一种多规格扳手装置的改进设计

王运动 陈鑫 赵晨晨

【摘 要】本文设计了一种扳手，能快速地灵活地调整规格大小并且内外兼用。主要针对现有扳手设计单一的缺点而设计。本产品主要由金属外壳、内部金属管、蜗杆、手持扳手架，金属外壳等组成，具有操作简单、动作迅速、灵活方便等特点。可以极大的提高工人的作业速度，并且能够为企业，个人降低作业成本。

【关键词】便携式扳手；多规格；内部金属管；蜗杆

一、设计背景

在中国制造2025的时代背景下，中国制造业具有飞速进步，而制造离不开设计，好的设计能够为制造，工作带来一系列高的前提。是进步的源泉。六角扳手是一种用来拧转工件的工具，为了用于不同规格的工件，已知的拧转工件的方法是将不同既定规格的六角扳手以各种形式进行捆绑或叠加，当遇到规格大小未知的工件，需要查询规格后选用规格适用的扳手或者用试探法尝试扳手和工件的吻合性，切换工作任务时需要重复这样的工作，显然的，这种操作十分不便，影响作业效率，并且既定规格的六角扳手具有的尺寸固定、数量有限，也不能完全适用各种未知规格的工件，适用性差，应用范围小。传统的扳手极大的影响力作业效率，因此，本文打破传统扳手设计，设计了一种新型结构，巧妙的运用了人体设计，将爪形结构运用到了扳手这类手工工具的设计上来，将蜗轮蜗杆这一工作原理灵活的应用于调节规格。

二、装置组成

本设计包括金属外壳和内部金属管，金属外壳的一端侧面设有容置槽，容置槽内设有可自由转动的蜗杆，内部金属管从金属外壳的另一端插入，内部金属管位于金属外壳内部的一端侧面设有齿排，齿排与蜗杆啮合，内部金属管的另一端沿着周向均布有六个内角一致朝内的120°夹角挡板，120°夹角挡板通过支架连接到内部金属管的端部外周，支架穿过金属外壳下部外周上均布的限位孔，支架一端通过固定铰支座连接在120°夹角挡板的中心上部，另一端通过固定铰支座安装在内部金属管上。本装置可以快速地自由调节六角的任意规格，满足不定规格工件的内外拧转。

本设计特征在于，包括金属外壳（3）和内部金属管（4），所述金属外壳（3）的一端侧面设有容置槽（7），所述容置槽（7）内设有可自由转动的蜗杆（6），所述内部金属管（4）从金属外壳（3）的另一端插入，所述内部金属管（4）位于金属外壳（3）内部的一端侧面设有齿排（5），所述齿排（5）与蜗杆（6）啮合，所述内部金属管（4）的另一端沿着周向均布有六个内角一致朝内的120°夹角挡板（1），所述120°夹角挡板（1）通过支架（2）连接到内部金属管（4）的端部外周，所述支架（2）穿过金属外壳（3）下部外周上均布的限位孔（10），所述支架（2）一端通过固定铰支座（8）连接在120°夹角挡板（1）的中心上部，另一端通过固定铰支座（9）安装在内部金属管（4）上。

三、装置工作原理

金属外壳的一端侧面设有容置槽，容置槽内设有可自由转动的蜗杆，内部金属管从金属外壳的另一端插入，内部金属管位于金属外壳内部的一端侧面设有齿排，齿排与蜗杆啮合，内部金属管的另一端沿着周向均布有六个内角一致朝内的120°夹角挡板，120°夹角挡板通过支架连接到内部金属管的端部外周，支架穿过金属外壳下部外周上均布的限位孔，支架一端通过固定铰支座连接在120°夹角挡板的中心上部，另一端通过固定铰支座安装在内部金属管上。

进一步的，位于金属外壳内部的内部金属管尾端焊接有突出挡块，突出挡块与齿排在同一轴线上。

进一步的，120°夹角挡板由一块金属板居中折弯而成。

进一步的，金属外壳尾端焊接一个手持扳手架，手持扳手架为一个杆件，该杆件的中间部位插设在金属外壳的端部内部。

四、体工作方式

如图1至图3所示，本实用新型的一种适用于不定规格的内外兼用六角扳手装置，包括金属外壳3和内部金属管4，金属外壳3的一端侧面设有容置槽7，容置槽7内设有可自由转动的蜗杆6，内部金属管4从金属外壳3的另一端插入，内部金属管4位于金属外壳3内部的一端侧面设有齿排5，齿排5与蜗杆6啮合，位于金属外壳3内部的内部金属管4尾端焊接有突出挡块11，突出挡块11与齿排5在同一轴线上，内部金属管4的另一端沿着周向均布有六个内角一致朝内的120°夹角挡板1，每个120°夹角挡板1由一块金属板居中折弯而成，120°夹角挡板1通过支架2连接到内部金属管4的端部外周，支架2穿过金属外壳3下部外周上均布的限位孔10，支架2一端通过固定铰支座8连接在120°夹角挡板1的中心上部，另一端通过固定铰支座9安装在内部金属管4上。

如图2所示，金属外壳3尾端焊接一个手持扳手架5，手持扳手架5为一个杆件，该杆件的中间部位插设在金属外壳3的端部内部，手持扳手架5可以使任意形状或者结构，只需满足使用需要即可。

本设计的实施例为优选实施方式，而非對其限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应视为在本实用新型的保护范围。

五、受力分析及装置制作

装置工作时，通过折弯板与工件接触，力由手持架传递到金属管，再由金属管传递到折弯板。力的大小，有手持架与手的工作点决定，根据力矩公式即可计算出。

本装置可以使用型材，选用通用零件，通过焊接直接组合。对于折弯板，可以选用冷冲压件，可以大大缩短生产制作周期。

六、设计特点及优点

本设计的有益效果：克服了传统扳手规格单一、调节速度慢等缺点。便于携带，可用于空间狭窄垂直的地方。结构简单，使用方便，六角扳手装置下部的六个120°夹角挡板共同形成了与内外六角工件相配合的工作六角形状，通过调节蜗杆与齿排啮合的位置，可以自由控制任意六角张合的尺寸，来获得不同规格的工作六角，因此，本设计不仅具有传统六角扳手的功能，还能灵活调节任意规格大小，可用于不定规格工件的内外拧转。

七、总结与思考

机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用已有的相关科学技术，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机械产品的一种实践活动。

近年来，随着全球制造业的复苏，随着德国提出工业4、我国提出中国制造2025，科学技术也有飞跃式发展，使得机械创新设计有了新的发展前景。美国较早的从设计学的观点总结出机械创新设计的过程方法，将创新技术引入到机械设计过程，并进行了大量的工业实例的创新设计；日本专家提出的QFDC（质量功能配置），建立用户要求与设计要求之间的关系；邹惠君教授提出了机械产品方案创新设计的CAD方法和实现模型等。而更好的方法，更好的思路仍存在，需要我们大胆思考，大胆创新。

创新的作用体现在我们生活中的方方面面，大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力，小到我们的日常生活，一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的剧烈竞争。实质上是人才的竞争，而人才竞争的关键是人才创造力的竞争。然而，渗透人们生活点点滴滴的东西，总是与机械有千丝万缕的联系，因此，如何培养和提高大学生的创新能力，特别是对机械类学生来说，更应该把培养学生的创新思维和动手能力摆在重要位置。

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