一種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，該多功能旋轉(zhuǎn)工具組件包括多功能工具頭和相應(yīng)的鎖頭。多功能工具頭有兩個齒輪組，兩組齒輪減速比相同，分別連接鎖匙和鎖扣。兩齒輪組之間通過離合器相連，實(shí)現(xiàn)鎖匙和鎖扣的同步轉(zhuǎn)動以及鎖匙的單獨(dú)轉(zhuǎn)動。配套鎖頭的主要組件為鎖舌和鎖舌轉(zhuǎn)軸，鎖舌內(nèi)置簧片，利用鎖匙單獨(dú)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動鎖舌轉(zhuǎn)軸即可實(shí)現(xiàn)鎖頭的鎖合和分離。而鎖匙和鎖扣同步轉(zhuǎn)動則可通過鎖頭帶動相應(yīng)工具旋轉(zhuǎn)。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是，鎖頭結(jié)構(gòu)緊湊，可以安裝在多種工具上，配合工具頭進(jìn)行工作。而多功能工具頭，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單，也可集成視覺裝置進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。
【專利說明】[0001] -種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種機(jī)械設(shè)備，具體是一種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件。

【背景技術(shù)】
[0003] 目前隨著科技的發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)中已采用自動機(jī)械裝置，來代替人工 實(shí)現(xiàn)各種功能。這些自動機(jī)械裝置比人工操作精度更高，效率更高，操作更可靠，因而得到 越來越廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的自動機(jī)械裝置普遍只能實(shí)現(xiàn)重復(fù)單一的功能，并且通常尺 寸較大，因而對于精細(xì)以及較為復(fù)雜的操作適應(yīng)性不高，從而使此類操作需要消耗大量的 人力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，通過該組件可以實(shí) 現(xiàn)與不同旋轉(zhuǎn)工具的結(jié)合，提高自動機(jī)械裝置的利用率。
[0005] 本發(fā)明所述的一種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，主要包括多功能工具頭和配套的鎖頭兩 部分，該鎖頭可安裝在不同的旋轉(zhuǎn)工具上，其中： 多功能工具頭前部沿軸線安裝有鎖匙，鎖匙外緣同軸均勻分布若干鎖扣，鎖匙固定在 鎖匙轉(zhuǎn)軸上，鎖扣固定在鎖扣轉(zhuǎn)軸上，且鎖扣轉(zhuǎn)軸是空心軸，鎖匙轉(zhuǎn)軸穿過鎖扣轉(zhuǎn)軸與之同 軸設(shè)置，鎖扣轉(zhuǎn)軸及鎖匙轉(zhuǎn)軸通過傳動裝置與多功能工具頭后部的原動機(jī)相連，該傳動裝 置中設(shè)有微型離合器，從而實(shí)現(xiàn)鎖匙與鎖扣的同步轉(zhuǎn)動以及鎖匙的單獨(dú)轉(zhuǎn)動； 鎖頭包括用于固定在不同旋轉(zhuǎn)工具上的鎖頭底盤，鎖頭底盤上固定有圓柱狀的鎖頭外 殼，鎖頭外殼內(nèi)部為與鎖扣數(shù)量對應(yīng)的正多邊形安裝孔，每側(cè)多邊形壁面上設(shè)有與鎖扣配 合的通槽；鎖頭外殼內(nèi)通過軸承內(nèi)安裝鎖舌轉(zhuǎn)軸，該鎖舌轉(zhuǎn)軸中心是與鎖匙形狀匹配的中 心孔，鎖舌轉(zhuǎn)軸側(cè)面均勻分布與鎖扣數(shù)量對應(yīng)的鎖舌孔，鎖舌置于鎖舌孔內(nèi)并由鎖舌定位 銷連接，鎖舌內(nèi)置簧片，正多邊形安裝孔的角邊即為鎖扣分離時鎖舌限位點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明中，鎖匙與鎖扣的同步轉(zhuǎn)動以及鎖匙的單獨(dú)轉(zhuǎn)動，都是由同一原動機(jī)驅(qū)動， 解決了兩個原動機(jī)分別驅(qū)動時所造成的同步誤差。配套鎖頭可以固接在各種所需工具之 上，從而可以利用多功能工具頭滿足多種工況需求。鎖匙單獨(dú)轉(zhuǎn)動時，帶動鎖舌轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動即 可實(shí)現(xiàn)鎖頭鎖合。然后鎖合離合器，鎖匙與鎖扣同步反向轉(zhuǎn)動時即可通過鎖頭帶動相應(yīng)工 具轉(zhuǎn)動。結(jié)束工作時，再次松開離合，轉(zhuǎn)動鎖匙，即可與鎖頭分離。這種鎖頭結(jié)構(gòu)非常緊湊， 鎖合過程簡單，轉(zhuǎn)動過程中也不會松開。
[0007] 多功能工具頭中的傳動裝置為：安裝在鎖匙轉(zhuǎn)軸上的鎖匙齒輪，與鎖匙齒輪嚙合 的鎖匙傳動輪；安裝在鎖扣轉(zhuǎn)軸上的鎖扣齒輪，與鎖扣齒輪嚙合的鎖扣傳動輪；原動機(jī)輸 出軸與鎖匙傳動輪的轉(zhuǎn)軸連接，鎖匙傳動輪轉(zhuǎn)軸另一端與微型離合器相連，微型離合器再 連接鎖扣傳動輪的轉(zhuǎn)軸。當(dāng)離合器處于分離狀態(tài)時，鎖匙單獨(dú)轉(zhuǎn)動；離合器處于鎖合狀態(tài) 時，兩者同步轉(zhuǎn)動。
[0008] 作為改進(jìn)，所述原動機(jī)為微型電機(jī)及其減速箱組件，其安裝在多功能工具頭后部 的電機(jī)盒中。
[0009] 進(jìn)一步改進(jìn)為，所述每個鎖扣下都相連彈簧，彈簧置于相應(yīng)的彈簧緩沖槽內(nèi)。
[0010] 鎖扣轉(zhuǎn)軸和鎖匙轉(zhuǎn)軸通過徑向推力軸承支承在鎖扣轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔中，使得兩軸保持同 軸，且軸向位置相對固定，但是可以分別轉(zhuǎn)動。
[0011] 為了能夠與其他設(shè)備配套使用，多功能工具頭外部裝有框架，框架上設(shè)有與機(jī)械 臂的連接接口，并根據(jù)需求安裝攝像照明設(shè)備。
[0012] 作為優(yōu)選方案，所述鎖扣的數(shù)量最好為六個，與之配套的鎖頭外殼內(nèi)部為正六邊 形安裝孔。
[0013] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明可以通過在多個旋轉(zhuǎn)工具上安裝同樣的鎖頭，根據(jù)生產(chǎn)過程的需要，利用多功 能工具頭經(jīng)鎖頭抓取相應(yīng)工具完成操作，大大提高了設(shè)備的利用率，簡化了使用不同工具 的手續(xù)。并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)及工作原理簡單，維護(hù)修理方便，通用性強(qiáng)，尺寸較小，也能適用于 精密加工作業(yè)。
[0014] 此外，本發(fā)明中的鎖匙既可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動，還可以通過離合器和齒輪組的配合使鎖 匙和鎖扣同步轉(zhuǎn)動，并且這種轉(zhuǎn)動是由同一電機(jī)驅(qū)動，解決了兩個電機(jī)分別驅(qū)動時所造成 的同步誤差。另外由于鎖匙和鎖扣的同步轉(zhuǎn)動，也使鎖頭的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步簡化。多功能 工具頭與鎖頭配合時，鎖匙帶動鎖舌轉(zhuǎn)軸的單向轉(zhuǎn)動即可實(shí)現(xiàn)鎖頭的鎖合和分離。并且利 用鎖舌和鎖扣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得鎖匙和鎖扣同步反向轉(zhuǎn)動時，鎖舌不易脫出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1多功能旋轉(zhuǎn)工具組件組合圖， 圖2多功能工具頭軸測圖， 圖3多功能工具頭剖視圖， 圖4鎖頭軸測圖， 圖5鎖頭零件分解視圖， 圖6鎖頭剖視圖， 圖7(a)鎖頭分離狀態(tài)截面圖，附圖7(b)鎖頭鎖合狀態(tài)截面圖， 圖8實(shí)例旋轉(zhuǎn)工具-油嘴保護(hù)蓋裝卸頭軸測圖， 圖9(a)鎖頭拆卸輸油管口保護(hù)蓋，附圖9(b)鎖頭抓起輸油管口保護(hù)蓋，附圖9(c)鎖 頭配合卸蓋環(huán)卸下保護(hù)蓋。
[0016] 圖中標(biāo)號名稱：1、多功能工具頭；2、鎖頭；3、旋轉(zhuǎn)工具；4、齒輪箱；5、電機(jī)盒；6、 外部框架；7、電器盒；8、攝像照明裝置；9、彈簧緩沖槽；10、鎖匙；11、鎖扣；12、鎖扣齒輪； 13、鎖扣傳動輪；14、微型離合器；15、鎖匙傳動輪；16、鎖匙齒輪；17、電機(jī)連接盤；18、軸承； 19、鎖舌定位銷；20、鎖舌；21、鎖舌轉(zhuǎn)軸；22、鎖頭外殼；23、鎖頭底盤；24、鎖舌簧片；25、工 具基座；26、工具下殼體；27、彈簧槽；28、定位塊；29、工具上殼體；30、緊固片；31、輸油管 口組件；32、保護(hù)蓋；33、卸蓋環(huán)。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所屬的實(shí)施例 范圍之中。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明主要包括多功能工具頭1和鎖頭2兩部分，鎖頭2用于固定在 不同的旋轉(zhuǎn)工具3上。
[0019] 如圖2和圖3所示，多功能工具頭外部裝有框架6,框架6上設(shè)有與機(jī)械臂的連接 接口，并根據(jù)需求安裝攝像照明設(shè)備8,攝像照明設(shè)備8的電器部分安裝在框架6側(cè)面的電 器盒7中。多功能工具頭后部為電機(jī)盒5,中部為齒輪箱4,前部沿軸線安裝有鎖匙10,鎖匙 10外緣同軸均勻分布若干鎖扣11，每個鎖扣11下都相連彈簧，彈簧置于相應(yīng)的彈簧緩沖槽 9內(nèi)。鎖匙10固定在鎖匙轉(zhuǎn)軸上，鎖扣11固定在鎖扣轉(zhuǎn)軸上，且鎖扣轉(zhuǎn)軸是空心軸，鎖匙轉(zhuǎn) 軸穿過鎖扣轉(zhuǎn)軸與之同軸設(shè)置，鎖扣轉(zhuǎn)軸及鎖匙轉(zhuǎn)軸通過傳動裝置與多功能工具頭后部的 原動機(jī)相連，該傳動裝置中設(shè)有微型離合器14,從而實(shí)現(xiàn)鎖匙與鎖扣的同步轉(zhuǎn)動以及鎖匙 的單獨(dú)轉(zhuǎn)動。
[0020] 多功能工具頭的具體安裝過程是，根據(jù)所需的轉(zhuǎn)矩和功率，選擇一套合適微型電 機(jī)減速箱組件，安裝在電機(jī)連接盤17處，齒輪箱輸出軸與鎖匙傳動輪15連接。鎖匙傳動輪 15轉(zhuǎn)軸另一端與選配的微型離合器14相連，而鎖匙傳動輪15與鎖匙齒輪16哨合，鎖匙齒 輪16與其轉(zhuǎn)軸固連，直接驅(qū)動鎖匙10轉(zhuǎn)動。微型離合器14的另一端連接鎖扣傳動輪13， 鎖扣傳動輪13與鎖扣齒輪12嚙合，鎖扣齒輪12與其轉(zhuǎn)軸固連，直接驅(qū)動鎖扣11轉(zhuǎn)動，并 且每個鎖扣11下都相連彈簧，彈簧置于相應(yīng)的彈簧緩沖槽9內(nèi)。鎖扣轉(zhuǎn)軸和鎖匙轉(zhuǎn)軸之間 以軸承相連，使得兩軸保持同軸，且軸向相對位置固定，但是可以分別轉(zhuǎn)動。多功能工具頭 外還可以按需求安裝攝像照明設(shè)備8，并連接外部框架6后用于安裝與機(jī)械臂的連接接口。
[0021] 如圖4至圖7,鎖頭的具體安裝過程為，鎖頭底盤23連接鎖頭和各相應(yīng)的工具，各 工具安裝鎖頭后置于工具架上，即可由多功能工具頭1根據(jù)操作要求抓取相應(yīng)工具。鎖頭 外殼22連接在鎖頭底盤23上，鎖頭外殼22內(nèi)部為與鎖扣數(shù)量對應(yīng)的正六邊形安裝孔，每 側(cè)多邊形壁面上設(shè)有與鎖扣11配合的通槽，鎖頭外殼22內(nèi)通過軸承18安裝鎖舌轉(zhuǎn)軸21. 該鎖舌轉(zhuǎn)軸中心是與鎖匙10形狀匹配的中心孔，鎖舌轉(zhuǎn)軸側(cè)面均勻分布六個鎖舌孔，鎖舌 20置于鎖舌孔內(nèi)并由鎖舌定位銷19連接，鎖舌20內(nèi)置簧片24,正六邊形安裝孔的角邊即 為鎖扣分離時鎖舌限位點(diǎn)。
[0022] 以下本發(fā)明以一種旋轉(zhuǎn)工具3-油嘴保護(hù)蓋裝卸頭為例，描述本發(fā)明的具體應(yīng)用 過程。
[0023] 如圖8、圖9所示，油嘴保護(hù)蓋裝卸頭結(jié)構(gòu)為：基座25上安裝多功能工具鎖頭2,工 具下殼體26與基座25固連，并且安裝有三片可旋轉(zhuǎn)的緊固片30。工具上殼體29內(nèi)部為六 邊形孔，并與下殼體26固連，兩殼體之間有彈簧槽27。三片緊固片30安裝后與彈簧槽27 對應(yīng)處也有彈簧孔，環(huán)形彈簧置于彈簧槽內(nèi)并且同時穿過三片緊固片的彈簧孔。另外在工 具上殼體20上與三片緊固片30對應(yīng)的位置，固定了三個定位塊28。便于工具的方向定位， 并且便于工具放置在工具架上。
[0024] 本發(fā)明的工作原理：鎖頭需要安裝在所需工具之上，以下說明以本發(fā)明中的實(shí)例 工具為例進(jìn)行說明，多功能工具頭內(nèi)微型離合器置于分離狀態(tài)。首先通過攝像設(shè)備和位置 傳感器的配合定位工具頭上鎖匙和鎖頭上六角形孔的相應(yīng)位置后，將鎖匙插入鎖頭中。按 附圖7 (a)所示的逆時針旋轉(zhuǎn)鎖匙30°，將鎖頭鎖合。鎖合狀態(tài)的判斷一是可以通過旋轉(zhuǎn) 角度判斷，二是每個鎖扣上留有小孔，可以通過攝像設(shè)備觀察鎖扣觀察孔判斷是否鎖定。鎖 合完成后，即可將實(shí)例工具從工具架上抓起，并根據(jù)實(shí)例工具殼體上的定位塊將實(shí)例工具 套在油嘴保護(hù)蓋上。將微型離合器置于連接狀態(tài)，并按附圖7(b)順時針方向旋轉(zhuǎn)。此時旋 轉(zhuǎn)由于離合器已連接，所以鎖匙和鎖扣會同步旋轉(zhuǎn)。并且旋轉(zhuǎn)方向最好與鎖合時旋轉(zhuǎn)方向 相反，這樣可以避免旋轉(zhuǎn)過程中鎖舌脫離。因此在選擇鎖舌時，要根據(jù)具體工具旋轉(zhuǎn)方向選 擇鎖舌轉(zhuǎn)軸方向。如要改變鎖舌旋轉(zhuǎn)方向，將定位軸放置在同一鎖舌孔中另一側(cè)即可。故 而可以在同一鎖舌孔中布置兩個對稱的定位孔，即可按需求更改旋轉(zhuǎn)方向。將保護(hù)蓋32擰 松之后與輸油管口組件31分離，即可將其抓起。由于實(shí)例工具上布置的彈簧，將工具套在 保護(hù)蓋上之后，三片緊固片就會將保護(hù)蓋抓緊，因而擰松之后即可將保護(hù)蓋取走。卸蓋環(huán)要 安裝在相應(yīng)容器孔口，將抓有保護(hù)蓋的實(shí)例工具輕輕按在卸蓋環(huán)33上，卸蓋環(huán)就會撐開三 片緊固片，保護(hù)蓋自然就會落下。
[0025] 本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于 本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這 些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：它主要包括多功能工具頭和配套的鎖頭兩 部分，該鎖頭可安裝在不同的旋轉(zhuǎn)工具上，其中： 多功能工具頭前部沿軸線安裝有鎖匙（10)，鎖匙（10)外緣同軸均勻分布若干鎖扣 (11)，鎖匙（10)固定在鎖匙轉(zhuǎn)軸上，鎖扣（11)固定在鎖扣轉(zhuǎn)軸上，且鎖扣轉(zhuǎn)軸是空心軸，鎖 匙轉(zhuǎn)軸穿過鎖扣轉(zhuǎn)軸與之同軸設(shè)置，鎖扣轉(zhuǎn)軸及鎖匙轉(zhuǎn)軸通過傳動裝置與多功能工具頭后 部的原動機(jī)相連，該傳動裝置中設(shè)有微型離合器（14)，從而實(shí)現(xiàn)鎖匙與鎖扣的同步轉(zhuǎn)動以 及鎖匙的單獨(dú)轉(zhuǎn)動； 鎖頭包括用于固定在不同旋轉(zhuǎn)工具上的鎖頭底盤（23)，鎖頭底盤（23)上固定有圓柱 狀的鎖頭外殼（22)，鎖頭外殼（22)內(nèi)部為與鎖扣數(shù)量對應(yīng)的正多邊形安裝孔，每側(cè)多邊形 壁面上設(shè)有與鎖扣（11)配合的通槽；鎖頭外殼（22)內(nèi)通過軸承內(nèi)安裝鎖舌轉(zhuǎn)軸（21)，該鎖 舌轉(zhuǎn)軸中心是與鎖匙（10)形狀匹配的中心孔，鎖舌轉(zhuǎn)軸側(cè)面均勻分布與鎖扣（11)數(shù)量對 應(yīng)的鎖舌孔，鎖舌（20)置于鎖舌孔內(nèi)并由鎖舌定位銷（19)連接，鎖舌（20)內(nèi)置簧片（24)， 正多邊形安裝孔的角邊即為鎖扣分離時鎖舌限位點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：多功能工具頭中的傳動 裝置為：安裝在鎖匙轉(zhuǎn)軸上的鎖匙齒輪（16)，與鎖匙齒輪（16)嚙合的鎖匙傳動輪（15);安 裝在鎖扣轉(zhuǎn)軸上的鎖扣齒輪（12)，與鎖扣齒輪（12)嚙合的鎖扣傳動輪（13);原動機(jī)輸出軸 與鎖匙傳動輪（15)的轉(zhuǎn)軸連接，鎖匙傳動輪（15)轉(zhuǎn)軸另一端與微型離合器（14)相連，微型 離合器（14)再連接鎖扣傳動輪（13)的轉(zhuǎn)軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：所述原動機(jī)為微型電機(jī) 及其減速箱組件，其安裝在多功能工具頭后部的電機(jī)盒（5)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：所述每個鎖扣 (11)下都相連彈簧，彈簧置于相應(yīng)的彈簧緩沖槽（9)內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：鎖扣轉(zhuǎn)軸和鎖匙 轉(zhuǎn)軸通過徑向推力軸承支承在鎖扣轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔中，使得兩軸保持同軸，且軸向位置相對固定， 但是可以分別轉(zhuǎn)動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：多功能工具頭外 部裝有框架（6)，框架（6)上設(shè)有與機(jī)械臂的連接接口，并根據(jù)需求安裝攝像照明設(shè)備（8)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多功能旋轉(zhuǎn)工具組件，其特征在于：所述鎖扣（11)的 數(shù)量為六個，與之配套的鎖頭外殼（22)內(nèi)部為正六邊形安裝孔。
【文檔編號】E05B65/00GK104110176SQ201410237116
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】聶宏, 顏文彧, 陳金寶 申請人:南京航空航天大學(xué)