CN104110176B - 一种多功能旋转工具组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能旋转工具组件，该多功能旋转工具组件包括多功能工具头和相应的锁头。多功能工具头有两个齿轮组，两组齿轮减速比相同，分别连接锁匙和锁扣。两齿轮组之间通过离合器相连，实现锁匙和锁扣的同步转动以及锁匙的单独转动。配套锁头的主要组件为锁舌和锁舌转轴，锁舌内置簧片，利用锁匙单独转动，转动锁舌转轴即可实现锁头的锁合和分离。而锁匙和锁扣同步转动则可通过锁头带动相应工具旋转。该装置的优点是，锁头结构紧凑，可以安装在多种工具上，配合工具头进行工作。而多功能工具头，结构简单，操作简单，也可集成视觉装置进行实时监控。

Description

一种多功能旋转工具组件

技术领域

本发明涉及一种机械设备，具体是一种多功能旋转工具组件。

背景技术

目前随着科技的发展，越来越多的工业生产中已采用自动机械装置，来代替人工实现各种功能。这些自动机械装置比人工操作精度更高，效率更高，操作更可靠，因而得到越来越广泛的应用。但是现有的自动机械装置普遍只能实现重复单一的功能，并且通常尺寸较大，因而对于精细以及较为复杂的操作适应性不高，从而使此类操作需要消耗大量的人力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能旋转工具组件，通过该组件可以实现与不同旋转工具的结合，提高自动机械装置的利用率。

本发明所述的一种多功能旋转工具组件，主要包括多功能工具头和配套的锁头两部分，该锁头可安装在不同的旋转工具上，其中：

多功能工具头前部沿轴线安装有锁匙，锁匙外缘同轴均匀分布若干锁扣，锁匙固定在锁匙转轴上，锁扣固定在锁扣转轴上，且锁扣转轴是空心轴，锁匙转轴穿过锁扣转轴与之同轴设置，锁扣转轴及锁匙转轴通过传动装置与多功能工具头后部的原动机相连，该传动装置中设有微型离合器，从而实现锁匙与锁扣的同步转动以及锁匙的单独转动；

锁头包括用于固定在不同旋转工具上的锁头底盘，锁头底盘上固定有圆柱状的锁头外壳，锁头外壳内部为与锁扣数量对应的正多边形安装孔，每侧多边形壁面上设有与锁扣配合的通槽；锁头外壳内通过轴承内安装锁舌转轴，该锁舌转轴中心是与锁匙形状匹配的中心孔，锁舌转轴侧面均匀分布与锁扣数量对应的锁舌孔，锁舌置于锁舌孔内并由锁舌定位销连接，锁舌内置簧片，正多边形安装孔的角边即为锁扣分离时锁舌限位点。

本发明中，锁匙与锁扣的同步转动以及锁匙的单独转动，都是由同一原动机驱动，解决了两个原动机分别驱动时所造成的同步误差。配套锁头可以固接在各种所需工具之上，从而可以利用多功能工具头满足多种工况需求。锁匙单独转动时，带动锁舌转轴转动即可实现锁头锁合。然后锁合离合器，锁匙与锁扣同步反向转动时即可通过锁头带动相应工具转动。结束工作时，再次松开离合，转动锁匙，即可与锁头分离。这种锁头结构非常紧凑，锁合过程简单，转动过程中也不会松开。

多功能工具头中的传动装置为：安装在锁匙转轴上的锁匙齿轮，与锁匙齿轮啮合的锁匙传动轮；安装在锁扣转轴上的锁扣齿轮，与锁扣齿轮啮合的锁扣传动轮；原动机输出轴与锁匙传动轮的转轴连接，锁匙传动轮转轴另一端与微型离合器相连，微型离合器再连接锁扣传动轮的转轴。当离合器处于分离状态时，锁匙单独转动；离合器处于锁合状态时，两者同步转动。

作为改进，所述原动机为微型电机及其减速箱组件，其安装在多功能工具头后部的电机盒中。

进一步改进为，所述每个锁扣下都相连弹簧，弹簧置于相应的弹簧缓冲槽内。

锁扣转轴和锁匙转轴通过径向推力轴承支承在锁扣转轴内孔中，使得两轴保持同轴，且轴向位置相对固定，但是可以分别转动。

为了能够与其他设备配套使用，多功能工具头外部装有框架，框架上设有与机械臂的连接接口，并根据需求安装摄像照明设备。

作为优选方案，所述锁扣的数量最好为六个，与之配套的锁头外壳内部为正六边形安装孔。

本发明的有益效果：

本发明可以通过在多个旋转工具上安装同样的锁头，根据生产过程的需要，利用多功能工具头经锁头抓取相应工具完成操作，大大提高了设备的利用率，简化了使用不同工具的手续。并且本发明结构及工作原理简单，维护修理方便，通用性强，尺寸较小，也能适用于精密加工作业。

此外，本发明中的锁匙既可以独立转动，还可以通过离合器和齿轮组的配合使锁匙和锁扣同步转动，并且这种转动是由同一电机驱动，解决了两个电机分别驱动时所造成的同步误差。另外由于锁匙和锁扣的同步转动，也使锁头的结构可以进一步简化。多功能工具头与锁头配合时，锁匙带动锁舌转轴的单向转动即可实现锁头的锁合和分离。并且利用锁舌和锁扣的结构特点，使得锁匙和锁扣同步反向转动时，锁舌不易脱出。

附图说明

图1多功能旋转工具组件组合图，

图2多功能工具头轴测图，

图3多功能工具头剖视图，

图4锁头轴测图，

图5锁头零件分解视图，

图6锁头剖视图，

图7(a)锁头分离状态截面图，附图7(b)锁头锁合状态截面图，

图8实例旋转工具-油嘴保护盖装卸头轴测图，

图9(a)锁头拆卸输油管口保护盖，附图9(b)锁头抓起输油管口保护盖，附图9(c)锁头配合卸盖环卸下保护盖。

图中标号名称：1、多功能工具头；2、锁头；3、旋转工具；4、齿轮箱；5、电机盒；6、外部框架；7、电器盒；8、摄像照明装置；9、弹簧缓冲槽；10、锁匙；11、锁扣；12、锁扣齿轮；13、锁扣传动轮；14、微型离合器；15、锁匙传动轮；16、锁匙齿轮；17、电机连接盘；18、轴承；19、锁舌定位销；20、锁舌；21、锁舌转轴；22、锁头外壳；23、锁头底盘；24、锁舌簧片；25、工具基座；26、工具下壳体；27、弹簧槽；28、定位块；29、工具上壳体；30、紧固片；31、输油管口组件；32、保护盖；33、卸盖环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所属的实施例范围之中。

如图1所示，本发明主要包括多功能工具头1和锁头2两部分，锁头2用于固定在不同的旋转工具3上。

如图2和图3所示，多功能工具头外部装有框架6，框架6上设有与机械臂的连接接口，并根据需求安装摄像照明设备8，摄像照明设备8的电器部分安装在框架6侧面的电器盒7中。多功能工具头后部为电机盒5，中部为齿轮箱4，前部沿轴线安装有锁匙10，锁匙10外缘同轴均匀分布若干锁扣11，每个锁扣11下都相连弹簧，弹簧置于相应的弹簧缓冲槽9内。锁匙10固定在锁匙转轴上，锁扣11固定在锁扣转轴上，且锁扣转轴是空心轴，锁匙转轴穿过锁扣转轴与之同轴设置，锁扣转轴及锁匙转轴通过传动装置与多功能工具头后部的原动机相连，该传动装置中设有微型离合器14，从而实现锁匙与锁扣的同步转动以及锁匙的单独转动。

多功能工具头的具体安装过程是，根据所需的转矩和功率，选择一套合适微型电机减速箱组件，安装在电机连接盘17处，齿轮箱输出轴与锁匙传动轮15连接。锁匙传动轮15转轴另一端与选配的微型离合器14相连，而锁匙传动轮15与锁匙齿轮16啮合，锁匙齿轮16与其转轴固连，直接驱动锁匙10转动。微型离合器14的另一端连接锁扣传动轮13，锁扣传动轮13与锁扣齿轮12啮合，锁扣齿轮12与其转轴固连，直接驱动锁扣11转动，并且每个锁扣11下都相连弹簧，弹簧置于相应的弹簧缓冲槽9内。锁扣转轴和锁匙转轴之间以轴承相连，使得两轴保持同轴，且轴向相对位置固定，但是可以分别转动。多功能工具头外还可以按需求安装摄像照明设备8，并连接外部框架6后用于安装与机械臂的连接接口。

如图4至图7，锁头的具体安装过程为，锁头底盘23连接锁头和各相应的工具，各工具安装锁头后置于工具架上，即可由多功能工具头1根据操作要求抓取相应工具。锁头外壳22连接在锁头底盘23上，锁头外壳22内部为与锁扣数量对应的正六边形安装孔，每侧多边形壁面上设有与锁扣11配合的通槽，锁头外壳22内通过轴承18安装锁舌转轴21. 该锁舌转轴中心是与锁匙10形状匹配的中心孔，锁舌转轴侧面均匀分布六个锁舌孔，锁舌20置于锁舌孔内并由锁舌定位销19连接，锁舌20内置簧片24，正六边形安装孔的角边即为锁扣分离时锁舌限位点。

以下本发明以一种旋转工具3-油嘴保护盖装卸头为例，描述本发明的具体应用过程。

如图8、图9所示，油嘴保护盖装卸头结构为：基座25上安装多功能工具锁头2，工具下壳体26与基座25固连，并且安装有三片可旋转的紧固片30。工具上壳体29内部为六边形孔，并与下壳体26固连，两壳体之间有弹簧槽27。三片紧固片30安装后与弹簧槽27对应处也有弹簧孔，环形弹簧置于弹簧槽内并且同时穿过三片紧固片的弹簧孔。另外在工具上壳体20上与三片紧固片30对应的位置，固定了三个定位块28。便于工具的方向定位，并且便于工具放置在工具架上。

本发明的工作原理：锁头需要安装在所需工具之上，以下说明以本发明中的实例工具为例进行说明，多功能工具头内微型离合器置于分离状态。首先通过摄像设备和位置传感器的配合定位工具头上锁匙和锁头上六角形孔的相应位置后，将锁匙插入锁头中。按附图7（a）所示的逆时针旋转锁匙30°，将锁头锁合。锁合状态的判断一是可以通过旋转角度判断，二是每个锁扣上留有小孔，可以通过摄像设备观察锁扣观察孔判断是否锁定。锁合完成后，即可将实例工具从工具架上抓起，并根据实例工具壳体上的定位块将实例工具套在油嘴保护盖上。将微型离合器置于连接状态，并按附图7（b）顺时针方向旋转。此时旋转由于离合器已连接，所以锁匙和锁扣会同步旋转。并且旋转方向最好与锁合时旋转方向相反，这样可以避免旋转过程中锁舌脱离。因此在选择锁舌时，要根据具体工具旋转方向选择锁舌转轴方向。如要改变锁舌旋转方向，将定位轴放置在同一锁舌孔中另一侧即可。故而可以在同一锁舌孔中布置两个对称的定位孔，即可按需求更改旋转方向。将保护盖32拧松之后与输油管口组件31分离，即可将其抓起。由于实例工具上布置的弹簧，将工具套在保护盖上之后，三片紧固片就会将保护盖抓紧，因而拧松之后即可将保护盖取走。卸盖环要安装在相应容器孔口，将抓有保护盖的实例工具轻轻按在卸盖环33上，卸盖环就会撑开三片紧固片，保护盖自然就会落下。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多功能旋转工具组件，其特征在于：它主要包括多功能工具头和配套的锁头两部分，该锁头可安装在不同的旋转工具上，其中：

多功能工具头前部沿轴线安装有锁匙（10），锁匙（10）外缘同轴均匀分布若干锁扣（11），锁匙（10）固定在锁匙转轴上，锁扣（11）固定在锁扣转轴上，且锁扣转轴是空心轴，锁匙转轴穿过锁扣转轴与之同轴设置，锁扣转轴及锁匙转轴通过传动装置与多功能工具头后部的原动机相连，该传动装置中设有微型离合器（14），从而实现锁匙与锁扣的同步转动以及锁匙的单独转动；

锁头包括用于固定在不同旋转工具上的锁头底盘（23），锁头底盘（23）上固定有圆柱状的锁头外壳（22），锁头外壳（22）内部为与锁扣数量对应的正多边形安装孔，每侧多边形壁面上设有与锁扣（11）配合的通槽；锁头外壳（22）内通过轴承内安装锁舌转轴（21），该锁舌转轴中心是与锁匙（10）形状匹配的中心孔，锁舌转轴侧面均匀分布与锁扣（11）数量对应的锁舌孔，锁舌（20）置于锁舌孔内并由锁舌定位销（19）连接，锁舌（20）内置簧片（24），正多边形安装孔的角边即为锁扣分离时锁舌限位点。

2.根据权利要求1所述的多功能旋转工具组件，其特征在于：多功能工具头中的传动装置为：安装在锁匙转轴上的锁匙齿轮（16），与锁匙齿轮（16）啮合的锁匙传动轮（15）；安装在锁扣转轴上的锁扣齿轮（12），与锁扣齿轮（12）啮合的锁扣传动轮（13）；原动机输出轴的一端与锁匙传动轮（15）的转轴连接，锁匙传动轮（15）转轴另一端与微型离合器（14）相连，微型离合器（14）再连接锁扣传动轮（13）的转轴。

3.根据权利要求2所述的多功能旋转工具组件，其特征在于：所述原动机为微型电机及其减速箱组件，其安装在多功能工具头后部的电机盒（5）中。

4.根据权利要求1、2或3所述的多功能旋转工具组件，其特征在于：所述每个锁扣（11）下都相连弹簧，弹簧置于相应的弹簧缓冲槽（9）内。

5.根据权利要求1、2或3所述的多功能旋转工具组件，其特征在于：锁扣转轴和锁匙转轴通过径向推力轴承支承在锁扣转轴内孔中，使得两轴保持同轴，且轴向位置相对固定，但是可以分别转动。

6.根据权利要求1、2或3所述的多功能旋转工具组件，其特征在于：所述锁扣（11）的数量为六个，与之配套的锁头外壳（22）内部为正六边形安装孔。