用于地面接合工具的固定器系统.pdf

本实用新型公开的是一种用于地面接合工具的固定器系统。该固定器系统（500）可以包括具有锁旋转轴（575）的锁（560），并且包括围绕锁旋转轴（575）延伸的外表面（566），以及固定器衬套（570）具有固定器轴（575），以及围绕固定器轴（575）延伸的内表面（574）。内表面（574）可被构造为可旋转地容纳锁（560）的外表面（566）。外表面（566）的至少一部分可以具有相对于锁旋转轴（575）的可变半径。本实用新型所提出的用于地面结合工具的固定器系统可以提供牢固和可靠的地面接合工具与多种地面作业机械的接合和分离。

1.  用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，包括：
具有锁旋转轴（575）的锁（560），包括围绕锁旋转轴（575）延伸的外表面（566）；以及 
具有固定器轴（575）的固定器衬套（570）和围绕固定器轴（575）延伸的内表面（574），所述内表面（574）构造为可旋转地容纳锁（560）的外表面（566）；其中，所述外表面（566）的至少一部分包括相对于锁旋转轴（575）的可变半径。

2.  如权利要求1所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，当锁（560）的外表面（566）可旋转地容纳在固定器衬套（570）的内表面（574）中时，锁旋转轴（575）和固定器轴（575）相互重合。

3.  如权利要求1所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，外表面（566）包括逐渐减小的半径，从外表面（566）的两端之间的位置向外表面（566）的两端之一延伸。

4.  如权利要求1所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，外表面（566）相对锁旋转轴（575）在外表面（566）的两端之间的第一位置确定了第一半径，并且在相邻外表面（566）两端之一的第二位置确定第二半径，其中，第一半径基本上大于第二半径。

5.  如权利要求1所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，锁（560）包括锁槽（562），锁（560）可在柱（523）可以滑入或滑出锁槽（562）的未锁定位置以及柱（523）不能滑入或滑出锁槽（562）的锁定位置之间旋转。

6.  如权利要求5所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，当柱（523）在锁定位置中被容纳在锁槽（562）中时，锁旋转轴（575）不与柱（523）的中心同轴。

7.  如权利要求5所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，内表面（574）构造为仅在锁定位置接触柱（523）。

8.  如权利要求5所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，固定器衬套（570）包括第一棘爪（579）和第二棘爪（577），并且锁（560）仅包括一个棘爪（567），构造为在未锁定位置接合第一棘爪（570）而在锁定位置接合第二棘爪（577）。

9.  如权利要求8所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，固定器衬套（570）的第一和第二棘爪（579、577）均包括从固定器衬套（570）的内表面（574）延伸的棘爪突起，并且锁（560）的棘爪（567）包括棘爪槽（567），构造为接合第一或第二棘爪（579、577）的棘爪突起。

10.  如权利要求8所述的用于地面接合工具的固定器系统（500），其特征在于，锁（560）和固定器衬套（570）构造为，当锁（560）的棘爪与固定器衬套（570）的第一棘爪（597）或第二棘爪（577）接合时，第二棘爪（579）或第一棘爪（577）的接触锁（560）的外表面（566）的一部分。

用于地面接合工具的固定器系统
技术领域
本实用新型主要涉及一种地面接合工具，更特别地，涉及一种用于可拆卸地将地面接合工具接合至多种地面作业机械的固定器系统。
背景技术
地面作业机械，例如，作为示例，挖掘机、轮式装载机、液压挖掘铲、缆绳铲、铲斗轮、推土机和拉铲挖掘机，它们通常用于挖掘或穿入地面或岩石和/或在工地上从一个地方向另一个地方移动分散的物料。这些地面作业机械包括多种地面作业机械，例如铲斗或叶片，用于挖掘或移动物料。这些器械可以承受来自磨擦的极端磨损和在地面作业应用期间经历的冲击。
为了保护这些器械抵抗磨损，并因而延长器械的使用寿命，可在地面作业机械的最严重破坏磨擦和发生冲击的区域中提供多种地面接合工具，例如齿、边缘保护器和其它磨损元件。这些地面接合工具使用定制的固定器系统来可拆卸地接合至所述器械，使得磨损或损坏的地面接合工具易于被拆卸且更换为新的地面接合工具。
已经提出了很多固定器系统并被用于可拆卸地接合多种地面接合工具至地面作业机械。这种固定器系统的一个示例在Adamic等人的美国专利7,640,684中被公开。公开的固定器系统包括，可释放的锁定组件，用于接合磨损元件至支撑结构。磨损元件在一侧包括至少一个销钉-固定器-容纳开口。该开口是锥形的，在其外表面更为狭窄且在其内表面更宽。支撑结构包括至少一个销钉容纳槽，其当磨损元件和支撑结构操作地连接的时候，通常与磨损元件中的开口对齐。截头圆锥形且具有内螺纹的销钉固定器被插入到磨损元件的开口内。磨损元件可滑动地安装至支撑结构之上。通过从标准棘轮工具施加的扭力，具有外螺纹的销钉螺纹被连接至销钉固定器内。销钉延伸经过磨损元件且进入支撑结构中的槽，以将磨损元件锁定至支撑结构。使用棘轮工具可以释放销钉且从销钉固定器拆除。磨损元件随后可被从支撑结构拆除。
用于可拆卸地接合多种地面接合工具至地面作业机械的固定器系统的另一个示例公开在Smith等人的美国专利7,762,015中。固定器系统包括旋转锁，具有狭槽，用于容纳安装至或作为作业工具一部分的接头的柱。当锁旋转的时候，进入狭槽的通道被阻挡，并且柱不能滑出狭槽。
这些已知的固定器系统仍然存在很多问题和/或缺陷。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于地面接合工具的固定器系统，本实用新型的多个实施方式可以解决上述一个或多个问题和/或缺陷。
本实用新型的技术方案是，用于地面接合工具的固定器系统，固定器系统包括：具有锁旋转轴的锁，包括围绕锁旋转轴延伸的外表面；以及具有固定器轴的固定器衬套和围绕固定器轴延伸的内表面，所述内表面构造为可旋转地容纳锁的外表面；其中，所述外表面的至少一部分包括相对于锁旋转轴的可变半径。
在本实用新型的技术方案中，还具有以下附加技术特征：
当锁的外表面可旋转地容纳在固定器衬套的内表面中时，锁旋转轴和固定器轴相互重合。
外表面包括逐渐减小的半径，从外表面的两端之间的位置向外表面的两端之一延伸。
外表面相对锁旋转轴在外表面的两端之间的第一位置确定了第一半径，并且在相邻外表面两端之一的第二位置确定第二半径，其中，第一半径基本上大于第二半径。
锁包括锁槽，锁可在柱可以滑入或滑出锁槽的未锁定位置以及柱不能滑入或滑出锁槽的锁定位置之间旋转。
当柱在锁定位置中被容纳在锁槽中时，锁旋转轴不与柱的中心同轴。
内表面构造为仅在锁定位置接触柱。
固定器衬套包括第一棘爪和第二棘爪，并且锁仅包括一个棘爪，构造为在未锁定位置接合第一棘爪而在锁定位置接合第二棘爪。
固定器衬套的第一和第二棘爪均包括从固定器衬套的内表面延伸的棘爪突起，并且锁的棘爪包括棘爪槽，构造为接合第一或第二棘爪的棘爪突起。
锁和固定器衬套构造为，当锁的棘爪与固定器衬套的第一棘爪或第二棘爪接合时，第二棘爪或第一棘爪的接触锁的外表面的一部分。
由上述技术方案可知，本实用新型的一个目的，一种用于地面接合工具的固定器系统可以包括具有锁旋转轴的锁，并且包括围绕锁旋转轴延伸的外表面，以及固定器衬套具有固定器轴，以及围绕固定器轴延伸的内表面。内表面可被构造为可旋转地容纳锁的外表面。外表面的至少一部分包括相对于锁旋转轴的可变半径。
用于地面接合工具的固定器系统可以包括具有锁旋转轴的锁，且包括锁槽，其中，锁可在柱可以滑入或滑出锁槽的未锁定位置以及柱不能滑入或滑出锁槽的锁定位置之间旋转。固定器系统还可以包括固定器衬套，包括构造为可旋转地容纳锁的内表面。当柱在锁定位置中被接收在锁槽中时，锁旋转轴不与柱的中心同轴。
地面接合工具系统可以包括地面接合元件，包括锁定腔、固定器衬套和锁。固定器衬套可以包括，外表面，构造为与锁定腔匹配，以及与外表面相对且围绕固定器轴延伸的内表面。锁可以具有外表面，围绕锁旋转轴延伸，且被构造为被可旋转地容纳在固定器衬套的内表面内。外表面的至少一部分可以包括相对于锁旋转轴的可变半径。
本实用新型所提出的用于地面结合工具的固定器系统可以解决物料进入固定器系统周围空间时引起的固定器系统的部件之间和/或固定器系统与地面接合工具之间所增加的摩擦。本实用新型提出的技术方案还可以降低固定器系统的部件之间的摩擦，以及固定器系统部件与地面接合工具之间的摩擦。
附图说明
附图1是依照本实用新型的一个具体实施方式的装载机铲斗的透视图，具有连接于其上的多个地面接合工具；
附图2是依照本实用新型的一个具体实施方式的齿组件的透视图；
附图3是附图2所示的齿的顶部的透视图，具有位于顶部锁定腔中的锁和固定器衬套；
附图4是依照本实用新型的一个具体实施方式的固定器的锁的透视图；
附图5是从附图4所示的锁的底部的透视图；
附图6是依照本实用新型的一个具体实施方式的固定器衬套的透视图；
附图7是从附图6所示的固定器衬套的底部的透视图；
附图8是附图3的顶部的后视图，示出了用于容纳附图2所示的相应接头的安装空腔；
附图9是沿着附图8的IX-IX平面的顶部的横截面图，具有位于锁定腔中的锁和固定器衬套；
附图10是示出了附图4和5的锁和附图6和7的固定器衬套之间的协同装配的透视图；
附图11是附图6和7的固定器衬套的顶视图，示出了棘爪突起的典型几何结构；
附图12是依照本实用新型的另一个具体实施方式的锁的透视图；
附图13是沿着附图12所示锁的XIII-XIII平面的横截面图；
附图14是附图12所示的锁的仰视图；
附图15是依照本实用新型的又另一个具体实施方式的锁的透视图；
附图16是从附图15所示锁的箭头方向看的侧视图；
附图17是沿着附图15所示锁的XVII-XVII平面的横截面侧视图；
附图18是依照本实用新型的另一个具体实施方式的锁的仰视图；
附图19是依照本实用新型的另一个具体实施方式的具有螺旋底面的锁的仰视图；
附图20是附图19所示的锁的透视图；
附图21-24是依照本实用新型的另一个具体实施方式的锁相对于锁定腔中的固定器衬套的多个位置的示意性视图；
附图25和26是依照本实用新型的另一个具体实施方式的锁相对于锁定腔中的固定器衬套的锁定位置（附图25）和未锁定位置（附图26）的示意性视图；以及
附图27和28是依照本实用新型的又另一个具体实施方式的锁相对于锁定腔中的固定器衬套的锁定位置（附图27）和未锁定位置（附图28）的示意性视图。
附图标记列表
1.挖掘机铲斗组件；2.铲斗；5.底面边缘；10.齿组件；20.插头；21.插头鼻部；22.插头横向侧面；23.插头柱；24.插头横向侧面；26.第一安装腿；27.凹槽；28.第二安装腿；30.地面接合顶部；31.顶部楔形边缘；32.顶部上表面；35.顶部安装空腔；37.顶部横向侧面；38.顶部下表面；39.顶部横向侧面的内表面；40.锁定腔；41.锁定腔的侧狭槽；43.锁定腔的内表面；45.锁定凸起；48.锁定腔中的肩部；50.固定器系统；60.锁；62.锁槽；63.锁的裙部；64.内表面；65.锁旋转轴；66.锁的外表面；67.锁的棘爪槽；68.封闭端；69.打开端；70.固定器衬套；71.固定器衬套的截头圆锥部；73.固定器衬套的C形部；74.固定器衬套的内表面；75.固定器轴；76.固定器衬套的外表面；77.固定器衬套的棘爪突起；78.部分；80.锁的头部；82.壁；84.工具接口；86.突起；87.外表面；88.凸耳；160.锁；162.锁槽；163.锁的裙部；165.锁旋转轴；180.头部；181.工具接口；182.壁；183.壁的第一表面；184.壁的第二表面；185.通孔；186.通孔的第一端；187.通孔的第二端；188.突起；189.插口凹槽；260.锁；263.锁的裙部；264.凹部；265.间隙；266.裙部的外表面；268.凹部的底面；269.外表面的部分；360.锁；362.锁槽；363.裙部；364.内表面；365.锁旋转轴；366.底面；367.裙部的第一圆周端；368.裙部的第二圆周端；369.裙部的开口端；372.内表面的上表面；374.第一平面；375.内表面的中点；378.内表面的下表面；450.锁的外表面；460.锁；461.第一圆周端；462.锁槽；463.裙部；465.锁旋转轴；468.底面；469.第二圆周端；470.锁的内表面；480.螺旋表面的斜面；481.螺旋表面的第一端；489.螺旋表面的第二端；490.底面的外边缘；500.固定器系统；523.柱；525.柱的中心；530.地面接合工具；540.锁定腔；544.锁定腔的表面；560.锁；561.裙部的封闭端；562.锁槽；563.锁的裙部；565.内表面轴；566.裙部的外表面；567.棘爪槽；568.裙部的内表面；570.固定器衬套；572.固定器衬套的外表面；574.固定器衬套的内表面；575.锁旋转轴；576.圆周；577.第一棘爪突起；579.第二棘爪突起；590.物料；600.固定器系统；623.柱；640.锁定腔；660.锁；663.裙部；666.裙部的外表面；670.固定器衬套；675.锁旋转轴；690.间隙；700.固定器系统；723.柱；725.柱的中心；760.锁；765.内表面轴；766.裙部的外表面；767.第一棘爪槽；767.第二棘爪槽；770.固定器衬套；775.锁旋转轴；776.圆周；777.第一棘爪突起；779.第二棘爪突起。
具体实施方式
附图1示出了作为地面作业机械的典型应用的挖掘机铲斗组件1。挖掘机铲斗组件1包括铲斗2，用于以已知的方式挖掘物料。铲斗2可以包括多种地面接合工具。例如，铲斗2可以包括多个齿组件10，作为地面接合工具，连接至铲斗2的底面边缘5。齿组件10可被固定至铲斗2，用作依照本实用新型的固定器系统。虽然本实用新型的多个实施方式将结合特定的地面接合工具（例如，齿组件10）而说明，应当理解的是，本实用新型应被用作任何其它类型的地面接合工具或部件或与其共同使用。此外，应当理解的是，除非特别说明，结合一个实施方式说明的一个或多个特征可被用于任何其它公开的实施方式。
参见附图2，齿组件10可以包括接头20，构造为接合铲斗2的底面边缘或机械的其它合适支撑结构。齿组件10还可以包括地面接合顶部30，构造为可拆除地连接至接头20。齿组件10可以进一步包括固定器系统50，构造为固定顶部30至接头20。顶部30承受由于与物料接触而导致的主要冲击和磨擦，并且比接头20更快地磨损且更频繁地损坏。因此，多个顶部30可被连接至插头20，磨损，且在插头29本身需要被更换之前被更换。正如将再次详细描述的，固定器系统50的多个具体实施方式，在本实用新型中保持一致，可以便于地面接合工具与机械的支撑结构的连接和拆卸。
接头20可以包括一对第一和第二安装腿26、28，在它们之间形成了用于容纳底面边缘5的凹槽27。接头20可被固定在底面边缘5的位置上，通过使用任何合适的连接方法来连接第一安装腿26和第二安装腿28至底面边缘5。例如，安装腿26和28和底面边缘5可以具有相应的孔（未示出），任何合适的紧固件、例如螺栓或铆钉可经过这些孔而被插入来将接头20保持在位。替代地或额外地，安装腿26和28可被焊接至底面边缘5的相应顶部和底部表面。在本领域中已知的任何其它的连接方法和/或构造可被替代地或额外地使用。例如，在一些具体实施方式中，接头可被构造为使用在此公开的任意固定器系统，来固定接头至机械的合适支撑结构。
接头20可以包括在向前方向中延伸的鼻部21。如附图3所示，鼻部21可被构造为被容纳在顶部30的安装空腔35中。鼻部21可被构造为在铲斗2的使用期间支撑顶部30，并且当承受物料的负载时便于顶部30在鼻部21上的保持。鼻部21可以包括从每个横向侧面22、24延伸的集成柱23。柱23可以具有多种形状和尺寸。在一个具体实施方式中，如附图2所示，柱23可以是截头圆锥型。正如将在此更为详细的描述，柱23可以与固定器系统50配合，来固定顶部30至接头20。
如在附图3的顶部30的后视图中所示，顶部30可以在顶部30内部形成安装空腔35，具有相对于接头20的鼻部21互补的结构。顶部30可以具有多种外部形状。例如，如附图2所示，顶部30通常可以随着其向前延伸而逐渐变细。例如，顶部30的上表面32可以随着其向前延伸而向下倾斜，并且顶部30的下表面38可以通常随着其向前延伸而向上。替代地，下表面38可以通常直线延伸或随着其向前延伸而向下。在其向前端部，顶部30可以具有楔形边缘31。
如在上文提到的，顶部30可通过固定器系统50而被固定至接头20。固定器系统50可以包括锁60和固定器衬套70。顶部30和/或接头20可以具有多种结构，用于在其内容纳锁60和固定器衬套70。例如，在附图2和3所示的具体实施方式中，顶部30在其每个横向侧面37可以包括锁定腔40，用于容纳锁60和固定器衬套70。当被组装置顶部30时，锁60和固定器衬套70可坐落于锁定腔40内。顶部30还可以包括向每个锁定腔40外部延伸的锁定凸起45。虽然在附图2和3中所示的具体实施方式在顶部30的每个横向侧面37具有锁定腔40和锁定凸起45，顶部30可以具有不同数量和/或布置的锁定腔40和锁定凸起45。
在一个具体实施方式中，锁60和固定器衬套60可被构造为坐落于锁定腔40的内表面43中，以允许锁60至少部分地相对固定器衬套70围绕锁定旋转轴65（附图4、5、和9）旋转的方式。如在附图9中最佳示出的，固定器衬套70可直接抵靠锁定腔40的内表面43而坐落，并且锁60可以抵靠固定器衬套70的内表面74而坐落。在锁定腔40的后侧，锁定腔40可以打开进入侧面狭槽41，其从锁定腔40沿着横向侧面37的内表面39而向后延伸。侧面狭槽41可以具有横截面，构造为允许插头20的柱23的至少一部分从顶部30的后端被插入。
参考附图6和7，固定器衬套70可以包括C形裙部73，其围绕固定器轴75延伸。裙部73可以围绕固定器轴75延伸一半。在一些具体实施方式中，裙部73可以与锁定腔40的内表面43围绕锁旋转轴65延伸近似相同的角度而围绕固定器轴75延伸。
固定器衬套70可被构造为与锁定腔40的内表面43匹配。例如，固定器衬套70可以包括具有截头圆锥部71的外表面76，构造为与锁定腔40中的内表面43的相应截头圆锥部分匹配。当固定器衬套70位于锁定腔40中、外表面76的截头圆锥部71与内表面43的相应截头圆锥部匹配，固定器轴75可以与锁60的锁旋转轴65同轴，如附图10中所示。
锁定腔40可被构造为使得，当固定器衬套70坐落在锁定腔40中时，基本上阻止了固定器衬套70相对于锁旋转轴65的旋转。例如，如在附图2中最佳示出的，锁定腔40可以包括肩部48，邻近内表面43的圆周外端延伸且邻接固定器衬套70的裙部73的圆周外端。固定器衬套70还可以包括对着外表面76的内表面74，并且围绕固定器轴75圆周地延伸且与其同轴。因此，当固定器衬套70与锁定腔40中的锁60组装的时候，内表面74可围绕锁旋转轴65圆周地延伸且与其同轴。
在一些具体实施方式中，固定器衬套70可以包括一个或多个棘爪，用于接合锁60的相应棘爪。例如，如附图6和7所示，固定器衬套70可以包括棘爪突起77，从内表面74径向地向内延伸。棘爪突起77可位于固定器衬套70上的多个位置。例如，棘爪突起77彼此间可以围绕固定器轴75近似间隔180度。在一个具体实施方式中，直接对着棘爪突起77的位置的固定器衬套70中的外表面76的部分78可以具有平滑表面，而没有任何下陷或表面不连续，如附图6和7所示。
棘爪突起77可以具有多种形状。在一个实施方式中，每个棘爪突起77可以包括通常凸面弯曲的表面，例如恒半径表面，从内表面74径向地向外突出。沿着基本上平行于固定器轴75的方向，凸面弯曲的表面可以在尺寸（例如，半径）上减小。如附图11所示，每个棘爪突起77可以具有基本上恒定的半径R的凸面弯曲的表面，其中心C位于与固定器轴75间隔d1处，其大于固定器轴75和固定器衬套70最外表面之间的距离d2。附图11中的虚线指示了固定器衬套70的内表面74，位于棘爪突起77的半径R处于最大的标高处。
仅通过示例的方式，半径R可以在近似9.5mm至近似14.2mm的范围内。距离d1可以在近似36.0mm至近似53.7mm的范围内。距离d2可以在近似28.8mm至近似43.0mm的范围内。在一个具体实施方式中，距离d1、距离d2和半径R分别可以是近似53.7mm、43.0mm和4.2mm。此外，在一些具体实施方式中，距离d1与距离d2的比可以是近似1.25，并且距离d1和半径R的比可以是近似3.8。
如尚未提到的，锁60可被构造为与固定器衬套70的内表面74匹配。例如，如在附图4和5中最佳示出的，锁60可以包括裙部，具有外表面66，具有与固定器衬套70的内表面基本上相同的轮廓。裙部63的外表面66可以与锁旋转轴65同轴且围绕其圆周地延伸。裙部63和外表面66可以围绕锁旋转轴65仅延伸一半。例如，裙部63和外表面66可以与固定器衬套70的裙部73围绕固定器轴75延伸相同的角度而围绕锁旋转轴65延伸。通过裙部63和锁60的外表面66如此构造，锁60可被坐落于固定器衬套70内，具有锁60的外表面66匹配至固定器衬套70的内表面74。当锁60如此定位在固定器衬套70中时，锁旋转轴65可以与固定器轴75同轴。
锁60可以包括一个或多个棘爪槽67，构造为接合固定器衬套70相应的棘爪突起77，从而可释放地将锁60保持在预定的围绕锁旋转轴65的旋转位置。例如，如附图4和5所示，锁60的棘爪槽67可以从裙部63的外表面66径向地向内延伸。棘爪槽67可以具有构造为与棘爪突起77匹配的形状。在附图4和5所示的实施方式中，棘爪槽67可以包括凹面，例如恒半径曲面，从外表面66径向地向内延伸。在一些实施方式中，棘爪槽67相互间可以间隔近似与棘爪突起77相同的距离。因此，在棘爪突起77相互间彼此间隔近似180度的地方，棘爪槽67可以同样彼此间隔近似180度。因此，锁60可位于固定器衬套70内，具有抵靠固定器衬套70的内表面74的外表面66，并且棘爪突起77延伸进入棘爪槽67。在一个替代实施方式中，正如在下面将参考附图21-24更详细描述的，锁560可以仅包括一个棘爪槽567，同时固定器衬套570可以包括两个棘爪突起577和579。
固定器衬套70可被构造为偏移，从而允许棘爪突起77与锁67的棘爪槽67接合和/或分离。例如，固定器衬套70可至少部分由柔性材料构成，包括但不限于，塑料材料或弹性材料。在一些实施方式中，固定器衬套70可整体由这样的柔性材料构成。
依照一个具体实施方式，固定器衬套70可由自润滑材料构成，其可以渗出或流出润滑物。例如，固定器衬套70可由热塑材料制成，包括聚甲醛（POM），也已知为Delrin?。由这种材料制成的固定器衬套70可以呈现低摩擦同时保持尺寸稳定。
锁60可以由金属构成。替代地或额外地，锁60表面的全部或部分可覆盖有降低摩擦的材料。如在此使用的术语“降低摩擦的材料”表示一种材料，其覆盖锁60的表面，从而具有从近似0.16至近似0.7的摩擦系数。例如，在锁60的至少一部分表面可镀锌，来降低锁60表面（例如，锁60和固定器衬套70之间的表面）的摩擦至近似0.16至近似0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，锁60的至少一部分表面可覆盖有石墨粉末。石墨粉末可被直接散开或喷射至锁60表面上。替代地或额外地，石墨表面可混合有合适的溶解材料，且通过使用刷子或将锁60浸入混合物中而将其施加至锁60的表面。在一个具体实施方式中，商业上可提供的石墨润滑剂，例如基于SLIPPlate商标销售的产品，可被替代地或额外地使用。
锁60可被构造为容纳接头20的柱23的至少一部分。例如，如在附图3、5和9中最佳示出的，锁60可以包括延伸进入裙部的锁槽62。锁槽62可以具有裙部63的两个圆周端之间的开口端69，以及与裙部63的中间部相邻的封闭端68。在一些实施方式中，锁槽62可以具有这样的尺寸和形状，使得其可以容纳接头20的截头圆锥柱23。裙部63的内表面可以是倾斜的，从而匹配于相邻锁槽62封闭端68的接头20的截头圆锥柱23。
锁60还可以包括连接至裙部63相邻裙部63的窄端的头部80。如在附图4和5中最佳示出的，头部80可以包括壁82，在基本上垂直于锁旋转轴65且穿过裙部63窄端的平面中延伸。在一些实施方式中，壁82可以完全地封闭锁槽62相邻裙部63窄端的侧面。头部80对着锁槽62的侧面可以包括从壁82延伸、沿着锁旋转轴65远离裙部63的突起86。突起86可以包括基本上圆柱形的外表面87，围绕大部分锁旋转轴65延伸，以及凸耳88，相对于锁旋转轴65径向地向外延伸。在一些具体实施方式中，凸耳88可以相对于锁槽62从开口端69向封闭端68延伸的方向而横向延伸。
如上文提到的，锁60可与固定器衬套70安装在锁定腔40内，锁60的外表面66匹配固定器衬套70的内表面，并且锁60的棘爪槽67与固定器衬套70的棘爪突起77匹配。当锁60位于这一位置时，锁槽62的开口端60可以面对后方，如附图3和9所示。这一位置允许了柱23经过开口端69滑动插入和移出锁槽62。因此，锁60的这一位置可被认为看作是未锁定位置。
为了在锁槽62内部锁定柱23，锁60可相对于锁旋转轴65而旋转至锁定位置。在这一锁定位置中，锁定裙部63邻接封闭端68的部分可以阻止柱23相对于锁槽62的滑动运动，因而防止顶部30相对于接头20的滑动运动。锁60的锁定位置可以围绕锁旋转轴65与未锁定位置成180度。在锁定位置中，正如在未锁定位置中，锁60的棘爪槽67可以接合固定器衬套70的棘爪突起77，其可以可释放地将锁60保持在锁定位置中。
为了在未锁定位置和锁定位置之间旋转锁60，应相对于锁旋转轴65向锁60施加足够的转矩，从而使得棘爪突起77和/或棘爪槽67偏移和相互分离。一旦棘爪突起77和棘爪槽67相互分离，锁60的裙部63的外表面66可以随着锁60围绕锁旋转轴65旋转而沿着固定器衬套70的内表面74滑动。一旦锁60围绕锁旋转轴65旋转了近似180度，棘爪突起77和棘爪槽67可以再次彼此接合，从而可释放地将锁60保持在旋转位置中。
锁60还可以在头部80包括工具接口84，从而便于围绕锁旋转轴65旋转锁60。工具接口84可以包括任意类型的部件，构造为通过工具接合，用于围绕锁旋转轴65向锁60施加转矩。例如，如附图4所示，工具接口84可以包括具有横截面的插口凹槽，构造为结合插口驱动器，例如插口扳手。当锁60坐落于锁定腔40内时，形成了工具接口84的头部80可以至少部分穿过锁定腔40和锁定凸起45而延伸，并且锁定腔40可以提供用于工具的进口，从而接合工具接口84。
本实用新型的地面接合工具和相关的固定器系统并不限于在上文描述的典型结构。例如，地面接合工具10可以包括不同数量的锁定腔40，并且地面接合工具10可以使用不同数量和结构的柱23、锁60和固定器衬套70。此外，代替接头20和柱23，地面接合工具10可以使用一个或多个固定至或与合适的支撑结构一体形成的销钉。
本实用新型的特定的典型方面可以提供多种替代和/或额外结构的固定器系统，用于可拆除地接合地面接合工具至器械的合适支撑结构。例如，可能对固定器系统的锁和/或固定器衬套的进一步修改，从而提高固定器系统的性能。在下面的描述中，公开了固定器系统的多个实施方式，其可以降低在锁的旋转期间由于固定器系统周围的物料而导致的摩擦。
应注意到的是，在下面的实施方式的描述中，仅有不同于上述实施方式的特征才被强调，并且与上述实施方式共有的特征的详细描述在此省略。
附图12至附图14示出了依照本实用新型的一个具体实施方式的固定器系统的锁160。锁160可以包括头部180，具有沿着锁旋转轴165延伸的工具接口181以及从头部180延伸的C形裙部163。锁160还可以包括壁182，在基本上垂直于锁旋转轴165的平面中延伸。如在附图13中最佳示出的，壁182包括第一表面，工具接口181从这里沿着锁旋转轴165延伸，以及第二表面184，对着第一表面183，裙部163从这里以一角度延伸。工具接口181可以包括从壁182延伸的突起188，具有基本上圆柱形的外表面，以及形成在突起188内部的插口凹槽189，其中，插口凹槽189构造为容纳插口驱动器（例如，插口扳手），用于围绕锁旋转轴165向锁160施加转矩。
壁182可以包括通孔185，具有开口朝向工具接口181的插口凹槽189的第一端部186以及开口朝向由裙部163形成的锁槽162的第二端部187。因而形成的通孔185可以用作泄漏口，用于填充的物料从锁槽62中泄出。虽然通孔185在公开的实施方式中具有圆形形状，通孔185可以具有任何其它形状和/或尺寸。例如，通孔180可以具有矩形形状和/或基本上等于工具接口181的开口区域的尺寸。在替代实施方式中，代替提供用于形成工具接口181的突起188，通孔185可以形成和用作工具接口。
通过锁160中的通孔185，可以进入锁槽162、在内部积聚和/或变硬的物料可以经过通孔185而泄出，并且使得操作者更容易相对于固定器衬套和/或与锁160接触的支撑元件而旋转锁160。
依照另一个具体实施方式，锁中的裙部的外表面，其构造为接触固定器衬套的内表面，可以包括凹部。例如，如在附图15-17中所示，锁260可以包括接合至头部的C形裙部263。裙部263包括外表面266，构造得可旋转地容纳在固定器衬套的内表面（例如，附图6和7所示的固定器衬套70的内表面74）中。外表面266可以包括凹部264，其构造为，当裙部263的外表面266被可旋转地容纳在固定器衬套70的内表面74中时，在固定器衬套70的内表面74和凹部264的底面268之间产生间隙265。
外表面266不包括凹部264的部分269可被构造为接触固定器衬套70的内表面，而不影响裙部263和固定器衬套70之间的相对旋转运动，并且不干涉由凹部264产生的间隙265。凹部264可以具有任何形状和/或尺寸。例如，虽然在附图16中所示的凹部264具有基本上T形的形状，凹部264可以具有基本上矩形、梯形或圆形的形状，围绕外表面266的一部分形成。在一些具体实施方式中，凹部264可以具有多个凹部264。
仅通过示例的方式，凹部264可以具有裙部263厚度的近似0.12至0.2倍的深度（也就是，在部分269的外表面266和凹部264的底面268之间的距离）。在一些实施方式中，深度可以在近似1.0mm至近似1.7mm之间的范围内。在一个具体实施方式中，凹部264具有近似1.2mm的深度。
通过提供有一个或多个凹部264的裙部263，可以进入固定器衬套70的内表面74和锁260的外表面266之间的任何物料可以在形成于凹部264和固定器衬套70的内表面74之间的间隙265中自由移动。结果，由于在锁260的外表面266和固定器衬套70的内表面74之间的物料导致的潜在的不利影响（例如，增加在锁260和固定器衬套70之间的摩擦）可被降低或消除。
依照本实用新型的又一个具体实施方式，附图18示出了锁360的裙部363的结构，其可以便于在裙部363的锁槽362中容纳磨损的柱23。例如，锁360包括C形裙部363，具有构造为可旋转地容纳在固定器衬套的内表面中的外表面，以及确定了锁槽362的内表面364，构造为容纳与地面接合工具被一起锁定的支撑元件（例如，在附图2中示出的接头20的柱23）。内表面364可以在第一圆周端367和第二圆周端368之间延伸，从而形成锁槽362。内表面364可以是斜面，相应于支撑元件（例如，柱23）的截头圆锥部成一角度。
对于描述的目的，内表面364可被分为第一内表面372和第二内表面378。第一内表面372在第一圆周端367和第一圆周端367以及第二圆周端368之间的中点375之间延伸。第二内表面378在第二圆周端368和中点375之间延伸。如附图18所示，第一内表面372和第二内表面378可以相对于基本上平行于锁旋转轴365且经过中点375的第一平面374对称。在替代实施方式中，第一内表面372和第二内表面378可以不相互对称。
第一内表面372和第二内表面378可被构造为使得，在基本上垂直于锁旋转轴365的给定水平平面中，在第一圆周端367和第二圆周端368之间的距离d3小于第一内表面372和第二内表面378之间的最大距离dmax，其中，在垂直于第一平面374的方向中测量距离d3和dmax。
仅通过示例的方式，在包括底面366的平面中，最大距离dmax可以在近似60mm至64mm的范围内，并且距离d3可以在近似50mm至近似54mm的范围内。距离d3与最大距离dmax的比值可以在近似0.83至近似0.84的范围内。
当接头20的柱23磨损的时候，柱23可以从正常的中间位置被替换。通过裙部363公开的结构，其形成了锁槽362，圆周端367和368之一或二者可以用作钩元件，用于抓住磨损的柱23且引导其进入锁槽362。
在一些具体实施方式中，锁中的裙部的底面可被削去或形成凹部，从而在底面和支撑结构（例如，附图2中所示的接头20的横向侧面22）之间提供用于物料的空间。虽然通常在底面和支撑结构之间提供大约0.1mm的小间隙，可以进入该间隙的物料可以充满该间隙且随着时间而变硬。间隙中填充或变硬的物料可以增加底面和支撑结构之间的摩擦，其可以增加旋转锁所需的转矩。为了降低由于填充的物料导致的摩擦，如附图19和20所示，锁460在裙部463的底面468处可以包括斜面480，例如螺旋表面480。
例如，锁460的C形裙部463可以包括第一圆周端461和第二圆周端469，在它们之间形成了锁槽462。裙部463进一步包括，外表面450，构造得可旋转地容纳在固定器衬套的内表面（例如，附图6和7所示的固定器衬套70的内表面74）中，以及内表面470，构造为接触锁槽462中的支撑元件的一部分（例如，附图2的柱23）。裙部463还包括在外表面450和内表面470之间延伸的底面468，底面468包括斜面480。斜面480可以占据底面468的全部或仅一部分。斜面480可以在不平行于垂直锁旋转轴465的平面的方向中延伸。斜面480可由外边缘490形成，并且至少一部分外边缘490（例如，在外表面450和底面468之间连接的部分）可以在基本上垂直于锁旋转轴465的平面中延伸。
在一些具体实施方式中，斜面480可以形成螺旋表面480，当从外边缘490的平面测量时，具有从第一端481向第二端489增加的深度。第一端481可以相邻第一圆周端461，并且第二端489可以相邻第二圆周端469。仅通过示例的方式，螺旋表面480可以具有近似2.5度的螺旋角，具有近似6mm的螺旋度，并且如附图20所示，相邻螺旋表面480的第二端489最大深度Dmax可以是近似4.0mm。通过斜面或螺旋表面480提供的相对于逐渐接触底面468的支撑结构而降低的底面轮廓，锁460的底面468和支撑结构的表面之间的摩擦实质上可被降低。
依照另一具体实施方式，附图21-24示意性地示出了固定器系统500，使用了偏心锁组件，用于在固定器系统500的多个部件之间产生一个或多个间隙。正如将在此详细描述的，在附图21-24中所示的固定器系统500在其它部件之间包括下面的两个部件：（1）锁560，具有偏心外表面566，以在外表面566和锁定腔540的一部分和/或固定器衬套570之间产生间隙；以及（2）锁560，具有不与柱523的中心525一致的旋转轴575，从而在锁560的内表面568和柱523之间产生间隙。虽然这两个部件在附图21-24所示的实施方式中被一起公开，应被理解的是，与本实用新型一致的固定器系统可以分别包括这些部件中的一个，如在附图25-28中进一步示出的。
附图21示出了处于锁定位置的固定器系统，支撑结构的柱523被容纳在由锁560的C形裙部563形成的锁槽562中。柱523具有从其中心525的半径R1。裙部563可旋转地容纳在固定器衬套570中。固定器衬套570可坐落于地面接合工具530的锁定腔540中，固定器衬套570的外表面572与锁定腔540的内表面匹配。固定器衬套570可以包括围绕锁旋转轴575以半径R2延伸的内表面574。围绕锁旋转轴575以半径R2形成的圆周576在附图21中以虚线指示。仅通过实例的方式，在一些具体实施方式中，半径R2可以在近似37mm至近似42mm的范围内。
裙部563的外表面566可以围绕锁旋转轴575延伸，并且可被构造得可旋转地容纳在固定器衬套570的内表面574中。如附图21所示，当固定器衬套570坐落在锁定腔540中、裙部563的外表面566可旋转地容纳在固定器衬套570的内表面574中的时候，锁旋转轴575与固定器衬套570的固定器轴一致。
外表面566可以至少部分具有相对于锁旋转轴575可变直径。例如，如附图21所示，外表面566可以具有在顺时针方向（例如，在与锁560的旋转方向相反的方向）中逐渐减小的半径，形成相对于锁旋转轴575的偏心表面。在一个具体实施方式中，可变直径可以从裙部563的一个圆周端向另一个圆周端延伸。在一个替代实施方式中，可变直径可以从裙部563的两个圆周端之间的任意位置向裙部563的两个圆周端的一个延伸。当锁560从附图21所示的锁定位置旋转至未锁定位置时，外表面566的偏心结构可以在外表面566和锁定腔540的一部分（例如，在锁定位置邻接外表面566的部分）和/或固定器衬套570之间产生间隙。产生这一间隙可以降低由于物料填充在外表面566和锁定腔540的一部分和/或固定器衬套570之间而导致的摩擦，因而在固定器系统500的解锁操作期间，便于锁560的旋转。仅通过示例的方式，外表面566的半径可以在近似40mm至近似45mm的范围内改变。
在一个具体实施方式中，如附图21所示，锁定腔540的一部分可以具有由半径R2定义的在圆周576内部伸出的表面544，使得表面544至少在锁定位置中可以与裙部563的偏心外表面566的至少一部分接触。在一些具体实施方式中，表面544可以具有与外表面566的轮廓一致的轮廓。
如附图21所示，锁560的锁旋转轴575可以不与柱523的中心525一致。此外，裙部563的内表面可被构造为，使得，随着裙部563从附图21的锁定位置旋转至附图24的未锁定位置，在内表面轴565和内表面568在附图21所示的锁定位置中接触柱523的一部分之间基本上保持相同的距离R3。锁560和柱523之间的这一偏心布置可以随着裙部563从附图21的锁定位置旋转至附图24的未锁定位置，在裙部563的内表面568和柱523之间产生间隙，因而在固定器系统500的解锁操作期间，降低由于物料填充在锁560和柱523之间而导致的摩擦。
在附图21-24公开的实施方式中，固定器衬套570可以包括第一棘爪突起577和第二棘爪突起579，每一个位于接近固定器衬套570的每个相应圆周端，并且彼此间间隔近似180度。裙部563可以仅有一个棘爪槽567，构造为与第一和第二棘爪突起577和579的任一个匹配。在附图21所示的锁定位置中，裙部563的棘爪槽567可以接合第一棘爪突起577，从而旋转地将裙部563保持在锁定位置，并且裙部563的封闭端561与柱523的外表面匹配，从而牢固地将柱523保持在锁槽562中。由于固定器衬套570的内表面574的半径R2和裙部563的偏心外表面566的可变半径之间的差值，裙部563的外表面566可以接合第二棘爪突起579。例如，及时裙部563并不包括相应于第二棘爪突起579的第二棘爪槽，固定器衬套570的内表面574的半径R2以及外表面566的可变半径可被布置得，使得仅使用一个棘爪槽567，裙部563的外表面566可以相对于固定器衬套570提供足够的结构支撑。
为了从附图21的锁定位置向附图24的未锁定位置移动固定器系统500，锁560可以围绕锁旋转轴575逆时针旋转。如上所述，锁560可以在头部具有工具接口（未示出），从而旋转锁560和裙部563。附图22和23示出了附图21的锁定位置和附图24的未锁定位置之间的中间位置。随着裙部563从附图21的锁定位置逆时针旋转，裙部563的内表面568的封闭端561或任何其它部分远离柱523的外表面而移动，在裙部563的内表面568和柱523之间的锁槽562中形成间隙，如附图22所示。结果，在锁定位置中填充在裙部563的内表面568和柱523之间的物料590可被释放、移除和/或分散离开裙部563，使得使用者更容易旋转锁560。进一步旋转裙部563，如附图23所示，可以在裙部563和柱523之间产生额外的间隙，并且，随着在附图23中可见，填充的物料590不再显著地干涉裙部563的旋转。
在附图24所示的未锁定位置中，裙部563的棘爪槽567可以接合固定器衬套570的第二棘爪突起579，从而旋转地将裙部563固定在未锁定位置中。类似于附图21的锁定位置，裙部563的外表面566可以接合第一棘爪突起577，同时，裙部563的棘爪槽567接合第二棘爪突起579。如上文提到的，在未锁定位置，棘爪槽567和第二棘爪突起579之间的接合以及裙部563的外表面566和第一棘爪突起577之间的接触，可以相对于固定器衬套570提供足够的裙部563的结构支撑。
如上文提到的，附图21-24的固定器系统500在其它部件之间提供了两个部件，可以各自用于固定器系统中。因此，附图25和26以及附图27和28分别示意性地示出了两个具体实施方式，其各自使用这两个部件。在下文对这些具体实施方式的描述中，仅有不同于附图21-24所示实施方式的特征才被强调，并且与上述实施方式共有的特征的详细说明此省略。
附图25和26示意性的示出了固定器系统600，其使用锁660，具有偏心外表面666，其可以在外表面666和锁定腔640的一部分和/或固定器衬套670之间产生间隙690。锁660（及其裙部663），这一实施方式的锁660（及其裙部663）、固定器衬套670和锁定腔640可基本上类似于上文参考附图21-24所描述的，并因此，在此省略了其中的详细说明。附图25的固定器系统600与附图21-24的实施方式的不同之处在于，锁660的锁旋转轴675（以及固定器衬套670的固定器轴）可以与柱623的中心一致。换句话说，这一实施方式不需要锁660和柱623相互间具有偏心布置。
通过偏心外表面666具有围绕旋转轴675的可变半径，当锁660从附图25所示的锁定位置向附图26所示的未锁定位置旋转的时候，锁660可以在外表面666和锁定腔640的一部分和/或固定器衬套670之间产生间隙690。产生间隙690可以降低由于物料填充在裙部663外表面666和锁定腔640的一部分和/或固定器衬套670之间而导致的摩擦，因而在固定器系统600的解锁操作期间，便于锁660的旋转。
附图27和28示意性地示出了固定器系统700，其使用锁760，具有不与柱723的中心725一致的旋转轴775，从而在锁760的内表面和柱723之间产生间隙。在这一实施方式的锁760、固定器衬套770和柱723之间和之中的这一偏心布置（例如，具有不同布置的柱723的中心725、锁旋转轴775和/或内表面轴765），可基本上类似于上文参考附图21-24所描述的，并因此，在此将省略其中的详细说明。附图27和28的固定器系统700与附图21-24所示的实施方式的不同之处在于，锁760不包括具有可变半径的偏心外表面。代替地，锁760的外表面766相对于锁旋转轴775可以具有基本上一致的半径，外表面766基本上形成了由围绕锁旋转轴775的半径R2形成的圆周776，如在附图27和28中所示。此外，不像附图21-24的具有用于与第一和第二棘爪突起777和779中任一个匹配的单独棘爪槽的锁560，锁760可以包括第一棘爪槽767和第二棘爪槽769，构造为，在附图27的锁定位置分别与第一棘爪突起777和第二棘爪突起779匹配，并且在附图28的解锁位置，分别于第二棘爪突起770和第一棘爪突起777匹配。应被理解的是，这一实施方式的锁760可以是在附图4、5、10和12-20中所示且参考其描述的任一种锁。
锁760和柱723之间的这一偏心布置可以随着裙部760从附图27的锁定位置旋转至附图28的未锁定位置，在裙部760的内表面和柱723之间产生间隙，因而在固定器系统700的解锁操作期间，降低由于物料填充在锁760和柱723之间而导致的摩擦，并且在固定器系统700的解锁操作期间便于锁760的旋转。
工业应用
公开的固定器系统和地面接合工具可被应用至多种地面作业机械，例如，作为示例，挖掘机、轮式装载机、液压挖掘铲、缆绳铲、铲斗轮、推土机和拉铲挖掘机。当安装时，公开的固定器系统和地面接合工具可以包括与地面作业机械相关的多个器械，抵抗在最破坏性磨擦和冲击发生的区域中抵抗磨损，并因而延长器械的使用寿命。
本实用新型所提出的的用于地面结合工具的锁可以提供牢固和可靠的地面接合工具与多种地面作业机械的接合和分离。本实用新型所提出的用于地面结合工具的锁可以解决物料进入固定器系统周围空间时引起的固定器系统的部件之间和/或固定器系统与地面接合工具之间所增加的摩擦。此外，本实用新型提出的技术方案还可以降低固定器系统的部件之间的摩擦，以及固定器系统部件与地面接合工具之间的摩擦。
公开的固定器系统50包括锁60和固定器衬套70。固定器衬套60构造为与顶部30的锁定腔40的内表面43匹配，并且锁60构造为与固定器衬套70的内表面74匹配。为了接合顶部30至接头20，锁60和固定器衬套70组装至顶部30的锁定腔40。锁定腔40打开进入向后延伸的侧面槽41，其允许接头20的柱23通过。一旦柱23插入锁槽62的内部，锁60围绕锁旋转轴65而旋转至封闭位置。在这一位置中，锁定裙部63邻接封闭端68的部分可以阻止柱23的截头圆锥部滑动进入或离开锁槽62，防止顶部30相对于接头20的滑动运动。在锁定位置中，锁60的棘爪槽67可以接合固定器衬套70的棘爪突起77，其可以可释放地将锁60保持在锁定位置中。
为了从接头20分离顶部30，锁60从锁定位置向未锁定位置旋转，从而导致棘爪突起77和棘爪槽67相互分离。一旦棘爪突起77和棘爪槽67相互分离，锁60的裙部63的外表面66可以随着锁60围绕锁旋转轴65旋转而沿着固定器衬套70的内表面74滑动。一旦锁60围绕锁旋转轴65旋转了近似180度，棘爪突起77和棘爪槽67可以再次彼此接合，从而可释放地将锁60保持在旋转位置中。
对于本领域技术人员明显的是，对于公开的固定器系统和/或地面接合工具系统，可以进行多种修改和变形。基于对公开的方法和装置的详述和实践的考虑，其它的实施方式对于本领域技术人员将是明显的。这里的详述和示例意于仅被认为是示例，实际的保护范围通过权利要求和它们的等同范围而确定。