CN109780150A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具，其包括动力输入轴、动力输出轴以及传动机构，所述传动机构包括承接所述动力输入轴动力的主动轮、给所述动力输出轴传递动力的从动轮以及在所述主动轮与所述从动轮之间传递动力的传动带，所述动力输出轴上负载的变化可导致所述传动带在所述主动轮和所述从动轮处的工作直径变化。上述电动工具，动力输出轴上负载的变化可导致传动带在主动轮和从动轮处的工作直径的变化，即导致主动轮和从动轮的工作直径的变化，从而导致传动机构的传动比的变化，实现传动机构的无级自动变速。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具。

背景技术

传统技术中具有传动机构的电动工具，其传动机构的传动比要么为定值不可调节，要么可以手动调节。可以手动调节传动比的传动机构，其传动比也是不连续的定值。

传统技术中，也有一些电动工具中的传动机构可以实现无级变速，即在一定范围内，传动比可以连续改变，可以是该范围内的任意值。但是此种结构一般结构复杂。

发明内容

基于此，有必要提供一种其传动机构结构简单，能实现自动无级变速的电动工具。

一种电动工具，包括动力输入轴、动力输出轴以及传动机构，所述传动机构包括承接所述动力输入轴动力的主动轮、向所述动力输出轴传递动力的从动轮以及在所述主动轮与所述从动轮之间传递动力的传动带，所述动力输出轴上负载变化时导致所述传动带在所述主动轮和所述从动轮处的工作直径变化。

上述电动工具，动力输出轴上负载的变化可导致传动带在主动轮和从动轮处的工作直径的变化，即导致主动轮和从动轮的工作直径的变化，从而导致传动机构的传动比的变化，实现传动机构的无级自动变速。

在其中一个实施例中，所述动力输出轴上负载减小时，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变大，在所述从动轮处的工作直径变小；

所述动力输出轴上负载增大时，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变小，在所述从动轮处的工作直径变大。

在其中一个实施例中，所述主动轮包括固定设于所述动力输入轴上的主动盘和离心盘、套设于所述动力输入轴上且位于所述主动盘与所述离心盘之间的滑动主动盘，所述滑动主动盘可沿所述动力输入轴的轴向滑动，所述传动带位于所述主动盘与所述滑动主动盘之间，且所述传动带的两侧面分别与所述主动盘和所述滑动主动盘贴合；

所述动力输出轴上负载减小时，所述主动轮转速增大，所述滑动主动盘在离心力的作用下向所述主动盘的方向滑动，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变大；所述动力输出轴上负载增大时，所述主动轮转速减小时，所述滑动主动盘离心力减小，向远离所述主动盘的方向滑动，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变小。

在其中一个实施例中，所述离心盘内设有离心滚珠；所述主动轮转速增大时，所述离心滚珠离心力增大，驱使所述滑动主动盘向所述主动盘方向滑动；所述主动轮转速减小时，所述离心滚珠离心力减小，驱使滑动主动盘向远离所述主动盘的方向滑动。

在其中一个实施例中，所述滑动主动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形，且/或所述主动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形。

在其中一个实施例中，所述从动轮包括固定设于所述动力输出轴上的第一从动盘和第二从动盘，以及套设于所述动力输出轴上且位于所述第一从动盘与所述第二从动盘之间的滑动从动盘，所述滑动从动盘可沿所述动力输出轴的轴向滑动，所述第二从动盘与所述滑动从动盘之间设有弹性元件，所述弹性元件给所述滑动从动盘一个沿所述从动轮轴向的弹力，所述传动带位于所述第一从动盘与所述滑动从动盘之间，且所述传动带的两侧面分别与所述第一从动盘和所述滑动从动盘贴合；

所述动力输出轴上负载减小时，所述从动轮转速增大，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第二从动盘方向滑动，所述传动带在所述从动轮处的工作直径变小；所述动力输出轴上负载增大时，所述从动轮转速减小，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第一从动盘的方向滑动，所述传动带在所述从动轮处的工作直径变大。

在其中一个实施例中，所述弹性元件为弹簧。

在其中一个实施例中，所述滑动从动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形，且/或所述主动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形。

在其中一个实施例中，所述传动带为V型传动带。

在其中一个实施例中，所述从动轮包括固定设于所述动力输出轴上的从动件，所述从动件两端分别设有一个第三从动盘与一个第四从动盘，所述从动轮还包括套设于所述从动件上且位于所述第三从动盘与所述第四从动盘之间的滑动从动盘，所述滑动从动盘可沿所述从动件的轴向滑动，所述第二从动盘与所述滑动从动盘之间设有弹性元件，所述弹性元件给所述滑动从动盘一个沿所述从动轮轴向的弹力，所述传动带位于所述第三从动盘与所述滑动从动盘之间，且所述传动带的两侧面分别与所述第三从动盘和所述滑动从动盘贴合；

所述动力输出轴上负载减小时，所述从动轮转速增大，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第四主动盘方向滑动；所述动力输出轴上负载增大时，所述从动轮转速减小时，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第三主动盘的方向滑动。

附图说明

图1为本发明优选实施例一提供的电动工具的局部结构的分解结构示意图。

图2为图1中的传动机构的主视图。

图3为本发明优选实施例二提供的电动修枝机的分解结构示意图。

图4为本发明优选实施例三提供的电动链锯的分解结构示意图。

其中，相关元件对应编号如下：

100、电动工具 200、电动修枝机 300、电动链锯

110、动力输入轴 130、动力输出轴 150、传动机构

151、主动轮 1511、主动盘 1512、离心盘

1513、滑动主动盘 153、从动轮 1531、第一从动盘

1532、第二从动盘 1533、滑动从动盘 1534、弹性元件

155、传动带 210、刀具 310、链条

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本发明优选实施例一提供的电动工具100包括动力输入轴110、动力输出轴130、以及传动机构150。传动机构150包括承接动力输入轴110的动力的主动轮151、给动力输出轴130传递动力的从动轮153以及在主动轮151与从动轮153之间传递动力的传动带155。动力输出轴130上负载的变化可导致传动带155在主动轮151和从动轮153处的工作直径的变化。

其中，动力输入轴110为电动工具100的电机的输出轴，或动力输入轴110与电机的输出轴固定连接。需要说明的是，电动工具100的电机可以是有刷电机也可以是无刷电机。

以下针对电动工具100内各个元件及其相互之间的连接关系作详细说明。

在其中一个实施例中，主动轮151包括固定设于动力输入轴110上的主动盘1511和离心盘1512、套设于动力输入轴110上且位于主动盘1511与离心盘1512之间的的滑动主动盘1513，滑动主动盘1513可沿动力输入轴110的轴向滑动，传动带155位于主动盘1511与滑动主动盘1513之间，且传动带155的两侧面分别与主动盘1511与滑动主动盘1513贴合。

主动轮151转速增大时，滑动主动盘1513在离心力的作用下向主动盘1511的方向滑动，传动带155在主动轮151处的工作直径变大，即主动轮151的工作直径变大；主动轮151转速减小时，滑动主动盘1513离心力减小，向远离主动盘1511的方向滑动，传动带155在主动轮151处的工作直径变小，即主动轮151的工作直径变小。

优选的，离心盘1512内设有离心滚珠(未图示)。主动轮151转速增大时，离心滚珠离心力增大，驱使滑动主动盘1513向主动盘1511方向滑动；主动轮151转速减小时，离心滚珠离心力减小，驱使滑动主动盘1513向远离主动盘1511的方向滑动。需要说明的是，离心盘1512内还可以设置离心环等其他离心装置。

滑动主动盘1513的与传动带155贴合的侧面呈锥形，且/或主动盘1511与传动带155贴合的侧面呈锥形。换个角度讲，即滑动主动盘1513的与传动带155贴合的部分沿滑动主动盘1513轴向的截面呈等腰梯形。同样的，主动盘1511与传动带155贴合的部分沿主动盘1511轴向的截面也可以呈等腰梯形。传动带155的两侧面相对于主动轮151的轴向方向倾斜的角度可以相同，也可以不同。优选的，传动带155为锥形传动带。V型传动带受力均匀，耐磨性也更好。

在其中一个实施例中，从动轮153包括固定设于动力输出轴130上的第一从动盘1531和第二从动盘1532，以及套设于动力输出轴130上且位于第一从动盘1531与第二从动盘1532之间的滑动从动盘1533，滑动从动盘1533可沿动力输出轴130的轴向滑动，第二从动盘1532与滑动从动盘1533设有弹性元件1534，弹性元件1534给滑动从动盘1533一个沿从动轮153轴向的弹力，传动带155位于第一从动盘1531与滑动从动盘1533之间，且传动带155的两侧面分别与第一从动盘1531和滑动从动盘1533贴合。

从动轮153转速增大时，滑动从动盘1533在传动带155与弹性元件1534的作用下向第二从动盘1532方向滑动，传动带155在从动轮153处的工作直径变小，即从动轮153的工作直径变小；从动轮153转速减小时，滑动从动盘1533在传动带155与弹性元件1534的作用下向第一主动盘1531的方向滑动，传动带155在从动轮153处的工作直径变大，即从动轮153的工作直径变大。

优选的，弹性元件1534为弹簧。弹簧套设于动力输出轴130上，其一端与第二从动盘1532抵接，另一端与滑动从动盘1533抵接。

滑动从动盘1533的与传动带155贴合的侧面呈锥形，且/或第一从动盘1531与传动带155贴合的侧面呈锥形，换个角度讲，即滑动从动盘1533的与传动带155贴合的部分沿滑动主动盘1513轴向的截面呈等腰梯形。同样的，第一从动盘1531与传动带155贴合的部分沿主动盘1511轴向的截面也可以呈等腰梯形。传动带155的两侧面相对于从动轮153的轴向方向倾斜的角度可以相同，也可以不同。优选的，传动带155为V型传动带。V型传动带受力均匀，耐磨性也更好。

需要说明的是，本实施例中的主动轮151和从动轮153的位置可以互换，即将主动轮151安装在动力输出轴130上，将从动轮153安装在动力输入轴110上，同样可以达到随负载变化导致传动带155在主动轮151和从动轮153处的工作直径变化的目的，进而改变传动比。

本发明还提供一优选实施例，与电动工具100不同的是，从动轮153包括固定设于动力输出轴110上的从动件(未图示)，从动件两端分别具有一个第三从动盘(未图示)与一个第四从动盘(未图示)，从动轮153还包括套设于从动件上且位于第三从动盘与第四从动盘之间的滑动从动盘，滑动从动盘可沿从动件的轴向滑动，传动带155位于第三从动盘与滑动从动盘之间。第三从动盘的作用和位置相当于第一从动盘1531，第四从动盘的作用和位置相当于第二从动盘1532。优选的，从动件、第三从动盘以及第四从动盘为一体式结构，此时第三从动盘与第四从动盘之间的距离固定，不会因为第三从动盘和第四从动盘之间的位置变化而导致传动机构150的无级变速精度降低，即使得传动机构150的无极自动变速精度更高。

具体的，电动工具100可以是电动修枝机200，如图3所示，也可以是电动链锯300，如图4所示。需要说明的是，电动工具100还可以是其他类型的电动工具，如曲线锯、割草机等。

以下进一步对电动工具100中传动机构150的无级自动变速过程进行详细描述：

当电动工具100的工作负载减小时，从动轮153负载减小，通过传动带155的传递，主动轮151负载减小。在电机输出功率不变的情况下，电机的输出扭矩减小且转速增大，动力输入轴110转速增大；滑动主动盘1513与离心盘1512内的离心滚珠的离心力均增大，离心滚珠给滑动主动盘1513一个沿主动轮151轴向且指向主动盘1511的力；滑动主动盘1513在自身离心力和离心滚珠的共同作用下向主动盘1511的方向滑动；滑动主动盘1513向外挤压传动带155，给传动带155一个沿垂直于滑动主动盘1513和传动带的贴合面且方向向外的作用力；根据力的传递，传动带挤压主动盘1511；又因为力的作用是相互的，主动盘1511给传动带155一个沿垂直于主动盘1511与传动带155的贴合面且方向向外的作用力；主动盘1511和滑动主动盘1513给传动带155的合力垂直于从动轮轴向且方向向外，从而向外挤压传动带155，使传动带155在主动轮151处的工作直径变大，即使主动轮151的工作直径变大；由于传动带155的内周长是固定的，因此在传动带155的张力及工作负载的作用下，传动带155受到一个垂直于从动轮153的轴向且方式指向从动轮中心轴的作用力；传动带155给滑动从动盘1533一个沿垂直于滑动从动盘1533与传动带155的贴合面且方向向外的作用力，从而驱使滑动从动盘1533向第二从动盘1532的方向滑动，传动带155向内挤压，从而使传动带在从动轮153处的工作直径变小，即使从动轮153的工作直径变小。

主动轮151工作直径变大，从动轮153工作直径变小，从而使该传动机构150的传动速比降低；动力输入轴110转速增大，且传动机构150的传动速比降低，从而使从动轮转速增大，即工作输出轴130的转速增大，从而提高工作效率。

例如，本发明优选实施例二提供的电动修枝机，因工作输出轴130转速增大，刀具210转速增大，从而提高修枝效率；本发明优选实施例三提供的电动链锯，因工作输出轴130转速增大，链条11转速增大，从而提高切割效率。

当电动工具100的工作负载增大时，从动轮153的负载增大，通过传动带155的传递，主动轮151负载增大。在电机输出功率不变的情况下，电机的输出扭矩增大且转速减小，动力输入轴110转速减小；滑动主动盘1513与离心盘1512内的离心力减小，从而使滑动主动盘1513向远离主动盘1511的方向滑动，传动带155受到的主动盘1511和滑动主动盘1513的挤压力减小，驱使传动带155沿垂直于主动轮151轴向向内运动，从而使传动带155在主动轮151处的工作直径变小，即使主动轮151的工作直径变小；由于传动带155的内周长是固定的，因此传动带155的张力减小，与弹性元件1534共同作用，驱使滑动从动盘1533向第一从动盘1531的方向滑动，向外挤压传动带155，从而使传动带155在从动轮153处的工作直径变大，即使从动轮153的工作直径变大。

主动轮151工作直径变小，从动轮153工作直径变大，从而使该传动机构150的传动速比增大；动力输入轴110扭矩增大，且传动机构150的传动速比增大，从而使从动轮转速降低，扭矩增大，即工作输出轴130的扭矩增大，最大工作负载增大，工作能力提升。

具体的，本发明优选实施例二提供的电动修枝机，因工作输出轴130的扭矩增大，刀具210可以修剪硬度更大的枝叶；本发明优选实施例三提供的电动链锯，因工作输出轴130的扭矩增大，链条11扭矩增大，从而可以切割硬度更大的工件。

综上，在允许负载的情况下，传动结构150可以根据负载情况自动改变主动轮151与从动轮153的直径，进而改动传动速比，从而实现传动机构150的无极自动变速，实现传动速比与扭矩的自动最佳匹配。

进一步的，在超出负载情况下，传动带155与主动轮151/从动轮153打滑，保证电机不堵转防止电机损坏。

本发明提供的电动工具的传动机构包括工作直径可连续自动变化的主动轮和工作直径可连续自动变化的从动轮，传动机构的传动比可随着主动轮和从动轮的工作直径的变化而实现连续自动变化，从而实现传动机构的无级自动变速。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种电动工具，其特征在于，包括动力输入轴、动力输出轴以及传动机构，所述传动机构包括承接所述动力输入轴动力的主动轮、向所述动力输出轴传递动力的从动轮以及在所述主动轮与所述从动轮之间传递动力的传动带，所述动力输出轴上负载变化时导致所述传动带在所述主动轮和所述从动轮处的工作直径变化。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：

所述动力输出轴上负载减小时，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变大，在所述从动轮处的工作直径变小；

所述动力输出轴上负载增大时，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变小，在所述从动轮处的工作直径变大。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述主动轮包括固定设于所述动力输入轴上的主动盘和离心盘、套设于所述动力输入轴上且位于所述主动盘与所述离心盘之间的滑动主动盘，所述滑动主动盘可沿所述动力输入轴的轴向滑动，所述传动带位于所述主动盘与所述滑动主动盘之间，且所述传动带的两侧面分别与所述主动盘和所述滑动主动盘贴合；

所述动力输出轴上负载减小时，所述主动轮转速增大，所述滑动主动盘在离心力的作用下向所述主动盘的方向滑动，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变大；所述动力输出轴上负载增大时，所述主动轮转速减小时，所述滑动主动盘离心力减小，向远离所述主动盘的方向滑动，所述传动带在所述主动轮处的工作直径变小。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述离心盘内设有离心滚珠；所述主动轮转速增大时，所述离心滚珠离心力增大，驱使所述滑动主动盘向所述主动盘方向滑动；所述主动轮转速减小时，所述离心滚珠离心力减小，驱使滑动主动盘向远离所述主动盘的方向滑动。

5.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述滑动主动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形，且/或所述主动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形。

6.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述从动轮包括固定设于所述动力输出轴上的第一从动盘和第二从动盘，以及套设于所述动力输出轴上且位于所述第一从动盘与所述第二从动盘之间的滑动从动盘，所述滑动从动盘可沿所述动力输出轴的轴向滑动，所述第二从动盘与所述滑动从动盘之间设有弹性元件，所述弹性元件给所述滑动从动盘一个沿所述从动轮轴向的弹力，所述传动带位于所述第一从动盘与所述滑动从动盘之间，且所述传动带的两侧面分别与所述第一从动盘和所述滑动从动盘贴合；

所述动力输出轴上负载减小时，所述从动轮转速增大，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第二从动盘方向滑动，所述传动带在所述从动轮处的工作直径变小；所述动力输出轴上负载增大时，所述从动轮转速减小，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第一从动盘的方向滑动，所述传动带在所述从动轮处的工作直径变大。

7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

8.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，所述滑动从动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形，且/或所述主动盘与所述传动带贴合的侧面呈锥形。

9.根据权利要求5或8所述的电动工具，其特征在于，所述传动带为V型传动带。

10.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述从动轮包括固定设于所述动力输出轴上的从动件，所述从动件两端分别设有一个第三从动盘与一个第四从动盘，所述从动轮还包括套设于所述从动件上且位于所述第三从动盘与所述第四从动盘之间的滑动从动盘，所述滑动从动盘可沿所述从动件的轴向滑动，所述第四从动盘与所述滑动从动盘之间设有弹性元件，所述弹性元件给所述滑动从动盘一个沿所述从动轮轴向的弹力，所述传动带位于所述第三从动盘与所述滑动从动盘之间，且所述传动带的两侧面分别与所述第三从动盘和所述滑动从动盘贴合；

所述动力输出轴上负载减小时，所述从动轮转速增大，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第四主动盘方向滑动；所述动力输出轴上负载增大时，所述从动轮转速减小时，所述滑动从动盘在所述传动带与所述弹性元件的作用下向所述第三主动盘的方向滑动。