CN104488185A - 变速触发机构 - Google Patents

Abstract

一种变速触发机构，其允许用户使用单一触发机构来反转发动机的方向并向发动机提供可变量的动力。在第一运动中，用户可以驱动换向模块以改变连接至触发机构的发动机的方向。在第二运动中，用户可以驱动同一触发器并向发动机提供可变量的动力。

Description

变速触发机构

技术领域

本发明涉及用于动力装置的触发器。特别地，本发明涉及具有机械互连件的变速触发机构，其允许用户使用单一装置而驱动换向开关并向发动机提供可变量的动力。

背景技术

许多传统的动力工具包括有助于将动力从动力源传递至工具的发动机的触发器或开关。例如，电钻具有变速触发器，从而，当该触发器仅略微按下时，向发动机传输少量的动力，而当该触发器完全按下时，向发动机传输更大的动力，因而使发动机输出增大。这些传统的工具可能进一步包括换向杆或开关，以便允许用户反转该动力工具的旋转方向，从而，例如，将工件从工作物质上移除。动力源，如电池，连接到触发器和换向杆以向发动机提供合适的动力，这使得发动机以预定的方向和速度旋转。

在传统工具中，触发器为变速触发器，从动力源传输到发动机的动力量取决于触发器按下的程度。然而，为了反转发动机输出的方向，用户必须释放该触发器并驱动设在该工具上的单独的换向杆。

动力工具的最新发展提供了一种拨动开关和触发器组合。该组合开关为可配置在两个位置——正向和方向的双刀双掷开关。该组合开关只以一种旋转速度向发动机提供动力，但是可在任一个旋转方向上都这么做，而不需要单独的换向杆。

其他最新发展将两个变速触发器和拨动开关组合，因此，用户可在第一方向驱动该触发器，以使得发动机的输出在第一方向上旋转，还可以在第二方向驱动该触发器，以使得发动机的输出在第二方向上旋转。这种设计需要两个的单独的触发器，它们通过旋转拨动开关机械地连接在一起，由于需要两个开关，它们的生产相对昂贵。

发明内容

本发明公开了一种变速拨动开关，其允许用户使用单一触发机构来反转发动机输出的旋转方向，并向发动机提供可变的动力量。该触发机构包括从触发器到换向模块的机械互连，并且一旦向优选的发动机方向驱动该换向模块，则用户可以变化地驱动该触发机构，以便向发动机提供可变量的动力，从而控制该发动机的输出。因此，除了简单地将该触发器旋转向所需的位置之外，该触发器允许用户控制该发动机的输出方向和输出速度，而不需要单独的方向转换作用。

具体地，本发明公开了一种从动力源向发动机提供可变量的动力的触发机构，该触发机构包括触发器，该触发器可在第一和第二方向位置间移动并可在第一和第二动力源位置间移动；还包括换向模块，其基于所述触发器是否在第一方向位置和第二方向位置中的一个来选择性地将所述触发器连接至在第一输出方向和第二输出方向中其中之一的所述发动机，其中，所述触发器从所述第一动力源位置移动向所述第二动力源位置时，所述动力源向所述发动机提供可变动力。

还公开了一种从动力源向发动机提供动力的触发机构，该触发机构包括触发器，该触发器在可第一和第二方向位置间移动并且可在第一和第二动力源位置间移动，以及换向模块，其可操作地连接至所述触发器，并且基于向所述第一方向位置和所述第二方向位置其中之一移动的所述触发器将发动机的输出方向进行反转，其中，所述触发器适合可操作地连接至动力源，以便当触发器从所述第一动力源位置移向所述第二动力源位置时，促进动力从动力源到发动机的流动。

还公开了一种向发动机可变地提供动力的方法， 包括：提供可在第一和第二方向位置之间以及第一和第二动力源位置之间移动的触发器；当所述触发器朝所述第一方向位置移动时在第一方向取向将该触发器连接至所述发动机，当所述触发器朝所述第二方向位置移动时在第二方向取向将该触发器连接至所述发动机；当所述触发器朝第一和第二动力源位置中的一个移动时，促进从动力源到发动机的可变的动力传输。

附图说明

为协助理解要保护的主题，参照附图描述了实施例，通过以下描述，将更好地理解和领悟要保护的主题、其构建和操作以及其许多优点，其中：

图1为放置在空档位置的本发明的变速触发器的俯视图；

图2为图1所示的变速触发器的仰视图；

图3为图1所示的变速触发器在第一位置驱动的俯视图；

图4为图3所示的变速触发器的仰视图；

图5为接合以便向发动机或其他通电设备提供可变量的动力的本发明的变速触发器的俯视图；

图6为图5所示变速触发器的仰视图；

图7描绘了本发明的变速触发器合并到一个动力工具中的一个实施例；

图8为描述了本发明的变速触发器的示例性操作方法的流程图。

具体实施方式

尽管本发明能有许多不同形式的实施例，但是以下将结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述，可以理解的是，以下公开的实施方式被认作是根据本发明原理的示范例，所举例说明的实施例不限制本发明的范围。

本发明公开了一种变速触发器，其允许用户使用单一触发机构来反转发动机输出的旋转方向，并且向该发动机提供可变量的动力，从而控制该发动机输出的旋转速度。在一个实施例中，用户可以在第一运动中驱动该换向模块，以改变例如连接至该触发器的发动机输出的旋转方向。在第二运动中，用户可以驱动该触发器并向该发动机提供可变量的动力。

如图1和2所示，变速机构100包括触发器105，该触发器105能够绕枢柄110转动，并且触发器105的臂120连接至换向模块115。该换向模块115包括杠杆125，当其由触发器105的臂驱动时，使得开关130将触发器105电连接至发动机，并使得发动机要么在第一方向要么在第二方向上输出旋转运动。该触发机构100还包括连接至发动机和/或动力源的第一电线135或第二电线140。该触发器105可以通过垂直偏压元件145偏压至空档位置，在该位置，开关130没有选择发动机方向，或者没有通过开关130改变先前的发动机方向。同样，水平偏压元件150可以将该触发器105偏压至第一动力源位置，在该位置，基本上没有通过该触发机构100传输动力。如图2所示，该触发机构100还包括位于两个槽165a和165b间的、适于紧靠着栓170的栓卡位160。

该触发器105和枢柄110可以为任意形状或尺寸，可以由任意材料构成，而不会脱离本发明的精神和范围。在一个实施例中，触发器105符合人体工程学地被塑造为适合用户手指或拇指的轮廓，并且包括适合用户的两个或以上手指的轮廓，使得用户可以绕枢柄110枢转地旋转该触发器105。该枢柄110可以带有摩擦地接合至或以其他方式连接至触发器105，以允许触发器105的旋转运动。因此该触发器105可以要么在顺时针方向要么在逆时针方向旋转，以便向第一方向位置（如，最远的顺时针位置）或第二方向位置（如，最远的逆时针位置）移动该触发器105。可选地，该触发器105可以是基本扁平的，以便用户移动触发器105前后面间的手指。例如，在扁平的触发器的实施例中，第一方向位置可以是最前面的的旋转位置，而第二方向位置可以是最后面的旋转位置。应了解，任何其他第一和第二方向位置都可以用来控制由触发机构100可选择地驱动的动力量。

该换向模块115可以为取决于触发器105是否被移动到第一方向位置或第二方向位置，而将触发器105连接到可工作在两个方向的外部设备（如，发动机）的任何电路或系列电路。例如，该换向模块115可包括含有场效应晶体管（如，金属氧化物场效应晶体管（MOSFET））的电路，这些晶体管通过开关130选通，以便根据特定的MOSFET是否将在所需的方向驱动该外部设备，通过该MOSFET提供可变速度。可选地，在发动机控制领域众所周知的，该换向模块115可以包括H桥来选择合适的MOSFET组合，并因此在所需的方向驱动外部设备（如，发动机）。可以采用任何其他与上述类似的场效应电路以可选择地控制发动机方向，这不脱离本发明的精神和范围。

开关130连接至换向模块115，并在换向杆125驱动到第一方向位置或第二方向位置时将换向杆125电连接至外部组件。因此，触发器105可以通过向第一方向位置驱动触发器105使得动力输出在一个方向，也可以通过向第二方向位置驱动触发器105使得动力输出在第二方向。在一个实施例中，即使当触发器105自身处在空档方向位置，仍可以偏压该开关130以在一个特定的方向位置控制该外部组件。 可选地，可以从触发机构100中完全省略开关130，可以根据触发器105的驱动方向直接将杠杆125连接至外部组件。

垂直偏压元件145和水平偏压元件150适用于偏压触发器105进入第一动力源位置，在该位置，没有通过开关100传输动力。如图所示，垂直偏压元件145和水平偏压元件150为弹簧，如螺旋弹簧，然而，可以使用任何其他形式的偏压元件而不会脱离本发明的精神和范围。例如，垂直偏压元件145和水平偏压元件150可以为钢板弹簧、扭转弹簧、平板弹簧、悬臂弹簧、弹性材料或任何其他可以将触发器105偏压到空档方向和配电位置的结构。当然，垂直偏压元件145和水平偏压元件150不需要为相同形式的偏压元件，并且包括任何不同数量的偏压元件，这不会脱离本发明的精神和范围。

壳体155可以包括允许触发器105在要求的量和方向上帮助动力传输的结构。例如，该壳体155可以包括设置在两个槽155a和155b间的栓卡位160和栓170。当触发器105处在空档方向位置时，该栓卡位160可以带有摩擦地与栓170接合。例如，该栓卡位160可以为壳体155的一个组件，当栓170转过该栓卡位160时，该栓卡位160与该栓170圆形的外表面接合。

如图1和图2所示，触发器105可以处于空档方向位置，在该位置，杠杆125大致是水平的，例如，表明用户还没有选择向哪个方向输出动力通过发动机。在图3和4中，用户已经压下触发器的底部以旋转杠杆125和臂120，并因此在第一发动机输出方向上将触发器105连接至该发动机。如图4所示，栓170从栓卡位160脱离，并将其自身定位在第一槽165a外。接着用户可以向内对着水平偏压元件150将触发器105压到所需的位置，根据触发器105的驱动量，向发动机提供所需的动力量。当栓170大致到达选择的槽的一端时，在这种情况下为第一槽165a，可以得到最大传输动力。一旦用户已经完成触发机构100的操作，可以释放触发器105，使得触发器105在水平偏压元件150的偏压下离开槽165a而回收，并停止向发动机的动力传输。接着触发器105可以在垂直偏压元件145的偏压下旋转回空档方向位置，并因此回到图1所示的位置。

图7举例说明了工具175（如电钻）中的触发机构100的实现方式。如图所示，该工具175包括可操作地连接至动力源180（如，电池）的触发机构100。根据触发器105的驱动方向，开关130可选择地连接到第一场效应晶体管185或第二场效应晶体管190。所选择的场效应晶体管185、190允许动力传输到发动机195以旋转工具的工作端，如，钻夹头200。与触发器105相对的面设有握把205，有助于用户握持该工具175以及操作触发机构100。

动力源180可以为能够驱动发动机195的任意电的或机械的动力源。在一个实施例中，动力源180是电池。然而，动力源180可以是提供能量的任何元件，包括电池、燃料电池、引擎、太阳能动力系统、风能发电系统、水力发电系统、连接到电源插座的电源线或提供能量的任何其他方式。

在一个实施例中，场效应晶体管185、190可以为金属二氧化硅场效应晶体管（MOSFET）。在这个例子中，基于触发器105的旋转方向，第一和第二MOSFET管185、190可以与发动机195连通，以选择向发动机195的动力传输。例如，如果用户向第一方向位置驱动触发器105，那么开关130可以连接触发器105和第一MOSFET管185以可控制地帮助动力传输向发达机195，这样发动机的输出按所需的方向和速度旋转。然而，如果用户向第二位置驱动触发器105，那么开关130可以连接触发器105和第二MOSFET管190，以相对第一MOSFET管185相反的方向向发动机195提供动力。因此触发器105的选择性运动基于所需的发动机输出方向选择合适的场效应晶体管185、190。可选地，可以使用H桥来选择性地向合适的场效应晶体管提供动力，这在本领域是众所周知的。当从第一动力源位置向第二动力源位置驱动触发器105克服水平偏压元件的偏压时，触发器105从动力源180向发动机195提供动力。

发动机195可以为任何类型的发动机，包括电的、内燃、电化学的或任何其他形式的能够向目标提供轴向或旋转运动的发动机。在一个实施例中，发动机195为能够基于与场效应晶体管185、190连通的单独输入，要么顺时针要么逆时针输出旋转动力的动力机。

夹头200位于工具175的工作端，用于夹持刀头或其他工作装置，并以众所周知的方式向刀头提供直接旋转运动。夹头200可以为任何形状或材料，并且，在一个实施例中，其是截头圆锥形的，设有一些径向段，这些径向段聚合以带有摩擦地与刀头接合。该刀头自身可以为能够向工件传递扭力或冲击的任何器械。例如，该刀头可以为钻头、十字头或平头螺丝刀、立铣刀、套筒板手、气动扳手或任何其他能够插入夹头200并在工作材料加工和固定上帮助用户的物品。

握把205设置在工具175主体相对触发器105的位置。该握把205可以为允许用户以众所周知的方式握住该工具175任何结构或材料。在一个实施例中，握把205可以符合人体工程学地被塑造为适合用户的手并为用户用手指或拇指操作触发器105提供方便和舒适的位置。如图所示，握把205可以为工具175的纹理表面，或者可以为通过，例如，粘合，与工具175连接的单独材料或结构。例如，握把205可以由橡胶、金属、泡沫、皮革或任何其他有助于用户握持工具175的材料。

现在参照图8对触发机构100的使用方法进行描述。如图所示，流程开始于步骤S805，此时触发器105处于空档位置。接着，在步骤S810，判断触发器105是否与第一场效应晶体管185连接，是的话，在步骤S815，触发器105在发动机的第一输出方向与发达机或其他设备连接。如果在步骤S810触发器105没有连接至第一场效应晶体管185，则流程进入到步骤S820。在步骤S820中，判断触发器105是否与第二场效应晶体管190连接，如果是的话，流程进入到步骤S825。在步骤S825中，触发器105在发动机S815的第二输出方向与发达机或其他设备连接。在这个流程阶段，触发器105没有造成向发动机传输的、导致发动机输出大量的转动或线速度的任何大量动力。因此，用户可以驱动触发器105来选择所需的输出方向（例如，顺时针或逆时针），不用消耗大量动力，不会从发动机输出大量力矩。

接着，流程进入到步骤S830，判断是否驱动触发器105以致从动力源向发达机提供动力。例如，该步骤等待用户通过拉动触发器或相反移动触发器可变的量来驱动触发器105。接着，触发器通过第一或第二场效应晶体管185、190传输动力，使得场效应晶体管向发达机传输动力。传输给场效应晶体管185、190的动力的量直接和触发器105的驱动量相关。如果用户轻微拉动触发器105，那么传输给选择的场效应晶体管185的动力将是极小的，而提供给触发器105更大的驱动量将给予传输到选择的场效应晶体管190更大的动力。同样的，当流程进入到步骤S835，基于触发器105的驱动量，向发动机提供可变的动力量。在步骤S840，一旦触发器105被释放，垂直偏压元件145和水平偏压元件150将触发器105偏压到空档位置，流程在此结束。

本发明的示范性实施例已在动力工具、如钻机中实现了触发机构100，或者已实现具有发动机195的触发机构。然而，本发明不限于在钻机或发动机中实现。任何其他设备可以实现触发机构100，而不会脱离本发明的精神和范围。例如，触发机构100可以安装在电的或气动驱动工具、动力锯、吸尘器或任何其他可实现变速电切换触发机构的设备中。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1. 一种从动力源向发动机提供可变量的动力的触发机构，包括：

在第一和第二方向位置间可移动并且在第一和第二动力源位置间可移动的触发器；

基于所述触发器是否在所述第一方向位置和所述第二方向位置中的一个，来选择性地在第一输出方向和第二输出方向中其中之一将所述触发器连接至所述发动机的换向模块；

其特征在于，所述触发器从所述第一动力源位置移动向所述第二动力源位置时，所述动力源向所述发动机提供可变动力。

2.根据权利要求1所述的触发机构，其特征在于，还包括第一偏压元件，用于将所述触发器偏压到空档位置，在该空档位置，所述触发器基本上既不向所述第一方向位置也不向所述第二方向位置移动。

3.根据权利要求1所述的触发机构，其特征在于，还包括第二偏压元件，用于将所述触发器偏压到第一动力源位置。

4.根据权利要求1所述的触发机构，其特征在于，所述换向模块还包括杠杆，用于受所述触发器驱动而选择地将该触发器连接至发动机，而不显著改变提供给所述发动机的动力量。

5.根据权利要求2所述的触发机构，其特征在于，还包括带有摩擦地与栓卡位接合的栓，用于将所述触发器保持在空档方向位置。

6.根据权利要求5所述的触发机构，其特征在于，还包括设置在所述栓卡位的相对两边的第一和第二槽，用于在所述触发器向第二动力源位置驱动时接收所述栓，当向第一方向位置驱动该触发器时该第一槽用于接收该栓，当向第二方向位置驱动该触发器时该第二槽用于接收该栓。

7. 一种从动力源向发动机提供动力的触发机构，包括：

在第一和第二方向位置间可移动并且在第一和第二动力源位置间可移动的触发器；

可操作地连接至所述触发器并且基于向所述第一方向位置和所述第二方向位置其中之一移动的所述触发器对发动机的输出方向进行反转的换向模块，

其特征在于，所述触发器用于可操作地连接至所述动力源，以便当所述触发器从所述第一动力源位置移向所述第二动力源位置时促进从所述动力源到所述发动机的动力流动。

8.根据权利要求7所述的触发机构，其特征在于，所述触发器用于朝向所述第一和第二方向位置驱动，而不显著改变提供给所述发动机的动力量。

9.根据权利要求7所述的触发机构，其特征在于，还包括第一偏压元件，用于将所述触发器偏压到空档位置，在该空档位置，所述触发器基本上既不向所述第一方向位置也不向所述第二方向位置移动。

10.根据权利要求9所述的触发机构，其特征在于，还包括用于第二偏压元件，用于将所述触发器偏压到第一动力源位置。

11.根据权利要求9所述的触发机构，其特征在于，还包括栓，当所述触发器位于空档方向位置时，该栓带有摩擦地与栓卡位接合。

12.根据权利要求11所述的触发机构，其特征在于，还包括设置在所述栓卡位的相对两边的第一和第二槽，用于在所述触发器向第二动力源位置驱动时接收所述栓，当向第一方向位置驱动该触发器时该第一槽用于接收该栓，当向第二方向位置驱动该触发器时该第二槽用于接收该栓。

13.一种向发动机可变提供动力的方法， 包括：

提供在第一和第二方向位置之间以及第一和第二动力源位置之间可移动的触发器；

当所述触发器朝所述第一方向位置移动时，在第一方向方位将该触发器连接至所述发动机，当所述触发器朝所述第二方向位置移动时，在第二方向方位将该触发器连接至所述发动机；

当所述触发器朝第一和第二动力源位置其中之一移动时，促进从动力源到发动机的可变的动力传输。

14.根据权利要求13所述的触发机构，其特征在于，还将所述触发器偏压在空档方向位置上，在该空档方向位置上所述触发器到第一方向位置和到第二方向位置的距离大致相同。

15.根据权利要求13所述的触发机构，其特征在于，还包向第一动力源位置偏压所述触发器，在该第一动力源位置，基本上没有动力传输至所述发动机。