用于防泄漏进水管接头安装的全自动螺丝机的制作方法

1.本发明涉及螺纹紧固件装配工具技术领域，具体为用于防泄漏进水管接头安装的全自动螺丝机。


背景技术：

2.市政水网以及入小区的水管安装过程中，要用到不少的螺丝(螺栓)螺母等紧固件，还有一些卡箍连接的管道接头位置处，卡箍使用长螺丝配合螺母锁紧。
3.进水管需要承受上行水流所具有的一定压力，所以，其密封性能需要一定的保证，防泄漏的进水管在安装时，需要分别把控每个紧固螺丝的预紧力，预紧力不足、不均匀会导致泄漏发生，而预紧力过量则容易引起结构变形，密封件寿命减少，所以，对于防泄漏要求较高的场合，螺丝的拧紧需要相应的预紧力控制。
4.螺丝旋紧安装，传统上，一般安装人员手动拧紧，对于螺丝较多的粗管道安装较为繁琐与效率低，而且，手动拧紧的螺丝拧紧力较小且不一致，不利于管道接头位置的密封，现有技术中，出现了一些螺丝装配的工具，类似于手持钻头，使用一个六角头套上螺母外表，然后工具内的小型电机带动旋转，提供旋紧力，这样的工具大大节省了人力，但是，存在一定的不足：工具的拧紧力有限，不能够在螺母旋紧的末期阶段提供较大的旋紧力，如果需要有较大的旋紧力需求，需要更换更大功率的工具，也有的工具内置减速传动结构，在电机功率不变的情况下，具有更大的输出扭矩，但是，这样的拧紧工具拧紧速度较慢，六角头以低速进行旋转，耗费很多的时间在拧紧螺旋的初期阶段，不利于快速装配。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于防泄漏进水管接头安装的全自动螺丝机，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.用于防泄漏进水管接头安装的全自动螺丝机，螺丝机包括第一转子、拧紧环转子、电机，第一转子与拧紧环转子以等速传动比或降速传动比进行传动，拧紧环转子套在待旋紧的螺母上，电机驱动第一转子旋转。
8.将拧紧环转子的一端套上螺母，之后，电机带动第一转子旋转，当螺母处于旋紧的初始阶段时，所需要的旋紧力不大，但需要较大的旋进速度以便节省拧螺丝时间，螺母旋进到紧绷位置后，需要提供较大的旋紧力以便紧固件预紧充分，此时，第一转子相对于拧紧环转子降速传动，降速而增力，电机较小的扭矩也可以在螺母位置产生较大的旋紧力。
9.进一步的，螺丝机还包括芯轴，芯轴扣在待锁紧的螺丝端部，第一转子、拧紧环转子旋转安装在芯轴上。因为第一转子与拧紧环转子在某些时刻下需要异速旋转，所以，他们的旋转安装需要独立开来，安装在两个位置上，旋转都是以螺丝的轴线进行旋转的，所以，旋转安装的位置取在一根与螺丝同轴的芯轴上，芯轴与螺丝端部锁紧连接并共轴。
10.进一步的，螺丝机还包括第二转子和第三转子，第二转子、第三转子分别旋转安装
在芯轴上，第一转子、第二转子、第三转子、拧紧环转子依次以外-外-外-内的齿轮配合进行啮合，
11.第二转子和第三转子上齿轮齿牙的自转与公转联锁控制，当第二转子和第三转子上齿轮齿牙自转时：第二转子和第三转子各自在芯轴上的公转位置锁死；当第二转子和第三转子各自在芯轴上进行公转时，第二转子和第三转子上齿轮齿牙自转锁死。
12.第一转子和拧紧环转子的传动比切换是通过第二转子和第三转子完成的，当需要第一转子和拧紧环转子等速传动时，锁死第二转子和第三转子的自转，允许其进行公转，当需要第一转子往拧紧环转子降速传动时，锁死第二转子和第三转子的公转而允许其自转，约去第二转子和第三转子的旋转角速度与自转半径后，第一转子与拧紧环转子的传动比为两者的旋转半径比的倒数，降速比可以通过设计不同的半径比来实现，在需要较大旋紧力而电机功率不好充分提升时，就可以设计较大的降速比。
13.进一步的，螺丝机还包括安装座，安装座套装在芯轴上并通过紧定螺钉锁紧轴向位置，第一转子包括转盘，转盘旋转安装在芯轴远离待旋紧螺母的一端，转盘与电机输出轴连接，转盘外缘设置主齿轮，拧紧环转子包括拧环、连杆和受力齿轮，拧环套装到待旋紧的螺母上，拧环外壁延伸处连杆，连杆端部设置受力齿轮，受力齿轮轴线为芯轴，受力齿轮与主齿轮处于同一平面上；
14.第二转子包括公转盘、滑杆、中转齿轮，公转盘旋转设置在安装座上，滑杆滑动安装在公转盘上，滑杆在公转盘上的滑动方向垂直于芯轴，中转齿轮包括齿轮体和齿轮轴，齿轮轴旋转安装在公转盘远离芯轴的一端，齿轮轴轴线平行于芯轴轴线，
15.安装座上设置自转槽，自转槽在安装座上的所在截面位于滑杆的滑动方向上；
16.齿轮轴上设置公转槽，公转槽在齿轮轴上的所在截面位于滑杆的滑动方向上；
17.第三转子具有与第二转子相同的结构，第二转子、第三转子上的齿轮体相互啮合，第二转子上的齿轮体还与主齿轮啮合，第三转子上的齿轮体还与受力齿轮啮合。
18.滑杆嵌入自转槽时，第二转子绕芯轴的公转锁死，第二转子的齿轮体只能自转，滑杆从自转槽内脱出而嵌入公转槽时，齿轮轴与公转盘的旋转活动连接被锁死，齿轮轴以及其上的齿轮体只能随公转盘一同绕芯轴进行公转，第三转子发生的公自转转换与第二转子上的相同，改变主齿轮、第二转子和第三转子上齿轮体、受力齿轮的运动状态，传动比受到改变，滑杆的位置可以手动调整，也可以自动地依据主齿轮转速进行调整。
19.进一步的，第一转子还包括连接架，连接架从转盘朝向第二转子一侧的端面上延伸出来，连接架的末端设置滑槽，滑槽内设置离心杆和离心弹簧，离心弹簧一端固定在滑槽槽底，离心弹簧另一端连接在离心杆端部，滑槽的滑动方向平行于滑杆的滑动方向，
20.滑杆包括水平杆身、受力杆身和传力杆身，水平杆身滑动安装在公转盘上，水平杆身上沿平行于芯轴的轴向伸出受力杆身和传力杆身，
21.第二转子内的受力杆身端部位于离心杆运动平面内；
22.第二转子内的传力杆身抵在第三转子内的受力杆身上；
23.自转槽内设置自转槽弹簧，公转槽内设置公转槽弹簧，公转槽弹簧弹性系数高于自转槽弹簧。
24.第一转子在旋转时，如果角速度较大，则离心杆会受到较大离心力而径向向外运动，在旋转的某个角度上会抵住第二转子内的受力杆身上并将受力杆身朝向齿轮轴推动，
从而水平杆身从自转槽内脱出而嵌入公转槽内，第二转子内的传力杆身也会推动第三转子内的滑杆使其也解锁第三转子的公转而锁死自转，
25.第二转子和第三转子公转自由而自转锁死，对应第一转子往拧紧环转子的等速传动，即，在螺母旋合时的初期需要较快的拧环转速，此时也是第一转子能够快速旋转的时候，离心杆获知第一转子的转速，以此判断是否需要切换第二转子和第三转子的公自转状态，公转槽弹簧弹性系数高于自转槽弹簧，从而让离心杆在低速状态下，能够给到水平杆身朝向自转槽运动的趋势，以便第一转子降速后，让第二转子和第三转子换回自转，锁死公转，此时，拧环转速进一步下降，但是，能够提供的扭矩成倍增大。
26.进一步的，自转槽弹簧粘附在自转槽槽底，公转槽弹簧粘附在公转槽槽底。弹簧如果自由放在槽内，则公转槽弹簧容易在齿轮轴自转时滑出公转槽。
27.进一步的，螺丝机还包括盖帽，盖帽包括螺纹套和方头，螺纹套内设置内螺纹盲孔，螺纹套背面设置方头，螺纹套旋合在待锁紧螺丝的顶部，芯轴靠近螺丝的一端设置方孔，方孔与方头嵌合。盖帽旋在螺丝上然后为芯轴提供安装位置，旋转锁定，保证同轴性。
28.进一步的，拧紧环转子上设置窗口。连杆数量不能过多，需要间隙地留出窗口，以便操作者从窗口伸手进去拨动螺纹套同心安装到螺丝的端部。
29.进一步的，螺丝机还包括手柄，电机外壳上连接手柄。手柄方便手持装置进行螺母自动拧紧，不需要设置外部的支撑架。
30.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过四个转动体的衔接，让来自电机的旋转动力分两种状态加载到待旋紧的螺母上，在旋合过程的初期，螺母松弛，电机带动第一转子的转速以一比一的传动比传递到拧紧环转子上进行快速的旋入过程，当拧紧过程的后期，螺母需要较大的旋合力才能继续旋进，此时，第一转子往拧紧环转子的传动为降速传动，传递的扭矩增加，以便能够将螺母旋合地更加紧密，两种状态的变化通过第二转子与第三转子内的一个滑杆进行切换，滑杆则受到第一转子上的一个离心作用的离心杆推动而进行位置变更，对应旋紧初期时的第一转子高速转动，离心杆推动滑杆嵌入两个齿轮轴内以锁死第二、三转子的自转，从而让第一转子、拧紧环转子进行等速传动。
附图说明
31.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
32.图1是本发明的整体结构示意图；
33.图2是本发明第一转子、第二转子、第三转子、拧紧环转子的传动结构原理图；
34.图3是图1中的视图a；
35.图4是图3中的视图b；
36.图5是图3中的视图c；
37.图6是图1中的视图d；
38.图中：1-芯轴、11-方孔、2-第一转子、21-转盘、211-主齿轮、22-连接架、221-滑槽、23-离心杆、24-离心弹簧、3-第二转子、31-公转盘、32-滑杆、321-水平杆身、322-受力杆身、323-传力杆身、33-中转齿轮、331-齿轮轴、3311-公转槽、34-公转槽弹簧、4-第三转子、5-拧紧环转子、51-拧环、52-连杆、53-受力齿轮、59-窗口、6-盖帽、61-螺纹套、62-方头、7-安装
座、71-自转槽、72-自转槽弹簧、8-电机、9-手柄。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1-6，本发明提供技术方案：
41.一种用于防泄漏进水管接头安装的全自动螺丝机，螺丝机包括第一转子2、拧紧环转子5、电机8，第一转子2与拧紧环转子5以等速传动比或降速传动比进行传动，拧紧环转子5套在待旋紧的螺母上，电机8驱动第一转子2旋转。
42.如图1所示，将拧紧环转子5的一端套上螺母，之后，电机8带动第一转子2旋转，当螺母处于旋紧的初始阶段时，所需要的旋紧力不大，但需要较大的旋进速度以便节省拧螺丝时间，螺母旋进到紧绷位置后，需要提供较大的旋紧力以便紧固件预紧充分，此时，第一转子2相对于拧紧环转子5降速传动，降速而增力，电机8较小的扭矩也可以在螺母位置产生较大的旋紧力。
43.螺丝机还包括芯轴1，芯轴1扣在待锁紧的螺丝端部，第一转子2、拧紧环转子5旋转安装在芯轴1上。因为第一转子2与拧紧环转子5在某些时刻下需要异速旋转，所以，他们的旋转安装需要独立开来，安装在两个位置上，旋转都是以螺丝的轴线进行旋转的，所以，旋转安装的位置取在一根与螺丝同轴的芯轴1上，芯轴1与螺丝端部锁紧连接并共轴。
44.螺丝机还包括第二转子3和第三转子4，第二转子3、第三转子4分别旋转安装在芯轴1上，第一转子2、第二转子3、第三转子4、拧紧环转子5依次以外-外-外-内的齿轮配合进行啮合，
45.第二转子3和第三转子4上齿轮齿牙的自转与公转联锁控制，当第二转子3和第三转子4上齿轮齿牙自转时：第二转子3和第三转子4各自在芯轴1上的公转位置锁死；当第二转子3和第三转子4各自在芯轴1上进行公转时，第二转子3和第三转子4上齿轮齿牙自转锁死。
46.如图1、2所示，第一转子2和拧紧环转子5的传动比切换是通过第二转子3和第三转子4完成的，参见图2，第一转子2角速度为w1，第二转子3的公转角速度为的g2，啮合齿轮的自转速度为w2，第三转子4的公转角速度为的g3，啮合齿轮的自转速度为w3，拧紧环转子5的角速度为w4，当需要第一转子2和拧紧环转子5等速传动时，锁死第二转子3和第三转子4的自转，允许其进行公转，此时，w1＝g2＝g3＝w4，w2＝w3＝0，当需要第一转子2往拧紧环转子5降速传动时，锁死第二转子3和第三转子4的公转而允许其自转，此时，g2＝g3＝0，约去第二转子3和第三转子4的旋转角速度与自转半径后，第一转子2与拧紧环转子5的传动比w1/w4为两者的旋转半径比的倒数，即r4/r1，降速比可以通过设计不同的半径比来实现，在需要较大旋紧力而电机8功率不好充分提升时，就可以设计较大的r4/r1值。
47.螺丝机还包括安装座7，安装座7套装在芯轴1上并通过紧定螺钉锁紧轴向位置，第一转子2包括转盘21，转盘21旋转安装在芯轴1远离待旋紧螺母的一端，转盘21与电机8输出轴连接，转盘21外缘设置主齿轮211，拧紧环转子5包括拧环51、连杆52和受力齿轮53，拧环
51套装到待旋紧的螺母上，拧环51外壁延伸处连杆52，连杆52端部设置受力齿轮53，受力齿轮53轴线为芯轴1，受力齿轮53与主齿轮211处于同一平面上；
48.第二转子3包括公转盘31、滑杆32、中转齿轮33，公转盘31旋转设置在安装座7上，滑杆32滑动安装在公转盘31上，滑杆32在公转盘31上的滑动方向垂直于芯轴1，中转齿轮33包括齿轮体和齿轮轴331，齿轮轴331旋转安装在公转盘31远离芯轴1的一端，齿轮轴331轴线平行于芯轴1轴线，
49.安装座7上设置自转槽71，自转槽71在安装座7上的所在截面位于滑杆32的滑动方向上；
50.齿轮轴331上设置公转槽3311，公转槽3311在齿轮轴331上的所在截面位于滑杆32的滑动方向上；
51.第三转子4具有与第二转子3相同的结构，第二转子3、第三转子4上的齿轮体相互啮合，第二转子3上的齿轮体还与主齿轮211啮合，第三转子4上的齿轮体还与受力齿轮53啮合。
52.如图2～5所示，滑杆32嵌入自转槽71时，第二转子3绕芯轴1的公转锁死，第二转子3的齿轮体只能自转，滑杆32从自转槽71内脱出而嵌入公转槽3311时，齿轮轴331与公转盘31的旋转活动连接被锁死，齿轮轴331以及其上的齿轮体只能随公转盘31一同绕芯轴1进行公转，第三转子4发生的公自转转换与第二转子3上的相同，改变主齿轮211、第二转子3和第三转子4上齿轮体、受力齿轮53的运动状态，传动比受到改变，滑杆32的位置可以手动调整，也可以自动地依据主齿轮211转速进行调整。
53.第一转子2还包括连接架22，连接架22从转盘21朝向第二转子3一侧的端面上延伸出来，连接架22的末端设置滑槽221，滑槽221内设置离心杆23和离心弹簧24，离心弹簧24一端固定在滑槽221槽底，离心弹簧24另一端连接在离心杆23端部，滑槽221的滑动方向平行于滑杆32的滑动方向，
54.滑杆32包括水平杆身321、受力杆身322和传力杆身323，水平杆身321滑动安装在公转盘31上，水平杆身321上沿平行于芯轴1的轴向伸出受力杆身322和传力杆身323，
55.第二转子2内的受力杆身322端部位于离心杆23运动平面内；
56.第二转子2内的传力杆身323抵在第三转子3内的受力杆身322上；
57.自转槽71内设置自转槽弹簧72，公转槽3311内设置公转槽弹簧34，公转槽弹簧34弹性系数高于自转槽弹簧72。
58.如图3、4所示，第一转子2在旋转时，如果角速度较大，则离心杆23会受到较大离心力而径向向外运动，在旋转的某个角度上会抵住第二转子3内的受力杆身322上并将受力杆身322朝向齿轮轴331推动，从而水平杆身321从自转槽71内脱出而嵌入公转槽3311内，第二转子2内的传力杆身323也会推动第三转子3内的滑杆使其也解锁第三转子的公转而锁死自转，
59.第二转子3和第三转子4公转自由而自转锁死，对应第一转子2往拧紧环转子5的等速传动，即，在螺母旋合时的初期需要较快的拧环51转速，此时也是第一转子2能够快速旋转的时候，离心杆23获知第一转子2的转速，以此判断是否需要切换第二转子3和第三转子4的公自转状态，公转槽弹簧34弹性系数高于自转槽弹簧72，从而让离心杆23在低速状态下，能够给到水平杆身321朝向自转槽71运动的趋势，以便第一转子2降速后，让第二转子3和第
三转子4换回自转，锁死公转，此时，拧环51转速进一步下降，但是，能够提供的扭矩成倍增大。
60.自转槽弹簧72粘附在自转槽71槽底，公转槽弹簧34粘附在公转槽3311槽底。弹簧如果自由放在槽内，则公转槽弹簧34容易在齿轮轴331自转时滑出公转槽3311。
61.如图1、6所示，螺丝机还包括盖帽6，盖帽6包括螺纹套61和方头62，螺纹套61内设置内螺纹盲孔，螺纹套61背面设置方头62，螺纹套61旋合在待锁紧螺丝的顶部，芯轴1靠近螺丝的一端设置方孔11，方孔11与方头62嵌合。盖帽6旋在螺丝上然后为芯轴1提供安装位置，旋转锁定，保证同轴性，根据不同的螺丝直径，更换不同的螺纹套，拧环51与连杆52的连接也是可更换结构。
62.拧紧环转子5上设置窗口59。连杆52数量不能过多，需要间隙地留出窗口59，以便操作者从窗口59伸手进去拨动螺纹套61同心安装到螺丝的端部。
63.螺丝机还包括手柄9，电机8外壳上连接手柄9。手柄9方便手持装置进行螺母自动拧紧，不需要设置外部的支撑架。
64.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
65.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。