一种可更换扳口的原位转动开口扳手的制作方法

1.本发明涉及机械装配技术领域，特别是一种可更换扳口的原位转动开口扳手。

背景技术：

2.现有扳手的技术发展已经相当成熟，其种类、规格等十分齐全，基本可以满足日常生活的使用需求，但是一些特殊的应用场景，则对扳手提出了更多要求。对于复杂的或者尺寸较小的机械设备，有限的空间往往会限制拆装螺栓时扳手的转动，要求扳手的扳口可以原位转动，从而避免工作时重复取下、套上扳手的动作，提高工作效率；对于狭窄空间的管路或线束上的固定螺栓，封闭的扳口无法套在螺栓上，要求扳手必须开口且可以原位转动。
3.目前已经有一些扳口可原位转动的扳手设计，但仍存在或多或少的不足，比如无法更换扳口、无法拆装管路和线束螺栓等。
4211940761u《一种机械工程用便携扳手》公开了一种机械工程用便携扳手，该扳手包括握柄、齿轮组件以及驱动杆三个主要结构，可以实现扳口在螺栓位置原位转动，但是其齿轮组件的设计使得扳手无法应用于管路螺栓，且扳口无法更换，应用场景受限。
5207746957u《带支架的转向加长扳手》公开了一种带支架的转向加长扳手，该扳手结构包括抓手外壳、扳手内长轴、扳手内短轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、螺栓套筒和外壳固定支架。该扳手使用锥齿轮作为传动装置，可以旋转扳手尾部的把手实现螺栓的原位拆卸，可以更换螺栓套筒配合不同规格的螺栓。但是由于其套筒形式的扳口，其扳手无法应用于管路和线缆的紧固螺栓，存在一定的使用限制。

技术实现要素：

6.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可更换扳口的原位转动开口扳手。
7.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种可更换扳口的原位转动开口扳手，所述扳手包括依次连接的握把、齿轮传动组件和头部组件；
8.所述握把包括：握把外壳、对外接口、握手、轴承座和传动轴承，以使人手握持、内部结构固定、输入和传递力矩；
9.所述齿轮传动组件包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、圆柱齿轮、扳口齿轮和组件外壳，以改变输入力矩的方向并带动扳口齿轮原位转动；
10.所述头部组件包括头部外壳、自锁球、弹片和盖片，以实现所述扳口齿轮的固定和自锁。
11.可选地，所述头部外壳包括：自锁球安装槽、自锁球窗口和盖片安装槽，其中，
12.所述头部外壳为环形结构，环形结构上开设有槽，用于实现所述扳口齿轮的自锁；
13.所述自锁球装配于所述自锁球安装槽中，所述自锁球在所述自锁球安装槽内自由滚动，且当所述自锁球位于所述自锁球安装槽的第一侧时，所述自锁球侧边不会突出所述自锁球窗口，在所述自锁球位于所述自锁球安装槽的第二侧时，所述自锁球侧边突出所述
自锁球窗口；其中，所述第一侧与所述第二侧正对；
14.所述弹片安装于所述头部外壳之上，以为所述扳口齿轮提供指向所述第二侧的推力；
15.所述盖片安装于盖片所述安装槽中，形成封闭空间，以避免所述自锁球掉出。
16.可选地，所述握把的一端与所述第一锥齿轮的一端固定连接，所述第一锥齿轮的另一端与所述第二锥齿轮啮合；
17.所述第二锥齿轮远离所述第一锥齿轮的一端的两侧通过两个所述圆柱齿轮与所述扳口齿轮啮合；
18.所述扳口齿轮远离所述圆柱齿轮的一端为开口，以在所述圆柱齿轮的带动下原位转动；
19.所述头部组件设置于所述扳口齿轮的外侧，以实现所述扳口齿轮的自锁。
20.可选地，所述传动轴承设置于所述握把外壳内侧，所述握把外壳的一端与所述对外接口的一端连接，所述对外接口与所述传动轴承的一端连接；
21.所述对外接口的另一端与所述握手连接，以绕所述握把外壳的轴线转动；
22.所述握把外壳内远离所述对外接口的一端的两侧设置有所述轴承座，以固定所述传动轴承；
23.所述传动轴承的另一端与所述齿轮传动组件连接，以将所述握手的力矩传递给所述齿轮传动组件。
24.可选地，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合的一端为锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述圆柱齿轮啮合的一端为平齿轮。
25.可选地，所述扳口齿轮内侧的开口为六角形开口，所述扳口齿轮的外侧为圆柱形齿轮，以与所述圆柱齿轮啮合。
26.可选地，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、圆柱齿轮和扳口齿轮设置于所述组件外壳内。
27.可选地，所述握手为橡胶握手、棘轮握手、电动握手中的任一种。
28.可选地，所述握手上设置有力矩测量装置。
29.本发明与现有技术相比的优点在于：
30.本发明实施例提供了一种可更换扳口的原位转动开口扳手，该扳手包括依次连接的握把、齿轮传动组件和头部组件，握把包括：握把外壳、对外接口、握手、轴承座和传动轴承，以使人手握持、内部结构固定、输入和传递力矩，齿轮传动组件包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、圆柱齿轮、扳口齿轮和组件外壳，以改变输入力矩的方向并带动扳口齿轮原位转动，头部组件包括头部外壳、自锁球、弹片和盖片，以实现扳口齿轮的固定和自锁。本发明实施例可以解决现有技术中狭窄空间管路、线束的螺栓拆装难、效率低的难题，带来了一种新的装配手段，从而减少了装配空间对结构设计的约束，有助于机械设备结构的紧凑化设计。
附图说明
31.图1为本发明实施例提供的一种可更换扳口的原位转动开口扳手的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的一种可更换扳口的原位转动开口扳手俯视图；
33.图3为本发明实施例提供的一种可更换扳口的原位转动开口扳手侧视图；
34.图4为本发明实施例提供的一种可更换扳口的原位转动开口扳手仰视图；
35.图5为本发明实施例提供的一种本发明实施例提供的一种握把的结构示意图；
36.图6为本发明实施例提供的一种齿轮传动组件的结构示意图；
37.图7为本发明实施例提供的一种头部组件的结构示意图；
38.图8为本发明实施例提供的另一种头部组件的结构示意图；
39.图9为本发明实施例提供的一种扳手核心组件的结构示意图；
40.附图标记：1、握把，2、齿轮传动组件，3、头部组件；
41.1a—握把外壳，1b—对外接口，1c—握手，1d—轴承座，1e—传动轴承；
42.2a—第一锥齿轮，2b—第二锥齿轮，2c—圆柱齿轮，2d—扳口齿轮，2e—组件外壳；
43.3a—头部外壳，3b—自锁球，3c—弹片，3d—盖片。
具体实施方式
44.实施例
45.参照图1，示出了本技术实施例提供的一种可更换扳口的原位转动开口扳手的结构示意图，如图1～图4所示，该可更换扳口的原位转动开口扳手可以包括：握把1、齿轮传动组件2和头部组件3。
46.接下来结合图2～图9对本发明实施例提供的可更换扳口的原位转动开口扳手进行详细描述。
47.如图5所示，握把1可以由握把外壳1a、对外接口1b、握手1c、轴承座1d、传动轴承1e组成。
48.如图6所示，齿轮传动组件2可以由第一锥齿轮2a、第二锥齿轮2b、圆柱齿轮2c、扳口齿轮2d、组件外壳2e组成。
49.如图7和图8所示，头部组件3可以由头部外壳3a、自锁球3b、弹片3c、盖片3d组成。
50.在本示例中，握把1的一端可以与第一锥齿轮2a的一端固定连接，第一锥齿轮2a的另一端与第二锥齿轮2b啮合。
51.第二锥齿轮2b远离第一锥齿轮2a的一端的两侧通过两个圆柱齿轮2c与扳口齿轮2d啮合。
52.扳口齿轮2d远离圆柱齿轮2c的一端为开口，以在圆柱齿轮2c的带动下原位转动。
53.头部组件3可以设置于扳口齿轮2d的外侧，以实现扳口齿轮2d的自锁，如图9所示。
54.本发明实施例提供的上述方案，可以解决现有技术中狭窄空间管路、线束的螺栓拆装难、效率低的难题，带来了一种新的装配手段，减少了装配空间对结构设计的约束，有助于机械设备结构的紧凑化设计。
55.在本实施例中，下述过程描述的x轴、y轴、z轴等有关方位的表述都参考摘要图。以第一锥齿轮2a的轴线为x轴，第一锥齿轮2a指向对外接口1b的方向为x轴正方向；以第二锥齿轮2b的轴线为z轴，第二锥齿轮2b的平齿指向锥齿的方向为z轴正方向；y轴与x轴、z轴组成右手系。
56.一、握把1的详细结构如下。
57.握把外壳1a用于人手握持和内部结构的固定。握把外壳1a的+x端设有初始刻线，用于指示拆装螺栓时对外接口1b的初始位置。
58.对外接口1b固定在握把外壳1a的右侧，可以绕握把外壳1a的轴线转动。其-x侧与传动轴承1e连接，+x侧的接口与握手1c连接，用于将握手1c的输入力矩传递至传动轴承1e。对外接口1b上刻有初始刻线，当其初始刻线与握把外壳1a上的初始刻线重合时，扳口齿轮2d的缺口与头部外壳3a的缺口重合，表示扳手处于初始状态，可以进行螺钉拆装、更换扳口齿轮2d等操作。
59.握手1c与对外接口连接，向整个系统输入力矩。握手1c可以有多种形式，例如普通的橡胶握手、棘轮扳手、电动扳手等。
60.轴承座1d固定在握把外壳内，左右各一个，用于固定传动轴承1e。
61.传动轴承1e固定在轴承座1d内，+x侧与对外接口1b连接，-x侧与齿轮传动组件2连接，将握手1c的力矩传递至齿轮传动组件2。
62.二、齿轮传动组件2的详细结构如下。
63.第一锥齿轮2a的+x侧与传动轴承1e固定连接，-x侧与第二锥齿轮2b啮合，输出绕x轴转动的运动。
64.第二锥齿轮2b的+z侧为锥齿轮，-z侧为平齿轮，其锥齿轮部分与与第一锥齿轮2a啮合，将绕x轴的转动转换为绕z轴的转动，其平齿轮部分与圆柱齿轮2c啮合，将绕z轴的转动传递给圆柱齿轮2c。
65.圆柱齿轮2c包括两个关于xz平面对称布置的圆柱齿轮，其与第二锥齿轮2b和扳口齿轮2d啮合，将绕z轴的转动传递给扳口齿轮2d。
66.扳口齿轮2d与普通扳手的头部相似，有固定尺寸的开口，+z侧内部为六角形开口，外侧为圆柱，-z侧内部为六角形开口，外侧为圆柱形齿轮。其-z外侧与圆柱齿轮2c啮合，在圆柱齿轮2c带动下可实现原位转动。
67.组件外壳2e将所有的齿轮组装在一起，为齿轮提供固定和保护。
68.三、头部组件3的详细结构如下。
69.头部外壳3a为环形结构，环形上开图xxx所示的槽，用于实现扳口齿轮2d的自锁。其中3a1为自锁球安装槽，3a2为自锁球窗口，3a3为盖片安装槽。
70.自锁球3b装配在自锁球安装槽3a1中，自锁球3b可在槽内自由滚动，且当自锁球3b位于槽的+z侧时，自锁球侧边不会突出自锁球窗口3a2，当自锁球3b位于槽的-z侧时，自锁球侧边突出自锁球窗口3a2。
71.弹片3c安装在头部外壳3a上，用于为扳口齿轮2d提供指向-z的推力。
72.盖片3d安装在盖片安装槽3a3中，形成封闭空间，避免自锁球3b掉出。
73.本发明实施例提供的可更换扳口的原位转动开口扳手更换扳口齿轮的实现过程如下：
74.更换前，转动握手1c，使握把外壳1a和对外接口1b上的初始刻线重合，此时扳口齿轮2d的缺口与头部外壳3a的缺口重合，可以保证更换后缺口齿轮的位置初始位置与更换前相同。
75.安装时，使+z方向竖直向上，此时自锁球3b在重力作用下位于自锁球安装槽3a1的底部，边缘突出自锁球窗口3a2。将所需规格的扳口齿轮2d由下向上插入头部外壳3a，直至弹片3c被压平，此时扳口齿轮2d的上部将自锁球2b向上顶，使其边缘缩回自锁球窗口3a2内部。松手后，扳口齿轮2d在弹片3c和重力的作用下向下运动，自锁球3b在重力作用下向下运
动，运动到一定位置后，自锁球3b与扳口齿轮2d接触，由于尺寸限制，使得扳口齿轮2d无法继续向下运动，扳口齿轮2d与自锁球3b自锁。且由于弹片3c的作用，即使将扳手的+z方向竖直向下，扳口齿轮2d与自锁球3b仍然保持自锁，使得扳口齿轮2d安装牢固，不会在正常操作过程中掉落。至此，扳口齿轮2d安装完成。
76.拆卸时，将+z方向竖直向下，向下按压扳口齿轮2d，此时弹片3c受压变平，自锁球3b在重力作用下向下运动，边缘缩回自锁球窗口3a2内部，不再与扳口齿轮2d接触，自锁状态解除。松手后，扳口齿轮2d被弹片顶起，但由于自锁球3b已经与扳口齿轮2d分离，不会再与扳口齿轮2d形成自锁，可以顺利取下扳口齿轮2d。
77.本发明实施例提供的可更换扳口的原位转动开口扳手拆装螺栓的实现过程如下：
78.工作前，转动握手1c，使握把外壳1a和对外接口1b上的初始刻线重合，此时扳口齿轮2d的缺口与头部外壳3a的缺口重合，可以进行螺栓的拆装动作。
79.工作时，将扳手头部对准管路螺栓后，旋转握手1c，带动传动轴承1e和第一锥齿轮2a绕x轴转动，两个锥齿轮的啮合可以改变转动方向，使得第二锥齿轮2b绕z轴转动，同时带动圆柱齿轮2c转动。
80.在进行拧紧或拆卸操作时扳口齿轮2d会受到压力作用，弹片3c被压平，自锁球3b与扳口齿轮2d的自锁状态消失，自锁球3b可以自由运动。所以此时头部外壳3a与自锁球3b组成了扳口齿轮2d的转动轴承，扳口齿轮2d可以绕头部外壳3a的轴线转动。
81.由于两个圆柱齿轮2c的间隙大于扳口齿轮2d的缺口，当缺口转动至一个圆柱齿轮时，另一个圆柱齿轮仍会与扳口齿轮2d保持啮合状态，因此扳口齿轮2d的缺口不会影响传动。
82.最终圆柱齿轮2c可以带动扳口齿轮2d转动，实现螺栓的拧紧或拆卸。
83.完成工作后，先把扳手退出螺栓，再转动握手1c，使握把外壳1a和对外接口1b上的初始刻线重合，此时扳口齿轮2d的缺口与头部外壳3a的缺口重合，可以将扳手取出。
84.在本发明的一种具体实现中，还可以在握手或者握把上增加力矩测量装置，以实现定力矩拧紧。
85.在本发明的另一种具体实现中，还可以调整齿轮传动组件2的传动比，选用特定的传动比以达到省力或者省转动角度的目的。
86.本技术所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本技术，但不以任何方式限制本技术。因此，本领域技术人员应当理解，仍然对本技术进行修改或者等同替换；而一切不脱离本技术的精神和技术实质的技术方案及其改进，均应涵盖在本技术专利的保护范围中。
87.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

技术特征：

1.一种可更换扳口的原位转动开口扳手，其特征在于，所述扳手包括依次连接的握把、齿轮传动组件和头部组件；所述握把包括：握把外壳、对外接口、握手、轴承座和传动轴承，以使人手握持、内部结构固定、输入和传递力矩；所述齿轮传动组件包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、圆柱齿轮、扳口齿轮和组件外壳，以改变输入力矩的方向并带动扳口齿轮原位转动；所述头部组件包括头部外壳、自锁球、弹片和盖片，以实现所述扳口齿轮的固定和自锁。2.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述头部外壳包括：自锁球安装槽、自锁球窗口和盖片安装槽，其中，所述头部外壳为环形结构，环形结构上开设有槽，用于实现所述扳口齿轮的自锁；所述自锁球装配于所述自锁球安装槽中，所述自锁球在所述自锁球安装槽内自由滚动，且当所述自锁球位于所述自锁球安装槽的第一侧时，所述自锁球侧边不会突出所述自锁球窗口，在所述自锁球位于所述自锁球安装槽的第二侧时，所述自锁球侧边突出所述自锁球窗口；其中，所述第一侧与所述第二侧正对；所述弹片安装于所述头部外壳之上，以为所述扳口齿轮提供指向所述第二侧的推力；所述盖片安装于盖片所述安装槽中，形成封闭空间，以避免所述自锁球掉出。3.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述握把的一端与所述第一锥齿轮的一端固定连接，所述第一锥齿轮的另一端与所述第二锥齿轮啮合；所述第二锥齿轮远离所述第一锥齿轮的一端的两侧通过两个所述圆柱齿轮与所述扳口齿轮啮合；所述扳口齿轮远离所述圆柱齿轮的一端为开口，以在所述圆柱齿轮的带动下原位转动；所述头部组件设置于所述扳口齿轮的外侧，以实现所述扳口齿轮的自锁。4.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述传动轴承设置于所述握把外壳内侧，所述握把外壳的一端与所述对外接口的一端连接，所述对外接口与所述传动轴承的一端连接；所述对外接口的另一端与所述握手连接，以绕所述握把外壳的轴线转动；所述握把外壳内远离所述对外接口的一端的两侧设置有所述轴承座，以固定所述传动轴承；所述传动轴承的另一端与所述齿轮传动组件连接，以将所述握手的力矩传递给所述齿轮传动组件。5.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合的一端为锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述圆柱齿轮啮合的一端为平齿轮。6.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述扳口齿轮内侧的开口为六角形开口，所述扳口齿轮的外侧为圆柱形齿轮，以与所述圆柱齿轮啮合。7.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、圆柱齿轮和扳口齿轮设置于所述组件外壳内。8.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述握手为橡胶握手、棘轮握手、电动握手
中的任一种。9.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述握手上设置有力矩测量装置。

技术总结

本发明公开了一种可更换扳口的原位转动开口扳手，包括：握把、齿轮传动组件和头部组件，握把包括握把外壳、对外接口、握手、轴承座、传动轴承，以使人手握持、内部结构固定、输入和传递力矩；齿轮传动组件包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、圆柱齿轮、扳口齿轮和组件外壳，以改变输入力矩的方向并带动扳口原位转动；头部组件包括头部外壳、自锁球、弹片、盖片，以实现扳口齿轮的固定和自锁。本发明只需转动所述握把的握手，即可实现螺栓的拆装操作，所述扳口齿轮的开口设计使其尤其适用于管路、线束的螺栓，可以解决现有技术中狭窄空间管路、线束的螺栓拆装难、效率低的难题，从而减少装配空间对结构设计的约束，有助于机械设备结构的紧凑化设计。计。计。

技术研发人员：

李腾 张博文 孙正路 张文平 郭世亮

受保护的技术使用者：

赛思倍斯（绍兴）智能科技有限公司

技术研发日：

2022.08.03

技术公布日：

2022/11/25