一種電動活扳手的製作方法

2023-06-05 15:52:16 2

專利名稱：一種電動活扳手的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動活扳手，該扳手能通過電機驅動來實現扳口大小調節。
技術背景常見的活扳手包括扳手體和活動扳牙，扳手體前端部具有固定扳牙，該固定扳牙與 活動扳牙連接而形成可調控大小的扳口，活動扳牙底端設有驅動活動扳牙來回移動的蝸 杆，該蝸杆通過大拇指的前後旋動就能實現活動扳牙的來回移動。該種結構在實際應用 中存在如下不足首先，對機械裝置中有些特殊位置的螺帽，手指伸不進去，或者手可 以伸進去但操作位置擋住視線，這時手動極不方便，容易造成板口大小不到位，致使螺 帽可能產生永久性損壞；其次，手動力量有限，且需要操作空間，設計時容易引起蝸杆 和活動扳牙之間縫隙較大，這樣在應用過程中會造成螺帽角損壞，無法擰動，帶來損失 和很大麻煩；最後，手動操作比較費力，且效果不佳，工作效率也大受影響。為此，出現了很多電動活扳手，採用電機驅動來代替手動，驅使蝸杆轉動，參考中 國實用新型專利ZL200520074217.3，公開了一種《電動扳手》(公開號CN2855649Y)， 該專利包括具有虎口和調節螺母，其特徵在於所述扳手調節螺母下方的扳體內設置減速 電機，減速電機轉軸端連接的齒輪與調節螺母一端連接的齒輪嚙合，扳手手柄的腔體內 設置充電電池，充電電池連接充電電路，充電電池經交叉並聯的雙刀雙擲按鍵控制電路 連接電機。此種設計存在如下需改進之處第一，由於電機設置的方式是垂直於扳體長 度方向，所以扳體頭部體積過大，造成使用不變；第二，電機轉動快速，雖有減速齒輪 組存在，在快速推進過程中，力量小，不夠有力平穩；第三，快速推進過程中，沒有緩 衝裝置，容易造成蝸杆磨損，電機壽命受到影響；第四，速度較快，但作用力反而較小， 擰動螺帽時，容易引起鬆動，帶來不便。類似的還有CN1868684A，該專利中雖有限位 銷，但蝸杆推進還是較快，扳手頭部體積不可避免過大。參考美國專利US6477921，公幵了一種電動活扳手，它通過電機，採用皮帶或鏈 條來驅動蝸杆旋動，由於電機轉速過快，還是不可避免的存在上述問題，類似的還有美 國專利US6966242、 US4512221,由於皮帶或鏈條傳動機構安裝空間較大，容易損壞， 對電機體積較小，所以電機功率要求較高，務必會增加生產成本。作為進一步的改進，中國實用新型專利ZL200520014295.4，公開了一種《電動活 扳手》(公開號CN2834793Y)，該專利的扳手柄內設置有內裝電池的電池座，電池座的前部安裝有直流電機，電機軸前伸並通過一傘齒輪與帶有端部齒輪的轉輪軸相連；所述 的傘齒輪套接在電機軸上，進一步，傘齒輪的後部設置有使其頂住轉輪軸的支撐彈簧；所縮的支撐彈簧邊上還安置有一與電源電路相串聯的觸點斷路開關。該專利中的電機平 行於扳手體長度方向設置於扳手體內，且採用傘形齒輪來驅動，使得扳手體頭部體積比 較緊湊(類似的結構設計還可參考美國專利US7114824);支撐彈簧作為緩衝裝置，內 部機械結構磨損度降低。雖然有了很大改進，但是蝸杆推進還是太快，由於電機輸出功 率定額，所以作用力還是較小，擰動螺帽時，還是容易引起蝸杆鬆動；電機驅動過程中 噪音比較大，還可以做進一步的改進。實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多級減速、活動扳牙推進平穩有力、無 需緩衝裝置、生產成本的電動活扳手。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為該電動活扳手，包括扳手體、 活動扳牙、電機、電源、開關及齒輪傳動機構，扳手體前端部具有固定扳牙，該固定扳 牙與活動扳牙連接而形成可調控大小的扳口，活動扳牙底端設有蝸輪齒與驅動活動扳牙 來回移動的蝸杆嚙合連接，齒輪傳動機構輸出端與蝸杆嚙合，電機的電機軸與齒輪傳動 機構的輸入端驅動連接，電機、電源、開關組成驅動控制電路，其特徵在於所述的齒輪 傳動機構為至少三級的齒輪減速裝置。作為優選，所述的齒輪減速裝置其變速範圍為10:1 30:1，使電機減速後，能使活 動扳牙獲得比較理想和滿意的推力和移動速度。作為優選，所述的齒輪減速裝置為三級，電機平行於扳手體長度方向設置於扳手體 內，電機軸端部上有主動傘形齒輪，與主動傘形齒輪嚙合的從動傘形齒輪，轉動軸兩端 連接在從動傘形齒輪和小齒輪之間構成同軸齒輪，另有階梯狀同軸過渡齒輪，過渡齒輪 中的過渡前齒輪與小齒輪嚙合連接，而雙聯的過渡後齒輪與蝸杆上的蝸杆齒輪嚙合連 接。它通過階梯狀同軸過渡齒輪能將從動傘形齒輪與蝸杆齒輪連接起來，結構緊湊，體 積小，安裝容易。進一步，所述的轉動軸可轉動地設置於一固定於扳手體內的支架上，所述的過渡齒 輪通過一短軸可轉動地串固於扳手體內壁的短軸孔上，所述的蝸杆與蝸杆齒輪通過一長 軸構成一體，並可轉動串固於扳手體內壁長軸孔上，這樣容易生產組裝。當然也可以採用四級的齒輪減速裝置，但這樣務必會增加安裝體積，所以以三級為 優選。進一步，扳手體分成扳手主體和用於封裝齒輪傳動機構、電機、開關及電源的上蓋 板和下蓋板，扳手主體內具有用於容納電機和齒輪傳動機構的前通孔及用於容納開關和 電源的後通孔，而所述的短軸孔設置在上蓋板前端部。這樣生產容易，組裝方便快捷。非常有益的改進是，所述的開關是控制電機正反轉的雙向切換開關，其包括有按鈕， 按鈕的上下兩端設置有復位彈簧，按鈕底部並列地設置有兩個導電接觸塊，對應地，配 合有帶雙面金屬箔片的電路板，對著按鈕的一面，電路板金屬箔片上部、中間部位和下 部分別並列地成型有一對輸出接觸片、 一對輸入接觸片和一對過渡接觸片，而背著按鈕 的一面，電路板帶有一對輸入端子，金屬箔片成型有將輸入端子與一對輸入接觸片分別 連通的一對連接片，金屬箔片還成型有將一對過渡接觸片與輸出接觸片進行反向切換連 接的連接片，在按鈕上移狀態下，使輸出為正向輸出，而在按鈕下移狀態下，使輸出為 反向輸出。這樣的開關結構非常輕薄，適合在狹長的扳手體空間中布置安裝，容易組裝 生產，成本低廉。作為改進，所述的按鈕底部帶有凸緣，與導電接觸塊是嵌固連接在一起，按鈕的表 面帶有方便手按的凸條，便於手按操作使用。最後，所述的電源採用電池、充電電池或太陽能電池，對應地，在扳手體布置有充 電插座，或者太陽能電池板貼裝在扳手體表面。與現有技術相比，本實用新型的優點在於整體結構緊密，齒輪傳動機構安排緊湊， 體積較小，生產成本低廉，從而可以在窄小的通孔中採用減速比大的三級或三級以上變 速齒輪裝置，優化了活動扳牙推進速度，降低了電機轉數，提高了電功功效，行走速度 平穩，噪音小，蝸杆旋轉到頭時一端定位，無需設置緩衝結構；電路中釆用正反轉開關， 可改變電機轉向，並且只有在外力作用下，開關才通電，避免了一些誤操作引起設備損 壞，而結構輕薄，簡單實用，容易安裝，成本低。


圖1為實施例去掉上蓋板後的結構示意圖；圖2為實施例分體組裝圖；圖3為上蓋板與下蓋板分體組裝圖；圖4為上蓋板與下蓋板另一視角分體組裝圖；圖5為實施例局部放大圖；圖6為傳動機構立體圖；圖7為開關側面示意圖；圖8為開關立體分解圖；圖9為電路原理圖；圖IO為電路板正面的示意圖；圖ll為電路板背面的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例參考圖1和圖2，本實施例中的電動活扳手包括扳手體l、活動扳牙12、電機IOI、電源3、開關4及齒輪傳動機構100，扳手體l前端部具有固定扳牙ll，該固定扳 牙11與活動扳牙12連接而形成可調控大小的扳口，活動扳牙12底端的蝸輪齒與驅動活動 扳牙12來回移動的蝸杆102嚙合連接，齒輪傳動機構100輸出端與蝸杆102嚙合，電機IOI、 電源3、開關4組成驅動控制電路，本實施例中的電源3採用乾電池或太陽能電池，採用 太陽能電池時，太陽能電池板貼裝在扳手體l表面上。參考圖3和圖4所示，扳手體l分成扳手主體la和上蓋板13、下蓋板14，扳手主體la 內設有用於容納齒輪傳動機構100和電機101的前通孔17及用於容納開關4和電源3的後 通孔16，上蓋板13上設有用於開關按鈕41移動的通孔131，下蓋板14設有電池蓋安裝孔 141，而電池蓋15設於該安裝孔141內，上蓋板13和下蓋板14均可採用塑料製作，且它們 通過螺釘與扳手主體進行固定，使齒輪傳動機構IOO、電機IOI、開關4、電源3封裝於扳 手體1內。參考圖5所示，齒輪減速裝置為三級，三級齒輪減速裝置其變速範圍為10:1 30:1。 電機101平行於扳手體1長度方向設置於扳手體1內，電機軸103端部具有主動傘形齒輪 104，並進一步包括同軸齒輪5、階梯狀同軸過渡齒輪6及蝸杆齒輪7。同軸齒輪5包括與主動傘形齒輪104嚙合的從動傘形齒輪51，轉動軸53連接在從動傘 形齒輪51和小齒輪52之間構成了同軸齒輪5，轉動軸53可轉動地設置於一固定於扳手體1 內的支架54上，使同軸齒輪5定位固定在前通孔17中。階梯狀同軸過渡齒輪6包括與小齒輪52嚙合的過渡前齒輪61及與過渡前齒輪61雙聯 的過渡後齒輪62，過渡齒輪6通過一短軸63可轉動地串固於扳手體l內壁的短軸孔63a上 (參考圖4)，具體地，短軸孔63a位於上蓋板前端部。蝸杆齒輪7與蝸杆102同軸轉動並與過渡後齒輪62嚙合，蝸杆102與蝸杆齒輪7通過一 長軸8連接成一體，可轉動串固於扳手體內壁長軸孔8a上。參考圖6-圖ll所示，開關4控制電機正反轉的雙向切換開關，其安裝於上殼體13的 通孔131和主扳手主體的後通孔16內，開關4包括有按鈕41，按鈕41兩端延伸有凸部41 a， 凸部41a上套有復位彈簧42，復位彈簧42的另一端與通孔131內壁相抵，使按鈕41可在通 孔131內來回移動，底部設有向下隆起的凸緣41b，頂部設有便於施力和推壓的凸條41c。 按鈕底部並列地設置有兩個導電接觸塊43，它可以採用導電橡膠條或石墨條，與按鈕的 底部凸緣41b鑲嵌固定在一起，對應地，配合有帶雙面金屬箔片的電路板44，正對著按 鈕41的一面，電路板44金屬箔片上部、中間部位和下部分別成型有一對輸出接觸片44a、 一對輸入接觸片44b和一對過渡接觸片44c，為了便於製造，它們是平行地設置的，而背 著按鈕41的一面，電路板44鉚有一對輸入端子44d，金屬箔片成型有將輸入端子與一對輸入接觸片44b分別連通的一對連接片44e，金屬箔片還成型有將一對過渡接觸片44c與 輸出接觸片44a進行反向切換連接的連接片44f， 一對輸出接觸片44a通過接線去連接電 機的輸入端，而一對輸入端子44d通過接線去連接電池，從而構成控制迴路。其工作原理是這樣的當開關按鈕41在手按推動下向上移動到位時候，按鈕底面的 導電接觸塊43就向上滑移，將電路板上的輸入接觸片44b與輸出接觸片44a連通，構成回 路，此時，電機接的是正向電壓，電機101正向轉動，通過三級齒輪減速裝置和蝸輪蝸 杆機構，使活動扳牙12向裡運動，使扳手開口變小，相反，當開關按鈕41在手按推動下 向下移動到位時候，按鈕底面的導電接觸塊43就向下滑移，將電路板上的輸入接觸片44b 與過渡接觸片44c連通，而過渡接觸片44c通過電路板背面的連接片44e，將電壓進行反 向切換，然後再連接到輸出接觸片44a，構成迴路，此時，電機101接的是反向電壓，電 機反向轉動，通過三級齒輪減速裝置和蝸輪蝸杆機構，使活動扳牙12向外運動，使扳手 開口變大，而當開關按鈕41在中間位置時候，按鈕底部的導電接觸塊43也在中間位置， 使輸出接觸片44a與輸入接觸片44b無法導通，處於斷路狀態，沒有構成迴路，所以，電 機沒有接上電源，不工作，圖9為本實施例的較為優選的電路原理圖，按鈕41處於前移或後移時，電機101轉向 正好相反。當然還可以採用其他的電路布置圖，安裝本實施例的開關後能實現電機101 正反轉就可以採用。
權利要求1、一種電動活扳手，其包括扳手體(1)、活動扳牙(12)、電機(101)、電源(3)、開關(4)及齒輪傳動機構(100)，扳手體(1)前端部具有固定扳牙(11)，該固定扳牙(11)與活動扳牙(12)連接而形成可調控大小的扳口，活動扳牙(12)底端蝸輪齒與驅動活動扳牙(12)來回移動的蝸杆(102)進行嚙合連接，齒輪傳動機構(100)輸出端與蝸杆(102)嚙合，電機(101)的電機軸(103)與齒輪傳動機構(100)的輸入端傳動連接，電機(101)、電源(3)、開關(4)組成驅動控制電路，其特徵在於所述的齒輪傳動機構(100)為至少三級的齒輪減速裝置。
2、 根據權利要求l所述的電動活扳手，其特徵在於所述的齒輪減速裝置其變速範圍 為10:1 30:1。
3、 根據權利要求2所述的電動活扳手，其特徵在於所述的齒輪減速裝置為三級，電 機(101)平行於扳手體(1)長度方向設置於扳手體(1)內，電機軸(103)端部上有主動傘形齒 輪(104)，與主動傘形齒輪(104)嚙合的從動傘形齒輪(51)，轉動軸(53)兩端連接在從動傘 形齒輪(51)和小齒輪(52)之間構成同軸齒輪(5)，另有階梯狀同軸過渡齒輪(6)，過渡齒 輪(6)中的過渡前齒輪(61)與小齒輪(52)嚙合連接，而雙聯的過渡後齒輪(62)與蝸杆(102) 上的蝸杆齒輪(7)嚙合連接。
4、 根據權利要求3所述的電動活扳手，其特徵在於所述的轉動軸(53)可轉動地設置 於一固定於扳手體(1)內的支架(54)上，所述的過渡齒輪(6)通過一短軸(63)可轉動地串固 於扳手體(l)內壁短軸孔(63a)上，所述的蝸杆(102)與蝸杆齒輪(7)通過一長軸(8)構成一體， 並可轉動地串固於扳手體(l)內壁的長軸孔(8a)上。
5、 根據權利要求4所述的電動活扳手，其特徵在於所述的扳手體(l)分成扳手主體(la) 和用於封裝齒輪傳動機構(IOO)、電機(IOI)、開關(4)及電源(3)的上蓋板(13)和下蓋板 (14)，扳手主體(la)內具有用於容納電機(101)和齒輪傳動機構(100)的前通孔(17)及用於容 納開關(4)和電源(3)的後通孔(16)，而所述的短軸孔(63a)設置在上蓋板(13)前端部。
6、 根據權利要求1至5任意一項權利要求所述的電動活扳手，其特徵在於所述的開 關(4)為控制電機正反轉的雙向切換開關，其包括有按鈕(41)，按鈕的上下兩端設置有復 位彈簧(42)，按鈕底部並列地設置有兩個導電接觸塊(43)，對應地，配合有帶雙面金 屬箔片的電路板(44)，對著按鈕的一面，電路板金屬箔片上部、中間部位和下部分別 並列地成型有一對輸出接觸片(44a)、 一對輸入接觸片(44b)和一對過渡接觸片(44c)， 而背著按鈕的一面，電路板帶有一對輸入端子(44d)，金屬箔片成型有將輸入端子與一 對輸入接觸片分別連通的一對連接片(44e)，金屬箔片還成型有將一對過渡接觸片與輸 出接觸片進行反向切換連接的連接片(44f)，在按鈕上移狀態下，使輸出為正向輸出， 而在按鈕下移狀態下，使輸出為反向輸出。
7、 根據權利要求6所述的電動活扳手，其特徵在於所述的按鈕(41)底部帶有凸緣 (41b)，與導電接觸塊(43)是嵌固連接在一起，按鈕的表面帶有方便手按的凸條(41c)。
8、 根據權利要求6所述的電動活扳手，其特徵在於所述的電源採用電池、充電電池 或太陽能電池。
專利摘要一種電動活扳手，包括扳手體、活動扳牙、電機、電源、開關及齒輪傳動機構，扳手體前端部具有固定扳牙，該固定扳牙與活動扳牙連接形成可調控大小的扳口，活動扳牙底端設有蝸輪齒與驅動活動扳牙來回移動的蝸杆嚙合連接，齒輪傳動機構輸出端與蝸杆嚙合，電機軸與齒輪傳動機構的輸入端驅動連接，電機、電源、開關組成驅動控制電路，其特徵在於所述的齒輪傳動機構為至少三級的齒輪減速裝置。與現有技術相比，本發明的優點在於由於採用減速比大的三級或三級以上變速齒輪裝置，優化了活動扳牙推進速度，降低了電機轉數，提高了電功功效，行走速度平穩，噪音小，蝸杆旋轉到頭時一端定位，無需設置緩衝結構。
文檔編號B25B13/00GK201161366SQ20082008389
公開日2008年12月10日 申請日期2008年3月6日 優先權日2008年3月6日
發明者朱文江 申請人:寧波長城精工實業有限公司