专利名称：自紧固固定系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种固定系统，该固定系统可以用于将两个构件或物体固定在一起。特别是，本发明涉及一种固定装置，其中凸形部件可以插入凹形部件中，这样凸形和凹形部件可以牢固地锁定在一起。
背景技术：
本申请要求美国临时专利申请No.60/621563、申请日为2004年10月22日名称为“Flat Packable，Self Tightening Fastener”；和美国临时专利申请No.60/706322、申请日为2005年8月8日，名称为“Self-Tightening FasteningSystem”的优先权，这两件申请的全文在本申请中结合参引。
多种制造产品常常由两个或更多零件或部件组成，它们必须装配在一起以便获得最终的可使用产品。为了节约装配、处理、运送和储存的成本，制造商通常使这些产品能够以最初拆开的形式发送给最终用户。例如，制造商通常提供包装成“扁平包装”的产品，该扁平包装一般包括纸板箱，该纸板箱装有成拆开形式的产品的各个零件以及将零件装配在一起所需的一包硬件。特别是，制造商通常运送扁平包装中的家具例如书架、橱柜等，该扁平包装包含木面板、其它部件以及最终用户装配整件家具所需的一包硬件。
尽管提供拆开产品对于制造商或销售商有利，但是对于采构人和最终用户有公知的缺点。对于普通消费者，装配过程可能很困难、复杂和浪费时间。通常，装配过程需要使用工具，有些情况需要与固定硬件一起包装的专用工具，它们中的一些或全部有时可能从扁平包装中遗失。另外，在装配过程中在固定在一起之前，固定部件自身一般需要固定在它们的相应零件上，因为固定部件不能由制造商预先安装在要装配的零件上。这常常因为预先安装的普通固定部件将从零件上凸出，从而增加了包装或容器所需的空间(例如阻止木面板紧密堆垛在一起)，并增加了零件在运送和搬运过程中受损的危险。
因此，需要提供改进的固定方案，它提高了最终用户将产品的零件装配在一起的能力。通常，通过使用固定硬件来装配的任何物体都可以从改进的固定方案中受益。
发明内容
自紧固装置用于将两个构件固定在一起，它包括凹形部件和凸形部件，其中，凹形部件能够接收凸形部件。凹形部件包括活动元件、能量储存机构和保持机构。活动元件可在开锁位置和锁定位置之间运动。能量储存机构储存能量，用于当释放能量储存机构中的能量时使得活动元件从开锁位置运动至锁定位置。保持机构使能量储存机构保持在储存能量状态直到释放该保持机构。当凸形部件插入凹形部件内时，通过释放保持机构，能量储存机构从能量储存状态驱动至释放能量状态，从而使得活动元件从开锁位置运动至锁定位置，使凸形部件与凹形部件啮合。
通过随后的附图和详细说明，本领域技术人员将清楚本发明的其它系统、方法、特征和优点。应当理解，所有这些附加系统、方法、特征和优点都将包含在该说明书中，包含在本发明的范围内，并由附加权利要求来保护。
参考下面的附图将更好地理解本发明。图中的部件并不需要按比例绘制，重点在于说明本发明的原理。附图中，相同附图标记在不同附图中都表示相应零件。
图1是一个实施例的固定装置的透视图；图2是图1所示的固定装置的分解图；图3是图1所示的固定装置的另一分解图；图4是图1所示的固定装置的透视图，其中凸形部件与凹形部件分离，且还表示了凹形部件的内部部件；图5是图1所示的固定装置的透视图，其中凸形部件插入凹形部件中，同时固定装置处于开锁位置；图6是图1所示的固定装置的透视图，其中凸形部件进一步插入凹形部件中，以便从开锁位置释放固定装置；图7是图1所示的固定装置的透视图，其中凹形部件的锁定机构开始从开锁位置朝着锁定位置运动；
图8是图1所示的固定装置的透视图，其中锁定机构运动至锁定位置；图9是另一实施例的固定装置的透视图；图10是图9所示的固定装置的透视图，其中固定装置的凸形部件和凹形部件已经连结在要装配的各构件中或与各构件形成一体；图11是图9中所示的固定装置的分解透视图；图12是图9所示的固定装置的凹形部件的平面图，同时凹形部件处于开锁位置；图13是图12中所示的凹形部件沿图12中的线A-A的剖视正视图；图14是凹形部件处于开锁位置的平面图，表示了凹形部件的、与图12中所示相反的一侧；图15是图9所示的固定装置的透视图，同时凸形部件在插入凹形部件内之前固定装置处于开锁位置；图16是图9所示的固定装置的透视图，此时是在凸形部件已经插入凹形部件内和凹形部件已经运动至锁定位置之后；图17是固定装置处于锁定位置的剖视正视图；图18是利用端面凸轮来将固定装置固定在构件内的固定装置的另一实施例的分解后视图；图19是图18中所示的固定装置的另一实施例的分解俯视图；图20是与各构件形成一体的、图18中所示的固定装置的透视图，并表示了在凸形部件已经插入凹形部件中和凹形部件已经运动至锁定位置之后的固定装置；图21是固定装置的透视图，表示了与图20中所示相反的透视图；图22是与各构件形成一体的、图18中所示的固定装置的透视图，表示了凹形部件处于锁定位置，且凸形部件没有插入凹形部件中；图23是与各构件形成一体的、图18中所示的固定装置的透视图，表示了凹形部件处于开锁位置，且凸形部件插入凹形部件中；图24是与各构件形成一体的、图18中所示的固定装置的透视图，表示了凹形部件处于锁定位置，且凸形部件插入凹形部件中；图25是能够在相同平面内固定两个构件的固定装置的另一实施例的透视图；图26是图25中所示的固定装置的分解透视图，表示了处于开锁位置的固定装置；图27是图25中所示的固定装置的分解透视图，表示了处于锁定位置的固定装置；图28表示了图25中集成在两个构件中的固定装置；图29表示了图25中集成在两个构件中的固定装置的平面图；图30表示了图25中集成在两个构件中的固定装置的平面图，且凸形部件位于凹形部件内；图31表示了图25中集成在两个构件中的固定装置的透视图，且凸形部件位于凹形部件内和固定装置处于锁定位置；图32表示了图25中所示的固定装置的分解透视图，凸形部件位于凹形部件的锁定机构中，且锁定机构位于开锁位置；图33表示了图32中所示的固定装置的相对分解透视图；图34表示了图32中所示的固定装置的分解透视图，凸形部件位于凹形部件的锁定机构中，且锁定机构位于开锁位置；图35表示了固定装置的另一实施例的俯视透视图，该固定装置设计成接收锁定键和锁定销；图36表示了图35中的固定装置的仰视透视图；图37表示了图35中的固定装置的俯视平面图；图38表示了图35中的固定装置的正视图；图39表示了图35中的固定装置的侧视图；图40表示了图37中所示的固定装置的相对平面图；图47表示了图35中的固定装置的凹形部件的透视图，其中没有在一侧的盖板；图48表示了图47中所示的凹形部件的平面图；图49表示了图35的固定装置的凹形部件的壳体的俯视透视图；图50表示了图49中的壳体的仰视透视图；图51表示了图49中的壳体的俯视平面图；图52表示了图49中的壳体的侧视图；图53表示了图49中的壳体的正视图；图54表示了图51中的壳体的相对平面图；图55表示了图35的固定装置的凹形部件的锁定机构的俯视透视图；
图56表示了图55的锁定机构的仰视透视图；图57表示了图55的锁定机构的俯视平面图；图58表示了图55中的锁定机构的侧视图；图59表示了图55中的锁定机构的正视图；图60表示了图57中的锁定机构的相对平面图；图61表示了固定装置的俯视透视图，表示了位于固定装置中的锁定键和锁定销；图62是图61的固定装置的仰视透视图；图63是图61的固定装置的平面图；图64是图61的固定装置的正视图；图65是图61的固定装置的侧视图；图66是图63的固定装置的相对平面图；图67表示了具有释放销的锁定键实例的透视图；图68表示了图67中的锁定键的正视图；图69表示了图67中的锁定键的仰视图；图70表示了图67中的锁定键的侧视图；图71表示了图67中的锁定键的俯视图；图72表示了锁定销的透视图。
具体实施例方式
如图1-72所示，自紧固系统用于将两个构件固定在一起。系统包括凸形部件和设计成接收凸形部件的凹形部件。凹形部件还包括活动元件或锁定机构，该活动元件或锁定机构在开锁位置和锁定位置之间运动。当凸形部件位于凹形部件内时，活动元件在开锁和锁定位置之间的运动将凸形部件固定在凹形部件上。
自紧固系统还包括能量储存机构，该能量储存机构通过可释放的保持机构而保持在储存能量状态。通过释放该保持机构，在能量储存机构中的能量也被释放。释放在能量储存机构中的能量将使得活动元件从其开锁位置运动至锁定位置，并且当它从开锁位置运动至锁定位置时与凸形部件啮合，以便将凸形部件牢固固定在凹形部件内。
保持机构在将凸形部件插入凹形部件内被释放。在一个实施例中，为了释放在能量储存机构中的能量，凸形部件在它插入凹形部件中时可以使得凹形部件中的零件移动，这样，除去置于能量储存机构上的相对力，从而使得活动元件进行运动。也可选择，在能量储存机构中的能量可以通过与凸形部件插入凹形部件分离的动作来释放。以这种方式，在能量储存机构中的能量的释放可以独立于凸形部件插入凹形部件内而进行，例如通过单独的触发机构。以这种方式，不希望进行配合的凸形和凹形部件可以免于锁定。
因此，活动元件可以通过保持或固定机构而保持就位，该保持或固定机构集成在凹形部件中或包含凹形部件的附加元件，并单独作用或与其它零件组合作用，以便防止释放在能量储存机构中的能量。活动元件可以通过能使机构移动的能量储存机构而从开锁位置运动至锁定位置，该能量储存机构包括但不局限于偏压元件、弹簧偏转、压缩空气、弹性体偏转、化学能量、磁能量或者能够储存和释放能量的其它装置、反应或机构。通过该机构移动，活动元件可以通过能量储存机构而在释放能量储存机构中的能量时运动，该能量储存机构直接或间接地释放和/或施加力作用在活动元件上，以便使活动元件运动至锁定位置。活动元件可以沿线性或圆形方向或其它方向运动，以便使得凸形部件牢固抵靠在凹形部件上。
当活动元件从开锁位置运动至锁定位置时，活动元件设计成与凸形部件啮合，以便防止凸形部件从凹形部件上移开。凸形部件与凹形部件的这种啮合可以通过将活动元件的结构元件或凹形部件的其它元件定位成抵靠或环绕凸形部件而实现，以这种方式，将防止凸形部件从凹形部件上移开。而且，凸形部件可以与活动元件或凹形部件的其它元件啮合，这样，它使得凸形部件进一步拉入凹形部件中。
凹形部件还可以设计成只接收和固定特定尺寸的凸形部件，以便防止通过将凸形部件插入凹形部件而使活动元件啮合，该凹形部件并不与那个特殊的凹形部件一致。该固定系统的实施例将如后面所述。
图1是本发明的自紧固固定装置100的一个实例的透视图。如图1中所示，固定装置100包括凸形部件110和凹形部件120。在一些实施例中，凸形部件110可以连结在第一构件130上或与该第一构件130形成一体，凹形部件120可连结在第二构件140上或与该第二构件140形成一体。对第一构件130或第二构件140在结构类型或它们的相应组分的特性上没有限制。一般，第一构件130和第二构件140可以是要装配、固定或紧固在一起的任何物体。作为一个实例，第一构件130和第二构件140可以是将要装配在一起的家具零件。
在图1所示的实例中，凸形部件110可以插入凹形部件120中。特别是，凹形部件120可以有第一凸形部件进口孔152。凸形部件110可以沿插入件154的轴线、方向或通路穿过第一进口孔152插入。固定装置100构成为这样，即当凸形部件110插入凹形部件120中时，由凹形部件120储存的能量以使得凹形部件120或凹形部件120的一部分从初始开锁状态运动至锁定状态的方式释放。因此，凸形部件110可以锁定在凹形部件120中。而且，具有凸形部件110的任意第一构件130可以与具有凹形部件120的第二构件140牢固地固定在一起。在一些实施例中，由凹形部件120释放的至少一些能量可以将凸形部件110进一步拉入凹形部件120中，如下面所述。
凸形部件110可以包括头部部分162以及邻近头部部分162的减小直径或颈部部分164。因此，在头部部分162邻接颈部部分164的位置处确定分界区域，并可以有凸肩或边缘166的特征。凸形部件110可以通过任意合适装置连结在第一构件130上或与该第一构件130形成一体。在图1所示的实例中，凸形部件110压配合装入形成于第一构件130的表面174中的凹入部分、盲孔或空腔172内。
同样，凹形部件120可以通过任意合适装置连结在第二构件140上或与该第二构件140形成一体。在图1所示的实例中，凹形部件120装配至形成于第二构件140中的空腔176内。作为另一实例，凹形部件120可以包括具有一个或多个孔184和186的安装托架或零件182。固定件(未示出)例如螺钉、螺栓、平头钉、钉子、铆钉、榫钉等可以插入第二构件140的材料(或相应孔)中，并穿过孔184和186，以便将凹形部件120固定在第二构件140上。这些固定件可以通过任意方式与第二构件140牢固啮合，这些方式包括但不局限于螺纹连接、压配合、摩擦啮合、材料移动等。凹形部件120还可以包括壳体190或其它静止部件，例如机匣、外壳、壳体等，用于容纳凹形部件120的内部元件，例如下面通过实例所述。壳体190可以连结在安装托架182上或与该安装托架182形成一体。空腔176可以设置成使得凹形部件120与第二构件140的表面平齐或沉头，且凹形部件120没有超过第二构件140的任意表面而凸出的部分。
图2是图1中所示的固定装置100的分解图。除了第一进口孔152以外，凹形部件120的壳体190可以包括底部内侧表面202，该底部内侧表面202有绕旋转轴线布置的中心孔204，以及用于接收合适固定件(未示出)的安装孔或孔208。壳体190的底部内侧表面202可以包括第一底部或基部部分210和第一升高部分212。第一升高部分212的全部或一部分可以有相对于中心孔204的大致弓形形状。第一凸肩、表面或台阶214限定在第一底部部分210和第一升高部分212之间的交界面处。第一凸肩214可以用作保持元件或作为保持元件的一部分，如下面进一步所述。第一进口孔152穿过第一升高部分212形成。第一进口孔152径向偏离中心孔204，且尺寸设置成接收凸形部件110的头部部分162。从图2的透视图和旋转轴线206看出，第一进口孔152定位在相对于第一凸肩214逆时针的位置处。在第一进口孔152的、与214相反的一侧，第一升高部分212可以包括第一倾斜部分216，这样，第一升高部分212沿逆时针方向向下过渡至第一底部部分210。凹形部件120还可以包括第一闭塞部分220，该第一闭塞部分220大致从壳体190的底部内侧表面202向上延伸。第一闭塞部分220可以包括第一止动表面222，该第一止动表面222位于第一倾斜部分216并入第一底部部分210的位置处或附近。安装孔208可以穿过第一闭塞部分220形成。
凹形部件120还可以包括活动元件例如活动锁定机构230。在图2所示的实例中，锁定机构230可通过绕旋转轴线206旋转而运动，大致如箭头232所示。如下面进一步所述，锁定机构230可在开锁位置和锁定位置之间运动。锁定机构230可以包括主要或基部部分234，锁定机构230的其它特征可以参考该主要或基部部分234。其它特征可以包括安装柱236、第二底部或基部部分238、第二升高部分240和第二闭塞部分242。安装柱236、第二升高部分240和第二闭塞部分242可以从第二底部部分大致向上延伸。安装柱236可以包括空心部分244，以便接收合适工具(未示出)，从而有利于从凹形部件120中取出凸形部件110，如后面进一步所述。安装柱236的空心部分244的形状(例如六边形)可以用于接收特种工具，例如六方孔螺钉头(Allen)或六角扳手。安装柱236可以用作轴、杆、榫钉、销等，锁定机构230可绕它旋转。在装配凹形部件120时，安装柱236绕旋转轴线206与壳体190的中心孔204对齐。
第二升高部分240的全部或一部分相对于安装柱236和旋转轴线206可为大致弓形。第二凸形部件进口孔246穿过第二升高部分240形成，并径向偏离安装柱236。与壳体190的第一进口孔152类似，第二进口孔246的尺寸设置成接收凸形部件110的头部部分162。除了第二进口孔246以外，弓形狭槽248可以穿过第二凸出部分240而形成。弓形狭槽248与第二进口孔246连通。弓形狭槽248的宽度尺寸(即弓形狭槽248相对于旋转轴线206的径向尺寸)设置成接收凸形部件110的颈部部分164，但是小于第二进口孔246的直径。通过该结构，如后面更详细所述，凸形部件110的头部部分162可以只轴向通过第二进口孔246，而并不轴向通过弓形狭槽248。。而且，当沿插入轴线154穿过第一进口孔152和第二进口孔246而插入时，在锁定机构230能够绕旋转轴线206旋转或枢轴转动之前，头部部分(特别是凸形部件110的凸肩166)必须完全离开第二升高部分240的上表面。也就是，一旦头部部分162向上运动足够远，头部部分162将不再阻塞弓形狭槽248，而代替的是颈部部分164与弓形狭槽248对齐。一旦头部部分162到达该位置，弓形狭槽248能够在锁定机构230的旋转过程中相对于颈部部分164运动。与壳体190的第一升高部分212类似，第二升高部分240可以包括第二斜坡或倾斜部分252，这样，第二升高部分240沿逆时针方向向下过渡至锁定机构230的第二底部部分238。弓形狭槽248的全部或一部分可以位于第二倾斜部分252区域中。在其他情况下，第二倾斜部分252在第二进口孔246的位置处或附近有高于第二底部部分238的最小高度，在沿弓形狭槽248的位置处有高于第二底部部分238的最大高度。在所示实施例中，第二倾斜部分252的高度在弓形狭槽248的端部254处或附近达到最大，该端部254与在弓形狭槽248和第二进口孔246之间的界面开口相对。
凹形部件120的第二闭塞部分242可以包括第二止动表面256，该第二止动表面256位于第二闭塞部分242的、与第二进口孔246相反的一侧。第二止动表面256沿与壳体190的第一止动表面22相同的方向从锁定机构230的基部部分234大致向上延伸。因此，在一些实施例中，第二止动表面256可以在锁定机构230的旋转时运动成与第一止动表面222相抵，如后面进一步所述。凹口258可以形成于第二闭塞部分242中。凹口258的、大致面对第二进口孔246的部分可以用作接触表面262，它的目的将在下面介绍。
凹形部件120还可以包括能够储存和释放能量的任意合适设计的部件，以便有效或帮助或进行机械移动。在图2所示的实例中，储存能量的元件是偏压元件270，例如弹簧。偏压元件270可以由任意合适金属构成，该金属包括但不局限于钢、黄铜、青铜、铝、铍、铜、包括前述一种或多种的合金等。也可选择，偏压元件270可以由合适的固体、发泡或交联的弹性体而构成，该弹性体包括但不局限于天然橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯、硅酮、腈、EPDM(乙烯-丙烯-二烯单体)、聚乙烯、乙烯树脂、天然橡胶、丁苯橡胶、VITON、聚酯、ECH(表氯醇)、丁基合成橡胶、聚苯乙烯等。偏压元件270可以由一定长度的材料例如具有合适截面(例如圆形、方形或扁平)的金属丝构成，或者可以由板构成，并可以成形、锻造、模制或机械加工成任意合适形状，包括但不局限于扁平、盘旋、单个或多个薄片、单个或堆垛垫片、C形夹、圆顶形、块状或弓形形状。
在图2所示的实例中，偏压元件270包括缠绕或盘旋部分272以及两个端部部分274和276。偏压元件270可以环绕锁定机构230的安装柱236同轴安装。通过使偏压元件270相对于凹形部件120的其它零件合适定位，偏压元件270的端部部分274和276可以压迫成与凹形部件120的选定表面相抵靠，这样，偏压元件270储存能量，同时锁定机构230保持在开锁位置。例如，端部部分274可以抵靠在锁定机构230的第二端部部分238和第二升高部分240之间的交界表面，且端部部分276可以抵靠壳体190的第一闭塞部分220的侧部282。因此，端部部分274和276大致彼此相向偏转，且偏压元件270进入使它储存势能的状态。通过使锁定机构230以下面所述的方式而从开锁位置运动至锁定位置，偏压元件270能够从储存能量状态过渡至释放能量的状态。
在另一实施例中，能量储存元件可以以其它方式储存和释放能量，例如压缩气体、化学能和磁能量。
凹形部件120还可以包括盖体、盖或端板290，用于定位在壳体190的开口端上，以便封闭凹形部件120的内部部件例如锁定机构230和偏压元件270。端板290可以包括中心位置孔292和偏离中心位置孔292的安装孔294。锁定机构230的安装柱236可以局部或整个通过中心位置孔292延伸，这样，安装柱236可在中心位置孔292中旋转。安装孔294可以定位成与第一闭塞部分220的安装孔208对齐，这样，端板290可以用合适固定件(未示出)固定在壳体190上。在图2所示的实施例中，安装孔294有沉头型面，以便使固定件能够完全安装而不凸出至端板290的外表面296上方。例如，安装孔294可以有特殊型面(例如斜角形)，以便容纳具有互补型面的固定件的头部。
图3是固定装置从与图2不同角度看时的另一分解图。图3表示了可以包括有锁定机构230的附加特征。锁定机构230可以包括大致对着壳体190的底部内侧表面202(图2)的底部外侧表面302。安装柱236的一部分304(图2)或者与安装柱236轴向对齐的单独部分304可以从底部外侧表面302向下延伸。因此，在装配凹形部件120时，该部分304局部或完全伸入壳体190的中心孔204中，并在锁定机构230绕旋转轴线206旋转的过程中可在中心孔204内旋转。底部外侧表面302的、与锁定机构230的第二升高部分240(图2)相对应的部分306升高成高于底部外侧表面302的、与锁定机构230的第二底部部分238(图2)相对应的另一部分308。因此，第二凸肩、表面或台阶312确定在部分306和308之间的交界面处。由图2和3可知，当锁定机构230处于开锁位置时，锁定机构230的第二凸肩312抵靠壳体190的底部内侧表面202的第一凸肩214。第一凸肩214和/或第二凸肩312的特征在于用作保持元件，它克服由偏压元件270施加在锁定机构230上的偏压力而将锁定机构230保持在开锁位置。
下面将参考图4-8介绍固定装置100的操作和它的各个特征的相互作用。一般来说，图4-8表示了在将固定装置100的凸形部件110牢固固定在凹形部件120上、以及因此在一些实施例中将两个构件凸形部件110和凹形部件120分别与这两个构件相连，例如图1和4-8中所示的第一构件130和第二构件140牢固固定在一起的过程中可能发生的一系列事件。
图4表示了处于未固定状态的固定装置100，即在凸形部件110插入凹形部件120中之前。凹形部件120的锁定机构230位于开锁或翘起位置。在该开锁位置，锁定机构230的第二进口孔246与壳体190的第一进口孔152对齐。形成于锁定机构230的第二闭塞部分242的凹口258中的接触表面262至少局部位于第二进口孔246的上方，这样，接触表面262至少局部阻塞凸形部件110沿插入轴线154的通路。如上所述，偏压元件270在壳体190和锁定机构230的结构零件之间交接，以这种方式，偏压元件270沿与绕旋转轴线206的逆时针方向相切的最终方向在锁定机构230上施加力。换句话说，如锁定机构230的运动无阻碍时，偏压元件270将使得锁定机构230沿逆时针方向绕安装柱236旋转。然而，在图4所示的开锁位置，锁定机构230的第二凸肩312在由偏压元件270提供的力的作用下抵靠壳体190的第一凸肩214。因此，锁定机构230保持在开锁位置，同时固定装置100处于未固定状态，即此时凸形部件110与凹形部件120分离时，且势能储存在偏压元件270中。
图5表示了在将凸形部件110插入凹形部件120中之后的固定装置100，但是这时锁定机构230仍然保持在开锁位置。凸形部件110插入凹形部件120中大致由箭头502表示。凸形部件110沿插入轴线154运动足够远，因此，头部部分162经过壳体190的第一进口孔152和锁定机构230的第二进口孔246。凸形部件110插入凹形部件120中的方式取决于使用固定装置100的工作环境。例如，在凸形部件110连结在第一构件130上或与该第一构件130形成一体，且凹形部件120连结在第二构件140上或与该第二构件140形成一体时(即第一构件130和第二构件140是要装配在一起的家具部件)，第一构件130可以与第二构件140对齐，这样，头部部分162与第一进口孔152对齐，然后第一构件130朝着第二构件140运动，第二构件140朝着第一构件130运动，或者第一构件130和第二构件140彼此同时相向运动。
在图5所示的时间点，头部部分162可与锁定机构230的接触表面262接触。但是，头部部分162沿插入轴线154进入凹形部件120中的距离还不足以使锁定机构230移动，因此，锁定机构230仍然保持在开锁位置。另外或者也可选择，头部部分162并没有完全经过第二进口孔246，因此头部部分162阻碍弓形狭槽248，并防止锁定机构230绕旋转轴线206进行任何旋转。
图6表示了在凸形部件110进一步插入凹形部件120中之后的固定装置100，这时锁定机构230从它在凸形部件120中的开锁位置释放。在图6所示的时间点，凸形部件110已经沿插入轴线154运动足够远，因此，头部部件162完全离开第二进口孔246。而且，由于头部部分162支承在锁定机构230的接触表面262上，并在接触表面262上施加轴向力，因此凸形部件110使得锁定机构230轴向移动。因此，锁定机构230向上升高足够距离，锁定机构230的第二凸肩312相对于壳体190的第一凸肩214移动，大致如箭头602所示。因而，第二凸肩312与第一凸肩214脱开啮合。实际上，第一凸肩214和第二凸肩312的保持功能失效，从而使锁定机构230能够在偏压元件270的偏压力作用下逆时针方向旋转。而且，凸形部件110的颈部部分164这时处于由第二进口孔246确定的空间中，并因此与弓形狭槽248对齐。
图7表示了当锁定机构230从它的开锁位置朝它的锁定位置运动时的固定装置100。在图7所示的时间点，由偏压元件270提供的偏压力使得锁定机构230沿逆时针方向旋转，大致如箭头702所示。本领域技术人员应当理解，由偏压元件270储存的势能在锁定机构230的旋转过程中转变成动能。因为凸形部件110的颈部部分164处于使得颈部部分164与锁定机构230的弓形狭槽248对齐的高度处，因此当锁定机构230旋转时，确定第二进口孔246和弓形狭槽248的锁定机构230表面能够环绕颈部部分164的外周经过。最终，确定于头部部分162和颈部部分164之间的凸肩166与锁定机构230的第二倾斜部分252相遇。由此，在锁定机构230的进一步旋转时，第二倾斜部分252可以用作凸轮，并当继续旋转时迫使凸形部件110进一步拉入凹形部件120中。由偏压元件270提供的偏压力足够强，以利于该自紧固作用。在壳体190包括第一倾斜部分216(见图2)的实施例中，锁定机构230在旋转过程中压下第一倾斜部分216，这可适于在旋转过程中使凸形部件110和锁定机构230相互作用。
图8表示了在与图7相比锁定机构230进一步旋转(大致由箭头802表示)和凸形部件110进一步拉入凹形部件120中(大致由箭头804表示)时的时间点的固定装置100。在一个实施例中，图8可以表示当偏压元件270充分释放它的储存能量，从而使锁定机构230到达锁定位置和并不进一步旋转时的时间点。在另一实施例中，锁定位置可以对应于当凸形部件110与锁定机构230的弓形狭槽248的端部254相遇，从而实际上凸形部件110(或它的颈部部分164，例如见图7)用作锁定机构230的止动元件时的时间点。在还一实施例中，锁定位置可以对应于当锁定机构230的第二闭塞部分242与壳体190的第一闭塞部分220相遇时的时间点。在任意这些实施例中，锁定位置对应于凸形部件110和凹形部件120(以及与凸形部件110和凹形部件120分别相连的任何结构部件)完全相互固定以及凸形部件110不能从凹形部件120上移除时的固定装置100的状态。
在一些实施例中，在到达锁定位置之后，需要拆开凹形部件120以便使凸形部件110从凹形部件120中脱开。在其它实施例中，可以这样使凸形部件110从凹形部件120上拆卸，即通过将合适工具(未示出)插入安装柱236的空心部分244中，并利用工具来使锁定机构230沿顺时针方向旋转，且力矩足以克服由偏压元件270施加的力或阻力。一旦凸形部件110的头部部分162与第一进口孔152和第二进口孔246(见图4)对齐，凸形部件110可以从凹形部件120上拆卸。
下面将参考图9-17介绍另一实施例的自紧固固定装置。
图9是固定装置900的透视图。固定装置900包括凸形部件910和凹形部件920。在图9所示的实施例中，凸形部件910可以包括主体部分932。主体部分932可以构成为细长平板。一个或多个安装孔934、936和938可以通过主体部分932的厚度形成。凸形部件910还可以包括一个或多个凸起或延伸部分942和944，例如臂、指状件或挂钩。例如，凸形部件910可以包括两个凸起942和944。凸起942和944悬挂在主体部分932的边缘946上。凸起942和944可以包括指向大致相互离开的相应顶端948和952。各外边缘954和956布置在顶端948和952的一侧，并大致背离主体部分932的边缘946。各内边缘958和962布置在顶端948和952的相对侧，且大致朝向主体部分932的边缘946。在一些实施例中，内边缘958和962相对于外边缘954和956和/或主体部分932的边缘946倾斜或形成角度，例如如图9中所示。各凹形部分964和966可夹在内边缘958和962以及主体部分932之间并大致邻接。
凹形部件920可以包括基部部分970，该基部部分970可以构成为细长平板。基部部分970有与凸形部件910的凸起942和944的数目相对应的一个或多个第一凸形部件进口孔972和974一例如两个第一进口孔972和974。各第一进口孔972或974可以有细长或大致线性形状，且在一些实施例中可以有作为狭槽的特征。基部部分970还可以有一个或多个安装孔976和978以及一个或多个螺纹孔982和984。凹形部件920还可以包括壳体990或其它静止部件，例如机匣、外壳、壳体等，用于容纳凹形部件920的内部元件，例如下面通过实例所述的元件。壳体990可以悬挂在基部部分970上，并可以通过任意装置连结在基部部分970上或与该基部部分970形成一体。
在该实施例中，凸形部件910可以通过将凸起942和944大致沿相应插入轴线、通路或方向992和994插入相应第一进口孔972和974中而固定在凹形部件920上。如下面所述，固定装置900设置成这样，即该插入使得由凹形部件920储存的能量释放。这样释放的能量使得凹形部件920或凹形部件920的一部分从初始开锁状态运动至锁定状态，并继续使得凸形部件910锁定在凹形部件920内。因此，与凸形部件910和凹形部件920相连的任何结构物体都可以牢固固定在一起。在一些实施例中，由于能量释放而引起的机械移动可以使得凸形部件910的凸起942和944进一步拉入凹形部件920中，以便增强固定。
图10是固定装置900的透视图，其中，凸形部件910和凹形部件920分别连结到或集成在第一构件1010和第二构件1020上。如前所述，对第一构件1010或第二构件1020在结构类型或它们的相应组分的特性上没有限制。通常，第一构件1010和第二构件1020可以是要装配、固定或紧固在一起的任何物体，例如家具零件。凸形部件910可以通过任意合适装置连结在第一构件1010上或与该第一构件1010形成一体。在图10所示的实例中，凸形部件910通过使合适固定件(未示出)穿过主体部分932的安装孔934、936和938插入而连结在第一构件1010上。凹口或空腔(未示出)可以形成于第一构件1010中，以便接收凸形部件910的主体部分932，这样，主体部分932与第一构件1010的外表面1022平齐。同样，凹形部件920可以通过任意合适装置连结在第二构件1020上或与该第二构件1020形成一体。在图10所示的实例中，凹形部件920通过使合适固定件(未示出)穿过基部部分970的安装孔976和978插入而连结在第二构件1020上。凹口或空腔(未示出)可以形成于第二构件1020中，以便接收凹形部件920的基部部分970，这样，基部部分970与第二构件1020的外表面1024平齐。用于将凸形部件910和凹形部件920分别固定在第一构件1010和第二构件1020上的固定件可以包括但不局限于螺钉、螺栓、平头钉、钉、铆钉、榫钉等。这些固定件可以通过任意方式而与第一构件1010和第二构件1020相互作用，这些方式包括但不局限于螺纹连接、压配合、摩擦啮合、材料移动等。
图11是处于拆开形式的固定装置900的分解图，并表示了凹形部件920的几个内部元件和其它特征。凹形部件920的壳体990可以包括升高部分1102和1104，该升高部分1102和1104布置在相应的第一进口孔972和974附近(见图9和10)。第一进口孔972和974以及螺纹孔982和984(见图9和10)可以穿过相应升高部分1102和1104的厚度以及穿过基部部分970的厚度形成。一个或多个第一切口部分、凹口或凹槽1106、1108、1112和1114可以形成于壳体990的、靠近第一进口孔972和974的一个或多个边缘1116和1118中。第一凹口1106、1108、1112和1114有利于凹形部件920的保持功能，如后面进一步所述。凹形部件920还可以包括保持器螺钉1122和1124，用于与相应螺纹孔982和984匹配啮合。
凹形部件920还可以包括活动元件例如一个或多个活动锁定机构1130和1132。如后面进一步所述，锁定机构1130和1132可在开锁位置和锁定位置之间线性运动。锁定机构1130和1132可以包括相应的第二凸形部件进口孔1134和1136、第二凹槽1138、1142、1144和1146以及端部凹口1148和1152。与第一进口孔972和974类似，第二进口孔1134和1136可以形成为大致线性狭槽。在装配凹形部件920时，第二进口孔1134和1136可以大致与相应第一进口孔972和974对齐，且端部凹口1148和1152可以大致与相应螺纹孔982和984对齐。
凹形部件920还可以包括能够储存和释放能量的任意合适设计的部件，以便有效或帮助进行机械移动。在图11所示的实例中，储存能量的元件是偏压元件1160，例如弹簧。偏压元件1160可以包括缠绕或盘旋部分1162以及两个端部部分1164和1166。端部部分1164和1166可以有弓形或钩形形状，以便于使它们分别与锁定机构1130和1132啮合，如下面所述。
凹形部件920还可以包括一个或多个保持或触发元件1170和1172-例如两个保持元件1170和1172。各保持元件1170或1172可以提供为大致平板形状。保持部件1170和1172可以分别包括第一保持元件端部1174和1176以及相对第二保持元件端部1178和1182。在一些实施例中，第一保持元件端部1174和1176的宽度可以大于各第二保持元件端部1178和1182的宽度。另外，各第一保持元件端部1174和1176的宽度可以大于在壳体990的边缘1116和1118之间的宽度，各第二保持元件端部1178或1182的宽度可以小于在边缘1116和1118之间的宽度。各保持元件1170或1172可以有例如T形形状，因此，相对的凸片对1184、1186和1188、1192可以分别形成于保持元件1170和1172的第一保持元件端部1174和1176处。通过该结构，在将凹形部件920装配成它的开锁位置时，每对凸片1184、1186和1188、1192可以支承在壳体990的相应一对第一凹槽1106、1108和1112、1114中。如下面所述，保持元件1170和1172的保持部分以一定角度向下伸入壳体990的内部，同时凹形部件920处于开锁位置，且第二保持元件端部1178和1182分别支承在锁定机构1130和1132的多对第二凹槽1106、1108和1112、1114中。
图12是处于装配形式的凹形部件920从基部部分970的、与壳体990(图11)相对的一侧看时的平面图。锁定机构1130和1132通过各第一进口孔972974以及相应第二进口孔1134和1136(图11)可看见。
图13是处于装配形式的凹形部件920沿图12的线A-A的侧剖视图。当装配时，凹形部件920首先处于开锁或翘起位置。该开锁位置也对应于凸形部件910(图9-11)与凹形部件920分离(即还没有插入)时的状态。锁定机构1130和1132布置在壳体990的相应升高部分1102和1104上。如前所述，锁定机构1130和1132的第二进口孔1134和1136(也见图11)与壳体990的相应第一进口孔972和974(也见图12)对齐。保持元件1170和1172可以包括相应接触表面1302和1304，该接触表面1302和1304大致对着第一进口孔972和974以及第二进口孔1134和1136。锁定机构1130和1132通过保持元件1170和1172而保持在开锁位置。具体地说，锁定机构1130和1132的第一保持元件端部1174和1176分别布置在壳体990的第一凹槽1106、1108、1112和1114(见图11)中，而锁定机构1130和1132的第二保持元件端部1178和1182分别布置在锁定机构1130和1132的第二凹槽1138、1142、1144和1146(见图11)中。因此，保持元件1170和1172通过壳体990以一定角度向下朝着基部部分970延伸。通过该结构，保持元件1170和1172的接触表面1302和1304很容易通过相应第一进口孔972和974以及第二进口孔1134和1136而从凹形部件920的、布置基部部分970的一侧接近。
偏压元件1160设置在壳体990中，并定向成使它的盘旋部分1162布置在锁定机构1130和1132之间。偏压元件1160的端部部分1164和1166通过穿过锁定机构1130和1132的各第二进口孔1134和1136延伸而分别与锁定机构1130和1132啮合。偏压元件1160设置成当偏压元件1160处于开锁位置时使盘旋部分1162进行拉伸。因此，偏压元件1160在该位置时储存势能。而且，由于端部部分1164和1166与相应锁定机构1130和1132连接，因此偏压元件1160在各锁定机构1130和1132上施加偏压力。由图13可见，偏压力大致指向凹形部件920的中心。如锁定机构1130和1132的运动不受限制，偏压元件1160将使得锁定机构1130和1132沿大致线性方向彼此相向平移。但是，在图13所示的开锁位置中，保持元件1170和1172克服由偏压元件1160施加在锁定机构1130和1132上的偏压力将相应锁定机构1130和1132保持在开锁位置。这些偏压力使得锁定机构1130和1132的各个第二凹槽1138、1142、1144和1146承靠在第二保持元件端部1178和1182上，并使第一保持元件端部1174和1176承靠在壳体990的第一凹槽1106、1108、1112和1114上。通过使锁定机构1130和1132以下面所述方式从开锁位置运动至锁定位置，偏压元件1160能够从它的储存能量状态转变成释放能量的状态。
如前所述，凹形部件920可以包括保持器螺钉1122和1124，用于穿过锁定机构1130和1132的相应端部凹口1148和1152插入，并与凹形部件920的基部部分970的相应螺纹孔982和984进行匹配啮合。保持器螺钉1122和1124可用作为一个或多个功能。保持器螺钉1122和1124可以与作为引导装置的端部凹口1148和1152协作，以便在从开锁位置运动至锁定位置时使锁定机构1130和1132保持在合适方位。另外，或者也可选择，利用保持器螺钉1122和1124有助于使凹形部件920装配成初始开锁位置。具体地说，保持器螺钉1122和1124可以拧紧，以便在端部凹口1148和1152处向下支承在锁定机构1130和1132上，并因此将锁定机构1130和1132保持就位，同时合适安装保持元件1170和1172，且将偏压元件1160预负载拉伸并与锁定机构1130和1132连接。在从开锁状态转变成锁定状态的过程中施加在锁定机构1130和1132上的偏压力可以足够大，以便克服由保持器螺钉1122和1124施加在锁定机构1130和1132上的支承力。也可选择，在装配凹形部件920之后，保持器螺钉可以松开，以便使偏压元件1160能够驱动锁定机构1130和1132从开锁状态到锁定状态。
图14是凹形部件920处于装配、开锁位置时从凹形部件920的壳体990的开口侧看时的平面图。图14表示了凹形部件920的各零件在处于开锁位置时的相关位置。各保持元件1170和1172的多对凸片1184、1186和1188和1192布置在壳体990的相应多对第一凹槽1106、1108、1112和1114中。保持元件1170和1172可以分别阻塞第一进口孔972和974以及第二进口孔1134和1136的主要区域。该结构保证在保持元件1170和1172以及凸形部件910(图9-11)之间的驱动接触。
上面所述和所示的例如在图14中的固定装置900的实例的特征是两侧基本对称的实施例。本领域技术人员从该说明(例如见图14)可知，固定装置900可以选择提供有单侧实施例(没有特别表示)。单侧实施例例如可以只包括一个第一进口孔972、一对第一凹槽1106和1108、一个锁定机构1130(因此一个第二进口孔1134、一对第二凹槽1138和1142以及一个端部凹口1148)、一个保持元件1170和一个保持螺钉1122。在单侧实施例中，偏压元件的、与锁定机构1130相对的一端(未示出)可以锚固在壳体990的合适部分上，这样，偏压元件1160可以获得储存能量和释放能量的状态。类似的，在其它两侧实施例中，提供有凹形部件920的能量储存元件可以包括两个偏压元件(它们可以类似于偏压元件1160)，其中，如前所述各偏压元件1160的一端与相应锁定机构1130和1132连接，且相对端适当地锚固在壳体990上。
下面将主要参考图15-17介绍固定装置900的操作以及它的各个零件的相互作用。一般来说，图15和16表示了在将固定装置900的凸形部件910牢固固定在凹形部件920上以及因此在一些实施例中将两个构件牢固固定在一起的过程中可能发生的一系列事件，凸形部件910和凹形部件920分别与这两个构件相连(例如图10中所示的第一构件1010和第二构件1020)。图17是固定装置900处于锁定状态时的剖视图，并可以与图13比较，该图13是固定装置900在处于开锁状态时的剖视图。
图15表示在将凸形部件910插入凹形部件920中之前处于未固定状态的固定装置900。凹形部件920的锁定机构1130和1132位于开锁位置。在开锁位置，锁定机构1130和1132的第二进口孔1134和1136与壳体990的各第一进口孔972和974(例如见图12)对齐。保持元件1170和1172的接触表面1302和1304(图13)至少部分位于各第二进口孔1134和1136的上方，这样，接触表面1302和1304沿插入方向992和994至少部分堵塞凸形部件910的凸起942和944的各通路。如上所述，偏压元件1160在壳体990的结构零件以及锁定机构1130和1132之间交接，以这种方式，偏压元件1160沿朝着凹形部件920的中心区域的直线方向在锁定机构1130和1132上施加力，大致如箭头1502和1504所示。但是，在图15所示的开锁位置，保持元件1170和1172克服偏压元件1160的偏压力将各锁定机构1130和1132保持在它们的开锁位置，如上面所述。因此，势能储存在偏压元件1160中，同时固定装置处于未固定状态，即凸形部件910与凹形部件920分离。
图16表示了在将凸形部件910插入凹形部件920中之后的固定装置900。凸形部件910的凸起942和944沿插入方向992和994运动足够远，致使经过壳体990的各第一进口孔972和974(例如见图12)以及锁定机构1130和1132的第二进口孔1134和1136。凸形部件910插入凹形部件920中的方式取决于使用固定装置900的工作环境。例如，当凸形部件910连结在第一构件1010(图10)上或与该第一构件1010形成一体，且凹形部件920连结在第二构件1020上或与该第二构件1020形成一体情况下(例如第一构件1010和第二构件1020是要装配在一起的家具部件)，第一构件1010可以与第二构件1020对齐，因此，凸起942和944与各第一进口孔972和974对齐，然后第一构件1010朝着第二构件1020运动，第二构件1020朝着第一构件1010运动，或者第一构件1010和第二构件1020彼此同时相向运动。
当凸起942和944通过第一进口孔972和974以及第二进口孔1134和1136进入凹形部件920时，凸起942和944最终与保持元件1170和1172的相应接触表面1302和1304(图13)接触，并在保持元件1170和1172上施加力。因此，凸起942和944使得各保持元件1170和1172与凹形部件920脱开，这样，第一保持元件端部1174和1176分别离开壳体990的第一凹槽1106、1108、1112和1114，第二保持元件端部1178和1182分别离开锁定机构1130和1132的第二凹槽1138、1142、1144和1146，大致如箭头1602和1604所示。在该时间点，保持元件1170和1172不再限制锁定机构1130和1132的运动，而且锁定机构1130和1132在由偏压元件1160提供的偏压力作用下沿大致由箭头1606和1608所示的方向转换成锁定位置。本领域技术人员应当理解，由偏压元件1160储存的势能转变成动能，以便使锁定机构1130和1132平移至锁定位置，且偏压元件1160松弛到它的释放能量状态。图16中所示的锁定位置对应于固定装置900的、在凸形部件910和凹形部件920(因此分别与凸形部件910和凹形部件920连接的任何结构部件)完全相互固定和凸形部件910不能从凹形部件920上拆卸时的状态。
图17是固定装置900处于锁定状态时的剖视图。在凸形部件910的凸起942和944的内边缘958和962倾斜的实施例中，凸起942和944可以用作为凸轮。一旦凸起942和944推动保持元件1170和1172(图16)与凹形部件920脱开啮合，锁定机构1130和1132由在凸起942和944的各顶端948和952周围的偏压元件1160拉动并与倾斜内边缘958和962接触。当锁定机构1130和1132彼此相向拉动时，锁定机构1130和1132向倾斜内边缘958和962施加相应力。因此，由于内边缘958和962相对于锁定机构1130和1132运动的方向成一定角度，因此锁定机构1130和1132使得凸起942和944向上运动，大致如箭头1702和1704所示。也就是说，锁定机构1130和1132使得凸形部件910进一步拉入凹形部件920中。由偏压元件1160提供的偏压力足够强，以便有利于该自紧固作用。
图18-24表示了具有安装装置1860的固定装置一个可选择实施例，该安装装置1860也称为边缘凸轮，其能够在不需要螺钉、螺栓或其它紧固件的情况下将固定装置1800安装在第一构件1815中。
图18和19表示了固定装置1800的另一实施例的分解视图，该固定装置1800利用边缘凸轮1860将固定装置安装在构件(见图20-24)中。在该实施例中，固定装置1800包括凸形部件1810和凹形部件1820，凹形部件1820有壳体1830、活动元件1840和能量储存机构1850。所示固定装置1800类似于图1-8中所示的固定装置实例，除了凹形部件1840包括在壳体1830一侧的用于接收边缘凸轮1860的凹入部分1864以外。凹入部分1864具有压力边缘1864，该压力边缘1864从凹入部分1864上凸出，用于使压力作用在边缘凸轮1860上。如图18-24中进一步所示，壳体1832可以设计成没有任何斜面，因此锁定机构1840是包括用于使凸形部件1810退入凹形部件1820内的斜面的唯一部件。
边缘凸轮1860有顶部部分1866、底部部分1868和中间偏离部分1870，该中间偏离部分1870位于顶部部分1866和底部部分1868之间并偏离到边缘凸轮1860一侧。边缘凸轮1860还包括孔1872，用于接收能够使边缘凸轮1860旋转的工具。
当凹形部件1800位于构件1815内时，如图20-24所示，边缘凸轮1860可以将凹形部件1800保持在构件1815内。当中间部分定位致使朝着凹形部件1800的外侧偏离时，边缘凸轮1860可以很容易地定位在位于构件中的凹形部件1800的壳体1840的凹口1864内。一旦定位，边缘凸轮1860可以旋转，因而偏离部分定位成朝向凹形部件1800的内部。当旋转时，压力边缘1864将压力施加在边缘凸轮1860的中间部分1870上。通过该压力将产生摩擦配合，该摩擦配合将凹形部件1840保持在开口中，用于将固定装置容纳在第一构件内。
图20是与相应构件形成一体的、图18中所示的固定装置的透视图，并表示了在凸形部件已经插入凹形部件中和凹形部件已经运动至锁定位置后的固定装置。图21是表示固定装置沿与图20中所示相反方向透视图。图22是与相应构件形成一体的、图18中所示的固定装置的平面图并表示了凹形部件处于锁定位置，且没有插入凹形部件内的凸形部件。图23是与相应构件形成一体的、图18中所示的固定装置的平面图并表示了凹形部件处于开锁位置，且凸形部件插入凹形部件内。图24是与相应构件形成一体的、图18中所示的固定装置的透视图并表示了凹形部件处于锁定位置，且凸形部件插入凹形部件内。
图25-35表示了固定装置2500的另一可选择实施例，该固定装置2500设计成在单个平面中而不是在垂直平面中将部件固定在一起。
图25是能够在相同平面内固定两个构件的固定装置2500实例的透视图。如图25中所示，固定装置2500包括凸形部件2510和凹形部件2520。在本实例中，凹形部件2520的锁定机构2530从凹形部件2520的侧部而不是底部中的开口接收凸形部件2510。在本实例中，凹形部件2520从侧部与凸形部件2510啮合，以便使装置能够固定处于相同平面中的两个构件。
锁定部件2530以与上述实例相同的方式-通过使用在锁定机构2530上的倾斜设计将凸形部件2510拉入凹形部件2520中。
图26是图25的固定装置2500的分解透视图，表示了处于开锁位置的固定装置2500，图27表示了处于锁定位置的固定装置2500，两者都只有位于凹形部件2520的锁定机构2530内的凸形部件2510。如图26和27所示，凹形部件2520可以包括偏压机构2550和壳体2540以及锁定机构2530，与在前述实施例中所述的凹形部件类似。
图28和29表示了集成在两个构件中的固定装置2500。图30表示了集成在两个构件中的、图25中的固定装置2500的平面图，其中凸形部件2510位于凹形部件2520中。图31表示了集成在两个构件中的、图25中的固定装置2500的透视图，其中凸形部件2510位于凹形部件2520中，且固定装置2500处于锁定位置。
图32表示了图25中所示的固定装置2500的分解透视图，其中凸形部件2510位于凹形部件2520的锁定机构2530中，且锁定机构2530位于开锁位置。图33表示了图32中所示的固定装置2500的相对分解透视图。图34表示了图32中所示的固定装置2500的分解透视图，且凸形部件25 10位于凹形部件2520的锁定机构2530中，且锁定机构2530位于锁定位置。
图35-72表示了固定装置3500的另一可选择实施例，该固定装置包括锁定键3550，用于使锁3560从锁定位置释放；以及锁定销3570，用于使固定装置3500保持在打开位置。在本实例中，盖体弹簧3540可以用于将锁定机构3530保持在打开位置，类似于上述实施例中所述的功能。具有释放销3555的锁定键3550可以插入固定装置3500中，其将盖体弹簧从锁定机构3530推开，从而使锁定机构3530的凸轮从锁定位置释放。还可以包括锁定销3570，该锁定销3570在插入时将使锁定机构3530保持在开锁位置，用于从固定装置3500的凹形部件3520中移除凸形部件3510。当固定装置3500用于构件例如家具的装配中时，锁定销3570将使固定装置3500保持在开锁位置，这使得构件更容易拆开。锁定销3570还可以用于构件的装配中，从而防止固定装置3500过早锁定，直到构件局部或完全装配或者直到可以确认在给定结构中的适宜部件都正确匹配或配合。
图35-40分别表示了固定装置3500的俯视透视图、仰视透视图、俯视图、正视图、侧视图和相反的平面图，该固定装置3500具有凸形部件3510，该凸形部件3510没有与凹形部件3520啮合。相反，图41-47分别表示了固定装置3500的俯视透视图、仰视透视图、俯视平面图、正视图、侧视图和相反的平面图，该固定装置3500具有凸形部件3510，该凸形部件3510与凹形部件3520啮合。
图47和48表示了没有底部盖板的凹形部件3520。如图47-48所示，凹形部件3520包括壳体3540和锁定机构3530，与前述实施例中类似。如图47和48所示，锁定机构3530包括用于接收锁定销3570的孔3552和用于接收锁定键3550的释放销3555的狭槽3554。
图49-54分别表示了凹形部件3520的壳体3540的俯视透视图、仰视透视图、俯视平面图、侧视图、正视图和相反的平面图。图49-54表示了包括用于接收锁定销3570的开口3556和用于接收锁定键3550的释放销3555的狭槽3558。
图55-60分别表示了凹形部件3520的锁定机构3530的俯视透视图、仰视透视图、俯视平面图、侧视图、正视图和相反的平面图。图55-60表示了包括用于接收锁定销3570的孔3552和用于接收锁定键3550的释放销3555的狭槽3554。
图61-66分别表示了固定装置3500的俯视透视图、仰视透视图、俯视平面图、正视图、侧视图和相反的平面图，该固定装置3500具有凸形部件3510，该凸形部件3510与凹形部件3520啮合，还表示了位于固定装置3500的凹形部件3520中的锁定键3550和锁定销3570。
图67-71分别表示了具有释放销3555的锁定键3550的透视图、正视图、仰视图、侧视图和俯视图。图72表示了锁定销3570的透视图。
在所有上述实施例中，锁定机构从开锁至锁定的位置可以根据固定两个相对构件所需的公差变化。因此，根据该公差，使凸形部件和凹形部件在锁定位置啮合所需的锁定机构位置可以变化。
如前所述可以看出，提供了固定装置和方法的实施例，其具有优于惯用的装置和方法的一个或多个优点。例如，一个或多个前述实施例可以明显加快和简化最终用户对物体的装配，特别是扁平包装构件，例如家具零件。固定装置可以在产品的制造厂或其它产品来源地进行预安装和扁平包装，以便进行运送。固定装置和与该固定装置相关连的构件在不需要工具的情况下可由最终用户装配，且装配并不复杂和不需要花费过多时间。通过提供上述自紧固特征，当固定装置拉动与它们相连的构件以及如果要求与它们牢固和永久(希望时)地锁定在一起时，最终用户需要很小的力或不需要力就可以简单地将匹配零件放置在一起。固定装置可以用于在任何要求的方向将部件连接在一起，例如端对端、面对端(即90度)等。可利用固定装置来装配任何合适的产品，这些产品包括但不局限于电子装置、车辆装置和各种家具，例如书架、桌子、橱柜、娱乐中心、椅子、工作台、床、隔板、小卧室、抽屉和梳妆台。
前面对实施例的描述是为了图示和说明。它并不是穷举的，且本发明并不局限于对公开的精确形式所要求保护的发明。根据上述说明或者在实施本发明中可以进行变型和改变。权利要求和它们的等同物确定了本发明的范围。
权利要求
1.一种用于将两个构件固定在一起的装置，该装置包括凸形部件；用于接收凸形部件的凹形部件，该凹形部件包括可在开锁位置和锁定位置之间运动的活动元件；具有储存能量的能量储存机构，用于当释放能量储存机构中的能量时使得活动元件从开锁位置运动至锁定位置；以及可释放的保持机构，其使能量储存机构保持在储存能量状态直到释放该保持机构，因此当将凸形部件插入凹形部件内时，通过释放保持机构，能量储存机构从能量储存状态驱动至释放能量状态，从而使得活动元件从开锁位置运动至凸形部件与凹形部件啮合的锁定位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，在凸形部件插入凹形部件中时，通过凸形部件释放可释放的保持机构。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可释放的保持机构与在开锁位置的活动元件可释放地啮合。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，当活动元件处于开锁位置时，所述可释放的保持机构与能量储存机构可释放地啮合。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述能量储存机构是偏压元件。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述活动元件在开锁位置和锁定位置之间旋转。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述活动元件在大致线性通路中在开锁位置和锁定位置之间运动。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述活动元件具有狭槽，并当凸形部件布置在狭槽中时可从开锁位置运动至锁定位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述狭槽为弓形狭槽。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凹形部件具有进口孔，该进口孔的尺寸设置成接收凸形部件的至少一部分。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凹形部件具有第一进口孔，活动元件具有第二进口孔，第一和第二进口孔的尺寸设置成接收凸形部件的至少一部分，且在开锁位置第一进口孔与第二进口孔对齐。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述活动元件包括凸轮表面，凸形部件可运动与该凸轮表面进入接触，因而凸形部件与凸轮表面的接触释放保持机构。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凸形部件包括凸轮表面，锁定机构可运动与该凸轮表面进入接触，因而锁定机构从开锁位置运动至锁定位置，同时与凸轮表面的接触使得凸形部件运动进入凹形部件。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锁定机构可从开锁位置旋转至锁定位置，并具有进口孔和与该进口孔连通的弓形狭槽，因而在开锁位置，凸形部件可运动进入进口孔内，在锁定位置，凸形部件布置在弓形狭槽中。
15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凸形部件可沿插入的通路运动进入凹形部件中，且偏压元件包括环绕与插入的通路大致平行的轴线盘绕的部分。
16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凸形部件可沿插入的通路运动进入凹形部件中，且偏压元件包括环绕与插入的通路不平行的轴线盘绕的部分。
17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保持元件包括板，且凸形部件可运动与在开锁位置的板进入接触，因而凸形部件的运动与板进入接触将板从与锁定机构的啮合中释放。
18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凸形部件可运动与在开锁位置的保持元件进入接触，因而凸形部件的运动与保持元件进入接触将保持元件从与锁定机构的啮合中释放。
19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保持元件是静止的。
20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保持元件是可运动的。
全文摘要
一种用于将两个构件固定在一起的自紧固装置，其包括凹形部件和凸形部件，其中凹形部件能够接收凸形部件。凹形部件包括活动元件、能量储存机构和保持机构。活动元件可在开锁位置和锁定位置之间运动。能量储存机构储存能量，用于当释放能量储存机构中的能量时使得活动元件从开锁位置运动至锁定位置。保持机构使能量储存机构保持在储存能量状态直到释放保持机构。当凸形部件插入凹形部件内时，通过释放保持机构，能量储存机构从能量储存状态驱动至释放能量状态，从而使得活动元件从开锁位置运动至锁定位置，使凸形部件与凹形部件啮合。
文档编号B25G3/00GK101087676SQ200580044318
公开日2007年12月12日 申请日期2005年10月24日 优先权日2004年10月22日
发明者约翰·A·杜瓦尔 申请人:尼科塔股份有限公司