CN114750112B - 一种双气缸打钉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双气缸打钉方法，包括：A：按压针管组件直至达到预设条件；B：通过击针带动主活塞从主气缸的前端向后端运动，同时副活塞从副气缸的后端向前端运动，使主气缸内的高压气体进入副气缸，当击针运动至设定位置时，击针进入限位状态；C：副活塞从副气缸的前端向后端运动，使副气缸内的高压气体进入主气缸，直至主气缸内高压气体的压力达到设定值；D：击针解除限位，在主气缸内高压气体的驱动作用下，主活塞从主气缸的后端向前端高速运动，带动击针瞬时将预设在针管组件内的射钉打出。该方法可根据需要自动调节打钉威力，并能在缸内气体发生微泄露时自动补偿微泄露量，以保证较佳的打钉威力；同时还简化了产品结构和降低了体积。

Description

一种双气缸打钉方法

技术领域

本发明属于射钉技术领域，具体涉及一种双气缸打钉方法。

背景技术

打钉器是一种利用空包弹、燃气或压缩空气作为动力将射钉打入建筑体的紧固工具。与传统的预埋固定、打洞浇注、螺栓联接、焊接等方法相比，打钉器具有许多优越性，比如：便于现场和高空作业、操作快速、工期短，能大大减轻工人劳动强度，作用可靠和安全，节约资金，降低施工成本，甚至还能解决一些过去难于解决的施工难题。

双气缸电动打钉器是目前常用的一种射钉紧固技术，由于其能够有效而稳定地实现射钉的紧固，因而越来越被广泛地使用在建筑行业或其他需要紧固的行业中。而现阶段，涉及双气缸电动打钉器技术也非常多，具有代表性的技术有：

如公开号为CN205685265U的文献就公开了一种气动紧固件驱动器，该驱动器包括位于壳体中且工作腔连通的第一缸体和第二缸体，所述第一缸体的打钉活塞外伸端固连有撞针，所述撞针的击打端延伸至壳体一侧钉匣的前端；所述壳体远离钉匣的一端延伸出握持柄，所述第一缸体后端和打钉活塞分别固定磁性件和磁吸件；所述第二缸体位于第一缸体与握持柄之间，且内部装有往复运动机构带动的压气活塞。该驱动器由于两缸相互独立，因此气动动力性改善，即使以较高速度连续打钉，也不会空击。但该技术在实际应用中仍然存在如下技术问题：

首先，该技术在进行气体压缩蓄能时采用的是曲柄摇杆结构，但该种结构存在着难以实现较高压力的气体的有效压缩，因而导致其打钉威力较小。而要提高打钉威力，就必须增大磁性件的体积，但这又会导致设备的重量和体积增大。

其次，该技术还可通过旋拧螺旋机构带动可调位阀塞改变另外设置的小缸的气室容腔大小以达到调节打钉威力的目的，但由于小缸自身容积小，其同样存在着威力可调范围较小的问题。

最后，当气缸内的气体发生微泄露后，其不能实现气体的自动补偿，将导致打钉威力下降。

因此，有必要在现有双气缸电动打钉器的基础上作出进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述技术问题，提出了一种双气缸打钉方法，该方法可根据需要自动调节打钉威力，并能够在缸内气体发生微泄露时自动补偿微泄露量，以保证较佳的打钉威力；同时，采用该方法还可简化产品的结构和降低产品的体积。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双气缸打钉方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A：启动准备

按压针管组件直至达到预设条件；

步骤B：击针就位

通过击针带动主活塞从主气缸的前端向后端运动，同时副活塞从副气缸的后端向前端运动，使主气缸内的高压气体进入副气缸，当击针运动至设定位置时，击针进入限位状态；

步骤C：加压蓄能

副活塞从副气缸的前端向后端运动，使副气缸内的高压气体进入主气缸，直至主气缸内高压气体的压力达到设定值；

步骤D：打钉击发

击针解除限位，在主气缸内高压气体的驱动作用下，主活塞从主气缸的后端向前端运动，带动击针将预设在针管组件内的射钉打出。

进一步的，所述的双气缸打钉方法具体包括以下步骤：

步骤A：启动准备

按压针管组件，利用传感器检测针管组件中针管的位移/压力，直至传感器检测到针管的位移/压力达到设定阈值；

步骤B：击针就位

通过控制驱动机构正转驱动击针带动主活塞从主气缸的前端向后端运动，同时由正转的驱动机构通过直线运动机构带动副活塞从副气缸的后端向前端运动，使主气缸内的高压气体进入副气缸，当击针运动至设定位置时，通过限位释放机构使击针进入限位状态；

步骤C：加压蓄能

控制驱动机构反转，由反转的驱动机构控制直线运动机构动作，使副活塞从副气缸的前端向后端运动，直至主气缸内高压气体的压力达到设定值；

步骤D：打钉击发

通过限位释放机构解除限位释放击针，在主气缸内高压气体的驱动作用下，主活塞从主气缸的后端向前端运动，带动击针将预设在针管组件内的射钉打出。

所述的双气缸打钉方法中，通过调节副活塞的行程可控制主气缸内的压力值以及补偿主气缸和/或副气缸的微泄露量。

所述主气缸固定在副气缸的正上方，且主气缸与副气缸通过固定在后端的气道垫板连通。

所述针管组件通过连接件与主气缸固定连接，击针的一端活动设置在针管组件内，另一端伸入主气缸内与主活塞连接，击针的中部两侧分别均匀设有多个次摆线齿形的拨动齿，驱动机构通过拨动齿驱动击针，限位释放机构通过拨动齿限位或释放击针。

所述驱动机构包括电机、第一减速器、第二减速器、单向离合器、传动轴、拨动组件和锥齿轮，其中，电机、第一减速器、第二减速器、单向离合器、传动轴和拨动组件依次连接，拨动组件设置在击针的一侧用于通过拨动齿控制击针的动作，锥齿轮设置在第一减速器与第二减速器之间用于控制直线运动机构的动作。

所述拨动组件包括上转动轮、下转动轮、中心轴和多根拨动柱，中心轴固定在传动轴上，上转动轮和下转动轮分别固定在中心轴的两端，多根拨动柱以弧形排布的方式均匀固定在上转动轮与下转动轮之间的一侧；上转动轮和下转动轮分别位于击针的上方和下方，拨动组件通过拨动柱驱动击针。

所述拨动柱呈弧形固定后的弧形长度大于或等于上转动轮与下转动轮之间另一侧的弧形长度。

所述限位释放机构包括张合式限位部和控制组件，张合式限位部活动设置在转动件上，控制组件设置在连接件的下方，控制组件通过控制张合式限位部张开或合拢实现击针的释放或限位。

所述控制组件包括连动臂、杠杆、扳机和固定在连接件下方的支撑座，支撑座包括横座体和垂直于横座体的竖座体，连动臂的一端与张合式限位部连接，另一端穿过竖座体后连接在杠杆的上端，杠杆的中上部活动连接在横座体上，杠杆的下端与扳机固定连接；扳机通过杠杆和连动臂控制张合式限位部张开或合拢。

所述张合式限位部包括两个限位头，两个限位头通过轴承对称设置在连接件上，且限位头分别位于击针的两侧；连动臂上对称铰接有用于与限位头连接的锁扣，连动臂通过锁扣控制张合式限位部张开或合拢。

所述限位头包括凹形板、限位柱、限位转轴和连接轴，限位转轴的一端固定在凹形板的一侧下部，另一端通过轴承活动安装在连接件上；限位柱固定在凹形板的另一侧用于限位或释放击针，连接轴的一端与凹形板固定连接，另一端向下穿过连接件后活动连接在锁扣内。

所述限位柱为圆柱形结构，锁扣上设有椭圆形的锁孔，限位柱的下端位于锁孔内，且限位柱可在锁孔内移动。

所述直线运动机构包括滚珠丝杆、丝杆轴承座和丝杆轴套，丝杆轴承座固定在副气缸的前端，丝杆轴套通过活塞杆与副活塞连接，滚珠丝杆的一端穿过丝杆轴承座后与驱动机构连接，另一端与丝杆轴套连接；驱动机构通过滚珠丝杆和丝杆轴套控制副活塞运动。

所述直线运动机构还包括定位组件，所述定位组件包括定位块和定位环，定位块对称固定在副气缸与丝杆轴承座之间，且沿定位块长度方向开设有定位槽；定位环固定在丝杆轴承座与副气缸之间，且定位环两侧分别设有伸入定位槽的定位凸台。

所述定位块由副气缸前端两侧的侧壁向丝杆轴承座方向直线延伸形成。

所述丝杆轴套和活塞杆上均固定有法兰盘，丝杆轴套与活塞杆通过法兰盘固定。

所述主气缸包括缸体、缸盖、减震垫座和垫圈，垫圈固定在缸盖与缸体之间，减震垫座固定在缸盖内。

所述针管组件包括针管、针管套、击针导向罩、击针导向座、底板和弹性复位件，针管通过针管套活动设置在击针导向罩的前端，击针导向罩的后端设有与连接件连接的固定板，击针导向座与固定板连接，且击针导向座的前端位于击针导向罩内，后端固定在连接件上；击针导向座内设有供击针运动的击发通道，底板通过固定板安装在击发通道的下方；弹性复位件分别以对称的方式活动设置在固定板的两侧，针管的两侧固定有对称的针管臂，针管分别通过针管臂与弹性复位件连接。

所述底板下方固定有钉夹，底板上开设有与击发通道相对应的进钉口，钉夹内的射钉可通过进钉口进入击发通道。

所述传感器分别与针管组件和驱动机构连接，传感器根据检测到的位移/压力控制驱动机构动作。

采用上述技术方案，本发明的有益技术效果是：

1、本发明所述的打钉方法包括启动准备、击针就位、加压蓄能和打钉击发四个步骤，采用该特定步骤的打钉方法，在打钉时可根据需要调节副活塞在副气缸内的位置而实现主气缸内压力的调节，进而实现打钉威力的调节。并且，当主气缸和/或副气缸内的高压气体发生微泄露时，同样可通过调节副活塞在副气缸内的位置而实现高压气体微泄露量的自动补偿，同时仍然能够保证有效的打钉威力。而本发明采用的击针就位和加压蓄能相当于将加压蓄能过程分解为了两个工序，就位过程时气缸内的压力低，传动系统承载小，蓄能时采用省力方式进行气体压缩并限位，不仅提升了打钉威力，还简化了打钉设备的结构、体积及减轻了动力负担，进而使蓄能过程更加平稳、安全。

2、本发明中击针、主活塞和副活塞的驱动由驱动机构控制，一方面，通过调节驱动机构的转速就能够灵活调整主气缸和副气缸内的压力，有利于实现打钉威力的动态调整，其调控方式简单有效，准确率高。另一方面，当气缸内的高压气体无可避免的出现泄漏时，同样可通过驱动机构调整副活塞的压缩行程来补偿高压气体的微泄漏量，不仅弥补了气压泄露导致威力不足的缺陷，还延长了气缸的补气周期。

3、本发明将主气缸设置在副气缸的正上方，其目的在于当处于打钉状态时使得高压气体绝大部分在主气缸，进而释放击针时高压气体能够快速膨胀而对击针做功，有效地提高了打钉威力。

4、本发明通过均匀设置的拨动齿实现击针的动作控制、限位及释放，有效地提高了打钉过程中的安全性。

5、本发明采用特定结构的驱动机构，能够在电机正转时同时控制击针、主活塞、直线运动机构和副活塞运动，又能够在电机反转时仅控制直线运动机构和副活塞运动，且击针运动至设定位置之后不再由驱动机构维持就位状态，而是由限位释放机构来维持限位状态。因此其不仅减少了击针移动时对电机的要求，还使得整个打钉过程对电机的动力要求较低。然后电机反转，单向离合器工作，使得电机与击针之间分离；电机通过与副气缸之间的直线运动机构向副活塞提供动力，实现缸内气体压缩。由于电机与副活塞之间的设置有直线运动机构，因而使得缸内高压气体的压缩蓄能并不费力，即使得整个打钉过程的蓄能更加简单方便。

6、本发明采用上转动轮、下转动轮、中心轴和多根拨动柱构成拨动组件，其目的是为了增大拨动齿与拨动柱之间的接触面积，进而增加拨动的平稳性，使其受力更加均匀，以保证稳定的击发效果。

7、本发明将拨动柱呈弧形固定后的弧形长度设置为大于或等于上转动轮与下转动轮之间另一侧的弧形长度，一方面其在蓄能过程中能够有效拨动击针，另一方面保证了击针在打钉击发过程中的空间需求。

8、本发明采用张合式限位部与控制组件实现击针的释放或限位，其利用了机械式释放击发装置，提高了打钉过程的安全性和可靠性。

9、本发明在控制组中利用了杠杆结构，有利于更加省力的实现击针的释放。

10、本发明采用对称结构的限位头作为张合式限位部，使得击针在限位时受力更加均匀，有效避免了偏载现象对击针的破坏性，极大地提高了限位的安全性能。

11、本发明采用特定结构的限位头，使得产品的结构更加紧凑，并提高了释放效率。

12、本发明采用了圆柱形结构的限位柱与椭圆形的锁孔配合，其一方面使得圆柱形结构的限位柱可以在椭圆形的锁孔里面小范围移动而不带动扳机和其他构件移动，另一方面则便于实现击针的自动限位以及与扳机联动实现击针的有效释放。

13、本发明采用滚珠丝杆、丝杆轴承座和丝杆轴套作为直线运动机构，能够以较小的扭矩获得较大的轴向推力，使得高压气体压缩所需动力减小。

14、本发明通过定位组件能够限制丝杠轴套的旋转自由度，使其只能沿着轴向运动，从而保证副活塞运动的稳定性更好。

15、本发明通过副气缸前端两侧的侧壁向丝杆轴承座方向直线延伸形成定位块的结构，其优点在于消除了轴向间隙，提高了轴向精度。

16、本发明通过法兰盘实现丝杆轴套与活塞杆的连接，一方面便于安装和拆卸，另一方面法兰固定强度高，刚性好，适用于高压力场合。

17、本发明中击针受压沿着打钉方向快速移动，在完成击打射钉任务后，击针仍然具有一定能量，为了避免击针将能量释放至外壳而导致外壳被破坏，采用减震垫座可吸收剩余能量，同时有利于减少振动。

18、本发明采用特定结构的针管组件，一方面有利于防尘、防卡钉，另一方面还有利于结构对称合理性布置，再一方面还有利于防止击针破坏基体。

19、本发明通过底板固定在钉夹，一方面便于实现射钉的连续击发，有利于提高打钉效率，另一方面则能够预留给射钉合理的加速行程，有利于增大射钉的末端速度。

20、本发明通过位移/压力传感器能够将位移/压力信号转换为电信号，只有使用者施加的位移/压力值达到设定阈值时驱动机构才会启动。为射钉的安全击发提供了保障，能够避免危险击发，具有安全性高、可靠性强的优点。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明的俯视结构示意图。

图4 为本发明的爆炸结构示意图。

图5 为本发明中拨动组件的立体结构示意图。

图6为本发明中限位头的立体结构示意图。

图7为本发明在不同档位时的击针速度示意图。

图8为本发明在不同档位时的打钉能量示意图。

图中标记为：1、主气缸，2、副气缸，3、直线运动机构，4、击针，5、针管组件，6、驱动机构，7、限位释放机构，8、主活塞，9、副活塞，10、连接件，11、拨动齿，12、前击发段，13、中控制段，14、后活塞固定端，15、气道垫板， 16、电机，17、第一减速器，18、第二减速器，19、传动轴，20、拨动组件，21、锥齿轮，22、上转动轮，23、下转动轮，24、中心轴，25、拨动柱，26、连动臂，27、杠杆，28、扳机，29、支撑座，30、锁扣，31、限位头，32、凹形板，33、限位柱，34、限位转轴，35、连接轴，36、滚珠丝杆，37、丝杆轴承座，38、丝杆轴套，39、定位块，40、定位环，41、定位槽，42、定位凸台，43、缸体，44、缸盖，45、减震垫座，46、垫圈，47、针管，48、针管套，49、击针导向罩，50、击针导向座，51、底板，52、弹性复位件，53、针管臂，54、钉夹，55、传感器，56、固定板。

具体实施方式

实施例1

本发明公开了一种双气缸打钉方法，如图1所示，其包括以下步骤：

步骤A：启动准备

按压针管组件直至达到预设条件，该预设条件主要为按压压力或针管组件中针管的移动位移，其具体值可根据实际需求相应设置。

步骤B：击针就位

先控制击针向主气缸后端运动，再通过击针带动主活塞从主气缸的前端向后端运动，同时副活塞从副气缸的后端向前端运动，使主气缸内的高压气体进入副气缸，当击针运动至设定的限位位置时，击针进入限位状态。

步骤C：加压蓄能

副活塞从副气缸的前端向后端运动，使副气缸内的高压气体进入主气缸，直至主气缸内高压气体的压力达到设定值。

步骤D：打钉击发

击针解除限位，在主气缸内高压气体的驱动作用下，主活塞从主气缸的后端向前端运动，带动击针将预设在针管组件内的射钉打出。

需要说明的是，本实施例通过调节副活塞在副气缸内的行程就能够对主气缸内压力进行调节，进而实现打钉威力的调节。而当主气缸和/或副气缸内的高压气体发生微泄露时，同样可通过调节副活塞在副气缸内的行程而实现高压气体微泄露量的自动补偿，以保证有效的打钉威力。

实施例2

本发明公开了一种双气缸打钉方法，如图1-4所示，该方法包括主气缸1、副气缸2、直线运动机构3、传感器55、击针4、针管组件5、驱动机构6和限位释放机构7。其中，

主气缸1包括缸体43、缸盖44、减震垫座45和垫圈46，缸盖44通过螺栓密封固定在缸体43上，垫圈46的四周设有螺栓孔，垫圈46通过螺栓和螺栓孔固定在缸盖44与缸体43之间，减震垫座45固定在缸盖44内用于减少打针枪使用过程中震动。其中，缸盖44具有一定的内部空间，为提高减震效果，优选减震垫座45的大小与形状与缸盖44的内部空间相适配，即使缸盖44的内部空间完全被减震垫座45填充。

主气缸1固定在副气缸2的正上方，且主气缸1与副气缸2通过固定在后端的气道垫板15连通。气道垫板15内部设有密封通道，气道垫板15的数量可为一块或两块，可通过螺栓固定在主气缸1的后端和副气缸2的后端，从而使主气缸1的内腔与副气缸2的内腔相通。通过控制主活塞8和副活塞9分别在主气缸1的位置和副气缸2内的位置即能够控制主气缸1和副气缸2内的高压气体流动。当然，使用气道垫板15一方面既有利于使主气缸1的内腔与副气缸2的内腔相通，又能够提高主气缸1与副气缸2之间连接的稳固性，但本实施例并不局限于使用气道垫板15，还可根据需要直接使用其它如管道类的结构件连通等。

击针4的一端活动设置在针管组件5内，另一端伸入主气缸1内与主活塞8连接。击针4的中部两侧分别均匀设有多个次摆线齿形的拨动齿11，驱动机构6设置在拨动齿11一侧，驱动机构6可通过拨动齿11驱动击针4，进而控制主活塞8运动。直线运动机构3分别与驱动机构6和副活塞9连接，在驱动机构6的作用下，可通过直线运动机构3控制副活塞9在副气缸2内的位置。驱动机构6可通过击针4上的拨动齿11和直线运动机构3分别控制主活塞8和副活塞9在各自缸体43内的位置，进而实现主气缸1与副气缸2内的压力控制。另外，当驱动机构6正转时，驱动机构6控制击针4和直线运动机构3同时动作，当驱动机构6反转时，驱动机构6仅控制直线运动机构3动作。

进一步的，击针4包括依次固定连接的前击发段12、中控制段13和后活塞固定端14，前击发段12为圆形结构，活动设置在针管组件5内。中控制段13为扁平状结构，多个拨动齿11均匀设置在中控制段13的两侧。后活塞固定端14与主活塞8的中心安装槽相适配，用于与主活塞8连接。其中，拨动齿11均匀设置在中控制段13上靠近前击发段12一端的两侧，每侧拨动齿11的数量具体可为6-10个。

限位释放机构7设置在主气缸1与针管组件5之间，限位释放机构7可通过拨动齿11限位或释放击针4。该限位释放机构7相当于打钉过程中的保险结构，通过限位释放机构7可实现击针4的限位与释放，当击针4被限位时可实现打钉过程的加压蓄能，当击针4被释放后即可实现射钉的击发。

针管组件5通过连接件10与主气缸1固定连接，固定后的针管组件5位于主气缸1的前端，连接件10优选为板状结构，其上根据需要开设有若干通孔，以便于与其它部件进行固定连接或供其它部件穿过。

进一步的，针管组件5包括针管47、针管套48、击针导向罩49、击针导向座50、底板51和弹性复位件52。其中，击针导向罩49为半圆形结构，其后端固定有与连接件10固定连接的固定板56，其底面为平面，且平面上开设有槽道。击针导向座50的主体为方形结构，其底面设有供击针4运动的击发通道，其前端与击针导向罩49上的槽道相适配，其后端和中部上方均设有固定结构，击针导向座50的前端位于击针导向罩49的槽道内，其中部和后端分别与固定板56和连接件10固定连接。针管47为圆筒形结构，针管47的两侧对称固定有向后端延伸的针管臂53。底板51通过固定板56安装在击发通道的下方。针管套48固定在击针导向罩49的前端，针管套48的下部还可与底板51固定连接。针管套48的内径大于针管47的外径，针管套48的前端设有对称的缺口，针管47的后端活动设置在针管套48内，即针管47通过针管套48活动设置在击针导向罩49的前端。弹性复位件52分别以对称的方式活动设置在固定板56的两侧，弹性复位件52包括复位杆和复位簧，复位杆的一端限位在固定板56的一侧，另一端穿过固定板56后与针管臂53固定连接，复位簧套设在复位杆上并位于针管臂53与固定板56之间。当控制针管47向后端移动时，针管套48上的缺口刚好可容纳对应的针管臂53并进行限位。

另外，底板51下方还固定有钉夹54。其结构为：底板51上开设有与击发通道相对应的进钉口，钉夹54内的射钉可通过进钉口进入击发通道，一方面便于钉夹54中的射钉自动上钉，另一方面也便于实现射钉的高效击发。

传感器55固定在连接件10上并分别与针管组件5和驱动机构6连接，传感器55用于检测针管组件5中针管47的位移/压力，并根据检测到的位移/压力控制驱动机构6动作。具体可使用其中一套弹性复位件52的复位杆（或将该复位杆延长）与传感器55配合实现针管47位移/压力的检测。当按压针管47向后端移动时，针管47上的针管臂53将带动复位杆向传感器55运动，检测复位杆的位置或对传感器55产生的压力即可检测出针管47的位移/压力，进而据此控制驱动机构6动作。

设定打钉之前主活塞8位于主气缸1的左端，副活塞9位于副气缸2的右端，则需要打钉时，其具体包括以下步骤：

步骤A：启动准备

按压针管组件中的针管，并利用传感器检测针管组件中针管的位移/压力，直至传感器检测到针管的位移/压力达到设定阈值。

步骤B：击针就位

控制驱动机构正转，通过正转的驱动机构驱动击针带动主活塞从主气缸的前端向后端运动，同时由正转的驱动机构通过直线运动机构控制副活塞从副气缸的后端向前端运动，使主气缸内的高压气体进入副气缸，当击针运动至设定位置时，通过限位释放机构使击针进入限位状态。

步骤C：加压蓄能

控制驱动机构反转，由反转的驱动机构控制直线运动机构动作，使副活塞从副气缸的前端向后端运动，直至主气缸内高压气体的压力达到设定值。

步骤D：打钉击发

通过限位释放机构解除限位释放击针，在主气缸内高压气体的驱动作用下，主活塞从主气缸的后端向前端运动，带动击针将预设在针管组件内的射钉打出。

本实施例可通过驱动机构6调节副活塞9在副气缸2内的行程调节主气缸1内的压力，进而实现打钉威力的调节。而当主气缸1和/或副气缸2内的高压气体发生微泄露时，同样可通过驱动机构6调节副活塞9在副气缸2内的行程实现高压气体微泄露量的自动补偿。

需要说明的是，本实施例对直线运动机构3、驱动机构6和限位释放机构7的具体结构等均不作限定，其既可采用现有技术中已知的常规结构，也可根据需要采用对应的定制结构，只要能够实现对应功能的结构件均可。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例分别对驱动机构6、限位释放机构7和直线运动机构3的结构作了进一步限定，如下：

如图2-4所示，所述驱动机构6包括电机 16、第一减速器17、第二减速器18、单向离合器（图中未示出）、传动轴19、拨动组件20和锥齿轮21，其中，电机 16、第一减速器17、第二减速器18、单向离合器、传动轴19和拨动组件20依次连接，且优选单向离合器包裹在第二减速器18内。当然，根据需要，还可在单向离合器后端设置第三减速器。拨动组件20设置在击针4的一侧用于通过拨动齿11控制击针4的动作，锥齿轮21设置在第一减速器17与第二减速器18之间用于控制直线运动机构3的动作。当电机 16正转时，电机 16通过第一减速器17、第二减速器18、单向离合器、传动轴19、拨动组件20、锥齿轮21控制击针4和直线运动机构3同时动作，当驱动机构6反转时，电机 16仅通过锥齿轮21控制直线运动机构3动作。另外，驱动机构6可设置相应结构件并配备轴承等进行固定。

如图5所示，所述拨动组件20包括上转动轮22、下转动轮23、中心轴24和多根拨动柱25，中心轴24固定在传动轴19上，上转动轮22和下转动轮23分别固定在中心轴24的两端，多根拨动柱25以弧形排布的方式均匀固定在上转动轮22与下转动轮23之间的一侧，且拨动柱25呈弧形固定后的弧形长度大于或等于上转动轮22与下转动轮23之间另一侧的弧形长度。将拨动组件20通过传动轴19设置在击针4的一侧后，上转动轮22和下转动轮23分别位于击针4的上方和下方，此时拨动组件20通过拨动柱25即可控制击针4的动作。

需要说明的是，拨动组件20中拨动柱25的数量优选为四根，该四根拨动柱25呈弧形排布后其弧形长度略大于未设置拨动柱25的另一侧的弧形长度。拨动柱25的大小及间距与拨动齿11相适配，以每根拨动柱25每次拨动一个拨动齿11为佳。在实际应用时，当拨动组件20开始转动至每根拨动柱25均完成一次拨动时，拨动组件20上未设置拨动柱25的一侧刚好位于拨动齿11的侧面，此时限位释放机构7刚好通过第一个拨动齿11限位击针4，防止击针4向前端移动。当拨动组件20再次转动至拨动柱25开始拨动击针4时，限位释放机构7将通过后续拨动齿11限位击针4，本实施例优选拨动组件20转动两圈即能够通过拨动齿11控制击针4运动至后端预定位置。由于拨动组件20中仅一侧设置有拨动柱25，因此将拨动组件20转动两圈后，其未设置拨动柱25的一侧刚好位于拨动齿11的侧面，此时控制限位释放机构7释放击针4就可使击针4向前端产生瞬时高速运动，即拨动组件20采用前述特定结构将不会对击针4造成阻挡，进而有利于击针4的稳定动作。当然，上述结构的拨动组件20为本实施例的优选结构，但并不局限于上述优选结构，在实际应用时，还可采用类似结构的齿轮与拨动齿11配合控制击针4的动作。

如图2-4所示，所述限位释放机构7包括张合式限位部和控制组件，张合式限位部活动设置在转动件上，用于通过拨动齿11限位击针4。控制组件设置在连接件10的下方并与张合式限位部连接，控制组件通过控制张合式限位部张开或合拢实现击针4的释放或限位。

所述控制组件包括连动臂26、杠杆27、扳机28和固定在连接件10下方的支撑座29，支撑座29包括横座体和垂直于横座体的竖座体，横座体和竖座体优选一体成型，其大致为倒T形结构。横座体的左端设有铰接槽，右端可固定在直线运动机构3上。竖座体上端固定在连接件10下方，且竖座体的上部设有通孔。连动臂26的一端与张合式限位部连接，另一端穿过竖座体上的通孔后铰接在杠杆27的上端，杠杆27的中上部通过铰接槽活动连接在横座体上，杠杆27的下端与扳机28固定连接；扳机28可通过杠杆27和连动臂26控制张合式限位部张开或合拢。通常来说，由前述结构组成的控制组件，在没有外力介入的初始状态时，张合式限位部处于合拢状态，当击针4上的拨动齿11在驱动机构6的控制下运动至与张合式限位部相对应的位置时将被自动限位。而在有外力介入时，通过外力扣动扳机28就能够使张合式限位部张开，使张合式限位部脱离拨动齿11，进而实现击针4的释放。

如图5所示，所述张合式限位部包括两个限位头31，两个限位头31通过轴承对称设置在连接件10上，且两个限位头31分别位于击针4的两侧；连动臂26上对称铰接有用于与限位头31连接的锁扣30，且两个锁扣30在连动臂26上大致呈伞形结构，连动臂26通过锁扣30控制两个限位头31即可控制张合式限位部张开或合拢。

进一步的，所述限位头31包括凹形板32、限位柱33、限位转轴34和连接轴35，凹形板32是指具有一定内凹空间的结构件，例如可为V形件、U形件、弧形件等。限位转轴34的一端固定在凹形板32的一侧下部，另一端通过轴承活动安装在连接件10上，且安装后限位转轴34位于击针4下方。限位柱33固定在凹形板32另一侧的凹槽内，用于与拨动齿11配合限位或释放击针4。连接轴35的一端与凹形板32固定连接，另一端向下穿过连接件10上的通孔后活动连接在锁扣30内。当限位释放机构7安装完成后，击针4刚好位于两个限位头31的凹形板32之间。当击针4上的拨动齿11在驱动机构6的控制下运动至两个限位头31的凹形板32之间时将被限位柱33自动限位。

需要说明的是，本实施例中的限位柱33为圆柱形结构，锁扣30上设有椭圆形的锁孔，锁孔的孔径略大于限位柱33的外径，限位柱33的下端位于锁孔内或位于锁孔的下方，且限位柱33可在锁孔内小范围移动而不带动扳机28及其他构件移动。通过椭圆形的锁孔使得圆柱形结构的限位柱33可以在椭圆形的锁孔里面小范围移动而不带动扳机28和其他构件移动，进而便于拨动齿11在驱动机构6的控制下运动至与张合式限位部相对应的位置时被自动限位。

如图4所示，所述直线运动机构3包括滚珠丝杆36、丝杆轴承座37和丝杆轴套38，丝杆轴承座37固定在副气缸2的前端，具体可通过主气缸1下方的结构件固定在副气缸2的正前方。副活塞9上设有控制副活塞9的活塞杆，丝杆轴套38可通过活塞杆与副活塞9连接。其中，丝杆轴套38和活塞杆上均固定有法兰盘，丝杆轴套38通过法兰盘与活塞杆固定。滚珠丝杆36的一端穿过丝杆轴承座37后与驱动机构6连接，另一端与丝杆轴套38连接；驱动机构6通过滚珠丝杆36和丝杆轴套38控制副活塞9运动。

为保证直线运动机构3控制副活塞9直线运动的稳定性，本实施例所述直线运动机构3还包括定位组件，定位组件包括定位块39和定位环40，定位块39的数量可为两个，两个定位块39对称固定在副气缸2与丝杆轴承座37之间，且沿定位块39长度方向开设有定位槽41。具体的，为简化结构，定位块39可由副气缸2前端两侧的侧壁向丝杆轴承座37方向直线延伸形成。定位环40固定在丝杆轴承座37与副气缸2之间，且定位环40两侧分别设有伸入定位槽41的定位凸台42。当驱动机构6通过滚珠丝杆36控制副活塞9运动时，在定位凸台42和定位槽41的限位作用下，使得副活塞9只能在副气缸2内直线运动，从而保证了打钉的稳定性。

实施例4

最后，申请人还对基于实施例3所述机构的打钉方法进行了测试，如下：

通过构建虚拟样机模型进行动力学数值仿真。

边界条件：第一减速器17和第二减速器18均为行星减速器，均设置为外齿圈固定，太阳轮对地转动、行星齿轮自转和公转；齿轮间、拨动组件20和击针4间设置接触，接触参数设置参考机械设计手册。将缸体内打钉初始状态时的预置气压设定为0.8MPa，当击针4复位时，通过调节副活塞9的运动行程来使缸体内气压达到不同打钉威力所需压力值，实现威力的精确可调。由此，在仿真试验中根据打钉气压将打钉压力设定为5个档位：0.93MPa、1.04MPa、1.18MPa、1.36MPa、1.6MPa。击针4打钉行程设置为80mm.

分析方法：根据气体的状态方程，首先推算出限位释放机构7释放击针4之后缸体内压力的变化曲线，然后将其施加到主活塞8端面，仿真模拟打钉过程，计算击针4在缸体内气体压力推动下的运动速度，结合活塞质量求解击针4的动能。

得到的结果见下表1及图7、8所示，

仿真结果表明：如图7所示5个档位切换过程中击针4具有不同飞行速度，速度范围为：29.73m/s~38.98m/s；图8为不同档位条件下打钉能量图，打钉能量范围：88.39J~151.93J。由此可知，本发明不仅能够实现威力的有效调节，还能够在保持高威力情况下保证良好的稳定性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (14)

1.一种双气缸打钉方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤A：启动准备

按压针管组件，利用传感器检测针管组件中针管的位移/压力，直至传感器检测到针管的位移/压力达到设定阈值；

步骤B：击针就位

通过控制驱动机构正转驱动击针带动主活塞从主气缸的前端向后端运动，同时由正转的驱动机构通过直线运动机构带动副活塞从副气缸的后端向前端运动，使主气缸内的高压气体进入副气缸，当击针运动至设定位置时，通过限位释放机构使击针进入限位状态；

步骤C：加压蓄能

控制驱动机构反转，由反转的驱动机构控制直线运动机构动作，使副活塞从副气缸的前端向后端运动，直至主气缸内高压气体的压力达到设定值；

步骤D：打钉击发

通过限位释放机构解除限位释放击针，在主气缸内高压气体的驱动作用下，主活塞从主气缸的后端向前端运动，带动击针将预设在针管组件内的射钉打出。

2.根据权利要求1所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述的双气缸打钉方法中，通过调节副活塞（9）的行程可控制主气缸（1）内的压力值以及补偿主气缸（1）和/或副气缸（2）的微泄露量。

3.根据权利要求1所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述针管组件（5）通过连接件（10）与主气缸（1）固定连接，击针（4）的一端活动设置在针管组件（5）内，另一端伸入主气缸（1）内与主活塞（8）连接，击针（4）的中部两侧分别均匀设有多个次摆线齿形的拨动齿（11），驱动机构（6）通过拨动齿（11）驱动击针（4），限位释放机构（7）通过拨动齿（11）限位或释放击针（4）。

4.根据权利要求1或3所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述驱动机构（6）包括电机（ 16）、第一减速器（17）、第二减速器（18）、单向离合器、传动轴（19）、拨动组件（20）和锥齿轮（21），其中，电机（ 16）、第一减速器（17）、第二减速器（18）、单向离合器、传动轴（19）和拨动组件（20）依次连接，拨动组件（20）设置在击针（4）的一侧用于通过拨动齿（11）控制击针（4）的动作，锥齿轮（21）设置在第一减速器（17）与第二减速器（18）之间用于控制直线运动机构（3）的动作。

5.根据权利要求4所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述拨动组件（20）包括上转动轮（22）、下转动轮（23）、中心轴（24）和多根拨动柱（25），中心轴（24）固定在传动轴（19）上，上转动轮（22）和下转动轮（23）分别固定在中心轴（24）的两端，多根拨动柱（25）以弧形排布的方式均匀固定在上转动轮（22）与下转动轮（23）之间的一侧；上转动轮（22）和下转动轮（23）分别位于击针（4）的上方和下方，拨动组件（20）通过拨动柱（25）驱动击针（4）。

6.根据权利要求3所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述限位释放机构（7）包括张合式限位部和控制组件，张合式限位部活动设置在转动件上，控制组件设置在连接件（10）的下方，控制组件通过控制张合式限位部张开或合拢实现击针（4）的释放或限位。

7.根据权利要求6所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述控制组件包括连动臂（26）、杠杆（27）、扳机（28）和固定在连接件（10）下方的支撑座（29），支撑座（29）包括横座体和垂直于横座体的竖座体，连动臂（26）的一端与张合式限位部连接，另一端穿过竖座体后连接在杠杆（27）的上端，杠杆（27）的中上部活动连接在横座体上，杠杆（27）的下端与扳机（28）固定连接；扳机（28）通过杠杆（27）和连动臂（26）控制张合式限位部张开或合拢。

8.根据权利要求7所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述张合式限位部包括两个限位头（31），两个限位头（31）通过轴承对称设置在连接件（10）上，且限位头（31）分别位于击针（4）的两侧；连动臂（26）上对称铰接有用于与限位头（31）连接的锁扣（30），连动臂（26）通过锁扣（30）控制张合式限位部张开或合拢。

9.根据权利要求8所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述限位头（31）包括凹形板（32）、限位柱（33）、限位转轴（34）和连接轴（35），限位转轴（34）的一端固定在凹形板（32）的一侧下部，另一端通过轴承活动安装在连接件（10）上；限位柱（33）固定在凹形板（32）的另一侧用于限位或释放击针（4），连接轴（35）的一端与凹形板（32）固定连接，另一端向下穿过连接件（10）后活动连接在锁扣（30）内。

10.根据权利要求9所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述限位柱（33）为圆柱形结构，锁扣（30）上设有椭圆形的锁孔，限位柱（33）的下端位于锁孔内，且限位柱（33）可在锁孔内移动。

11.根据权利要求1所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述直线运动机构（3）包括滚珠丝杆（36）、丝杆轴承座（37）和丝杆轴套（38），丝杆轴承座（37）固定在副气缸（2）的前端，丝杆轴套（38）通过活塞杆与副活塞（9）连接，滚珠丝杆（36）的一端穿过丝杆轴承座（37）后与驱动机构（6）连接，另一端与丝杆轴套（38）连接；驱动机构（6）通过滚珠丝杆（36）和丝杆轴套（38）控制副活塞（9）运动。

12.根据权利要求1所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述主气缸（1）包括缸体（43）、缸盖（44）、减震垫座（45）和垫圈（46），垫圈（46）固定在缸盖（44）与缸体（43）之间，减震垫座（45）固定在缸盖（44）内。

13.根据权利要求3所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述针管组件（5）包括针管（47）、针管套（48）、击针导向罩（49）、击针导向座（50）、底板（51）和弹性复位件（52），针管（47）通过针管套（48）活动设置在击针导向罩（49）的前端，击针导向罩（49）的后端设有与连接件（10）连接的固定板（56），击针导向座（50）与固定板（56）连接，且击针导向座（50）的前端位于击针导向罩（49）内，后端固定在连接件（10）上；击针导向座（50）内设有供击针（4）运动的击发通道，底板（51）通过固定板（56）安装在击发通道的下方；弹性复位件（52）分别以对称的方式活动设置在固定板（56）的两侧，针管（47）的两侧固定有对称的针管臂（53），针管（47）分别通过针管臂（53）与弹性复位件（52）连接。

14.根据权利要求1所述的一种双气缸打钉方法，其特征在于：所述传感器（55）分别与针管组件（5）和驱动机构（6）连接，传感器（55）根据检测到的位移/压力控制驱动机构（6）动作。

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