专利名称：新型螺钉及其配套起子的制作方法
新型螺钉及其配套起子 技术领域 本发明涉及机械领域常用的螺钉及螺钉起子。
背景技术：
目前，依靠与螺钉头部的十字沟槽、 一字沟槽或六角凹配合的螺钉起子来拆装螺钉。螺钉头 部的十字槽、 一字槽有的里窄外宽，有的里外一样宽。拆装螺钉时，螺钉转动的圈数与螺钉起子转动的圈 数一样多。螺钉起子的力臂小
发明内容
目前，带十字沟槽、 一字沟槽的螺钉在被螺钉起子拆卸时， 一方面螺钉上的沟槽易变形坏损， 形成了不少无法用螺钉起子拆卸的死钉，另 一方面螺钉起子很容易滑出或脱出螺钉沟槽；小螺钉被螺钉起 子取离时常落失或滑跑，寻找起来很麻烦。尺寸或类型不同的螺钉需要不同的螺钉起子来配套才能顺利拆 装，导致螺钉起子型号繁杂，既不利于减轻工具的类型、增加了外出时的携带重量，也使人们不得不耽搁 不少时间去为不同的螺钉找配套起子。拆装长螺钉时明显速度太慢。用目前的十字或一字起子拆卸十分紧 固的螺钉时，体力小的钳工往往无能为力。
本发明的技术方案
本发明的原理a.在螺钉头部和螺钉起子头部，分别对称地形成一对里宽外窄的扇形凹；螺钉头部 的扇形凹与螺钉起子头部的扇形凹可配合地互相扣含，螺钉和螺钉起子间的结合力随外力增大而自然增 大，这样，在拆装过程中二者不会分离；螺钉起子头部的扇形凹与螺钉头部的扇形凹的配合完全不受扇形 凹的大小影响。b.利用螺钉起子上的一对齿轮使螺钉转动的圈数数倍于螺钉起子转动的圈数，并通过可配 合在齿轮上方的扳手增加螺钉起子的力臂。c.通过转接杆使螺钉起子的长度可调，且可与现行螺钉匹配。 预备说明
a) 实体(包括实体组中的实体)均为三维实体，都在同一个XYZ三维坐标系(图2(b)是该坐标系的 XYZ坐标轴示意图，XY坐标平面即为水平面；图l —图3共用该坐标系，读这些图时均认可该示意图 隐含于每幅图中)中。Z坐标轴为实体高度的参照坐标轴(Z坐标轴正向对应高或上、负向对应低或 下，例如，设AB为长方体上一条平行于Z轴的棱，则长方体的高度-AB)。
b) 实体组包含多个实体的一个实体集，实体组只能作为一个整体运动，且运动时实体组内各实体之间 的相对位置保持不变。
c) X坐标轴的正向为右、负向为左；Y坐标轴的正向为后、负向为前。相应地，"右移"，等价于"沿X 坐标轴的正向移动"；"左移"、"后移"、"前移"的含义依此类推。
d) 每幅图中包含多个子图，子图编号为(a)、 (b)、 (c).....;每个子图内缩放比例统一；不同子图的缩
放比例可不同。
e) 该发明的零件或部件都是由处于特定相对位置的多个基本实体，经集合运算而形成的；例如，等式 Ent朋=Ent旭-Ent加U Ent旭表示:处于特定相对位置的实体208、 204、 205经集合运算(Ent2。s — Ent204
U Ent旭)而形成实体209。实体形成过程图中， 一个粗壮箭头代表一个步骤；每个过程图都是先确 定关联实体间的相对位置，然后对这些实体作集合运算(默认并集运算符U的优先级大于差集运算符
-)而形成相应的零件或部件。
f) 图中长方体的棱、圆柱或圆环的圆心线(即一条直线，是所有圆心的集合；圆弧所对应的圆心的集合 也视为圆心线)、圆锥的圆心线、半圆柱(一个圆柱被穿过其圆心线的平面等分为两个半圆柱)的棱、 直三(四)棱柱的侧棱、梯形台(即横截面为梯形的直四棱柱，对应于梯形上下底的面称为梯形台底 面，其它面称为侧面。若该横截面为等腰梯形，则称为等腰梯形台)的上下底面的边，如无特殊说明， 只能平行于XYZ三维坐标系中的一个轴(包括在形成实体的过程中)。
g) 实体(实体组)的端面设面F是实体上的一个平面，实体中不在面F上的点都处于面F—侧(即该实体的任意一点都不处于面F的另一侧)，这称面F是该实体的一个端面。根据端面相对于实体重心
的位置，端面可分为上、下、左、右、前、后端面(上、下、左、右、前、后的定义见前文)。依此
类推，可得到实体组端面的定义。 h)实体(包括实体的拷贝.实例、镜像以及翻转后的实体)上的棱或线，如是来源于d)所述的棱或线，
在无特殊说明的情况下，也视作平行于XYZ三维坐标系中的一个轴。相应地，由这样的棱所构成的实
体面平行于三维坐标系中的一个坐标平面。实体的拷贝、实例，如无特别说明，经平移或縮放或沿坐
标轴翻转N^90。
(N为正整数)后，均可与实体完全重合. 0 实体或实体组的实例实体或实体组与实例的关系，相当于计算机软件中类与实例的关系，不同实例
的大小和参数值可不同，但其特征形状与实体相符。 j)实体或实体组的拷贝与该实体或实体组完全相同的实体或实体组。
W实体或实体组的镜像它经"面对称"变换后，能与实体或实体组完全重合。如无特殊说明，实体或
实体组的镜像对称于实体或实体组，且其对称平面是一个平行于坐标平面的平面。 U 令附图中元素的编号为a3a2a,a ,则为该元素所在的图号(如a;a-该元素出现的图号，则该元素
是一个引用；若元素的编号为a2a,a产0,则该元素所在的图号为a2)。实体的集合运算公式中，Enucd
代表编号为abed的实体或实体组(对实体组，Enu。d代表实体组内所有实体的并集)。如某实体名称
是XX，编号为abcd,那么在称呼上，实体abcd等价于XXabcd，如封板止滑片1556与实体1556等价。 m)带下标的单一的大写字母下标代表实体(实体组)的编号，大写字母代表顶点(或角点，即包括凹
面体凹角多条交线的交点)，如M化。，表示实体(实体组)abc的顶点M。 n)带下标的两个大写字母下标代表实体(实体组)的编号，两个大写字母代表棱，如AB^，表示实体
abcd的棱AB。如AB自d不是一条棱，则AB^代表点A^到点Batal的连线。在数学表达式中，代表AB8b。d
则实体abcd的棱AB的长度。 o)带下标的三个大写字母下标代表实体的编号，三个大写字母代表平面，如ABC,w,表示实体abcd
的平面ABC，该平面穿过实体abcd上的三个点A、 B、 C。 p) Radius"表示实体abcd的半径。Face bcl)-n:表示实体abcd上编号为abcd-n的面。Axis"表示实体
abc.d的圆心线(圆柱、圆环、圆锥、圆弧的所有圆心构成的直线，视为圆心线)。HeighU。a:表示实体
abcd的高度。
Q)线段AB居中在线段CD:表示线段AB与线段CD共线，AB〈CD， AB居中在CD的点C、点D之间。
r)线段AB居中在线段CD的正X坐标轴方位把线段AB沿负X坐标轴方向移动一定距离后，线段AB可
居中在线段CD上。对其他坐标轴方位，可依此类推。 s)实体A居中在实体B的正X坐标轴方位实体A、实体B不相交；沿负X坐标轴方向移动实体A移动
一定距离后，实体A的重心可与实体B的重心重合。对其他坐标轴方位，可依此类推。 t)线段AB在线段CD上表示线段AB与线段CD共线，AB<CD， AB在CD的点C、点D之间。 u)面ABC居中在面DEF:表示ABC的面积〈DEF的面积，面ABC包含在面DEF中(面ABC与面DEF共面)；面
ABC在面DEF上居中，即面ABC的重心、面DEF的重心重合。 v)线段AB与线段CD完全重合AB与CD同长，AB的端点A、 B与CD的端点C、 D分别重合. w) Lengths"实体abcd (abed为实体的编号)沿X坐标轴的长度。设EF是长方体abcd的棱，EF平
行于X坐标轴，则长方体abcd沿X坐标轴的长度LengthvpEF。同理，Lengthub"则为实体abcd
沿Y坐标轴的长度；Widthx. 一则为实体abcd沿X坐标轴的宽度；WidthY. ^则为实体abcd沿Y坐标
轴的宽度。
x)实体A、实体B沿Y坐标轴的同宽(等宽或同长)实体A、实体B沿r坐标轴的宽度相同(或长度相 同)。后文所述"沿X坐标轴移动实体"等价于"沿一条直线(该直线平行于X坐标轴)移动实体"；其 它与此雷同的陈述，其含义可依此类推。
y)实体A内贴于实体B的面CDE:实体A包含于实体B,实体A的一个面包含于实体B的面CDE。z)实体A外贴于实体B的面CDE:实体A的一个面(设该面为Faceab(>1 )包含于实体B的面CDE，且Face^a为实体A与实体B的交集。
该发明包括螺钉及其配套起子。
1 螺钉该螺钉的螺钉头含有一个扣头。
1.1 扣头图l(a)中，ABm、 CD,。,是圆管101上的两根外直径，圆管101的内直径为0. 2mm。令ABm、 CD皿沿Y坐标轴负向匀速移动并绕圆柱体101的轴心匀速旋转且二者的旋转方向相反，这样把圆管IOI被AB他、CD謝切分成两个部分 一个部分为由扇形凸102-1、 102-2构成的扣头102;扣头102中，两个扇形凸彼此对称，扇形凸的横截面为夹角小于90°扇形，两个扇形凸之间的扇形空间则称为扇形凹；另一个部分为由扇形凸103-1 、 103-2构成的扣头103。 EGH1M-2是扇形凸102-2的上端面，EFM仏。h是扇形凸102-2上的曲面，KP,。2-2是EFMH皿—2上平行于EGH。2 —2的任意一条线段，则KP旭—2与EH冊—2的夹角6为S =义 ￡AT ,(入值可设为入=3° /mm; EK的单位为鹏)。令EK = 3咖，则ZGEH = 88° ，ZMFN = 70° 。扣头104是扣头102的镜象，扣头104的扇形凸可松配合在扣头102的扇形凹中。
1.2螺钉图l(b)中，扣头iii是扣头i02的变种，二者的半径或高度可不同；圆柱体112呈片状，Radiusltl = Radiusm;圆柱体113呈条状，Radiusm<Radius112。令圆柱体112的上底面与扣头lll的下底面重合，圆柱体112的下底面与圆柱体113的上底面重合，且三者的圆心线重合，则可由下式形成螺钉114: Ent 4= Entu,UEntmUEntu3。螺钉上的扣头为里小外大，即从外向里在任一螺钉扣头上逐个地截取扇形横截面，这样依次产生出的扇形横截面，其面积具有单调递减的特征。
2 螺钉起子螺钉起子由起钉杆、起子座、扳手、手柄、切换头组成。
2.1 起钉杆图6中，扣头610、 611是扣头102的拷贝；扣头610、 611与圆柱体612,三者的半径相等。令扣头611的上底面与扣头610的下底面重合，扣头611的的下底面与圆柱体612的上底面重合，且三者的圆心线重合，则可由下式形成实体613: Ent"产Ent6K)UEnt611UEnt612。令实体613两端都被磁化，则多个实体613的拷贝串行地扣结成"一"字形，即可得到各种长度的起钉杆。
2.2 起子座起子座由旋杆、座板、从齿轮、主齿轮构成。2. 2. 1旋杆
2.2.1.1实体124:图l (c)中，实体121、 123为圆柱体，Radiusm〉Radiusm = Radius啦；实体122为圆环，圆环122的外径等于圆柱体123的半径。令圆柱体121、圆柱体123、圆环122的圆心线共线，圆柱体123贯穿过圆柱体121,圆环122包含于圆柱体123内，且圆环122上端面与圆柱体121下端面的距离=Heights则由下式得到实体124: Eiit12.',=Entl21U Ent123 - Ent122。实体124上的环形槽由圆环122对应生成。
2. 2. 1. 2旋杆图2(d)中，实体221、 223均为扣头102的拷贝。令实体124、扣头221、扣头223的圆心线共线，实体124的上端面与扣头221的下端面共面，实体124的下端面与扣头223的上端面共面，则由下式得到旋杆224: Ent224=Ent221 U Ent223 UEnt124。
2.2.2座板图3(c)中，实体323、 324都是圆柱体321的拷贝，2 * Radius321<WidthY, w。实体322为长方体，Height = Heighte。 C^是AB辺的中点，Fm是DE322的中点，设CF加为Cw、F322的连线。为令圆柱体323、 324、 321和长方体322的上端面共面，圆柱体323、 324、321互不相交，圆柱体323、 324、 321上端面的圆心位于CFm上，则由下式得到座板325:Ent325=Ent 322 - Ent32l U Ent323 U Ent辺。
2. 2. 3从齿轮图2 ( a)中，实体204均为圆柱体，Radius旭〉Radius服，圆环203是圆环122的
5拷贝，圆环203的外径等于Radius泡；实体201、 202为齿轮。令实体201、 202、 203、 204 的圆心线共线，圆环203包含于圆柱体204中，且圆环203上端面与圆柱体202下端面的 距离-Height咖，圆柱体204的上端面与齿轮202的下端面共面，齿轮202的上端面与齿轮 201的下端面共面，则由下式得到从齿轮205: Ent2。5= Ent训U Ent202 U Ent204 - Ent加。从 齿轮205上的环形槽由圆环203对应生成。 2. 2. 4主齿轮
2. 2. 4.1实体215:图2(c)中，实体211为齿轮，实体212、 214为圆柱体， Radiusm>Radius212>Radius214,圆环213是圆环122的拷贝，圆环213的外径等于 Radius2,4。令实体211、 212、 213、 214的圆心线共线，圆环213包含于圆柱体204 中，且圆环213上端面与圆柱体212下端面的距离=Heights,圆柱体204的上端面 与圆柱体212的下端面共面，圆柱体212的上端面与齿轮211的下端面共面，则由 下式得到实体215: Ent215= Ent2llU Ent212 U Ent214 - Etit213。从齿轮205上的环形槽 由圆环213对应生成。
2. 2.4. 2主齿轮图3(a)中，扣头301是扣头102的拷贝，令实体215上端面的圆心与扣 头301下端面的圆心重合，则由下式得到主齿轮302: EnU产Ent215U Ent301。 2. 2. 5弧形销图3(c)中，圆环312是圆环122的拷贝，长方体311与圆环312等高，Widthx, m>Radius312, A3u是圆环312上端面的圆心，令A川、A^重合，则由下式得到弧形销313: Ent〗i产Ent;u2 - Ent3u。
2. 2. 6起子座图4中，弧形销401、 402都是弧形销313的拷贝，令旋杆224、从齿轮205、主 齿轮302分别下穿过座板325上的圆孔325 - 1、 325 - 2、 325 - 3,且三者的的环形槽都位 于在座板325下端面以下并分别被弧形销401、 402、 313销锁住，即形成起子座326。起 子座326中，旋杆224、从齿轮205、主齿轮302上的齿轮与从齿轮205上的小齿轮啮合， 从齿轮205上的大齿轮与旋杆224上的齿轮啮合；主齿轮302转动一圈，从齿轮205转动 4圈，旋杆224转动16圈。
2.3 扳手图5(a)中，实体501是圆柱体，实体502是长方体。Height5。P Heights; A亚是DE5。2 的中点，AE502 = Radius1M = Radius，，令A^、 A观重合,圆柱体501下端面的圆心与扣头104 上端面的圆心重合，则由下式得到扳手503: EnU3-Ent谢UEnt刚UEnt502。
2.4 手柄图6(b)中，扣头621是扣头102的拷贝，令扣头621上端面的圆心与圆柱体622上端 面的圆心重合，则由下式得到手柄623: Ent 3 = Ent 622 -Ent621。起钉杆的一端配合在手柄623 上的扇形凹即可形成一个可单独使用的起子。
2.5切换头切换头的一端为扣头，另一端为"一"、"十"、"厶"等形状。切换头带扣头的一端可 与手柄、起钌杆配合为一体，从而使该发明能用于拆装目前的各种螺钉。下面以切换头的一个 实例作说明。
2. 5.1切换头513:图5(a)中，圆柱体511的半径等于扣头102的半径，实体512是一个直六 棱柱。令圆柱体511上端面的圆心与扣头102下端面的圆心重合，圆柱体511下端面的圆 心与直六棱柱512上端面的重心重合，则由下式得到切换头513: En^^Ent服UEnt5uU Ent512。
2.5.2其他切换头把图5(a)中的直六棱柱512形状改换为"一"、"十"、"A"等形状，重复 2.5.1中所述的过程，即可得到其他各种形状的切换头。 2.6螺钉起子使用与螺钉扣头一样，螺钉起子各个零件上的扣头均为里小外大，且每个扣头均被 磁化，于是，各零件间都可依靠彼此的扣头及磁力扣结为一体，且彼此间的扣合力随外力增大 而增大，从而克服了目前"一"字、"十"字起子容易随外力增大而脱出的不足。 2. 6. 1图7中，通过各自的扣头，扳手503与起子座326上的旋杆224、起子座326上的旋杆224与起钉杆613、起钉杆613与螺钉114彼此扣结； 一手握住起子座326端部326 - 1, —手扳动扳手503，螺钉114即转动。板手的力臂远大于螺钉114,板手上较小的力就可在螺钉1W形成足够大的力矩。
2. 6. 2与2.6.1所述同理，令扳手503与起子座326上的主齿轮302、起子座326上的旋杆224与起钉杆613、起钉杆613与螺钉114彼此扣结， 一手握住起子座326端部326 - 1， 一手扳动扳手503，螺钉114即转动。由于主齿轮302转动一圈，从齿轮205转动4圈，旋杆224转动16圈，故扳动扳手503 —圈，螺钉114即转动16圈。
2. 6. 3图7中，通过各自的扣头，手柄623与起钉杆613、起钉杆613与螺钉114彼此扣结；转动手柄623,螺钉114即同步转动。
本发明的有益效果
本发明将使目前型号繁杂的螺钉起子最终统一为一种螺钉起子，可提髙螺钉起子的通用性，进一步促进螺钉起子的标准化，并可在宏观上降低螺钉起子所耗用的优质钢；可避免死钉、螺钉失落等常见小麻烦，减少拆装螺钉的时间，使十分紧固的螺钉也不难于拆卸，有利于提高钳工的工作效率。
图l一图7是本发明的机械零件或部件(均为三维实体)成形过程图或装配图。
权利要求
1 新型螺钉，一种依靠螺纹把不同物体紧固为一体的机械零件，其特征在于，螺钉的螺钉头含有一个里小外大的扣头；圆管(101)上的两根外直径AB101、CD101沿Y坐标轴负向匀速移动，并绕圆柱体(101)的轴心匀速旋转且二者的旋转方向相反，把圆管(101)切分成两个部分，其中一个即为扣头；该扣头中，两个扇形凸彼此对称，扇形凸的横截面为夹角小于90°的扇形。
2 螺钉起子， 一种能与螺钉头配合并使其旋转的机械工具，其特征在于，螺钉起子由起钉杆、起子座、 扳手-手柄、切换头组成，各零件上的扣头均为里小外大，且每个扣头均被磁化，各零件间都可依靠 彼此的扣头及磁力扣结为一体；令扳手(503)与起子座〔326)上的旋杆(224)、起子座(326)上的旋杆(224) 与起钉杆(613)、起钉杆(613)与螺钉(114)彼此扣结，则一手握住起子座(326)端部(326 - 1), —手扳 动扳手(503),螺钉(114)即转动；起子座(326)上，主齿轮(302)转动一圈，从齿轮(205)转动4圈，旋 杆(224)转动16圏，令扳手(503)与起子座(326)上的主齿轮(302)、起子座(326)上的旋杆(224)与起钉 杆(613)、起钉杆(613)与螺钉(114)彼此扣结，则一手握住起子座(326)端部(326 - 1)， 一手扳动扳手 (503)—圈时，螺钉(l")即转动16圈；令手柄(623)与起钉杆(613)、起钉杆(613)与螺钉(114)彼此扣 结，则转动手柄(623)，螺钉(114)即同步转动。
全文摘要
本发明新型螺钉及其配套起子中，螺钉的螺钉头含有一个里小外大的扣头；扣头中，两个扇形凸彼此对称，扇形凸的横截面为夹角小于90°的扇形。螺钉起子由起钉杆、起子座、扳手、手柄、切换头组成，各零件上的扣头均为里小外大，且每个扣头均被磁化，各零件间都可依靠彼此的扣头及磁力扣结为一体；一手握住起子座326端部326-1，一手扳动扳手503，螺钉114即转动，要么可用板手上较小的力在螺钉114形成足够大的力矩，要么可扳动扳手503一圈而使螺钉114转动16圈；本发明将使目前型号繁杂的螺钉起子最终统一为一种螺钉起子，可提高螺钉起子的通用性，有利于提高钳工的工作效率。
文档编号F16B23/00GK101545507SQ20081004508
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者华 王 申请人:华 王