CN103213175A - 链锯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种链锯，包括：工作头，包括切割元件；马达，用于旋转的驱动所述切割元件；马达壳体，用于收容所述马达；U形护罩，具有第一收容空间和第二收容空间，当链锯处于非工作状态下，所述切割元件完全收容于所述第一收容空间和第二收容空间其中之一；以及可操作的控制所述工作头移动的手柄装置；所述链锯还包括至少一个与马达电性连接为马达提供能量的直流电源；该链锯操作安全、灵活，不易引起疲劳。

Description

链锯

技术领域

本发明涉及一种动力工具，尤其是涉及一种链锯。

背景技术

目前，市场上出现多种用于户外对植物类进行修剪的工具，例如剪刀用于手动修剪一些相对细小的枝叶。还有电动的修枝机和链锯通常用来修剪相对粗的树木等。

传统的链锯包括一个由链条和用来支撑链条的支撑板组成的工作头，链条受马达驱动，绕支撑板做旋转运动从而对树枝进行切割。传统的链锯采用交流电源，因此在户外工作时需要带上满足长度需求的电缆线，用于将交流电源连接至链锯，为马达驱动工作提供能量。

美国公开专利申请US 2005/0022388A1号揭示了一种链锯包括由链条和用来支撑链条的支撑板组成的工作头，链条受马达驱动，绕支撑板做旋转运动，这种链锯还包括绕一个固定轴线相对枢转的一对臂，工作头安装于其中的一个臂上且可随该臂一起绕所述固定轴线相对另一个臂枢转，每个臂对应的都连接有一个手柄部供操作者手握。其中链锯的一个手柄部设置有电源线，电源线端部设置有导插，用于与电缆线或者与连接交流电源的导插电性连接，为链锯工作提供交流电源。

这种在户外工作时携带电缆线的操作方式给用户带来诸多不便，特别是当需要不断地更换工作位置进行切割操作时尤其不便；同时每次工作结束后需要对电缆线进行整理以及考虑储放，使整个工作过程变得繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作灵活、方便的链锯。

为了解决上述问题，本发明提供了一种链锯，包括：工作头，包括切割元件；马达，用于旋转的驱动所述切割元件；马达壳体，用于收容所述马达；U形护罩，具有第一收容空间和第二收容空间，当链锯处于非工作状态下，所述切割元件完全收容于所述第一收容空间和第二收容空间其中之一；以及可操作的控制所述工作头移动的手柄装置；链锯还包括至少一个与马达电性连接为马达提供能量的直流电源。

优选地，所述直流电源为蓄电池组。

在一个实施方案中，所述蓄电池组可拆卸地连接于马达壳体。所述蓄电池组以滑移方式的连接于马达壳体。

在另一个实施方案中，所述蓄电池组可拆卸地连接于主机壳体。所述蓄电池组以滑移方式的连接于马达壳体。

优选地，所述链锯还包括收纳包。所述收纳包设有背带或者腰带，用于在链锯工作时将蓄电池组收容于收纳包中并随身携带。

所述蓄电池组向马达提供至少14.4V的额定电压。优选地，所述蓄电池组向马达提供约18V的额定电压。另一实施方案中，所述蓄电池组向马达提供36V或更高的额定电压。

所述蓄电池组包括多个锂离子电池单元。所述蓄电池组的体积相对链锯的体积占比范围介于约4％至8％之间。所述蓄电池组的体积介于约0.00045至0.0008立方米之间。

所述蓄电池组的重量相对链锯的重量占比介于约10％至35％之间。所述蓄电池组的重量介于约0.4至0.7公斤之间。

所述马达的输出功率范围介于约200至600瓦特之间。所述马达的输出功率优选范围介于约250至550瓦特之间。更优选地，所述马达的输出功率优选为300瓦特。所述马达为直流马达。

由于本发明采用了与马达电性连接的直流电源，使得操作者在户外工作时不用携长连接交流电源的电缆线，使操作变得轻松、安全，对于需要经常变换工作位置的切割工作，操作变得更灵活、方便。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

图1为本发明第一实施例所揭示的链锯的立体图。

图2为图1所揭示的蓄电池组与链锯分离时立体示意图。

图3为图1所揭示的链锯的内部结构示意图。

图4为图1所揭示的链锯的连接机构的工作原理图。

图5为图1所揭示的链锯的传动机构的示意图。

图6为图5所揭示的链锯的锁紧机构的示意图。

图7为图1所揭示的链锯在非工作时的状态图。

图8为图1所揭示的链锯在工作过程中的状态图。

图9为图1所揭示的链锯在将要结束工作时的状态图。

图10为本发明第二实施例所揭示的链锯的内部结构示意图。

图11为本发明第三实施例所揭示的链锯的内部结构示意图。

图12为本发明第四实施例所揭示的链锯的立体图。

图13为本发明第五实施例所揭示的链锯在切割放置于地板上的工件时的示意图。

图14为本发明第六实施例所揭示的链锯与挎包式蓄电池组连接的立体图。

图中：

10.10’.链锯        12.工作头              14.支撑板

16.柔性链条         17.支撑板平面          18.马达

20.马达输出轴       24.马达壳体            26.U形护罩

27.蓄电池组         27a.滑槽               28.上护罩

29.释放钮           29a.锁销               30.下护罩

31.连接部           32.第一收容空间        34.第二收容空间

36.侧壁             38.开口                40.第一抵靠边

42.侧壁             44.第二抵靠边          46.第三抵靠边

47.U形抵靠边        48.第一端面            50.第二端面

52.导向套筒         54.收容空腔            56.手柄装置

58.导杆部           60.握持部              62.握持边

64.连接边           66.控制开关            68.安全开关

70.曲柄滑块机构     70a.齿轮齿条           70b.滑轮机构

72.主动件           72a.齿条               72b.滑轮

74.连接杆           74a.齿轮               74b.绳子

76.从动件           76b.连接杆             78.V形一边

80.V形另一边        82.传动机构            84.小齿轮

86.大齿轮           88.中间轴              90.链轮

92.锁紧开关         94.开关按钮            98.第一锁紧端

100.第二锁紧端      102.第一卡槽           104.第二卡槽

106.枢转中心        126.U形护罩            127.蓄电池组

128.齿              129.导线               130.辅助手柄

132.收纳包          133.背带               134.腰带

136.U形钳口         152.导向套筒           156.操作手柄

X1.马达输出轴轴线   X2.X 2’.纵向延伸轴线  X3.中间轴轴线

具体实施方式

第一实施方式

参照图1至图3，一种链锯10包括用于加工工件的工作头12，工作头12包括支撑板14和安装于支撑板14上的切割元件。在本实施方式中，切割元件为柔性链条16，该柔性链条16安装于支撑板14的外围，且可绕该支撑板14转动。支撑板14所在的平面为支撑板平面。

链锯10还包括马达18，马达18用于驱动工作头12，使得柔性链条16绕支撑板14转动。本实施方式中的马达18是直流(DC)马达，优选采用的是永磁直流马达。直流马达18的转速控制在15000至25000rpm之间能满足切割的需求，优选采用的转速范围是18000至25000rpm之间，本实施方式中采用的马达转速为19000rpm左右。马达18的输出功率在200至600瓦特(W)之间，优选采用的功率范围为250至550W之间，本实施方式采用的功率为300W左右。马达18具有马达输出轴20，该马达输出轴20具有马达输出轴轴线X1，该马达输出轴20绕马达输出轴轴线X1旋转从而驱动柔性链条16使其绕支撑板14转动。

马达18收容于马达壳体24内，在本实施方式中，马达壳体24由两个半壳组成，当然马达壳体不限于此种形式，也可以是本领域惯用的其他的形式。

马达壳体24的一端连接有U形护罩26，该U形护罩26的一边为上护罩28，U形护罩26的另一边为下护罩30，U形护罩26的底部为连接部31。该U形护罩26通过底部31与马达壳体24连接。上护罩28具有第一收容空间32，当链锯10处于非工作状态时，工作头12完全收容于上护罩28的第一收容空间32内，从而避免操作者无意识地接触到切割元件造成伤害，为操作者提供安全保证。下护罩30具有第二收容空间34，工作过程中，当切割到底时即切割工作接近结束时，工作头12可部分的被收容于下护罩30的第二收容空间34内。上护罩28具有两个侧壁36，支撑板14位于两个侧壁36之间，侧壁36上设有若干开口38，设置开口38的目的是方便操作者能清楚的看到工作头的当前位置。侧壁36在朝向下护罩的一侧具有第一抵靠边40。下护罩30具有两个侧壁42，工作头12可操作的收容于两个侧壁42之间，侧壁42在朝向上护罩28的一侧设有第二抵靠边44，连接部31上设有第三抵靠边46，第三抵靠边46用于连接第一抵靠边40和第二抵靠边44。第一抵靠边40、第二抵靠边44和第三抵靠边46形成一个大致U形的抵靠边47，该U形抵靠边47用于在工作时抵靠工件。

上护罩28具有第一端面48，下护罩具有第二端面50，在本实施方式中，第一端面48和第二端面50大致位于同一平面内。当然，第一端面和第二端面也可以不在同一平面内。第一端面48大致与侧壁36垂直，第二端面50大致与侧壁42垂直设置。第一端面48和侧壁36形成第一收容空间32。第二端面50和侧壁42形成第二收容空间34。

马达壳体24的另一端连接在主机壳体上，该主机壳体设置成导向机构，在本实施方式中，导向机构为细长型导向套筒52，该导向套筒52具有纵向延伸轴线X2。导向套筒52具有收容空腔54。

马达壳体24的外围可拆卸地连接有为马达18驱动提供能量的直流电源，在本实施方式中，直流电源采用可充电的蓄电池组27，蓄电池组27安装于相对上护罩28的马达壳体24一侧。对于在户外工作的链锯10而言，在操作过程中，使用能满足一定工作时间及工况要求的直流电源比使用交流电源显得更灵活，方便。

参照图2，蓄电池组27以滑移方式配接于马达壳体。蓄电池组27的外侧一端上设置有供手动控制操作的释放钮29，以及与释放钮29连动设置的锁销29a，以及支撑锁销29a的弹性件(图中未示出)，其锁销29a在正常状态下由弹性件支撑处于突出于蓄电池组27的上表面，通过按压释放钮29可使锁销29a克服弹性件作用力回复至蓄电池组27的上表面之下。另外，蓄电池组27上与马达壳体配接的侧面上设置有滑槽27a，马达壳体上相应部位设置有滑轨，以及与锁销29a啮合锁定的凹槽(图中未示出)。当蓄电池组27安装于马达壳体时，沿箭头R所指示的方向移动蓄电池组27，使滑轨插入滑槽27a进行配接，当听到“啪”的一声时，锁销29a在弹性件作用力下自动地啮合锁定于凹槽中，即蓄电池组27已安装到位并进行了锁定。当需要将蓄电池组27从马达壳体上拆卸时，可先通过按压释放钮29使锁销29a突开与凹槽的啮合，再沿箭头R所指示的反方向将蓄电池组27滑移离开即可。

本实施方式中的蓄电池组27采用的是锂电池包，当然也可以用镍镉或镍氢电池包进行替换。

链锯10还包括手柄装置56，手柄装置56包括导杆部58和握持部60，导杆部58为细长型杆，导杆部58收容于导向套筒52的收容空腔54内。握持部60大致呈D形。D形握持部60的一边为握持边62，另一边为连接边64，握持边62的内侧上设有控制开关66，控制开关66与马达18电性连接用来控制马达18的启动和停止。握持边62的两端设有安全开关68，安全开关68对称的设置于握持边62的两端，使得无论用左手还是右手操作都比较方便。连接边64与导杆部58相连。

手柄装置56与工作头12之间设有连接机构，在本实施方式中，连接机构是直接连接手柄装置56和支撑板14的，该连接机构使得手柄装置56的线性运动转换为支撑板14的枢转运动。在本实施方式中，连接机构为曲柄滑块机构70。曲柄滑块机构70包括主动件72、连接杆74和从动件76。主动件72由手柄装置56的导杆部58承担，当操作者朝向工作头12的方向推握持部60时，导杆部58可沿导向套筒52的纵向延伸轴线X2做线性运动。从动件76与支撑板14固定连接，连接杆74位于主动件72和从动件76之间，且分别以铰接的方式与主动件72和从动件76连接。从动件76大致呈“V”形设置，该“V”形从动件76的V形一边78与连接杆74以铰接的方式连接，V形另一边80与支撑板14固定连接，“V”形底部可枢转的安装于马达输出轴20上，这种安装方式使得从动件76可绕马达输出轴20的马达输出轴轴线X1旋转，由于从动件76与支撑板14固定连接，当从动件76绕马达输出轴轴线X1旋转时，支撑板14也同时绕马达输出轴轴线X1在支撑板平面内旋转。

参照图4为曲柄滑块机构70的运动原理图，主动件72做直线运动，当主动件72从第一位置(实线所代表的位置)运动到第二位置(虚线所代表的位置)时，从动件76从第一位置(实线所代表的位置)枢转到第二位置(虚线所代表的位置)，箭头A1代表主动件72的运动方向，箭头A2代表从动件76的运动方向。

参照图5，链锯10包括传动机构82位于马达18与工作头12之间，传动机构82包括小齿轮84设于马达输出轴20上并可随马达输出轴20一起绕马达输出轴轴线X1旋转。传动机构82还包括大齿轮86与小齿轮84啮合，大齿轮86安装于中间轴88上，中间轴88具有中间轴轴线X3，链轮90也安装于中间轴88上，链轮90具有链轮旋转轴线，在本实施方式中，链轮旋转轴线即为中间轴轴线X3，链轮90与大齿轮86一起可绕中间轴轴线X3旋转。链轮90与柔性链条16啮合可驱动柔性链条16绕支撑板14转动。

工作时，开启马达18，马达输出轴20就会旋转，小齿轮84随马达输出轴20一起旋转，小齿轮84旋转带动大齿轮86旋转，由于大齿轮86与链轮90同轴设置，所以大齿轮86旋转会带动链轮90旋转，链轮90旋转从而带动柔性链条16绕支撑板14转动。同时，操作者手握手柄装置56的握持部60，朝向工作头12的方向推动手柄装置56，导杆部58会沿导向套筒52的纵向延伸轴线X2作线性运动，通过连接杆74的作用，从动件76会绕马达输出轴20作枢转运动，从而带动支撑板14在支撑板平面内绕马达输出轴20作枢转运动。在本实施方式中，是通过朝向工作头12方向推动手柄装置56，从而使支撑板14枢转实现切割，需要注意的是，本领域普通技术人员通过简单的变换曲柄滑块机构70的位置也可以实现通过朝向远离工作头12方向拉手柄装置56，使得支撑板14枢转实现切割。

同时参照图6，在导向套筒52和手柄装置56的导杆部58之间设有锁紧开关92，锁紧开关92包括分别设置于两侧的两个开关按钮94和位于两个开关按钮之间的锁紧块96。锁紧块96包括第一锁紧端98和第二锁紧端100，导杆部58上设置有第一卡槽102和第二卡槽104分别用来收容第一锁紧端98和第二锁紧端100。锁紧块96具有一个枢转中心106。通过按压任意一个开关按钮94，锁紧块96就会绕枢转中心106枢转，从而使得第一锁紧端98和第二锁紧端100分别从第一卡槽102和第二卡槽104中移出，从而使得手柄装置56的导杆部58可相对于导向套筒52移动。反之手柄装置56相对于导向套筒52被固定于一定的位置。

参照图7，图8和图9，为链锯10的工作状态示意图，图7为链锯处于非工作状态时的示意图，此时，工作头12完全收容于上护罩28内。参照图8，朝A向推动手柄装置56，工作头12就会顺着B向枢转，并开始对工件进行切割，从上护罩28逐渐露出。参照图9，继续朝A向推动手柄装置56，工作头12继续顺着B向枢转，从而部分的进入下护罩30，并结束对工件的切割。

第二实施方式

参照图10，本实施方式与第一实施方式基本上相同，所不同的是，曲柄滑块机构70是由齿轮齿条机构70a代替的。该齿轮齿条机构70a包括与手柄装置56固定连接的齿条72a，和与支撑板14固定连接的齿轮74a，通过推或者拉手柄装置56，会使得齿轮74a枢转从而带动支撑板14枢转。

第三实施方式

参照图11，本实施方式与第一实施方式基本上相同，所不同的是，曲柄滑块机构70是由滑轮机构70b代替的。滑轮机构70b包括滑轮72b和绳子74b，绳子74b套于滑轮72b上，绳子74b的一端与手柄装置56固定连接，绳子74b的另一端固定连接于马达壳体24上，滑轮72b通过连接杆76b与支撑板14固定连接，操作时，操作者沿C向拉动手柄装置56，滑轮72b就会带动连接杆76b枢转，从而连接杆76b带动支撑板14枢转。

第四实施方式

参照图12，本实施方式与第一实施方式基本上相同，所不同的是，手柄装置进一步包括一辅助手柄130，U形护罩126的内侧边设置有U形钳口136，蓄电池组127可拆卸地连接于靠近操作手柄156的导向套筒152上。

辅助手柄130大致呈L形，其一端连接马达壳体，另一端连接装置导向套筒152，L形辅助手柄130的两个延伸臂所在平面与导向套筒152的纵向延伸轴线X2’基本共面。蓄电池组127的位置这样设置，使得链锯安装蓄电池组127之后的重心靠近辅助手柄130。辅助手柄130设置于蓄电池组127与马达之间，其目的是使操作者在握持工作时更加容易撑握链锯10’的重心平衡。

U形钳口136内侧设有一圈齿128，该U形钳口136是通过铆钉连接于U形护罩126内侧边上，U形钳口136由钢材制成。当然U形钳口也可以采用其它方式与U形护罩相连接。设置齿128的目的是当切割较细的树枝时，这种带齿的U形钳口136可以可靠的支撑树枝，防止树枝弹出。

本实施方式中的蓄电池组127采用的是锂电池包，其包括多个锂离子电池。蓄电池组127采用的是滑移方式与导向套筒152相连接，也可以采用在枪钻上常见的插拨式连接方式。根据工况需求，可以采用具有14.4V，18V，21.6V，25.2V，28.8V等额定电压的电池包，为保证工作时间，有些特定工作条件下，电池包额定电压可以设置36V或更高。

综上，本发明实施方式中涉及蓄电池组的功率设置要在满足切割需求的同时，又要能使操作轻巧、灵活，就要考虑并合理的设置电池包的功率、重量，以及蓄电池组相对链锯的体积占比。参照以下表1，进一步进行说明：

表1

蓄电池组自身重量的设置控制在0.4至0.7公斤(Kg)之间；而安装了蓄电池组之后链锯的整机重量控制在大约为2.4至4.2Kg之间；而对于将蓄电池组挎于背上或腰间进行操作时，链锯的整机重量控制在大约2.0至3.5Kg之间，操作者在操作时最为舒适、方便。另外，考虑到链锯的运输及包装，以及工作结束后的收藏等，蓄电池组体积也是一个考虑因素，因此蓄电池组的体积设置范围在0.00045至0.0008立方米之间，而整机体积设置范围在0.01至0.02立方米之间，这样蓄电池组相对链锯的体积占比介于约4％至8％之间。

第五实施方式

进一步参照图13，本实施方式结合了第一、第四实施方式，因此相同标号的部件请参照第一、第四实施方式的描述，此处不作赘述。结合参照图1，蓄电池组27可拆卸地连接于相对上护罩28的马达壳体一侧。工作头12包括一个邻近马达输出轴20的邻近端和一个远离马达输出轴20的远离端，远离端的最外层指的是柔性链条的外围。支撑板14的枢转中心为马达输出轴轴线X1。支撑板14的枢转中心到工作头远离端最外层的距离为L1；如果上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面50在同一平面，那么支撑板14的枢转中心到上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面50所在的平面的距离为L2；如果上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面50不在同一平面，那么支撑板14的枢转中心到上护罩28的第一端面48或下护罩30的第二端面50两者中的任一个的最远距离为L2。

在本实施方式中，支撑板14的枢转中心到工作头远离端最外层的距离L1(参照图8)小于支撑板14的枢转中心到上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面50所在的平面的距离L2(参照图8)。这样设计的好处是，当被切割工件放置于地板上，操作者按照如图13所在的方向即链锯10的纵向方向大致垂直于地板的方向放置链锯10，此时上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面与地板接触，从而将链锯10支撑，这样以来，工作头12远离端的最外层不会碰到地板，进而起到保护工作头12的作用。当然，支撑板14的枢转中心到工作头远离端最外层的距离L1也可以等于或略大于支撑板14的枢转中心到上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面50所在的平面的距离L2。

如果上护罩28的第一端面48和下护罩30的第二端面50不在同一平面，那么支撑板14的枢转中心到工作头远离端最外层的距离L1小于支撑板14的枢转中心到上护罩28的第一端面48或下护罩30的第二端面50两者中的任一个的最远距离L2。

第六实施方式

参照图14，本实施方式与第四实施方式基本上相同，所不同的是，链锯与挎包式蓄电池组127相连接。本实施方式中的蓄电池组127通过导线129与马达电性连接；蓄电池组127储放于收纳包132中，本实施方式中收纳包132设置成背包的形式，操作者在工作中可以通过背带133挎在背上。当然，本实施方式中的收纳包132还设置有腰带133，操作时可以选择将蓄电池组127挂在腰时。本实施方式中的导线129一端连接于操作手柄的尾部，另一端连接于蓄电池组127。当然本领域技术人员也可以设想将导线129的一端连接于马达壳体或者相关适合操作的部位。蓄电池组127这样设置的目的，是使得本来由操作者双手承担的负重工作在切割过程中由操作者身体的其它部分承担，因而能得操作控制更灵活、方便，且操作不易疲劳。

蓄电池组127可以采用铅酸电池，也可以采用镍氢或镍镉电池。蓄电池的额定电压可根据工作时间及工况要求进行设置。但设置为至少能输出14.4V的额定电压，还可以设置为16.8V，24V，36V，48V或者更高。

对于本发明中的直流电流除了实施方式中提到的各种类型的蓄电池组以外，通常还包括本领域技术人员熟知的大电容。

Claims (16)

1.一种链锯，其特征在于，包括：

工作头，包括切割元件；

马达，用于旋转的驱动所述切割元件；

马达壳体，用于收容所述马达；

U形护罩，具有第一收容空间和第二收容空间，当链锯处于非工作状态下，所述切割元件完全收容于所述第一收容空间和第二收容空间其中之一；

以及可操作的控制所述工作头移动的手柄装置；

所述链锯还包括至少一个与马达电性连接为马达提供能量的直流电源。

2.根据权利要求1所述的链锯，其特征在于：所述直流电源为蓄电池组。

3.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组可拆卸地连接于马达壳体。

4.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组可拆卸地连接于主机壳体。

5.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述链锯还包括收纳包，所述收纳包用于在链锯工作时收容蓄电组池并随身携带。

6.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组向马达提供至少14.4V的额定电压。

7.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组向马达提供约18V的额定电压。

8.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组向马达提供36V或更高的额定电压。

9.根据权利要求2所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组包括多个锂离子电池单元。

10.根据权利要求9所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组的体积相对链锯的体积占比范围介于约4％至8％之间。

11.根据权利要求9所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组的体积介于约0.00045至0.0008立方米之间。

12.根据权利要求9所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组的重量相对链锯的重量占比介于约10％至35％之间。

13.根据权利要求9所述的链锯，其特征在于：所述蓄电池组的重量介于约0.4至0.7公斤之间。

14.根据权利要求1所述的链锯，其特征在于：所述马达的输出功率范围介于约200至600瓦特之间。

15.根据权利要求15所述的链锯，其特征在于：所述马达的输出功率优选为300瓦特。

16.根据权利要求1所述的链锯，其特征在于：所述马达为直流马达。

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