CN111843935A - 用于直线运动的驱动装置、传动装置及动力工具 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了用于直线运动的驱动装置、传动装置及动力工具,其中驱动装置包括动力源,由动力源驱动往复直线运动的执行器及传动件,传动件包括输入部、支撑部及输出部,输入部与支撑部中的一个上形成有第一滑槽,另一个上形成有轴孔,输出部处设置有第二滑槽或圆孔,第一滑槽和轴孔中的一个中设置有由动力源驱动往复直线运动的驱动轴,另一个中设置有位置固定的支撑轴,第二滑槽或圆孔中设置有连接执行器的从动轴,各轴平行。本方案在动力源驱动传动件时,轴可以在第一滑槽中运动,从而不会对传动件的转动产生限制,第二滑槽始终对输出轴施加向下的压力或向上的抬升力,可以减小对执行器产生冲击,减少执行器的振动,提高打击力度。
Description
技术领域
本发明涉动力工具领域,尤其是用于直线运动的驱动装置、传动装置及动力工具。
背景技术
钉枪广泛应用于建筑、装修、家具制造、广告装潢等领域;其包括气动钉枪和电钉枪,其中气动钉枪需要通过气泵来提供起源,且需要连接供气管路,这给携带和使用造成了不便。
电钉枪由于仅需接电即可使用,携带使用方便,所以越来越受到市场青睐,目前,市场上也出现的一些电磁钉枪,利用电磁线圈的动铁芯的往复运动带动杠杆转动,从而驱动撞针冲钉,该结构的电磁钉枪的打钉效率较高,例如授权公告号为CN100553889C、CN105082065B所揭示的电磁钉枪,动力源的动力通过杠杆驱动滑块实现撞针的往复直线运动。
这种结构中杠杆的第二端部1021枢轴连接连杆15,其第二端部1011插接在滑块的中空部191,所述连杆15驱动所述杠杆绕支点P转动,但是这种结构中,第二端部1021是做弧线运动,而所述连杆15只能做直线运动,因此连杆15与杠杆的第二端部的运动会产生干涉,易导致受力偏移,极大的限制了所述杠杆的转动角度,导致输出力和速度受限,甚至无法有效实现驱动。
另外,所述第二端部1011插接在中空部191时,工作时,第二端部1011会对滑块19的动作产生冲击,增加了滑块的振动,降低了输出效果。
同时,这种结构中,杠杆的反作用力会对动力源(电机)侧壁产生一定的倾斜力,造成动力源磁场不对称和寿命减少。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题,提供一种用于直线运动的驱动装置、传动装置及动力工具。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
用于直线运动的驱动装置,包括
动力源,能够产生往复直线运动;
执行器,通过传动件连接所述动力源并由所述动力源驱动往复直线运动;
传动件,包括输入部、支撑部及输出部,所述输入部与支撑部中的一个上形成有第一滑槽,另一个上形成有轴孔,所述输出部处设置有第二滑槽或圆孔,所述第一滑槽和轴孔中的一个中设置有由动力源驱动往复直线运动的驱动轴,另一个中设置有位置固定的支撑轴,所述第二滑槽或圆孔中设置有连接所述执行器的从动轴,所述驱动轴、支撑轴及从动轴平行。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置中,所述动力源为电磁力驱动的装置或机构。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置中,所述动力源的动子构件的近端设置有磁吸机构或动力源具有定位限位功能。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置中,所述驱动轴或支撑轴通过第一滚轮连接所述第一滑槽和/或所述从动轴通过第二滚轮连接所述第二滑槽。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置中,所述第一滚轮及第二滚轮是轴承、轴套、铜套中的至少一种。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置中,
所述传动件为L形,所述第一滑槽设置在输入部且为直槽,所述第二滑槽为直槽,所述驱动轴设置在所述第一滑槽中;
或所述传动件为S形,所述第一滑槽设置在支撑部且为曲线槽,所述第二滑槽为曲线槽所述驱动轴设在所述轴孔中;
或所述传动件为直杆,所述第一滑槽和第二滑槽是直槽或曲线槽中的至少一种。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置还包括力平衡机构,所述力平衡机构包括平衡器,所述平衡器上形成有与所述第一滑槽一致且对称的第三滑槽,
所述第三滑槽中可移动地设置所述驱动轴或与所述驱动轴同心的轴,所述平衡器还连接一转轴且可绕所述转轴转动,所述转轴与支撑轴对称设置于所述动力源的动力输出部的侧边;
或所述第三滑槽中设置所述支撑轴或与支撑轴同心的轴,所述平衡器的一端还连接所述驱动轴或与驱动轴共轴的轴。
优选的,所述的用于直线运动的驱动装置中,所述执行器沿导轨直线运动,所述执行器通过一组位于所述导轨两侧的滚轮与所述导轨滚动连接。
传动装置,包括传动件,所述传动件包括输入部、支撑部及输出部,所述输入部与支撑部中的一个上形成有第一滑槽,另一个上形成有轴孔,所述输出部处设置有第二滑槽或圆孔,所述第一滑槽和轴孔中的一个中设置有可沿直线方向运动的驱动轴,另一个中设置有位置固定的支撑轴,所述第二滑槽或圆孔中设置有从动轴,所述从动轴设置在一可沿直线运动的物体上,所述驱动轴、支撑轴及从动轴平行。
动力工具,包括上述任一所述的装置。
本发明技术方案的优点主要体现在:
本方案通过在传动件上形成第一滑槽和第二滑槽,因此在动力源驱动所述传动件时,轴可以在第一滑槽中运动,从而不会对所述传动件的转动产生限制,保证了传动的可靠性,另外,第二滑槽始终对输出轴施加向下的压力或向上的抬升力,从而可以减小对执行器产生冲击,减小了执行器的振动,提高了打击力度。
本方案的动力源采用直线电机且直接连接传动件,省去了连杆的结构,有利于减小整机尺寸链,同时,直线电机的动子构件的强度相对连杆更强,能够保证动力输出的稳定性及整体结构的可靠性。
本方案的直线电机通过设置位置对应的定子配合件和动子配合件,并在它们的结合面上开设凹槽,可以有效地减少它们之间的接触面积,减小摩擦。
本方案在定子配合件上的凹槽内设置有润滑介质,可以进一步对它们的接触面进行润滑,降低它们接触面之间的磨损。
本方案设置磁吸机构,能够在定子构件缩回时进行限定和缓冲,同时,相对现有技术中的弹簧,可以减少驱动时的阻力,提升了动力源的输出力,同时磁铁的磁极与动子构件上的磁铁的磁极相同,从而可以有效地对定子构件的缩回动作进行缓冲,并且在动力源输出动力时,磁铁可以对动子构件施加一定的推力,从而有效地提高输出动力。
传动结构根据不同的需要可以采用不同的结构,可选择性强,应用方式灵活性。
本方案进一步设置了力平衡机构,可以与传动件形成对称力,从而保证动力源受力平衡,有利于减小动力源的振动,延长使用寿命。
本方案的执行器与导轨优先选用滚动轴承滚动连接,且滚动轴承上形成有导向槽,可以有效地对执行器进行导向定位,同时避免执行器与导轨出现自锁卡死的问题,解决了滑动接触速度低的缺陷,极大的提高了输出速度,保证了动力输出的充分性和有效性。
附图说明
图1是本发明的用于直线运动的驱动装置的第一实施例的示意图;
图2是本发明的动力源的主剖视图;
图3是本发明的动力源的定子配合件与动子配合件上的凹槽位置针对的端剖视图;
图4是本发明的动力源的定子配合件与动子配合件上的凹槽错位的端剖视图;
图5是本发明的用于直线运动的驱动装置具有力平衡机构及磁吸机构的示意图;
图6是本发明的用于直线驱动的驱动装置的输出部采用圆孔的结构示意图;
图7是本发明的用于直线驱动的驱动装置的输出部采用圆孔的结构局部示意图;
图8是本发明的用于直线运动的驱动装置的第二实施例的示意图;
图9是本发明的执行器的运动结构的第一实施例的示意图;
图10是本发明的执行器的运动结构的第二实施例的示意图;
图11是本发明的电钉枪的剖视图。
具体实施方式
本发明的目的、优点和特点,将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例,凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。
在方案的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且,在方案的描述中,以操作人员为参照,靠近操作者的方向为近端,远离操作者的方向为远端。
下面结合附图对本发明揭示的用于直线运动的驱动装置进行阐述,其可以用于各种具有往复直线运动的动力工具,例如电钉枪、电镐、往复锯等,如附图1所示,所述用于直线运动的驱动装置包括动力源100,其能够产生往复直线运动;所述动力源100可以是各种能够产生直线运动的装置或结构,例如其可以是尺寸足够小且动力足够大的气缸、液压缸或电动推杆等,或者所述动力源100可以是旋转电机及能够将旋转电机的旋转运动切换为直线移动的传动机构的结合。
优选的实施例中,所述动力源100为直线电机,所述直线电机可以是现有的各种可行的结构,如附图2所示,所述直线电机通常包括支撑架110、定子构件120及动子构件130,所述动子构件130在电磁推力的作用下沿支撑架110往复直线运动,它的具体结构可以参照申请号为202010278382.X所揭示的结构。
更优的实施例中,为了减小动力源100的尺寸链及减小动子与支撑架110的第一端头111和第二端头112的接触面积,在上述现有专利的基础上,做如下改进:
如附图2所示,在所述第一端头111和第二端头112内分别设置有一动子配合件140,两个所述动子配合件140共轴,在所述动子构件130的外壁套设有分别与一动子配合件140接触的定子配合件150,所述动子配合件140套设在所述定子配合件150的外周,两者之间可相对运动。
所述动子配合件140可以是各种非导磁材料制成,优选为石墨铜套,并且,如附图3、附图4所示,在所述石墨铜套的中心孔的孔壁上形成有一组凹槽141,所述凹槽的数量根据需要选择,优选在4-8个,更优选是6或8个,所述凹槽的形状可以根据需要进行设计,例如所述凹槽为环槽,或者所述凹槽为直槽或波状槽或弧形槽等。优选多个所述凹槽141为直槽且每个所述凹槽延伸方向与所述动子配合件140的轴线的延伸方向平行,它们均分所述动子配合件140的中心孔的圆周,所述凹槽的宽度在相邻凹槽的间距的1/3-2/3之间,每个所述凹槽141的宽度为相邻的凹槽141的间距的一半左右,所述凹槽的深度根据石墨铜套的厚度和需要设计。
更进一步,所述凹槽141为通槽,即所述凹槽141的两端延伸到所述动子配合件140的两端端面处,这样不仅有效地减小了动子配合件140与定子配合件150之间的接触面积,同时可以有效地实现通风散热。通槽的结构也更容易加工,有利于降低加工难度。
同时,所述定子配合件150优选为导磁体,优选为军工纯铁DT4,这样既可以用来导磁,也可以用来与动子配合件140配合,从而可以减小动子构件130的长度。同时,如附图3、附图4所示,在所述定子配合件150的中心孔的孔壁上同样可以开设有凹槽151,所述凹槽151的数量及位置可以与所述动子配合件140上的凹槽141一一对应。当然,在另外的实施例中,所述动子配合件141上的凹槽141与定子配合件150上的凹槽151也可以错位设置,这样的结构中,可以进一步减小它们之间的接触面积。所述凹槽151的宽度在相邻凹槽151的间距的1/3-2/3之间,更优选在一半左右。
所述定子配合件150上的凹槽151也可以是通槽,更优的方式中,如附图2所示,所述槽的两端为封闭的,这样,可以在所述凹槽151内设置润滑油脂160,所述润滑油脂的体积在所述凹槽的体积的3/10-1/2之间,所述润滑油脂的体积在所述凹槽151的体积的1/3左右。为了,保证所述润滑油脂160不泄漏,所述定子配合件150的长度小于所述动子配合件140,并且,所述凹槽151的长度满足所述定子配合件150在所述动子配合件140中运动时,所述凹槽151的两端不会露出到所述动子配合件140的两端外。
在工作时,所述润滑油脂160能够散发出油气,有利于在配合面润滑,同时惯性力促使油脂向两端滑动时候由于两端不贯通,油脂不会泄露掉。所述润滑油脂根据实际运行温度和速度进行选择。本方案优选IP2。当然,所述润滑油脂160也可以是其他润滑介质,例如可以是石墨粉等。
另外,在实际工作时,为了对所述动力源100的动子构件130进行限位及缓冲,如附图5所示,在所述动子构件130的近端(背向所述执行器的一端)还设置有缓冲器170,所述缓冲器170可以是已知的各种具有形变能力的物质,例如是橡胶垫、海绵垫、软质塑料垫、硅胶垫、弹簧等。
同时,如附图5所示,在所述动子构件130的近端(背向所述执行器的一端)还设有磁吸机构500,所述磁吸机构500包括磁体510及可被所述磁体510磁吸的物体,所述磁体例如磁铁或电磁铁等,所述物体可以导磁体或磁铁。优选,所述磁体510设置在所述缓冲器170的左侧,所述动子构件130朝向所述磁铁510的一端(近端)包括导磁体(定子配合件)或设置有导磁体,从而能够被所述磁铁510的磁力吸附,当动子构件130在电磁力作用下工作时(即有效做功),动子构件130向往远离所述磁体510的方向运动,这个时候磁体510对动子构件130上的导磁体的吸力由于距离变大,越来越小,从而比使用弹簧对动力机的阻力小很多。当然,所述磁体也可以设置在所述定子构件上或是设置在支撑架110上。
进一步,所述磁体510面向动子磁铁131的磁极与靠近所述磁体的动子磁铁131的面向磁体510的磁极的相同,这样同极相斥,所述磁体510的磁场通过导磁体传导到动子磁铁131的附近,相斥力的存在达到帮助动子构件130增加动力的效果。另外,由于动子构件130的导磁体与磁体510比较近,磁体510对导磁体的吸力大于其对最近的动子磁铁131的排斥力,所以同样有复位限位效果。同时能保证吸力不是很大,减少冲击力。
当然,在其他实施例中,也可以使所述动力源具有定位限位功能,例如当动力源采用永磁无刷电机、伺服电机、同步磁阻电机等时,它们都具有定位限位功能,通过程序或者传感器实现,优选实施例为永磁无刷电机。
如附图1所示,所述动力源100的动子构件130的往复直线运动能够驱动执行器200往复直线运动,并且,所述执行器200的往复直线运动方向与所述动子构件130的往复直线运动方向垂直或近似垂直,优选在80-100°之间。
此时,所述动力源100需要通过一定的传动结构来实现驱动力方向的改变,即,如附图1所示,所述动力源100与所述执行器200通过一传动装置300连接,所述传动装置300能够将所述动力源100的水平运动切换为所述执行器200的竖向运动。
如附图1所示,所述传动装置300包括传动件310,所述传动件310包括一体成型的输入部311、支撑部312及输出部313,所述输入部311与支撑部312中的一个上形成有第一滑槽314,另一个上形成有轴孔315,所述输出部313处设置有第二滑槽316或圆孔317,所述第一滑槽314和轴孔315中的一个中设置有固定在动力源100上驱动轴320驱动轴320,另一个中设置有位置固定的支撑轴330,所述第二滑槽316或圆孔中设置有连接所述执行器200的从动轴340,所述驱动轴320、支撑轴330及从动轴340的轴线平行。
在一种优选的实施例中,如附图1所示,所述传动件310整体呈现为L形或V形等,具体来看,所述输入部311及输出部313的长度方向的夹角在40°-120°之间,优选在75°-105°之间,更优选在85-100°之间,所述第一滑槽314设置在输入部311且为直槽,其长度方向与所述第一滑槽314的长度方向一致。所述支撑部312凸设在所述输出部311及输出部313的衔接位置处,所述轴孔315位于所述支撑部312处。所述输出部313的长度大于所述输出部313的长度,所述第二滑槽316的长度大于所述第一滑槽314的长度,并且所述第二滑槽316同样为直槽,其长度方向与所述输出部313的长度方向一致,从而第一滑槽314的长度方向和第二滑槽316的长度方向的夹角在75°-105°之间,优选它们的长度方向处于垂直或近似垂直的状态。
所述驱动轴320穿设在所述第一滑槽314中,所述支撑轴330穿设在所述轴孔315中,因此在工作时,所述动力源100驱动所述传动件绕所述支撑轴330正反转,从而所述第二滑槽316的侧壁对所述从动轴340施加下压力或上拉力,以使所述执行器200上下往复运动。这种结构可以使传动件转动最小角度,达到最大输出力效果,比如本方案里的输入端相对支撑部的转动角度为正负25度,能保证百分之九十到九十九的力传动到执行器,且动力源的直线距离最小。
当然,在其他实施例中,所述第一滑槽314也可以设置在所述支撑部312处,所述轴孔315设置在输出部313处,不过此时,所述传动件的体积需要做的更大。
另外,在上述L形或V形的传动件310的实施例中,如附图6、附图7所示,所述输出部313处的第二滑槽316也可以由一圆孔317来代替,此时,所述圆孔317中设置的从动轴340可沿所述执行器200上的一滑槽240往复运动。
在另一可行的实施例中,所述传动件也可以是直杆(图中未示出),所述直杆以类似于公告号为CN100553889C所示的结构进行传动,所述直杆上形成的所述第一滑槽和第二滑槽可以是斜向的直槽或曲形槽中的至少一种,例如,当所述支撑轴设置在支撑部(传动件的下端)的轴孔处,所述第一滑槽位于轴孔和第二滑槽之间,所述驱动轴设置在所述第一滑槽中时,所述第一滑槽可以是一与所述传动件的转动弧度一致的弧形槽,也可以是一斜向设置的直槽,所述第二滑槽优选是一直槽。
在又一可行的实施例中,如附图8所示,可以通过运动仿真进行优化,特别是输出力要求不高的情况下,使所述传动件310设计为S形,所述输入部311的尾端与支撑部312的头端衔接,它们呈现为一凹口朝上的凹形,所述支撑部的尾端与输出部313的头端衔接,它们呈现为凹口向下的凹形,从而传动件整体近似为S形。所述第一滑槽314设置在所述支撑部312且具有弧度,其斜向右上。所述轴孔315设置在所述输入部311,所述第二滑槽316具有弧度且弧长大于所述第一滑槽314,并且所述第一滑槽314的顶点切线X与第二滑槽316的顶点切线Y的夹角在75°-115°之间,优选在85°-100°之前,更优选在90°左右,此时,所述传动件可以做到尺寸最小。
并且所述轴孔315处垂直插设所述驱动轴320,所述第一滑槽314中垂直插设所述支撑轴330,工作时,所述动力源驱动所述驱动轴320带动所述传动件的输入部311直线运动,所述传动件310绕所支撑轴330转动,此时,所述支撑轴330在所述第一滑槽314中位置由于传动件310的转动由一端向另一端运动,所述传动件310的转动使所述第二滑槽316的侧壁对所述从动轴340施加下压力或上拉力,以使所述执行器200上下往复运动。
如附图1、附图8所示,进一步所述驱动轴320或支撑轴330通过第一滚轮350连接所述第一滑槽314和/或所述从动轴340通过第二滚轮360连接所述第二滑槽316或圆孔。滑槽与滚轮配合,形成高副运动,可以保证所述传动件310工作时转动的平顺性。所述第一滚轮、第二滚轮是轴承、轴套、铜套中的至少一种。
所述传动件310在接收动力源100的驱动力时会给予动力源一个反作用力,此时,由于支撑轴330位于所述动子构件的下方,此时动子构件所受的反作用力会出现不平衡,易造成动力源100的振动及动子构件对支撑架施加一定的倾斜压力,增加了它们之间的磨损和降低了它们之间相对运动的平顺性。因此,如附图5所示,我们还设置平衡力机构400,所述平衡力机构400根据第一滑槽314及支撑轴等的安装位置来设计。
如附图1、附图5所示,当所述第一滑槽314设置在所述输出部311,所述驱动轴320设置在所述第一滑槽314中,所述平衡力机构400包括平衡器410,所述平衡器410的上设置有第三滑槽(图中未示出),所述第三滑槽与所述第一滑槽对称设置在所述动子构件130的上下两侧。所述第三滑槽中插设所述驱动轴320或与所述驱动轴320共轴的销轴。所述平衡器410的还连接在一转轴420上且可绕所述转轴420转动,例如所述转轴420固定,所述平衡器410与所述转轴420固定连接,或所述转轴420可自转地设置在某一固定位置,所述转轴420与所述平衡器固定连接,所述转轴420与支撑轴330平行且对称设置于所述动力源100的动力输出部(动子构件的动力输出端)的两侧,即上下两侧。从而可以形成对称力,尽可能保证了动力源的受力平衡,减少动力源的振动,延长寿命。
在另一实施例中,如附图8所示,所述第一滑槽314设置在支撑部312且为弧形时,所述支撑轴330设置在第一滑槽314内,所述平衡器(图中未示出)包括与所述第一滑槽314位置对应且对称设置的第三滑槽(图中未示出),所述第三滑槽中可移动地设置所述支撑轴或与支撑轴同心的轴,所述平衡器410的一端还枢轴连接所述驱动轴320或与驱动轴320共轴的轴上,从而可以对动力源100形成平衡力。
所述平衡器410的数量可以是一个,也可以是两个,根据传动件310的数量决定,当所述传动件310为一个时,所述传动件310的输出连接在所述动子构件130的输出端的中间位置,所述平衡器410对称设置在所述传动件310的左右两侧。当传动件310为两个时,所述平衡器410为一个且设置在两个传动件310的中间位置。
进一步,与所述第三滑槽连接的轴上设置有第三滚轮(图中未示出),所述第三滚轮与第一滚轮和第二滚轮一样,此处不做赘述,轴和滚轮同样可以采用滑杆与滑套配合的结构。
所述传动件310及平衡器410的受力传动部位具有耐磨、光滑效果,其材质为金属或者炭纤维,成本允许优选炭纤维,同时尽可能防锈。
如附图1、附图5所示,所述执行器200可以沿导轨600直线运动,且其与所述导轨600滑动连接或滚动连接。另外,为了避免执行器200在运动至其行程的两端时与其他物体硬接触造成冲击损坏,如附图9、附图10所示,在所述执行器200的行程的至少一端设置有缓冲件700,优选所述执行器200的两端都设置所述缓冲件700,所述缓冲件700可以是弹簧、软质材料制成的垫等,可以有效缓冲执行器200上下时的冲击。
如附图9、附图10所示,所述执行器200与所述缓冲件700对应的部分为平面210,所述平面210可以是所述执行器200自身的结构,也可以在所述执行器200的上方和下方分别设置刚性材质的板件,例如铝合金制作的板件,这样保证平面的冲击强度,提高寿命。当然,也可以在执行器200的上、下方分别设置缓冲件。
为了避免自锁问题,所述执行器200与所述导轨600点接触和/或线接触和/或面接触;在一种可行的方式中,如附图9、附图10所示,所述执行器200可以是各种可行的结构,优选的所述执行器200包括主体220,所示主体220的外轮廓形状可以根据需要进行设计,其上具有供所述导轨600穿过的通孔,并且,所述主体220可以通过位于所述通孔中的直线轴承与所述导轨600滚动连接,此时,所述执行器200通过滚动轴承的钢球与导轨600点连接,但是由于直线轴承的尺寸往往较大,不利于小型化。
在其他实施例中,所述主体220可以是一实心块体,所述主体220的通孔的形状与所述导轨600的截面形状匹配,例如,所述导轨600为圆柱,通孔为圆孔;导轨600为长方体柱,通孔为方孔,此时,可以在所述主体220的通孔的孔壁上开设一组槽,所述槽呈环形分布,在所述槽中设置钢球(图中未示出),所述钢球具有突出到所述槽外的部分,钢球突出到槽外的部分与所述导轨600抵靠,所述钢球与导轨600点连接。
在另外的实施例中,如附图9、附图10所示,在所述主体220内形成有腔体221,在所述主体220上形成有位于所述导轨600两侧的轴230,所述轴230的延伸方向与所述导轨600的延伸方向垂直,每个所述轴230可以固定在所述主体220上,也可以可自转地设置在所述主体220上,每个所述轴230上可转动地或固定设置有滚动件,所述滚动件可以是一辊筒,此时,所述滚动件与所述导轨600点接触或线接触。
例如,当所述导轨600为一圆柱时,所述导轨600与滚动件点接触;当所述导轨600为一方形轨时,所述导轨600与滚动件线接触。进一步优选的,当所述导轨600为圆柱形时,在所述滚动件的圆周面上形成有与所述导轨600的曲率相匹配的环槽,所述导轨600的部分嵌入到所述环槽内,此时,所述滚动件与所述导轨600面接触。当然,所述轴230也可以是滑杆,所述滚动件是与滑杆匹配的滑套。
优选的,如附图9、附图10所示,所述滚动件为滚动轴承800,并且,进一步,所述滚动轴承800可以是两个,也可以是更多个。当所述滚动轴承800为两个时,它们对称分布在所述导轨600的两侧,并且它们的轴线方向可以与所述动力源100的动力输出部(动子构件)的运动方向平行或垂直,优选两个滚动轴承800的轴线与所述动力输出部的运动方向平行,同时,所述传动件310与执行器连接的孔的轴线与所述滚动轴承的轴线垂直,此时,所述传动件310与所述滚动轴承800所在的轴230不连接,且所述传动件310与所述执行器200连接的从动轴位于所述滚动轴承800的左侧,即更靠近所述动力源100。
如附图9、附图10所示,当所述滚动轴承800为3个或4个时,所述滚动轴承800呈三角形或四边形分布于所述导轨600的两侧,更佳的实施例方式中,所述滚动轴承800呈等腰三角形或等边三角形分布,或者它们呈矩形、正方形分布。此时,多个所述滚动轴承800的轴线与所述动力输出部的轴线垂直,两个所述传动件310的一端与一所述滚动轴承800所在的轴连接。
并且,在所述滚动轴承800中的至少一个为U形槽滚动轴承,其外圆周面的导向环槽与所述导轨600的外壁贴合,从而可以有效地通过面接触进行导向。更优选的,全部所述滚动轴承800均为U形槽滚动轴承,所述U形槽滚动轴承具体是U624球轴承、U625球轴承、SG10球轴承或SG15球轴承等类似轴承。
所述导轨600优选为刚性好的耐磨件,例如钢材导柱,其表面光洁无阻力,或者在导轨600的表面还可以镀耐磨材料,例如DLC涂层等。并且,如附图9-附图10所示,所述导轨600固定在一支架900上,所述支架900优选铝合金或者炭纤维材料,保证强度和刚性。所述支架900与所述动力源100刚性连接,所述缓冲件700固定在所述导轨600与支架900的连接点处,并且所述支架900具有与所述动力源100的壳体连接的部分。
上述用于直线运动的驱动装置,其可以应用于各种需要驱动工作部进行直线往复运动的动力工具上,例如,所述动力工具可以是钉枪、铆钉枪、拉铆枪、冲击枪、自动打气筒、自动高压水枪、电镐等。
下面以钉枪为例进行说明,如附图11所示,所述钉枪包括壳体1000、钉夹2000、控制单元3000、扳机4000、撞针5000等。
所述壳体1000可以是已知的各种材料制成的可行形状,例如其主要采用塑料材质,并且通常为左右两个构件组成。如附图11所示,其包括手柄部1010、头部1020及钉夹安装部1030,它们整体呈现为D形或方形的构造,当然也可以是其他可行的构造。所述手柄部1010用于使用时人手握持,所述手柄部1010处设置有所述扳机4000,所述扳机4000用于产生触发所述动力源100的信号,优选的,所述扳机4000位于所述手柄部1010及头部1020的衔接位置且所述扳机4000连接所述控制单元3000。
所述手柄部1010内的空间可以用来设置动力源100,也可以用来设置控制单元3000,当手柄部1010处设置控制单元3000时,钉夹安装部1030设置动力源100。当手柄部1010处设置动力源100时,所述钉夹安装部1030的内部空间可以用来设置控制单元3000。
当所述动力源100设置在所述钉夹安装部1030处时,所述动力源100位于所述导轨的下端。反之,如附图11所示,当所述手柄部1010内设置所述动力源100时,所述动力源100位于所述导轨600的上端,所述执行器200在所述头部1020内部的空间运动,所述支架900固定在所述头部1020的内部空间中,且所述支架900的左侧直接与动力源100固定,其下端直接或间接与所述钉夹2000连接。
如附图11所示,所述执行器200的主体220连接撞针5000,优选所述撞针5000设置在所述主体220背向动力源100的端面处的撞针安装部,所述撞针安装部处有一限位槽,所述撞针5000通过穿过其且嵌入到所述限位槽中的螺钉固定在所述主体220上。
如附图11所示,所述撞针5000可伸入到所述钉夹2000前端的轨道中,所述钉夹2000固定在所述头部1020和钉夹安装部1030的下端,其与所述轨道600垂直。
工作时,所述动力源100的动子构件130的直线运动通过传动件310放大行程和速度并传递给执行器200,所述执行器200带动撞针在预定的轨道里高速运动撞击钉夹里的钉,从而推动钉高速进入介质,实现打钉过程。
在将上述驱动结构应用于手持工具时,驱动结构的重量应尽量小,对应的,所述执行器200的主体220为轻质铝合金、碳纤维及塑料等轻质材料制作,保证轻和强度及刚性。考虑到绝缘安全,所述主体220优选塑料材质,撞针与杆件之间形成绝对绝缘。所述执行器的上下端平面,单独用铝合金制作与主体可靠连接。这样保证平面的冲击强度,提高寿命。
本发明尚有多种实施方式,凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于直线运动的驱动装置,其特征在于:包括
动力源,能够产生往复直线运动;
执行器,通过传动件连接所述动力源并由所述动力源驱动往复直线运动;
传动件,包括输入部、支撑部及输出部,所述输入部与支撑部中的一个上形成有第一滑槽,另一个上形成有轴孔,所述输出部处设置有第二滑槽或圆孔,所述第一滑槽和轴孔中的一个中设置有由动力源驱动往复直线运动的驱动轴,另一个中设置有位置固定的支撑轴,所述第二滑槽或圆孔中设置有连接所述执行器的从动轴,所述驱动轴、支撑轴及从动轴平行。
2.根据权利要求1所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:所述动力源为电磁力驱动的装置或机构。
3.根据权利要求1所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:所述动力源的动子构件的近端设置有磁吸机构或动力源具有定位限位功能。
4.根据权利要求1所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:所述驱动轴或支撑轴通过第一滚轮连接所述第一滑槽和/或所述从动轴通过第二滚轮连接所述第二滑槽。
5.根据权利要求4所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:所述第一滚轮及第二滚轮是轴承、轴套、铜套中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:
所述传动件为L形或直杆,所述第一滑槽设置在输入部且为直槽,所述第二滑槽为直槽,所述驱动轴设置在所述第一滑槽中;
或所述传动件为S形,所述第一滑槽设置在支撑部且为曲线槽,所述第二滑槽为曲线槽,所述驱动轴设在所述轴孔中;
或所述传动件为直杆,所述第一滑槽和第二滑槽是直槽或曲线槽中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:还包括力平衡机构,所述力平衡机构包括平衡器,所述平衡器上形成有与所述第一滑槽一致且对称的第三滑槽,
所述第三滑槽中可移动地设置所述驱动轴或与所述驱动轴同心的轴,所述平衡器还连接一转轴且可绕所述转轴转动,所述转轴与支撑轴对称设置于所述动力源的动力输出部的侧边;
或所述第三滑槽中设置所述支撑轴或与支撑轴同心的轴,所述平衡器的一端还连接所述驱动轴或与驱动轴共轴的轴。
8.根据权利要求1-6任一所述的用于直线运动的驱动装置,其特征在于:所述执行器沿导轨直线运动,所述执行器通过一组位于所述导轨两侧的滚轮与所述导轨滚动连接。
9.传动装置,其特征在于:包括传动件,所述传动件包括输入部、支撑部及输出部,所述输入部与支撑部中的一个上形成有第一滑槽,另一个上形成有轴孔,所述输出部处设置有第二滑槽或圆孔,所述第一滑槽和轴孔中的一个中设置有可沿直线方向运动的驱动轴,另一个中设置有位置固定的支撑轴,所述第二滑槽或圆孔中设置有从动轴,所述从动轴设置在一可沿直线运动的物体上,所述驱动轴、支撑轴及从动轴平行。
10.动力工具,包括权利要求1-9任一所述的装置。
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