng)的滑動面23滑動，而相對于第一楔元件11和第三楔元件13在正 χ和正ζ方向兩者上移位。圖5和6分別顯示了圖1所示的楔型鎖緊裝置10的楔元件的范圍的俯視圖和側(cè) 面正視圖的示意圖。大箭頭表示由壓擠機(jī)構(gòu)施加在外側(cè)楔元件11和15上的壓擠力。小箭 頭表示楔元件的所得的運(yùn)動以及它們可能施加在相鄰的元件上的夾持力。如果楔型鎖緊裝 置10如圖1所示固定到底架上，則第一楔元件11、第三楔元件13和第五楔元件15不能在 χ方向和ζ方向上移動，而第二楔元件12和第四楔元件14將在正χ方向和正ζ方向兩者上 移動。也可取決于單獨(dú)的楔元件相對于上緊螺釘?shù)目蓜有詠韺?shí)施其它構(gòu)造。
因?yàn)樗龅诙ㄔ?2和第四楔元件14中的各個楔元件的χ移動和ζ移動可獨(dú)立地且獨(dú)立于所述楔元件12和14中的另一個楔元件的移位而發(fā)生，所以該系統(tǒng)提供四個 自由度。如果楔元件12或14中的一個楔元件在χ方向和ζ方向其中一個方向上鄰接在表 面(未顯示)上，則楔元件在χ方向和ζ方向中的另一個方向上的運(yùn)動可通過楔元件沿著 鄰接表面的滑動運(yùn)動而繼續(xù)，直到該楔元件也在第二方向上鄰接。對壓擠力作出反應(yīng)(而 進(jìn)行)的、所述第二楔元件12和第四楔元件14中的另一個楔元件的移位可獨(dú)立地繼續(xù)。當(dāng)所述第二楔元件12和第四楔元件14兩者已經(jīng)在χ方向和ζ方向兩者上鄰接時，楔型鎖緊裝置10就不再可能在X方向上或Z方向上進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)張，且阻止了在y方向 上的壓擠。由上緊螺釘41施加的縱向壓擠力現(xiàn)在被轉(zhuǎn)換成由楔元件在χ方向和ζ方向上 施加的橫向力，以便獲得夾持效果。用來操作上緊螺釘41的自鎖式手柄44將會把鎖緊裝置10固定在鎖緊位置上。另外，在已經(jīng)停止對手柄44的操作之后，可以使用與楔元件串聯(lián)而被壓擠的彈簧元件(未顯 示)來保持壓擠力，且該裝置可承受振動或沖擊。圖7和8顯示了一個備選實(shí)施例的楔型鎖緊裝置10的楔元件的范圍的俯視圖和側(cè)面正視圖的示意圖。圖7和8分別類似于圖5和6。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，楔元件12 和14是梯形棱柱。后方楔元件11，12和13之間的滑動面僅在ζ方向上傾斜，而前方楔元 件13，14和15之間的滑動面僅在χ方向上傾斜。對由上緊螺釘對外側(cè)楔元件11和15施加的壓擠力作出反應(yīng)，楔型鎖緊裝置10也將在X方向和Z方向兩者上擴(kuò)張。然而，相對于上緊螺釘，第二楔元件12將僅在Z方向上 移位，而第四楔元件14將僅在χ方向上移位。這些運(yùn)動中的各個運(yùn)動通過鄰接在夾持力將 施加于其上的表面(未顯示)上而停止。在所述楔元件12和14兩者已鄰接之后，可如上 所述使鎖緊裝置鎖緊。在一些情況下，由于在其中提供了另外的鄰接表面或者需要較少數(shù)量的楔元件來 提供給定數(shù)量的鄰接表面，圖5和圖6中所示的實(shí)施例可能是優(yōu)選的。在其它情況下，圖7 和8的實(shí)施例可能是優(yōu)選的，因?yàn)樵谒靓址较蚝挺品较蛑械牡谝环较蛏相徑又螅ㄔ?中的各個楔元件的單向移位避免了楔元件的滑動運(yùn)動(如上所述)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，單獨(dú)的楔元件可提供相對的滑動面，該相對的滑動面面 向所述縱向方向，且例如提供了相對的傾斜度，產(chǎn)生了對稱元件?；蛘?，一個元件的(多個) 滑動面的傾斜度可能在值和/或定向上不同，例如見圖7和8中的元件13。圖9顯示了用于在之前的圖中顯示的本發(fā)明實(shí)施例中使用的上緊螺釘41的一個 優(yōu)選實(shí)施例的放大透視圖。該上緊螺釘包括在形成于楔元件中的螺釘孔中延伸的圓柱軸區(qū) 段49。為了更好地示出上緊螺釘?shù)亩瞬繀^(qū)段，在附圖中省略了長的圓柱中間區(qū)段。前端提 供了圓柱形手柄44，該圓柱形手柄44構(gòu)造成用于手動地轉(zhuǎn)動上緊螺釘41，且用于在第五楔 元件15的前端處從該第五楔元件15突出來，如圖1所示。軸區(qū)段49的后端提供了構(gòu)造成 用于與設(shè)置在其上的螺母46匹配的帶螺紋區(qū)段45。楔元件11，12，13，14，15 (圖中未顯示) 的范圍在手柄44和螺母46之間對齊。通過相對于螺母46旋轉(zhuǎn)手柄44，可縮短手柄和螺母 之間的距離，且可壓擠位于之間的這一列楔元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖9中所示的實(shí)施例僅僅是一個實(shí)例且可發(fā)現(xiàn)提供期望 的結(jié)果的其它壓擠機(jī)構(gòu)。例如，螺母可構(gòu)造成用于手動地旋轉(zhuǎn)，而作為代替，帶螺紋的外露部(bold)的頭部區(qū)段固定到楔元件上?？稍谛ㄔc手柄和/或螺母之間提供彈簧機(jī)構(gòu)， 以便保持壓擠力。螺母、頭部區(qū)段和/或相鄰的楔元件可成形為以便確定地與其聯(lián)接，以防 止相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 圖10顯示了圖1中所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的截面前端正視圖。包括右側(cè)壁61、 底壁65和左側(cè)壁64的底架60位于包括右側(cè)壁51、底壁55和左側(cè)壁54的托盤50內(nèi)。圖 10顯示了楔元件11，13，15的同一截面，以及由箭頭所示的方向，當(dāng)?shù)诙ㄔ?2和第四楔 元件14對y方向上的壓擠作出反應(yīng)而移動時，楔型鎖將在箭頭所示的方向上擴(kuò)張。如從圖 10中可看到，χ方向上的擴(kuò)張將使得楔元件12和14鄰接在右側(cè)托盤壁51上且向左推動底 架，以便左側(cè)底架壁64鄰接在左側(cè)托盤壁54上，以在χ方向上固定底架60。同時，擴(kuò)張將使楔元件12，14鄰接于在y方向上延伸的托盤柱57上。此外，楔元 件其中之一(即元件13)固定在其上的底架60被向下壓，以便底架底壁65鄰接在托盤底 壁55上，以將底架在ζ方向上固定到托盤50上。底架60現(xiàn)在已在χ方向和ζ方向兩者上 被夾持，且由手柄44和上緊螺釘41施加的壓擠力被轉(zhuǎn)換成在χ方向和ζ方向兩者上的夾 持力。圖11顯示了圖10中所示的本發(fā)明的補(bǔ)充實(shí)施例。楔型鎖緊裝置10在結(jié)構(gòu)上與 圖10中所示的那個相同，但是已繞著y軸旋轉(zhuǎn)了 180度。此外，楔元件13(或11，或15)固 定到了右側(cè)托盤壁51上而非右側(cè)底架壁61上。因此，楔型鎖10的擴(kuò)張現(xiàn)在將向左及向下 發(fā)生，如箭頭所示。底架柱67在y方向上延伸且定位成鄰近下邊緣68，以便楔元件12和 14鄰接在其上。在χ方向上的擴(kuò)張將向左推動底架60，以便如上所述來固定它。另外，向 下移動的楔元件12和14鄰接在底架柱67上，且向下推動聯(lián)接在底架柱上的底架60，以便 底架底壁65鄰接在托盤底壁55上，以在χ方向和ζ方向兩者上固定底架60。圖12是本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例的放大截面圖，其類似于圖10中所示的實(shí)施 例且包括固定到底架60上的楔型鎖10。上緊螺釘41的后端45處的螺母46并非位于楔元 件11正后方，而是上緊螺釘41延伸穿過形成于后托盤壁56中的孔48，并且從孔48中突出 來。螺母46位于后托盤壁56后面并且與其相接觸。根據(jù)該實(shí)施例，手柄44和螺母46包 圍楔元件11，12，13，14，和15和后托盤壁56兩者，以便當(dāng)相對于螺母46轉(zhuǎn)動螺釘41時在 它們中的全部上施加壓擠力。在一個備選實(shí)施例中，可由形成于后托盤壁56的孔48中的 陰螺紋區(qū)段代替螺母46，以便接合上緊螺釘，以朝向后托盤壁推動楔元件。因此，使上緊螺釘41上緊將不僅在χ方向和ζ方向兩者上夾持楔型鎖10，而是還 推動楔元件，從而在向后或正y方向上將底架固定到托盤上。因此，底架將也在y方向上固 定到托盤上?？?8可比上緊螺釘41提供更大的截面積，以允許在將裝置10上緊之前在χ 方向和ζ方向上對上緊螺釘進(jìn)行些許對齊。因此，例如，鎖緊裝置10可相對于相鄰的右側(cè) 托盤51和底架壁61在χ方向上、或相對于托盤底壁55和托盤柱57在y方向上定位在期 望的(例如中心)位置上。因此，可實(shí)現(xiàn)楔型鎖10的隨后的基本對稱的擴(kuò)張，且可基本減 少或避免對上緊螺釘41施加彎矩。圖13顯示了與圖12中所示的優(yōu)選實(shí)施例的圖11中所示的放大截面圖類似的放 大截面圖。如關(guān)于圖10所述的，楔元件11，13和15保持與右側(cè)托盤壁61接觸，同時楔元 件12和14對通過上緊螺釘41而啟動的對楔型鎖10的壓擠作出反應(yīng)而在正χ和ζ方向上 移位。虛線表示楔元件12和14的鄰接位置。
在該實(shí)施例中，所有楔元件11，12，13，14和15提供通孔42和47，通孔42和47足夠大，以允許在χ方向和ζ方向兩者上相對于由點(diǎn)劃線圓圈表示的上緊螺釘41有相當(dāng)大的 移位。雖然上緊螺釘41的χ和ζ位置可通過上緊螺釘穿過其中的后托盤壁66中的孔48的 位置給出，但楔元件和底架仍然在χ方向和ζ方向上可動，直到各個單獨(dú)的元件發(fā)生鄰接。 現(xiàn)在，通過上緊螺釘41在χ方向和ζ方向上夾持楔型鎖。另外，上緊螺釘將楔型鎖10和安 裝在其上的底架60聯(lián)接到后托盤壁56上，以實(shí)現(xiàn)在三個維度上的固定。
權(quán)利要求
一種夾持機(jī)構(gòu)，包括用于在縱向方向上壓擠所述夾持機(jī)構(gòu)的壓擠機(jī)構(gòu)；所述夾持機(jī)構(gòu)可在第一橫向方向和第二橫向方向兩者上擴(kuò)張，且構(gòu)造成以便當(dāng)所述壓擠機(jī)構(gòu)壓擠所述夾持機(jī)構(gòu)時在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上施加夾持力；其中，所述第一橫向方向和所述第二橫向方向彼此不相平行。
2.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)的夾具，其中，所述夾持機(jī)構(gòu)位于固定元 件的第一壁和可動元件的第一壁之間，以便在所述第一橫向方向上在所述固定元件壁和可 動元件壁兩者上施加夾持力，以便在所述第一橫向方向上將所述可動元件固定到所述固定 元件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾具，其特征在于，所述夾持機(jī)構(gòu)安裝到所述可動元件上，且 在所述第二橫向方向上位于所述固定元件的第二壁和連接到所述固定元件上的鄰接元件 之間，以便在所述第二橫向方向上將夾持力施加在所述鄰接元件上，以在所述第二橫向方 向上將所述可動元件固定到所述固定元件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的夾具，其特征在于，所述壓擠機(jī)構(gòu)接合所述固定元件的第三 壁，且構(gòu)造成以便隨著壓擠所述夾持機(jī)構(gòu)在所述縱向方向上將所述夾持機(jī)構(gòu)固定到所述第 三壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾具，其特征在于，所述夾持機(jī)構(gòu)安裝到所述固定元件上且 定位成鄰近連接到所述可動元件上的鄰接元件，以便在所述第二橫向方向上將夾持力施加 在所述鄰接元件上，以在所述第二橫向方向上將所述可動元件推向所述固定元件的第二壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述縱向方向與所述第一橫向方向 正交。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述縱向方向與所述第二橫向方向 正交。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一橫向方向與所述第二橫向 方向正交。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述縱向方向和第一橫向方向及第 二橫向方向限定了笛卡爾坐標(biāo)系。
10.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持機(jī)構(gòu)的楔型鎖緊裝置，所述夾持機(jī)構(gòu)包括 包括在所述縱向方向上彼此對齊的第一楔元件和第二楔元件的至少兩個楔元件，所述第一楔元件和第二楔元件中的各個楔元件提供至少一個面向所述縱向方向的滑動面，所述 滑動面彼此相對且彼此相匹配，其中，所述壓擠機(jī)構(gòu)包括用于朝向彼此推動所述第一楔元件和第二楔元件的機(jī)構(gòu)； 其中，所述楔元件的所述滑動面是傾斜的，使得當(dāng)朝向彼此推動所述第一楔元件和第 二楔元件時，所述楔元件中的至少兩個楔元件在所述第一橫向方向上被相對于彼此推動， 且所述楔元件中的至少兩個楔元件在所述第二橫向方向上被相對于彼此推動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述滑動面中的至少一個滑 動面在所述第一橫向方向和第二橫向方向兩者上傾斜。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述滑動面中的至少第一滑動面在所述第一橫向方向上傾斜，且所述滑動面中的至少第二滑動面在所述第二橫向方向 上傾斜。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述壓擠機(jī)構(gòu)包括上緊螺釘， 所述上緊螺釘用于傳遞拉力，以便朝向彼此推動所述第一楔元件和第二楔元件兩者。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述上緊螺釘接收于基本沿 所述縱向方向在所述楔元件中的至少一個楔元件內(nèi)延伸的通孔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述螺釘孔及接收在該螺釘 孔中的所述上緊螺釘兩者在所有所述至少兩個楔元件內(nèi)延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，至少一個楔元件的所述通孔 的截面積大小設(shè)置成以便提供允許所述楔元件相對于所述上緊螺釘在所述縱向方向上運(yùn) 動的間隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，至少一個楔元件的所述通孔 的截面積大小設(shè)置成以便提供允許所述楔元件相對于所述上緊螺釘在所述縱向方向和第 一橫向方向兩者上運(yùn)動的間隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，至少一個楔元件的所述通孔 的截面積大小設(shè)置成以便提供允許所述楔元件相對于所述上緊螺釘在所述縱向方向和第 二橫向方向兩者上運(yùn)動的間隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，至少一個楔元件的所述通孔 的截面積大小設(shè)置成以便提供允許所述楔元件相對于所述上緊螺釘在所述縱向方向和第 一橫向方向以及第二橫向方向上運(yùn)動的間隙。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述上緊螺釘包括構(gòu)造成允 許手動地上緊和釋放所述上緊螺釘以及保持其設(shè)定的操作機(jī)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述操作機(jī)構(gòu)是自鎖式手柄。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述楔元件中的至少兩個楔 元件位于托盤的第一壁和底架的第一壁之間，以便在所述第一橫向方向上將夾持力施加在 所述托盤壁和底架壁其中各個壁上，以在所述第一橫向方向上將所述底架固定到所述托盤 上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述楔元件中的至少一個楔 元件安裝到所述底架上，且在所述第二橫向方向上位于所述托盤的第二壁與連接到所述托 盤上的鄰接元件之間，以使得至少一個第二楔元件將夾持力施加在所述鄰接元件上，以便 在所述第二橫向方向上將所述底架固定到所述托盤上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述上緊螺釘接合所述托盤 的第三壁，且構(gòu)造成以便隨著朝向彼此推動所述楔元件而在所述縱向方向上將所述楔元件 固定到所述第三壁上。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的楔型鎖緊裝置，其特征在于，所述楔元件中的至少一個楔 元件安裝到所述托盤上，且定位成鄰近連接到所述底架上的鄰接元件，以使得至少一個第 二楔元件在所述第二橫向方向上將夾持力施加在所述鄰接元件上，以在所述第二橫向方向 上將所述可動元件推向所述托盤的第二壁，以便在所述第二橫向方向上將所述底架固定到 所述托盤上。
全文摘要
一種夾持裝置(10)構(gòu)造成當(dāng)在縱向方向(y-軸)上受壓擠時在第一(x-軸)橫向方向和第二(z-軸)橫向方向兩者上施加相對的夾持力，以將元件固定到另一元件上。該裝置包括夾持機(jī)構(gòu)，該夾持機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑺隹v向方向的壓擠運(yùn)動和/或力轉(zhuǎn)換成兩個所述橫向方向上的擴(kuò)張運(yùn)動和/或力，直到通過在所述橫向方向上鄰接在相鄰的元件上而使擴(kuò)張停止，以便施加夾持力。另外，用于在兩個所述橫向方向上產(chǎn)生夾持力的壓擠力允許將裝置附連到支承件上，以便通過一個單獨(dú)的手動操作動作在所有三個方向上固定元件。
文檔編號H05K7/14GK101802418SQ200880103534
公開日2010年8月11日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者G·戴森霍菲爾 申請人:通用電氣范努克智能平臺嵌入系統(tǒng)公司