СТРУКТУРА ДЛЯ ЗАХВАТА С ИЗМЕНЯЕМЫМ ТРЕНИЕМ
STRUCTURE FOR GRIPPING WITH CHANGEABLE FRICTION

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к приводимым в действие от руки инструментам. Более конкретно, настоящее изобретение относится к структурам для захвата для приводимых в действие от руки инструментов.
Предпосылки создания изобретения
[0002] В этой части предоставлено описание предпосылок или контекста изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения. Описание в этом документе может включать в себя идеи, которые могут быть преследуемыми, но не являются обязательно идеями, которые ранее были рассматриваемыми или преследуемыми. Следовательно, если не указано иначе в этом документе, то, что описано в этом разделе, не является предшествующим уровнем техники по отношению к описанию и формуле изобретения в этой заявке и не принимается за предшествующий уровень техники посредством включения в этот раздел.
[0003] Приводимый в действие от руки инструмент является в общем известным. Приводимые в действие от руки инструменты включают в себя инструменты режущего типа и инструменты ударного типа. Например, приводимые в действие от руки режущие инструменты включают в себя ножницы, сучкорезы, секаторы и тому подобное. Для сравнения, приводимые в действие от руки инструменты ударного типа включают в себя молотки, кувалды, молоты, топоры, и тому подобное. Как правило, приводимые в действие от руки инструменты являются либо приводимыми в действие от одной руки или приводимыми в действие от двух рук. Например, пользователь может удерживать и использовать небольшой топор (длиной менее 60,96 см (двух футов)) только одной рукой. Тем не менее, более крупный топор (например, длиной 91,44 см (три фута) или более) обычно требует, чтобы пользователь использовал две руки для удерживания и использования.
[0004] Как правило, приводимые в действие от руки как ударные, так и режущие инструменты включают в себя захватную поверхность для захвата пользователем при обращении с инструментом. Тем не менее, во время работы, рука (руки) пользователя может сдвигаться и скользить по поверхности захвата. Это может приводить к потере управления инструментом и/или раздражению руки (рук) (например, к образованию мозолей). Например, смещение может привести к образованию мозолей и другого раздражения руки пользователя, что является нежелательными. Для сравнения, скольжение может привести к "освобождению" инструмента из руки (рук) пользователя (например, к бросанию, падению и так далее). Некрепко удерживаемый инструмент может привести к травмированию пользователя и/или повреждению заготовки. Соответственно, одной из возможностей для уменьшения вероятности скольжения и/или смещения по поверхности захвата является использование перчаток. Тем не менее, перчатки часто не оказываются в легком доступе для пользователя и могут обеспечить уровень ощущений, неадекватный тому, что обычно хотят испытывать пользователи. Соответственно, существует потребность в улучшенной поверхности захвата.
Краткое изложение сущности изобретения
[0005] Один вариант осуществления относится к приводимому в действие от руки инструменту. Приводимый в действие от руки инструмент включает в себя головку инструмента, рукоятку, соединенную с головкой инструмента, и поверхность, расположенную на рукоятке. Поверхность образует первое множество элементов, расположенное по меньшей мере в одной первой области на поверхности, причем по меньшей мере одна первая область образует первый уровень трения; второе множество элементов, расположенное по меньшей мере во второй области на поверхности, причем по меньшей мере одна вторая область образует второй уровень трения, причем второй уровень трения образует относительно меньшую величину трения, чем первый уровень трения; и третье множество элементов, образующее переходный уровень трения между первым уровнем трения и вторым уровнем трения, причем третье множество элементов соединяет каждую из по меньшей мере одной первой области с каждой из по меньшей мере одной второй области. Согласно одному варианту осуществления каждый элемент в первом, втором и третьем множествах элементов расположен в структуре точечной матрицы.
[0006] Другой вариант осуществления относится к приводимому в действие от руки инструменту, включающему в себя поверхность для захватывания рукоятки инструмента. Поверхность включает в себя по меньшей мере одну первую область с множеством первых элементов в каждой по меньшей мере одной первой области, причем каждая по меньшей мере одна первая область образует первый уровень трения, причем каждая по меньшей мере одна первая область расположена на соответствующей области неподвижного положения руки на поверхности; по меньшей мере одну вторую область со вторым множеством элементов в каждой по меньшей мере одной второй области, причем каждая по меньшей мере одна вторая область образует второй уровень трения, образующий относительно меньшую величину трения, чем первый уровень трения, причем каждая по меньшей мере одна вторая область расположена в соответствующей области подвижного положения руки на поверхности; и третье множество элементов, образующее переходный уровень трения между первым уровнем трения и вторым уровнем трения, причем третье множество элементов соединяет каждую по меньшей мере одну первую область с каждой по меньшей мере одной второй областью.
[0007] Еще один вариант осуществления относится к способу изготовления ручного инструмента, имеющего захватную поверхность со структурой с изменяемым трением. Способ включает в себя обеспечение первого множества элементов, образующего первый уровень трения, причем первое множество элементов расположено на области неподвижного положения руки на захватной поверхности; обеспечение второго множества элементов, образующего второй уровень трения, причем второй уровень трения меньше, чем первый уровень трения, причем второе множество элементов расположено на области подвижного положения руки на захватной поверхности; обеспечение третьего множества элементов, образующего переходный уровень трения между первым уровнем трения и вторым уровнем трения; и соединение третьего множества элементов с первым и вторым множествами элементов.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 представляет собой вид сбоку приводимого в действие от одной руки ударного инструмента, такого как молоток, согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0009] Фиг. 2 представляет собой другой вид сбоку молотка с Фиг. 1 согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0010] Фиг. 3 представляет собой вид сбоку поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0011] Фиг. 4 представляет собой другой вид сбоку поверхности для захвата с изменяемым трением с Фиг. 3 согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0012] Фиг. 5 представляет собой вид сверху в перспективе поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0013] Фиг. 6 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0014] Фиг. 7 представляет собой другой вид сбоку в поперечном разрезе поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0015] Фиг. 8 представляет собой еще один вид сбоку в поперечном разрезе поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0016] Фиг. 9 представляет собой вид сверху в перспективе поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента, согласно другому иллюстративному варианту осуществления.
[0017] Фиг. 10 представляет собой схематичное изображение приводимого в действие от двух рук ударного инструмента, показанного в виде топора, в исходном положении ударного хода согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0018] Фиг. 11 представляет собой схематичное изображение приводимого в действие от двух рук ударного инструмента, показанного в виде топора, в приблизительно среднем положении ударного хода согласно иллюстративному варианту осуществления.
[0019] Фиг. 12 представляет собой схематичное изображение приводимого в действие от двух рук ударного инструмента, показанного в виде топора, в конечном положении ударного хода согласно иллюстративному варианту осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения
[0020] Обратимся к чертежам, на которых поверхность для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента показана согласно различным вариантам осуществления, описанным в этом документе. Согласно настоящему изобретению поверхность для захвата с изменяемым трением образует структуру элементов, расположенных в структуре точечной матрицы. Согласно одному варианту осуществления поверхность захвата включает в себя множество первых элементов, множество вторых элементов и множество третьих элементов, которое соединяет множества первых и вторых элементов. Множество первых элементов имеет относительно более крупный размер, чем множества вторых и третьих элементов. Множество вторых элементов имеет относительно более мелкий размер, чем множества первых и третьих элементов. Множество третьих элементов имеет изменяющийся размер, лежащий в диапазоне от размера, который по размеру относительно близок к большому размеру множества первых элементов, до размера, который по размеру относительно близок к малому размеру множества вторых элементов. Благодаря диапазону размеров, множество третьих элементов обеспечивает относительно плавный переход трения между множеством первых элементов и множеством вторых элементов. Размер относится к общему размеру каждого элемента во множествах элементов. Изменение размера элементов влияет на коэффициент трения поверхности захвата. Относительно более крупный размер множества первых элементов образует относительно более высокую величину трения, чем оба множества вторых и третьих элементов. Для сравнения, относительно более мелкий размер множества вторых элементов образует относительно небольшую величину трения относительно множеств первых и третьих элементов. Согласно настоящему изобретению каждое из множеств элементов стратегически расположено в зонах или областях продольно и/или по окружности на поверхности захвата для оптимизации эффективности и использования приводимого в действие от руки инструмента.
[0021] Согласно настоящему изобретению области расположены на основании приводимого в действие от руки инструмента. Например, приводимые в действие от руки инструменты могут включать в себя приводимые в действие от одной руки ударные инструменты с неподвижным положением руки (например, молоток), приводимые в действие от двух рук ударные инструменты с подвижным положением руки (например, кувалда) и приводимые в действие от одной руки или двух рук режущие инструменты с неподвижными положениями руки (например, секаторы, сучкорезы, ножницы и так далее.). Неподвижное положение руки относится к захвату руки, который испытывает небольшие относительные перемещения во время использования инструмента. Для сравнения, подвижное положение руки относится к положению руки, в котором рука испытывает перемещение во время использования инструмента. В некоторых областях захвата, таких как области подвижного положения руки, желательно иметь относительно более низкую величину трения для обеспечения легкого перемещения или смещения руки по поверхности захвата. В других областях, таких как области неподвижного положения руки, желательно иметь относительно более высокую величину трения для сведения к минимуму перемещения руки по поверхности захвата. Согласно настоящему изобретению множество первых элементов высокого трения расположено в областях на поверхности захвата, в которых вероятнее всего оказывается неподвижное положение руки, тогда как множество вторых элементов низкого трения расположено в областях на поверхности захвата, в которых вероятнее всего оказывается подвижное положение руки. Соответственно, зоны высокого трения расположены в областях, в которых пользователь вероятнее всего прилагает максимальное усилие, и наибольшая величина трения между рукояткой и рукой является желательной для предотвращения выскальзывания инструмента из руки пользователя. Для сравнения, зоны низкого трения расположены в областях, в которых высокие уровни трения могут привести к раздражению и недостатку управления работой инструмента. Соответственно, относительное положение зон на разных поверхностях захвата инструмента (например, молотков, приводимых в действие от двух рук топоров, кувалд, молотов, секаторов, сучкорезов, и так далее) могут быть разными в зависимости от типа инструмента для приспосабливания к разным рабочим динамикам положения руки каждого инструмента. В результате этого для каждого типа инструмента может быть предусмотрена специальная поверхность для захвата с изменяемым трением, которая может уменьшать вероятность образования мозоли, увеличивать ощущения пользователем управления инструментом и обеспечивать лучшее впечатление от работы по сравнению с обычными поверхностями захвата на приводимых в действие от руки режущих инструментах.
[0022] Обратимся к Фиг. 1-2, на которых согласно иллюстративному варианту осуществления показаны вид сбоку (Фиг. 1) и вид ударного конца (Фиг. 2) приводимого в действие от одной руки ударного инструмента, показанного как молоток 100, с поверхностью для захвата с изменяемым трением. Молоток 100 включает в себя головку 110 инструмента, прикрепленную к рукоятке 120. Рукоятка 120 может быть прикреплена к головке 110 инструмента посредством любого типа крепежного механизма (например, посадки с натягом относительно окна/отверстия в головке инструмента, соединительного устройства, и так далее). Головка 110 инструмента включает в себя лицевую сторону 112 (например, ударный конец и так далее) и конец 111 (например, клин, вторую лицевую сторону, гвоздодер, задний боек, и так далее), расположенный на противоположном конце головки 110 инструмента относительно лицевой стороны 112. В одном варианте осуществления лицевая сторона 112 предназначена для ударения по интересующему объекту (например, гвоздю и так далее). В других вариантах осуществления, конец 111 также может быть использован для ударения по объекту. Рукоятка 120 включает в себя первый конец 121, расположенный вблизи от головки 110 инструмента, и второй конец 122, расположенный вдали от головки 110 инструмента.
[0023] Важно заметить, что, несмотря на то, что на Фиг. 1-2 показан приводимый в действие от одной руки молоток 100, как упомянуто выше, многие другие типы приводимых в действие от руки инструментов могут включать в себя поверхность для захвата с изменяемым трением согласно настоящему изобретению, так что конкретное осуществление на Фиг. 1-2 не следует понимать как ограничивающее. Например, другие варианты осуществления могут включать в себя другие приводимые в действие от одной руки ударные инструменты (например, топорик), приводимые в действие от двух рук ударные инструменты (например, топор, кувалда, и так далее), приводимые в действие от одной руки режущие инструменты (например, секатор) и/или приводимые в действие от двух рук режущие инструменты (например, сучкорез). Соответственно, конфигурации рукоятки и головки инструмента могут отличаться в зависимости от типа инструмента. Например, в некоторых вариантах осуществления молоток с Фиг. 1-2 может быть сконструирован как молоток типа гвоздодера. К тому же несмотря на то, что рукоятка 120 показана как, по существу, овальная, в других вариантах осуществления возможны другие формы (например, полностью цилиндрические) и контуры. Все такие изменения лежат в рамках сущности и объема настоящего изобретения.
[0024] Как видно опять же на Фиг. 1-2, поверхность 130 расположена на рукоятке 120. Поверхность 130 сконструирована как область для захвата рукой для инструмента 100. Поверхность 130 может быть сконструирована из резины, пластика и любого другого материала, используемого при изготовлении поверхностей захвата. В отношении системы 140 координат, поверхность 130 проходит в продольном направлении 142 от положения на втором конце 122 рукоятки 120 или вблизи от него, к головке 110 инструмента. В разных положениях в продольном направлении вдоль рукоятки 120, поверхность 130 окружает рукоятку 120 (то есть в окружном направлении 144). Как видно, поверхность 130 расположена не только на части продольной длины рукоятки 120. Тем не менее, в некоторых других вариантах осуществления поверхность 130 может проходить продольно по всей длине рукоятки, может полностью окружать рукоятку во всех продольных положениях, может только частично окружать рукоятку во всех продольных положениях и представлять собой вариации этого.
[0025] Поверхность 130 образует первый элемент 132, второй элемент 134 и третий элемент 136. Множество 132 первых элементов расположено в областях 131 и 133 (например, в зонах, областях, частях и так далее) на поверхности 130, тогда как множество 134 вторых элементов расположено в области 135 на поверхности. Множество 136 третьих элементов соединяет множество 132 первых элементов с множеством вторых элементов 134. Как видно, первые, вторые и третьи элементы 132, 134 и 136 имеют структуру углублений (например, зазубрин, зубцов, полостей и так далее), образованных поверхностью 130. Углубления могут иметь форму любого типа. В показанном варианте осуществления каждый из первых, вторых и третьих элементов 132, 134 и 136 имеет форму частичной сферы (например, впадины, ямки, и так далее). Тем не менее, в других вариантах осуществления форма элементов может включать в себя, без ограничения, коническую форму, форму призмы, клин, который образует окружную канавку и так далее. К тому же, как описано и показано на Фиг. 5-8 в этом документе, элементы также могут быть сконструированы как выступы, которые проходят над номинальным уровнем поверхности, и/или как комбинации выступов и углублений.
[0026] В показанном варианте осуществления как первый элемент 132, так и второй элемент 134 и третий элемент 136 имеют одинаковую форму, но имеют разный размер. В контексте настоящего документа термин “размер” означает общий размер элемента. Например, в отношении частичных сфер с Фиг. 1-2 термин “размер” включает в себя как диаметр, так и глубину углубления частичной сферы. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1-2, первый элемент 132 имеет относительно более крупный размер, чем второй элемент 134 и третий элемент 136. Эффект заключается в том, что имеющий форму частичной сферы первый элемент 132 имеет как большую глубину (в направлении вовнутрь к рукоятке 120), так и больший диаметр, чем диаметры и глубины второго элемента 134 и третьего элемента 136. Элементы с относительно более крупным размером соответствуют большему нарушению поверхности 130 в отличие от гладкой или относительно гладкой поверхности. В результате этого, первые элементы с относительно более крупным размером увеличивают коэффициент трения поверхности 130 в месте их расположения (например, в областях 131 и 133). Для сравнения, второй элемент 134 имеет относительно более мелкий размер, чем как первый элемент 132, так и третий элемент 136. В результате этого область 135 образует относительно более низкий коэффициент трения, чем области 131, 133 и остальная область поверхности 130, которая образует множество 136 третьих элементов. Несмотря на то, что они имеет такую же форму, как первый элемент 132 и второй элемент 134, третий элемент 136 имеет изменяющийся размер. Третьи элементы 136, которые расположены относительно ближе (например, смежно) ко вторым элементам 134, имеют меньший размер, чем третьи элементы 136, которые расположены относительно ближе (например, смежно) к первым элементам 132. Между этими положениями и при перемещении от множества 132 первых элементов к множеству 134 вторых элементов, размер третьих элементов 136 непрерывно уменьшается до достижения области вторых элементов (например, области 135). Соответственно, коэффициент трения, обеспечиваемый третьими элементами 136, смежными с первыми элементами 132, может быть одинаковым, в то время как коэффициент трения, обеспечиваемый третьими элементами 136, смежными со вторыми элементами 134, может быть одинаковым. Несмотря на то, что коэффициент трения является относительно постоянным в областях, включающих в себя множество первых элементов 132 и множество вторых элементов 134, по причине изменяющейся характеристики размера множества 136 третьих элементов, коэффициент трения в области, в которой расположено множество 136 третьих элементов, является по существу непостоянным. Тем не менее, по причине по существу непрерывного постепенного перехода коэффициента трения третьих элементов 136 между первыми и вторыми элементами 132 и 136, переход между множеством первых элементов и множеством вторых элементов является относительно плавным переходом свойств трения из одной области в другую. Этот тип перехода исключает резкие изменения эффективности трения между областями для захвата, в результате чего улучшается управление инструментом и удобство для большинства размеров руки. Этот признак также может обеспечивать внешний вид, выглядящий как плавный эстетический переход между разными областями для захвата с трением.
[0027] Как видно на Фиг. 1-2, относительные положения областей, включающих в себя первые, вторые и третьи элементы 132, 134 и 136, изменяются как функция по меньшей мере одного из продольного положения вдоль поверхности 130 и окружного положения вокруг рукоятки 120. Относительные положения, показанные на Фиг. 1-2, являются специальными для приводимого в действие от одной руки молотка 100, показанного на Фиг. 1-2. Как можно видеть, множество 132 первых элементов расположено в области 131 и области 133, несмотря на то, что множество 134 вторых элементов расположено в области 135. Область 131 расположена рядом с концом 122 рукоятки 120 на верхней части поверхности 130. “Верхнее” относится к положению, которое находится относительно ближе к концу 111, чем лицевая сторона 112 головки 110 инструмента. Для сравнения, область 133 находится в продольном направлении ближе к концу 121 на нижней части поверхности. “Нижнее” относится к положению, которое находится относительно ближе к лицевой стороне 112, чем конец 111 головки 110 инструмента. Область 135 проходит от верхней области к нижней области поверхности 130 между областью 131 и областью 133. Множество 136 третьих элементов расположено между областями 131 и 135 и областями 133 и 135. Как упомянуто выше, по причине изменяющегося размера третьих элементов 136 относительно плавный переход трения обеспечен посредством множества третьих элементов между каждой из областей.
[0028] Во время работы пользователь обычно помещает свою ладонь над областью 131 для захватывания молотка 100 и замаха им. Для того чтобы по существу предотвратить выскальзывание молотка 100 из захвата, в области 131 предусмотрены первые элементы 132 с наивысшим трением. Иногда пользователь может использовать конец 111 для различных других функций (например, для ударения по области через щель, через которую не проходит более крупная лицевая сторона 112). Соответственно, в области 133 также предусмотрены первые элементы 132 с наивысшим трением. Во время работы, когда пользователь помещает свою ладонь на области 131 и 133, его ладонь может испытывать относительно большую величину трения. Тем не менее, как можно видеть, область 131 не окружает полностью рукоятку 120 (например, вокруг окружного направления 144). В свою очередь, множество 136 третьих элементов и область 135, которая включает в себя множество 134 вторых элементов, могут соприкасаться с пальцами пользователя, несмотря на то, что ладонь пользователя находится в соприкосновении с областью 131 с высоким трением. Это может быть преимущественным, так как пользователь может перемещать свои пальцы во время ударного хода, несмотря на то, что его ладонь остается неподвижной. Области соприкосновения пальца с относительно низким трением обеспечивают относительно простое смещение, которое может улучшать управление инструментом, поскольку один или более пальцев могут легко перемещаться для способствования поддерживанию инструмента/управлению инструментом во время использования. Соответственно, высокая величина трения может быть нежелательной в таких областях соприкосновения пальца, окружающих область 131.
[0029] Как видно на Фиг. 1-2 (и на Фиг. 3-4), поверхность не включает в себя какие-либо области, в которых элементы отсутствуют. Наоборот, первые, вторые и третьи элементы расположены по всей (продольно и по окружности) поверхности захвата в структуре точечной матрицы (см. Фиг. 5). Тем не менее, в различных других вариантах осуществления множество вторых элементов (элементов, образующих относительно самое низкое трение) может быть заменено относительно гладкой областью на поверхности или может быть предусмотрена относительно гладкая область на поверхности с множествами первых, вторых и третьих элементов. В каждой из этих конфигураций относительно гладкая область отличается отсутствием каких-либо элементов, которые показаны и описаны в этом документе. Соответственно, относительно гладкая область образует более низкую величину трения, чем величины трения, образованные каждым из первого, второго и третьего множеств элементов. Несмотря на то, что некоторые варианты осуществления могут включать в себя области относительно гладкой поверхности захвата, расположение этих областей все еще зависит от типа инструмента для обеспечения специальной поверхности для захвата с изменяемым трением, которая оптимизирует использование конкретного инструмента.
[0030] Теперь обратимся к Фиг. 3-4, на которых показана другая структура элементов для поверхности для захвата с изменяемым трением согласно иллюстративному варианту осуществления. Структура, показанная на Фиг. 3-4, может быть использована для типа инструмента, отличающегося от одноручного молотка 100, показанного на Фиг. 1-2. Например, структура, показанная на Фиг. 3-4, может быть использована с приводимым в действие от двух рук инструментом, таким как кувалда.
[0031] На Фиг. 3 показан вид сбоку рукоятки для инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления, тогда как на Фиг. 4 показан другой вид сбоку рукоятки для инструмента согласно иллюстративному варианту осуществления. Как можно видеть, рукоятка 220 включает в себя поверхность 230, которая образует захват с изменяемым трением. Подобно поверхности 130 с Фиг. 1-3, поверхность 230 образует первые элементы 232, вторые элементы 234 и третьи элементы 236. Множество 232 первых элементов 232 расположено в области 231, области 233 и области 235. Множество вторых элементов 234 расположено в области 237, тогда как множество 236 третьих элементов соединяет каждую область, включающую в себя множество 232 первых элементов и множество 234 вторых элементов. Первый элемент 232 имеет такую же конструкцию и функцию, как первый элемент 132. Второй элемент 234 имеет такую же конструкцию и функцию, как второй элемент 134, и третий элемент 236 имеет такую же конструкцию и функцию, как третий элемент 136. Соответственно, поверхность 230 образует такую же поверхность для захвата с изменяемым трением, как поверхность 130, но с другим относительным положением областей с высоким трением (областей 231, 233 и 235), областей с низким трением (областей 237) и областей с переходным или изменяемым трением (положение третьих элементов 236).
[0032] На Фиг. 3-4 видно, что каждый тип приводимого в действие от руки инструмента обычно имеет разное соответствующее положение (положения) руки (например, только неподвижное положение руки, неподвижное и подвижное положение руки и так далее). В этом отношении, поверхность с изменяемым трением согласно настоящему изобретению выполнена специальной для каждого типа инструмента для оптимизации удобства и использования этого инструмента, в это же время уменьшая вероятность раздражения, например образования мозолей, от использования этого инструмента. Как можно понять, относительное положение областей с высоким, низким и переходным трением сильно отличается в зависимости от типа инструмента. Несмотря на то, что в настоящем документе показано только несколько примеров в отношении Фиг. 1-4 и Фиг. 10-12, следует понимать, что все такие конфигурации должны лежать в рамках сущности и объема настоящего изобретения.
[0033] Теперь обратимся к Фиг. 5-8, на которых показаны поверхности для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента согласно различным иллюстративным вариантам осуществления. На Фиг. 5-8 показаны различные конкретные структуры, которые могут быть использованы для обеспечения захвата с изменяемым трением. Несмотря на то, что для ясности использованы разные ссылочные позиции, следует понимать, что фразы “первый элемент” или “множество первых элементов” относятся к элементам, которые обеспечивают наивысшую величину трения, аналогично первому элементу 132 и первому элементу 232. Это же истинно для фраз “второй элемент” и “третий элемент” (таким же образом, “множество вторых элементов” и “множество третьих элементов”), которые относятся к элементам, которые обеспечивают самый низкий коэффициент трения (вторые элементы), и к элементам, которые обеспечивают изменяющуюся или переходную величину трения (третьи элементы).
[0034] На Фиг. 5 показан вид сверху в перспективе поверхности для захвата с изменяемым трением согласно иллюстративному варианту осуществления. Захватная структура 500 включает в себя поверхность 501, которая включает в себя первую область 510 (например, зону, область, сектор, часть, участок, фрагмент и так далее), вторую область 520 и третью область 530, соединяющую первую область 510 со второй областью 520. Несмотря на то, что первая область 510, вторая область 520 и третья область 530 показаны только по одной на Фиг. 5, следует понимать, что поверхность для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента может включать в себя множество первых областей, вторых областей и третьих областей.
[0035] Поверхность 501 образует первое множество 512 элементов, расположенных в первой области 510, второе множество 522 элементов, расположенных во второй области 520 и третье множество 532 элементов, расположенных в третьей области 530. Как можно видеть, каждый элемент в первом множестве 512 элементов, втором множестве 522 элементов и третьем множестве 532 элементов имеет однородную форму. В отличие от Фиг. 1-4, в этом варианте осуществления, каждый элемент в первом множестве 512 элементов, втором множестве 522 элементов и третьем множестве 532 элементов выполнен как выступ (например, выдающаяся часть и так далее), проходящий над номинальным уровнем поверхности 501. В этом примере каждый элемент в первом множестве 512 элементов, втором множестве 522 элементов и третьем множестве 532 элементов выполнен в форме частичной сферы (например, впадины). Тем не менее, в других вариантах осуществления, форма каждого элемента может включать в себя, без ограничения, форму призмы, форму пирамиды, форму цилиндра и так далее.
[0036] Первое множество 512 элементов имеет относительно более крупный размер, чем как второе множество 522 элементов, так и третье множество 532 элементов. Относительно более крупный размер соответствует относительно большей величине изменения поверхности, что приводит к увеличению коэффициента трения в первой области 510 относительно второй и третьей областей 520 и 530. Для сравнения, второе множество 522 элементов имеет относительно более мелкий размер, чем либо первое, либо третье множества 512 и 532 элементов. Соответственно, относительно более мелкий размер имеет наименьшую величину изменения поверхности, что соответствует наименьшему коэффициенту трения. Для сравнения, третье множество 532 элементов имеет изменяющийся размер, который обеспечивает образование изменяющегося уровня трения. Элементы третьего множества 532 элементов, расположенные ближе ко второму множеству 522 элементов, имеют размер, близкий к размеру второго множества 522 элементов. Элементы третьего множества 532 элементов, расположенные ближе к первому множеству 512 элементов, имеют размер, близкий к размеру первого множества 512 элементов. Между этими двумя концевыми точками размер изменяется как по существу непрерывный постепенный переход. Соответственно, пользователь, который смещает свою руку от первой области 510 ко второй области 520 или наоборот, не ощущает значительных резких изменений трения.
[0037] Как можно видеть, каждый элемент в первом множестве 512 элементов, втором множестве 522 элементов и третьем множестве 532 элементов расположен на одной структуре точечной матрицы 502. Преимущественно эта конфигурация обеспечивает простоту изготовления. Например, если элементы выполнены как углубления в форме частичной сферы, инструмент, который имеет тело изменяющегося диаметра, проходящее до узкого кончика (например, пуансон), может изменять глубину, на которую он вставляется в поверхность. Благодаря телу с изменяющимся диаметром, более глубокое вставление в поверхность соответствует более глубокому углублению с более крупным диаметром. В этом примере инструмент может быть вставлен глубже всего для первого множества элементов, меньше всего для второго множества элементов и на изменяющуюся глубину для третьего множества элементов. Благодаря расположению на структуре точечной матрицы, может быть использована относительно менее сложная инструментальная оснастка для управления вставлением инструмента. Это может увеличить эффективность изготовления поверхности для захвата с изменяемым трением согласно настоящему изобретению.
[0038] Теперь обратимся к Фиг. 6-8, на которых показаны виды в поперечном разрезе захватной структуры с поверхностью для захвата с изменяемым трением согласно различным иллюстративным вариантам осуществления. В каждом из вариантов осуществления, проиллюстрированных на Фиг. 6-8, показаны элементы однородной формы, но разных размеров.
[0039] На Фиг. 6 показана захватная структура 600, которая включает в себя поверхность 601, которая включает в себя первую область 610, вторую область 620 и третью область 630, соединяющую первую область 610 со второй областью 620. Поверхность 601 образует множество 612 первых элементов, расположенных в первой области 610, множество 622 вторых элементов, расположенных во второй области 620, и множество 632 третьих элементов, расположенных в третьей области. Как можно видеть, множество 612 первых элементов имеет относительно более крупный размер, чем множества 622 и 632 вторых и третьих элементов, и множество 622 вторых элементов имеет относительно более мелкий размер, чем как множество 612 элементов, так и множество 632 третьих элементов. Следовательно, как и на Фиг. 5, поверхность 601 обеспечивает поверхность для захвата с изменяемым трением. Относительно Фиг. 5, в этом варианте осуществления все элементы в множествах 612, 622 и 632 элементов имеют структуру углублений (например, выемок, зазубрин, ямок, полостей, кратеров и так далее), которые имеют форму частичной сферы. Как можно видеть, каждый элемент в множествах 612, 622 и 632 элементов проходит под номинальным уровнем 602 поверхности 601. Более глубокая и крупная структура элемента, как в первом множестве 612 элементов, соответствует относительно большему изменению поверхности и большей величине трения. Этот тип структуры элемента используется в вариантах осуществления, показанных на Фиг. 1-4.
[0040] На Фиг. 7 показана захватная структура 700, которая включает в себя поверхность 701, которая включает в себя первую область 710, вторую область 720 и третью область 730, соединяющую первую область 710 со второй областью 720. Поверхность 701 образует множество 712 первых элементов, расположенных в первой области 710, множество 722 вторых элементов, расположенных во второй области 720, и множество 732 третьих элементов, расположенных в третьей области. Как можно видеть, множество 712 первых элементов имеет более крупный размер, чем множества 722 и 732 вторых и третьих элементов, и множество 722 вторых элементов имеет относительно более мелкий размер, чем размер обоих множеств 712 и 732 первых и третьих элементов. Следовательно, как и на Фиг. 5-6, поверхность 701 обеспечивает поверхность для захвата с изменяемым трением. Относительно Фиг. 6, в этом варианте осуществления все элементы в множествах 712, 722 и 732 элементов выполнены как выдающиеся элементы (например, выступы, бугорки, выпуклости и так далее), которые имеют форму частичной сферы. Как можно видеть, каждый элемент в множествах 712, 722 и 732 элементов проходит над номинальным уровнем 702 поверхности 701. Более высокая (над номинальным уровнем 702) и крупная структура элемента, например, в множестве 712 первых элементов, образует относительно большее изменение поверхности и более высокую величину трения. Этот тип структуры элемента используется в варианте осуществления, показанном на Фиг. 5.
[0041] На Фиг. 8 показана захватная структура 800, которая включает в себя поверхность 801, которая включает в себя первую область 810, вторую область 820 и третью область 830, соединяющую первую область 810 со второй областью 820. Поверхность 801 образует множество 812 первых элементов, расположенных в первой области 810, множество 822 вторых элементов, расположенных во второй области 820, и множество 832 третьих элементов, расположенных в третьей области. Как можно видеть, множество 812 первых элементов имеет более крупный размер, чем множества 822 и 832 вторых и третьих элементов, и множество 822 вторых элементов имеет относительно более мелкий размер, чем оба множества 812 и 832 первых и третьих элементов. Следовательно, как и на Фиг. 5-7, поверхность 801 образует поверхность для захвата с изменяемым трением.
[0042] Относительно предшествующих структур элемента с Фиг. 1-7 элементы в каждом из множества 812 первых элементов, множества 822 вторых элементов и множества 832 третьих элементов проходят как над, так и под номинальным уровнем 802 поверхности 801. В этом отношении, чем больше отклонение 803, тем выше коэффициент трения. Соответственно, первая область 810 образует относительно более сильное трение, чем вторая область 820, которая обеспечивает относительно меньшую величину трения, чем третья область 830. Изменяющийся размер множества 832 третьих элементов обеспечивает область изменяющегося трения, которая обеспечивает относительно плавный переход величин трения между первой и второй областями 810 и 820.
[0043] Несмотря на то, что на каждой из Фиг. 1-8 показанная поверхность для захвата с изменяемым трением включает в себя элементы однородной формы, в других вариантах осуществления множество элементов может быть неоднородной формы. Например, множество первых элементов может соответствовать первой форме, множество вторых элементов может соответствовать второй форме, и множество третьих элементов может соответствовать третьей форме, причем по меньшей мере одна из первой, второй и третьей форм отличается от остальных. Несмотря на различие формы, относительные размеры, подобно тому, что описано выше, могут оставаться такими же (например, множество первых элементов имеет наибольший размер, множество вторых элементов имеет наименьший размер и множество третьих элементов имеет изменяющийся размер для плавного соединения и перехода между множествами первых и вторых элементов). В других вариантах осуществления в каждом множестве элементов может быть использовано более одного типа формы. Например, множество первых элементов может включать в себя элементы в форме поднятой пирамиды или поднятой частичной сферы. Тем не менее, размер этих элементов может все еще быть относительно больше, чем размер другого множества элементов, для обеспечения поверхности для захвата с изменяемым трением.
[0044] Один иллюстративный вариант осуществления показан на Фиг. 9. На Фиг. 9 показана поверхность 901 для захвата с изменяемым трением для приводимого в действие от руки инструмента, использующая элементы однородной формы для каждой области. Как можно видеть, захватная структура 900 включает в себя поверхность 901, которая включает в себя первую область 910, вторую область 911, третью область 912 и четвертую область 913. Каждая из первой, второй, третьей и четвертой областей 910-913 включает в себя множество 915 первых элементов. Как можно видеть, все первые элементы 915 выполнены как выступы в форме частичной сферы, проходящие над поверхностью 901. Поверхность 901 также включает в себя пятую область 920, которая включает в себя множество 922 вторых элементов. Как можно видеть, все элементы множества 922 вторых элементов выполнены как углубления в форме частичной сферы, проходящие в захватную структуру 900. Поверхность 901 также включает в себя шестую область 930, седьмую область 931, восьмую область 932 и девятую область 933. Каждая из областей 930-933 с седьмой по девятую включает в себя множество 935 третьих элементов. Как можно видеть, все элементы множества 935 третьих элементов выполнены как выступы в форме пирамиды, проходящие над поверхностью 901.
[0045] Несмотря на то, что формы являются разными для каждого множества элементов, размер множества 915 первых элементов относительно больше, чем размер множеств вторых и третьих элементов 922 и 935 соответственно. Также в множестве 935 третьих элементов предусмотрен изменяющийся размер. Соответственно, трение, обеспечиваемое поверхностью 901, изменяется по мере того, как пользователь перемещает свою руку по поверхности 901.
[0046] Размер и относительные положения каждой области (и, следовательно, положение наибольших и наименьших величин трения) могут изменяться. Согласно Фиг. 1-4 множество первых элементов, образующих самое сильное трение, расположено вокруг соответствующих неподвижных положений руки для молотка 100 и множество вторых элементов, образующих самое слабое трение, расположено вокруг соответствующих положений руки, не являющихся неподвижными, для молотка 100. Использование комплектов элементов разной формы для каждой области может быть полезным для того, чтобы пользователь мог быстро определить посредством ощущения (или визуально) положения самого сильного, промежуточного и самого слабого трения. В свою очередь, пользователь может легко определять положение (положения), лучше всего подходящее для требуемой функции инструмента (например, переноски инструмента, использования инструмента и так далее) и помещать свою руку (руки) в это положение (положения).
[0047] Как упомянуто выше, поверхность для захвата с изменяемым трением согласно настоящему изобретению выполнена с возможностью обеспечения наибольшей величины трения в областях, в которых пользователь обычно имеет неподвижное положение руки, и наименьшей величины трения в областях, в которых пользователь имеет подвижное положение руки. Для исключения дискомфорта при переходе от областей с сильным трением к областям со слабым трением предусмотрена область с изменяемым трением для обеспечения относительно плавного перехода между областями с наибольшим и наименьшим трением. Эта конструкция улучшает комфорт, приятный внешний вид и улучшает функционирование инструмента.
[0048] Теперь обратимся к Фиг. 10-12, на которых показано использование поверхности для захвата с изменяемым трением, применяемой на приводимом в действие от двух рук топоре, во время ударного хода топора. На Фиг. 10 показано начальное положение при ударном ходе согласно иллюстративному варианту осуществления. Как можно видеть, топор 1000 включает в себя головку 1010 и поверхность 1020 для захвата с изменяемым трением, которая окружает рукоятку, функционально соединенную с головкой 1010. Поверхность 1020 показана как включающая в себя специальные области неподвижного положения руки и специальные области подвижного положения руки. Области неподвижного положения руки включают в себя первую область 1030 и вторую область 1032. Область подвижного положения руки включает в себя третью область 1040. Область неподвижного положения руки относится к области, в которой, при использовании инструмента, рука пользователя должна оставаться по существу неподвижной. Область подвижного положения руки относится к области, в которой, при использовании инструмента, рука пользователя должна перемещаться или смещаться.
[0049] Области 1030 и 1032 включают в себя множество первых элементов, которое образует первый уровень трения. Область 1040 включает в себя множество вторых элементов, которое образует второй уровень трения. Второй уровень трения соответствует самой низкой величине трения на поверхности 1020, тогда как первый уровень трения соответствует наивысшей величине трения на поверхности 1020. Между первой областью 1030 и третьей областью 1040 и третьей областью 1040 и второй областью 1032 расположена четвертая область 1050. Четвертая область 1050 соответствует изменяющемуся уровню трения и включает в себя множество третьих элементов. Множество первых элементов может иметь такие характеристики, как описанные в этом документе в отношении множества первых элементов. Например, множество первых элементов может соответствовать имеющим форму частичной сферы углублениям (см. Фиг. 6), имеющим форму частичной сферы выступам (см. Фиг. 7), комбинации признаков, проходящих под и над плоскостью номинальной поверхности, и любому другому типу конфигурации. Это же истинно для множества вторых элементов и множества третьих элементов.
[0050] Принимая во внимание описанную выше конструкцию, в начальном положении на Фиг. 10 первая рука 1001 пользователя расположена в области неподвижного положения руки и вторая рука 1002 пользователя расположена в исходном положении области подвижного положения руки. Для того чтобы пользователь мог иметь относительно сильный захват для удерживания первой руки 1001 в области неподвижного положения руки на протяжении ударного хода, в этой области неподвижного положения руки расположена область 1030 с множеством первых элементов. Относительно более высокий уровень трения, обеспечиваемый в области 1030, уменьшает вероятность скольжения руки во время хода, посредством чего улучшается управление инструментом 1000. Как видно на Фиг. 11, приблизительно в средней точке ударного хода, вторая рука 1002 пользователя смещается вниз по поверхности 1020 захвата к первой руке 1001. Для обеспечения относительно простого смещения в этой области подвижного положения руки предусмотрена область 1040 самого слабого трения. Незадолго до конца ударного хода, по мере смещения второй руки 1002 ближе к первой руке 1001, пользователь может захотеть усилить свой захват своей второй рукой 1002 для обхватывания инструмента для удара по обрабатываемому предмету 1060. Для соответствия этой потребности область 1050 обеспечивает изменяющийся уровень трения, увеличивающийся от конца области 1040 (области подвижного положения руки) к концу области 1030 (области неподвижного положения руки). В результате этого вторая рука 1002 пользователя испытывает все более сильное трение по мере приближения этой руки в области 1050 к первой руке 1001. Это позволяет пользователю прилагать более сильный захват посредством второй руки 1002, посредством чего улучшается управление инструментом 1000, поскольку пользователь готовится к удару с обрабатываемым предметом 1060. На Фиг. 12 показано конечное положение ударного хода топора 1000. Как можно видеть, первая рука 1001 остается неподвижной на всем протяжении хода, тогда как вторая рука 1002 перемещается на расстояние минимального удаления относительно первой руки 1001.
[0051] Благодаря стратегическим положениям областей с сильным трением в областях неподвижного положения руки, областей со слабым трением в областях подвижного положения руки и областей с переходным трением для исключения некомфортных и резких измерений в трении, которое ощущает пользователь, пользователь может работать с инструментом 1000 дольше, не испытывая раздражения, вызванного областями с высоким трением, находящимися в нежелательных местах (например, в области подвижного положения руки) и с относительно более высокой степенью комфорта и управляемости.
[0052] Несмотря на то, что различные признаки описания показаны и описаны выше в качестве примера со ссылкой на приводимый в действие от руки инструмент (например, молоток), поверхность для захвата с изменяемым трением также может быть использована с другими инструментами, такими как цепная пила, которые не приводятся в действие силой человека. Все такие вариации должны лежать в объеме настоящего изобретения.
[0053] Несмотря на то, что в настоящем описании показаны и описаны конкретные примеры, варианты осуществления, проиллюстрированные на чертежах, показаны для примера, и специалисту в данной области техники из прочтения этого описания будет легко понятно широкое разнообразие других конфигураций поверхности для захвата с изменяемым трением (например, другие типы текстуры по сравнению с элементами, показанными в этом документе) и конфигураций инструмента. Все такие вариации инструментов, которые используют поверхность для захвата с изменяемым трением, должны лежать в объеме изобретения.
[0054] Важно заметить, что конструкция и устройство элементов приводимого в действие от руки инструмента, показанного как молоток и топор, с поверхностью для захвата с изменяемым трением, показанной схематично в вариантах осуществления, являются только иллюстративными. Несмотря на то, что в настоящем описании подробно описано только несколько вариантов осуществления, специалистам в данной области техники из ознакомления с настоящим описанием будет понятно, что возможно выполнить множество модификаций без материального отхода от инновационной сущности и преимуществ изложенного предмета.
[0055] Соответственно, все такие модификации должны лежать в объеме настоящего изобретения. Другие замены, модификации, изменения и исключения могут быть выполнены в отношении конструкции, рабочих условий и устройства предпочтительных и других иллюстративных вариантов осуществления без отхода от сущности настоящего изобретения. Например, форма и положение элементов могут быть изменены при необходимости для соответствия изменениям размеров, формы и геометрии других компонентов инструмента.
[0056] К тому же порядок и последовательность каких-либо этапов процесса или способа могут быть изменены или переставлены согласно альтернативным вариантам осуществления. Другие замены, модификации, изменения и исключения могут быть выполнены в отношении конструкции, рабочей конфигурации и устройства предпочтительных и других иллюстративных вариантов осуществления без отхода от сущности настоящего изобретения, изложенной в прилагаемой формуле изобретения.