CN105690287A - 一种平行夹紧工具钳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平行夹紧工具钳，所述的工具钳包括钳盖、前端分别设置有扇形齿板的左扇形钳柄和右扇形钳柄、以及分别设置有齿条的左钳嘴和右钳嘴，所述左右扇形钳柄的扇形齿板设置在钳盖内，并分别与左右钳嘴的齿条相啮合，所述左右钳嘴卡接于钳盖上并可分别在左右扇形钳柄的带动下沿钳盖边沿横向滑动，实现钳嘴的张合。本发明公开的工具钳在夹持不同尺寸物体情况下正向夹紧力最大，操作人员对工具钳手柄施加力情况下机械结构在传递过程中力的损失要做到最小，保证操作人员用最小手部移动获得钳口最大的移动效果和钳合力，实现了工具钳的钳合稳定性高、力传递效率高及机构收敛性好的效果。

Description

一种平行夹紧工具钳
技术领域
本发明涉及工具钳领域，尤其涉及一种能够实现平行钳合、钳合稳定性高的平行夹紧工具钳。
背景技术
在工业4.0、自动化、智能控制、互联网+时代、计算机等高新技术快速发展的今天，机器人仍然不能完全替代人工操作，而且人工操作在国民经济建设和社会发展中仍发挥着无可替代的重要作用。例如日本福岛核电站泄漏设备修复、大型LNG燃气船舶内舱复杂结构焊接、国际空间站维护、航天员在太空舱内进行空间实验、海洋工程复杂管道的水下施工和维修等机器人无法完成的特殊环境中仍然需要人工操作来完成，其中使用的辅助工具频率最高的就包括常用的工具夹钳。
常见的工具钳如图1所示。在夹持物体的时候钳口呈V字形张开，在夹持的过程中，存在一个钳口向外分力，使钳口对物体的夹持力随着钳口形状的变化而不断变化。若夹持的物体越大则钳口张开越大，手柄传递到钳口正向压力随着夹持物体范围增大而减少，即用于夹持物体的分力（夹持力）就越小，对于夹持较大的物体进行操作造成夹持物不稳定，降低了工作效率甚至可能导致操作失误或失败。
另一方面，工具钳作为机电维修使用频率最高的辅助工具，其使用范围几乎涵盖了各个领域。由于机电设备的日益复杂，在对零部件进行拆卸、装配、维修及调试过程中工具钳种类繁多，技术人员往往需要携带大量的工具才能完成一个项目，如日本福岛核电站泄漏后的人工维护，如果携带大量不同工具便造成维护人员负载过重，降低了维修的工作效率。
因此，具有可靠性、多功能、便于操作的工具钳成为机电技术人员的共同需求。而目前工具钳的功能过于单一，且存在钳合力不足，钳合不稳定的问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种平行夹紧工具钳，旨在解决目前工具钳功能单一、钳合力不足及钳合不稳定的问题。
本发明的技术方案如下：
一种平行夹紧工具钳，包括钳盖、前端分别设置有扇形齿板的左扇形钳柄和右扇形钳柄、以及分别设置有齿条的左钳嘴和右钳嘴，所述左右扇形钳柄的扇形齿板设置在钳盖内，并分别与左右钳嘴的齿条相啮合，所述左右钳嘴卡接于钳盖上并可分别在左右扇形钳柄的带动下沿钳盖边沿横向滑动，实现钳嘴的张合。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左右扇形钳柄均由柄身和设置在柄身前端的扇形齿板构成，所述柄身与相应扇形齿板为一体成型。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左右扇形钳柄通过各自扇形齿板相交叠位置设置的第一螺钉连接在一起，所述左右扇形钳柄可绕第一紧固螺钉转动。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左钳嘴包括左直钳身和设置在左直钳身后端的左齿条，所述右钳嘴包括右直钳身和设置在右直钳身后端的右齿条，所述左直钳身和右直钳身之间形成工具钳夹持空间，所述左右钳嘴分别通过左右齿条与钳盖内的左右扇形钳柄的扇形齿板相啮合。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述钳盖由可叠合在一起的上钳盖和下钳盖组成，所述上下钳盖叠合后，钳盖内形成用于扇形齿板摆动的活动空间，其中，所述上下钳盖的两侧分别设置有用于对扇形齿板摆动限位的限位侧壁。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述限位侧壁由钳盖后端分别向外侧逐渐扩展分布，使钳盖内由后端到前端形成空间逐渐扩展的喇叭状空间。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述上下钳盖前端分别设置有滑槽，所述左右齿条对应滑槽一侧上分别设置有与滑槽相配合的导条，所述左右钳嘴通过滑条与滑槽的配合卡接于钳盖内并实现横向滑动。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左右钳嘴还分别包括用于夹持的左右活动钳口，所述左右活动钳口分别设置在左直钳身和右直钳身对应面上，其中，所述左右活动钳口对应的夹持面上分别设置有密齿。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左直钳身和右直钳身对应的夹持面上分别设置有安装槽，所述左右活动钳口对应安装槽一侧分别设置有与安装槽槽型相吻合的安装条，所述左右活动钳口通过安装条与安装槽的配合分别安装到左直钳身和右直钳身上，并分别通过第二紧固螺钉紧固左右活动钳口与对应的左右直钳身的连接。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左右扇形钳柄的柄身尾端均设置有助力手柄，所述助力手柄连接端上设置有螺柱，所述左右扇形钳柄的柄身尾端上设置有与螺柱相配合的螺孔，所述助力手柄通过螺柱与螺孔的配合连接到左右扇形钳柄的柄身上。
有益效果：本发明提供一种平行夹紧工具钳，通过采用齿轮和齿条传动方式将钳口设计成平行开合式，使所述的工具钳在夹持不同尺寸物体情况下正向夹紧力最大，操作人员对工具钳手柄施加力情况下机械结构在传递过程中力的损失要做到最小，保证操作人员用最小手部移动获得钳口最大的移动效果和钳合力，实现了工具钳的钳合稳定性高、力传递效率高及机构收敛性好的效果。
附图说明
图1为现有技术中工具钳的结构示意图。
图2为本发明具体实施例中工具钳的结构示意图。
图3为本发明具体实施例中工具钳的结构爆炸示意图。
图4为本发明具体实施例中左钳嘴的侧视图。
图5为本发明具体实施例中左钳嘴的结构示意图。
图6为本发明具体实施例中左钳嘴的俯视图。
图7为本发明具体实施例中上钳盖的仰视图。
图8为本发明具体实施例中上钳盖的侧视图。
图9为本发明具体实施例中左扇形钳柄的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种平行夹紧工具钳，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2和图3中所示的平行夹紧工具钳，包括钳盖100、前端分别设置有扇形齿板的左扇形钳柄200和右扇形钳柄300、以及分别设置有齿条的左钳嘴400和右钳嘴500。所述左右扇形钳柄的柄身尾端还分别设置有助力手柄230和330。
所述左右扇形钳柄200的扇形齿板220设置在钳盖100内，并分别与左右钳嘴的齿条相啮合，所述左右钳嘴卡接于钳盖上并可分别在左右扇形钳柄的带动下沿钳盖边沿横向滑动，实现钳嘴的张合。上述平行夹紧设计使根据扇形钳柄扇形齿轮与左右钳嘴的直线齿条啮合传动的特点，将工具钳钳柄的摆动转换为钳口的直线平动，力传递效率高，避免了传统式的V字型钳嘴在力传递过程中的高损失；提高工具钳的钳合稳定性，保证夹持不同尺寸物体情况下正向夹紧力最大；此外，机构收敛性好。
如图3和图9所示，所述左扇形钳柄200由柄身210和设置在柄身前端的扇形齿板220构成，所述柄身210与相应扇形齿板220为一体成型，所述右扇形钳柄300也是由柄身和设置在柄身前端的扇形齿板构成，所述柄身与相应扇形齿板也为一体成型，这种一体式设计比分体式更牢固，避免分体式设计由于长期使用中容易出现零件松动导致工具钳的使用不便，减少故障率。
为了保证双侧扇形手柄均能自由开合，且直线齿条在运行过程中运行平稳，左右两侧扇形钳柄其上部应紧密贴合。
所述左扇形钳柄的扇形齿板与右钳嘴的齿条相啮合，而右扇形钳柄的扇形齿板与左钳嘴的齿条相啮合，根据扇形齿板与直线齿条啮合传动的特点，将左右扇形钳柄沿第一螺钉的摆动转换为钳嘴的直线平动。当使扇形钳柄打开到不同的角度时，左右钳嘴分别向外直线移动，两钳嘴间形成不同大小的空间，可用于夹紧持不同形状和大小的物体。
上述钳嘴的平行开合设置，实现了将手柄传递到钳嘴的力几乎全部转化为向内夹紧钳嘴内物体的力，保证力传递过程中损失达到最小，齿轮和齿条传动力损失在0.5-2%以内。避免了传统工具钳呈V字形张开时形成的一个钳口向外分力削弱向内夹持物体的力，因此也避免了夹持较大的物体进行操作造成夹持物不稳定的问题，提高了力传递效率，提高工作效率，并且使夹持不同尺寸物体情况下正向夹紧力最大。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左右扇形钳柄通过各自扇形齿板相交叠位置设置的第一螺钉600连接在一起，所述左右扇形钳柄可绕第一紧固螺钉600转动。
优选的实施例中，为了更方便的握持工具钳进行各种操作，所述左右扇形钳柄的柄身尾端分别设置有助力手柄230和330，所述助力手柄连接端上设置有螺柱231和331，所述左右扇形钳柄的柄身尾端上设置有与螺柱相配合的螺孔，所述助力手柄通过螺柱与螺孔的配合连接到左右扇形钳柄的柄身上。这种可拆卸的助力手柄在使用时被安装于工具钳的柄身尾端，提高了平行夹紧工具钳的可操作性，手感好；在不需使用工具钳时，可将助力手柄拆卸下来，便于工具钳的存放，减少其占有空间。
如4-图6所示，所述左钳嘴400包括左直钳身410和设置在左直钳身后端的左齿条420，所述右钳嘴500包括右直钳身和设置在右直钳身后端的右齿条，所述左直钳身和右直钳身之间形成工具钳夹持空间，所述左右钳嘴分别通过左右齿条与钳盖内的左右扇形钳柄的扇形齿板相啮合。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左右钳嘴还分别包括用于夹持的左右活动钳口440和540，所述左右活动钳口分别设置在左直钳身和右直钳身对应面上。此外，所述左右活动钳口对应的夹持面上分别设置有密齿，提高夹持物体时与物体接触面的摩擦力。
所述的平行夹紧工具钳，其中，所述左直钳身和右直钳身对应的夹持面上分别设置有安装槽450和550，所述左右活动钳口对应安装槽一侧分别设置有与安装槽槽型相吻合的安装条441和541，所述左右活动钳口通过安装条与安装槽的配合分别安装到左直钳身和右直钳身上，并分别通过第二紧固螺钉460和560紧固左右活动钳口与对应的左右直钳身的连接。所述紧固螺钉将活动钳口固定于安装槽内，保证其不会在槽内发生滑动，影响钳口对物体的夹持。
上述安装条和安装槽的设置赋予活动钳口的可拆卸性。在长期工作中，由于工作环境及不及时保养，钳口容易生锈而影响使用效果，情况严重导致钳口不能使用时，传统的一体式工具钳，只能通过更换新的工具钳解决上述问题，而本发明的平行夹紧工具钳可通过简单的更换活动钳口，延长工具的使用成本及寿命。
如图7-8所示的平行夹紧工具钳，所述钳盖100由可叠合在一起的上钳盖110和下钳盖120组成，所述上下钳盖叠合后，钳盖内形成用于扇形齿板摆动的活动空间，所述的活动空间的高度略高于两片扇形齿板的厚度，使上下扇形齿板可进行水平方向的灵活摆动，不易发生垂直方向的晃动，避免由于长期使用时发生垂直方向的晃动导致紧固螺钉600松动，降低了由此产生的零部件之间的磨损，也极大地降低了维修的频率。
当扇形钳柄打开到非常大的角度时，左右钳嘴由于分别发生向外的太远移动导致脱离盖板，这种情况会最终导致平行夹紧工具钳的部件散落，严重影响该工具的正常使用。因此，在所述上下钳盖的两侧分别设置有用于对扇形齿板摆动限位的限位侧壁130。所述限位侧壁130由钳盖后端分别向外侧逐渐扩展分布，使钳盖内由后端到前端形成空间逐渐扩展的喇叭状空间。这样设置的限位侧壁能保证在扇形钳柄活动在能达到的活动范围内都不会引起左右钳嘴从盖板上脱落，保证了平行夹紧工具钳的正常使用。
所述上下钳盖是通过3对固定条140穿过分别设置在上下钳盖左右两侧的3对螺孔150所固定。这样的设置保证钳盖盖合的稳固性和受力的平衡。
由于工具钳钳柄的扇形齿板的摆动力传动给钳嘴时，不仅向钳嘴传动直线方向的力，同时也有向前移动的力。因此，为了避免左右钳嘴在扇形齿板的传动下发生向前的移动，所述上下钳盖前端分别设置有滑槽160，所述左右齿条对应滑槽一侧上分别设置有与滑槽相配合的导条430和530，所述左右钳嘴通过滑条与滑槽的配合卡接于钳盖内并并使其只实现横向滑动。上述设计保证了钳嘴工作时稳定的实现横向滑动，避免钳嘴在工作时发生前后移动，影响工作效率。
本发明提供的平行夹紧工具钳，通过采用齿轮和齿条传动方式将钳口设计成平行开合式，使所述的工具钳在夹持不同尺寸物体情况下正向夹紧力最大，操作人员对工具钳手柄施加力情况下机械结构在传递过程中力的损失要做到最小，保证操作人员用最小手部移动获得钳口最大的移动效果和钳合力，实现了工具钳的钳合稳定性高、力传递效率高及机构收敛性好的效果。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种平行夹紧工具钳，其特征在于，包括钳盖、前端分别设置有扇形齿板的左扇形钳柄和右扇形钳柄、以及分别设置有齿条的左钳嘴和右钳嘴，所述左右扇形钳柄的扇形齿板设置在钳盖内，并分别与左右钳嘴的齿条相啮合，所述左右钳嘴卡接于钳盖上并可分别在左右扇形钳柄的带动下沿钳盖边沿横向滑动，实现钳嘴的张合。
2.根据权利要求1所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述左右扇形钳柄均由柄身和设置在柄身前端的扇形齿板构成，所述柄身与相应扇形齿板为一体成型。
3.根据权利要求1所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述左右扇形钳柄通过各自扇形齿板相交叠位置设置的第一螺钉连接在一起，所述左右扇形钳柄可绕第一紧固螺钉转动。
4.根据权利要求1所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述左钳嘴包括左直钳身和设置在左直钳身后端的左齿条，所述右钳嘴包括右直钳身和设置在右直钳身后端的右齿条，所述左直钳身和右直钳身之间形成工具钳夹持空间，所述左右钳嘴分别通过左右齿条与钳盖内的左右扇形钳柄的扇形齿板相啮合。
5.根据权利要求4所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述钳盖由可叠合在一起的上钳盖和下钳盖组成，所述上下钳盖叠合后，钳盖内形成用于扇形齿板摆动的活动空间，其中，所述上下钳盖的两侧分别设置有用于对扇形齿板摆动限位的限位侧壁。
6.根据权利要求5所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述限位侧壁由钳盖后端分别向外侧逐渐扩展分布，使钳盖内由后端到前端形成空间逐渐扩展的喇叭状空间。
7.根据权利要求5所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述上下钳盖前端分别设置有滑槽，所述左右齿条对应滑槽一侧上分别设置有与滑槽相配合的导条，所述左右钳嘴通过滑条与滑槽的配合卡接于钳盖内并实现横向滑动。
8.根据权利要求4所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述左右钳嘴还分别包括用于夹持的左右活动钳口，所述左右活动钳口分别设置在左直钳身和右直钳身对应面上，其中，所述左右活动钳口对应的夹持面上分别设置有密齿。
9.根据权利要求8所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述左直钳身和右直钳身对应的夹持面上分别设置有安装槽，所述左右活动钳口对应安装槽一侧分别设置有与安装槽槽型相吻合的安装条，所述左右活动钳口通过安装条与安装槽的配合分别安装到左直钳身和右直钳身上，并分别通过第二紧固螺钉紧固左右活动钳口与对应的左右直钳身的连接。
10.根据权利要求2所述的平行夹紧工具钳，其特征在于，所述左右扇形钳柄的柄身尾端均设置有助力手柄，所述助力手柄连接端上设置有螺柱，所述左右扇形钳柄的柄身尾端上设置有与螺柱相配合的螺孔，所述助力手柄通过螺柱与螺孔的配合连接到左右扇形钳柄的柄身上。
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