CN103878730B - 具有扭力调节功能的电钻 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有扭力调节功能的电钻，它包括壳体、收容于所述壳体内的电机、部分伸出所述壳体外的电钻输出轴、以及连在所述电机和所述电钻输出轴之间的行星齿轮机构，所述电行星齿轮机构包括一可旋转的内齿圈，所述内齿圈的外壁面上设有若干个第一凸齿，所述壳体上还装有一弹簧机构，该弹簧机构上设有位于内齿圈外围、与所述第一凸齿一一对应的、并可径向移动的第二凸齿，所述弹簧机构向第二凸齿施加大小可调的向内的径向力而使得第二凸齿抵触在内齿圈的外壁面上，当内齿圈转动到其上的第一凸齿与所述第二凸齿相接触时，所述第一凸齿能向所述第二凸齿施加向外的径向力。该电钻结构简单，扭力控制方便。

Description

具有扭力调节功能的电钻

技术领域

本发明涉及一种电钻，尤其是一种具有扭力调节功能的电钻。

背景技术

现有的一些电钻具有螺丝批和钻进两种工作模式。其螺丝批工作模式是这样实现的，当施加在电钻输出轴上的扭矩超过了一定值后，行星齿轮机构上的内侧会发生旋转，从而实现脱扣，进而实现螺丝批功能。钻进工作模式是这样实现的，利用钢柱或其他物体在轴向上压住内齿圈，使得内齿圈不能旋转，从而实现钻进工作模式。而传统的电钻扭力调节装置一般只能够改变电钻输出轴的最大输出扭力，不能实现电钻的钻进工作模式。

当电钻在螺丝批工作模式下工作时，必须针对材料的特性，将电钻输出头的扭力调整到适当大小，操作时才不会因扭力过大而将螺丝锁穿，或因扭力过小而无法将螺丝锁紧。

专利号为ZL200810178792.6的中国发明专利公开了一种电钻，该电钻中的内齿圈外圆周表面设有若干凹槽，电钻壳体内设有可沿径向活动的活动件，还包括一切换套，该切换套可被调节而选择性地限制活动件收容在凹槽内，或允许活动件沿径向离开凹槽，从而使内齿在限制旋转状态和允许旋转状态之间切换，以实现螺丝批和钻进两种工作模式的切换。然而，当这种电钻处于螺丝批工作模式时，其电钻输出轴的扭力不可调。

为此，电钻生产商通常会在电钻上增设扭力调节装置，以针对不同的使用情况，改变电钻的最大输出扭力。然而，传统的电钻扭力调节装置（如专利号为ZL97231236.6和ZL95227871中国实用新型专利）均存在制作工艺要求高、结构复杂、扭力控制比较复杂的缺点，并且这种扭力调节装置仅能实现在螺丝批工作模式下，对电钻输出轴输出扭力的调节，不能实现电钻的钻进工作模式。

发明内容

本发明目的是：针对上述问题，提供一种具有扭力调节功能的电钻，该电钻结构简单，扭力控制方便。

本发明的技术方案是：所述的具有扭力调节功能的电钻，包括壳体、收容于所述壳体内的电机、部分伸出所述壳体外的电钻输出轴、以及连在所述电机和所述电钻输出轴之间的行星齿轮机构，所述电行星齿轮机构包括一可旋转的内齿圈，所述内齿圈的外壁面上设有若干个第一凸齿，所述壳体上还装有一弹簧机构，该弹簧机构上设有位于内齿圈外围、与所述第一凸齿一一对应的、并可径向移动的第二凸齿，所述弹簧机构向第二凸齿施加大小可调的向内的径向力而使得第二凸齿抵触在内齿圈的外壁面上，当内齿圈转动到其上的第一凸齿与所述第二凸齿相接触时，所述第一凸齿能向所述第二凸齿施加向外的径向力。

所述弹簧机构包括可旋转地安装在壳体上的圆环形的扭力调节圈、以及固定安装在壳体内的套环，所述套环同轴布置在所述扭力调节圈内、并与扭力调节圈的内壁面相贴，所述套环内设置有与所述第一凸齿数量相同的圆弧形定位爪，这些定位爪沿着套环的内壁面呈环形分布且位于所述内齿圈的外围；在所述扭力调节圈的内壁上、沿周向开设有与所述定位爪数量相同的弧形豁槽，且这些弧形豁槽的深度沿顺时针或逆时针方向逐渐变大，所述套环上开设有与所述定位爪数量相同的径向的通孔，所述定位爪的外侧设有径向延伸的导向柱，该导向柱伸入至所述通孔中并能沿该通孔作径向的滑动，导向柱的外侧端开设有压簧定位槽，并在该压簧定位槽内装有径向分布的压簧，所述压簧的外侧端连有可沿压簧定位槽的槽壁内外滑动的档位销，档位销的外侧端伸出所述压簧定位槽外、抵在所述弧形豁槽的槽底，所述第二凸齿设在所述定位爪的内侧。

所述第一凸齿的数量为两个，且这两个第一凸齿对称地设置在所述内齿圈的外壁面上。

所述导向柱设置在所述定位爪的外侧中间部位，所述第二凸齿设置在所述定位爪的内侧中间部位。

所述壳体和扭力调节圈之间设有用于将扭力调节圈周向固定在壳体上的周向定位机构。

所述弧形豁槽一侧的槽面与所述扭力调节圈的端面平齐。

内齿圈转动到其上的第一凸齿与所述第二凸齿相接触时，所述第一凸齿和第二凸齿的接触面为斜面。

所述扭力调节圈的外壁上设有便于转动该扭力调节圈的调节手柄。

所述档位销的外侧端呈半球形。

本发明的优点是：本发明提供了一种结构形式与传统电钻完全不同的电钻，它既具有螺丝批工作模式，又具有钻进工作模式，而且其在螺丝批工作模式下，电钻输出轴的输出扭力可调，其结构简单，对输出扭力的控制既准确又方便。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明电钻的结构示意图；

图2为本发明电钻的部分爆炸图；

图3为图1的A-A向剖视图；

图4~图11为本发明电钻的使用方法演示图；

其中：1-壳体，2-套环，21-通孔，3-定位爪，31-导向柱，32-压簧定位槽，33-压簧，34-第二凸齿，35-档位销，4-内齿圈，41-第二凸齿，5-扭力调节圈，51-弧形豁槽，52-调节手柄，6-电机，7-电机连接盘，8-周向定位机构，9-电机齿轮，10-行星齿轮，11-行星架，12-行星轴。

具体实施方式

图1~图11出示了本发明具有扭力调节功能的电钻的一个具体实施例，它包括电钻的壳体1、收容于所述壳体内的电机6、部分伸出所述壳体外的电钻输出轴（图未示）、以及连在所述电机和所述电钻输出轴之间的行星齿轮机构，所述电机6是通过一电机连接盘7固定在所述壳体1内的。

本例中的行星齿轮机构包括：电机齿轮9（与电机6的电机轴同轴固定连接）、行星齿轮10、行星架11、行星轴12和可旋转的内齿圈4。当电钻开启后，电机6得电发生旋转，并经行星齿轮机构的传递，最终由电钻输出轴输出旋转运动。具体可参照图2所示，电机6运行后使电机齿轮9旋转，而电机齿轮9与行星齿轮10相啮合，行星架11通过行星轴12与行星齿轮相连接，内齿圈4与行星齿轮10相啮合，电钻输出轴的后端与行星架11连接并随行星架11的转动而转动。当内齿圈4不发生周向旋转时，电机齿轮9的旋转就会带动各个行星齿轮10以内齿圈4的内圆周为轨道作旋转滚动，每个行星齿轮10在作自行旋转的同时，还围绕着内齿圈4的中心作圆周运动，从而带动行星架11转动，行星架11再带动电钻输出轴转动向外输出扭力。

参照图2和图3所示，为了让电钻输出轴向外输出的扭力可以调节，本例采用了以下结构：所述内齿圈4的外壁面（即内齿圈的外圆周面）上对称地设置有两个第一凸齿41，所述壳体1上还装有一弹簧机构，该弹簧机构上设有位于内齿圈4外围、与所述第一凸齿41一一对应的、并可径向（本文中所说的“径向”，均指内齿圈4的径向，之后不再赘述）移动的两个第二凸齿34，所述弹簧机构向第二凸齿34施加向内（本实施例中所说的“内”、“外”，均是以内齿圈4为基准，靠近其圆心为“内”，远离其圆心为“外”）的径向力而使得第二凸齿抵触在内齿圈4的外壁面上，而且弹簧机构向第二凸齿34施加的径向力的大小可调。当内齿圈4转动到其上的第一凸齿41与所述第二凸齿34相接触时，所述第一凸齿41能向所述第二凸齿34施加向外的径向力。

不难看出，如果内齿圈4所受到的扭矩足够大，而使得第一凸齿41向第二凸齿34施加的向外的径向力大于弹簧机构向第二凸齿施加的向内的径向力时，第二凸齿34便会沿内齿圈的径向向外移动，从而让内齿圈4上的第一凸齿越过第二凸齿，内齿圈4继续转动，机器脱扣或打滑，实现了电钻的螺丝批工作模式。

第一凸齿41能够向第二凸齿34施加向外的径向力的功能是通过对第一和第二凸齿的特殊结构设计来实现的，而且能够实现上述功能的结构设计方法有很多种（为机械领域的常规手段），本实施例采用的是下述方式：当内齿圈4转动到其上的第一凸齿41与所述第二凸齿34相接触时，第一凸齿41和第二凸齿34的接触面为斜面。

在本实施例中，所述弹簧机构的详细结构参照图2和图3所示，它包括可旋转地安装在壳体1上的圆环形的扭力调节圈5、以及固定安装在壳体1内的套环2。所述套环2同轴布置在所述扭力调节圈5内、并与扭力调节圈5的内壁面相贴。所述套环2内对称地设置有两个圆弧形定位爪3，所述内齿圈4位于这两个定位爪3之间并与这两个定位爪3相贴。在所述扭力调节圈5的内壁上、沿周向开设有两条对称分布的弧形豁槽51，且这两条弧形豁槽51的深度沿顺时针方向（当然，也可以是逆时针方向）逐渐变大，所述套环2上对称地开设有两个径向的通孔21，所述定位爪3的中部外侧设有径向延伸的导向柱31，该导向柱31伸入至所述通孔21中并能沿该通孔21作径向的滑动，导向柱31的外侧端开设有压簧定位槽32、并在该压簧定位槽32内装有径向分布的压簧33，压簧33的外侧端连有可沿压簧定位槽32的槽壁内外径向滑动的档位销35，所述档位销35的外侧端伸出所述压簧定位槽32外、抵在所述弧形豁槽51的槽底（档位销的内侧端始终处于压簧定位槽内），所述第二凸齿34设在所述定位爪3的中部内侧。

参照图4~图11所示，使用时，可以通过对扭力调节圈5的旋转，来改变扭力调节圈在壳体1上的周向位置，进而改变档位销35与弧形豁槽51的接触位置，当档位销35处于弧形豁槽51槽底的不同位置时（不同位置的槽深不同），压簧33的被压缩的量（弹性形变）不同，也就使得压簧33对定位爪3内侧的第二凸齿34施加的向内的径向力不同。

此外，为了使本实施例的电钻具有钻进的工作模式，本例还采用如下的结构设计：当档位销35抵触在弧形豁槽51最浅端的槽底面时，档位销35内侧端抵在压簧定位槽32的槽底，压簧33的长度接近零，此时无论第一凸齿41向向第二凸齿34施加多大的径向力，第二凸齿34也不可能向外移动让第一凸齿41越过，即第一凸齿41始终卡在第二凸齿34上，内侧圈4始终处于固定状态，从而实现电钻的钻进工作模式。

如图2所示，为了便于套环2和扭力调节圈5之间的装配，本例中，所述弧形豁槽51一侧的槽面与所述扭力调节圈5的端面平齐，即：弧形豁槽51的宽度一直延伸至扭力调节圈5的端面（弧形豁槽51的槽底面与扭力调节圈5的端面相交）。

为了便于转动扭力调节圈5，以调节扭力调节圈5在壳体1上的周向位置，本例在扭力调节圈5的外壁上还设置了调节手柄52。此外，为了防止扭力调节圈5转动时，其上的弧形豁槽51与档位销35间的滑动摩擦力过大，本例还特将档位销35的外侧端设置成光滑的半球形。同时，又为了使扭力调节圈5能够比较稳定的处于某一周向位置，避免在电钻工作时，扭力调节圈5意外打滑发生转动，本例又在壳体1和扭力调节圈5之间设置了用于将扭力调节圈5周向固定在壳体1上的周向定位机构8，本例中，该周向定位机构8可以将扭力调节圈5固定在八个不同的周向位置，如图4~图11所示。

下面结合图4~图11，将本实施例的工作原理详细介绍如下：

第一种情形：人为地转动扭力调节圈5使其处于图4所示的位置（Ⅰ档位），并利用周向定位机构8将扭力调节圈5固定住。此时，在压簧33的作用下，档位销35的外侧端刚好抵在弧形豁槽51最深端的槽底位置，这样一来，导向柱31与弧形豁槽51槽底之间具有较大的间隙。而且，此时压簧33的压缩量较小，应力较小。

开启电钻，使电钻输出轴工作，对外输出扭力。最初，内齿圈4在行星齿轮10的作用下发生转动，当内齿圈4上的第一凸齿41转动到定位爪3上第二凸齿34的位置时，第一凸齿41就会压迫第二凸齿34从而向第二凸齿施加向外的径向力。随着内齿圈4所受扭力的增大，第一凸齿41向第二凸齿34施加的扭力也逐渐增大。由于导向柱31与弧形豁槽51槽底之间具有较大的间隙，而且压簧33此时的应力也比较小，所以第一凸齿41只需向第二凸齿34施加较小的径向力，便会让第二凸齿34（定位爪3）向外径向移动，爬升到第一凸齿41的顶部，从而使第一凸齿41顺利越过第二凸齿34继续转动，内齿圈4继续转动，机器打滑。可见，这种情况下，电钻输出轴能够向外界输出的扭力极小，处于螺丝批工作模式，可用于拧动锁紧力较小的螺丝。

第二种情形：人为地转动扭力调节圈5使其处于图5所示的位置（Ⅱ档位），并利用周向定位机构8将扭力调节圈5固定住。此时档位销35的外侧端抵在稍稍远离弧形豁槽51最深端的位置，导向柱31与弧形豁槽51槽底之间的间隙小于第一种情形。而且，此时压簧33的压缩量小于第一种情形，应力小于第一种情形。

开启电钻，使电钻输出轴工作，对外输出扭力。当第一凸齿41与第二凸齿34相接触时，第一凸齿41就会压迫第二凸齿34从而向第二凸齿施加向外的径向力，随着内齿圈4所受扭力的增大，第一凸齿41向第二凸齿34施加的扭力也逐渐增大。

与第一种情形所不同的是：第一凸齿41需向第二凸齿34施加比第一种情形大一些的径向力（即内齿圈4需受到更大的扭矩）才会让第二凸齿34发生径向移动，内齿圈4发生转动，机器打滑。这种情形下，电钻输出轴能够向外界输出的扭力大于第一种情形，仍处于螺丝批工作模式。

第三种情形：人为地转动扭力调节圈5使其处于图6所示的位置（Ⅲ档位），并利用周向定位机构8将扭力调节圈5固定住。

开启电钻，使电钻输出轴工作，对外输出扭力。当第一凸齿41与第二凸齿34相接触时，第一凸齿41就会压迫第二凸齿34从而向第二凸齿施加向外的径向力，随着内齿圈4所受扭力的增大，第一凸齿41向第二凸齿34施加的扭力也逐渐增大。

与前两种情形所不同的是：第一凸齿41需向第二凸齿34施加比第二种情形大一些的径向力才会让第二凸齿34发生径向移动，内齿圈4发生转动，机器打滑。这种情形下，电钻输出轴能够向外界输出的扭力大于第二种情形，仍处于螺丝批工作模式。

第四至第七种情形的工作原理与前三种情形类似，在此不再赘述。

下面介绍第八种情形：人为地转动扭力调节圈5使其处于图11所示的位置（Drill档位），并利用周向定位机构8将扭力调节圈5固定住。此时，档位销35的外侧端刚好抵在弧形豁槽51的最浅端位置，档位销35内侧端抵在压簧定位槽32的槽底，压簧33的长度接近零，这样一来，无论内齿圈4受到多大的扭矩，第一凸齿41向向第二凸齿34施加多大的径向力，第二凸齿34也不可能向外移动让第一凸齿41越过，即第一凸齿41始终卡在第二凸齿34上，内侧圈4始终处于固定状态，机器不会打滑。此时，电钻处于钻进工作模式。

当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，比如：内齿圈4上设置的第一凸齿41不限于两个，也可以为三个、四个或五个等，相应地，定位爪3、通孔21及弧形豁槽51的数量也可以为三个、四个或五个等；第二凸齿34不一定非要设置在定位爪3的内侧中间位置，也可以射在定位爪3的内侧其他位置，只要第二凸齿34的位置能与第一凸齿41的位置相对应（一一对应）即可。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有扭力调节功能的电钻，包括壳体(1)、收容于所述壳体内的电机(6)、部分伸出所述壳体外的电钻输出轴、以及连在所述电机和所述电钻输出轴之间的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括一可旋转的内齿圈(4)，其特征在于：所述内齿圈(4)的外壁面上设有若干个第一凸齿(41)，所述壳体(1)上还装有一弹簧机构，该弹簧机构上设有位于内齿圈(4)外围、与所述第一凸齿(41)一一对应的、并可径向移动的第二凸齿(34)，所述弹簧机构向第二凸齿(34)施加大小可调的向内的径向力而使得第二凸齿抵触在内齿圈(4)的外壁面上，当内齿圈(4)转动到其上的第一凸齿(41)与所述第二凸齿(34)相接触时，所述第一凸齿(41)能向所述第二凸齿(34)施加向外的径向力，所述弹簧机构包括可旋转地安装在壳体(1)上的圆环形的扭力调节圈(5)、以及固定安装在壳体(1)内的套环(2)，所述套环(2)同轴布置在所述扭力调节圈(5)内、并与扭力调节圈(5)的内壁面相贴，所述套环(2)内设置有与所述第一凸齿(41)数量相同的圆弧形定位爪(3)，这些定位爪(3)沿着套环(2)的内壁面呈环形分布且位于所述内齿圈(4)的外围；在所述扭力调节圈(5)的内壁上、沿周向开设有与所述定位爪(3)数量相同的弧形豁槽(51)，且这些弧形豁槽(51)的深度沿顺时针或逆时针方向逐渐变大。

2.根据权利要求1所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述套环(2)上开设有与所述定位爪(3)数量相同的径向的通孔(21)，所述定位爪(3)的外侧设有径向延伸的导向柱(31)，该导向柱(31)伸入至所述通孔(21)中并能沿该通孔(21)作径向的滑动，导向柱(31)的外侧端开设有压簧定位槽(32)，并在该压簧定位槽(32)内装有径向分布的压簧(33)，所述压簧(33)的外侧端连有可沿压簧定位槽(32)的槽壁内外滑动的档位销(35)，档位销(35)的外侧端伸出所述压簧定位槽(32)外、抵在所述弧形豁槽(51)的槽底，所述第二凸齿(34)设在所述定位爪(3)的内侧。

3.根据权利要求2所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述第一凸齿(41)的数量为两个，且这两个第一凸齿对称地设置在所述内齿圈(4)的外壁面上。

4.根据权利要求2或3所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述导向柱(31)设置在所述定位爪(3)的外侧中间部位，所述第二凸齿(34)设置在所述定位爪(3)的内侧中间部位。

5.根据权利要求2或3所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述壳体(1)和扭力调节圈(5)之间设有用于将扭力调节圈(5)周向固定在壳体(1)上的周向定位机构(8)。

6.根据权利要求2或3所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述弧形豁槽(51)一侧的槽面与所述扭力调节圈(5)的端面平齐。

7.根据权利要求2或3所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：内齿圈(4)转动到其上的第一凸齿(41)与所述第二凸齿(34)相接触时，所述第一凸齿(41)和第二凸齿(34)的接触面为斜面。

8.根据权利要求2或3所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述扭力调节圈(5)的外壁上设有便于转动该扭力调节圈的调节手柄(52)。

9.根据权利要求2或3所述的具有扭力调节功能的电钻，其特征在于：所述档位销(35)的外侧端呈半球形。