三种工作模式手动螺丝刀的制作方法

本发明涉及一种具有三种工作模式的手动螺丝刀，属于紧固、拆卸的工具。

背景技术：

在使用手动螺丝刀时经常会遇到螺丝太紧拧不动，力气太小拧不紧或是螺丝太长拧动时间过长，使得一些工作无法完成或是效率低下。

现在市面上常见的螺丝刀主要有省力螺丝刀如利用棘轮机构的螺丝刀，变速螺丝刀如电动螺丝刀，以及普通螺丝刀，普通螺丝刀既不能省力也无法做到加速，然而上述这三种螺丝刀功能单一，同一把螺丝刀无法全面解决省力或加速的难题，同时还存在一些随即而来的问题。比如利用棘轮机构的省力螺丝刀，根据能量守恒定律，省力和加速是两个相对的量，即省力必减速，加速必费力，所以这种螺丝刀虽然能做到省力，与此同时却延长拧螺丝的时间，从而使得动作效率低下；对于电动螺丝刀虽然可以做到加速，但是其体积大，沉重，携带不方便，受电量的限制，没电就无法使用，同时这种螺丝刀价格较高，使用场合局限。由于以上原因使得市面上的产品都不能即经济又全面的解决即省力又加速的问题。

授权公告号cn201052595y和授权公告号为cn206795585u的中国实用新型专利都提出了基于齿轮传动的变速螺丝刀，这两种设计均未提出在实现手动螺丝刀变速的同时解决其省力的方案；授权公告号cn205310136u的中国实用新型专利提出了基于行星齿轮机构的省力加速器，在使用中通过调换螺丝刀柄和螺丝刀杆与省力加速器接口的连接方式来实现省力和加速的功能，该设计的省力加速器体积较大，与螺丝刀柄和螺丝刀杆分离，不便于携带，在使用中调换也较复杂费时。手动螺丝刀应满足携带方便、使用便捷等功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有三种工作模式的手动螺丝刀，三种工作模式分别为：省力模式、加速模式和标准模式(既不省力也不加速的普通螺丝刀模式，即传动比为1)。

本发明通过下述技术方案实现：

三种工作模式手动螺丝刀，包括：上端螺丝刀柄、下端螺丝刀柄和可更换螺丝刀头。其特征是：下端螺丝刀柄内有行星齿轮机构、上下端转换杆、转换开关、弹簧、弹性挡圈、半环形挡块、轴套和螺丝钉。

进一步：行星齿轮机构包括：上下端两个行星架、太阳轮、齿圈、行星齿轮。

所述上端螺丝刀柄设有一个小孔和一个大孔，小孔用来连接上端转换杆，大孔用来配合下端螺丝刀柄。

所述下端螺丝刀柄为中空结构，并且设有安装转换开关的孔，中空结构用于安装行星齿轮机构和上下端转换杆。

所述转换开关设有两个直径不同的孔，通过改变大小孔与转换杆的位置关系来实现不同工作模式间的转换和保持。

所述上端转换杆前端设有六角棱柱接头和环形槽，六角棱柱接头用于连接行星齿轮机构，上端转换杆后端与上端螺丝刀柄连接，环形槽用于安装弹性挡圈，在六角棱柱接头与弹性挡圈之间装有弹簧和轴套，弹簧靠近接头，轴套靠近弹性挡圈，挡圈用于限制轴套位置，弹簧用于在切换工作模式时将上端转换杆弹出，轴套用于与转换开关配合控制上端转换杆的位置。

所诉下端转换杆前端设有螺丝刀接口、环形槽和轴环，后端设有两个分离的六角棱柱接头，环形槽和轴环用于与转换开关配合控制下端转换杆的位置，靠近轴环安装弹簧，轴环处弹簧用于在切换工作模式时将下端转换杆弹出，两个分离的六角棱柱接头用于连接行星齿轮机构。

所述上端行星架上设有凸台，凸台内设有内六角孔和两个圆孔，内六角孔设在两个圆孔之间，内六角孔和一个圆孔用于配合安装上端转换杆，另一个圆孔用于配合安装太阳轮；行星架上设有安装行星齿轮的轴，在轴上设有凸台，在凸台上设有环形槽，凸台用于安装下端行星架，环形槽用于安装弹性挡圈以达到固定下端行星架的目的。

所述下端行星架上设有凸台，凸台内设有内六角孔和两个圆孔，凸台端面上设有螺纹孔，内六角孔和一个圆孔用于配合安装下端转换杆中间的六棱柱接头，另一个圆孔用于配合安装太阳轮，螺纹孔用于螺丝钉来安装半环形挡块使用；下端行星架上设有与行星齿轮数目相当的孔，用于与上端行星架的凸台装配。

所述太阳轮两侧设有圆柱凸台，上端凸台内设有内六角孔，上端凸台上的内六角孔是用于配合安装上端转换杆，下端凸台内设有内六角孔和圆孔，圆孔靠近太阳轮，下端凸台上的内六角孔和圆孔是用来配合安装下端转换杆另一个六棱柱接头。

所述齿圈外沿上开有卡槽，卡槽是用于与下端螺丝刀柄装配，达到齿圈与下端螺丝刀柄固定的目的。

所述上端转换杆在省力模式下与太阳轮上的内六角孔连接，下端转换杆上的中间六棱柱接头与下端行星架的内六角孔连接，下端转换杆上的顶端六棱柱接头进入太阳轮下端凸台内的圆孔内，下端螺丝刀柄的前端转换开关卡在下端转换杆的环形槽内，后端转换开关卡在上端转换杆的弹性挡圈上端。

所述上端转换杆在加速模式下与上端行星架的内六角孔连接，下端转换杆上的顶端六棱柱接头与太阳轮下端凸台内的内六角孔连接，下端转换杆上的中间六棱柱接头进入下端行星架凸台内的圆孔内，下端螺丝刀柄的前端转换开关卡在下端转换杆的轴环的上端，后端转换开关卡在上端转换杆上轴套的下端。

所述上端转换杆和下端转换杆在标准模式下，同时与太阳轮上下凸台内的内六角孔连接或与上下行星架凸台内的内六角孔连接。

所述上下端转换杆从省力模式自动转换到加速模式是通过安装在上下端转换杆的弹簧实现的。

本发明通过上下转换杆与太阳轮及行星架的不同连接方式，实现省力模式(太阳轮为主动件，行星架为从动件，齿圈固定)、加速模式(行星架为主动件，太阳轮为从动件，齿圈固定)和标准模式三种工作模式的切换，利用转换开关来保持工作模式，将已有螺丝刀单一的工作模式增加到了三种，极大的增强了手动螺丝刀的功能和扩宽了手动螺丝刀的使用场合，并且结构上易于实现，操作简单，符合使用螺丝刀的日常习惯，即按压时转换为省力模式，松开时转换为加速模式。

附图说明

图1为本发明爆炸图；

图2为上端螺丝刀柄示意图；

图3为转换开关示意图；

图4为上端行星架示意图；

图5为上端行星架主视图；

图6为上端行星架a-a剖面图；

图7为上端转换杆示意图；

图8为下端螺丝刀柄示意图；

图9为下端螺丝刀柄主视图；

图10为下端螺丝刀柄b-b剖面图；

图11为下端螺丝刀柄c-c剖面图；

图12为下端螺丝刀柄d-d剖面图；

图13为齿圈示意图；

图14为太阳轮主视图；

图15为太阳轮e-e剖面图；

图16为下端行星架示意图；

图17为下端行星架俯视图；

图18为下端行星架f-f剖面图；

图19为轴套示意图；

图20为下端转换杆示意图；

图21为半环形挡块示意图；

图22为本发明内部装配图；

图23为省力模式下整体结构示意图；

图24为省力模式下g-g剖面图；

图25为加速模式下g-g剖面图；

图26为标准模式下配合方式一的g-g剖面图；

图27为标准模式下配合方式二的g-g剖面图；

图1中:1.上端螺丝刀柄，2.弹簧挡圈，3.轴套，4.弹簧，5.转换开关，6.上端行星架，7.上端转换杆，8.行星齿轮，9.下端螺丝刀柄，10.齿圈，11.太阳轮，12.下端行星架，13.下端转换杆，14.半环形挡块，15.螺丝钉，16.螺丝刀头。

具体实施方式

本发明省力加速器采用单排行星齿轮机构，部件见表1。

表1本发明所述行星齿轮机构传动总结

说明：α为齿圈齿数与太阳轮齿数之比。

图2所示，上端螺丝刀柄1内部设有圆孔17，圆孔18和倒角19，圆孔17用来安装上端转换杆7，圆孔18用来与下端螺丝刀柄9的凸台36配合，倒角19用来避免在使用过程中夹手。

图3所示，转换开关5主体为薄片，在薄片中间位置设有大圆孔23和小圆孔24，薄片四角设有圆角22，在薄片上端设有短杆21，在短杆21顶端设有直径大于短杆21的凸台20，通过大圆孔23来安装上下端转换杆7和13及进行切换工作模式，小圆孔24用来保持工作模式，短杆21用来安装使转换开关复位的弹簧4，通过按压凸台20来压缩复位弹簧4。

图4所示，上端行星架6上端设有大凸台27，在大凸台27上面设有小凸台26，小凸台26上端面上设有圆孔25，圆孔25用来安装上端转换杆7，在上端行星架6安装行星齿轮8的轴端面上设有凸台28，凸台28用来与下端行星架12上的孔52配合来安装下端行星架12，在凸台28径向设有环形槽29，环形槽29用来安装弹性挡圈2。

图6所示，在上端行星架6的大凸台27内设有圆孔31，小凸台26内设有内六角孔30，圆孔31用来安放太阳轮11的上端凸台44，内六角孔30用来配合上端转换杆7的六棱柱接头33。

图7所示，上端转换杆7前顶端设有六棱柱接头33，六棱柱接头33用来与上端行星架6的内六角孔30和太阳轮11的上端凸台44内的内六角孔46配合，上端转换杆7中间设有环形槽32，环形槽32用来安装弹性挡圈2。

图8所示，下端螺丝刀柄9外部一侧端面设有凸台36和倒角35，凸台36用来与上端螺丝刀柄配合，倒角35为避免使用中夹手而设计。

图10、11、12所示，下端螺丝刀柄9设有圆孔34、圆孔38和矩形孔39，这三个孔用来安装转换开关5，下端螺丝刀柄9前后各安装一个转换开关。下端螺丝刀柄9内为中空结构，设有通孔37，圆孔40和环形槽41，这三个结构用来安装除转换开关5以外的其他元件。环形槽41内侧壁设有凸台42用来与齿圈10外沿面设有的卡槽43配合来固定齿圈10。

图14，15所示，太阳轮11上端设有凸台44，凸台44内设有内六角孔46，内六角孔46用来在转换工作模式时与上端转换杆7的六棱柱接头33配合，太阳轮11下端设有凸台45，凸台45内设有圆孔47和内六角孔48，圆孔47用来在转换工作模式时容纳下端转换杆13的端部六棱柱接头55，内六角孔48用来在转换工作模式时与下端转换杆13的端部六棱柱接头55配合。

图16,18所示，下端行星架12一侧垂直面上设有凸台51，在凸台51顶部端面上设有螺纹孔50，用来安装螺钉15使用，在内部设有圆孔49、内六角孔53和圆孔54，圆孔49用来在转换工作模式时容纳下端转换杆13的中间六棱柱接头57，内六角孔53用来在转换工作模式时与中间六棱柱接头57配合，圆孔54用来安装太阳轮11使用，在下端行星架12设有与上端行星架6配合安装的圆孔52。

图20所示，下端转换杆13一端设有用来安装螺丝刀杆16接头61，接头61内设有与螺丝刀配合的内六角孔62，在接头61后端设有轴环59，在接头61与轴环59间设有环形槽60，轴环59和环形槽60是用来与下端螺丝刀柄9的前端转换开关5配合来转换和保持工作模式使用的。下端转换杆13的另一端设有两个六棱柱接头分别为55和57，在两接头之间设有环形槽56，两个六棱柱接头55和57以及环形槽56用于与太阳轮11的内六角孔48、圆孔47以及下端行星架12的圆孔49和内六角孔53配合使用于改变或保持工作模式。

图21所示，半环形挡块14用来放置弹簧4和为下端转换杆13伸缩作导向。半环形挡块14设有半圆孔63和圆孔64，半圆孔63用来安装下端转换杆13，圆孔64用来配合螺钉15使用，从而把两个半圆形挡块14安装在下端行星架12上。

图22所示，上端转换杆7穿过上端行星架6的圆孔25将上端转换杆7的六棱柱接头33与上端行星架6的内六角孔30配合在一起，把弹簧4和轴套3依次套入上端转换杆7，再把弹性挡圈2安装在上端转换杆7的环形槽32上，接着把行星齿轮8安装在上端行星架6的轴上，然后把太阳轮11的凸台44安装在上端行星架6的圆孔31内，同时把下端行星架12与上端行星架6安装在一起，用弹性挡圈2把两个行星架固定在一起，之后把装好弹簧4的下端转换杆安装在下端行星架12内，然后把两个半环形挡块14用螺丝钉15固定在下端行星架12上，在安装半环形挡块14时要使得弹簧在其外侧。

图24所示，上端转换杆7与上端螺丝刀柄1通过孔17配合并固定，当六棱柱接头33与内六角孔46配合在一起时转动上端螺丝刀柄1即是转动太阳轮11，此时太阳轮11为主动件。当六棱柱接头55进入圆孔47并六棱柱接头57与内六角孔54配合在一起时即是下端转换杆13与下端行星架12配合在一起，而上下端行星架6和12固定在一起，所以此时行星架为从动件。齿圈10与下端螺丝刀柄9是固定在一起的，当手握下端螺丝刀柄9时即齿轮固定。于是当一只手转动上端螺丝刀柄1另一只手握住下端螺丝刀柄9时，通过表1可以看出，此时行星齿轮机构处于省力状态，把这种工作状态称为省力模式。与此同时下端螺丝刀柄9的前转换开关5通过小圆孔24卡在了下端转换杆13的环形槽60内，后端转换开关5也通过小圆孔24卡在了上端转换杆7上的弹性挡圈2的上端面，此时螺丝刀保持了省力的工作状态。

图25所示，当六棱柱接头33与内六角孔30配合在一起时转动上端螺丝刀柄1即是转动行星架，此时行星架为主动件。当六棱柱接头55与内六角孔48配合，并且六棱柱接头57进入圆孔49时即是下端转换杆13与太阳轮11配合在一起，此时太阳轮11为从动件。齿圈10与下端螺丝刀柄9是固定在一起的，当手握下端螺丝刀柄9时即齿轮固定。于是当一只手转动上端螺丝刀柄1另一只手握住下端螺丝刀柄9时，通过表1可以看出，此时行星齿轮机构处于加速状态，把这种工作状态称为加速模式。与此同时下端螺丝刀柄9的前端转换开关5通过小圆孔24卡在了下端转换杆13的轴环59上端面，后端转换开关5也通过小圆孔24卡在了安装在上端转换杆7上的轴套3的下端面，此时螺丝刀保持了加速的工作状态。

图26,、27所示，当六棱柱接头33与内六角孔30(或内六角孔46)配合在一起，同时六棱柱接头57与内六角孔54(或六棱柱接头55与内六角孔48)配合在一起时，上端转换杆7与下端转换杆13相对静止，此时转动上端螺丝刀柄1与螺丝刀头16同步，通过表1可以看出，此时行星齿轮机构既不省力也不加速即为普通螺丝刀的工作状态，把这种工作状态称为标准模式。与此同时下端螺丝刀柄9的前端转换开关5通过小圆孔24卡在了下端转换杆13的轴环59上端面(或卡在了下端转换杆13的环形槽60内)，后端转换开关5也通过小圆孔24卡在了上端转换杆7上的弹性挡圈2的上端面(或卡在了安装在上端转换杆7上的轴套3的下端面)，此时螺丝刀保持了即不省力也不加速的普通工作状态。

上下端行星架用于连接的接头除了可以使用六棱柱接头，也可以是三棱柱、四棱柱、五棱柱及其他多边棱柱，同时太阳轮及上下行星架凸台内的接口除了可以使用内六角孔，也可以是三角孔、四角孔、五角孔及其它多边形孔。

行星齿轮机构的行星齿轮个数可以是2个、3个、4个或5个，同时用于固定上端行星架6和下端行星架12的的弹性挡圈2也可以用销来固定，如果用销来固定，则在上端行星架6上加工出相应的销孔。

使用方法：

1.省力模式的切换及保持：将螺丝刀顶住要拧动的螺丝，一只手握住下端螺丝刀柄9，另一只手握住上端螺丝刀柄1，握住下端螺丝刀柄9的手同时按下前后转换开关5，握住上端螺丝刀柄1的手轻轻按压并稍稍转动上端螺丝刀柄1，当看到上端螺丝刀柄1和下端转换杆13同时缩回到下端螺丝刀手柄9内时，松开前后转换开关5，此时便切换并保持在了省力模式。

2.加速模式的切换及保持：将螺丝刀离开螺丝或轻放螺丝上，一只手握住下端螺丝刀柄9，另一只手握住上端螺丝刀柄1，握住下端螺丝刀柄9的手同时按下前后转换开关5，握住上端螺丝刀柄1的手稍稍转动上端螺丝刀柄1，当看到上端螺丝刀柄1和下端转换杆13同时从下端螺丝刀手柄9内弹出，松开前后转换开关5，此时便切换并保持在了加速模式。

3.标准模式的切换及保持：无论是从省力模式切换到标准模式，还是从加速模式切换到标准模式，只需通过按压及转动前端转换开关5或后端转换开关5，来使得上端螺丝刀柄1和下端转换杆13同时“一出一回”即可，即上端螺丝刀柄1弹出去同时下端转换杆13缩回或上端螺丝刀柄1缩回同时下端转换杆13弹出去，当完成切换之后松开按压的转换开关5便可以保持标准模式。