CN111331557A - 一种用于紧固件打入机的驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于紧固件打入机的驱动机构，其包括：可旋转运动的曲柄；以可旋转方式安装于曲柄上的驱动架组件，其包括有一个啮合元件、一个支撑元件和一个驱动架；至少一个固定不动的导向元件，所述支撑元件和/或啮合元件可沿其设置的轨迹移动。本发明结构简单，零件少，且运行稳定，在曲柄转动时，该啮合元件的运动轨迹为直线或接近O°，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，同时保证后期冲击单元在压缩储能过程中所受的推力方向恒定且偏载小，实现了驱动机构的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量。

Description

一种用于紧固件打入机的驱动机构

技术领域：

本发明涉及机械工具产品技术领域，特指一种用于紧固件打入机的驱动机构。

背景技术：

在快速紧固机(又称打钉枪或紧固件打入机)上，通常需要通过压缩储能媒介(例如：气体，弹簧，橡胶，真空等)以储存能量，然后快速释放以实现对外做功。

此外，常见的驱动机构把旋转运动转化为往复运动，其结构是曲柄-连杆结构，但是这种结构在运动过程中会出现很大的受力偏角，即连杆摆动角度大，偏角过大时，会使负载(冲击单元)运动摩擦力变大，机构磨损等问题，导致产品使用寿命得不到保障。

如何使驱动机构在压缩储能媒介之后实现快速释放成为此类机械设备在设计过程中的难点。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于紧固件打入机的驱动机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该用于紧固件打入机的驱动机构包括：可旋转运动的曲柄；以可旋转方式安装于曲柄上的驱动架组件，其包括有一个啮合元件、一个支撑元件和一个驱动架；至少一个固定不动的导向元件，所述支撑元件和/或啮合元件可沿其设置的轨迹移动。

进一步而言，上述技术方案中，所述驱动架以可旋转方式安装于曲柄上，啮合元件和支撑元件均设置于该驱动架上；所述导向元件设置有至少一个作为轨迹的导向槽，所述支撑元件和/或啮合元件以可滑动的方式设置于该导向槽中。

进一步而言，上述技术方案中，所述导向槽的数量为两个，其分别为第一导向槽和第二导向槽，该啮合元件和支撑元件分别以可滑动的方式设置于该第一导向槽和第二导向槽中。

进一步而言，上述技术方案中，所述啮合元件和支撑元件均相对于驱动架自转轴线为圆心沿圆周分布于驱动架上，当啮合元件分布的圆周半径与曲柄旋转轴线和驱动架旋转轴线之间的距离相等时，该曲柄带动驱动架旋转时，啮合元件的运动轨迹为直线；当支撑元件分布的圆周半径与曲柄旋转轴线和驱动架旋转轴线之间的距离相等时，该曲柄带动驱动架旋转时，支撑元件的运动轨迹为直线。

进一步而言，上述技术方案中，所述第一导向槽和第二导向槽交叉设置。

进一步而言，上述技术方案中，所述啮合元件和支撑元件均为圆柱销；所述驱动架下端成型有一轴体，该轴体以可旋转的方式安装于该曲柄上。

进一步而言，上述技术方案中，所述锁扣机构可旋转的方式安装于该啮合元件上端。

进一步而言，上述技术方案中，所述锁扣机构包括有摆杆以及位于该摆杆旁侧的复位元件，该摆杆一端成型有轴孔，另一端设有用于与冲击单元中的撞针啮合定位的锁轴。

进一步而言，上述技术方案中，所述撞针以可滑动的方式安装于导轨中；该导轨安装于底座上，所述复位元件设置于导轨上；所述导轨还设置有用于驱使撞针与摆杆脱离的释放机构。

进一步而言，上述技术方案中，所述释放机构包括有设置于导轨侧面的释放座，该释放座上设置有用于引导摆杆脱离撞针的脱离引导面。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明结构简单，零件少，且运行稳定，在曲柄转动时，可驱使驱动架绕曲柄的旋转轴公转，同时驱动架还自转，且该驱动架上的啮合元件和支撑元件分在中第一导向槽和第二导向槽中滑动，使该啮合元件的运动轨迹为直线或接近O°，其偏角为0°或接近0°，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，同时保证后期冲击单元在压缩储能过程中所受的推力方向恒定且偏载小，实现了驱动机构的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，令本发明具有极强的市场竞争力。另外，在卡钉状态下，本发明仍然可以实现与冲击单元的正常啮合，保证能够正常工作，使用起来极为方便。

附图说明：

图1是本发明与锁扣机构及冲击单元的装配图；

图2是本发明与锁扣机构及冲击单元另一视角的装配图；

图3是图1的爆炸图；

图4是本发明中驱动架的立体图；

图5是本发明的立体图；

图6是本发明工作原理图；

图7是包含本发明的紧固件打入机的主视图；

图8是包含本发明的紧固件打入机的立体图；

图9是包含本发明的紧固件打入机的剖视图；

图10是本发明第二种结构的示意图；

图11是本发明第三种结构的示意图；

图12是本发明的运行状态图。

图13是本发明另一种结构的运行状态图。

图14是包含本发明的紧固件打入机的运行状态图。

图15是包含本发明的紧固件打入机在卡钉状态下的机构运行状态图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

见图1-15所示，为一种用于紧固件打入机的驱动机构，该驱动机构1包括：

可旋转运动的曲柄11；以可旋转方式安装于曲柄11上的驱动架组件12，其包括有一个啮合元件122、一个支撑元件123和一个驱动架121，至少一个固定不动的导向元件13，所述支撑元件123和/或啮合元件122可沿其设置的轨迹移动。本发明结构简单，零件少，且运行稳定，在曲柄11转动时，可驱使驱动架121绕曲柄11的旋转轴公转，同时驱动架121还自转，且该啮合元件122和支撑元件123分别沿轨迹移动，使该啮合元件122的运动轨迹为直线或接近O°，其偏角为0°或接近0°，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，同时保证后期冲击单元在压缩储能过程中所受的推力方向恒定且偏载小，实现了驱动机构的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，令本发明具有极强的市场竞争力。

进一步而言，所述驱动架121以可旋转方式安装于曲柄11上，啮合元件122和支撑元件123均设置于该驱动架121上；所述导向元件13设置有至少一个作为轨迹的导向槽，所述支撑元件123和/或啮合元件122以可滑动的方式设置于该导向槽中。更具体而言，所述导向元件13设置有作为轨迹的第一导向槽131和第二导向槽132，该啮合元件122和支撑元件123分别以可滑动的方式设置于该第一导向槽131和第二导向槽132中。在曲柄11转动时，可驱使驱动架121绕曲柄11的旋转轴公转，同时驱动架121还自转，且该驱动架121上的啮合元件122和支撑元件123分在中第一导向槽131和第二导向槽132中滑动，使该啮合元件122的运动轨迹为直线或接近O°，其偏角为0°或接近0°。

所述啮合元件122和支撑元件123均相对于驱动架121自转轴线为圆心沿圆周分布于驱动架121上，当啮合元件122分布的圆周半径与曲柄11旋转轴线和驱动架121旋转轴线之间的距离相等时，该曲柄11带动驱动架121旋转时，啮合元件122的运动轨迹为直线；当支撑元件123分布的圆周半径与曲柄11旋转轴线和驱动架121旋转轴线之间的距离相等时，该曲柄11带动驱动架121旋转时，支撑元件123的运动轨迹为直线。

换一句话说，所述曲柄11旋转轴心为A，啮合元件位置中心为B，支撑元件位置中心为C，驱动架自转旋转中心为O，当OA＝OB时，啮合元件122的运动轨迹为直线，对应的第一导向槽131呈直条状；当OA≠OB时，啮合元件122的运动轨迹为椭圆，对应的第一导向槽131呈椭圆状。当OA＝OC时，支撑元件的运动轨迹为直线，对应的第二导向槽132呈直条状；当OA≠OC时，支撑元件的运动轨迹为椭圆，对应的第二导向槽132呈椭圆状。当OA＝OB＝OC时，如果所述第一导向槽131和第二导向槽132均呈直条状，设两导向槽之间夹角为a，OB和OC夹角为θ，则θ＝2a。

所述第一导向槽131和第二导向槽132交叉设置，并位于同一平面，且其相交处连通。另外，第一导向槽131和第二导向槽132也可以不交叉设置，还可不在同一平面上。

所述啮合元件122和支撑元件123均为圆柱销，其结构更为简单。所述驱动架121下端成型有一轴体101，该轴体101以可旋转的方式安装于该曲柄11上。

所述啮合元件122上端穿过所述第一导向槽131凸出于该导向元件13上端面外；锁扣机构2可旋转的方式安装于该啮合元件122上端。具体而言，所述锁扣机构2可随驱动机构1直线或近似直线移动而进行直线或近似直线移动。当冲击单元沿第一方向移动，锁扣机构与冲击单元啮合，带动其沿第一方向移动从而使储能单元储能。

所述锁扣机构2包括有摆杆21以及位于该摆杆21旁侧的复位元件22，该摆杆21一端成型有轴孔211，另一端设有用于与冲击单元3中的撞针31啮合定位的锁轴212，其中，撞针31具有与锁轴212啮合定位的锯齿311，该锯齿311上具有倾斜引导面，以便后期锁轴212沿倾斜引导面滑动以越过锯齿311，并与该锯齿311锁合。

所述复位元件22所述复位元件22为弹性元件，该弹性元件包括弹簧或弹性橡胶。于本实施例中，该复位元件22为橡胶条，其与撞针31平行设置，且橡胶条位于锁轴212旁侧，该橡胶条能够保证锁轴212时刻贴靠撞针31。

所述撞针31以可滑动的方式安装于导轨4中，以便保证撞针31滑动的顺畅性，并可保证运行的方向；该导轨4安装于底座5上，所述复位元件22设置于导轨4上；所述导轨4还设置有用于驱使撞针31与摆杆21脱离的释放机构6。具体而言，所述释放机构6包括有设置于导轨4侧面的释放座61，该释放座61上设置有用于引导摆杆21脱离撞针31的脱离引导面611。当锁扣机构2推动冲击单元3沿第一方向移动一定距离后，锁扣机构将与此脱离引导面611啮合,由于斜面的限制，摆杆21端部的锁轴212在沿第一方向移动的同时受到垂直于第一方向的力，此时摆杆21可绕啮合元件122旋转，从而推动锁扣机构与冲击单元脱离。脱离后，冲击单元在储能单元力的作用下沿第二方向移动,从而实现紧固件打入功能。当锁扣机构不与脱离引导面611啮合时，橡胶条的弹力使摆杆21复位，从而重新与撞针31啮合。

所述导向元件13固定于底座5上，该底座5设置有通过位移变化实现储能的储能单元7，冲击单元3与储能单元7连接，该底座5还设置有动力机构8；所述曲柄11安装于该动力机构8上，并由该动力机构8驱动以旋转。动力机构8包括安装于该底座5下端的齿轮传动机构81以及与该齿轮传动机构81匹配安装的马达82，该马达82提供扭力和转速，齿轮传动机构通常为减速箱，用于减低转速同时提高扭力。所述曲柄11安装于该齿轮传动机构81上。

所述储能单元7为可以通过位移变化实现储能的媒介,例如空气弹簧、机械弹簧,橡胶元件、真空等。本实施例以空气弹簧为例，其中，气缸与活塞组成密闭空间，内含气体，从而组成一个空气弹簧。

所述冲击单元3沿第一方向移动可以使储能单元储能，该冲击单元3沿第二方向移动,可以实现紧固件打入工件的功能。该第一方向是指冲击单元3朝储能单元7的方向，该第二方向是指储能单元7朝冲击单元3的方向。

所述冲击单元3包括有设置于储能单元7中的活塞32以及安装于该活塞32上的撞针31。

所述底座5上还设置有用于与冲击单元3中的活塞32碰撞的缓冲垫50，以此达到减震，还可防止过度冲击以损害机构。

所述底座5还安装有导钉板51以及设置于该导钉板51下端并用于对导钉板51输送紧固件的钉夹52，该导钉板51具有供冲击单元3中的撞针31穿过的通道。所述钉夹52为紧固件装载装置,可以向导钉板输送紧固件(如钉子)。所述导钉板51从钉夹接收紧固件，当紧固件落入导钉板51的通道后，该冲击单元中的撞针31在储能单元7释放能量以进行冲击时，该撞针31穿过该通道，并将通道中的紧固件(如钉子)打入工件(通常是木头、金属板或者水泥等)中。

结合图5-6所示，当曲柄11旋转时，若OA＝OB，啮合元件为直线运动，若OA与OB不相等，啮合元件122的运动轨迹为椭圆，当OA和OB相差较小时，椭圆的短轴较小，啮合元件122的运动轨迹可被看作近似直线运动。优先选择OA与OB相等，从而使啮合元件为直线运动，以使冲击单元在沿第一方向移动时偏载小。类似的，若OA＝OC，则支撑元件123为直线运动，若OA与OC不相等，支撑元件运动轨迹为椭圆，当OA和OC相差较小时，椭圆的短轴较小，支撑元件运动轨迹可被看作近似直线运动。因啮合元件122和支撑元件123不必要同时作直线运动，所以OB和OC不一定相等。但为简化设计，优先使OA＝OB＝OC，以致第一导向槽131和第二导向槽132的形状可在做得更加简单，啮合元件和支撑元件均作直线运动。此时，两导向槽的夹角α为OB和OC夹角θ的一半。

结合图5-6所示，当啮合元件122经过A点及附近区域时，第二导向槽132与支撑元件123配合，为驱动架121提供支撑力，从而使驱动架121维持与曲柄11相反方向的旋转，进而保持啮合元件沿第一导向槽131方向的运动。类似的，当支撑元件经过A点及附近区域时，第一导向槽131与啮合元件122配合支撑驱动架，从而保持支撑元件123沿第二导向槽132方向的运动。当啮合元件122和支撑元件123均不在A点及附近区域时，第一导向槽131和第二导向槽132只需其中任意一个起支撑作用即可。

因此，第一导向槽131和第二导向槽132的长度不需要涵盖啮合元件122和支撑元件123的整个行程。结合图10-11示意两种不完整就导向槽的形式，其他形式只要工作原理相同，均在本专利保护范围之内。图10中，两导向槽长度不相同，第一导向槽退化为两条短直线槽，仅在支撑元件经过A点及附近区域时起支撑作用。图11中，两导向槽中间都镂空相同长度L。配合图6及图11所示，设OC和OB的夹角为θ，θ在0°到180°之间变化，OA＝OB＝OC＝R，则L＝(2√2)*R*(√(1-cos(θ/2)))。令θ＝180°，则L＝(2√2)*R,该√是根号。

结合图6、12所示，状态a-h显示驱动机构在OA＝OB＝OC条件下的一个完成的运动循环。OB与OC的夹角为120°，第一导向槽131和第二导向槽132的夹角α为60°。状态a为初始状态，啮合元件位于沿第一方向的下止点。曲柄逆时针旋转，啮合元件沿第一方向移动，支撑元件沿第二导向槽132移动。曲柄逆时针旋转30°，如状态b所示，支撑元件移动至A点，此时驱动架及啮合元件依靠第一导向槽131支撑。曲柄逆时针旋转90°，如状态c所示，啮合元件移动至A点。曲柄逆时针旋转120°，如状态d所示，支撑元件移动至沿第二导向槽132方向的上止点。曲柄继续旋转，支撑元件沿第二导向槽132反方向移动。曲柄逆时针旋转180°，如状态e所示,啮合元件移动至沿第一方向的上止点。曲柄继续旋转，啮合元件沿第二方向移动。曲柄逆时针旋转210°，如状态f所示,支撑元件移动至A点，此时驱动架及啮合元件依靠第一导向槽131支撑。曲柄逆时针旋转270°，如状态g所示,啮合元件沿第二方向运动至A点。曲柄逆时针旋转300°，如状态h所示,支撑元件移动至沿第二导向槽132反方向的下止点。曲柄逆时针旋转360°，驱动机构回到初始状态a。

结合图6、13所示，OB与OC的夹角为180°，第一导向槽131和第二导向槽132的夹角α为90°。运动循环和OB与OC的夹角为120°时的情况类似，但是啮合单元和支撑单元经过A点对应的曲柄旋转角度不同。在曲柄逆时针旋转0°，如状态a所示；曲柄逆时针旋转180°，如状态e所示，支撑元件移动至A点，此时驱动架及啮合元件依靠第一导向槽支撑。曲柄逆时针旋转90°，如状态c所示；曲柄逆时针旋转270°，如状态g所示，啮合元件移动至A点，此时驱动架及支撑元件依靠第二导向槽支撑。

结合图6、14所示，状态A-J对应在OA＝OB＝OC，OB和OC夹角在120°条件下的一个工作循环。状态A所示,初始状态，此时冲击单元位于完成紧固件打入的位置，曲柄逆时针旋转，带动啮合元件沿第一方向移动，锁扣机构安装于其上，与冲击单元啮合，从而带动冲击单元沿第一方向移动，压缩空气弹簧，如状态B、C、D所示。曲柄逆时针继续旋转，锁轴与释放机构6的脱离引导面611啮合，推动摆杆绕啮合元件旋转，直至锁轴与冲击单元脱离，如状态E所示。冲击单元在空气弹簧作用力的作用下，沿第二方向高速移动，将紧固件打入工件，如状态F所示。曲柄逆时针继续旋转，如状态G、H所示，啮合元件沿第二方向移动，锁扣机构在复位元件的作用下反方向旋转至与撞针侧面抵靠。曲柄逆时针继续旋转，如状态I、J所示，啮合元件沿第二方向移动，锁扣机构越过撞针的锯齿，并在复位元件的作用下复位，最终重新与冲击单元啮合，回到状态A所示状态。

结合图6、15所示，为本发明在卡钉状态下的机构运行状态，在OA＝OB＝OC，OB和OC夹角在120°条件下的卡钉状态分析。当由于某种原因卡钉时,紧固件卡在导钉板内,此时冲击单元可能停在沿第二方向的任意位置,如状态K所示，在马达的带动下曲柄逆时针旋转，推动啮合元件及锁扣机构沿第二方向移动到与正常工作循环相同的距离，锁扣机构越过撞针的锯齿并在复位元件的作用下抵靠于撞针侧面，如状态L、M所示。曲柄继续逆时针旋转，推动啮合元件和锁扣机构沿第一方向移动直至与撞针重新啮合，如状态N所示，之后撞针也随之沿第一方向移动压缩空气弹簧储存能量，如状态E所示，进而重新回到正常的工作循环，也就是说，在卡钉状态下，本发明仍然可以实现与冲击单元的正常啮合，保证能够正常工作，使用起来极为方便。

综上所述，本发明结构简单，零件少，且运行稳定，在曲柄11转动时，可驱使驱动架121绕曲柄11的旋转轴公转，同时驱动架121还自转，且该驱动架121上的啮合元件122和支撑元件123分在中第一导向槽131和第二导向槽132中滑动，使该啮合元件122的运动轨迹为直线或接近O°，其偏角为0°或接近0°，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，同时保证后期冲击单元在压缩储能过程中所受的推力方向恒定且偏载小，实现了驱动机构的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，令本发明具有极强的市场竞争力。另外，在卡钉状态下，本发明仍然可以实现与冲击单元的正常啮合，保证能够正常工作，使用起来极为方便。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：该驱动机构(1)包括：

可旋转运动的曲柄(11)；

以可旋转方式安装于曲柄(11)上的驱动架组件(12)，其包括有一个啮合元件(122)、一个支撑元件(123)和一个驱动架(121)；

至少一个固定不动的导向元件(13)，所述支撑元件(123)和/或啮合元件(122)可沿其设置的轨迹移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述驱动架(121)以可旋转方式安装于曲柄(11)上，啮合元件(122)和支撑元件(123)均设置于该驱动架(121)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述导向元件(13)设置有至少一个作为轨迹的导向槽，所述支撑元件(123)和/或啮合元件(122)以可滑动的方式设置于该导向槽中。

4.根据权利要求3所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述导向槽的数量为两个，其分别为第一导向槽(131)和第二导向槽(132)，该啮合元件(122)和支撑元件(123)分别以可滑动的方式设置于该第一导向槽(131)和第二导向槽(132)中。

5.根据权利要求1所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述啮合元件(122)和支撑元件(123)均相对于驱动架(121)自转轴线为圆心沿圆周分布于驱动架(121)上，当啮合元件(122)分布的圆周半径与曲柄(11)旋转轴线和驱动架(121)旋转轴线之间的距离相等时，该曲柄(11)带动驱动架(121)旋转时，啮合元件(122)的运动轨迹为直线；当支撑元件(123)分布的圆周半径与曲柄(11)旋转轴线和驱动架(121)旋转轴线之间的距离相等时，该曲柄(11)带动驱动架(121)旋转时，支撑元件(123)的运动轨迹为直线。

6.根据权利要求4所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述第一导向槽(131)和第二导向槽(132)交叉设置。

7.根据权利要求1所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述啮合元件(122)和支撑元件(123)均为圆柱销；所述驱动架(121)下端成型有一轴体(101)，该轴体(101)以可旋转的方式安装于该曲柄(11)上。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述锁扣机构(2)可旋转的方式安装于该啮合元件(122)上端，其中，所述锁扣机构(2)包括有摆杆(21)以及位于该摆杆(21)旁侧的复位元件(22)，该摆杆(21)一端成型有轴孔(211)，另一端设有用于与冲击单元(3)中的撞针(31)啮合定位的锁轴(212)。

9.根据权利要求8所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述撞针(31)以可滑动的方式安装于导轨(4)中；该导轨(4)安装于底座(5)上，所述复位元件(22)设置于导轨(4)上；所述导轨(4)还设置有用于驱使撞针(31)与摆杆(21)脱离的释放机构(6)。

10.根据权利要求9所述的一种用于紧固件打入机的驱动机构，其特征在于：所述释放机构(6)包括有设置于导轨(4)侧面的释放座(61)，该释放座(61)上设置有用于引导摆杆(21)脱离撞针(31)的脱离引导面(611)。

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