CN111975713A - 一种便捷螺丝紧固装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便捷螺丝紧固装置，包括内齿件和外齿件，所述内齿件包括弯曲成弧形的第一片体，内齿件的内壁上设有多道齿纹，齿纹所在平面与第一片体两端平面平行，内齿件通过齿纹卡接在螺丝的纹路上，限制内齿件与螺丝在螺丝的轴向方向的相对位移；所述外齿件包括一侧设有开口的框体，框体套设于内齿件的外周，并且框体与内齿件能够相对转动；本发明的便捷螺丝紧固装置能够简化组装机器人产品的固定螺丝的过程，实现徒手操作，方便高效，材料相对于孩子来讲更安全；本发明的便捷螺丝紧固装置的纽扣一样小巧的形状，配合精致的结构特点；更具创造性，相对于传统的螺帽更具可玩性，更能调动孩子的创造性，符合少儿机器人教育的宗旨。

Description

一种便捷螺丝紧固装置

技术领域

本发明涉及一种螺丝固定结构，更具体地说，它涉及一种不需要工具即可进行待固定件的固定的便捷螺丝紧固装置。

背景技术

机器人组装作为一门新兴技术，日益受到人们的重视。在国外,很多国家已将它纳入中学教学体系。我国虽然起步较晚，但发展势头很猛，在奋力追赶。

少儿机器人教育也被叫做少儿机器人编程教育，通常而言，由于心智发育状况特征的不同，主要分为学龄前以及学龄后两个阶段，学龄前的孩子通过自己动手搭建，来增强孩子对机械、物理知识等有关物品的感知能力，为接下来学习机器人编程打下基础。

机器人组装过程中需要使用到螺丝2，螺丝2使用时需要配合螺丝帽4，需要使用到螺丝起，一方面螺丝起对于儿童属于较为危险的工具，儿童掌控能力较弱，极易对其造成伤害，另一方面不方便儿童使用。

如图1所示为现有技术中的螺丝2紧固方式，传统的安装步骤是：将螺丝帽4放到待紧固件3的螺丝2纹路上；使用螺丝2开拧紧螺丝帽4完成固定零件；

缺点是：

1、需要配合螺丝2开拧紧，步骤繁琐，且在一些狭窄的空间内使用螺丝2开很不方便；

2、螺丝帽4不容易放置到螺丝2的螺纹上，容易滑落；

3、螺丝帽4固定比较传统，缺乏创意；

4、螺丝帽4为金属材质，不安全。

为了解决上述技术问题，本发明设计一种方便徒手操作的螺丝帽4替代产品。

发明内容

本发明提供一种便捷螺丝紧固装置，解决相关技术中便捷螺丝紧固装置的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种便捷螺丝紧固装置，包括：

内齿件，包括弯曲成弧形的第一片体，内齿件的内壁上设有多道齿纹，齿纹所在平面与第一片体两端平面平行，内齿件通过齿纹卡接在螺丝的纹路上，限制内齿件与螺丝在螺丝的轴向方向的相对位移；

外齿件，包括一侧设有开口的框体，框体套设于内齿件的外周，并且框体与内齿件能够相对转动，框体的内壁上设有与内齿件的侧面开口间隙配合的压抵部，压抵部嵌入内齿件的侧面开口并抵住内齿件内的螺丝。

通过采用上述技术方案，本发明简化组装机器人产品的固定螺丝的过程，实现徒手操作，方便高效。

进一步地，所述外齿件的框体的侧面开口的边沿设置向框体的侧面开口内延伸的限位部；内延的限位部能够抵抗外齿件脱离内齿件的趋势。

进一步地，内齿件的两端设置挡板，外齿件的两端抵住内齿件两端的挡板，通过内齿件两端的挡板限制外齿件在转动过程中相对内齿件发生轴向移动。

进一步地，所述内齿件的材料为PVC。本发明的PVC塑料材料相对于传统的金属材料，对孩子来讲更安全。

进一步地，所述内齿件的齿纹之间的间距大于螺丝的至少两个纹路之间的间距。

进一步地，所述螺丝的纹路是螺旋纹路或环形纹路。

进一步地，该便捷螺丝紧固装置固定待紧固件的方法包括：

将外齿件的侧面开口从内齿件远离内齿件侧面开口的一侧卡入，外齿件变形后从内齿件上套上，套上到位后外齿件恢复形状；

将待紧固件套在螺丝上，将组合的便捷螺丝紧固装置从侧面开口卡在螺丝上，压紧待紧固件；

便捷螺丝紧固装置的外齿件旋转180°，使便捷螺丝紧固装置与螺丝结合，限制待紧固件的移动，固定待紧固件。

进一步地，所述螺丝包括前部和后部，前部与后部的连接部位构成台阶；

螺丝的前部为空心结构，内部设有柱形腔体，柱形腔体内设有弹性容器，弹性容器内部填充可压缩的气体或液体；

弹性容器的前端设有一个活塞，活塞能够在柱形腔体内沿螺丝的轴向滑动；

螺丝的前部设有沿螺丝轴向开设的两个以上的开槽，开槽的前端延伸到前部的前端面，开槽将螺丝的前部分割为两个以上的独立部分；

便捷螺丝紧固装置的内齿件的一端设有推动件，推动件包括与前部的至少两个开槽对应的连杆，连杆的一端连接便捷螺丝紧固装置，另一端相互连结。

本发明的有益效果在于：

本发明简化组装机器人产品的固定螺丝的过程，实现徒手操作，方便高效。

本发明的PVC塑料材料相对于传统的金属材料，对孩子来讲更安全。

本发明的便捷螺丝紧固装置的纽扣一样小巧的形状，配合精致的结构特点。更具创造性，在孩子操作过程中相对于传统的螺帽更具可玩性，更能调动孩子的创造性。这也是少儿机器人教育的宗旨。

本发明的可以省略使用工具的过程，减少操作工具的使用。

附图说明

图1是现有技术的螺丝紧固方式；

图2是本发明实施例的便捷螺丝紧固装置的结构分解示意图；

图3是本发明实施例的便捷螺丝紧固装置的组合流程图；

图4是本发明实施例的便捷螺丝紧固装置与螺丝的连接流程图；

图5是本发明实施例的便捷螺丝紧固装置的整体示意图；

图6是图5的前视图；

图7是图5的俯视图；

图8是图5的仰视图；

图9是本发明实施例的便捷螺丝紧固装置与螺丝的连接示意图；

图10是图9的A-A剖视图；

图11是本发明实施例的内齿件的整体示意图；

图12是图11的俯视图；

图13是本发明实施例的外齿件的整体示意图；

图14是图13的前视图；

图15是本发明实施例的螺丝的一种结构示意图；

图16是图15的前视图；

图17是图15的剖视图；

图18是本发明实施例的内齿件上的推动件的示意图。

图中：便捷螺丝紧固装置1、螺丝2、待紧固件3、螺丝帽4、内齿件10、外齿件20、前部30、后部40、第一片体101、齿纹102、挡板103、推动件104、连杆105、框体201、压抵部202、凸筋203、限位部204、弹性容器301、活塞302、开槽303、独立部分304。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。

本发明主要应用于简化组装机器人产品是固定螺丝2的过程，实现徒手操作，方便高效。

在本实施例中提供了一种便捷螺丝紧固装置1，如图2以及5-14所示是根据本发明的便捷螺丝紧固装置1示意图，如图2以及5-14所示，该便捷螺丝紧固装置1包括：

内齿件10，包括弯曲成弧形的第一片体101，内齿件10的内壁上设有多道齿纹102，齿纹102所在平面与第一片体101两端平面平行，内齿件10通过齿纹102卡接在螺丝2的纹路上，限制内齿件10与螺丝2在螺丝2的轴向方向的相对位移；

外齿件20，包括一侧设有开口的框体201，框体201套设于内齿件10的外周，并且框体201与内齿件10能够相对转动，框体201的内壁上设有与内齿件10的侧面开口间隙配合的压抵部202，压抵部202嵌入内齿件10的侧面开口并抵住内齿件10内的螺丝2。

外齿件20能够从内齿件10的外围对其产生压力，该压力能够增大内齿件10的齿纹102与螺丝2的纹路之间的压力，从而使二者之间会由于压力产生足够的摩擦用于限制内齿件10与螺丝2之间的相对位移；

外齿件20的压抵部202抵压螺丝2能够给与外齿件20反作用力，外齿件20所受该反作用力会作用在内齿件10上，进一步提高内齿件10与螺丝2之间的压力；

考虑外齿件20的装配问题，将外齿件20与内齿件10设置为可拆卸式的结构，需要外齿件20具有一定的弹性变形；

考虑外齿件20会受到螺丝2的反向作用力，从而使得外齿件20具有一个脱离内齿件10的趋势，为了抵抗这一趋势，在外齿件20的框体201的侧面开口的边沿设置向框体201的侧面开口内延伸的限位部204。内延的限位部204能够抵抗螺丝2给予外齿件20的反作用力导致的外齿件20脱离内齿件10的趋势。

考虑到外齿件20需要相对内齿件10进行转动，为了限制外齿件20沿内齿件10轴向与内齿件10之间的相对位移，在内齿件10的两端设置挡板103，外齿件20的两端抵住内齿件10两端的挡板103。通过内齿件10两端的挡板103限制外齿件20在转动过程中相对内齿件10发生轴向移动。

在这个方面，外齿件20的压抵部202存在的一个作用是通过抵压螺丝2与螺丝2的螺纹产生摩擦限制外齿件20相对螺丝2的相对轴向位移，又由于外齿件20相对于内齿件10之间设有限制相对轴向位移的挡板103，进而进一步限制外齿件20相对于内齿件10的相对位移。

内齿件10的材料可选但不限于：塑料、陶瓷；

由于是用于儿童使用，因此优选为延展性较好的材料，例如塑料(PVC等)；选为延展性材料的另一个优点在于：在螺丝2的纹路与内齿件10的齿纹102并非一一交错配合的情况下，具有延展性的齿纹102能够产生形变，从而适应的与螺丝2的纹路结合的紧密。

螺丝2上的纹路应该是等距分布的，如图10所示，内齿件10的齿纹102的数量为七个，相邻的齿纹102之间的间距大于螺丝2的多道纹路之间的间距，在这种情况下螺丝2的纹路会与内齿件10的齿纹102产生交涉，由于内齿件10的齿纹102具有一定的延展性，就能够使硬质的螺丝2的纹路嵌入变形的内齿件10的齿纹102上，从而实现更为牢固的限位。

外齿件20的材料可选但不限于：塑料、陶瓷；

外齿件20的材料优选与内齿件10相同的材料；

在本实施例中，外齿件20的内壁上设有两个对称设置于其侧面开口两侧的凸筋203；凸筋203能够在外齿件20与内齿件10组合时将内齿件10与外齿件20之间的面接触改变为线接触，减小接触面积，增大压强，以使二者之间结合更为紧密。

本实施例的便捷螺丝紧固装置1可以应用到现有的螺丝2；

优选的，螺丝2的材料优选为硬度较大的材料，例如钢，其上的纹路具有稳定的形态；

螺丝2的纹路可选但不限于：螺旋纹路、环形纹路或弧形纹路。

作为一种优选的方式，提供一种与便捷螺丝紧固装置1配合的螺丝2，螺丝2上设有多道螺丝齿纹201，螺丝齿纹201环绕螺丝2一周，并且相邻的螺丝齿纹201相互独立。螺丝2不采用螺旋式的螺纹而是采用与内齿件10的齿纹102配合的环形的螺丝齿纹201，不会出现螺旋式的螺纹存在与内齿件10的齿纹102存在交叉的情况，避免交叉产生的对于内齿件10的齿纹102的剪切损伤。

如图3-4所示，本实施例中提供一种便捷螺丝紧固装置1的装配以及使用的方法，

包括以下步骤：

将外齿件20套在内齿件10上组合成便捷螺丝紧固装置1，具体是将外齿件20的侧面开口从内齿件10远离内齿件10侧面开口的一侧卡入，外齿件20变形后从内齿件10上套上，套上到位后外齿件20恢复形状；

将待紧固件3套在螺丝2上，将组合的便捷螺丝紧固装置1从侧面开口卡在螺丝2上，压紧待紧固件3；

旋转便捷螺丝紧固装置1的外齿件20，使外齿件20的侧面开口转动到远离内齿件10的侧面开口的一侧，使便捷螺丝紧固装置1与螺丝2结合，限制待紧固件3的移动，完成固定。

或者，

采用以下步骤：

将待紧固件3套在螺丝2上，将内齿件10从侧面开口卡在螺丝2上，对待紧固件3初步固定；

将外齿件20套在内齿件10上组合成便捷螺丝紧固装置1，具体是将外齿件20的侧面开口从内齿件10远离内齿件10侧面开口的一侧卡入，外齿件20变形后从内齿件10上套上，套上到位后外齿件20恢复形状；

旋转便捷螺丝紧固装置1的外齿件20，使外齿件20的侧面开口转动到远离内齿件10的侧面开口的一侧，使便捷螺丝紧固装置1与螺丝2结合，限制待紧固件3的移动，完成固定；

如图15-17所示，作为另一种优选的方式，提供另一种与便捷螺丝紧固装置1配合的螺丝2，螺丝2包括前部30和后部40，前部30与后部40的连接部位构成台阶，台阶对待紧固件3起到阻挡作用，配合便捷螺丝紧固装置1对待紧固件3夹紧固定；

螺丝2的前部30为空心结构，内部设有柱形腔体，柱形腔体内设有弹性容器301，弹性容器301内部填充可压缩的气体或液体，可选但不限于：空气、氮气、水、油；

弹性容器301的前端设有一个活塞302，活塞302能够在柱形腔体内沿螺丝2的轴向滑动；

螺丝2的前部30设有沿螺丝2轴向开设的两个以上的开槽303，开槽303的前端延伸到前部30的前端面，开槽303将螺丝2的前部30分割为两个以上的独立部分304；

便捷螺丝紧固装置1的内齿件10的一端设有推动件104，推动件104包括与前部30的至少两个开槽303对应的连杆105，连杆105的一端连接便捷螺丝紧固装置1，另一端相互连结。

这种方式中需要改变安装方式，首先将内齿件10沿螺丝2的前部30的前端向后移动，推动件104的连杆105在螺丝2的前部30的开槽303内移动，推动件104跟随内齿件10移动的过程中推动活塞302向后移动压缩弹性容器301，弹性容器301被径向压缩后周向膨胀，挤压螺丝2的前部30的独立部分304向外张开，在内齿件10抵住待紧固件3时内齿件10与螺丝2之间的作用力包含便捷螺丝紧固装置1由于弹性给与螺丝2的压力以及螺丝2内部弹性容器301挤压螺丝2对便捷螺丝紧固装置1产生的压力。

弹性容器301的材料可选但不限于：橡胶、树脂；

每个独立部分304上设有均匀分布的弧形的纹路；

进一步的提供一种便捷螺丝紧固装置1的装配以及使用的方法，

包括以下步骤：

将待紧固件3套在螺丝2上，扩张内齿件10，推动内齿件10沿螺丝2的前部30的前端向后移动，抵住待紧固件3后将内齿件10从侧面开口卡在螺丝2上，对待紧固件3初步固定；

将外齿件20套在内齿件10上组合成便捷螺丝紧固装置1，具体是将外齿件20的侧面开口从内齿件10远离内齿件10侧面开口的一侧卡入，外齿件20变形后从内齿件10上套上，套上到位后外齿件20恢复形状；

旋转便捷螺丝紧固装置1的外齿件20，使外齿件20的侧面开口转动到远离内齿件10的侧面开口的一侧，使便捷螺丝紧固装置1与螺丝2结合，限制待紧固件3的移动，完成固定；

这种结构的螺丝2与便捷螺丝紧固装置1的配合能够提供另一个的压力来源，大大提高连接的稳定性。

Claims (8)

1.一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，包括：

内齿件(10)，包括弯曲成弧形的第一片体(101)，所述内齿件(10)的内壁上设有多道齿纹(102)，所述齿纹(102)所在平面与第一片体(101)两端平面平行，所述内齿件(10)通过齿纹(102)卡接在螺丝(2)的纹路上，限制内齿件(10)与螺丝(2)在螺丝(2)的轴向方向的相对位移；

外齿件(20)，包括一侧设有开口的框体(201)，所述框体(201)套设于所述内齿件(10)的外周，并且所述框体(201)与所述内齿件(10)能够相对转动，所述框体(201)的内壁上设有与所述内齿件(10)的侧面开口间隙配合的压抵部(202)，所述压抵部(202)嵌入所述内齿件(10)的侧面开口并抵住所述内齿件(10)内的螺丝(2)。

2.根据权利要求1所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，所述外齿件(20)的所述框体(201)的侧面开口的边沿设置向所述框体(201)的侧面开口内延伸的限位部(204)；内延的所述限位部(204)能够抵抗外齿件(20)脱离内齿件(10)的趋势。

3.根据权利要求1所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，所述内齿件(10)的两端设置挡板(103)，所述外齿件(20)的两端抵住所述内齿件(10)两端的所述挡板(103)，通过所述内齿件(10)两端的所述挡板(103)限制所述外齿件(20)相对所述内齿件(10)的轴向移动。

4.根据权利要求1所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，所述内齿件(10)的材料为PVC。

5.根据权利要求1所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，所述内齿件(10)的齿纹(102)之间的间距大于所述螺丝(2)的至少两个纹路之间的间距。

6.根据权利要求1所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，所述螺丝(2)的纹路是螺旋纹路或环形纹路。

7.根据权利要求1～6任一所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，该便捷螺丝紧固装置(1)固定待紧固件(3)的方法包括：

将所述外齿件(20)的侧面开口从所述内齿件(10)远离所述内齿件(10)侧面开口的一侧卡入，所述外齿件(20)变形后从所述内齿件(10)上套上，套上到位后所述外齿件(20)恢复形状；

将所述待紧固件(3)套在所述螺丝(2)上，将组合的所述便捷螺丝紧固装置(1)从侧面开口卡在所述螺丝(2)上，压紧所述待紧固件(3)；

所述便捷螺丝紧固装置(1)的所述外齿件(20)旋转180°，使所述便捷螺丝紧固装置(1)与所述螺丝(2)结合，限制所述待紧固件(3)的移动，固定所述待紧固件(3)。

8.根据权利要求1～6任一所述的一种便捷螺丝紧固装置，其特征在于，所述螺丝(2)包括前部(30)和后部(40)，所述前部(30)与所述后部(40)的连接部位构成台阶；

所述螺丝(2)的所述前部(30)为空心结构，内部设有柱形腔体，所述柱形腔体内设有弹性容器(301)，所述弹性容器(301)内部填充可压缩的气体或液体；

所述弹性容器(301)的前端设有一个活塞(302)，所述活塞(302)能够在所述柱形腔体内沿所述螺丝(2)的轴向滑动；

所述螺丝(2)的前部(30)设有沿螺丝(2)轴向开设的两个以上的开槽(303)，所述开槽(303)的前端延伸到前部(30)的前端面，所述开槽(303)将所述螺丝(2)的所述前部(30)分割为两个以上的独立部分(304)；

所述便捷螺丝紧固装置(1)的所述内齿件(10)的一端设有推动件(104)，所述推动件(104)包括与所述前部(30)的至少两个开槽(303)对应的连杆(105)，所述连杆(105)的一端连接所述便捷螺丝紧固装置(1)，另一端相互连结。

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