松不脫緊固裝置及其電動扳手的製作方法

2023-05-16 15:31:11

技術領域

本發明涉及一種松不脫緊固裝置及其電動扳手。

背景技術：

松不脫緊固裝置通常安裝於無重力場合需要進行維護的設備上，如空間站等，主要作用是保證設備在拆裝過程中，用於連接設備與安裝結構的螺釘在脫離安裝結構後仍與設備保持連接。採用松不脫緊固裝置可避免拆卸過程中螺釘飄走成為危險因素，簡化設備拆裝步驟、降低操作難度。

現有的松不脫緊固裝置外殼一般為圓柱形，其缺點主要在於未考慮消除作航天員的操作反力，對航天員的要求較高。

電動扳手是一種由電機提供動力，通過傳動機構產生扭矩來快速拆裝螺栓或螺母的電動工具，具有攜帶方便、操作簡單、安全可靠等特點，可以減輕勞動強度，提高拆裝螺栓或螺母的工作效率，實現手工操作機械化。

現有的電動扳手都是針對傳統的螺釘或螺母設計，將其應用於松不脫緊固裝置存在以下不足：1）操作反力需要由航天員來消除；2）操作過程扳手與螺釘的對準、扳手隨螺釘沿軸向的跟隨運動需要由航天員完成。以上兩點提高了航天員的操作難度和強度。

針對上述問題，有必要設計一種松不脫緊固裝置及其電動扳手，以滿足航天員失重狀態下操作的人機工效學要求，降低航天員操作難度和操作風險。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種松不脫緊固裝置及其電動扳手，能夠滿足航天員在軌操作的工效學要求。

為解決上述問題，本發明提供一種松不脫緊固裝置及其電動扳手，包括松不脫緊固裝置，以及一種可多角度輸出、無操作反力的電動扳手；

其中，所述松不脫緊固裝置包括：松不脫外殼，通過沉頭螺釘安裝於設備上；松不脫螺釘，安裝於所述松不脫外殼內；彈簧，安裝於所述松不脫螺釘與所述松不脫外殼之間；

其中，所述電動扳手包括：外殼；驅動組件，安裝於所述外殼內，所述驅動組件包括電機、行星齒輪箱、扭矩離合器；換向組件，安裝於所述扭矩離合器上；輸出組件，安裝於所述換向組件上。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述松不脫外殼包括錐形面、六邊形面和法蘭，其中，

所述錐形面用以消除所述松不脫緊固裝置與所述電動扳手的位移偏差和角偏差；

所述六邊形面用以消除操作反力；

所述法蘭用於所述松不脫緊固裝置的安裝。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述錐形面的錐角為30°。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述換向組件包括輸入錐齒輪、換向齒輪支架、換向錐齒輪、鎖定螺母、換向殼體、輸出錐齒輪，其中，

所述輸入錐齒輪通過螺紋與反牙螺釘安裝於所述扭矩離合器的輸出軸上；

所述換向齒輪支架安裝與所述扭矩離合器上；

所述換向錐齒輪安裝於所述換向齒輪支架上，兩端分別由深溝球軸承支承；

所述換向殼體安裝於所述換向齒輪支架上，所述換向齒輪支架、所述換向錐齒輪和所述換向殼體三者繞同一軸相對轉動；

所述輸出齒輪安裝於所述換向殼體內，由深溝球軸承支承；

所述輸入錐齒輪、所述輸出錐齒輪分別與所述換向錐齒輪相嚙合；

所述鎖定螺母通過螺紋安裝於所述換向殼體上，通過所述鎖定螺母的擰緊實現所述換向殼體與所述換向齒輪支架之間的相對固定。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述輸入錐齒輪與所述輸出錐齒輪的軸線呈任意角度經所述換向錐齒輪傳遞扭矩。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述輸出組件包括輸出套筒、銅套、彈簧、扳手、反力套筒，其中，

所述輸出套筒安裝於所述換向殼體上；

所述銅套安裝於所述輸出套筒內；

所述扳手通過所述套筒和所述彈簧安裝於所述輸出套筒內；

所述扳手與所述輸出錐齒輪之間通過平行扁平口傳遞扭矩；

所述反力套筒安裝於所述輸出套筒末端。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述松不脫緊固裝置包括兩種規格。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述反力套筒根據所述松不脫緊固裝置的規格進行更換。

進一步的，在上述松不脫緊固裝置及其電動扳手中，所述反力套筒的內表面由兩段組成，任一截面均為六邊形；上半段任一截面六邊形的邊長均相等，下半段截面六邊形的邊長逐漸增大。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1）松不脫緊固裝置與電動扳手間採用錐形面和六邊形面相配合，消除兩者的位移偏差和角偏差，同時可避免螺釘旋擰過程的操作反力傳遞給航天員；

2）操作過程中扳手可自主適應並跟隨螺釘沿軸向的移動；

3）實現了輸出軸與輸入軸在0到90°範圍內任意位置的傳動，對電動扳手操作空間的要求較小。

附圖說明

圖1是本發明的松不脫緊固裝置及其電動扳手的示意圖；

圖2a和2b是本發明的松不脫緊固裝置的結構示意圖；

圖3是本發明的松不脫緊固裝置電動扳手的剖視圖；

圖4是本發明的松不脫緊固裝置電動扳手不同角度輸出的示意圖；

圖5是本發明的電動扳手與松不脫緊固裝置相配合的示意圖；

圖6是本發明的電動扳手操作過程示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

以下結合附圖，詳細說明本發明。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式，為清楚起見，可能放大了層及區域的尺寸及相對尺寸。

請參閱圖1，本發明提供的松不脫緊固裝置及其電動扳手包括多功能電動扳手1、M5松不脫緊固裝置2、M8松不脫緊固裝置3；

在本實例中，M5松不脫緊固裝置2包括松不脫殼體21、松不脫螺釘22和彈簧23；松不脫殼體21的六邊形面24與電動扳手的反力套筒的幾何特徵相配，可消除操作反力；松不脫殼體21的頂部為錐形面25，可消除位姿偏差，如圖2a和2b所示。

請參閱圖3，本發明的多功能電動扳手，包括外殼11、驅動組件、換向組件和輸出組件。

在本實例中，驅動組件安裝於外殼11內，包括電機12、行星齒輪箱13、扭矩離合器14；扭矩離合器14可設定最大輸出扭矩，超過設定值時離合器打滑以保護電機。

在本實例中，換向組件安裝於扭矩離合器14上，包括輸入錐齒輪15、換向齒輪支架16、鎖定螺母17、換向錐齒輪18、換向殼體19、輸出錐齒輪110；輸入錐齒輪15通過螺紋和反牙螺釘安裝於扭矩離合器14的輸出軸上；換向齒輪支架16與扭矩離合器14以法蘭形式通過螺釘相固連，換向齒輪支架16上沿圓周方向開有5個均布的錐形孔；換向錐齒輪18安裝於換向齒輪支架16上，兩端分別由深溝球軸承支承；換向殼體19通過孔軸間隙配合套於換向齒輪支架16上，與換向齒輪支架16上的錐形孔同一直徑位置上開有螺紋孔；換向齒輪支架16、換向錐齒輪18和換向殼體19三者可繞同一軸相對轉動；鎖定螺母17通過螺紋孔安裝於換向殼體19上，當鎖定螺母17鎖緊時，鎖定螺母17插入換向齒輪支架16上的錐形孔內，此時換向齒輪支架16和換向殼體19相對固定，當鎖定螺母17解鎖時，鎖定螺母17退出換向齒輪支架16上的錐形孔，此時換向齒輪支架16和換向殼體19可相對轉動；輸出錐齒輪110安裝於換向殼體19內，由深溝球軸承支承；輸入錐齒輪15、輸出錐齒輪110分別與換向錐齒輪18嚙合，輸入錐齒輪15、輸出錐齒輪110的軸線位於同一平面內且交於一點，兩者軸線在任意角度下都可傳遞扭矩，如圖4所示。

在本實例中，輸出組件安裝於換向組件上，包括銅套111、輸出套筒112、彈簧113、扳手114、反力套筒115；輸出套筒112通過法蘭形式安裝於換向殼體19上；銅套111通過過盈配合方式安裝於輸出套筒112內；扳手114通過銅套111和彈簧113安裝於輸出套筒112內；扳手114與輸出錐齒輪110通過平行扁平口傳遞扭矩；反力套筒115安裝於輸出套筒112末端，可根據松不脫緊固裝置2的規格進行更換；反力套筒115內部為與松不脫殼體21相配合的六邊形，開口處成喇叭狀。

圖5是本發明的電動扳手與松不脫緊固裝置相配合的示意圖。

圖6是本發明的電動扳手操作過程示意圖。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。