專利名稱：具有非對稱凹槽的人體工學(xué)手柄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及手柄。更具體地，本發(fā)明涉及具有非對稱凹槽的手柄。
背景技術(shù)：
手柄被用在廣泛的應(yīng)用中，以提供抓握對象或抓握表面。一些手柄用在需要被牽拉的物體上，比如碗柜抽屜。一般來說這些手柄是相對于該物體固定的。此類中的典型的手柄包括一個較大主體部分和一個附著在該物體上的窄頸部組成。用戶可以抓握較大主體部分，將手掌置于較大主體部分附近，而手指卷繞該較大主體部分的后部，該窄頸部卡在雙指之間。在此類情形中，該較大主體部分一般是具有光滑或有紋路的外部的圓形體或錐形體。在另一些情況中，手柄被旋轉(zhuǎn)以操作機(jī)械裝置，如門閂，或流體閥。對于門閂而言， 手柄(或門柄)與上面討論的固定的手柄的形狀類似，但是門柄是與門可旋轉(zhuǎn)地相連的。旋轉(zhuǎn)門柄時，門閂操作以鎖上或打開門。在不論是鎖上還是打開門的各個方向，需要操作門閂的旋轉(zhuǎn)力實質(zhì)上是相同的。常常，門柄可以通過偏置部件，例如彈簧，被偏置在鎖上的位置。因為旋轉(zhuǎn)力實質(zhì)上在各個方向相同，并且該旋轉(zhuǎn)力通常很小，所以這類門柄在外表面的形狀一般是光滑和對稱的。對于流體閥而言，閥的操作可需要更大的旋轉(zhuǎn)力作用于手柄。因此，閥手柄可在外表面包括一個或多個對稱的突起或凹陷，來增加對該手柄的杠桿或/和抓握作用。已知的用于流體控制閥的手柄是建立在各個方向的旋轉(zhuǎn)力都實質(zhì)上一致的假設(shè)下。因此，已知的用于流體閥的手柄通常相對于旋轉(zhuǎn)軸對稱。而且，手柄中的任何突起或凹陷也被熟知為既相對于從旋轉(zhuǎn)軸向手柄外周長延伸的半徑對稱，又相對于其他的突起或凹陷對稱。雖然比起具有光滑表面的手柄，此類手柄提供了更有效地抓握力，但是已知的手柄通常在關(guān)閉流體閥的方向不如在打開流體閥的方向那么有效，這是因為，關(guān)閉流體閥通常比打開閥需要更多的旋轉(zhuǎn)力來克服流體通過閥的流動。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制閥的人體工學(xué)手柄，包含閥體和多個設(shè)置在該閥體上的凹槽，每個凹槽包含凹表面。該凹表面是關(guān)于該凹表面的最內(nèi)部處非對稱的。第一凹表面具有比第二凹表面更大的斜度。該第一凹表面從該最內(nèi)部處位于收緊的方向，第二凹表面從該最內(nèi)部處位于松弛的方向。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)成的手柄的一個實施例的側(cè)視圖；圖2為圖I所示手柄的俯視圖；圖3為圖I所示的手柄的一部分的俯視圖；圖4為包含圖I所示的手柄的流體控制閥的截面圖。具體實施例雖然下文詳細(xì)描述了本發(fā)明的示例的實施例，但是需理解該發(fā)明的法定范圍由本專利最后提出的權(quán)利要求書的文字進(jìn)行限定。該詳細(xì)的描述被理解為只作示例，而并不描述本發(fā)明的每種可能的實施例，因為描述每種可能的實施例即使不是不可能的，頁是不現(xiàn)實的。通過閱讀該公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員使用當(dāng)前技術(shù)，或自該專利申請日之后研發(fā)的技術(shù)，可以能夠?qū)崿F(xiàn)ー個或多個的替代的實施例。這樣附加的起訴仍落入限定了本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在根據(jù)附圖所示，圖I和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而形成的人體工學(xué)手柄10的一個實施例。手柄10包含實質(zhì)上圓柱形的柄體12。在其他實施例中，柄體12可以具有其他形狀，如方形柱體，橢圓柱體，圓盤等。柄體12可以包含ー個頂表面13，ー個底表面15，和ー個側(cè)表面17。頂表面13通過斜切面19連接到側(cè)表面17。在其他實施例中，斜切面19可根據(jù)需要去除。柄體12可以被連接至致動器桿或其他閥門致動設(shè)備21上，并且，可以按箭頭A方向所示的收緊方向，以及按照箭頭A的相反方向所示的松弛方向被旋轉(zhuǎn)。如圖I所示，柄體12從頂部到底部可輕微地逐漸變細(xì)。該輕微變細(xì)由角B定義，角B范圍為約-20度到約+20度，優(yōu)選范圍為約-10度到約+10度，尤其優(yōu)選為約3度到約7度。柄體12包含一個或多個凹槽14，提供改進(jìn)的抓握表面。凹槽14由柄體12的挖空或凹陷部分所限定。凹槽14由ー個或多個突出物或齒部16分隔。齒部16的外表面可以限定閥體12的大體圓形的邊緣18。凹槽14包含最內(nèi)部點(diǎn)20，該點(diǎn)被定義為凹槽表面22和從手柄10的旋轉(zhuǎn)軸24引出的半徑23的交叉點(diǎn)，在此處，凹槽表面22與旋轉(zhuǎn)軸24的間距是圍繞閥體12的外周最小的。如圖I所示，最內(nèi)部點(diǎn)20定義了沿著凹槽14的線或槽26，最內(nèi)部點(diǎn)20還可被定義為凹槽表面22和圓形的邊緣18之間的最大距離27。如圖2和圖3所示，或當(dāng)俯視垂直于旋轉(zhuǎn)軸24的橫截面吋，凹槽表面22可通過下列數(shù)學(xué)公式進(jìn)行定義y = 7Ε-05χ4+0. 002χ3+0. 0295χ2+0. 0389χ_0· 0289其中，以凹槽14的最內(nèi)部點(diǎn)20為原點(diǎn)。由于手柄12從頂部到底部向內(nèi)部變細(xì)(如圖I)，凹槽14靠近底表面15比靠近頂表面13要淺。傾斜角B被定義為側(cè)表面17和平行于旋轉(zhuǎn)軸24且與斜表面19和側(cè)表面17的交叉部分相切的線之間的夾角。該實施例中，線或槽26也實質(zhì)上平行于旋轉(zhuǎn)軸24。然而，對于其他實施例而言，線或槽26可以被導(dǎo)向為相對旋轉(zhuǎn)軸24可能會有一定夾角；比如夾角范圍會可以在約-45度到約+45度間。凹槽14的側(cè)棱30收斂在底表面15附近。側(cè)棱30之間的收斂角C范圍可以為約5度到約55度之間，優(yōu)選范圍為約21度到約31度，更優(yōu)選地為約25度到約27度之間。由于頂表面13位于側(cè)表面17的頂部的上方，側(cè)棱30的頂部可位于最內(nèi)部點(diǎn)20的下方。雖然側(cè)棱30彼此間以收斂角C收斂，但是側(cè)棱30相對于線或槽26可以傾斜不同的角度。比如，收斂角C可以由角E和角F構(gòu)成，E角被定義為在松弛方向的(即圖I和圖2箭頭A的反方向)第一條側(cè)棱30和線或槽26之間，F(xiàn)角被定義為在收緊方向的(即箭頭A方向)第二條側(cè)棱30和線或槽26之間。角E可以比角F大。在圖1-4所示的實施例中，角E可以大約為18度，角F可以大約為8度。但是，只要保持角C(即角E和F的總和)在上述范圍內(nèi)不變，角E和角F可以相對彼此以實質(zhì)上任意的組合進(jìn)行調(diào)整。
各個凹槽14關(guān)于線或槽26是非対稱的。各個凹槽14包括第一表面40和第二表面42，由線或槽26隔開。第一表面40從半徑23位于收緊方向A，第二表面42從半徑23位于松弛方向。表面40和42各有一條斜線,該斜線由從最內(nèi)部點(diǎn)20或槽26引出的到表面40，42與圓形外緣18的交叉點(diǎn)的一條直線所限定。第一表面40的第一斜線46比第二表面42的第二斜線48的傾斜度更大。換言之，第一斜線46相對于圓形外緣18比第二斜線48更加傾斜。第一斜線46和半徑23之間的角D的范圍為約48度到約68度，優(yōu)選地范圍為約52度到約64度，更優(yōu)選的范圍為約56度到約60度。第二斜線48和半徑23的之間的角G的范圍為約70度到約90度，優(yōu)選的范圍為約74度到約86度，更優(yōu)選地范圍為約78度到約82度。由于第一表面40和第二表面42之間的關(guān)系導(dǎo)致更大的杠桿作用，并且因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)手柄10時，在收緊方向A導(dǎo)致更大旋轉(zhuǎn)カ的應(yīng)用。在其他實施例中，當(dāng)操作手柄吋，手柄10可以被可操作地接合行星齒輪系統(tǒng)，以 根據(jù)需要増加或降低扭轉(zhuǎn)カ矩。當(dāng)收緊手柄10時，手柄10可接合行星齒輪系統(tǒng)以提供更多扭轉(zhuǎn)カ矩，而當(dāng)松弛手柄10時，手柄10可與行星齒輪系統(tǒng)脫開，進(jìn)入直接驅(qū)動狀態(tài)。如圖4所示，手柄10連接到流體控制閥100。流體控制閥100包含閥體110，該閥體具有流體入口 112和流體出口 114。流體通道116連接流體入口 112和流體出口 114。閥塞118位于流體流通道116內(nèi)，閥塞118與閥座120相互作用，以控制閥100中流體的流動。閥塞118連接至閥桿122，閥桿122連接到膜片板124。膜片126連接至膜片板124，膜片126將閥體100中的流體從閥蓋128內(nèi)隔離開。在閥蓋128內(nèi)，彈簧130或其他偏置元件可偏置膜片126，以及因此偏置閥塞118朝向打開或關(guān)閉位置。彈簧カ可通過調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整，比如連接至手柄10的螺桿132。旋轉(zhuǎn)手柄10吋，螺桿132調(diào)節(jié)彈簧130作用于膜片126的力，用以控制閥100中的流體流動速率。當(dāng)調(diào)節(jié)閥100時，該手柄10向用戶提供了増加的杠桿作用，以及因此提供了増加的旋轉(zhuǎn)カ度。根據(jù)前述的描述，本發(fā)明的大量的修改和改進(jìn)的實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。相應(yīng)地，本說明書應(yīng)被理解為僅用于示例，并且是處于將本發(fā)明的最佳模式教導(dǎo)給本領(lǐng)域技術(shù)人員的目的。在不違背本發(fā)明的精神的前提下，可以對本公開的細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并且，在權(quán)利要求書范圍之內(nèi)的修改的專有使用是受保護(hù)的。
權(quán)利要求
1.ー種手柄，其特征在于，包括 柄體，含頂表面，底表面和側(cè)表面；以及 多個凹槽，位于該側(cè)表面中，各個凹槽具有凹表面，該凹表面關(guān)于由該凹表面的最內(nèi)部點(diǎn)所限定的槽是非対稱的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，其特征在于，該凹表面包括第一表面和第二表面，該第一表面位于該手柄的收緊方向，該第二表面位于該手柄的松弛方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，其特征在于，該第一表面限定了第一斜線，該第二表面限定了第二斜線，該第一斜線較該第二斜線傾斜度大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手柄，其特征在干，該第一斜線在大約48度到大約68度的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手柄，其特征在干，該第一斜線在大約52度到大約64度的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手柄，其特征在干，該第一斜線在大約56度到大約60度的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手柄，其特征在干，該第二斜線在大約70度到大約90度的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手柄，其特征在干，該第二斜線在大約74度到大約86度的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手柄，其特征在干，該第二斜線在大約78度到大約82度的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手柄，其特征在于，該第一斜線在大約48度到大約68度的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，其特征在于，至少ー個凹表面由下列數(shù)學(xué)公式定義y = 7Ε-05χ4+0. 002χ3+0. 0295χ2+0. 0389χ-0. 0289。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，其特征在于，該柄體從頂部到底部呈逐漸變細(xì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手柄，其特征在干，該柄體的變細(xì)的角度在大約-20度到大約20度的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，其特征在于，每個凹槽包含兩條側(cè)棱，從頂?shù)降妆舜耸諗俊?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的手柄，其特征在干，該兩條側(cè)棱間的收斂角在大約5度到55度的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的手柄，其特征在干，該收斂角由兩個角組成，第一角是在由凹表面的最內(nèi)部點(diǎn)限定的槽線和第一側(cè)棱之間，第二角是該槽線和第二側(cè)棱之間，該第一角比該第二角大。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的手柄，其特征在于，該第一角約為18度，該第二角約為8度。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，其特征在于，該些凹槽被齒部所分隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手柄，至少ー個凹槽從頂部到底部變淺。
20.ー種包含人體工學(xué)手柄的控制閥，其特征在于，該控制閥包括閥體，包括流體入ロ，流體出ロ，以及連接該流體入口和該流體出ロ的流體通道； 閥塞，置于該流體通道內(nèi)，該閥塞與該流體通道內(nèi)的閥座相互作用，以控制通過該閥體的流體的流動； 閥桿，連接至該閥塞；以及 手柄，連接至該閥桿，該閥桿相對于該閥座移動閥塞，該手柄包括柄體和多個位于柄體上的凹槽， 其中，該多個凹槽關(guān)于該凹槽的最內(nèi)部點(diǎn)不對稱，該凹槽包括第一 凹表面和第二凹表面，該第一凹表面有第一斜度，該第二凹面有第二斜度，該第一斜度比該第二斜度大。
全文摘要
一種用于控制閥的人體工學(xué)手柄，包括閥體和多個位于閥體上的凹槽，每個凹槽包含凹表面，每個凹表面關(guān)于該凹槽的最內(nèi)部點(diǎn)不對稱。第一凹表面比第二凹表面的斜度更大，第一凹表面從最內(nèi)部點(diǎn)位于收緊方向，第二凹表面從最內(nèi)部點(diǎn)位于松弛方向。
文檔編號F16K31/60GK102691827SQ201110280548
公開日2012年9月26日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者J·D·克利弗德 申請人:泰思康公司