CN106122233B - 松不脱紧固装置及其电动扳手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种松不脱紧固装置及其电动扳手，所述松不脱紧固装置包括：松不脱外壳、松不脱螺钉及弹簧；该松不脱外壳由锥形面、六边形面和法兰组成；锥形面用以消除松不脱紧固装置与操作工具的位移偏差和角偏差；六边形面用以消除操作反力；所述松不脱紧固装置的电动扳手，包括：外壳、驱动组件、换向组件及输出组件；外壳支撑电动扳手的所有部件；驱动组件经换向组件将扭矩传递至输出组件，实现对松不脱紧固装置的旋拧功能。采用本发明所公开的方案，具有避免反力传递，可自主跟随螺钉轴向运动、多角度输出扭矩、对操作空间要求低等有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种松不脱紧固装置及其电动扳手。
背景技术
松不脱紧固装置通常安装于无重力场合需要进行维护的设备上，如空间站等，主要作用是保证设备在拆装过程中，用于连接设备与安装结构的螺钉在脱离安装结构后仍与设备保持连接。采用松不脱紧固装置可避免拆卸过程中螺钉飘走成为危险因素，简化设备拆装步骤、降低操作难度。
现有的松不脱紧固装置外壳一般为圆柱形，其缺点主要在于未考虑消除作航天员的操作反力，对航天员的要求较高。
电动扳手是一种由电机提供动力，通过传动机构产生扭矩来快速拆装螺栓或螺母的电动工具，具有携带方便、操作简单、安全可靠等特点，可以减轻劳动强度，提高拆装螺栓或螺母的工作效率，实现手工操作机械化。
现有的电动扳手都是针对传统的螺钉或螺母设计，将其应用于松不脱紧固装置存在以下不足：1）操作反力需要由航天员来消除；2）操作过程扳手与螺钉的对准、扳手随螺钉沿轴向的跟随运动需要由航天员完成。以上两点提高了航天员的操作难度和强度。
针对上述问题，有必要设计一种松不脱紧固装置及其电动扳手，以满足航天员失重状态下操作的人机工效学要求，降低航天员操作难度和操作风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种松不脱紧固装置及其电动扳手，能够满足航天员在轨操作的工效学要求。
为解决上述问题，本发明提供一种松不脱紧固装置及其电动扳手，包括松不脱紧固装置，以及一种可多角度输出、无操作反力的电动扳手；
其中，所述松不脱紧固装置包括：松不脱外壳，通过沉头螺钉安装于设备上；松不脱螺钉，安装于所述松不脱外壳内；弹簧，安装于所述松不脱螺钉与所述松不脱外壳之间；
其中，所述电动扳手包括：外壳；驱动组件，安装于所述外壳内，所述驱动组件包括电机、行星齿轮箱、扭矩离合器；换向组件，安装于所述扭矩离合器上；输出组件，安装于所述换向组件上。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述松不脱外壳包括锥形面、六边形面和法兰，其中，
所述锥形面用以消除所述松不脱紧固装置与所述电动扳手的位移偏差和角偏差；
所述六边形面用以消除操作反力；
所述法兰用于所述松不脱紧固装置的安装。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述锥形面的锥角为30°。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述换向组件包括输入锥齿轮、换向齿轮支架、换向锥齿轮、锁定螺母、换向壳体、输出锥齿轮，其中，
所述输入锥齿轮通过螺纹与反牙螺钉安装于所述扭矩离合器的输出轴上；
所述换向齿轮支架安装与所述扭矩离合器上；
所述换向锥齿轮安装于所述换向齿轮支架上，两端分别由深沟球轴承支承；
所述换向壳体安装于所述换向齿轮支架上，所述换向齿轮支架、所述换向锥齿轮和所述换向壳体三者绕同一轴相对转动；
所述输出齿轮安装于所述换向壳体内，由深沟球轴承支承；
所述输入锥齿轮、所述输出锥齿轮分别与所述换向锥齿轮相啮合；
所述锁定螺母通过螺纹安装于所述换向壳体上，通过所述锁定螺母的拧紧实现所述换向壳体与所述换向齿轮支架之间的相对固定。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述输入锥齿轮与所述输出锥齿轮的轴线呈任意角度经所述换向锥齿轮传递扭矩。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述输出组件包括输出套筒、铜套、弹簧、扳手、反力套筒，其中，
所述输出套筒安装于所述换向壳体上；
所述铜套安装于所述输出套筒内；
所述扳手通过所述套筒和所述弹簧安装于所述输出套筒内；
所述扳手与所述输出锥齿轮之间通过平行扁平口传递扭矩；
所述反力套筒安装于所述输出套筒末端。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述松不脱紧固装置包括两种规格。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述反力套筒根据所述松不脱紧固装置的规格进行更换。
进一步的，在上述松不脱紧固装置及其电动扳手中，所述反力套筒的内表面由两段组成，任一截面均为六边形；上半段任一截面六边形的边长均相等，下半段截面六边形的边长逐渐增大。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1）松不脱紧固装置与电动扳手间采用锥形面和六边形面相配合，消除两者的位移偏差和角偏差，同时可避免螺钉旋拧过程的操作反力传递给航天员；
2）操作过程中扳手可自主适应并跟随螺钉沿轴向的移动；
3）实现了输出轴与输入轴在0到90°范围内任意位置的传动，对电动扳手操作空间的要求较小。
附图说明
图1是本发明的松不脱紧固装置及其电动扳手的示意图；
图2a和2b是本发明的松不脱紧固装置的结构示意图；
图3是本发明的松不脱紧固装置电动扳手的剖视图；
图4是本发明的松不脱紧固装置电动扳手不同角度输出的示意图；
图5是本发明的电动扳手与松不脱紧固装置相配合的示意图；
图6是本发明的电动扳手操作过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下结合附图，详细说明本发明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
请参阅图1，本发明提供的松不脱紧固装置及其电动扳手包括多功能电动扳手1、M5松不脱紧固装置2、M8松不脱紧固装置3；
在本实例中，M5松不脱紧固装置2包括松不脱壳体21、松不脱螺钉22和弹簧23；松不脱壳体21的六边形面24与电动扳手的反力套筒的几何特征相配，可消除操作反力；松不脱壳体21的顶部为锥形面25，可消除位姿偏差，如图2a和2b所示。
请参阅图3，本发明的多功能电动扳手，包括外壳11、驱动组件、换向组件和输出组件。
在本实例中，驱动组件安装于外壳11内，包括电机12、行星齿轮箱13、扭矩离合器14；扭矩离合器14可设定最大输出扭矩，超过设定值时离合器打滑以保护电机。
在本实例中，换向组件安装于扭矩离合器14上，包括输入锥齿轮15、换向齿轮支架16、锁定螺母17、换向锥齿轮18、换向壳体19、输出锥齿轮110；输入锥齿轮15通过螺纹和反牙螺钉安装于扭矩离合器14的输出轴上；换向齿轮支架16与扭矩离合器14以法兰形式通过螺钉相固连，换向齿轮支架16上沿圆周方向开有5个均布的锥形孔；换向锥齿轮18安装于换向齿轮支架16上，两端分别由深沟球轴承支承；换向壳体19通过孔轴间隙配合套于换向齿轮支架16上，与换向齿轮支架16上的锥形孔同一直径位置上开有螺纹孔；换向齿轮支架16、换向锥齿轮18和换向壳体19三者可绕同一轴相对转动；锁定螺母17通过螺纹孔安装于换向壳体19上，当锁定螺母17锁紧时，锁定螺母17插入换向齿轮支架16上的锥形孔内，此时换向齿轮支架16和换向壳体19相对固定，当锁定螺母17解锁时，锁定螺母17退出换向齿轮支架16上的锥形孔，此时换向齿轮支架16和换向壳体19可相对转动；输出锥齿轮110安装于换向壳体19内，由深沟球轴承支承；输入锥齿轮15、输出锥齿轮110分别与换向锥齿轮18啮合，输入锥齿轮15、输出锥齿轮110的轴线位于同一平面内且交于一点，两者轴线在任意角度下都可传递扭矩，如图4所示。
在本实例中，输出组件安装于换向组件上，包括铜套111、输出套筒112、弹簧113、扳手114、反力套筒115；输出套筒112通过法兰形式安装于换向壳体19上；铜套111通过过盈配合方式安装于输出套筒112内；扳手114通过铜套111和弹簧113安装于输出套筒112内；扳手114与输出锥齿轮110通过平行扁平口传递扭矩；反力套筒115安装于输出套筒112末端，可根据松不脱紧固装置2的规格进行更换；反力套筒115内部为与松不脱壳体21相配合的六边形，开口处成喇叭状。
图5是本发明的电动扳手与松不脱紧固装置相配合的示意图。
图6是本发明的电动扳手操作过程示意图。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，包括松不脱紧固装置，以及一种可多角度输出、无操作反力的电动扳手；
其中，所述松不脱紧固装置包括：松不脱外壳，通过沉头螺钉安装于设备上；松不脱螺钉，安装于所述松不脱外壳内；弹簧，安装于所述松不脱螺钉与所述松不脱外壳之间；
其中，所述电动扳手包括：外壳；驱动组件，安装于所述外壳内，所述驱动组件包括电机、行星齿轮箱、扭矩离合器；换向组件，安装于所述扭矩离合器上；输出组件，安装于所述换向组件上；
所述松不脱外壳包括锥形面、六边形面和法兰，其中，
所述锥形面用以消除所述松不脱紧固装置与所述电动扳手的位移偏差和角偏差；
所述六边形面用以消除操作反力；
所述法兰用于所述松不脱紧固装置的安装。
2.如权利要求1所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述锥形面的锥角为30°。
3.如权利要求1所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述换向组件包括输入锥齿轮、换向齿轮支架、换向锥齿轮、锁定螺母、换向壳体、输出锥齿轮，其中，
所述输入锥齿轮通过螺纹与反牙螺钉安装于所述扭矩离合器的输出轴上；
所述换向齿轮支架安装于所述扭矩离合器上；
所述换向锥齿轮安装于所述换向齿轮支架上，两端分别由深沟球轴承支承；
所述换向壳体安装于所述换向齿轮支架上，所述换向齿轮支架、所述换向锥齿轮和所述换向壳体三者绕同一轴相对转动；
所述输出锥齿轮安装于所述换向壳体内，由深沟球轴承支承；
所述输入锥齿轮、所述输出锥齿轮分别与所述换向锥齿轮相啮合；
所述锁定螺母通过螺纹安装于所述换向壳体上，通过所述锁定螺母的拧紧实现所述换向壳体与所述换向齿轮支架之间的相对固定。
4.如权利要求3所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述输入锥齿轮与所述输出锥齿轮的轴线呈任意角度经所述换向锥齿轮传递扭矩。
5.如权利要求3所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述输出组件包括输出套筒、铜套、弹簧、扳手、反力套筒，其中，
所述输出套筒安装于所述换向壳体上；
所述铜套安装于所述输出套筒内；
所述扳手通过所述铜套和弹簧安装于所述输出套筒内；
所述扳手与所述输出锥齿轮之间通过平行扁平口传递扭矩；
所述反力套筒安装于所述输出套筒末端。
6.如权利要求5所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述松不脱紧固装置包括两种规格。
7.如权利要求6所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述反力套筒根据所述松不脱紧固装置的规格进行更换。
8.如权利要求5所述的一种包括松不脱紧固装置及其电动扳手的组合结构，其特征在于，所述反力套筒的内表面由两段组成，任一截面均为六边形；上半段任一截面六边形的边长均相等，下半段截面六边形的边长逐渐增大。
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