CN1077008A - 运动变换机构及旋转工具 - Google Patents

Abstract

本发明运动变换机构中，小齿轮与圆弧形齿轮相 啮合，在传递路径中设置两组单向超越离合器机构， 使输出轴向同一个方向旋转。当圆弧形齿轮正向和 反向运动时，输出轴都向一个方向旋转。本发明旋转 工具利用了上述运动变换机构，使输出齿轮及被转物 沿同一方向转动，从而可旋紧或拧松螺栓或螺母。本 发明的另一种运动变换机构是用圆形齿轮作为输入 部，即使圆形齿轮任意旋转，输出轴也向同一方向回 转。

Description

本发明涉及把往复的圆弧运动变换成旋转运动的机构，应用这种机构的旋转工具以及把任意旋转运动变换成同一方向的旋转运动的机构。

原来，往复运动部件的往返两方向的运动变换成一个方向的旋转运动的变换机构已经在特开昭52-154964和特开昭58-61353号公报公开了。这些机构中，其结构是，作直线往复运动的齿条部件的两侧齿条上分别啮合着小齿轮，从各小齿轮分别通过单向超越离合器把旋转运动传递到输出轴，使输出轴向一个方向旋转。

但是，这种机构终归只是把直线往复运动变换成旋转运动，利用这种齿条的直线往复运动的机构，其往返的距离受到限制，而且原则上往返距离必须是相同的，输入部件的往返距离非常长以及往返距离不同的情况下，这种变换机构就不适用。

从往复圆弧运动得到一个方向的旋转输出的机构，例如棘轮式套筒板子中采用的机构是众所周知的，但是，在这种机构中，只在手柄往复动作的一个方向使输出轴转动，在另一方向则输出轴空转，这种机构大致有下述两个缺点。

A.只有手柄往复动作的一个方向时对旋拧螺栓、螺母等起作用，而向另一方向时是无用的，所以作业效率低。

B.如果旋紧拧松螺栓、螺母时的旋转负荷小，一旦棘轮的滑动压力超过这个负荷，手柄在空转方向旋转时，螺栓、螺母等就要向所希望拧的旋紧拧松的相反方向旋转，发生所谓“回带”现象。为此又提出了在原来的棘轮式套筒板子上，如同操作者直接用手旋转输出轴那样，在输出轴上装设一个圆盘状部件，即设置一个所谓快转机构，但这样的操作是在套筒板子的前端进行，所以作业困难，效率也低。

本发明就是鉴于上述先有技术所存在的缺陷而提出来的。

本发明的第一个目的是提供一种运动变换机构，它把圆弧形齿轮的往复圆弧运动的双向运动变换成同一方向的旋转运动。

本发明的第二个目的是提供一种利用这种运动变换机构的旋转工具。

本发明的第三个目的是提供一种运动变换机构，它把圆形齿轮任意方向的旋转运动（任意输入正向旋转和反向旋转或正向旋转距离与反向旋转距离不同的场合等）变换成同一方向的旋转运动。

实现本发明目的的手段如下。

（1）本发明的运动变换机构的特征在于：具有以一个支轴为中心作往复圆弧运动的圆弧形齿轮、与该圆弧形齿轮相啮合的小齿轮、旋转运动的输出轴和设置在从所述小齿轮到所述输出轴的传递路径中的单向超越离合器机构;所述单向超越离合器机构有两组，一组在前述圆弧形齿轮正向转动时空转，另一组在所述圆弧形齿轮反向旋转时空转，并且，从前述两组单向超越离合器机构到前述输出轴的传递路径，当所述单向超越离合器机构联结时，使上述输出轴向同一方向旋转。

这样，在圆弧形齿轮正向转动和反向转动时，输出轴都是向同一方向转动。所以，可以把往复圆弧运动直接变换成单一方向的旋转运动。

（2）另外，本发明旋转工具的特征在于具有输出齿轮、本体、往复转动部件、小齿轮和单向超越离合器机构，输出齿轮有把旋转传递给被回转物品的旋转传递部，本体的一方有杆部，输出齿轮可旋转地支承在本体上，往复转动部件在一方有圆弧形齿轮，另一方是握持部，其以一个支轴为中心可转动地设置在所述本体上，通过握持部的往复转动使圆弧形齿轮作往复圆弧运动，小齿轮设置在所述本体上，与所述圆弧形齿轮相啮合，单向超越离合器机构设置在从所述小齿轮到所述输出齿轮的传递路径上;所述单向超越离合器机构有两组，一组在所述圆弧形齿轮作正向转动时空转，另一组在所述圆弧形齿轮作反向转动时空转;并且，所述单向超越离合器机构联结时，从前述两组单向超越离合器机构到输出齿轮的传递路径能使所述输出齿轮向同一方向旋转。

这样，依靠使往复转动部件的握持部相对于本体的杆部作往复转动，就可以使输出齿轮向同一方向旋转，被转物也向同一方向旋转。

（3）本发明另一种旋转工具是上述（2）中所记载的旋转工具，其特征在于：与所述圆弧形齿轮相啮合的小齿轮有第一小齿轮和第二小齿轮;所述单向超越离合器机构以及从该单向超越离合器机构到所述输出齿轮的传递路径包括与所述第一小齿轮同轴设置的第一传动齿轮、在第一小齿轮和第一传动齿轮间形成的第一平面驱动棘轮、与所述第二小齿轮同轴设置并和所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮以及在该第二小齿轮和第二传动齿轮间形成的、与上述第一平面驱动棘轮传递的旋转方向相反的第二平面驱动棘轮;所述的第一传动齿轮与所述输出齿轮相啮合。

这样，通过使往复转动部件的握持部相对于本体的杆部作往复转动，经第一、第二平面驱动棘轮可以驱使输出齿轮向同一方向旋转，从而使被转物也可以向同一方向旋转。

（4）本发明另一种旋转工具是上述（3）中所记载的旋转工具，其特征是：所述第一传动齿轮或第二传动齿轮与所述输出齿轮的啮合可以切换。

这样，使第三小齿轮与输出齿轮啮合时，以及第四小齿轮与输出齿轮啮合时，可以使输出齿轮反向旋转，可以进行切换，以使被转物或正向转动或反向转动。因此，通过这种切换，可以把作为被转物的螺栓或螺母等旋紧或拧松。

（5）作为本发明另一种旋转工具的棘轮式套筒板手是所述（2）、（3）和（4）的任一个记载的旋转工具，其特征是：输出齿轮的旋转传递部是支承套接螺栓、螺母类的套筒的套筒支承部。

因而，通过使套筒向一个方向旋转，可以把螺栓、螺母等旋紧（或拧松）。

（6）本发明另一种运动变换机构的特征是：设置有圆形齿轮（普通圆型齿轮）、与该圆形齿轮相啮合的小齿轮、旋转运动输出轴和设置在所述小齿轮到所述输出轴的传递路径上的单向超越离合器机构;所述单向超越离合器机构有两组，一组在所述圆型齿轮向一个方向旋转时空转，而另一组在所述圆型齿轮向相反方向旋转时空转，而且，从前述两组单向超越离合器机构到上述输出轴的传递路径，在上述单向超越离合器机构联结时，可以使输出轴向同一方向旋转。

通过该机构，当圆形齿轮任意回转时，例如向一个方向转3圈后，再反向回转一圈或者无限地向一个方向回转时，都可以使输出轴向同一方向回转。

下面参照附图，通过本发明实施例来进一步描述本发明。

图1是本发明的一个实施例结构的平面图;图2是它的剖面图;图3是该实施例在把手打开状态下的平面图;图4是构成该实施例的传动齿轮的平面图;图5是同一实施例把右侧销子按入时的平面图。

图1是本发明的把往复圆弧运动变换成旋转运动的变换机构的一个实施例结构的平面图，图2是它的断面图。本实施例表示在棘轮式套筒板子中使用本发明的例子。

本实施例的旋转运动的输出轴1是圆筒形的，这个输出轴1的内表面上沿图2的上下方向切有装卡套筒的花键槽2，套筒的内径和形状与未图示的螺栓头、螺母相吻合。如图2所示，该输出轴1可旋转地以上下突出一部分的形状支承在外壳3的中央。输出齿轮4同轴地设置在输出轴1的外圆周上，外壳3由容纳输出齿轮4的圆形部分3a和在该圆形部分3a的后方（图中右方）延伸设置的方形部分3b所构成，从方形部分3b后端下面向后延伸设置有R形杆5。

杆5的上面装设有一个比杆5略窄，而向上缓缓弯曲的把手6该把手6的前端6a可上下旋转地由连结轴7连结在圆弧形齿轮8的后端8a上。

上述圆弧形齿轮8是半圆形齿轮，该齿轮可转动地装在竖直设于外壳3的方形部分3b后端的转轴9上。在外壳的方形部分3b的前部容纳着与圆弧形齿轮8相啮合的两个小齿轮10、11（图1和图5上省略了，图3上有所表示）。小齿轮10、11的下面同轴地叠摞着传动齿轮14、15，传动齿轮14、15固定在竖直设于其中心的轴12、13上，而前述小齿轮10、11则可自由转动地滑套在轴12、13上。

传动齿轮14、15的上面，如图4所示，直立设置着由多个沿圆形排列的楔形齿构成的离合器齿16、17，离合器齿16、17向一个方向倾斜。与此相对应，小齿轮10、11的下面形成有与离合器齿16、17啮合的楔形状离合器齿18、19，图2上表示的是左侧传动齿轮15的离合器齿17和左侧小齿轮11的离合器齿19啮合的状态（所有的图中均以上方为右，下方为左）虽然图上没有表示出来，很清楚，右侧传动齿轮14的离合器齿16和小齿轮10的离合器齿18也同样是上下相对地啮合着。但是，离合器齿16和18的倾斜方向与图上所表示的离合器齿17和19的倾斜方向是相反的，这些离合器齿16～19在啮合方向上传递旋转，而在相反的方向上跨越对方的倾斜面而空转，这是一种单向超越离合器机构，即构成所谓“平面驱动棘轮”。

如图1所示，轴12，13可转动地被支承在三角板20的夹角上，三角板20能以圆弧形齿轮8的转轴9为轴转动。轴12、13的左右端嵌在宽度如轴12、13的直径、形成在方形部分3b的上下内表面的圆弧形槽23、24中，并可以沿槽滑动。

这块三角板20有沿左右方向延伸设置的销21、22，用手按推销21、22，可以使三角板20转动。而且，当左侧销22按推进外壳方形部分3b中时（图1所示的状态），三角板20沿图中顺时针方向转动，只有左侧传动齿轮15与输出齿轮4相啮合，右侧传动齿轮14离开输出齿轮4。相反，把右侧销21按入方形部分3b时（图5所示状态），三角板沿图5中反时针方向旋转，只有右侧传动齿轮14与输出齿轮4相啮合，左侧传动齿轮15离开输出齿轮4。

另外，左右传动齿轮14、15相互啮合着，而左右小齿轮10、11相互分离的。

下面说明本实施例的作用。

首先，象原来的套筒板子那样，说明一下使杆5沿输出轴1的旋转方向转动来拧紧或拧松螺栓和螺母的场合。在输出轴1上装上相配的套筒（图示略），用手把杆5和把手6一起握住，使其沿旋转轴1的旋转方向转动，这时，假如如图1所示的左侧传动齿轮15与输出齿轮4啮合着，传动齿轮15和装置在其上的小齿轮11的离合器齿轮17、19在啮合，阻止输出齿轮4的旋转，所以杆5和输出轴1一体转动，可以进行螺栓或螺母的旋紧（或拧松）动作。使杆5向相反方向转动时，由于所述的离合器齿17，19空转，即使杆5转动，输出轴1也只是空转。象这样，在转动把手5时和普通的套筒板子相同，杆5往复转动时，只在一个方向可以旋紧（或拧松）螺栓和螺母。把右侧销21按入时，右侧的传动齿轮14和右侧小齿轮10进行同样的动作。

下面，说明不用杆5，而仅仅使把手6作往复转动的情况。

这时，因为很容易握住把手6，如图2中假想线所示的那样，以连结轴7为轴，把把手6搬起来，在这种状态下，一只手握住把手6，另一只手握住杆5，并且，使把手6以转轴9为中心左右往复转动，把手6相对于杆5转动，如图3所示，把杆5和把手6象花木剪刀柄一样用两手作开闭动作。

当把手6从图1所示状态转动到图3所示状态时，（这个动作称作正向转动），圆弧形齿轮8沿图3上顺时针旋转，所以，左右小齿轮10、11都沿反时针方向旋转，由于离合器齿16、18不啮合，所以右侧小齿轮10空转，另一方面，由于离合器齿17    19啮合，左侧小齿轮11以及左侧传动齿轮15反时针旋转。因为左侧传动齿轮15和输出齿轮4啮合着，所以输出齿轮4顺时针方向旋转，输出轴1也沿顺时针方向旋转。而右侧传动齿轮14由左侧传动齿轮15带动，沿顺时针方向空转。

把手6从图3所示状态转动到图1所示状态时（这个动作称为反向转动），由于圆弧齿轮8沿图3的反时针方向转动，所以小齿轮10、11沿顺时针方向转动，这时，左侧小齿轮11由于离合器齿17、19不啮合而空转，另一方由于离合器齿16，18啮合，右侧小齿轮10、右侧传动齿轮14都沿顺时针方向转动。右侧传动齿轮14不与输出齿轮4啮合，右侧传动齿轮14顺时针方向的转动带动左侧传动齿轮15反时针方向转动，左侧传动齿轮15又使输出齿轮4顺时针方向旋转，与把手6正向转动时的情况相同，输出轴1顺时针方向旋转。而且左侧传动齿轮15的旋转并不影响其上的小齿轮11的空转，这样，随着把手6的往复转动，输出轴1连续地向同一方向旋转。

如图5所示，把右侧的销21按入，各动作与前述的动作相反地进行，输出轴1随把手6的往复转动动作，连续地沿反时针方向旋转。也就是说用销21、22可以切换输出轴1的旋转方向。

具体地说就是，按入右侧销21，把手6正向转动时，左侧小齿轮11和传动齿轮15的离合器齿17、19啮合，左侧传动齿轮15的反时针旋转使右侧传动齿轮14沿顺时针方向旋转，右侧传动齿轮14顺时针旋转使输出齿轮4沿反时针方向旋转，输出轴1也反时针方向旋转。

把手6反向转动时，右侧小齿轮10和传动齿轮14的离合器齿16、18啮合，右侧传动齿轮14的顺时针方向的旋转使输出齿轮4沿反时针方向旋转，所以输出轴1也沿反时针方向旋转。

前述圆弧形齿轮8虽然是外齿型齿轮，但也可以把它作成内齿型齿轮（齿牙形成在圆弧状开口的内圆周上的齿轮），把小齿轮10和11在开口内与之啮合。

另外，从小齿轮10、11到输出轴1的传递机构是用离合器齿16-19、传动齿轮14、15和输出齿轮4构成的，然而用其他的结构也可以，例如：再增设中间传递齿轮或用皮带轮和皮带传递也都是可以的。

与上述本发明手段（6）中对应的机构是通过将本实施例中的圆弧形齿轮8置换成普通圆形齿轮构成的，在这种机构中，即使该圆形齿轮任意旋转时，例如一方向转3圈之后朝另一方向再转一圈或者向一方向无限制地旋转，都可以使输出轴向同一方向旋转。

而且，把这种机构用于例如风车时，由于风向变化，输入了反方向旋转运动时，也能输出同一方向的旋转。

另外，应用于自行车时，脚踏板（输入部件）向一个方向蹬三圈之后，向另一方向再蹬一圈，即使这样，车轮（输出部件）也都是向一个方向旋转。

由海浪推动圆形齿轮旋转的情况下，即使由于波浪的方向使圆形齿轮旋转方向不同，也可以输出同一方向的旋转。

另外，本发明的各种机构也可以适用于套筒板子之外的其他传动的旋转工具，进一步，完全可以广泛地适用于飞机、船舶、铁道、汽车、自行车、建设和建筑、重型机械、机械、发电、电机、办公机械、医疗器械等必须用旋转动力的各种设备。

Claims (6)

1、一种把往复圆弧运动变换成旋转运动的机构，其特征在于：具有以一个支轴为中心作往复圆弧运动的圆弧形齿轮、与该圆弧形齿轮啮合的小齿轮、旋转运动的输出轴和设置在从所述小齿轮到输出轴的传递路径中的单向超越离合器机构；所述单向超越离合器机构有两组，一组在所述圆弧形齿轮正向转动时空转，另一组在所述圆弧形齿轮反向转动时空转；所述单向超越离合器机构被联结时，所述两组单向超越离合器机构到所述输出轴的传递路径使输出轴沿同一方向旋转。

2、一种旋转工具，其特征在于：该结构包括：具有把旋转运动传递到被转物的旋转传递部的输出齿轮;可转动地支承该输出齿轮、一方有杆部的主体;一方有一个圆弧形齿轮、另一方是握持部、以一个支轴为中心可转动地设置在本体上、通过上述握持部的往复转动使圆弧形齿轮部作往复圆弧运动的往复转动部件;设置在所述本体上的与所述圆弧形齿轮部相啮合的小齿轮;以及设置在由所述小齿轮到所述输出齿轮的传递路径中的单向超越离合器机构;所述单向超越离合器机构有两组，所述圆弧形齿轮正向转动时，一组空转，所述圆弧形齿轮反向转动时，另一组空转;所述单向超越离合器机构被联结时，所述两组单向超越离合器机构到所述输出齿轮的传递路径使所述输出齿轮沿同一方向旋转。

3、根据权利要求（2）所述的旋转工具，其特征是，与所述圆弧形齿轮啮合的所述小齿轮有第一小齿轮和第二小齿轮;作为所述单向超越离合器机构以及由单向超越离合器机构到所述输出齿轮的传递路径包括：与所述第一小齿轮同轴设置的第一传动齿轮，在第一小齿轮、第一传动齿轮间形成的第一平面驱动棘轮，与第二小齿轮同轴设置的并与上述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮，在第二小齿轮、第二传动齿轮间形成的、与上述第一平面驱动棘轮传递的旋转方向相反的第二平面驱动棘轮;所述的第一传动齿轮与所述输出齿轮相啮合。

4、根据权利要求3所述的旋转工具，其特征是，所述第一传动齿轮或第二传动齿轮与所述输出齿轮的啮合可以被切换。

5、一种棘轮式套筒板手，其特征在于：权利要求2、3和4中任一个所述的旋转工具中的输出齿轮回转传递部，是支承套接螺栓、螺母类的套筒的套筒支承部。

6、一种把往复圆弧运动变换成旋转运动的机构，其特征在于：具有圆形齿轮，与该圆形齿轮啮合的小齿轮，旋转运动的输出轴和设置在从所述小齿轮到所述输出轴的传递路径中的单向超越离合器机构;所述单向超越离合器机构有两组，一组在所述圆形齿轮向一个方向旋转时空转，另一组在所述圆形齿轮向相反方向旋转时空转;上述单向超越离合器机构被联结时，从所述两组单向超越离合器机构到所述输出轴的传递路径使上述输出轴向同一方向旋转。

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