CN110153957B - 手持式动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锤冲击机构，具有该锤冲击机构的手持式动力工具，以及具有该锤冲击机构的附件，该锤冲击机构包括可相对旋转的撞锤和导向件，以及与撞锤抵接的蓄能机构，撞锤和导向件的其中之一上设置有曲面引导部，撞锤与导向件的另一个上相应地设置有转换件，曲面引导部包括若干个爬坡段以及与爬坡段对应的跌落段，当转换件经过爬坡段时，转换件驱动撞锤克服所述蓄能机构的作用力朝第一方向运动；当转换件经过跌落段时，蓄能机构驱动撞锤朝与第一方向相反的第二方向运动从而实现冲击；撞锤相对导向件旋转的相对旋转速度为1000‑2500转每分钟，撞锤的冲击频率与相对旋转速度的比值为2‑4次每转。

Description

手持式动力工具

技术领域

本发明涉及一种手持式动力工具，尤其涉及一种具有轴向冲击功能的手持式动力工具。

背景技术

在具有轴向冲击功能的冲击钻产品中，冲击结构的不同会具有不同的冲击效果。传统的冲击结构是利用以对动静端齿，主要冲击力来自操作者对刀具主轴与工作面之间抵接力的施加，与刀具主轴固定连接的动端齿相对静端齿的轴向爬坡形成了刀具主轴轴向运动。相对动静端齿式的冲击结构，主动式冲击结构具有更大的冲击力，在冲击过程中，实现对刀具主轴的轴向冲击来自于主动式冲击结构实现，而非依靠操作者对刀具主轴与工作面之间抵接力的施加。常见的主动式冲击结构有凸轮式主动冲击结构，即冲击钻利用凸轮结构使撞锤在冲击之前先进行爬坡压缩弹簧蓄能，然后由弹簧释放储蓄的能量给撞锤来使撞锤沿轴向快速运动，进而撞击刀具主轴，在凸轮结构的持续旋转下，上述动作重复发生，进而能够给刀具主轴提供间歇性的轴向冲击力。因此，主动冲击技术是取代传统的动静端齿冲击技术来实现冲击钻孔高效率、高破击力，且提升用户体验的一项技术，而且在主动式冲击结构的研发过程中，如何获得更高的钻孔效率也是相关领域面对的一大难题与机会，也提供了一定的改进空间。

发明内容

本发明提供一具有冲击钻孔效率高的手持式冲击钻。其中，通过对主动冲击结构中凸轮爬坡轨道的个数，以及刀具主轴转速范围的选择，对两个参数进行优化组合，使具有冲击功能的手持式工具装置获得了较高的冲击钻孔效率，从而提升了用户体验。

本发明提供了一种技术方案：一种锤冲击机构，包括可相对旋转的撞锤和导向件，以及与所述撞锤抵接的蓄能机构，所述撞锤和所述导向件的其中之一上设置有曲面引导部，所述撞锤与导向件的另一个上相应地设置有转换件，所述曲面引导部包括若干个爬坡段以及与所述爬坡段对应的跌落段，当所述转换件经过所述爬坡段时，所述转换件驱动所述撞锤克服所述蓄能机构的作用力朝第一方向运动；当所述转换件经过所述跌落段时，所述蓄能机构驱动所述撞锤朝与第一方向相反的第二方向运动从而实现冲击；撞锤相对导向件旋转的相对旋转速度为1000-2500转每分钟，所述撞锤的冲击频率与所述相对旋转速度的比值为2-4次每转。

优选的，所述爬坡段的数量包括2-4个。

优选的，所述爬坡段的数量包括3个。

优选的，所述爬坡段包括起始点和的终止点，所述起始点与所述终止点在所述轴线的投影的距离为4-15mm。

优选的，所述距离优选为4-8mm。

优选的，所述曲面引导部周向地设置在所述导向件的内圆周面上，所述转换件设置在所述撞锤的外圆周面上。

优选的，所述导向件具有一垂直于所述撞锤的运动方向的端面，所述爬坡段相对与所述端面的爬坡角度为5-25度。

优选的，所述跌落段倾斜设置，且沿所述导向件的圆周方向朝远离爬坡段的方向延伸。

本发明还提供了另外一种技术方案：一种手持式动力工具，包括上述的锤冲击机构，马达，以及刀具主轴；所述刀具主轴具有一轴线，所述刀具主轴在所述马达的驱动下绕所述轴线转动，所述撞锤能够间歇地沿所述轴线冲击所述刀具主轴。

优选的，所述相对旋转速度与所述刀具主轴的旋转速度相同。

优选的，所述锤冲击机构还包括能够驱动所述撞锤相对所述导向件旋转的冲击轴，所述冲击轴由所述马达旋转驱动。

优选的，所述手持式工具装置还包括一端与所述手持式动力工具的壳体接触，另一端与所述撞锤朝向所述刀具主轴自由端的端面接触的缓冲件，所述缓冲件能够沿所述第二方向产生挤压形变。

优选的，所述缓冲件被所述撞锤沿所述第二方向的最大压缩量为2mm。

优选的，距离优选为4-8mm。

优选的，所述缓冲件为橡胶件或弹簧。

优选的，所述手持式动力工具还包括驱动所述刀具主轴旋转的传动轴，所述锤冲击机构还包括驱动所述撞锤相对所述导向件相对旋转的冲击轴，所述传动轴与所述冲击轴的旋转速度相同。

优选的，所述传动轴与所述冲击轴同轴设置。

优选的，所述手持式动力工具还包括驱动所述刀具主轴旋转的传动轴，所述撞锤在至少一个平面上包围所述传动轴与所述刀具主轴。

优选的，所述导向件在至少一个平面上包围所述撞锤。

本发明还提供了另外一种技术方案：一种具有冲击功能的附件，所述附件用于与手持式动力工具主体可拆卸地连接，其特征在于：所述附件包括上述的锤冲击机构，以及刀具主轴；所述刀具主轴具有一轴线，所述刀具主轴能够绕所述轴线转动，所述撞锤能够间歇地沿所述轴线冲击所述刀具主轴。

优选的，所述附件包括用于收容所述锤冲击机构的附件壳体，所述手持式动力工具主体包括工具壳体，所述附件壳体能够与工具壳体连接。

优选的，所述手持式动力工具主体包括由传动装置旋转输出的传动轴，所述传动轴与所述刀具主轴旋转连接。

优选的，所述锤冲击机构包括一能够驱动所述撞锤相对导向件旋转的冲击轴，所述冲击轴与输出轴旋转连接。

优选的，所述冲击轴与所述刀具主轴无相对转动的连接。

优选的，所述附件还包括连接轴，所述连接轴的一端与所述输出轴旋转连接，另一端与所述冲击轴无相对转动的连接。

优选的，所述冲击轴可选择与所述撞锤无相对旋转地连接。

优选的，所述冲击轴与所述连接轴一体设置。

优选的，所述附件还包括用于将工作头安装于所述刀具主轴的安装组件，所述安装组件能够与所述刀具主轴可拆卸地连接。

凸轮式的锤冲击机构中，如果撞锤相对导向件的旋转速度太高，会使转换件，也就是本实施例中钢球的落点位置会落到下一个爬坡轨道的爬坡段上，进而产生一定的危害。如果撞锤相对导向件的旋转速度太低，会降低单位时间内撞锤的打击次数，即降低单位时间内的累加打击能量，从而降低工具在冲击模式下的破击力。另外，关于钢球撞轨道问题，还有一个影响因素就是爬坡轨道的个数，爬坡轨道的个数越大，钢球撞轨道的机率越大，所以，爬坡轨道的个数需要与撞锤的转速关联起来看，去判断出现钢球撞轨道的机率。

“钢球撞轨道”指的是在冲击模式下，作为连接件的钢球，从周期段中爬坡段的最高点落下时，落在了下一个周期段的爬坡段上的情况。此处，钢球只是作为联接件的一个优选实施方式，在其他优选方式中，也可以有不同的选择。

其中，钢球撞轨道情况的危害有二：一是影响本次的撞击效率，即钢球在本次爬坡过程中弹簧储蓄的能量会因为钢球撞到爬坡轨道的爬坡段上而产生一定量的能量损失。二是钢球与凸轮导向件的爬坡轨道的长期撞击会导致爬坡轨道变形，影响撞锤在导向件内轴向运动的直线度，进而会影响凸轮式冲击结构的可靠性以及寿命。

在刀具主轴与撞锤的旋转速度相同的结构设计中，当刀具主轴的转速太高时，也会带来撞锤转速太高，而增大钢球撞轨道的机率。当刀具主轴的转速太低时，一方面会使撞锤转速低，使单位时间内的累加能量不足，而导致冲击模式下的破击力不足。另外一个方面，刀具主轴的转速太低，会使工作头的转速低，排屑能力差，钻孔阻力大，进而导致钻孔效率低。

因此，在刀具主轴与撞锤转速相同的设计结构中，为了使在联接件不撞轨道的情况下，获得尽可能高的钻孔效率，刀具主轴的转速值具有一个最优范围，不能太高，否则会导致钢球撞轨道，另一方面，也会带来撞锤在爬坡过冲中扭矩不够而导致的堵转现象。但是速度也不能太低，否则会因为撞锤转速太低而导致累加能量不足，破击力不够。此外，为了避免钢球撞轨道的发生，刀具主轴的转速还需要与爬坡轨道的个数组合来看。

分布在一个圆周上爬坡轨道的个数也会影响钢球撞轨道的机率。原因解释如下：如果在一个圆周上分布的轨道周期太多，即爬坡轨道个数太多，每个轨道所分到的弧长就会减小，而钢球水平飞跃距离不变，导致撞击轨道机率增加。此处撞轨道的情况是指撞锤在高速运动的过程中带动钢球与轨道接触的现象。

为了缓解“钢球撞轨道”，本发明提供了另一个技术方案，在曲面引导部的周期段增设水平段，这样，每个周期段均包括水平段，爬坡段和跌落段，且水平段与跌落段位于爬坡段的两边，即爬坡段的起点与终点分别连接水平段与跌落段。通过增加水平段来增加钢球的飞行距离，进而减小钢球撞轨道的机率。

另外，在冲击模式运行的过程中，抬起工具刀具主轴与工作面分离时，会出现类似于撞击的杂音，经过分析研究发现，是钢球带动撞锤处于爬坡轨道最高点时产生的钢球与轨道之间高速相向运动而产生的撞击声。

为了解决上述问题，本发明提供了另一个技术方案,在撞锤沿冲击方向运动的路径上，在撞锤与壳体之间设置缓冲件，使钢球与爬坡轨道在高速撞击之前，将压缩弹簧储蓄的能量卸载掉。该技术方案为：所述手持式工具装置还包括缓冲件，所述缓冲件能够沿所述撞锤的运动方向产生形变，所述缓冲件的一端与壳体接触，所述缓冲件的另一端与所述撞锤的端面接触。

附图说明

图1为本发明其中一实施例中整机剖视图。

图2为本发明其中一实施例中输出轴处于下压位置的局部剖视图。

图3为本发明其中一实施例中输出轴处于释放位置的局部剖视图。

图4为本发明其中一实施例中导向件的示意图。

图5为本发明其中一实施例中曲面引导部的展开示意图。

图6为本发明其中一实施例的立体分解图。

图7为本发明其中一实施例中冲击模式下撞锤处于第一状态的局部剖视图。

图8为本发明其中一实施例中冲击模式下撞锤处于第二状态的局部剖视图。

图9为本发明其中一实施例中冲击模式下撞锤处于第三状态的局部剖视图。

图10为本发明其中一实施例中附件与工具主体的装配示意图。

图11为本发明爬坡轨道高度为9mm时，图表1中四种样品钻孔时间平均值对应的柱状图。

图12为本发明爬坡轨道高度与冲击撞锤的冲击能量之间对应关系数据图。

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，除非另有定义，否则，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。本文所说的“转速”或“旋转速度”均为工具在空载状态下对应元件的转速或旋转速度。

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。

根据图1所示，是本发明其中一实施例中手持工具剖视图，包括马达60、传动机构，传动机构包括传动轴10、锤冲击机构20以及刀具主轴30。传动轴10由马达60驱动旋转，使传动轴10绕传动轴的轴线转动，传动轴10再驱动刀具主轴30绕刀具主轴的轴线转动。本实施方式中，传动轴10的轴线与刀具主轴30的轴线共轴线，且传动轴10套设于刀具主轴30外，通过扁方配合与刀具主轴30旋转地连接。传动轴10与刀具主轴30的连接方式并不局限于本实施方式中结构，在其他实施方式中，传动轴10与刀具主轴30的轴线也可以是平行非共线的关系，传动轴10也可以不套设在刀具主轴30外。

结合图2-4所示，锤冲击机构20包括撞锤200，导向件210，以及设置于撞锤200与导向件210之间的间歇冲击组件230。撞锤200能够对刀具主轴30进行间歇性的轴向冲击，以给刀具主轴30提供更高的打击能量。撞锤200的轴向冲击运动由间歇冲击组件230实现。本实施方式中，间歇冲击组件230包括设置在导向件210上的曲面引导部233，转换件232，转换件232连接曲面引导部233与撞锤200，以使曲面引导部233能够驱动撞锤200沿反向于冲击方向运动以压缩蓄能机构231进行蓄能。间歇冲击组件230还包括与撞锤200抵接的蓄能机构231，蓄能机构231能够驱动撞锤200沿冲击方向运动。此处的冲击方向为撞锤200沿平行于刀具主轴30的轴线方向从后方向前方的运动方向。本发明中，撞锤的冲击方向为第二方向，第一方向为反向于冲击方向的方向。其中，靠近刀具主轴30自由端的方向为前方。在其他实施方式中，曲面引导部也可以设置在撞锤上。

曲面引导部包括若干个爬坡段和跌落段，当转换件232经过爬坡段时，转换件232驱动撞锤200克服蓄能机构231的作用力朝第一方向运动，当转换件232经过跌落段时，蓄能机构231驱动撞锤200朝与第一方向相反的第二方向运动从而实现冲击刀具主轴30。在本发明中，“转换件经过爬坡段”可以理解为转换件在相对曲面引导部的运动过程中与爬坡段接触并爬坡的过程，这里转换件可以是运动的，也可以不动的，只要转换件相对曲面引导部具有相对运动即可。“转换件经过跌落段”可以理解为转换件处于由跌落段形成的避让空间内，在此，转换件可以不与跌落段接触，下面会进行详细描述。

在本实施方式中，曲面引导部233设置在导向件210上，导向件210相对壳体固定设置，转换件232设置在撞锤200上，通过转换件232与曲面引导部233的配接，撞锤200被驱动地相对导向件210进行转动，以使撞锤200在曲面引导部233上进行爬坡，即撞锤200沿轴线向后运动。撞锤200沿轴线向后运动的同时会使蓄能机构231进行能量储蓄，当撞锤200在曲面引导部233的爬坡段上爬坡至最高点时，蓄能机构231储蓄的能量也对应地处于最大值。曲面引导部233的跌落段会形成一个下落避让空间，用于给撞锤200提供一个下落空间。当撞锤200处于由跌落段形成的下落空间时，蓄能机构231储蓄的能量会转化为撞锤200的运动动能，即蓄能机构231驱动撞锤200沿冲击方向运动给刀具主轴30施加轴向冲击。

在本实施方式中，撞锤200由传动轴10旋转驱动，且撞锤200套设于传动轴10的外侧。马达60驱动传动轴10转动，传动轴10带动刀具主轴30转动，传动轴10可选择地带动撞锤200旋转，即传动轴10驱动锤冲击结构20运动。

在本实施方式中，曲面引导部233为凸轮面，且曲面引导部233设置在导向件210上，转换件232为钢球，蓄能机构231为弹簧，撞锤200的旋转使锤冲击机构20运动，撞锤200的旋转驱动由传动轴10实现。但并不局限于本实施例中的具体形式与结构，其他能够实现撞锤沿轴线向前移动的结构方案都在本发明的范围内。比如，在其他实施方式中，转换件也可以是设置在撞锤和导向件其中之一上的凸轮端面，设置在撞锤与导向件的另一个上的曲面引导部，凸轮端面与曲面引导部通过端面配合形成主动凸轮面与被动凸轮面的配合，能够把旋转运动转化为直线运动，再结合蓄能机构的作用，进而能够实现撞锤往复的轴向冲击运动。

具体地，图6是本发明其中一个实施方式的立体分解图，参照图6所示，转接件232可以设置成钢球，为了保证钢球的强度，钢球的直径大于4mm且小于等于10mm，有利地，钢球的直径大于等于4mm且小于等于6mm，本实施例中钢球的直径为5mm。曲面引导部233可以设置成凸轮面或凸轮槽。由此，凸轮面或是凸轮槽可以限定出钢球的活动轨迹，钢球可以在凸轮面或是凸轮槽的内活动，钢球具有圆滑的外表面，不仅可以降低联动件232与曲面引导部233之间的相对运动摩擦力，提高联动件232在曲面引导部233内的活动顺畅性，而且钢球的结构强度大、耐磨损性能好，从而可以保障间歇冲击组件230的工作性能。需要说明的是，这里所提到的“凸轮”可以是指曲面引导部233凸出于导向套210的内周壁，或是曲面引导部233凸出于撞锤200的外周壁。

进一步地，钢球与曲面引导部233可以为点或线接触，可以理解的是，钢球在曲面引导部233内运动的过程中，钢球与曲面引导部233接触始终为一个点或线接触，有利于减少钢球和曲面引导部233之间的摩擦。例如，凸轮面的曲率半径可以与钢球的半径基本相同或略大，从而可以提高钢球与凸轮面的配合度，进而提高钢球与凸轮面的装配稳定性，耐磨性和寿命。

进一步地，本实施方式中，撞锤200的外周壁上设有嵌入槽202，作为转接件232的钢球的一部分可以位于嵌入槽202内，使转接件232与撞锤200连接，位于嵌入槽202外部的转接件232的一部分与曲面引导部233配合，使转接件232可以沿着曲面引导部233移动，从而使得撞锤200在传动轴10旋转力的带动下沿着曲面引导部233的路径移动。

在本实施方式中，曲面引导部233设置在撞锤200与导向件210其中之一的导向件210的内圆周面上，转接件232设置在两者的另外一个的撞锤200上。转接件232与撞锤200之间的连接关系为：转接件232的一部分设置在撞锤200上的嵌入槽202内，且钢球232可以在嵌入槽202内自转。而且，在撞锤200外圆周面上的嵌入槽202设置为3个，对应的作为转接件232的钢球也有3个，对应的曲面引导部233包括3个爬坡段。

在本发明中，为了更好地描述在本实施方式中撞锤在冲击模式下的运动状态，本发明给出了在冲击模式的运行过程中，撞锤处于几个不同状态的剖视图，请参考图7-图9所示。图7是冲击模式下，撞锤处于第一状态的图示，即撞锤正在爬坡，即撞锤处于爬坡段上，此时，撞锤正在压缩蓄能机构进行储蓄能量。图8是撞锤处于第二状态的图示，即撞锤处于爬坡段的最高位置，此时，撞锤最大程度地压缩蓄能机构，使得能量储蓄达到最大。图9是撞锤处于第三状态的图示，即撞锤处于由跌落段形成的避让空间内，此时，蓄能机构释放能量，驱动撞锤沿冲击方向进行冲击。

具体地，图7所示，刀具主轴30处于被下压的位置，传动轴10驱动撞锤200旋转，在转换件232的带动下，撞锤200相对导向件210内圆周侧的曲面引导部233进行爬坡，进而使撞锤200沿第一方向A压缩蓄能机构进行储蓄能量。

在图7的基础上，撞锤200沿第一方向A继续爬坡压缩蓄能机构231的过程中，蓄能机构231会被压缩至最大压缩量，即蓄能基础231处于最大蓄能量，此时，也就是撞锤200爬坡至爬坡段的最高点，也就是图8所示的撞锤200的第二状态。

当撞锤200在图8中处于爬坡段的最高点时，由于传动轴10的继续旋转，撞锤200也会被带动转动，进而会运行至跌落段形成的避让区域内，在该区域内的撞锤200与蓄能机构231抵接，储蓄有充足能量的蓄能机构231在释放能量的同时会带动撞锤200沿反向于第一方向A的第二方向B运动，进而使撞锤200冲击刀具主轴30。

上述过程为撞锤200完成一次冲击，由于曲面引导部233包括三个爬坡段和与爬坡段对应的跌落段，所以，当撞锤200经过第一个爬坡段与跌落段完成一次冲击后，会继续沿着第二爬坡段与跌落段进行同样的一次冲击运动，接着也会沿着第三个爬坡段和跌落段进行第三次冲击运动。

由于导向件的内圆周面上有三个爬坡段，也就是说撞锤200在旋转一周的过程中会进行三个冲击运动，提高了撞击频率，进而提高了冲击钻孔效率。

在本发明的一些实施例中，蓄能机构231可以设置成弹性件，例如，蓄能机构231可以为弹簧或弹性橡胶件。由此，可以简化蓄能机构231的设置与装配，还可以降低蓄能机构231的制造成本。进一步地，蓄能机构231可以形成为环形，蓄能机构231可以外套在传动轴10的外周壁。由此，便于蓄能机构231的装配，且能够均匀蓄能机构231对撞锤200的作用力。

在其他实施方式中，也可以撞锤不转，导向件转，在该实施方式中，传动轴与导向件固定连接，即传动轴带动导向件与刀具主轴同时旋转，即导向件与刀具主轴的旋转速度相同，即刀具主轴的旋转速度与撞锤相对导向件的旋转速度相同。撞锤与壳体不可旋转地连接，即撞锤能够相对壳体进行轴向移动，但不可相对转动。传动轴驱动导向件转动，导向件的旋转带动导向件内圆周面上的曲面引导部旋转，进而驱动撞锤的轴向移动，进而压缩弹簧蓄能，然后沿冲击方向进行轴向移动进而打击刀具主轴。

前文介绍了本实施方式中凸轮式锤冲击机构的具体结构，由于冲击原理的不同，凸轮式锤冲击机构比传统的动静端齿式的轴向冲击结构具有更高的冲击能量，即凸轮式锤冲击机构的单次冲击能量比传统的动静端齿式的冲击结构更高。另外，经研究发现，单位时间内的累加打击能量也会影响冲击效果，即单位时间内的累加打击能量如果太低的话，会导致破击力不足，无法破击混凝土等材质较硬的工作面。

影响单位时间内的累加打击能量的参数有：一是曲面引导部上周期段的个数，即爬坡轨道个数，爬坡轨道个数越多，撞锤的冲击次数越多，撞锤每旋转一圈的冲击次数越多。二是撞锤的旋转速度，撞锤转速越快，单位时间内撞锤的旋转圈数越多，即撞锤的冲击次数越多。因此，如果撞锤转速太低的话，会导致单位时间内的累加打击能量过低，会导致无法破击材料。反之，撞锤的转速越高，单位时间内的累加打击能量越大，破击能力越强。此处所说的“撞锤的旋转速度”在其他实施方式中，也可以指“撞锤的相对旋转速度”，即撞锤相对导向件或导向件的旋转速度。比如，在撞锤不旋转仅轴向移动，而导向件旋转的实施方式中，撞锤的旋转速度就可以理解为撞锤相对导向件的相对旋转速度。

但是，如果撞锤的转速太高的话，会带来另外一方面的问题。撞锤的转速太高，钢球从爬坡段的最高点落下的时间就会少，就会大大增加钢球撞轨道的机率。另外，分布在一个圆周上的曲面引导部的周期段越多，即爬坡轨道个数越多，那么每个周期段的长度就会越短，因此也会增加钢球撞轨道的机率。因此，钢球是否会撞轨道，需要撞锤的转速与爬坡轨道的个数结合起来看。

参照图1、图2和图3所示，在本实施方式中，刀具主轴30与撞锤200同时由传动轴10旋转驱动，即刀具主轴30与撞锤200的旋转速度相同，因此，钢球撞轨道的机率间接地与刀具主轴30的旋转速度也有关系。另外，刀具主轴30的旋转速度越高，会带动工作头的旋转速度提高，在满足打击能量的情况下，工作头的旋转速度越高，钻孔效率也会越高。反之，刀具主轴30的旋转速度越低，会使工作头的旋转速度降低，进而使排屑能力差，钻孔阻力大，破击能力差，进而会出现打不动的现象。

在其他刀具主轴与撞锤的旋转速度相同的实施方式中，也可以是刀具主轴直接驱动撞锤旋转，即传动轴驱动刀具主轴旋转，刀具主轴驱动撞锤旋转。相对于该实施方式，传动轴同时驱动刀具主轴与撞锤旋转的技术方案能够节省轴向尺寸，即获得轴向上更加紧凑的动力工具。

关于钢球撞轨道的影响因素，下面结合图5进行详细描述。图5是本发明其中一实施例中曲面引导部233的展开示意图，图4是发明其中一实施例中导向件的示意图。

图4中曲面引导部233以360°地分布在导向件210的内圆周面上，在其他实施方式中，曲面引导部也可以360°地围绕撞锤的外圆周面分布。图5中曲面引导部233沿圆周方向进行展开的示意图。由图所示，曲面引导部233包括三个均匀分布，完全相同且首尾相接的周期段，也可叫爬坡轨道，这三个周期段或叫爬坡轨道分别为：A-B-C-D，A1-B1-C1-D1，A2-B2-C2-D2，其中，第一个周期段的终止点D与第二个周期段的起始点A1相接，第二个周期段的终止点D1与第三个周期段的起始点A2相接，第三个周期段，也就是最后一个周期段的终止点D2与第一个周期段的起始点A相接。此处，“均匀分布”指的是三个周期段中每个周期段在圆周方向分布的角度相同，“完全相同”指的是三个周期段中每个周期段包括完全相同的区域段，且各个区域段的角度，高度，长度等都完全相同。本实施方式中，每个周期段均包括水平段233c，爬坡段233a，跌落段233b，且每个水平段的长度相同，每个爬坡段的爬坡高度和爬坡角度相同，每个跌落段的高度以及角度相同。在本发明的其他实施方式中，也可以不设置水平段，只要第一周期段跌落段的终点与下一周期段的起点断开即可，这样也会起到延长钢球在第一周期段的跌落段范围上的飞行距离。

参照图5所示，转换件232，也就是本实施方式中的钢球，在冲击运行模式中，钢球在第一周期段的爬坡段B-C的终止点C，也就是最高点时，撞锤200会继续旋转，部分地收容在撞锤200外圆周面上的嵌入槽202的钢球会与撞锤200一起以相同的速度围绕撞锤200的轴线进行旋转。在爬坡轨道高度一定的情况下，撞锤200与钢球的转速越大，钢球撞到下一个周期段的爬坡段B1-C1的机率就越大；爬坡轨道个数越多，钢球撞到下一个周期段的爬坡段B1-C1的机率也越大。另外一方面，撞锤200的转速越高，撞锤200发生堵转的概率也就越大，因为，电机功率一定的情况下，撞锤的旋转速度越高，对应的输出扭矩就越低，当输出扭矩小于爬坡过程中所需要的扭力时，就会发生堵转现象。

在撞锤200的旋转速度与爬坡轨道个数一定的情况下，爬坡轨道的高度越高，钢球撞到下一个周期段的爬坡段的机率就越小，但爬坡轨道的高度越高，撞锤的轴向长度也就越大，因此，机身的长度也就越大。

基于以上分析，在本发明中将撞锤相对导向件的相对旋转速度范围设定为一个最优范围1000-2500转每分，而且，本发明中撞锤的冲击频率与撞锤的相对旋转速度的比值为2-4次/转。撞锤的冲击频率是指刀具主轴转动一圈撞锤撞击所述刀具主轴的次数，计量单位为次/分钟，即冲击频率是指刀具主轴转一分钟，撞锤撞击刀具主轴的次数，撞锤的相对旋转速度是指撞锤与导向件之间的相对旋转速度，计量单位为转/分钟，即撞锤的相对旋转速度是指一分钟内撞锤相对导向件的转动圈数。撞锤的冲击频率与撞锤的相对旋转速度的比值为2-4，对应比值的计量单位为次每分钟，即刀具主轴转一圈的过程中，撞锤撞击的次数为2-4。需要说明的是，撞锤的冲击频率是正整数，撞锤的相对旋转速度也是正整数，但是两者的比值有可能是整数，也有可能不是整数，即有可能是正小数。通过增加曲面引导部上爬坡段个数的技术方案实现的增加撞锤的冲击频率，得到的都是整数倍的增加。但在其他技术方案中，增加的倍数也有可能是非整数。比如在有的实施方式中，可以在传动机构与锤冲击机构之间增加一个增速机构，该增速机构用于对传动机构输出的旋转速度进行增加，以使得传递到锤冲击机构上的旋转速度变大。由于传动机构输出的旋转速度直接传递给刀具主轴，使得刀具主轴的旋转速度与传动机构输出的旋转速度相同，进而会使传递到锤冲击机构的旋转速度大于刀具主轴的旋转速度。至于增加的倍数是多少，取决于该增速机构的设置。优选的该增速机构可以是行星齿轮增速机构，该行星齿轮增速机构的传动比，即输出端转速与输入端转速的比值，即为增速的倍数。由于传动比有的是小数，因此，采用该技术方案增加的倍数有可能为小数。

在其他实施方式中，也可以把行星齿轮增速机构，换成其他形式的增速机构，只要该增速机构输出端的旋转速度大于输入端的旋转速度即可。

在其他实施方式中，也可以把不同类型的增速机构进行叠加实施，比如，可以把行星齿轮增速机构的技术方案与增加曲面引导部上爬坡段个数的技术方案进行叠加使用，得到的增速倍数为增速机构的传动比与爬坡段个数的乘积。比如，在其他实施方式中，撞锤旋转，设置在撞锤外侧的导向件不转，导向内圆周面上设有曲面引导部，曲面引导部上爬坡段的个数设置为2个，传动轴驱动刀具主轴旋转。另外，在传动轴与撞锤之间设置行星齿轮增速机构，传动轴驱动行星齿轮增速机构的输入端旋转，行星齿轮增速机构的输出端驱动撞锤旋转，且传动轴的旋转速度与行星齿轮增速机构的输入端的转速相同，行星齿轮增速机构的输出端的旋转速度与撞锤的转速相同，行星齿轮增速机构的传动比为1.6。那么在该实施方式中，刀具主轴转动一圈，撞锤撞击刀具主轴的次数为3.2次，也就是说，本实施方式中，撞锤的冲击频率与撞锤相对导向件的相对旋转速度的比值为3.2，撞锤的冲击频率的计量单位，撞锤相对导向件的相对旋转速度的计量单位，两者比值的计量单位，均参考上述内容。

本发明所说的撞锤的相对旋转速度指的是撞锤与导向件之间的相对旋转速度。本发明所说的旋转速度相同仅表示旋转速度的数值相同。

上述撞锤200相对导向件210的相对旋转速度的最优范围为1000-2500转/分钟，该范围有一个最大值和最小值，最大值选取的理由在于钢球是否撞轨道或者发生堵转的现象。在最大值2500转每分选取的过程中，进行了大量的实验，且称之为实验A，在该实验开始之前，首先将爬坡轨道个数设定为3个，爬坡轨道的高度设定为9mm，在这个基础上，对撞锤200的旋转速度进行大量的选择性实验。在实验过程中，当撞锤200的旋转速度在小于等于2300转每分时，均没有出现钢球撞轨道和堵转现象，但是当撞锤200的旋转速度等于2600转每分钟时，出现了电机堵转的现象。为了克服钢球的落点位置不当而导致的钢球撞轨道现象，在原实验条件的基础上，将撞锤200的转速设定为2500转每分，这时没有出现钢球撞轨道以及撞锤堵转的现象。

关于撞锤200旋转速度最小值1000转每分的选取理由在于单位时间内的累加能量是否足够，且在本实施方式中，刀具主轴30与撞锤200都是由传动轴10旋转驱动，且旋转速度相同，因此，撞锤200的最小速度的选取也考虑了刀具主轴30转速太小的影响。刀具主轴30的旋转速度太小一方面会带来钻头排屑能力差，钻孔阻力大，进而带来钻孔效率低，另一方面，刀具主轴30的旋转速度太小，会影响冲击模式下钻头的旋转速度，即影响钻孔效率，也会影响在钻和螺丝批模式下的钻孔效率，进而影响操作体验。

在实验A的过程中，对爬坡轨道个数的选取先是三个，后来调整为两个，这个数值的选取与调整是有依据的，该依据在于另一个实验，且称之为实验B。

在实验B，开始之前，先设定刀具主轴30的旋转速度，该速度的选定依据于现有技术中具有轴向冲击钻功能的多功能钻上的刀具主轴转速，选择一个较优的转速1800转每分，判断是否较优的其中一个依据可以是：在所依据的转速范围内，选择中等偏上的转速数值。关于爬坡轨道高度，选取10mm的爬坡高度进行了实验。在此基础上，将爬坡轨道个数分别设定为两个、三个、四个，也就是说，当爬坡轨道个数为两个时，撞锤200每旋转一周，冲击刀具主轴30两次；当爬坡轨道个数为三个时，撞锤200每旋转一周，冲击刀具主轴30三次；当爬坡轨道个数为四个时，撞锤200每旋转一周，冲击刀具主轴30四次。然后用相同规格的工作头，即钻头，对相同材料的混凝土工作面进行相同深度钻孔实验，并记录对应的钻孔完成时间，单位是秒(S)。传统被动冲击式电钻也参与了比较，此处的传统被动冲击指的是靠动静端齿的啮合实现轴向冲击的冲击结构。

传统的动静端齿式冲击结构的电钻也参与了其中的比较。

此次实验给出了四件样品，分别为“样品1”、“样品2”、“样品3”、“样品4”，其中，“样品1”表示凸轮式主动冲击钻中，爬坡段的个数为两个；“样品2”表示凸轮式主动冲击钻中，爬坡段的个数为三个；“样品3”表示凸轮式主动冲击钻中，爬坡段的个数为四个；“样品4”表示冲击钻采用的是传统被动冲击结构，即动静端齿式的被动冲击结构。另外，本次实验采用平均值法，即每个样品分别进行一组实验，每组实验分别重复地操作六次，重复地进行六次打孔作业，并分别记录每一次的作业时间，取平均值，就得到每个样品对应的每组实验的平均钻孔时间值。

当爬坡轨道高度为9mm时，实验过程中的具体实验数据如下图表1所示，对应输出的实验结果如下柱状图,如附图11所示。

图表1中，“曲面引导部包括两个爬坡段”、“曲面引导部包括三个爬坡段”、“曲面引导部包括四个爬坡段”分别指冲击钻中主动冲击结构中爬坡轨道的个数分别设定为两个、三个、四个的情况。“传动被动冲击”指的是冲击钻中的冲击结构采用的是动静端齿式的冲击结构。

图表1

根据图表1的实验数值以及平均值信息，可以发现，在相同的工况条件下，用相同的钻头在相同的材料上打相同深度的孔，不同的冲击结构所用的时间并不相同。其中，用时最少的是5秒，即爬坡轨道个数为三个的主动冲击结构，也就是说，当爬坡轨道设为三个，撞锤每旋转一周进行三次冲击时，所用时间最短，效率最高。用时其次少的是6.33秒，即爬坡轨道个数为四个的主动冲击结构，也就是说，当爬坡轨道个数设为四个，撞锤每旋转一周进行四次冲击时，所用时间次短，效率次高。接下来，用时排名第三的是7.86秒，即爬坡轨道个数为两个的主动冲击结构，也就是说，当爬坡轨道设为两个，撞锤每旋转一周进行两次冲击时，所用时间大于撞锤每旋转一周冲击三次或四次时的情况，排名第三，效率也排第三。用时最长的是8.15秒，也就是传动被动冲结构，也就是说，传动被动冲击结构的用时大于主动冲击结构的用时，即传动被动冲击结构的冲击钻孔效率小于主动冲击结构的冲击钻孔效率。

上述结论在附图11中能够更为直观地表现，附图11是根据图表1中的平均值信息导出的柱状图。

由附图11所示，可以直观地发现：完成相同工况下的相同任务，主动冲击结构的钻孔时间比传动冲击结构所用的时间要短。而且，在主动冲击结构，爬坡轨道个数设定为三个时，钻孔时间最短，其次是爬坡轨道个数为四个，爬坡轨道个数设定为两个时，钻孔时间最长。

此处，通过对钻孔时间来进行钻孔效率的比较，因为，在相同的工作条件下，完成相同的工作任务，钻孔时间越短，钻孔效率就越高。

后来又把爬坡高速换成8mm和9mm，在相同的实验条件下又进行了两组实验，得到的实验结果与爬坡高度为10mm时的实验结果相同：主动冲击结构钻孔所花时间均小于传动被动冲击冲击结构所花时间。而且，在主动冲击结构中，爬坡轨道个数为三个时，所用时间最短，爬坡轨道个数为四个时，所用时间次之，爬坡轨道个数为两个时，所用时间最长。

因此，当撞锤的旋转速度为(1000-2500)转每分，且爬坡轨道个数为(2-4)个时，钻孔效率会最高。

关于爬坡轨道的高度，本发明也给出了一个最优范围(4-15)mm，并进行了实验C，来验证这个数值范围。

当撞锤和刀具主轴的旋转速度，以及爬坡轨道个数满足一个最优范围后，爬坡轨道的高度会影响冲击能量的大小以及机身的轴向长度。换句话说，在刀具主轴与撞锤一定，爬坡轨道个数一定的情况下，爬坡轨道的高度越高，则弹簧压缩量越大，则储蓄的能量越大，则撞锤获得的打击能量也越大。但是，爬坡轨道的高度太高的话，撞锤的轴向长度就越长，无疑增大了整机的长度。

在实验C开始之前，先设定实验条件：根据上述转速范围设定撞锤的旋转速度为1800转每分，爬坡轨道个数设定为三个。在这个基础上得到爬坡轨道高度与冲击撞锤的冲击能量之间对应关系数据图如附图12。此处的“冲击能量”指的是撞锤单次撞击时产生的能量，而不是撞锤旋转一周时累加的撞击能量。

根据上附图12数据可发现，当爬坡轨道高度小于4mm时，冲击能量将小于0.1J，由于主动冲击钻的钻孔对象包括混凝土，该硬度材料的工作面对冲击能量具有一定的要求，冲击能量过低无法破击该硬度材料的工作面，或者勉强能够实现破击的话，也无法在正常的钻孔效率内进行作业。因此，当轨道高度小于4mm时，就被认为无法满足一定破击能量的需求。

当爬坡轨道高度为15mm时，冲击能量为0.9J，该能量大小应该能够满足冲击钻所适应的普遍的高硬度材料的工作面。爬坡高度大于15mm时，撞锤锁获得的冲击能量已经能够满足，甚至是过剩满足，而且爬坡高度大于15mm时，还会增加整机的轴向长度，因此，高度大于15mm不是优选的范围。

另外，关于爬坡段有一个爬坡角度，即爬坡段的爬坡面相对于水平面之间倾角，水平面指的是垂直于撞锤轴线或者刀具主轴轴线的那个面。在本发明中，基于前文的技术方案，结合爬坡段的爬坡角度范围会使本发明具有更好的效果。关于爬坡角度，如果爬坡角度太小，由于撞锤或导向件的圆周面的圆周长度有限，会限制周期段的设置个数，即爬坡段的个数也会被限制。如果爬坡角度太大，撞锤在爬坡过程中发生堵转的概率就会变大。基于以上考虑，本发明中爬坡角度设置在5-25度的范围内，使得曲面引导部上的爬坡段个数既不会被限制，撞锤也不容易发生爬坡爬不上去而引起的堵转现象。

另外，在本发明中，为了包括撞锤不发生堵转，马达供给的功率也需要在一定范围内，该功率范围至少是180-300W。

另外，在本发明中，马达轴的转速为18000-26000转/分钟，为了能够获得上述撞锤或刀具主轴的1000-2500转/分钟的转速范围，需要的行星齿轮传动机构的减速比处于7.2-26的范围。

另外，针对本发明中曲面引导部包括的爬坡段和跌落段需要说明一下，爬坡段通过与转换件也就是钢球的接触进而能够带动撞锤进行沿轴线方向的运动，也就是爬坡。对于跌落段，在本发明中，跌落段是形成有一个跌落空间，用于使撞锤在该空间内掉落。作为转换件的钢球经过跌落段的理解应为：钢球处于由跌落段形成的跌落空间内，在其他实施方式中，也可以理解为钢球处于跌落段的曲面引导部的面上。

在其他实施方式中，跌落段也是可以起作用的，比如，如果将跌落段倾斜设置，并沿导向件的圆周方向朝远离爬坡段方向延伸，具体可参照图5中跌落段的图示。该技术方案中钢球可以沿跌落段C-D、C1-D1、C2-D2缓缓滑下，效果是以使得钢球处于爬坡段最高点，马达突然停机时，钢球可以沿着跌落段的坡缓缓滑下，避免了钢球直接撞击到刀具主轴，因为停机状态下，撞锤撞击刀具主轴会产生一种不好的操作体验。

另外，在其他实施方式中，本发明中的锤冲击机构也可以与非电钻类的工具配合使用，只要该工具需要该锤冲击机构的功能，如电锤等，在此不再一一列举。

另外，在其他实施方式中，本发明中的锤冲击机构也可以作为一个附件与电钻的主机身可拆卸地安装，当需要主动冲击功能时就安装该附件，当不需要主动冲击功能时，就将该附件更换成其他需要的功能附件即可。具有该锤冲击机构的附件使用更加方便，同时也可以使工具具有多样化的功能。

参见图10所示，在图示的实施方式中，附件730能够与工具主体740可拆卸地连接。其中，附件730包括锤冲击机构20，以及刀具主轴30，刀具主轴30能够承接来自锤冲击机构20的间歇地往复的轴向冲击，具体地，刀具主轴能够承接来自撞锤200的轴向往复冲击。

附件730还包括用于收容锤冲击机构20的附件壳体731，工具主体740包括主体壳体741，主体壳体741能够收容工具主体740内的马达以及减速机构等，附件壳体731与主体壳体741能够可拆卸地连接，具体的连接方式可以是通过螺钉紧固；也可以通过卡接方式进行轴向连接，通过形状配合的方式进行周向连接。

在本实施方式中，附件730还包括一个连接轴733，连接轴733与刀具主轴30不可相对旋转地连接，以能够驱动刀具主轴30的旋转，连接轴733还能够与撞锤200不可相对旋转地连接，以驱动撞锤200相对导向件210转动，进而实现爬坡运动压缩蓄能机构231，进而使蓄能机构231带动撞锤200撞击刀具主轴30。

在本实施方式中，工具主体740上还包括旋转输出的输出轴742，在附件730与手持式工具主体安装时，输出轴742与连接轴733旋转地连接，以能够旋转驱动连接轴733的转动，进而驱动刀具主轴30以及撞锤200的转动。此处所说的工具主体740上的输出轴742是与附件730上的刀具主轴30是不一样的两根轴，刀具主轴30是用于承接撞锤200撞击的那根轴，输出轴742是工具主体740上的一根轴，是作为工具主体740上的输出部，该输出轴742可以与其他类型的附件配接，以实现其他对应的功能。

在本实施方式中，附件730还包括与刀具主轴30可拆卸连接的安装组件732，用于将工作头安装在刀具主轴30上，以使刀具主轴30能够旋转地驱动工作头进行旋转作业。

其中，安装组件732的具体结构在图10中没有示出，参考图1的实施方式中的结构，安装组件732优选的可以是为夹爪式钻夹头，主要包括能够夹紧或松开工作头的夹爪，用于安装夹爪的芯体，以及能够通过螺旋传动带动夹爪前后移动的螺母套等，在此不再赘述。

在其他实施方式中，安装组件也可以是其他形式的能够安装工作头的安装组件，比如这样的一种安装组件(未示出)，包括离合件，能够可选择地使刀具主轴与工作头进行轴向连接，具体地，该离合件可以是钢球，钢球在凹槽中在两个位置间运动，以使刀具主轴与工作头在轴向连接与轴向分离两种模式中切换。安装组件还包括操作件，能够操作钢球从轴向连接位置向轴向分离位置运动。安装组件还包括复位件，该复位件一般是弹簧，弹簧能够提供一种偏压力使钢球从轴向分离位置向轴向连接位置运动。该安装组件中刀具主轴与工作头的旋转连接通过形状配合实现，比如，工作头的尾部可以是外六方柱形，刀具主轴的自由端可以设置成内六方孔。另外，该安装组件也可以参考螺丝批上的批头与对应的刀具主轴安装结构，以及电锤上的锤头与刀具主轴的安装结构，在此，不再赘述。

图10的实施方式中附件包括的锤冲击机构与前文所述的锤冲击机构相同，锤冲击机构20中的撞锤200能够往复地撞击刀具主轴30。在该实施方式中，锤冲击机构20包括撞锤200，导向件210，设置在导向件上的曲面引导部233，设置在撞锤200上的转换件232即钢球，与撞锤200抵接的蓄能机构231。当撞锤200相对导向件210旋转时，曲面引导部233与转换件232即钢球的配接能够实现撞锤200沿第一方向运动，同时蓄能机构231进行储蓄能量。当蓄能机构231完成能量储蓄，即撞锤200爬坡至曲面引导部的爬坡段的最高点时，蓄能机构231会驱动撞锤200沿第二方向运动，进而冲击刀具主轴30。

另外，在图10所示的实施方式中，具有冲击功能的附件730，包括锤冲击机构20，安装组件732，刀具主轴30，以及驱动刀具主轴30与撞锤200旋转的连接轴733。

在其他实施方式中，附件可以不包括安装组件。

在其他实施方式中，附件也可以不包括连接轴，也就是说在该实施方式中，附件包括锤冲击机构和刀具主轴，刀具主轴用于承接撞锤的间歇地往复撞击，刀具主轴与工具主体740的输出轴742旋转地连接，刀具主轴驱动撞锤或者导向套之一旋转，以使撞锤能够进行爬坡，进而在蓄能机构作用下实现冲击，在该实施方式中，刀具主轴也能够旋转驱动工作头的旋转作业。

在本发明中，“不可相对旋转地连接”可以理解为一个元件能够带动另一元件旋转，且两者的旋转速度相同。

因此，在采用凸轮式主动冲击结构中，撞锤会在凸轮轨道也就是曲面引导部的作用下沿轴线爬坡运动，进而在蓄能机构的驱动下实现对刀具主轴的打击。在不同的实施方式中，凸轮轨道也就是曲面引导部设置的位置也可以不同，既可以设置在撞锤上，也可以设置在导向件上；导向件与撞锤之间的位置关系设定也可以不同，导向件可以在撞锤的外圆周侧，也可以在撞锤的内圆周侧；而且撞锤与导向件之间既可以是撞锤既旋转又轴向移动，导向件固定，也可以是撞锤不旋转仅轴向移动，导向件旋转。因此，撞锤与导向件以及凸轮轨道的设置方式并不局限于本实施例，也可以相互之间进行结构组合，只要能够实现撞锤的轴向移动即可。这样轴向移动的撞锤才能够为蓄能机构提供能量存储的机会，进而为撞击刀具主轴做准备。在撞锤仅轴向移动，不进行旋转的实施方式中，“相对旋转速度”应当理解为撞锤相对于导向件旋转的相对旋转速度。

在本实施方式中，撞锤的转速会影响单位时间内累加的打击能量的大小，以及钢球撞轨道的机率，因此，对撞锤的转速以及撞锤在旋转一周爬坡的次数，即爬坡轨道的个数进行了一个优化组合设定，以在不堵转的情况下获得一个相对较高的单位时间能量输出值。该优化组合的数值范围设定同样满足其他实施方式，只要该实施方式的主动冲击结构中包括撞锤，凸轮轨道，且凸轮轨道中爬坡轨道的个数会影响撞锤旋转一圈产生的轴向撞击的次数。当然，同样也适用于撞锤仅轴向移动，不旋转的实施例，例如，在该实施方式中，撞锤不旋转仅轴向移动，凸轮导向件设置在撞锤的内部，凸轮轨道设置在凸轮导向件的外圆周面上，凸轮导向件的旋转会带来凸轮轨道的旋转，进而驱动撞锤进行轴向移动。在该实施方式中，套用本发明的优化组合来说，就是撞锤相对导向件旋转的相对旋转速度范围为1000-2500转每分，且凸轮轨道的爬坡轨道个数为2-4个时，可以满足不出现钢球撞轨道的条件下，获得了尽可能高的冲击能量。该实施方式中撞锤相对于导向件旋转的相对旋转速度也就是导向件的旋转速度。

在图2所示的实施方式中，传动轴10与刀具主轴30通过扁方进行旋转连接，传动轴10与撞锤200通过离合件221可选择地进行旋转连接，因此，在本实施方式中，刀具主轴30与撞锤200的旋转速度相同。因此，在实验A中，也是刀具主轴的旋转速度范围与爬坡轨道个数的最优组合，获得的技术效果为：在满足不出现钢球撞轨道的条件下，获得尽可能高的钻孔效率。

另外，图2的实施方式中，传动轴10与刀具主轴30和撞锤200旋转连接，使得输出轴30能够与撞锤200在旋转速度上保持一致，以获得较高的冲击效果。如果输出轴30与撞锤200在旋转速度上有速差，那么就会出现撞锤200在撞击输出轴30的同时还会相对输出轴30发生相对转动，这就会产生能量损失，降低冲击效果。此处“旋转连接”可以理解为旋转驱动，即传动轴10的旋转能够同时传递给刀具主轴30和撞锤200。

在本实施方式中，传动轴10套设在输出轴30外，撞锤200套设在传动轴10外，本实施方式中的这种套设关系使得传动轴10、输出轴30以及撞锤200在轴向方向上的投影至少部分地重叠设置，或者说撞锤200在至少一个平面内包围传动轴10和刀具主轴30，节约了轴向尺寸，减小了机身在轴向上的长度，使得机身整体短小紧凑。

在本实施方式中，导向件210套设在撞锤200的外圆周侧，则导向件210至少在一个平面内包围撞锤200，刀具主轴30以及驱动撞锤200转动的传动轴10。该技术方案中导向件210，撞锤200，刀具主轴30以及传动轴10在轴向方向上的投影至少部分地重叠设置，节省轴向尺寸，使整机长度短小紧凑。在该实施方式中，导向件为套状，套设于撞锤之外，在其他实施方式中，导向件也可以不是套状，只要能够实现与撞锤的配接实现撞锤的轴向移动即可。

需要说明的是，在本发明的手持式工具中，手持式工具包括传动机构，锤冲击机构，刀具主轴，其中，传动机构包括经过马达与齿轮减速机构后旋转输出的传动轴，刀具主轴由传动轴旋转驱动，且刀具主轴能够旋转驱动工作头，以实现手持式工具的旋转作业，而且，刀具主轴还需要承接锤冲击机构的冲击，进而能够把轴向冲击传递给工作头。锤冲击机构包括冲击轴，冲击轴能够驱动撞锤相对导向件的旋转，冲击轴的旋转驱动可以由传动轴直接或间接地实现。在这里，冲击轴能够驱动撞锤相对导向件的旋转，可以理解为冲击轴驱动撞锤与导向件之一旋转，以使撞锤与导向件之间能够产生相对旋转，进而使撞锤能够相对导向件爬坡，从而能够在蓄能机构的驱动下撞击刀具主轴。

在本发明中，刀具主轴，传动轴，冲击轴是具有对应地功能，在本发明中，具有上述对应功能的三根轴是不可或缺的，但是，在其他实施方式中，刀具主轴也可以充当冲击轴，也就是说，会有一根轴具有两个功能：既能够旋转驱动工作头，也能够驱动撞锤相对导向件旋转。在其他实施方式中，传动轴也可以充当冲击轴，也就是说，传动轴既驱动刀具主轴的旋转，也能够驱动撞锤相对导向件的旋转。

另外，经过分析研究发现，在冲击模式运行过程中，还有如下一种情形也会出现钢球撞轨道现象。具体地，参照图1-3所示，当抬起工具刀具主轴30与工作面分离时，由于手持工具1没有受到轴向抵接力，刀具主轴30在复位件70的偏压作用下会从下压位置运动至释放位置。图2是刀具主轴30处于下压位置的状态，图3是刀具主轴30处于释放位置的状态图。在冲击模式运行过程中，刀具主轴30位于下压位置，相比较于释放位置该下压位置在轴向方向上更加接近撞锤200，且在撞锤200撞击刀具主轴30之前，弹簧仍处于压缩状态，即弹簧已经蓄积能量正准备释放。在这时，如果刀具主轴30与工作面分离，那么刀具主轴30会处于释放位置，即距离撞锤200更远，这样会发生撞锤200的撞击面在刀具主轴30的撞击面接触之前会先撞击到导向件210内圆周面上的曲面引导部233上，即又发生了钢球撞轨道现象。这种情况下发生的钢球撞轨道带来的危害是：撞锤撞击轨道进而传递到壳体，会导致轨道出现毛刺，撞锤卡死，通过冲击会传递给用户。

刀具主轴30的下压位置指的是刀具主轴30在工作状态时由于操作者的下压力而产生的移动的位置，刀具主轴30的释放位置指的是刀具主轴30在非工作状态时在复位件70的作用下移动的位置。刀具主轴30与撞锤200之间的轴向距离可以理解为刀具主轴30的撞击面与撞锤200的撞击面之间的轴向距离，刀具主轴30在轴向方向上更加接近或远离撞锤200也可以作此理解。撞击面可以理解为在冲击模式运行过程中，撞锤200与刀具主轴30发生轴向撞击时的端面。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案，沿撞锤200的冲击方向在撞锤200与冲击机构壳体720之间设置缓冲件710，以使在刀具主轴30回复至释放位置后，撞锤200会直接撞击到缓冲件710上，以卸载蓄能机构231施加到撞锤200上的冲击能量，避免撞锤200直接撞击到冲击机构壳体720上。缓冲件710的位置为在撞锤200与冲击机构壳体720之间，此处“之间”可以理解为撞锤200与冲击机构壳体720上相面对的两个端面之间或者两个端面所在的平面之间，或者也可以理解为缓冲件的位置能够满足撞锤200向刀具主轴30的自由端部冲击的过程中能够将冲击能量先释放到缓冲件710上，缓冲件710也会将少量能量释放到冲击机构壳体720上。

缓冲件710可以是橡胶圈，也可以是弹簧件，本实施方式中采用的是橡胶圈，而且在本实施方式中，具体为橡胶圈的缓冲件710能够被撞锤200的最大压缩量大致为2mm。橡胶圈能够被撞锤200压缩的压缩量的大小会影响冲击行程和缓冲效果；压缩量太大会导致冲击行程缩小很多，需要通过整机加长来弥补，压缩量太小会导致缓冲效果下降。

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 (27)

1.一种锤冲击机构，包括可相对旋转的撞锤和导向件，以及与所述撞锤抵接的蓄能机构，

所述撞锤和所述导向件的其中之一上设置有曲面引导部，所述撞锤与导向件的另一个上相应地设置有转换件，

所述曲面引导部包括若干个爬坡段以及与所述爬坡段对应的跌落段，当所述转换件经过所述爬坡段时，所述转换件驱动所述撞锤克服所述蓄能机构的作用力朝第一方向运动；当所述转换件经过所述跌落段时，所述蓄能机构驱动所述撞锤朝与第一方向相反的第二方向运动从而实现冲击；

其特征在于：撞锤相对导向件旋转的相对旋转速度为1000-2500转每分钟，所述撞锤的冲击频率与所述相对旋转速度的比值为2-4次每转。

2.根据权利要求1所述的锤冲击机构，其特征在于，所述爬坡段的数量包括2-4个。

3.根据权利要求2所述的锤冲击机构，其特征在于，所述爬坡段的数量包括3个。

4.根据权利要求2所述的锤冲击机构，其特征在于，所述爬坡段包括起始点和终止点，所述起始点与所述终止点在所述撞锤的轴线的投影的距离为4-15mm。

5.根据权利要求4所述的锤冲击机构，其特征在于，所述距离为4-8mm。

6.根据权利要求1所述的锤冲击机构，其特征在于，所述曲面引导部周向地设置在所述导向件的内圆周面上，所述转换件设置在所述撞锤的外圆周面上。

7.根据权利要求6所述的锤冲击机构，其特征在于，所述导向件具有一垂直于所述撞锤的运动方向的端面，所述爬坡段相对与所述端面的爬坡角度为5-25度。

8.根据权利要求7所述的锤冲击机构，其特征在于，所述跌落段倾斜设置，且沿所述导向件的圆周方向朝远离爬坡段的方向延伸。

9.一种手持式动力工具，包括权利要求1所述的锤冲击机构，马达，以及刀具主轴；

所述刀具主轴具有一轴线，所述刀具主轴在所述马达的驱动下绕所述轴线转动，所述撞锤能够间歇地沿所述轴线冲击所述刀具主轴。

10.根据权利要求9所述的手持式动力工具，其特征在于，所述相对旋转速度与所述刀具主轴的旋转速度相同。

11.根据权利要求9所述的手持式动力工具，其特征在于，所述锤冲击机构还包括能够驱动所述撞锤相对所述导向件旋转的冲击轴，所述冲击轴由所述马达旋转驱动。

12.根据权利要求9所述的手持式动力工具，其特征在于，所述手持式动力工具还包括一端与所述手持式动力工具的壳体接触，另一端与所述撞锤朝向所述刀具主轴自由端的端面接触的缓冲件，所述缓冲件能够沿所述第二方向产生挤压形变。

13.根据权利要求12所述的手持式动力工具，其特征在于，所述缓冲件被所述撞锤沿所述第二方向的最大压缩量为2mm。

14.根据权利要求12所述的手持式动力工具，其特征在于，所述缓冲件为橡胶件或弹簧。

15.根据权利要求9所述的手持式动力工具，其特征在于，所述手持式动力工具还包括驱动所述刀具主轴旋转的传动轴，所述锤冲击机构还包括驱动所述撞锤相对所述导向件相对旋转的冲击轴，所述传动轴与所述冲击轴的旋转速度相同。

16.根据权利要求15所述的手持式动力工具，其特征在于，所述传动轴与所述冲击轴同轴设置。

17.根据权利要求9所述的手持式动力工具，其特征在于，所述手持式动力工具还包括驱动所述刀具主轴旋转的传动轴，所述撞锤在至少一个平面上包围所述传动轴与所述刀具主轴。

18.根据权利要求17所述的手持式动力工具，其特征在于，所述导向件在至少一个平面上包围所述撞锤。

19.一种具有冲击功能的附件，所述附件用于与手持式动力工具主体可拆卸地连接，其特征在于：所述附件包括权利要求1所述的锤冲击机构，以及刀具主轴；

所述刀具主轴具有一轴线，所述刀具主轴能够绕所述轴线转动，所述撞锤能够间歇地沿所述轴线冲击所述刀具主轴。

20.根据权利要求19所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述附件包括用于收容所述锤冲击机构的附件壳体，所述手持式动力工具主体包括主体壳体，所述附件壳体能够与主体壳体连接。

21.根据权利要求20所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述手持式动力工具主体包括旋转输出的输出轴，所述输出轴与所述刀具主轴旋转连接。

22.根据权利要求21所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述锤冲击机构包括一能够驱动所述撞锤相对导向件旋转的冲击轴，所述冲击轴与输出轴旋转连接。

23.根据权利要求22所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述冲击轴与所述刀具主轴无相对转动的连接。

24.根据权利要求22所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述附件还包括连接轴，所述连接轴的一端与所述输出轴旋转连接，另一端与所述冲击轴无相对转动的连接。

25.根据权利要求24所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述冲击轴可选择与所述撞锤无相对旋转地连接。

26.根据权利要求24所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述冲击轴与所述连接轴一体设置。

27.根据权利要求19所述的具有冲击功能的附件，其特征在于，所述附件还包括用于将工作头安装于所述刀具主轴的安装组件，所述安装组件能够与所述刀具主轴可拆卸地连接。