CN103350414B - 一种手持电动工具 - Google Patents

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Abstract

一种利用离心力使输出部件输出摆动运动的手持电动工具。摆动装置设有至少一对质量相等、质心相同、旋转轴心相互平行的偏心元件，一对偏心元件以相同或相反的方向同步旋转时产生的离心力的合力驱使输出部件绕输出轴轴心往复摆动。输出部件可以安装不同的工具附件进行切割、研磨、清洁等作业。

Description

一种手持电动工具
技术领域
本发明涉及一种手持电动工具，特别是涉及一种输出部件可以绕输出轴轴心往复摆动驱动工具附件进行作业的手持电动工具。
背景技术
如欧洲专利EP372376中公开的一种手持电动工具以高频振动驱动不同的工具附件进行研磨、切割等作业，在很多领域得到了广泛的应用。业界将这种输出部件绕输出轴轴心往复摆动的手持电动工具称为“摆动工具”、“振荡工具”、“振动工具”或者“多功能机”，并对这种手持电动工具的结构和应用范围进行了诸多改进或补充。通常地，这种手持电动工具包括手持部件、输出部件和摆动装置，摆动装置设有一个偏心轮驱使输出部件绕输出轴轴心往复摆动。在中国专利CN201010511627.5中公开了一种摆动动力工具，这种摆动工具通过调整偏心轮相对于输出轴轴心的位置使输出部件可以输出不同角度的摆动运动，从而使电动工具有不同的工作模式应用于不同场合和满足不同的功能需求。在中国专利CN102528765A中公开了一种多功能电动工具，这种电动工具通过调整空间曲柄相对于输出轴轴心的位置使输出部件连续旋转或往复摆动，从而使电动工具可以选择性的输出两种不同的运动模式以提高作业效率和拓展应用范围。在上述的手持电动工具中，电机的转矩经摆动装置传递至输出部件，为了避免出现在进行作业时摆动载荷过大而导致电机堵转甚至损坏的状况，通常要装设额定功率比正常作业状态时输出功率大一倍甚至数倍以上的电机，这导致了制造成本的增加，还使电动工具的外型变得庞大而不便于手持操作。而且，上述的手持电动工具的手持部件在进行作业时不可避免地产生震动，从而导致操作者感到不舒适和容易疲劳。在PCT专利WO2008128804A1中公开了一种具有减震装置的摆动工具，这种摆动工具利用偏心振动机构来减轻手持部件在作业时的震动；在中国专利CN201010131875.7中公开了另一种具有减震装置的摆动工具，这种摆动工具利用弹簧元件来减轻手持部件在作业时的震动。在公开的文献中还有很多类似的技术方案，但这些技术方案都无法消除手持部件在进行作业时因反作用力而产生的震动。
发明内容
本发明旨在提供一种利用离心力驱使输出部件绕输出轴轴心输出摆动运动的手持电动工具，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明提供的一种手持电动工具：包含一手持部件、一输出部件和一摆动装置，所述的输出部件与所述的手持部件绕输出轴轴心可转动的联接，所述的摆动装置装设有至少一对质量相等、质心相同、旋转轴心相互平行的偏心元件，所述的摆动装置中的每一对质量相等、质心相同、旋转轴心相互平行的偏心元件以相同或相反的方向同步旋转时产生的离心力的合力均驱使所述的输出部件绕所述的输出轴轴心往复摆动。
在本发明提供的一个手持电动工具中，装设有一个可以驱使所述的输出部件绕所述的输出轴轴心连续旋转的减速装置，装设有二个输出方向相反的单向离合器分别连接所述的摆动装置和所述的减速装置，电机正反方向的旋转分别驱动所述的摆动装置运转或驱动所述的减速装置运转，从而使输出部件绕所述的输出轴轴心往复摆动或连续旋转。
在本发明提供的一个仅输出摆动运动的手持电动工具中，所述的手持部件装设有一个或多个弹性元件使所述的输出部件绕所述的输出轴轴心在限定的角度范围内摆动。
在本发明提供的一个可以选择性的输出摆动运动和旋转运动的手持电动工具中，所述的输出部件包含一个壳体，所述的摆动装置和所述的减速装置均装设在所述的壳体，所述的壳体还装设有固定安装工具附件的元件。
在本发明提供的一个可以选择性的输出摆动运动和旋转运动的手持电动工具中，为了避免所述的手持部件在进行作业时产生震动，所述的输出部件、所述的摆动装置、所述的减速装置和所述的工具附件成为一个运动整体，所述的运动整体的质心位于所述的输出轴轴心上。
在本发明提供的手持电动工具中，所述的摆动装置还包含一个或多个传动元件，所述的传动元件包括但不限于齿轮元件，所述的摆动装置设有一对偏心元件：
结构方案一：所述的一对偏心元件的旋转轴心与所述的输出轴轴心平行且距离相等，所述的传动元件驱使所述的一对偏心元件以相同的方向同步旋转，通过所述的一对偏心元件的质心的直线始终垂直相交于所述的输出轴轴心。
结构方案二：所述的一对偏心元件的旋转轴心与所述的输出轴轴心平行且距离不相等，所述的传动元件驱使所述的一对偏心元件以相反的方向同步旋转，通过所述的一对偏心元件的质心的直线始终平行于通过所述的一对偏心元件的旋转轴心的平面。
结构方案三：所述的一对偏心元件的旋转轴心与所述的输出轴轴心垂直相交，所述的传动元件驱使所述的一对偏心元件以相反的方向同步旋转，通过所述的一对偏心元件的质心的直线始终平行于所述的输出轴轴心。
与现有技术相比，本发明提供的手持电动工具利用了一对偏心元件连续旋转时产生的离心力的合力使输出部件绕输出轴轴心往复摆动，电机的输出功率相对稳定，因此无需为防止电机过载而设置不必要的安全冗余，还可以为偏心元件设置适当的转速、质量或质心使电机在进行作业时处于最高效率的运转状态。此外，本发明提供的手持电动工具在进行作业时手持部件的震动极小，尤其是在驱动绕输出轴轴心的径向受力均匀的工具附件进行作业时，手持部件不会因反作用力而产生震动。因此，本发明提供的手持电动工具不但可以降低成本和提高能效，还可以减轻手持部件的震动从而提高操作的舒适度。
附图说明
图1、图2是本发明的第一个具体实施例的结构示意图。
图3、图4、图5、图6是本发明的第二个具体实施例的结构示意图。
图7是本发明的摆动装置的结构方案一的示意图。
图8是本发明的摆动装置的结构方案二的示意图。
图9是本发明的摆动装置的结构方案三的示意图。
相关元件、技术特征编号列表如下：
11壳体111输出轴轴心112轴心
113轴承114弹簧12手柄
21壳体211旋钮212锁紧元件
213定位槽22输出轴31摆动支架
32偏心元件321齿轮322偏心配重块
323轴心33偏心元件331齿轮
332偏心配重块333轴心34齿轮
35齿轮36齿轮37单向离合器
38单向离合器39电机391电机齿轮
41齿轮42齿轮5工具附件
6直线
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明：
本发明的第一个具体实施例是一个仅输出摆动运动的手持电动工具，在输出部件可安装铲刀、锯片、三角砂等工具附件进行切割、研磨等作业。
如图1、图2所示，本具体实施例的手持部件包含壳体11，输出部件包含输出轴22，输出轴22与壳体11绕输出轴轴心111通过轴承113可转动的联接，摆动装置包含偏心元件32和偏心元件33安设在摆动支架31上，摆动支架31与输出轴22固定连接。偏心元件32包含齿轮321和轴心323，偏心元件33包含齿轮331和轴心333，齿轮321和齿轮331有相同的齿数并相互啮合，轴心323和轴心333相互平行并垂直相交于输出轴轴心111。偏心元件32和偏心元件33有相同的质量和质心。摆动支架31上还安设有电机39和相互啮合的电机齿轮391、齿轮34，齿轮34与偏心元件32固定连接。当电机39通过电机齿轮391、齿轮34驱动偏心元件32旋转，齿轮321啮合齿轮331驱动偏心元件33以相反的方向同步旋转，偏心元件32和偏心元件33产生的离心力的合力驱使输出轴22绕输出轴轴心111往复摆动。
如图1、图2所示，在本具体实施例中，在壳体11中还装设有弹簧114连接摆动支架31使输出轴22绕输出轴轴心111在限定的角度范围内摆动。
本发明的第二个具体实施例是一个可以选择性的输出摆动运动和旋转运动的手持电动工具，在输出部件可安装刷头、平板拖把、打磨盘等附件进行清洁、打磨等作业。
如图3、图4、图5、图6所示，本具体实施例的手持部件包含壳体11，输出部件包含壳体21，壳体21与壳体11绕输出轴轴心111通过轴承113可转动的联接，摆动装置包含偏心元件32和偏心元件33装设在壳体21内。偏心元件32包含齿轮321、偏心配重块322和轴心323，偏心元件33包含齿轮331、偏心配重块332和轴心333，齿轮321和齿轮331有相同的齿数，轴心323和轴心333在同一平面平行于输出轴轴心111并且距离相等。偏心元件32和偏心元件33有相同的质量和质心。壳体21上设有齿轮34同时与齿轮321、齿轮331啮合，当齿轮34连续旋转时，偏心元件32、偏心元件33以相同的方向同步旋转产生的离心力的合力驱使壳体21绕输出轴轴心111往复摆动。
如图3、图4、图5、图6所示，本具体实施例还装设有一个包含了齿轮41、齿轮42的减速装置。其中，齿轮41、齿轮42相互啮合，齿轮41可旋转的装设在壳体21上，齿轮42相对于壳体11绕输出轴轴心111可转动角度小于360°，当齿轮41连续运旋转，齿轮42驱使壳体21绕输出轴轴心111连续旋转。
如图3、图4、图5、图6所示，本具体实施例还装设有单向离合器37、离合器38、电机39、电机齿轮391、齿轮35和齿轮36。其中，电机齿轮391同时与齿轮35、齿轮36啮合，单向离合器37连接齿轮35和齿轮34，单向离合器38连接齿轮36和齿轮41，电机39正反方向的旋转可以分别驱使齿轮34连续旋转或驱使齿轮41连续旋转，从而使壳体21绕输出轴轴心111往复摆动或连续旋转。
如图3、图4、图5、图6所示，在本具体实施中，壳体21上还设有旋钮211、锁紧元件212、定位槽213以便对工具附件5进行快速装卸。壳体21以及装设在壳体21上的所有元件和工具附件5作为一个运动整体，该运动整体的质心被调整在输出轴轴心111上。手持部件还包含手柄12，手柄12可绕轴心112自由转动以适应不同的操作姿势。
本发明的摆动装置有多种结构方案。在以下说明的结构方案中，偏心元件的质量相等、质心相同，齿轮的齿数相同。
如图7所示，本发明的摆动装置的结构方案一：摆动支架31上装设有偏心元件32、偏心元件33，偏心元件32包含齿轮321和轴心323，偏心元件33包含齿轮331和轴心333，轴心323、轴心333与输出轴轴心111平行且距离相等，齿轮34同时啮合齿轮321、齿轮331，偏心元件32、偏心元件33以相同的方向同步旋转，通过偏心元件32、偏心元件33的质心的直线6始终垂直相交于所述的输出轴轴心111。
如图8所示，本发明的摆动装置的结构方案二：摆动支架31上装设有偏心元件32、偏心元件33，偏心元件32包含齿轮321和轴心323，偏心元件33包含齿轮331和轴心333，轴心323、轴心333与输出轴轴心111平行且距离不相等，齿轮321、齿轮331相互啮合，偏心元件32、偏心元件33以相反的方向同步旋转，通过偏心元件32、偏心元件33的质心的直线6始终平行于通过轴心323、轴心333的平面。
如图9所示，本发明的摆动装置的结构方案三：摆动支架31上装设有偏心元件32、偏心元件33，偏心元件32包含齿轮321和轴心323，偏心元件33包含齿轮331和轴心333，轴心323、轴心333与输出轴轴心111垂直相交，齿轮321、齿轮331相互啮合，偏心元件32、偏心元件33以相反的方向同步旋转，通过偏心元件32、偏心元件33的质心的直线6始终平行于所述的输出轴轴心111。
以上二个具体实施例并不代表本发明的所有结构方案和应用领域。本领域技术人员应当知道，本发明在摆动装置中装设一对偏心元件是居于成本因素和机械效率因素的择优选择，还可以在摆动装置中装设多对相同或不同结构的偏心元件，每对偏心元件在同步旋转时的离心力的合力都驱使输出部件绕输出轴轴心往复摆动，多对偏心元件在同时运转时的合力仍将驱使输出部件绕输出轴轴心往复摆动。本领域技术人员还可以在上述具体实施例的基础上进行非根本性的改动从而得到一些新的实施例。例如，可以用其它的传动元件代替齿轮驱动偏心元件同步旋转；例如，将电机固定在手持部件，利用柔性轴驱使偏心元件旋转。诸如此类不脱离本发明实质的任何实施例都是应该得到保护的。

Claims (10)

1.一种手持电动工具，包含一手持部件、一输出部件和一摆动装置，所述的输出部件与所述的手持部件绕输出轴轴心可转动的联接，其特征在于：所述的摆动装置设有至少一对质量相等、质心相同、旋转轴心相互平行的偏心元件，所述的摆动装置中的每一对质量相等、质心相同、旋转轴心相互平行的偏心元件以相同或相反的方向同步旋转时产生的离心力的合力均驱使所述的输出部件绕所述的输出轴轴心往复摆动。
2.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于：装设有一个可以驱使所述的输出部件绕所述的输出轴轴心连续旋转的减速装置，装设有二个输出方向相反的单向离合器分别连接所述的摆动装置和所述的减速装置，电机正反方向的旋转分别驱动所述的摆动装置运转或驱动所述的减速装置运转，从而使输出部件绕所述的输出轴轴心往复摆动或连续旋转。
3.根据权利要求2所述的手持电动工具，其特征在于：所述的输出部件包含一个壳体，所述的摆动装置和所述的减速装置均装设在所述的壳体，所述的壳体还装设有固定安装工具附件的元件。
4.根据权利要求3所述的手持电动工具，其特征在于：在输出部件连续旋转时，所述的摆动装置、所述的减速装置、所述的工具附件和所述的输出部件成为一个运动整体，所述的运动整体的质心位于所述的输出轴轴心上。
5.根据权利要求4所述的手持电动工具，其特征在于：所述的手持部件包含二个活动连接的元件以适应不同的操作姿势。
6.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于：所述的手持部件设有一个或多个弹性元件使所述的输出部件绕所述的输出轴轴心在限定的角度范围内摆动。
7.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于：所述的输出部件包含一个壳体，所述的摆动装置设在所述的壳体，所述的壳体设有固定安装工具附件的元件。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的手持电动工具，其特征在于：所述的摆动装置设有一对偏心元件，所述的一对偏心元件的旋转轴心与所述的输出轴轴心平行且距离相等，所述的摆动装置还包含一个或多个传动元件，所述的传动元件驱使所述的一对偏心元件以相同的方向同步旋转，通过所述的一对偏心元件的质心的直线始终垂直相交于所述的输出轴轴心。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的手持电动工具，其特征在于：所述的摆动装置设有一对偏心元件，所述的一对偏心元件的旋转轴心与所述的输出轴轴心平行且距离不相等，所述的摆动装置还包含一个或多个传动元件，所述的传动元件驱使所述的一对偏心元件以相反的方向同步旋转，通过所述的一对偏心元件的质心的直线始终平行于通过所述的一对偏心元件的旋转轴心的平面。
10.根据权利要求1-7中任意一项所述的手持电动工具，其特征在于：所述的摆动装置设有一对偏心元件，所述的一对偏心元件的旋转轴心与所述的输出轴轴心垂直相交，所述的摆动装置还包含一个或多个传动元件，所述的传动元件驱使所述的一对偏心元件以相反的方向同步旋转，通过所述的一对偏心元件的质心的直线始终平行于所述的输出轴轴心。
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