一種多規格扳手裝置的改進設計

王運動 陳鑫 趙晨晨

【摘 要】本文設計了一種扳手，能快速地靈活地調整規格大小并且內外兼用。主要針對現有扳手設計單一的缺點而設計。本產品主要由金屬外殼、內部金屬管、蝸桿、手持扳手架，金屬外殼等組成，具有操作簡單、動作迅速、靈活方便等特點。可以極大的提高工人的作業速度，并且能夠為企業，個人降低作業成本。

【關鍵詞】便攜式扳手；多規格；內部金屬管；蝸桿

一、設計背景

在中國制造2025的時代背景下，中國制造業具有飛速進步，而制造離不開設計，好的設計能夠為制造，工作帶來一系列高的前提。是進步的源泉。六角扳手是一種用來擰轉工件的工具，為了用于不同規格的工件，已知的擰轉工件的方法是將不同既定規格的六角扳手以各種形式進行捆綁或疊加，當遇到規格大小未知的工件，需要查詢規格后選用規格適用的扳手或者用試探法嘗試扳手和工件的吻合性，切換工作任務時需要重復這樣的工作，顯然的，這種操作十分不便，影響作業效率，并且既定規格的六角扳手具有的尺寸固定、數量有限，也不能完全適用各種未知規格的工件，適用性差，應用范圍小。傳統的扳手極大的影響力作業效率，因此，本文打破傳統扳手設計，設計了一種新型結構，巧妙的運用了人體設計，將爪形結構運用到了扳手這類手工工具的設計上來，將蝸輪蝸桿這一工作原理靈活的應用于調節規格。

二、裝置組成

本設計包括金屬外殼和內部金屬管，金屬外殼的一端側面設有容置槽，容置槽內設有可自由轉動的蝸桿，內部金屬管從金屬外殼的另一端插入，內部金屬管位于金屬外殼內部的一端側面設有齒排，齒排與蝸桿嚙合，內部金屬管的另一端沿著周向均布有六個內角一致朝內的120°夾角擋板，120°夾角擋板通過支架連接到內部金屬管的端部外周，支架穿過金屬外殼下部外周上均布的限位孔，支架一端通過固定鉸支座連接在120°夾角擋板的中心上部，另一端通過固定鉸支座安裝在內部金屬管上。本裝置可以快速地自由調節六角的任意規格，滿足不定規格工件的內外擰轉。

本設計特征在于，包括金屬外殼（3）和內部金屬管（4），所述金屬外殼（3）的一端側面設有容置槽（7），所述容置槽（7）內設有可自由轉動的蝸桿（6），所述內部金屬管（4）從金屬外殼（3）的另一端插入，所述內部金屬管（4）位于金屬外殼（3）內部的一端側面設有齒排（5），所述齒排（5）與蝸桿（6）嚙合，所述內部金屬管（4）的另一端沿著周向均布有六個內角一致朝內的120°夾角擋板（1），所述120°夾角擋板（1）通過支架（2）連接到內部金屬管（4）的端部外周，所述支架（2）穿過金屬外殼（3）下部外周上均布的限位孔（10），所述支架（2）一端通過固定鉸支座（8）連接在120°夾角擋板（1）的中心上部，另一端通過固定鉸支座（9）安裝在內部金屬管（4）上。

三、裝置工作原理

金屬外殼的一端側面設有容置槽，容置槽內設有可自由轉動的蝸桿，內部金屬管從金屬外殼的另一端插入，內部金屬管位于金屬外殼內部的一端側面設有齒排，齒排與蝸桿嚙合，內部金屬管的另一端沿著周向均布有六個內角一致朝內的120°夾角擋板，120°夾角擋板通過支架連接到內部金屬管的端部外周，支架穿過金屬外殼下部外周上均布的限位孔，支架一端通過固定鉸支座連接在120°夾角擋板的中心上部，另一端通過固定鉸支座安裝在內部金屬管上。

進一步的，位于金屬外殼內部的內部金屬管尾端焊接有突出擋塊，突出擋塊與齒排在同一軸線上。

進一步的，120°夾角擋板由一塊金屬板居中折彎而成。

進一步的，金屬外殼尾端焊接一個手持扳手架，手持扳手架為一個桿件，該桿件的中間部位插設在金屬外殼的端部內部。

四、體工作方式

如圖1至圖3所示，本實用新型的一種適用于不定規格的內外兼用六角扳手裝置，包括金屬外殼3和內部金屬管4，金屬外殼3的一端側面設有容置槽7，容置槽7內設有可自由轉動的蝸桿6，內部金屬管4從金屬外殼3的另一端插入，內部金屬管4位于金屬外殼3內部的一端側面設有齒排5，齒排5與蝸桿6嚙合，位于金屬外殼3內部的內部金屬管4尾端焊接有突出擋塊11，突出擋塊11與齒排5在同一軸線上，內部金屬管4的另一端沿著周向均布有六個內角一致朝內的120°夾角擋板1，每個120°夾角擋板1由一塊金屬板居中折彎而成，120°夾角擋板1通過支架2連接到內部金屬管4的端部外周，支架2穿過金屬外殼3下部外周上均布的限位孔10，支架2一端通過固定鉸支座8連接在120°夾角擋板1的中心上部，另一端通過固定鉸支座9安裝在內部金屬管4上。

如圖2所示，金屬外殼3尾端焊接一個手持扳手架5，手持扳手架5為一個桿件，該桿件的中間部位插設在金屬外殼3的端部內部，手持扳手架5可以使任意形狀或者結構，只需滿足使用需要即可。

本設計的實施例為優選實施方式，而非對其限制。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換，其均應視為在本實用新型的保護范圍。

五、受力分析及裝置制作

裝置工作時，通過折彎板與工件接觸，力由手持架傳遞到金屬管，再由金屬管傳遞到折彎板。力的大小，有手持架與手的工作點決定，根據力矩公式即可計算出。

本裝置可以使用型材，選用通用零件，通過焊接直接組合。對于折彎板，可以選用冷沖壓件，可以大大縮短生產制作周期。

六、設計特點及優點

本設計的有益效果：克服了傳統扳手規格單一、調節速度慢等缺點。便于攜帶，可用于空間狹窄垂直的地方。結構簡單，使用方便，六角扳手裝置下部的六個120°夾角擋板共同形成了與內外六角工件相配合的工作六角形狀，通過調節蝸桿與齒排嚙合的位置，可以自由控制任意六角張合的尺寸，來獲得不同規格的工作六角，因此，本設計不僅具有傳統六角扳手的功能，還能靈活調節任意規格大小，可用于不定規格工件的內外擰轉。

七、總結與思考

機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力，利用已有的相關科學技術，進行創新構思，設計出具有新穎性、創造性及實用性的機械產品的一種實踐活動。

近年來，隨著全球制造業的復蘇，隨著德國提出工業4、我國提出中國制造2025，科學技術也有飛躍式發展，使得機械創新設計有了新的發展前景。美國較早的從設計學的觀點總結出機械創新設計的過程方法，將創新技術引入到機械設計過程，并進行了大量的工業實例的創新設計；日本專家提出的QFDC（質量功能配置），建立用戶要求與設計要求之間的關系；鄒惠君教授提出了機械產品方案創新設計的CAD方法和實現模型等。而更好的方法，更好的思路仍存在，需要我們大膽思考，大膽創新。

創新的作用體現在我們生活中的方方面面，大到人類文明進步、人類科學的發展、現代科學體系、技術和經濟發展、綜合國力，小到我們的日常生活，一個創新的點子往往能給我們帶來太多的便利。世界各國之間在政治、經濟、軍事和科學技術方面的劇烈競爭。實質上是人才的競爭，而人才競爭的關鍵是人才創造力的競爭。然而，滲透人們生活點點滴滴的東西，總是與機械有千絲萬縷的聯系，因此，如何培養和提高大學生的創新能力，特別是對機械類學生來說，更應該把培養學生的創新思維和動手能力擺在重要位置。

【參考文獻】

[1]鄭文緯，吳克堅 .機械原理[M] .北京：高等教育出版社，1997

[2]濮良貴.紀名剛.機械設計[M] .北京：高等機械出版社.2006

[3]楊家軍.機械系統創新設計[M] .武漢：華中科技大學出版社.2000

[4]高志.黃純穎. 機械創新設計[M] . 北京：高等機械出版社.2010

[5]黃華梁、彭文生.創新思維與創造性技法. 北京：高等教育出版社，2007

[6]李學志.計算機輔助設計與繪圖[M] .北京：清華大學出版社.2007