CN1301617A - 钢筋捆扎器 - Google Patents

Abstract

钢丝捆扎器由外壳1,拉杆2,控制丝杠3,传动系统4,送丝系统5,切丝系统6,拧丝系统7,丝爪系统8和复位系统9等组成。该发明提供一种供钢筋捆扎用的手动工具,它把简单的手工推拉运动自动连贯地转化为钢筋捆扎所需的一系列动作。该发明具有:1)捆扎效率高;2)捆扎质量好;3)节省材料;4)体积小、成本低;5)使用灵活高效;6)适应场合广泛等特点。

Description

钢丝捆扎器

本发明涉及一种捆绑钢筋的工具，特别是在建筑工地上对钢筋进行捆绑的工具，称之为钢筋捆扎器。

在建筑工地上存在大量的用铁丝等线材对钢筋骨架进行捆绑定位的工作，目前该工作主要采用手工操作法完成，即：分拣铁丝段、手工穿丝、铁钩接丝、手工与铁钩配合缠丝四个动作，这种人工操作存在三个问题：1)捆扎效率低。所有动作均由手工分步完成，非常烦琐，操作不便，效率难于提高；2)捆扎不标准。不同的操作人员，不同的操作熟练程度，将导致不同的捆绑质量，且捆绑质量不稳定；3)浪费材料。为了操作方便，使用的铁丝段过长，导致材料的浪费。在工人成本越来越高，施工速度越来越快，建筑质量要求越来越严格的形式下，必须改变钢筋的手工捆扎方式。日本已经出现电动全自动钢丝捆扎机，该设备佩带专用蓄电池，机械部分在控制电路控制下进行自动钢丝捆绑，但是，这种电动式全自动钢丝捆扎机也有下列明显缺陷：1)动力配备和控制系统复杂，实用性差，可靠性低；2)机器体积和重量偏大，使用不便；3)成本高；4)适应场合受限制。因此它不适合国情。在建筑行业，急需开发一种轻巧的、使用灵活高效的、成本较底的钢丝捆扎辅助工具。

本发明的目的是提供一种供钢筋捆扎用的手动工具，它把简单的手工推拉运动自动连贯地转化为钢筋捆扎所需的一系列动作：铁丝的输送、缠绕、剪断和拧紧，从而实现人工动力下的自动钢筋捆绑。

本发明的钢丝捆扎器有8个基本组成部分：1)外壳。有以下基本结构要素：内圆柱孔、定位孔、内筋板、内齿轮孔、轴定位孔、丝盒；2)拉杆。有以下基本结构要素：外圆柱表面、内螺纹孔和把手，其中外圆柱面与外壳上的内圆柱孔形成动配合，并周向定位；3)控制丝杠。有以下基本结构要素：丝杠、大齿轮、推盘、有向端齿、中心球顶凸头，其中丝杠与拉杆上的内螺纹配合，大齿轮可与外壳中的内齿轮配合，实现控制丝杠的周向限位，推盘的一个端面可与外壳上的内筋板侧面形成滑动接触，实现控制丝杠的纵向限位，推盘外圆柱面可与外壳内齿轮的齿顶圆形成动配合，实现对控制丝杠的一个支撑；4)传动系统。有以下部分组成：小齿轮、传动轴和软连接轴，其中小齿轮可与控制丝杠上的大齿轮形成配合，实现丝杠转动的升速传动，传动轴与外壳中的轴定位孔形成动配合；5)送丝系统。有以下部分组成：丝盒、导向轮、送丝轮、压轮和压轮调节机构，它们均定位在外壳上，压轮与送丝轮在压轮调节机构作用下互相压紧；6)丝爪系统。由以下部分组成：丝爪、一对回转轴、一对纽簧和一个带转轮的连接销，丝爪有以下基本结构要素：圆弧型丝道、带平面槽的S型拉杆、回转中心孔，其中回转中心孔与回转轴形成动配合，回转轴固定在外壳上，纽簧装配在杠杆和外壳之间，连接销同时穿过两个丝爪拉杆部分的平面槽，形成动配合，连接销上的转轮可已推盘的端面外沿接触，在推盘的作用下实现推开或合拢丝爪，丝爪合拢时两丝爪上的丝道连通，丝爪拉杆的运动平面偏离并平行丝杠轴线；7)切丝拧丝系统。有以下部分组成：转套、带侧壁小斜孔的支撑套、楔底切刀、顶珠和弹簧，转套有下列基本结构要素：外圆柱面、中心盲孔、有向端齿、端面斜底矩形槽、分布在斜底矩形槽两边的一对拨叉、侧壁上的径向孔和轴向槽，径向孔中装配有顶珠，轴向槽中装配楔底切刀和弹簧，其中支撑套定位并固定在外壳的定位孔中，转套外圆柱面与支撑套内孔形成动配合并轴向定位，转套与控制丝杠同轴心，中心盲孔可与控制丝杠上的球顶凸头形成动配合，实现对顶珠的径向挤压和对楔底切刀的轴向挤压，转套上的有向端齿可与控制丝杠上的有向端齿相配合，实现转套的周向定位；8)复位系统，由拉杆和丝杠间的丝杠螺母机构、控制丝杠和转套上的有向端齿以及拉杆的轴向定位机构组成，在复位状态下，拉杆处于推进极限位置，丝爪张开，送丝轮出丝方向、支撑套中的倾斜小孔、转套的端面斜底矩形槽和丝爪中的丝道形成一个滑梯式通畅丝道。

在以上基本组成中，拉杆是原始运动件，它在手工的作用下在外壳中作往复的轴向拉出和推进直线运动，且运动行程可调；控制丝杠是核心件，  由它分配并控制钢丝捆扎所需的所有运动和运动顺序，即：把拉杆的拉出运动转化为送丝运动，把拉杆的推进运动依次转化为切丝运动、开爪运动、拧丝运动和复位运动；传动系统把丝杠的转动传递到送丝系统；送丝系统把铁丝送入丝爪系统；丝爪系统引导铁丝围绕被捆绑的钢筋旋转，完成缠丝；切丝拧丝系统在缠丝完成后切断铁丝并完成对铁丝的拧紧；复位系统完成整体的复位，以便重新工作。这样，利用手的简单推拉动作就完成了对钢筋的捆绑。

本发明的工作过程可描述如下：1)开爪。拉杆处于推进的极限位置，复位系统工作，由推杆位置的唯一性、有向端齿配合的唯一性保证转套初始状态的唯一性，同时，推盘通过连接销推动丝爪杠杆，使丝爪张开，此时丝爪上的丝道、转套上的斜底槽和支撑套上的倾斜小孔对齐并形成一通畅丝道；2)合爪。拉杆拉出，直至其上的推盘侧面与外壳内筋板接触，期间丝杠上的大齿轮依次滑过外壳上的内齿轮，实现丝杠的周向定位，丝杠随之直线后移，直至与传动系统上的小齿轮啮合，同时丝爪在纽簧作用下合拢，丝道封闭并通畅；3)送丝。拉杆继续拉出，直至限定行程，期间，丝杠在推盘的纵向限位作用下，把栏杆的直线运动转化为转动，转动通过齿轮传动提高转速传递到小齿轮，再经过软传动轴传递到送丝轮，送丝轮与压紧轮一起把铁丝送入丝道，直至铁丝在丝道中旋转所需的圈数；4)切丝。拉杆继续推进，直至丝杠有向端齿与转套有向端齿对齐并啮合，期间推盘与外壳内筋板分开，丝杠与拉杆一起移动，大齿轮与小齿轮分开，并进入内筋板的内齿轮，限制丝杠转动，球顶凸头进入转套盲孔，压迫顶珠，顶珠压迫楔底切刀实现切丝，同时推盘推动连接销，从而带动丝爪杠杆使丝爪装开；5)拧丝。拉杆继续推进，由于转套对丝杠移动的限制作用，丝杠开始转动，转套上位于丝道两侧的拨叉开始拨动并拧铁丝，直至拧紧。

本发明通过丝杠螺母传动、齿轮升速传动、控制丝杠的周向限位机制、控制丝杠的纵向限位机制、软轴传递、有向端齿配合、凸头顶珠和斜底切刀、杠杆式可开合丝爪及滑梯式通畅丝道等独特设计实现人工动力下的自动钢筋捆绑。丝杠螺母传动把拉杆的直线运动转化成丝杠的转动；齿轮升速传动进一步放大了杠杆的位移量；丝杠的周向限位和轴向限位保证丝杠转动与移动间的切换；有向端齿转动保证了丝杠与转套的传动和相互位置的唯一性；凸头顶珠楔底切刀系统实现手动力下的切丝；杠杆式可开合丝爪实现手动力下丝爪的张开和闭合；滑梯式通畅丝道设计保证了铁丝的稳定送进。

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细的说明。

附图1是本发明的传动系统图。

其中1(a)是复位状态原理图，此时拉杆2处于推进的极限位置，一对有向端齿(3-6和7-3)啮合，推盘3-3的右端面压迫丝爪上的连接销8-5，使丝爪8-1张开。

1(b)是合爪过程原理图，此时丝杠在周向限位机构(1-4和3-2)作用下随拉杆一起移动，直至推盘3-3的左端面与筋板1-3接触，同时一对齿轮(3-2和4-1)完全啮合。

1(c)是送丝过程原理图，通过丝杠螺母机构(2-2和3-1)把拉杆的继续拉伸运动转化为丝杠的转动，并通过一对齿轮机构(3-2和4-1)、传动轴4-2和4-3把运动传递到以及送丝机构5,5再把铁丝经由9-3,7-4送入丝道8-2，直到铁丝在8-1中封闭两圈。

1(d)是切丝过程原理图，拉杆2开始推进，直至丝杠有向端齿(3-6和7-3)对齐并啮合，期间推盘3-3与外壳内筋板1-3分开，丝杠3与拉杆2一起移动，大齿轮3-2与小齿轮4-1分开，并进入内筋板的内齿轮1-4，限制丝杠转动，球顶凸头3-5进入转套盲孔7-2，压迫顶珠6，顶珠压迫楔底切刀实现切丝，同时推盘推动连接销8-5，从而带动丝爪杠杆8使丝爪8-1装开。

1(e)是拧丝过程原理图，拉杆继续推进，由于转套7对丝杠移动的限制作用，丝杠3开始转动，转套上位于丝道两侧的拨叉7-5开始拨动并拧铁丝，直至拧紧。

附图2是外壳结构原理图。包括内圆柱孔1-1、定位孔1-2、内筋板1-3、内齿轮孔1-4、轴定位孔1-5、丝盒1-6、内圆柱孔中的纵向筋条1-7。

附图3是拉杆结构原理图。包括外圆柱表面2-1、内螺纹孔2-2、把手2-3，外圆柱面上的纵向筋槽2-4。其中2-1与1-1形成动配合，2-4与1-7配合实现拉杆的周向定位。

附图4是控制丝杠的结构原理图。包括丝杠3-1、大齿轮3-2、推盘3-3、带端齿3-6的圆柱体3-4、中心球顶凸头3-5。3-1、3-2、3-3、3-4、3-5可以是一个整体零件，也可以是一个装配固定成一体的部件。其中丝杠3-1与拉杆上的内螺纹2-2配合，大齿轮3-2可与外壳中的内齿轮1-4形成配合，实现控制丝杠的轴向限位，推盘3-3的一个端面可与外壳上的内筋板1-3的右侧面形成滑动接触，实现控制丝杠的纵向限位，推盘3-3外圆柱面可与外壳内齿轮1-4的齿顶圆形成动配合。附图4(b)是有向端齿结构原理图。有向端齿确保丝杠和转套连接位置的唯一性。

附图5是传动及送丝结构原理图。主要包括：小传动齿轮4-1，传动轴4-2，软连接轴4-3，送丝轮5-1，压轮5-2，压轮弹簧5-3，送丝支架5-4。其中4-1可与3-3配合，4-2与1-5配合，5-1、5-2和5-3均装配在5-4上，5-4定位在外壳上，压轮5-1与送丝轮5-2在压轮弹簧5-3的作用下互相压紧，接触点的切线与支撑套上的进丝斜孔对齐。

附图6是转套及支撑套结构原理图。其中转套包括下列基本结构：外圆柱面7-1、中心盲孔7-2、端面有向端齿7-3、端面斜底矩形槽7-4、拨叉7-5、径向孔7-6，轴向槽7-7。支撑套包括下列基本结构：外圆柱9-1、内孔9-2、侧壁小斜孔9-3，定位环9-4。转套外圆柱面7-1与支撑套内孔9-2形成动配合，支持套通过9-1和9-4定位固定在外壳的定位孔1-2中，转套7与控制丝杠3同心，中心盲孔7-2可与控制丝杠上的球顶凸头3-5形成动配合，端面有向端齿7-3可以控制丝杠上的端面有向端齿3-6相配合，径向孔7-6中装配有顶珠，轴向槽7-7中装配有切刀和弹簧。

附图7是丝爪结构原理图。包括：一对圆弧型丝道8-1和S型拉杆8-2，拉杆尾部开有槽8-3，一对回转轴8-4、一对纽簧8-6和一个带转轮的连接销8-5，其中丝爪与回转轴动配合，回转轴8-4固定在外壳上，纽簧8-6装配在杠杆和外壳1之间，连接销8-5同时穿过两个槽口8-3，在控制丝杠上的推盘3-3的作用下推开或合拢丝爪8，合拢时两丝爪的丝道8-1连通，并与斜孔9-3，矩形斜底槽7-4一起组成滑梯式通畅丝道。丝道平面通过控制丝杠轴线，丝杠拉杆的运动平面偏离并平行控制丝杠轴。

Claims (9)

1、钢丝捆扎器，由外壳1，拉杆2，控制丝杠3，传动系统4，送丝系统5，切

丝系统6，拧丝系统7，丝爪系统8和复位系统9等组成。其特征在于，拉杆2

和外壳1通过圆柱面和纵向筋槽形成轴向滑动配合且滑动行程可调，控制丝杠

3通过丝杠螺母机构与拉杆配合，通过有向端齿机构与拧丝系统连接，通过一

对外齿轮机构与传动系统连接，通过曲面楔形机构与切丝系统连接，通过平面

滚轮机构与丝爪系统连接，通过一对内外齿轮机构实现在外壳中的周向定位，

通过一对平面滑动机构实现在外壳中的轴向限位，传动系统通过一软连接轴与

送丝系统连接，丝爪系统为一对可开合的杠杆，其上的丝道与拧丝系统中的斜

底槽和切丝系统中的小斜孔一起形成通畅的滑梯式丝道，并与送丝机构的送丝

方向对齐；其中拉杆是原始运动件，它在手工的作用下在外壳中作往复的轴向

拉出和推进直线运动，控制丝杠是核心件，由它把拉杆的直线运动顺序地分配

成钢丝捆扎所需的合爪运动、送丝运动、切丝运动、开爪运动、拧丝运动和复

位运动，传动系统把丝杠的转动升速传递到送丝系统，送丝系统把铁丝送入丝

爪系统，丝爪系统引导铁丝围绕被捆绑的钢筋旋转，完成缠丝，切丝系统在缠

丝完成后切断铁丝，由拧丝系统完成对铁丝的拧紧，复位系统完成整体的复位，

确保拉杆、控制丝杠、送丝系统、丝爪系统和切丝拧丝系统处于准确的初始状

态，以便重新工作，这样，利用简单的推拉动作就完成了对钢筋的捆绑。

2、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在外壳1上主要有圆柱孔1-1、

定位孔1-2、内筋板1-3、内齿轮孔1-4、轴定位孔1-5、丝盒1-6、内圆柱孔中

的纵向筋条1-7等结构。

3、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于控制丝杠上主要有丝杠3-1、

大齿轮3-2、推盘3-3、有向端齿3-6、圆柱体3-4、中心球顶凸头3-5等结构，

3-1、3-2、3-3、3-4、3-5可以是一个整体零件，也可以是一个装配固定成一体

的部件，其中丝杠3-1与拉杆上的内螺纹2-2配合，大齿轮3-2可随控制丝杠滑

动通过外壳中的内齿轮1-4，实现控制丝杠的周向限位，推盘3-3可随控制丝杠

滑动直至其上的一个端面与外壳上的内筋板1-3的侧面接触，实现控制丝杠的

纵向限位，推盘3-3外圆柱面可与外壳内齿轮1-4的齿顶圆形成动配合。

4、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于传动系统主要由小传动齿轮

4-1、传动轴4-2、软连接轴4-3组成，其中4-1可与3-3配合，4-2与1-5配合。

5、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于送丝系统主要由送丝轮5-1、

压轮5-2、压轮弹簧5-3、送丝支架5-4、导向轮5-5组成，其中5-1、5-2和5-3

均装配在5-4上，5-4和5-5定位在外壳上，压轮5-1与送丝轮5-2在压轮弹簧

5-3的作用下互相压紧。

6、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于拧丝系统的主要结构包括外

圆柱面7-1、中心盲孔7-2、有向端齿7-3、端面斜底矩形槽7-4、拨叉7-5、径

向孔7-6和轴向槽7-7，拧丝系统与控制丝杠3同心，中心盲孔7-2可与控制丝

杠上的球顶凸头3-5形成动配合，有向端齿7-3可以控制丝杠上的端面有向端

齿3-6相配合，并保证配合的唯一性。

7、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于切丝系统主要包括外圆柱6-

1、内孔6-2、侧壁小斜孔6-3、定位环6-4、钢球6-5、楔底切刀6-6和弹簧6-7，

其中6-2与7-1形成动配合，6-1与1-2紧配合，6-5装配在7-6中并可与3-5形

成曲面楔形配合，6-6和6-7装配在7-7中，进丝小斜孔6-3与一对送丝轮接触

点的切线对齐。

8、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于丝爪系统包括一对圆弧型丝

道8-1和S型拉杆8-2、拉杆尾部开有槽8-3、一对回转轴8-4、一对纽簧8-6和

一个带转轮的连接销8-5等主要结构，其中丝爪与回转轴动配合，回转轴8-4

固定在外壳上，纽簧8-6装配在杠杆和外壳1之间，连接销8-5同时穿过两个

槽口8-3，在控制丝杠上的推盘3-3的作用下推开丝爪8，推盘3-3退出时在纽

簧的作用下合拢丝爪，合拢时两丝爪的丝道8-1连通，丝道平面通过控制丝杠

轴线，丝杠拉杆的运动平面偏离并平行控制丝杠的轴线。

9、根据权利要求1所述的钢丝捆扎器，其特征在于复位系统是由拉杆限位系统、

有向端齿机构所组成，在复位状态下，拉杆处于推进的极限位置，有向端齿机

构闭合连接，丝道8-1张开，并与斜孔6-3，矩形斜底槽7-4对齐。

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