CN110091437A - 一种负压式吸尘电钻 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负压式吸尘电钻，包括电钻本体，包含钻杆、套管和驱动装置，该钻杆与套管组成垂直于工作面的横轴部分；驱动装置设置于横轴部分下方并位于靠近工作面的位置形成纵轴部分；钻杆具有轴向的中空通道，该中空通道的进口在套管内透过电钻本体与外部空气连通，该中空通道的出口位于钻杆的钻头；负压罩，设置于电钻本体上并在钻孔时将钻孔工作面进行围闭；负压产生装置，在钻孔时让负压罩对钻孔工作面产生负压，以使负压罩对钻孔工作面进行吸附，并使外部空气依次经电钻本体、钻杆的中空通道、钻头进入排气通道后排出形成对流以排出灰尘。本发明解决了现有电钻钻孔精度差、难控制、灰尘大、劳动强度大等问题。

Description

一种负压式吸尘电钻

技术领域

本发明涉及电钻技术领域，特别是一种负压式吸尘电钻。

背景技术

电钻作为非常常用的工具之一，经过几十年的不断改进，虽然有不小的变化，但问题依然存在很多：

1、电钻的重心很高，由于重心高，其控制难度相对比较大，难以精确对准被钻位置。

2、电钻基本没有吸尘防护，特别是打墙的时候，灰尘非常大。如申请公布号为CN106312129A的中国发明专利申请、授权公告号为CN2582795Y的中国发明专利，公开了带有吸尘功能的电钻，但是实用价值并不大，实际可行性较低。

3、对钻头加力的时候基本是人手控制，加力的力度很难掌握，特别是打墙砖的时候，容易把墙砖打裂或打掉，墙体靠边打钻，会让墙体角碎掉等。

4、打钻操作的劳动强度大，特别是对高空墙体或者屋顶打钻的时候，劳动强度特别大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种负压式吸尘电钻。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种负压式吸尘电钻，其包括电钻本体，包括钻杆、套管和驱动装置，钻杆可拆装地装配于套管内并实现联动，驱动装置为钻杆的钻孔提供动力，该钻杆与套管组成电钻本体的垂直于钻孔工作面的横轴部分；驱动装置设置于横轴部分的下方并位于靠近钻孔工作面的位置形成电钻本体的纵轴部分；钻杆具有轴向的中空通道，该中空通道的进口在套管内透过电钻本体与外部空气连通，该中空通道的出口位于钻杆的钻头；负压罩，设置于电钻本体上并在钻孔时将钻孔工作面进行围闭；负压产生装置，在钻孔时让负压罩对钻孔工作面产生负压，以使负压罩对钻孔工作面进行吸附，并使外部空气依次经电钻本体、钻杆的中空通道、钻头进入与负压罩相通的排出通道而形成对流，在钻头所产生的灰尘在排出通道经过过滤组件过滤后排出；手柄，设置于电钻本体的纵轴部分而远离钻孔工作面的一侧，便于用户手持。

上述技术方案中，所述电钻本体还包括伺服电机、丝杆和拨叉组件，伺服电机通过丝杆带动拨叉组件上下运动，拨叉组件通过套管的开孔滑槽带动套管内的钻杆上下运动，并给钻杆施加压力完成钻孔作业。

上述技术方案中，所述拔叉组件包括丝杆螺母、拨叉、拨叉定环套、拨叉动环套、冲击组件、钻杆夹持组件；丝杆螺母套设在丝杆上，拔叉安装于丝杆螺母上，在拔叉上设置有拔叉定环套，拔叉动环套套设于套管上，并且拔叉动环套随套管转动但可沿套管上下运动，拔叉动环套上设置有钻杆夹持组件，该钻杆夹持组件穿过套管的开孔滑槽对钻杆进行可解除的卡位锁固，拔叉动环套与拔叉定环套之间设置有轴承，冲击组件套设于拔叉动环套上，并且设置有由冲击钻控制杆控制的冲击选择棘爪对冲击组件进行加锁和解锁从而实现冲击与否。

上述技术方案中，还包括供用户设置钻孔参数的控制面板和供用户查看参数的显示屏。

上述技术方案中，所述负压产生装置设置于电钻本体内，由所述驱动装置在提供钻杆旋转动力的同时提供动力驱动风轮旋转，风轮在旋转过程中因负压产生对负压罩内部的吸附力，在负压罩与风轮之间设置有过滤组件。

上述技术方案中，所述负压产生装置设置于电钻本体外，通过过滤组件和管道与负压罩连通。

上述技术方案中，所述传动件为相互啮合的直角齿轮组。

上述技术方案中，所述负压罩与钻孔工作面接触的边缘处设置有便于密封围闭的密封胶圈。

上述技术方案中，所述负压罩与钻孔工作面接触的边缘处设置有滑动板，以便于实现铣槽作业。

上述技术方案中，在所述电钻本体上靠近钻杆处设置有辅助激光定位器，用户透过负压罩上的透视区域察看选择对准钻孔孔位。

本发明的有益效果是：

1、降低电钻整体的重心，把双头电机作为机座的一部分来使用，并让其和负压罩连在一起，当双头电机或者吸尘机启动起来的时候，负压罩会把双头电机和基座（也就是电钻本体）一起吸在墙面上，这样做的目的，大大增强了电钻整体的易固定性。

2、把多面角柄的钻头装在钻头套管里，电机通过角齿带动套管转动，套管带动钻头转动，在套管外装有拨叉组件，拨叉通过拨叉轴承及拨叉组件带着钻头上下，由伺服电机带动丝杆上下带动拨叉组件上下，实现进钻和退钻的动作。采用伺服电机来控制钻头进钻进刀量，这大大增强了钻孔的稳定性，而且可以在单片机中输入不同材料的进刀量，钻孔深度等参数，用户可以在使用时通过设置面板自行选择，可以实现水泥、墙体、木材、玻璃、金属等的精度钻孔作业，让钻孔进刀量精度可控是本方案的重点之一。

3、由于有负压罩的作用，钻孔的工作面是负压状态，本新型钻头杆中间有一个通孔，它通过钻头套管与负压罩外连通，此方案的优点在于：空气会通过钻头杆到达钻头的刀部吹出，在钻孔的同时，不断的有空气流过，第一、有助于冷切刀头，第二、空气流过刀头，可以将刀头钻出的尘土吹出，以保持加工孔内的洁净。第三，由于有空气吹动尘土，钻杆就不再需要加工螺旋槽，从而钻杆加工变得更加简单。第四，由于空气流动，孔内钻出的尘土会及时排出且很干净，钻头的阻力也会变得很小。

4、在钻头的后方，有吸尘机的吸尘口，吸尘口内有吸尘过滤袋，在钻孔作业时，从钻头刀头吹出的尘土会吸入这个过滤袋中过滤，然后空气会通过电机和电机驱动板再被吸尘机排出。此方案的优点：1、钻头钻出的尘土会及时的收纳，做到了无尘钻孔。2、过滤后的空气会通过电机和驱动板（PCBA），对电机和驱动板进行降温，从而使电机和驱动板不需要另外的降温装置。

5、在钻头位置设有激光定位器，在固定电钻前，通过前部透明负压罩就可以通过激光十字准确的对准被钻孔的位置，以实现精确的对位。由于本新型的基座是可以通过负压和手压来固定，所以才能实现激光光标对位，此方式可以大大提高钻孔的精度和准确性。

6、在手柄有设有启动和停止键，使用时，只需要选择好被钻孔的材质，还有钻孔的深度，选择好后，激光对准打孔点，按下启动键，钻孔即自动进行，其间不需要任何其它的手部动作，伺服电机会照着设置深度钻孔，钻孔完成后自动退回，停止键只是用于紧急情况下或者要中断钻孔才会使用。此方案的优点：1、钻孔变得很轻松简单，即使是没用过的人，都能轻松完成。2、不同的材质可以选择不同的钻孔速度，进刀量等，即使钻玻璃这种很难的工作，也会变得非常轻松。

7、本新型有两个应用实施例，一是一体式，用电钻的电机作为吸尘电机来使用。二是外挂式吸尘机，用一个便携式的吸尘机作为辅助钻孔吸尘。二者的好处在于：一体式简单，但吸力较小，需要用手压的辅助方式来完成钻孔作业。分体式有很强的负压力，可以将电钻很牢的吸在加工面上，更加适合高空作业、屋顶作业、电动伸缩杆钻孔作业等方式。

8、多功能性，只需要加少许部件，即可以实现钻孔的多样性，如梯形孔等，取下密封胶圈，换上滑动板，即可以实现木工铣槽等工具。

附图说明

图1是本发明实施例一的应用体结构示意图；

图2是本发明实施例一的整体剖视结构示意图；

图3是本发明实施例一的局部剖视结构示意图；

图4是本发明钻杆一实施例的结构示意图；

图5是本发明冲击装置的结构示意图；

图6是本发明实施例二的应用结构示意图。

图中，1、墙体；2、钻孔工作面；3、电钻本体；4、钻杆；5、套管；6、双头电机；7、横轴部分；8、纵轴部分；9、中空通道；10、钻头；11、负压罩；12、手柄；13、伺服电机；14、丝杆；15、丝杆螺母；16、拨叉；17、开孔滑槽；18、冲击钻控制杆；19、控制面板；20、显示屏；21、风轮；22、过滤袋；23、真空管道；24、外挂真空机；25、过滤网；26、直角齿轮组；27、密封胶圈；28、按钮；29、吸尘口；30、拨叉定环套；31、拨叉动环套；32、冲击组件；33、钻杆夹持组件；34、排出通道；35、轴承；36、冲击选择棘爪；A、空气流入的路径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1-6所示，一种负压式吸尘电钻，其包括：电钻本体3，包含钻杆4、套管5和驱动装置，本实施例一中驱动装置为双头电机6,该双头电机6的一输出端用于驱动钻杆4高速旋转实现钻孔，另一输出端用于驱动风轮21高速旋转实现负压；套管5用于安装钻杆4，其两端安装于轴承中，其内壁具有与钻杆4钻柄相同形状（多面角）的安装孔，并且在套管5上设置有与电钻本体3进风口相通的开口，便于外部空气从该电钻本体3的进风口进入，经套管5的开口、钻杆4的进口进入钻杆4的中空通道9。钻杆4可通过控制按钮进行拆装，并装配于套管5内并实现联动，驱动装置为钻杆4的钻孔提供动力，该钻杆4与套管5组成电钻本体3的垂直于钻孔工作面2的横轴部分7；驱动装置设置于横轴部分7的下方，并位于靠近钻孔工作面2的位置形成电钻本体3的纵轴部分8；钻杆4具有轴向的中空通道9，该中空通道9的进口在套管5内透过电钻本体3与外部空气连通，该中空通道9的出口位于钻杆4的钻头10。负压罩11，设置于电钻本体3上并在钻孔时将钻孔工作面2进行围闭。负压产生装置，在钻孔时让负压罩11对钻孔工作面2产生负压，以使负压罩11对钻孔工作面2进行吸附，并使外部空气依次经电钻本体3、钻杆4的中空通道9、钻头10进入与负压罩相通的排出通道34后排出形成对流，在钻头10所产生的灰尘在排出通道34经过过滤组件（过滤袋或过滤网）过滤后排出，设置有吸尘口29与负压罩11相通，进入负压罩11内的灰尘从该吸尘口29进入排出通道34后再经风轮21排出。手柄12，设置于电钻本体3的纵轴部分8而远离钻孔工作面2的一侧，便于用户手持和便于向工作面施力辅助钻孔；如图中可以看出手柄12一端与纵轴部分8相接，另一端与横轴部分7相接。钻孔工作面2指的是墙面1上待钻孔孔位的周边区域的工作面。

具体的，钻杆4一般包括钻柄、钻柄卡槽和钻头10，而杆部的表面为平滑表面。现有的钻杆4，其在没有吸尘功能的设计基础上，钻杆4的结构一般都被设计成为了增加空气流入钻头10位置。由于本新型中有对流空气将吹动灰尘，钻杆4就不需要再加工螺旋槽，从而钻杆4的加工变得更加简单。再有，由于钻孔内有空气流动，所钻孔位内的灰尘会及时排出且很干净，钻头10的阻力会变得很小，即使钻杆4被设置为中空也不会影响使用寿命。

具体的，所述电钻本体还包括伺服电机13、丝杆14和拨叉组件，伺服电机13通过丝杆14带动拨叉组件上下运动，拨叉组件通过套管5的开孔滑槽17带动套管5内的钻杆4上下运动，并给钻杆4施加压力完成钻孔作业。具体的，所述拔叉组件包括丝杆螺母15、拨叉16、拨叉定环套30、拨叉动环套31、冲击组件32、钻杆夹持组件33；丝杆螺母15套设在丝杆14上，拔叉16安装于丝杆螺母15上，在拔叉16上设置有拔叉定环套30，拔叉动环套31套设于套管5上，并且拔叉动环套31随套管5转动但可沿套管5上下运动，拔叉动环套31上设置有钻杆夹持组件33，该钻杆夹持组件33穿过套管5的开孔滑槽17对钻杆4进行夹持，需要拆钻头时，可按下拆钻头按钮，伺服电机将拨叉组件降到最低位即可自动解除的卡位锁固，拔叉动环套31与拔叉定环套30之间设置有轴承35，冲击组件32套设于拔叉动环套31上，并且设置有由冲击钻控制杆18控制的冲击选择棘爪36对冲击组件32进行加锁和解锁从而实现冲击与否。冲击组件32包括冲击上齿和冲击下齿，冲击上齿和冲击下齿之间设置有产生落差的啮合齿，当冲击钻控制杆18驱动冲击选择棘爪36对冲击上齿进行加锁的时候，冲击下齿因设置在拔叉动环套上，所以当拔叉动环套转动的时候，冲击下齿也会转动，当冲击下齿转动的时候与不转动的冲击上齿发生轴向的落差，从而使得冲击下齿向钻头方向产生冲击力，在高速的转动情况下，就会产生连续的冲击力，在实用案例中，也可以采用其它的冲击技术来代替此冲击方案，由于冲击方案都是公知技术，本案不再描述。当冲击选择棘爪对冲击下齿解锁时，冲击上齿随冲击下齿转动，无法产生冲击力。钻杆夹持组件33包括卡环，卡环内壁设有限位于开孔滑槽17的卡珠，卡珠用于对钻杆4的钻柄卡槽进行卡位以实现对钻杆4的轴向锁固。

具体的，还包括供用户设置伺服电机13行程参数的控制面板19和供用户查看参数的显示屏20。控制程序储存在PCBA的单片机中，控制面板19通过单片机对伺服电机13的输出进行精确控制。显示屏20对控制面板19的参数进行可视化。控制面板19上有设置按键，用于选择钻孔的材质和钻孔的深度，还有更换钻头10键。

具体的，所述负压产生装置设置于电钻本体3内，形成一体化的电钻结构，由上述的双头电机6在提供钻杆4旋转动力的同时提供动力驱动风轮21旋转，风轮21在旋转过程中因负压产生对负压罩11内部的吸附力，在负压罩11与风轮21之间设置有过滤组件。风轮21为离心风轮21，风轮旋转的过程中，将空气从负压罩中吸出，从而使负压罩中形成负压。如图所示，在负压罩11与风轮21之间设置有一个在电钻本体3内的通道，该通道内置前述的过滤组件，该过滤组件可以为过滤袋22，也就是俗称的尘袋。为了提高实用性，可以在该通道设置有便于将该尘袋进行更换而抽离和插装的盖板。通过过滤后，可以直接排放，避免对环境进行污染。该一体化的电钻结构通过利用电钻的双头电机6作为负压产生装置的吸尘电机来使用，整体结构简单，但是一体机的吸力有限，所以操作过程中需要用手压的辅助方式来完成钻孔作业。本发明负压产生装置的实施例二，所述负压产生装置设置于电钻本体3外，通过过滤网25和真空管道23与负压罩11连通；形成分体式的电钻结构，该分体式的电钻结构，可以利用外置的外挂真空机24提供强大的负压力，可以将电钻很牢固地吸附在钻孔工作面2，更加适合高空作业、屋顶作业、电动伸缩杆钻孔作业等方式。

具体的，所述传动件为相互啮合的直角齿轮组26，协助双头电机6再纵轴部分8也能够稳定提供输出；包括第一角齿和第二角齿，第一角齿套设在双头电机6的一输出轴上，第二角齿套设在套管5上。该双头电机6的输出轴与钻杆4、套管5的轴线成90度直角。

具体的，本实施例中，所述负压罩11与钻孔工作面2接触的边缘处设置有便于密封围闭的密封胶圈27，负压罩11被设置为硬壳。这是针对单纯钻孔的工作面而言。而对于像类似于木工铣槽的作业，密封胶圈27可以更换成滑动板，以便于实现木工铣槽作业；该滑动板可以使用带有小滑轮的扣板。

具体的，在所述电钻本体3上靠近钻杆4处设置有激光定位器，用户透过负压罩11上的透视区域观察钻杆4的定位情况。负压罩11可以全部设置为透明材质，便于用户观察钻头10的对位和钻孔情况。

实施例一种，电钻本体3还设置有电源线与外部电源连接，也可以是内置蓄电池直接供电。在实施例二中，电源线与真空管道23合为一体，简化线路。

本发明的工作原理：

1、降低电钻整体的重心，把双头电机6作为机座的一部分来使用，并让其和负压罩11连在一起，当双头电机6或者吸尘机启动起来的时候，负压罩11会把电钻整体一起吸在墙面上，这样做的目的，大大增强了电钻整体的易固定性。

2、把多面角柄的钻头10装在钻头10套管5里，电机通过角齿带动套管5转动，套管5带动钻头10转动，在套管5外装有拨叉组件，拨叉通过拨叉轴承及拨叉组件带着钻头10上下，由伺服电机13带动丝杆14上下带动拨叉组件上下，实现进钻和退钻的动作。采用伺服电机13来控制钻头10进钻进刀量，这大大增强了钻孔的稳定性，而且可以在单片机中输入不同材料的进刀量，钻孔深度等参数，可以实现水泥，木材，玻璃，金属等的精度钻孔作业，让钻孔进刀量精度可控是本方案的重点之一。

3、由于有负压罩11的作用，钻孔的工作面是负压状态，本新型钻头10杆中间有一个通孔，它通过钻头10套管5与负压罩11外连通，此方案的优点在于：空气会通过钻头10杆到达钻头10的刀部吹出，在钻孔的同时，不断的有空气流过，第一、有助于冷切刀头，第二、空气流过刀头，可以将刀头钻出的尘土吹出，以保持加工孔内的洁净。第三，由于有空气吹动尘土，钻杆4就不再需要加工螺旋槽，从而钻杆4加工变得更加简单。第四，由于空气流动，孔内钻出的尘土会及时排出且很干净，钻头10的阻力也会变得很小。

4、在钻头10的后方（对流方位），有吸尘机的吸尘口29，吸尘口29内有吸尘的过滤袋22，在钻孔作业时，从钻头10刀头吹出的尘土会吸入这个过滤袋22中过滤，然后空气会通过电机和电机驱动板再被吸尘机排出。此方案的优点：1、钻头10钻出的尘土会及时的收纳，做到了无尘钻孔。2、过滤后的空气会通过电机和驱动板（PCBA），对电机和驱动板进行降温，从而使电机和驱动板不需要另外的降温装置。

5、在钻头10位置设有激光定位器，在固定电钻前，通过前部透明负压罩11就可以通过激光十字准确的对准被钻孔的位置，以实现精确的对位。由于本新型的基座是可以通过负压和手压来固定，所以才能实现激光光标对位，此方式可以大大提高钻孔的精度和准确性。

6、在手柄12有设有启动和停止键的按钮28，使用时，只需要选择好被钻孔的材质，还有钻孔的深度，选择好后，激光对准打孔点，按下启动键，钻孔即自动进行，其间不需要任何其它的手部动作，伺服电机13会照着设置深度钻孔，钻孔完成后自动退回，停止键只是用于紧急情况下或者要中断钻孔才会使用。此方案的优点：1、钻孔变得很轻松简单，即使是没用过的人，都能轻松完成。2、不同的材质可以选择不同的钻孔速度，进刀量等，即使钻玻璃这种很难的工作，也会变得非常轻松。

7、本新型有两个应用实施例，一是一体式，用电钻的电机同时也作为吸尘电机来使用。二是外挂式吸尘机，用一个便携式的吸尘机作为辅助钻孔吸尘。二者的好处在于：一体式简单，但吸力有限，需要用手压的辅助方式来完成钻孔作业。分体式有很强的负压力，可以将电钻很牢的吸在加工面上，更加适合高空作业、屋顶作业、电动伸缩杆钻孔作业等方式。

8、多功能性，只需要加少许部件，即可以实现钻孔的多样性，如梯形孔等，取下密封胶圈27，换上滑动板，即可以实现木工铣槽等工具。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种负压式吸尘电钻，其特征在于，包括

电钻本体，包括钻杆、套管和驱动装置，钻杆可拆装地装配于套管内并实现联动，驱动装置为钻杆的钻孔提供动力，该钻杆与套管组成电钻本体的垂直于钻孔工作面的横轴部分；驱动装置设置于横轴部分的下方并位于靠近钻孔工作面的位置形成电钻本体的纵轴部分；钻杆具有轴向的中空通道，该中空通道的进口在套管内透过电钻本体与外部空气连通，该中空通道的出口位于钻杆的钻头；

负压罩，设置于电钻本体上并在钻孔时将钻孔工作面进行围闭；

负压产生装置，在钻孔时让负压罩对钻孔工作面产生负压，以使负压罩对钻孔工作面进行吸附，并使外部空气依次经电钻本体、钻杆的中空通道、钻头进入与负压罩相通的排出通道而形成对流，在钻头所产生的灰尘在排出通道经过过滤组件过滤后排出；

手柄，设置于电钻本体的纵轴部分而远离钻孔工作面的一侧，便于用户手持。

2.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述电钻本体还包括伺服电机、丝杆和拨叉组件，伺服电机通过丝杆带动拨叉组件上下运动，拨叉组件通过套管的开孔滑槽带动套管内的钻杆上下运动，并给钻杆施加压力完成钻孔作业。

3.根据权利要求2所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述拔叉组件包括丝杆螺母、拨叉、拨叉定环套、拨叉动环套、冲击组件、钻杆夹持组件；丝杆螺母套设在丝杆上，拔叉安装于丝杆螺母上，在拔叉上设置有拔叉定环套，拔叉动环套套设于套管上，并且拔叉动环套随套管转动但可沿套管上下运动，拔叉动环套上设置有钻杆夹持组件，该钻杆夹持组件穿过套管的开孔滑槽对钻杆进行可解除的卡位锁固，拔叉动环套与拔叉定环套之间设置有轴承，冲击组件套设于拔叉动环套上，并且设置有由冲击钻控制杆控制的冲击选择棘爪对冲击组件进行加锁和解锁从而实现冲击与否。

4.根据权利要求2或3所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：还包括供用户设置钻孔参数的控制面板和供用户查看参数的显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述负压产生装置设置于电钻本体内，由所述驱动装置在提供钻杆旋转动力的同时提供动力驱动风轮旋转，风轮在旋转过程中因负压产生对负压罩内部的吸附力，在负压罩与风轮之间设置有过滤组件。

6.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述负压产生装置设置于电钻本体外，通过过滤组件和管道与负压罩连通。

7.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述传动件为相互啮合的直角齿轮组。

8.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述负压罩与钻孔工作面接触的边缘处设置有便于密封围闭的密封胶圈。

9.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：所述负压罩与钻孔工作面接触的边缘处设置有滑动板，以便于实现铣槽作业。

10.根据权利要求1所述的一种负压式吸尘电钻，其特征在于：在所述电钻本体上靠近钻杆处设置有辅助激光定位器，用户透过负压罩上的透视区域察看选择对准钻孔孔位。