工具组件 |
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| 申请号 | CN03108694.2 | 申请日 | 2003-04-04 | 公开(公告)号 | CN1518857A | 公开(公告)日 | 2004-08-11 |
| 申请人 | 廖生财; | 发明人 | 廖生财; | ||||
| 摘要 | 一种工具组件，包括： 手柄 、主体管和工具。主体管的一端具有槽，以及在槽附近的 锁 销。锁销可在伸出 位置 和缩进位置之间运动，并受到朝着伸出位置的 偏压 。手柄包括手柄管，工具包括工具管。手柄管和工具管都具有孔，以及固定在工具管或手柄管内表面上的横向件。手柄管、主体管和工具管构造成这样：当主体管插入到工具管或手柄管中时，锁销固定在工具管或手柄管的孔中，而且工具管或手柄管的横向件卡在主体管的槽中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种工具组件，包括： |
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| 说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种工具组件，尤其是用来疏松和开垦土壤的工具组件。 背景技术将工具设计成由两部分或更多部分连接到一起而构成的工具组件是为 了节约运输的空间和成本，或者是为了便于修理和更换。各个连接点或其 周围的连接区较之该工具组件的其它部分通常更容易损坏，这是因为它们 承受着连接部分的应力，并且传递着使用时施加到该工具组件上的作用力。 通常，用于某种用途的一个工具始终在相同方向上，或者始终在该工具的 相同局部区域上，持久地承受着应力。当所有的连接点都处在相同方向上， 或都处于相同区域中时，它们就容易损坏。这使得工具组件不如整体式工 具那样耐用和有效。 发明内容本发明的特征体现于一种用来疏松和开垦土壤的工具组件，它象整体 式工具那样耐用和有效，降低了运输的空间和成本，并且易于修理和更换。 按照本发明的一种形式，工具组件包括一个主体管和一个工具。主体 管在其一端具有一个槽和位于槽附近的锁销。锁销可在伸出位置和缩进位 置之间运动，并受到朝着伸出位置的偏压。工具包括一个带有上端和下端 的工具管，其上端有一个孔和固定在该工具管内表面上的横向件。主体管 和工具管构造成这样：当主体管插入到工具管中时，锁销便牢固地嵌在工 具管的锁销孔中，而横向件则卡在槽中。这样主体管便与工具管牢固地连 接。本发明的这一形式可包括如下的一种或几种实施方式：横向件的中心 轴线基本上垂直于工具管的中心轴线；锁销孔在工具管的长度方向上与横 向件相距一段距离，而且锁销孔的中心轴线相对于横向件的中心轴线转过 一个角度；横向件可以是管形的、矩形的、板形的或其它任何适当的形状。 在一个优选实施例中，锁销孔的中心轴线与横向件的中心轴线大致成90°角。 在一个实施例中，工具是如同美国专利US 5,706,900所公开的那种叉 头(tine)，该专利整个在此引作参考。主体管在其另一端可具有第二槽和位 于该第二槽附近的第二锁销。该工具组件还可包括在此引作参考的美国专 利US 5,706,900中所公开的那种手柄。手柄包括手柄管，其内表面上固定有 横向件。主体管和手柄管构造成这样：当主体管插入到手柄管中时，第二 锁销便固定在手柄管的锁销孔中，而手柄管的横向件则卡在第二槽中。这 样主体管便与手柄管牢固地连接。 本发明的这一形式可包括如下的一种或几种实施方式：手柄管横向件 的轴线基本上垂直于手柄管的轴线；手柄管的锁销孔在手柄管的长度方向 上与横向件相距一段距离；手柄管锁销孔的中心轴线相对于横向件的中心 轴线转过一个角度。在一个优选实施例中，锁销孔的中心轴线与横向件的 中心轴线大致成90°角。 工具管和手柄管还都可以包括与第一锁销孔对称地设在横向件另一侧 的第二锁销孔。第一锁销孔和第二锁销孔具有共用(share)的中心轴线，它基 本上垂直于工具管或手柄管的中心轴线，并且垂直于横向件的中心轴线。 在一个优选实施例中，手柄的横向件和锁销孔其中之一的中心轴线基本上 垂直于手柄中段的轴线。工具管的横向件位于工具管的下端与第一和第二 锁销孔之间。手柄管的横向件位于手柄管的上端与第一和第二锁销孔之间。 主体管的第一和第二锁销可受到弹簧片的偏压。弹簧片的一端可与主 体管的内表面相连接，其另一端固定到第一锁销或第二锁销上。主体管还 包括锁销孔，于是锁销就很容易穿过主体管而在伸出位置和缩进位置之间 运动。 在本发明的另一种形式中，该工具组件的特征体现在其手柄，该手柄 用来施加围绕该工具组件的各连接管的纵向轴线的扭矩。该手柄可以是美 国专利US 5,706,900中所公开的那种类型，或是现有技术中已知的任何一 种类型。手柄包括手柄管。在手柄管的下端有一个孔，以及固定在手柄管 内表面上的横向件。手柄管的上端连接至手柄部分。在本发明的这一形式 中，孔的中心轴线最好与横向件的中心轴线基本上成90°角。横向件的轴线 基本上垂直于手柄管的轴线。孔可以在手柄管的长度方向上与横向件相距 一段距离。手柄管包括第二孔。手柄管的第一孔和第二孔具有共用的中心 轴线，它基本上垂直于手柄管的中心轴线，并且垂直于手柄管横向件的中 心轴线。 在这种形式的一个实施例中，手柄管的下端可具有一个槽，以及在槽 附近的锁销。锁销可在伸出位置和缩进位置之间运动，并受到朝着伸出方 向的偏压。在一个优选实施例中，槽的轴线基本上垂直于手柄管的轴线， 并且垂直于锁销的轴线。锁销在手柄管的长度方向上与槽相距一段距离。 槽的中心轴线基本上垂直于手柄管的中心轴线。 在另一形式中，本发明的特征体现于一个管，管的第一端具有一个槽， 以及在槽附近的锁销。锁销可在伸出位置和缩进位置之间运动，并受到朝 着伸出位置的偏压。这一形式可包括如下的一种或几种实施方式：管还可 以在其第二端具有第二槽，以及在第二槽附近的第二锁销，第二锁销可在 伸出位置和缩进位置之间运动，并受到朝着伸出方向的偏压。在一个优选 实施例中，第一槽和第二槽各自共用轴线，它基本上垂直于管的轴线，并 且垂直于锁销的轴线。锁销在管的长度方向上与槽相距一段距离。锁销的 轴线相对于槽的轴线大致成90°角。 这种形式的另一实施例的特征体现于一个管。该管包括第一端、第二 端、以及纵向轴线。管的第一端具有一个孔，以及固定在管的内表面上的 横向件。管还具有在其第二端的第二孔，以及固定在管的内表面上的第二 横向件。第二孔在管的长度方向上与横向件相距一段距离。在一个优选实 施例中，管的第一孔和第二孔各自共用中心轴线，它基本上垂直于管的中 心轴线，并且垂直于管的横向件的中心轴线。横向件的中心轴线基本上垂 直于管的中心轴线。 在这一形式中，管可以是用作套管的短管，以便与工具组件的相应形 状的其它部分相连接。该工具组件可通过将套有短管的各部分连接到一起 组装而成。 在另一种形式中，本发明的特征体现在工具组件的带有工具管的工具。 工具管具有下端和上端。上端有一个孔，以及固定在工具管内表面上的横 向件。孔可以在工具管的长度方向上与横向件相距一段距离。还可以有位 于第二端上的第二孔，以及固定在管的内表面上的第二横向件。在一个优 选实施例中，横向件的轴线基本上垂直于工具管的轴线。第一孔和第二孔 各自共用中心轴线，它垂直于工具管的中心轴线，并且垂直于工具管横向 件的中心轴线。第一孔和第二孔在管的长度方向上与横向件相距一段距离。 在这一形式中，工具可以是美国专利US 5,706,900中所公开的那种叉 头，或现有技术中已知的其它工具。工具包括带有下端和上端的工具管。 上端包括一个槽，以及位于槽附近的锁销。锁销可在伸出位置和缩进位置 之间运动，并受到朝着伸出位置的偏压。锁销的轴线可基本上垂直于工具 管的轴线。锁销可在工具管的长度方向上与槽相距一段距离。孔的中心轴 线可相对于槽的轴线成一个角度。在一个优选实施例中，工具管还包括位 于第二端上的第二槽，以及在第二槽附近的第二锁销。第二锁销可在伸出 位置和缩进位置之间运动，并受到朝着伸出位置的偏压。第一锁销和第二 锁销各自共用中心轴线，它们基本上垂直于工具管的第一槽和第二槽的中 心轴线，并且垂直于工具管的中心轴线。第一和第二锁销在管的长度方向 上分别与槽相距一段距离。 在本发明的又一种形式中，工具组件的结构与前面实施例相反。该工 具组件包括主体管、叉头和手柄。叉头和手柄可以是美国专利US 5,706,900 中所公开的那种类型，或是现有技术中已知的任何一种类型。主体管具有 第一端、第二端、以及纵向轴线。主体管在其一端具有一个孔，以及固定 在主体管内表面上的横向件。手柄包括带有上端和下端的手柄管。手柄管 下端具有一个槽，以及在槽附近的锁销。工具包括带有上端和下端的工具 管。工具管上端具有一个槽，以及在槽附近的锁销。锁销可在伸出位置和 缩进位置之间运动，并受到朝着伸出方向的偏压。主体管、工具管和手柄 管构造成这样：当叉头管和手柄管插入到主体管中时，叉头管和手柄管各 自的锁销分别固定在主体管的第一孔和第二孔中，而主体管的第一和第二 横向件则分别卡在叉头管和手柄管的槽中。主体管便与工具管和手柄管牢 固地连接。在一个优选实施例中，横向件的中心轴线基本上垂直于主体管 的中心轴线。第一孔和第二孔在主体管的长度方向上分别与横向件相距一 段距离。第一孔和第二孔各自共用中心轴线，它基本上垂直于主体管和横 向件的轴线。工具管的第一锁销和第二锁销各自共用中心轴线，工具管的 第一槽和第二槽各自共用中心轴线，它基本上垂直于工具管的第一槽和第 二槽的中心轴线，并且垂直于工具管的中心轴线。手柄管的第一锁销和第 二锁销各自共用中心轴线，它基本上垂直于手柄管第一槽和第二槽的中心 轴线，并且垂直于手柄管的中心轴线。 通过说明书的下文以及权利要求书，本发明的优点和特征将变得更加 清楚。 附图说明 图1是工具组件的分解立体图； 图2是图1工具组件的手柄的立体图； 图2A是图2的手柄沿A-A方向的侧视图； 图2B是图2A的手柄沿B-B线的局部截面图； 图3是图1工具组件的叉头的立体图； 图3A是图3中的工具组件叉头的沿A-A线的横截面图； 图4是图1工具组件的主体管沿A-A方向的详细的纵截面图； 图4A是图1中的主体管的顶视图； 图5是组装好的一个工具组件实施例的立体图； 图5A是组装好的工具组件的、大致通过图5中的边界线A表示的平面所 截取的详细的纵截面图； 图6是组装好的工具组件的另一个实施例的立体图。 具体实施方式参见图1，图中示出了工具组件18的一个实施例。该工具组件18包括一 个手柄100、一个垂直设置的主体管200和一个工具300。主体管200具有两 端202a，202b，它们能够可拆卸地分别连接至手柄100和工具300。 主体管200还可以设计成其一端能够连接至各种类型的工具，而另一端 设有一个适当的手柄，以便于使用者在操作时握住该工具组件并向工具300 施加作用力。工具300可以是图1所示的一种叉头，也可以是一种铲子、钩 子、抹子、锄头、挖掘叉等。 图2表示了工具组件手柄的一个实施例。手柄100包括手柄管104，以及 手柄部分108。手柄部分可以是美国专利5,706,900号中所公开的任何一种实 施例，或者是现有技术中已知的其它实施例。手柄部分108有一个中段114， 它具有中心轴线114’。 参见图2A和图2B，一个横向件126在手柄管104的内表面之间延伸。在 一个优选实施例中，该横向件126的轴线130基本上垂直于手柄部分108的中 段114的中心轴线114’。横向件126这样设置：它的中心轴线130基本上垂 直于延伸穿过手柄管104中心的中心轴线140。两个孔120a，120b在手柄管104 的长度方向上与横向件126相隔一段距离。这两个孔120a，120b各自共用的 中心轴线124，该轴线124与横向件126的轴线130大约成90°角。然而，孔120a， 120b的中心轴线124可以相对于横向件126的中心轴线130成各种角度。相对 于横向件126而言，孔120a，120b的位置最好是靠近手柄管104的下端105。 应当注意，孔120a，120b的位置也可以靠近手柄部分108。在另一些实施例 中，手柄管具有一个孔或多个孔。 参见图3和图3A，图中表示了叉头300的实施例。叉头300具有叉管304， 叉头301设在叉管304的下端305。该叉头300可以是美国专利5,706,900号中 所公开的任何一种实施例的形式。 参见图3A，设有一个横向件326穿越叉管304的内表面。该横向件326 的中心轴线330最好设置成基本上垂直于延伸穿过叉管304中心的中心轴线 3 1 0。具有共用中心轴线324的两个孔320a，320b在叉管304的长度方向上与 横向件326相隔一段距离。孔320a，320b的中心轴线324可以相对于横向件326 的中心轴线330成各种角度。在一个优选实施例中，相对于横向件326的中 心轴线330的角度大约是90度。相对于横向件326而言，孔320a，320b的位 置靠近叉管304的上端302。然而，孔320a，320b的位置也可以靠近叉头部 分301。叉头部分301最好有一对从中心轴线310沿着直线A在相反方向的向 外延伸的叉头。另一对叉头从中心轴线3 10沿着直线B在相反方向向外延伸。 直线A基本上垂直于直线B。横向件326的轴线和孔320的轴线其中之一基本 上平行于直线A；两者中的另一个则基本上垂直于直线A，也就是平行于直 线B。在另一些实施例中，也可以有一个孔或两个以上的孔。 参见有关主体管200的图4和图4A，槽206a成形在主体管200的一端 202a。槽206b成形在主体管200的另一端202b。锁销孔214a，214b的位置在 主体管200的长度方向上分别靠近槽206a，206b。锁销210a，210b各自具有 比锁销孔214a，214b的直径略小的直径，因而它们很容易在缩进位置R和伸 出位置E之间穿过锁销孔214a，214b而运动。 槽206a，206b的中心轴线240a，240b最好基本上垂直于延伸穿过主体 管200中心的中心轴线210。各自共用中心轴线230a，230b的两个锁销210a， 210b在主体管200的长度方向上分别与槽206a，206b相隔一段距离。锁销 210a，210b的中心轴线230a，230b相对于槽206a，206b的中心轴线240a，240b 可以成各种角度。在一个实施例中，相对于槽206a，206b的中心轴线240a， 240b的角度大约是90度。相对于槽206a，206b而言，锁销210a，210b的位 置分别远离主体管200的管端202a，202b。然而，锁销210a，210b的位置也 可以沿着主体管200靠近管端202a，202b。在另一些实施例中，也可以有两 个或更多的锁销。 主体管200包括弹簧片218a，218b。锁销210a，210b由于弹簧片218a， 218b的弹力而被分别推向其伸出位置E。弹簧片218a，218b的一端220a，220b 连接于主体管200的内表面，其另一端222a，222b安装在锁销210a，210b上。 当使用者按压锁销时，锁销210a，210b很容易朝着弹簧片端220a，220b运 动。当弹簧片218a，218b被释放时，锁销从弹簧片端222a，222b处的主体 管外表面向外伸出。弹簧片218a，218b的一端具有端部226a，226b。端部 226a，226b的直径略大于锁销孔214a，214b的孔径，因而锁销210a，210b 在端部222a，222b处被止挡。弹簧片218a，218b的运动方向基本上垂直于 主体管200的中心轴线201。 弹簧片218a，218b可以大致为U形、半圆形或V形，而且可以由现有技 术中任何已知的技术来制造，只要弹簧片218a，218b能够向锁销210a，210b 施加稳定的压力，使之可靠地保持从主体管外表面向外伸出即可。这就防 止了锁销210a，210b与手柄管的孔120a，120b之间的连接、以及锁销210a， 210b与工具管的孔320a，320b之间的连接发生松动和移动，尤其是当施加 了围绕着工具组件轴线的扭矩时更是如此。如果弹簧片218a，218b大致是V 形，其V形的最低点可以不处在与主体管的中心轴线相同的同一垂直线上， 最好是沿着主体管200的直径，朝着弹簧片218a，218b的任何一个端部220a， 222a偏离主体管的中心轴线。V形的角度可根据已知的现有技术而改变。 锁销210a，210b可以是中空的，它可以是模铸或者焊接到弹簧片218a， 218b上。锁销210a，210b的直径可以略小于工具管的孔320a，320b的直径， 以及略小于手柄管104的孔120a，120b的直径。弹簧片218a，218b的端部 220a，220b可以简单地贴靠在主体管200的内表面上，也可以连接到另一个 锁销。后一种方式使得弹簧片218a，218b能够容易地从主体管中拉出，以 便维修或更换。这样就很容易维修和更换弹簧片218a，218b，也便于其保 养和清洁。 参见图5，图中表示了一个组装好的工具组件，更详细的细节表示在图 5A中。槽206a，206b能够适配地分别容纳手柄管的、或工具管的相应形状 的横向件126，326。锁销210a，210b能够可靠地分别装入手柄管的相应形 状的孔120a，120b，或者工具管的相应形状的孔320a，320b中。而且，槽206a， 206b、锁销210a，210b、孔120a，120b，320a，320b、以及横向件126，326 以这样的方式设置：当工具组件18组装好了之后，横向件126，326适配地 卡在槽206a，206b中；锁销210a牢固地接合在手柄管的其中任一个孔120a， 120b中；而锁销210b则牢固地接合在工具管的其中任一个孔320a，320b中。 为了将主体管200连接到工具管302上，使用者将锁销210b向内压向主 体管200的内表面，将主体管200插入到工具管304的上端303。当横向件326 适配地卡入到槽206b中之后，使用者松开锁销210b，锁销210b进入到工具 管304的锁销孔320a或320b中。弹簧片218b将锁销压向其伸出位置E，使得 锁销固定在工具管304的锁销孔320a或320b中。 为了将主体管200从工具管304上拆下来，使用者将锁销210b压入到主 体管200中，以使锁销210b与锁销孔脱离，然后将主体管200从工具管302中 拔出。锁销210b在弹簧片218的压力作用下回到伸出位置。这样就可以在不 使用任何工具的情况下方便地组装和拆卸该工具组件。弹簧片可由现有技 术中已知的弹性材料制造，例如具有一定强度的金属。主体管200与手柄管 100之间的连接也采用同样的方式。 图5A是组装好的该工具组件沿图5所示平面A的纵向截面视图。主体管 200与工具管304牢固地连接。槽206a，206b适配地分别容纳着相应形状的 横向件126，326；锁销210a可靠地装在相应形状的孔120a或120b中，而锁 销210b则可靠地装在相应形状的孔320a或320b中。 图6表示了工具组件的另一个实施例，其结构与图1所示的结构恰好相 反。 孔120a，120b，以及孔320a，320b各自共用公共的中心轴线130，该轴 线130相对于横向件126，326的中心轴线330转过了一个角度，例如90度。 于是孔120a，120b不处在横向件126在手柄管104外表面的连接点的相同垂 线上；孔320a，320b也不处在横向件326与工具管304的连接点的相同垂线 上。而且，孔120a，120b在手柄管104的长度方向上与横向件126相隔一段 距离；孔320a，320b在工具管304的长度方向上分别与横向件326相隔一段 距离。也就是说，孔120a，120b与横向件126；孔320a，320b与横向件326 分别都不处在相同的水平面中。孔120a，120b；320a，320b与横向件126， 326的这种方向取向是为了施加各个元件上的应力分布的需要，所述应力是 在该工具组件18的使用中由所施加的扭矩或垂直力而产生的。因此，应力 沿着手柄管、工具管、主体管垂直地和水平地分布，使得这些管不会在特 定的点或局部区域承受过高的应力。槽与锁销的结构也符合同样的原理， 这是因为槽与锁销分别对应了一个具有相应形状和定位的横向件或锁销 孔。通过这种方式，该工具组件具有较长的耐用性，并且能够从手柄100向 叉头300传递最大的扭矩。 同时，横向件与槽之间，以及锁销与锁销孔之间，提供了双重的连接 和施力机构。横向件与槽构成了第一连接和施力机构，通过横向件与槽之 间的连接很容易施加围绕着管子轴线的扭矩。孔与锁销提供了两个管之间 的更为牢靠的连接和施力机构。此外，横向件的中心轴线基本上垂直于手 柄中央截面的轴线，这为使用者提供了更高的杠杆效率，从而便于施加作 用力，尤其是围绕着管子中心轴线的扭矩。 与孔和横向件的结构相同，锁销210a，210b各自共用共同的中心轴线 230a，230b，该轴线相对于槽206a，206b的中心轴线240a，240b转过了一 个角度，例如90度。于是锁销210a，210b不处在槽206a，206b在主体管200 外表面上的连接点的相同垂线上；而且，锁销210a，210b在主体管200的长 度方向上与槽206a，206b相距一段距离。也就是说，锁销210a，210b与槽 206a，206b不处在相同的水平面中。锁销210a，210b以及槽206a，206b的 这种方向取向是为了施加在各个元件上的应力分布的需要，所述应力是在 该工具组件18的使用中由所施加的扭矩或垂直力而产生的。因此，应力沿 着各个管子垂直地和水平地分布，使得这些管不会在特定的点或局部区域 承受过高的应力。此外，当横向件126，326适配地卡入到槽206a，206b中 之后，也就可以沿着主体管200有效地传递向下的作用力。通过这种方式， 该工具组件具有较长的耐用性，并且能够从手柄向叉头300传递最大的扭 矩、或者沿主体管200的向下的作用力。 通过取下或拆下该工具的元件并对相应元件单独进行修理，本发明的 工具组件及其任何元件就很容易进行更换和修理。例如，如果手柄坏了， 只需简单地将它从工具组件18上拆下来，然后进行修理或更换。当使用者 将修好的或更换的手柄与其余元件连接之后，该工具组件18即可工作。这 种结构还可以设置在一个较小的部件上，该部件能够很容易地连接到工具 组件的相应形状元件的端部上。例如，主体管可以是一个用作套管的短管。 使用者可以简单地将带有横向件和锁销孔的套管安装到工具组件的一个元 件的端部，再将带有槽和锁销的套管安装到另一个元件上。通过把套有短 管的各个元件连接到一起，即可组装成工具组件。这提供了简便的连接、 灵活的配置、以及方便的维修和更换。 该工具组件可由金属或其它任何适当的材料制造。 本说明书中所公开的所有特征可以按照任意方式进行组合。本说明书 中所公开的每一特征可由作用相同的、等效的、或相同目的的另一特征进 行替换。因此，除非特别声明，否则所公开的每一特征只不过是等效的或 相似的一系列特征的代表。 通过上面的说明书，本领域的技术人员能够很容易地理解本发明的基 本特征，并且在本发明的精神和范围内可对其作出各种变化和改进，以适 应不同的用途和条件。因此，所有的这些其它的实施方式也属于本发明权 利要求书的范围。 |
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