CN110919581B - 一种自动双向棘轮拧紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动双向棘轮拧紧机构，包括头部和驱动机构；所述头部包括扳手头，所述扳手头一端设置有上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端，所述扳手头另一端开设有第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽内设置开口棘轮，所述开口棘轮内侧圆弧面与待拧紧螺栓头外轮廓相配合，所述开口棘轮外侧圆弧面布满棘齿，所述开口棘轮轴向的两端通过卡环与扳手头连接。本发明能解放人力，实现大角度循环快速拧紧运动，并可以通过换向装置实现反向拧紧或松开，结构简单、传动平稳、受力均匀、耐磨可靠、寿命高、效率高，解决了现有技术中技术问题。

Description

一种自动双向棘轮拧紧机构

技术领域

本发明涉及一种开口棘轮扳手，尤其涉及一种自动双向棘轮拧紧机构。

背景技术

在机械生产加工的过程中，需要通过螺栓将各个零件组装起来，对于需要在一个螺纹柱上拧紧数个螺栓，并且拧紧的空间受限的情况，传统方式是在装配工作台上由两个工人用开口扳手进行小角度的同步手动拧紧，工人的劳动强度大，效率低，并且存在很大误差，螺栓的拧紧效率和拧紧质量得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述传统螺栓拧紧方式的效率低下、耗费人力等问题，提出一种自动双向棘轮拧紧机构，该拧紧机构能解放人力，实现大角度快速循环拧紧运动，并可以通过换向装置实现反向拧紧或松开。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动双向棘轮拧紧机构，包括头部和驱动机构；

所述头部包括扳手头，所述扳手头一端设置有上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端，所述扳手头另一端开设有第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽内设置开口棘轮，所述开口棘轮内侧圆弧面与待拧紧螺栓头外轮廓相配合，所述开口棘轮外侧圆弧面布满棘齿，所述开口棘轮轴向的两端通过卡环与扳手头连接；所述第一弧形凹槽内侧圆弧面上开设有第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽内设置有弧形棘爪；所述弧形棘爪内侧圆弧面上布满棘齿；所述弧形棘爪内侧圆弧面棘齿与开口棘轮外侧圆弧面棘齿啮合，所述弧形棘爪外侧圆弧面上设置有第三弧形凹槽；

所述扳手头中部沿轴向设有大盲孔，所述扳手头内部靠近第三弧形凹槽一侧设置有与大盲孔垂直、且连通的小盲孔，所述大盲孔内装配拨盘的颈部，所述拨盘颈部沿径向设置有拨盘小盲孔，所述拨盘小盲孔与扳手头小盲孔连通，连接拨销一端设置在拨盘小盲孔中另一端设置在第三弧形凹槽中，拨销内套有压紧弹簧，压紧弹簧前端顶紧压紧销，所述压紧销顶在弧形棘爪外侧圆弧面的第三弧形凹槽上，使得弧形棘爪受力，通过拨盘的拨动可使弧形棘爪的内侧圆弧面压紧开口棘轮外侧圆弧面；

所述驱动机构包括电机和固定在电机上的凸轮外壳，所述扳手头固定在凸轮外壳内侧的下端，且所述扳手头开设有第一弧形凹槽的一端自凸轮外壳侧壁开口伸出，所述凸轮外壳上端设有一弧形通孔，所述拨盘的颈部穿过弧形通孔固定在扳手头的大盲孔中；凸轮外壳下端中间位置设有能使电机轴完整伸出的圆形通孔和能固定电机的位置的大圆形盲孔；

所述凸轮外壳内侧下端设置有凸轮转轮，所述凸轮转轮的轮盘上层、下层设有错开的三对转子，所述转子上拧紧凸轮滚轮，所述凸轮转轮上层的凸轮滚轮与第一伸出端进行接触与驱动，所述凸轮转轮下层的凸轮滚轮与第二伸出端进行接触与驱动；

电机轴穿过圆形通孔，通过平键与的凸轮转轮中心轴连接。

进一步地，所述上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端是指：所述第一伸出端设置在扳手头上层的左侧，所述第二伸出端设置在扳手头下层的右侧。

进一步地，所述开口棘轮设置为不完全棘齿，所述不完全棘齿是指非整个圆布满棘齿。

进一步地，所述开口棘轮内侧圆弧面为六角棱边，六角棱边各设置倒角，可以实现一定范围内的准确套入。本发明采用容差设计，能更好的实现头部可以套入螺栓。

进一步地，所述开口棘轮弧度为4/6—5/6圆。

进一步地，所述扳手头与凸轮外壳内侧的下端固定采用如下结构：所述扳手头底部设置有三个耐磨的支撑圆柱；凸轮外壳下端设有两个大小一致的弧形盲孔和一个与上端弧形通孔位置大小一致的弧形盲孔，三个盲孔上固定扳手头底部的三个支撑圆柱，实现头部的支撑与固定。

本发明提供一种装配中螺栓的自动拧紧设备——自动双向棘轮拧紧机构，与现有技术相比较具有以下优点：

1)本发明采用棘轮机构，实现急回急转，平均拧紧一个螺栓比实际工人快5s；

2)本发明应用拨盘换向与凸轮和扳手头双向连接相结合的方式，可以实现电动的双向拧紧，适应各种复杂的拧紧工况；

3)本发明通过凸轮传动比可计算需要达到的扭矩，可通过改变电机输出预先设置拧紧极限扭矩，相比工人更易判断拧紧与否，并保证每个螺栓的拧紧精度一致；

4)本发明解放人力，实现自动化，提高工人工作效率和舒适度。

综上，本发明自动双向棘轮拧紧机构结构简单、传动平稳、受力均匀、耐磨可靠、寿命高、效率高，能实现大角度循环快速拧紧运动，并可以通过换向装置实现反向拧紧或松开。

附图说明

图1为本发明自动双向棘轮拧紧机构的分解示意图；

图2为本发明自动双向棘轮拧紧机构的示意图；

图3为本发明自动双向棘轮拧紧机构的头部示意图；

图4为本发明自动双向棘轮拧紧机构的驱动示意图；

图5为本发明自动双向棘轮拧紧机构的剖视图；

图6为本发明自动双向棘轮拧紧机构的头部剖视图；

图7为本发明拨盘的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种自动双向棘轮拧紧机构，如图1-7所示，包括头部1和驱动机构2。

所述头部1包括扳手头3，所述扳手头3为横截面呈类椭圆形的柱体，所述扳手头3类椭圆的一端开设有第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽内设置开口棘轮4，所述开口棘轮4弧度为5/6圆，所述开口棘轮4设置为不完全棘齿，所述开口棘轮4内侧圆弧面为六角棱边，所述开口棘轮4外侧圆弧面布满棘齿。所述开口棘轮4六角棱边各设置倒角，可以实现一定范围内的准确套入。本发明采用容差设计，能更好的实现头部可以套入螺栓。所述开口棘轮4轴向的两端通过卡环10与扳手头3连接，所述第一弧形凹槽内侧圆弧面上开设有第二弧形凹槽18，所述第二弧形凹槽18内设置有弧形棘爪5；所述弧形棘爪内侧圆弧面17上布满棘齿；所述弧形棘爪内侧圆弧面17棘齿与开口棘轮4外侧圆弧面棘齿啮合。

所述扳手头3类椭圆的另一端设置有上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端，所述上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端是指：所述第一伸出端设置在扳手头上层的左侧，所述第二伸出端设置在扳手头下层的右侧。不同方向的伸出端的设置能实现扳手头3不同方向的转动。所述第一伸出端与扳手头3之间用于容纳凸轮转轮上层的凸轮滚轮，所述第二伸出端与扳手头3之间用于容纳凸轮转轮下层的凸轮滚轮。

所述扳手头3中部沿轴向设有大盲孔，所述扳手头3内部靠近第三弧形凹槽一侧设置有与大盲孔垂直、且连通的扳手头小盲孔19，所述大盲孔内装配拨盘6的颈部，所述拨盘6颈部沿径向设置有拨盘小盲孔20，所述拨盘小盲孔20与扳手头小盲孔19连通，拨销7内套有压紧弹簧8，压紧弹簧8前端顶紧压紧销9，所述压紧销9顶在弧形棘爪外侧圆弧面16的第三弧形凹槽上，使得弧形棘爪5受力，通过拨盘6的拨动可使弧形棘爪内侧圆弧面17压紧开口棘轮4外侧圆弧面，实现一个方向上的螺栓拧紧；

所述驱动机构包括电机14和固定在电机14上的凸轮外壳11，所述扳手头3固定在凸轮外壳11内侧的下端，实现头部的支撑与固定，且所述扳手头3开设有第一弧形凹槽的一端自凸轮外壳11侧壁开口伸出，所述凸轮外壳11上端设有一弧形通孔，所述拨盘6的颈部穿过弧形通孔固定在扳手头3的大盲孔中；凸轮外壳11下端中间位置设有能使电机轴完整伸出的圆形通孔和能固定电机的位置的大圆形盲孔；

所述凸轮外壳11内侧下端设置有凸轮转轮，所述凸轮转轮12的轮盘上层、下层设有错开的三对转子13，所述转子上拧紧凸轮滚轮，所述凸轮转轮上层的凸轮滚轮与第一伸出端进行接触与驱动，所述凸轮转轮下层的凸轮滚轮与第二伸出端进行接触与驱动；

电机轴穿过圆形通孔，通过平键15与的凸轮转轮中心轴连接。

所述扳手头3与凸轮外壳11内侧的下端固定采用如下结构：所述扳手头3底部设置有三个耐磨的支撑圆柱；凸轮外壳下端设有两个大小一致的弧形盲孔和一个与上端弧形通孔位置大小一致的弧形盲孔，三个盲孔上固定扳手头底部的三个支撑圆柱，实现头部的支撑与固定。

本发明自动双向棘轮拧紧机构的工作原理：所述弧形棘爪5部分装配有换向装置，换向装置由压紧销9压在拨销7中的压紧弹簧8之上并一起套入拨盘6组成。当拨盘向左边拨动，压紧销9向右转动，压紧弧形棘爪5右侧弧面，弧形棘爪5右侧啮合开口棘轮4的右下方棘齿，头部1顺时针方向转动时弧形棘爪5逆时针转动到第二弧形凹槽18浅的区域，保持弧形棘爪5与开口棘轮4的完全啮合，即可拧紧螺纹，逆时针方向转动时弧形棘爪5顺时针转动，开口棘轮4推动弧形棘爪向着第二弧形凹槽18深的区域转动，使得开口棘轮4与弧形棘爪5脱离啮合，即可松开螺纹旋至初始位置；同理，当拨盘向右边拨动，头部1逆时针方向转动即可拧紧螺纹，顺时针方向即可松开螺纹旋至初始位置，实现此机构的换向。电机14的正、反转可以配合头部1中的换向装置进行整体机构的换向运动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种自动双向棘轮拧紧机构，包括头部和驱动机构，所述头部包括扳手头，其特征在于，所述扳手头一端设置有上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端，所述上下、左右交错的第一伸出端和第二伸出端是指：所述第一伸出端设置在扳手头上层的左侧，所述第二伸出端设置在扳手头下层的右侧；所述扳手头另一端开设有第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽内设置开口棘轮，所述开口棘轮内侧圆弧面与待拧紧螺栓头外轮廓相配合，所述开口棘轮外侧圆弧面布满棘齿，所述开口棘轮轴向的两端通过卡环与扳手头连接；所述第一弧形凹槽内侧圆弧面上开设有第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽内设置有弧形棘爪；所述弧形棘爪内侧圆弧面上布满棘齿；所述弧形棘爪内侧圆弧面棘齿与开口棘轮外侧圆弧面棘齿啮合，所述弧形棘爪外侧圆弧面上设置有第三弧形凹槽；

所述扳手头中部沿轴向设有大盲孔，所述扳手头内部靠近第三弧形凹槽一侧设置有与大盲孔垂直、且连通的小盲孔，所述大盲孔内装配拨盘的颈部，所述拨盘颈部沿径向设置有拨盘小盲孔，所述拨盘小盲孔与扳手头小盲孔连通，连接拨销一端设置在拨盘小盲孔中另一端设置在第三弧形凹槽中，拨销内套有压紧弹簧，压紧弹簧前端顶紧压紧销，所述压紧销顶在弧形棘爪外侧圆弧面的第三弧形凹槽上，使得弧形棘爪受力，通过拨盘的拨动可使弧形棘爪的内侧圆弧面压紧开口棘轮外侧圆弧面；

所述驱动机构包括电机和固定在电机上的凸轮外壳，所述扳手头固定在凸轮外壳内侧的下端，且所述扳手头开设有第一弧形凹槽的一端自凸轮外壳侧壁开口伸出，所述凸轮外壳上端设有一弧形通孔，所述拨盘的颈部穿过弧形通孔固定在扳手头的大盲孔中；凸轮外壳下端中间位置设有能使电机轴完整伸出的圆形通孔和能固定电机的位置的大圆形盲孔；

所述凸轮外壳内侧下端设置有凸轮转轮，所述凸轮转轮的轮盘上层、下层设有错开的三对转子，所述转子上拧紧凸轮滚轮，所述凸轮转轮上层的凸轮滚轮与第一伸出端进行接触与驱动，所述凸轮转轮下层的凸轮滚轮与第二伸出端进行接触与驱动；

电机轴穿过圆形通孔，通过平键与的凸轮转轮中心轴连接。

2.根据权利要求1所述自动双向棘轮拧紧机构，其特征在于，所述开口棘轮内侧圆弧面为六角棱边，六角棱边各设置倒角。

3.根据权利要求1所述自动双向棘轮拧紧机构，其特征在于，所述开口棘轮弧度为4/6—5/6圆。

4.根据权利要求1所述自动双向棘轮拧紧机构，其特征在于，所述扳手头与凸轮外壳内侧的下端固定采用如下结构：所述扳手头底部设置有三个耐磨的支撑圆柱；凸轮外壳下端设有两个大小一致的弧形盲孔和一个与上端弧形通孔位置大小一致的弧形盲孔，三个盲孔上固定扳手头底部的三个支撑圆柱，实现头部的支撑与固定。

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