CN102485436B - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动工具，具有能自动切换传动输出的装置，包含：至少一层传动部分，具有用于传动的太阳轮，行星架及齿圈；感应系统，具有感应工况变化的感应部件；控制装置，可与感应系统相配合控制所述传动部分的传动状态；其中：当处于同一层传动部分上的中心轮、行星架和齿圈处于第一传动状态时，传动部分产生第一传动输出；当所述感应部件接收工况变化达到预定值时，感应系统反馈到控制装置，使得处于同一层传动部分上的中心轮、行星架和齿圈处于第二传动状态时，传动部分产生第二传动输出。使用本发明所揭示的自动调速传动装置后，电动工具可感应工作扭力，并根据所受的外扭力从高速到低速自动调整转速，且不需操作者手动复位。

Description

电动工具

技术领域

 本发明涉及一种电动工具，尤其是涉及一种具有自动调速装置的电动工具。

背景技术

通常由电动工具执行的工作，如钻孔和拧螺丝，一般随工作进度和被加工材料不同，需要的扭矩会阶段性的不同。如一般在任务开始阶段需要低扭矩，在任务最后阶段需要较高扭矩。在现有技术中，调速装置的调节通常是由人工操作完成，但这种人工操作使得操作者不得不时刻关注工具的工作状态，负载变化情况，并判断什么时候需要调节调速装置。这种人工操作对操作者的操作技能要求较高，且不利于提高效率。

发明内容

本发明提供一种电动工具，具有能自动切换输出的传动装置，此传动装置能自动地根据输入的扭矩从第一传动输出转换到第二传动输出。因此，传动装置在电动工具任务的开始阶段提供高速低扭矩输出，在电动工具任务最后阶段提供低速高扭矩输出。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动工具，具有能自动切换传动输出的装置，包含：

至少一层传动部分，具有用于传动的太阳轮，行星架及齿圈；

感应系统，具有感应工况变化的感应部件；

控制装置，可与感应系统相配合控制所述传动部分的传动状态；

所述齿圈外套设有所述固定架，所述齿圈外圆周面上设有扁位面，所述固定架上设有可容置所述滚柱的容纳槽，所述容纳槽的位置和扁位面的位置对应，所述齿圈端面上设有齿圈凸齿，固定架的端面上设有可与齿圈凸齿叠置的固定架凸齿；所述行星架的外圆柱面上设有沿轴向的锁定槽，所述行星架外套设有环状的连接器，所述连接器上分别设有：能与锁定槽滑动配合的内齿、能与所述齿轮凸齿和固定架凸齿周向止挡配合的端齿；

所述滚柱以及固定架形成所述容纳槽的部分容置在所述第一壳体中；

所述连接器可在产生第一传动输出的第一位置及产生第二传动输出的第二位置之间轴向移动。

所述感应系统被设置成具有电路部分的电子感应系统或不具有电路部分的机械感应系统。

所述机械感应系统包含能够感应外界工况的扭力的扭力感应系统。

所述感应部件为区别于所述具有第一、第二传动输出的层的另一层传动部分上的用于感应扭力的齿圈。

所述扭力感应系统还包含

环状件，所述环状件具有与所述感应扭力的齿圈上的凸轮面相配合的凸轮件，以及

弹性元件，所述弹性元件对所述环状件施加作用力，以抵抗所述感应扭力的齿圈的转动。

还包含用于带动所述连接器在第一位置及第二位置之间移动的可复位的装置。

所述可复位的装置包含可枢转的秋千架及作用在秋千架上的弹性元件，秋千架与所述连接器连接并在所述弹性元件的作用下使所述连接器偏向所述的第二位置。

所述相同传动状态为具有相同转速的共同旋转状态或静止状态。

所述工况变化可包含扭力变化、电流变化、速度变化、电压变化和功率变化的其中任一项或任意组合。

使用本发明所揭示的自动调速传动装置后，电动工具可感应工作扭力，并根据所受的外扭力从高速到低速自动调整转速，且不需操作者手动复位；采用离合器装置，能在工作过程中进行平稳、无冲击的速度切换；在同一层传动部分上实现至少两种速度输出的设置，使得整个机具的尺寸更加小巧、结构更加紧凑。

附图说明

图1是本发明优选实施方式中的电钻的结构示意图；

图2是本发明的优选实施方式中电钻的传动装置的组件分解图；

图3是本发明传动装置的第一传动部分的组件分解图；

图4是第一传动部分处于不同速度输出状态时的示意图，其中，4a为处于高速输出时的状态图，4b为4a图中A-A的截面图，4c为处于低速输出时的状态图，4d为4c图中A-A截面图；

图5是本发明传动装置的第二传动部分的组件分解图；

图6是第二传动部分上的扭力感应系统的示意图，其中，6a为正视图，图6b为侧视图；

图7是本发明优选实施方式的电钻的控制装置、弹性回复装置及感应系统相互配合的一种状态示意图；

图8是本发明优选实施方式的电钻的控制装置、弹性回复装置及感应系统相互配合的另一种状态示意图；

图9是在同一层传动部分上实现可切换输出的另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

本发明的一个优选实施例如图1所示，以带自动变速装置的电钻为例。

电钻包括主机体100、夹头部分101及握持部分102，主机体100上设有触发开关5及可由触发开关联动的控制机构4，主机体100内部有电机1、减速齿轮箱2及可由控制机构4联动的弹性回复装置3。

如图2所示，为本发明的传动装置的组件分解图，该传动装置可根据外界扭力的情况自动由高速低扭力输出状态转换到低速高扭力输出状态，传动装置包含齿轮箱壳体20，齿轮箱壳体20由第一壳体21及第二壳体22组成，第一壳体21通过螺栓等习知的方法与第二壳体22固连，齿轮箱壳体20内部设有第一层传动部分6、第二层传动部分7及第三层传动部分8，其中，第一层传动部分具有第一太阳轮61、第一行星轮组67、第一行星架68及第一齿圈64，第二层传动部分具有第二太阳轮71、第二行星轮组76、第二行星架77及第二齿圈75，第三层传动部分具有第三太阳轮81、第三行星轮组83及第三行星架84。

如图3所示，为第一层传动部分6的组件分解图，在第一层传动部分6的一侧设有轴承62及挡圈63，第一齿圈64外套设有固定架66，第一齿圈64外圆周面上设有扁位面641，固定架66上设有可容置滚柱65的容纳槽661，容纳槽661的位置和扁位面641的位置对应，第一齿圈64端面上设有齿圈凸齿642，固定架66的端面上设有可与齿圈凸齿642叠置的固定架凸齿662；第一行星架68的一侧端面上设有固定第一行星轮组67的支柱组681，另一侧端面与第二太阳轮71固为一体，第一行星架68的外圆柱面上设有沿轴向Y的锁定槽682，第一行星架68外套设有环状的连接器9，连接器9上分别设有与锁定槽682滑动配合的内齿93及与齿圈凸齿642、662周向止挡配合的端齿91，内齿93和端齿91可做成一体。

如图4所示，为第一层传动部分6处于不同传动输出时的状态示意图，其中图4a、4b为第一传动部分6处于高速输出时的状态图，此时，连接器9处于第一位置上，在该位置上，连接器9的端齿91与第一齿圈64的齿圈凸齿642相抵接，使得连接器9相对第一齿圈64不可周向转动，同时，连接器9的内齿93与第一行星架68的锁定槽682适配使得连接器9相对第一行星架68不可周向转动，所以，第一行星架68和第一齿圈64可结合为一体旋转；另外，连接器9的端齿91还与固定架 66上的固定架凸齿662相抵接，使得容置在固定架66的容纳槽661内的滚柱65刚好位于扁位面641的中间位置上，第一齿圈68处于解锁状态，可相对齿轮箱壳体20旋转；此时的第一层传动部分6不起减速的作用，因此，整个传动装置的输出为二级减速。

图4c、4d为为第一层传动部分6处于低速输出时的状态图，此时，连接器9处于第二位置上，在该位置上，连接器9相对第一行星架68沿轴向Y移动到其端齿91与第一齿圈64的齿圈凸齿642脱开的状态，从而，第一行星架68可相对第一齿圈64独立旋转；并且，第一齿圈64脱开被连接器9周向止挡的束缚后，第一齿圈64相对第一行星架68旋转输出的反向旋转，当旋转到其上的扁位面641的一侧端被滚柱65挤紧的时候，第一齿圈64被锁定而不能相对齿轮箱的壳体20周向转动，此时的第一层传动部分6参与减速，因此，整个传动装置的输出为三级减速。

本优选实施例中的电动工具还包含扭力感应系统，如图5所示，该扭力感应系统设置在第二层传动部分7上，其中，第二齿圈75用于接收外部扭力，并可随外扭力的增大而相对齿轮箱壳体20旋转，第二齿圈75上设有可穿出齿轮箱壳体20的臂753，用于指示并限位第二齿圈75相对齿轮箱壳体20的转动角度；扭力感应系统还包含弹簧73及环状件74，环状件74通过其上的爪742不可相对转动的连接于齿轮箱壳体20上，弹簧73抵压环状件74使之与第二齿圈75紧密贴合，第二齿圈75及环状件74上分别设有可相互配合的凸轮面751及凸轮件741，凸轮面751及凸轮件741大致呈V型。结合图6，当第二齿圈沿箭头S指示的方向旋转一角度时，凸轮面751挤压凸轮件741，从而带动环状件74克服弹簧73的弹力在沿箭头D指示的方向移动一距离。

第二行星轮组76端侧设有使其在轴向Y上定位的挡片72，第二齿圈75上还设有用于引导控制件41动作的拨叉752。

本发明优选实施方式中的电钻还包含弹性回复装置3及控制机构4，参见图2，弹性回复装置3包含秋千架31及偏压所述秋千架31使其绕枢轴33旋转到复位位置的扭簧32，秋千架31环设在齿轮箱2的外侧并且设有穿过齿轮箱壳体20的柱销34，柱销34适配到连接器9的环向槽94内，从而当秋千架31来回摆动时，带动连接器9在第一、第二位置上移动。控制机构4包含安装座48，置于安装座48内的支撑杆47，支撑杆47上套有偏压弹簧46，支撑杆47与滑块44、44’连接，滑块44、44’由安装座48上的滑槽481导向，滑块44上连接有控制杆41，触发开关5和偏压弹簧46配合可带动滑块44、44’及控制杆41在平行于轴向Y 的方向上移动。

结合图7、图8解释本发明电动工具传动装置由高速低扭力输出转换到低速高扭力输出的过程。秋千架31上形成有可与控制杆41配合的连接部311，首先，触发开关5，带动控制杆41抵住连接部311，向后推动秋千架31，带动连接器9处于第一位置，电机开关51启动，产生高速低扭力输出；如果外界扭力增大，当第二齿圈75接收到扭力增大到预定的扭力值时，设于第二齿圈75上的拨叉752将控制杆41拨离连接部311，释放秋千架31，秋千架31在扭簧32作用下回摆，带动连接器9处于第二位置上，产生低速高扭力输出。

本发明的传动装置在同一层行星系统中实现至少两种速度输出，使得整个电动工具的结构更加紧凑；本优选的实施例将可切换输出的传动部分设在与电机轴连接的第一层传动部分上，在其他实施方式中，可切换输出的传动部分也可设在第二、或第三层传动部分上；本优选的实施例通过使第一层的齿圈和行星架作为一整体具有共同旋转的第一传动输出和相对独立旋转的第二传动输出之间切换，在其他实施方式中，实现同一层传动部分的速度切换，还可以至少有如下几种形式：1）传动比为1的情形：太阳轮和行星架固结在一起共同旋转或静止、太阳轮和齿圈固结在一起共同旋转或静止、行星架和齿圈固结在一起共同旋转或静止、及太阳轮行星架和齿圈固结一起共同旋转；2）传动比小于1的情形：太阳轮、行星架及齿圈分别相对对立旋转。本优选的实施例通过一连接器将齿圈和行星架固结或脱开，在其他实施方式中，也可省掉该连接器，如图9所示，将齿圈64或行星架68其中之一设置成可在轴向上滑移的构件，并在行星架68的盘状主体的外圆柱面上也设置有可与齿圈上的齿643配合的齿683部分，齿643、683啮合时，齿圈64和行星架68固结为一整体共同旋转，传动部分具有第一传动输出；脱开时，行星架68相对齿圈64独立旋转，传动部分具有第二传动输出。

本发明的电动工具，其速度切换系统还可以具有高-低-高转换模式，当外界工况扭力小于机具切换扭力的设定值时，机具处于高速、低扭力状态，外界工况扭力大于等于机具切换扭力设定值时，机具处于低速、高扭力状态。机具在工作过程中，上述两种工作状态能自动地根据外界扭力的变化自动地切换。

本发明的电动工具也可以有手动、自动一体的模式，手动模式中，用户可以手动设置高低速，在自动模式中，用户将模式设置在自动档，机具根据外界工况，自动设置高速或低速。

本发明的感应系统还可设置为如利用离心式离合器的结构进行速度感应的机械式感应系统，也可以设置成通过电子传感器感应机具的位移、扭力、速度等，或感应机具的电流、功率等的电子式感应系统。

本发明实现输出切换的控制方式，不限于本优选的实施方式，还可借助其他结构或装置完成，如通过小电机控制的电机方式、电磁方式、气动方式及液压方式等。

本发明揭示的电动工具传动装置可适用于交直流电钻或电动螺丝批等电动工具。本发明所揭示的电动工具传动装置并不局限于以上实施方式中所述的内容及附图所代表的结构。在本发明的基础上对其中构件的形状及位置所作的显而易见的改变、替代或者修改，都在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种电动工具，具有能自动切换传动输出的装置，包含：

至少一层传动部分，具有用于传动的太阳轮，行星架及齿圈；

感应系统，具有感应工况变化的感应部件；

控制装置，可与感应系统相配合控制所述传动部分的传动输出；

其特征在于：所述电动工具还包含：第一壳体、固定架、连接器和滚柱；

所述齿圈外套设有所述固定架，所述齿圈外圆周面上设有扁位面，所述固定架上设有可容置所述滚柱的容纳槽，所述容纳槽的位置和扁位面的位置对应，所述齿圈端面上设有齿圈凸齿，固定架的端面上设有可与齿圈凸齿叠置的固定架凸齿；所述行星架的外圆柱面上设有沿轴向的锁定槽，所述行星架外套设有环状的连接器，所述连接器上分别设有：能与锁定槽滑动配合的内齿、能与所述齿圈凸齿和固定架凸齿周向止挡配合的端齿；

所述滚柱以及固定架形成所述容纳槽的部分容置在所述第一壳体中；

所述连接器可在产生第一传动输出的第一位置及产生第二传动输出的第二位置之间轴向移动。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述感应系统被设置成具有电路部分的电子感应系统或不具有电路部分的机械感应系统。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述机械感应系统包含能够感应外界工况的扭力的扭力感应系统。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述感应部件为区别于具有所述第一、第二传动输出的层的另一层传动部分上的用于感应扭力的齿圈。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：所述扭力感应系统还包含

环状件，所述环状件具有与所述感应扭力的齿圈上的凸轮面相配合的凸轮件，以及

弹性元件，所述弹性元件对所述环状件施加作用力，以抵抗所述感应扭力的齿圈的转动。

6.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：还包含用于带动所述连接器在第一位置及第二位置之间移动的可复位的装置。

7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于：所述可复位的装置包含可枢转的秋千架及作用在秋千架上的弹性元件，秋千架与所述连接器连接并在所述弹性元件的作用下使所述连接器偏向所述的第二位置。

8.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述工况变化包含扭力变化、电流变化、速度变化、电压变化和功率变化的其中任一项或任意组合。