描述了一種具有能夠可移動(dòng)地被定位的顎集合的扳手，所述顎樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到手柄。所述扳手能夠包括對(duì)被定位為繞著封閉抓取區(qū)域的摩擦材料的一個(gè)或更多個(gè)區(qū)域的使用。扳手特別地應(yīng)用在鉆探工業(yè)中。

1.一種扳手，其包括：
手柄，其限定第一端和與所述第一端相對(duì)的第二端；
具有近端、遠(yuǎn)端的第一顎，所述第一顎限定內(nèi)部面，所述第一顎的近端樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地附接
到所述手柄的第一端；
具有近端、遠(yuǎn)端的第二顎，所述第二顎限定內(nèi)部面，所述第二顎的近端在第一接頭組件
處樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地附接到所述第一顎的遠(yuǎn)端；
具有近端、遠(yuǎn)端的第三顎，所述第三顎限定內(nèi)部面，所述第三顎的近端在第二接頭組件
處樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地附接到所述第二顎的遠(yuǎn)端，所述第三顎的遠(yuǎn)端能夠與所述手柄的第一端可釋
放地接合；
其中，第一、第二和第三顎能夠被定位在(i)閉合位置和(ii)完全打開(kāi)位置之間，在所
述閉合位置中，所述第三顎的遠(yuǎn)端與所述手柄的第一端接合并且所述第一、第二和第三顎
的內(nèi)部面限定封閉抓取區(qū)域，所述封閉抓取區(qū)域限定了閉合跨度，在所述完全打開(kāi)位置中，
所述第三顎的遠(yuǎn)端與所述手柄的第一端間隔開(kāi)，以由此允許徑向進(jìn)入所述抓取區(qū)域；
其中，當(dāng)所述扳手處于完全打開(kāi)位置時(shí)，發(fā)生以下中的至少一個(gè)：
(a)所述第三顎的遠(yuǎn)端和所述手柄的第一端之間的最大距離小于所述閉合跨度的
150％；
(b)所述第一顎和所述第二顎的相對(duì)的內(nèi)部面之間的最大距離小于所述閉合跨度的
150％；和
(c)所述第二顎和所述第三顎的相對(duì)的內(nèi)部面之間的最大距離小于所述閉合跨度的
150％。
2.如權(quán)利要求1所述的扳手，其中，所述第一顎的遠(yuǎn)端限定第一開(kāi)孔，所述第二顎的近
端限定第二開(kāi)孔，并且所述第一接頭組件包括延伸穿過(guò)彼此對(duì)齊的所述第一開(kāi)孔和所述第
二開(kāi)孔的銷。
3.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第一接頭組件還包括從所述第一
顎和所述第二顎中的一個(gè)突起的肩部，所述肩部在所述第一顎和所述第二顎成角度擴(kuò)張時(shí)
接觸在所述第一顎和所述第二顎中的另一個(gè)上限定的止動(dòng)面，以由此限制所述第一顎和所
述第二顎任何進(jìn)一步成角度擴(kuò)張。
4.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第二顎的遠(yuǎn)端限定第一開(kāi)孔，所述
第三顎的近端限定第二開(kāi)孔，并且所述第二接頭組件包括延伸穿過(guò)彼此對(duì)齊的所述第一開(kāi)
孔和所述第二開(kāi)孔的銷。
5.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第二接頭組件還包括從所述第二
顎和所述第三顎中的一個(gè)突起的肩部，所述肩部在所述第二顎和所述第三顎成角度擴(kuò)張時(shí)
接觸在所述第二顎和所述第三顎中的另一個(gè)上限定的止動(dòng)面，以由此限制所述第二顎和所
述第三顎任何進(jìn)一步成角度擴(kuò)張。
6.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第一接頭組件包括與所述第一顎
和所述第二顎中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的裝置，所述裝置將所述第一顎和所述第二顎之間的角
位移限制為小于180度。
7.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第二接頭組件包括與所述第二顎
和所述第三顎中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的裝置，所述裝置將所述第二顎和所述第三顎之間的角
位移限制為小于180度。
8.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，其還包括：
被布置在所述第一、第二、和第三顎的內(nèi)部面中的至少一個(gè)上的摩擦材料。
9.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料包括纖維織造集。
10.如權(quán)利要求9所述的扳手，其中，所述纖維織造集中的纖維選自：金屬纖維、聚合物
纖維、玻璃纖維及其組合。
11.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料包括分散在聚合物樹脂中的玻璃纖
維。
12.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料不含石棉。
13.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料可釋放地附接到所述第一、第二和第
三顎的內(nèi)部面中的至少一個(gè)。
14.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料限定面，所述面表現(xiàn)出弓形輪廓，所
述弓形輪廓由摩擦面半徑限定，所述摩擦面半徑小于所述閉合跨度的一半。
15.如權(quán)利要求14所述的扳手，其中，所述摩擦面半徑為所述閉合跨度的一半的99.8％
至98％。
16.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料具有15ksi至1500ksi的彈性模量。
17.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述摩擦材料限定面，所述面具有多個(gè)凹部，所述
多個(gè)凹部沿著所述面的至少一部分延伸。
18.如權(quán)利要求17所述的扳手，其中，所述多個(gè)凹部具有足以容納液體或碎屑的尺寸和
配置。
19.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，其還包括：
被布置在所述第一顎和所述手柄之間并且被配置為使所述第一顎向所述閉合位置偏
置的偏置構(gòu)件。
20.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，其還包括：
被布置在所述第一顎、所述第二顎和所述第三顎中的至少一個(gè)上的向外延伸的指鉤。
21.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第一顎限定第一止動(dòng)面，而所述
第三顎限定第二止動(dòng)面，所述第一止動(dòng)面和所述第二止動(dòng)面被配置并且彼此間隔開(kāi)，使得
當(dāng)所述扳手處于閉合位置時(shí)，所述第一止動(dòng)面和所述第二止動(dòng)面彼此接觸。
22.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述第一顎和所述手柄中的一個(gè)限定
接合面，并且所述第一顎和所述手柄中的另一個(gè)限定接合脊，所述接合面和所述接合脊被
配置為當(dāng)所述扳手被定位到所述閉合位置時(shí)彼此接觸。
23.如權(quán)利要求22所述的扳手，其中，所述接合面和所述接合脊相對(duì)于由所述第一接頭
組件的銷和所述第二接頭組件的銷限定的平面以10°至30°的接觸角彼此接觸。
24.如權(quán)利要求23所述的扳手，其中，所述接觸角為20°。
25.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述第二顎和所述第三顎繞著樞軸線相對(duì)于彼此
樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述樞軸線被定位為使得延伸穿過(guò)所述樞軸線并且被取向?yàn)榕c和平分所
述摩擦材料的平面橫向相交的線平行的平面也延伸跨過(guò)所述抓取區(qū)域的至少一部分。
26.如權(quán)利要求8所述的扳手，其中，所述第一顎和所述第二顎繞著樞軸線相對(duì)于彼此
樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述樞軸線被定位為使得延伸穿過(guò)所述樞軸線并且被取向?yàn)榕c和平分所
述摩擦材料的平面橫向相交的線平行的平面也延伸跨過(guò)所述抓取區(qū)域的至少一部分。
27.一種扳手，其包括：
手柄，其限定第一端和第二端；
鉸接連接的多個(gè)顎構(gòu)件，所述多個(gè)顎構(gòu)件包括樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地附接到所述手柄第一端的主
要顎構(gòu)件和能夠與所述手柄接合的末端顎構(gòu)件，所述多個(gè)顎構(gòu)件中的每個(gè)限定內(nèi)部面；
被布置在所述多個(gè)顎構(gòu)件的內(nèi)部面中的至少一個(gè)上的纖維摩擦材料；
其中，所述多個(gè)顎構(gòu)件包括兩個(gè)相鄰顎，所述兩個(gè)相鄰顎繞著樞軸線相對(duì)于彼此樞軸
轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述樞軸線被定位為使得延伸穿過(guò)所述樞軸線并且被取向?yàn)榕c和平分所述摩
擦材料的平面橫向相交的線平行的平面也延伸跨過(guò)由所述多個(gè)顎構(gòu)件限定的抓取區(qū)域的
至少一部分。
28.如權(quán)利要求27所述的扳手，其中，所述摩擦材料包括纖維織造集。
29.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述纖維織造集中的纖維選自：金
屬纖維、聚合物纖維、玻璃纖維及其組合。
30.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述摩擦材料包括分散在聚合物樹
脂中的玻璃纖維。
31.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述摩擦材料不含石棉。
32.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述摩擦材料限定面，所述面表現(xiàn)
出弓形輪廓，所述弓形輪廓由摩擦面半徑限定，所述摩擦面半徑小于閉合跨度的一半，所述
閉合跨度是在所述扳手處于閉合位置時(shí)所述摩擦材料的相對(duì)的面之間的最大距離。
33.如權(quán)利要求32所述的扳手，其中，所述摩擦面半徑為所述閉合跨度的一半的99.8％
至98％。
34.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述摩擦材料具有15ksi至1500ksi
的彈性模量。
35.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述摩擦材料限定面，所述面具有
多個(gè)凹部，所述多個(gè)凹部沿著所述面的至少一部分延伸。
36.如權(quán)利要求35所述的扳手，其中，所述多個(gè)凹部具有足以容納液體或碎屑的尺寸和
配置。
37.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其還包括：
被布置在所述主要顎構(gòu)件和所述手柄之間并且被配置為使所述主要顎構(gòu)件向閉合位
置偏置的偏置構(gòu)件。
38.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其還包括：
被布置在所述顎構(gòu)件中的至少一個(gè)上的向外延伸的指鉤。
39.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述主要顎構(gòu)件限定第一止動(dòng)面，
而所述末端顎構(gòu)件限定第二止動(dòng)面，所述第一止動(dòng)面和所述第二止動(dòng)面被配置并且彼此間
隔開(kāi)，使得當(dāng)所述扳手處于閉合位置時(shí)，所述第一止動(dòng)面和所述第二止動(dòng)面彼此接觸。
40.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述主要顎構(gòu)件和所述手柄中的一
個(gè)限定接合面，并且所述主要顎構(gòu)件和所述手柄中的另一個(gè)限定接合脊，所述接合面和所
述接合脊被配置為當(dāng)所述扳手被定位到閉合位置時(shí)彼此接觸。
41.如權(quán)利要求40所述的扳手，其中，所述接合面和所述接合脊以10°至30°的接觸角彼
此接觸。
42.如權(quán)利要求41所述的扳手，其中，所述接觸角為20°。
43.如權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的扳手，其中，所述多個(gè)顎構(gòu)件總共是三個(gè)顎，并
且包括被布置在所述主要顎構(gòu)件和所述末端顎構(gòu)件之間的第二顎構(gòu)件。
44.如權(quán)利要求43所述的扳手，其中，所述多個(gè)顎構(gòu)件能夠被定位在(i)閉合位置和
(ii)完全打開(kāi)位置之間，在所述閉合位置中，所述末端顎構(gòu)件的遠(yuǎn)端與所述手柄的第一端
接合并且所述多個(gè)顎構(gòu)件的內(nèi)部面限定封閉抓取區(qū)域，所述封閉抓取區(qū)域限定閉合跨度，
在所述完全打開(kāi)位置中，所述末端顎構(gòu)件的遠(yuǎn)端與所述手柄的第一端間隔開(kāi)，以由此允許
徑向進(jìn)入所述抓取區(qū)域。
45.如權(quán)利要求44所述的扳手，其中，所述扳手包括受限聯(lián)接裝置，通過(guò)該受限聯(lián)接裝
置當(dāng)所述扳手處于所述完全打開(kāi)位置時(shí)，發(fā)生以下中的至少一個(gè)：
(a)所述末端顎構(gòu)件的遠(yuǎn)端和所述手柄的第一端之間的最大距離小于所述閉合跨度的
300％；
(b)所述主要顎構(gòu)件和所述第二顎構(gòu)件的相對(duì)的內(nèi)部面之間的最大距離小于所述閉合
跨度的300％；和
(c)所述第二顎構(gòu)件和所述末端顎構(gòu)件的相對(duì)的內(nèi)部面之間的最大距離小于所述閉合
跨度的300％。
46.一種系統(tǒng)，其包括：
柱形構(gòu)件，其具有直徑和與所述柱形構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的最大容許載荷極限；和
扳手，其包括(i)手柄，其限定第一端和第二端；(ii)鉸接連接的多個(gè)顎構(gòu)件，所述多個(gè)
顎構(gòu)件包括樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地附接到所述手柄第一端的主要顎構(gòu)件和能夠與所述手柄接合的末
端顎構(gòu)件，所述多個(gè)顎構(gòu)件中的每個(gè)限定內(nèi)部面；(iii)被布置在所述多個(gè)顎構(gòu)件的內(nèi)部面
中的至少一個(gè)上的摩擦材料；和(iv)設(shè)置在相鄰顎構(gòu)件之間的偏置構(gòu)件，其中，所述扳手能
夠被定位在完全打開(kāi)位置和閉合位置之間，所述閉合位置導(dǎo)致所述多個(gè)顎構(gòu)件限定封閉抓
取區(qū)域和在所述多個(gè)顎構(gòu)件的相對(duì)的區(qū)域上的摩擦材料面之間延伸的閉合跨度，所述扳手
被配置為使得根據(jù)所述柱形構(gòu)件的直徑來(lái)確定所述閉合跨度的尺寸，使得當(dāng)所述柱形構(gòu)件
被定位在所述抓取區(qū)域內(nèi)以及所述扳手被定位到所述閉合位置時(shí)，從所述扳手施加到所述
柱形構(gòu)件的載荷小于與所述柱形構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的最大容許載荷極限。
47.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，通過(guò)在所述主要顎構(gòu)件上提供的第一止動(dòng)面和在
所述末端顎構(gòu)件上提供的第二止動(dòng)面來(lái)配置所述扳手，所述第一止動(dòng)面和所述第二止動(dòng)面
相對(duì)于彼此被定位為使得當(dāng)所述扳手被定位到所述閉合位置時(shí)，所述第一止動(dòng)面和所述第
二止動(dòng)面彼此接觸。
48.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料包括纖維織造集。
49.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其中，所述纖維織造集中的纖維選自：金屬纖維、聚合物
纖維、玻璃纖維及其組合。
50.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料包括分散在聚合物樹
脂中的玻璃纖維。
51.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料不含石棉。
52.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料限定面，所述面具有
多個(gè)凹部，所述多個(gè)凹部沿著所述面的至少一部分延伸。
53.如權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)凹部具有足以容納液體或碎屑的尺寸和
配置。
54.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料可釋放地附接到所述
多個(gè)顎構(gòu)件的內(nèi)部面中的至少一個(gè)。
55.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料限定面，所述面表現(xiàn)
出弓形輪廓，所述弓形輪廓由摩擦面半徑限定，所述摩擦面半徑小于所述閉合跨度的一半。
56.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦面半徑為所述閉合跨度的一半的99.8％
至98％。
57.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述摩擦材料具有15ksi至1500ksi
的彈性模量。
58.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，其還包括：
被布置在所述主要顎構(gòu)件和所述手柄之間并且被配置為使所述主要顎構(gòu)件向所述閉
合位置偏置的偏置構(gòu)件。
59.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，其還包括：
被布置在所述主要顎構(gòu)件和所述末端顎構(gòu)件中的至少一個(gè)上的向外延伸的指鉤。
60.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)顎構(gòu)件總共是三個(gè)顎，并
且包括被布置在所述主要顎構(gòu)件和所述末端顎構(gòu)件之間的第二顎構(gòu)件，所述扳手包括受限
聯(lián)接裝置，通過(guò)該受限聯(lián)接裝置當(dāng)所述扳手處于所述完全打開(kāi)位置時(shí)，發(fā)生以下中的至少
一個(gè)：
(a)所述末端顎構(gòu)件的遠(yuǎn)端和所述手柄的第一端之間的最大距離小于所述閉合跨度的
300％；
(b)所述主要顎構(gòu)件和所述第二顎構(gòu)件的相對(duì)的內(nèi)部面之間的最大距離小于所述閉合
跨度的300％；和
(c)所述第二顎構(gòu)件和所述末端顎構(gòu)件的相對(duì)的內(nèi)部面之間的最大距離小于所述閉合
跨度的300％。
61.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)顎構(gòu)件包括兩個(gè)相鄰顎，
所述兩個(gè)相鄰顎繞著樞軸線相對(duì)于彼此樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述樞軸線被定位為使得延伸穿
過(guò)所述樞軸線并且被取向?yàn)榕c和平分所述摩擦材料的平面橫向相交的線平行的平面也延
伸跨過(guò)由所述多個(gè)顎構(gòu)件限定的抓取區(qū)域的至少一部分。
62.如權(quán)利要求46至47中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)顎構(gòu)件中的顎構(gòu)件(i)和
所述手柄(ii)中的一個(gè)限定接合面，并且所述多個(gè)顎構(gòu)件中的所述顎構(gòu)件(i)和所述手柄
(ii)中的另一個(gè)限定接合脊，所述接合面和所述接合脊被配置為當(dāng)所述扳手被定位到所述
閉合位置時(shí)彼此接觸。
63.如權(quán)利要求62所述的系統(tǒng)，其中，所述接合面和所述接合脊相對(duì)于由第一對(duì)相鄰顎
之間的第一接頭的銷和第二對(duì)相鄰顎之間的第二接頭的銷限定的平面以10°至30°的接觸
角彼此接觸。
64.如權(quán)利要求63所述的系統(tǒng)，其中，所述接觸角為20°。