CN201036821Y - 动力工具 - Google Patents

Abstract

一种动力工具，包括基座(1)、活动连接于基座(1)上的支撑装置(2)、设于支撑装置(2)上的工作头(3)、设于基座(1)与支撑装置(2)之间的第一弹性部(5，51)、活动连接于所述基座(1)上的操作件(4)及设于操作件(4)与支撑装置(2)之间的第二弹性部(6，61)。该结构决定了工件(10)对工作头(3)的加工阻力与用户施加于操作件(4)上的压力(F)不直接相关，因此在加工工件(10)过程中，无论用户如何加大施加于操作件(4)上的压力(F)，都不会导致马达(31)堵转或者烧毁的现象发生，具有该种马达保护装置的动力工具可靠性高、结构简单、操作方便，且能使动力工具以接近最大的工作效率工作。

Description

动力工具

技术领域

本实用新型涉及一种动力工具，尤其是一种型材切割机。

背景技术

传统的动力工具中，没有马达保护装置， 当用户加工工件时，如果加工到很硬的工件，或者遇到意外情况，切割到石头、钢材等较硬的材料，用户若继续下压工作头进行加工，就会增大马达的负载，导致马达堵转或烧毁的现象发生。

为解决动力工具的马达因过载而堵转或烧毁，该领域的技术人员也做了各种各样的改进。如日本专利公开号为JP8336722的专利申请，揭示了一种利用指示装置实现马达过载保护的切割机，该切割机包括基座、枢轴连接于基座的锯机构、枢轴连接于上述锯机构的手柄、设于上述手柄与上述锯机构之间的弹性件以及连接于手柄上的指示装置。其工作原理为： 当加大作用于手柄的力切割工件时，上述手柄克服上述弹性件相对于上述锯机构枢转，上述指示装置随上述手柄一起转动，用户可通过指示装置所指示的位置来判断负载的大小，从而防止马达损坏。但使用具有该结构的动力工具时，如果用户某些操作习惯不良的情况下，比如说希望快速切割，通常会大力按压手柄，此时若没注意到指示装置的指示状态，或者因指示装置损坏失灵，而一直继续按压手柄的话，上述弹性件会达到变形极限位置，此时上述手柄与上述锯机构之间成为刚性连接，若继续大力按压上述手柄，锯机构会同手柄同步向下运动，这样马达还是会堵转或烧毁。因此该种切割机的马达保护装置可靠性低、结构复杂、操作不太方便，且成本较高。另外由于马达的最大负载不能得到可靠控制， 当用户用较大工作压力切割工件时，使马达负载超过一定值，马达输出功率就会随马达负载的增大而不断下降，这样很容易使马达因堵转而损坏。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种动力工具，该动力工具的马达保护可靠性高、结构简单、操作更方便且成本低廉。

本实用新型的另一目的在于，能够使动力工具以其最大工作效率工作。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种动力工具，包括基座、通过第一枢轴活动连接于基座上的支撑装置、设于支撑装置上的工作头、设于基座与支撑装置之间的第一弹性部、通过第二枢轴活动连接于所述基座上的操作件及设于操作件与支撑装置之间的第二弹性部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在操作件与支撑装置之间设置第二弹性部，且所述操作件通过所述第二枢轴活动连接于所述基座上，使得所述工件作用到工作头上的阻力与用户施加于操作件上的压力不直接相关，而与第一弹性部和第二弹性部的状态及支撑装置和工作头本身参数如重力矩有关，因此当用户在加工工件过程中，无论如何加大作用到所述操作件上的压力，工件作用到工作头上的最大阻力都可得到控制，不会导致马达堵转或者烧毁的现象发生，从而保护马达免受损坏。该结构使马达的保护更可靠，同时具有该种马达保护装置的动力工具结构更简单、操作更加方便，且成本低廉。

另外业界所共知，由于马达的输出功率基本全部用于加工工件，且加工单位材料所消耗的能量相同，所以动力工具的最大工作效率发生在马达最大输出功率出现的时刻，也就是说当马达处于最大输出功率时，动力工具的速度最快。本实用新型中，由于工作头的负载可以控制不超过预定最大值，即对应的马达需要承受的最大负载也不会超过预定值，可通过调整弹性部的弹性系数等参数控制马达需要承受的最大负载在其最大输出功率对应负载值的附近，这样可保证当用户倾向于使用较大的工作压力进行加工时，能够使动力工具以接近最大的工作效率工作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是本实用新型第一实施例型材切割机的主视方向立体示意图。

图2是本实用新型第一实施例型材切割机的左视方向立体示意图。

图3是切割机在休止状态下，工作头的受力示意图。

图4是操作型材切割机过程中圆锯片切割到工件时，工作头的受力示意图。

图5是切割工件速度较慢，而不断迅速增加操作件下压力时，操作件与限位件配接的状态示意图。

图6是马达负载与马达输出功率曲线图。

图7是本实用新型第二实施例第一弹性部与第二弹性部连接于一体的放大立体示意图。

其中1.基座                  2.支撑装置            3.工作头

    31.马达                 32.圆锯片             4.操作件

    5(51)  第一弹性部       6(61)  第二弹性部     7.第一枢轴

    8.第二枢轴              9.限位件              10.工件

    20.连接部               F.用户压力            T₅(T₅’)  扭矩

    T₆(T₆’)  扭矩  T₇.扭矩                       G.重力

    F₁(F₂)  切割阻力T(T0)  马达负载

    W(Wmax)  马达输出功率

具体实施方式

如图1和图2所示，第一种实施方式中，所述的动力工具为型材切割机，该切割机包括用于支撑工件的基座1、通过第一枢轴7枢转连接于基座1上的支撑装置2、设于支撑装置2上的工作头3、设于基座1与支撑装置2之间的第一弹性部5、通过第二枢轴8枢转连接于所述基座1上的操作件4及设于操作件4与支撑装置2之间的第二弹性部6，其中工作头3包括圆锯片32及驱动圆锯片32旋转的马达31，且圆锯片32枢轴连接于支撑装置2用来切割工件。该实施方式中，第一弹性部5为扭簧，且由第一枢轴7支撑，第二弹性部6为扭簧，且由第二枢轴8支撑，第一弹性部5与第二弹性部6是分离设置。当然众所周知的是，本实用新型中的第一弹性部5还可采用压簧、空气弹簧、橡胶弹簧等具有一定弹性的类似弹性部，第二弹性部6也可采用压簧、空气弹簧、橡胶弹簧等具有一定弹性的类似弹性部，另外动力除采用马达外，还可采用其它类别的动力源。其中该实施方式中，第一枢轴7与第二枢轴8是同一根轴，下面说明中把第一枢轴7与第二枢轴8统一称为第一枢轴7，该实施方式中，第一枢轴7与支撑装置2固定连接，且第一枢轴7与基座1活动连接。另外操作件4与第一枢轴7活动连接。当然，本实用新型中的第一枢轴7与第二枢轴8也可以设置为两根轴，且不同轴线布置，或设置为两根轴，且同轴线布置。另外众所周知的是，基座1上还设有业界所共知的与圆锯片3 2配接的凹槽(未图示)。

本实用新型的切割机还包括业界所共知在休止状态下，限制支撑装置2向后转动的后限位装置(未图示)，因此在休止状态下，且在忽略枢轴连接处摩擦的前提下，如图3所示，对支撑装置2和工作头3而言，第一弹性部5所产生的扭矩T₅、第二弹性部6所产生的扭矩T₆与后限位装置所产生的扭矩T₇以及支撑装置2和工作头3本身的重力G造成的扭矩组成一个平衡的扭矩系统。当工作时，用户施加力于操作件4上，驱动操作件4转动，操作件4的运动会增大第二弹性部6的压缩变形量，相应地会增大第二弹性部6的扭矩T₆，最终导致支撑装置2和工作头3平衡状态的破坏，并驱使支撑装置2和工作头3在操作件4运动方向上运动；在支撑装置2和工作头3的该运动过程中，第一弹性部5会被相应压缩，其相应的扭矩T₅增大，而第二弹性部6的压缩程度随着支撑装置2的运动而相应降低，其相应的扭矩T₆减小，最后支撑装置2和工作头3又会达到一个新的平衡。

类似如上所述的过程，如图4所示，用户不断地施加压力F于操作件4上，支撑装置2和工作头3会不断地随操作件4在操作件4运动的方向上运动；如果在上述过程中，工作头3的圆锯片32遇到工件10的阻碍，就对其产生一个切割压力，在此作用下，工作头3开始切割过程。根据作用力与反作用力的特性，工作头3的圆锯片32也受到来自工件10的切割阻力F₁，其大小与上述切割压力相等，方向与其相反，切割阻力F₁的效果是阻碍支撑装置2和工作头3继续向下转动；  同时，切割过程会对圆锯片32产生切割阻力F₂，其效果是阻碍圆锯片32的转动。对于选定的圆锯片32与工件材料，切割阻力F₂与切割阻力F₁是存在一个确定关系的，即，F₂是F₁的一个函数。

当切割工件10时，如图4所示，在忽略枢轴连接处摩擦的前提下，对支撑装置2和工作头3而言，工作头3所受到的切割阻力F₁与切割阻力F₂所形成的阻力矩、第一弹性部5作用于支撑装置2上的扭矩T₅’、第二弹性部6作用于支撑装置2上的扭矩T₆’及其支撑装置2和工作头3本身的重力G的重力矩形成一个新的平衡扭矩系统。类似地，只要保证第一弹性部5和第二弹性部6均处于弹性工作范围，那么即使第二弹性部6随着操作件4位置变化而不断变化其扭矩T₆’，总会有切割阻力F₁及切割阻力F₂所形成的阻力矩、扭矩T₅’与支撑装置2和工作头3的重力G的重力矩达到新的平衡，而且它们之间满足一个确定的瞬态的初等函数关系。

上述确定的初等函数关系意味着，对于每一个可能的第二弹性部6的扭矩T₆’，总可以对应切割阻力F₁及切割阻力F₂。如果第二弹性部6所产生的扭矩范围可以确定，那么，切割阻力F₁及切割阻力F₂的范围也相应可以得到确定。

在所有弹性部均保证弹性工作范围的前提下，第二弹性部6的理论最大压缩状态出现在操作件4的转动极限处，也就是说在操作件4到达其转动极限之前，第二弹性部6会一直处于弹性工作状态；由于操作件4总是存在一个转动极限，即第二弹性部6的理论最大压缩状态总是可以相应确定；同时，由于对于选定的每一个弹性部，其弹性系数是确定的，根据弹性部所产生的弹力或者扭力的公式，第二弹性部6的可能最大扭矩是可以预计的。

根据上述内容，可以通过预先设定第一弹性部5及第二弹性部6的弹性系数等相关参数来控制对应第二弹性部6最大扭矩的切割阻力F₁及切割阻力F₂在可接受的范围内；此处所描述的“可接受范围”指的是在此切割阻力F₁及切割阻力F₂下，不会导致马达31堵转或者烧毁的现象发生。当第一弹性部5及第二弹性部6的弹性系数等相关参数依此设定后，可以确定在任何工作条件下，马达31均不会出现由于切割阻力F₁及切割阻力F₂过大而堵转或者烧毁的问题。综上所述，切割阻力F₁及切割阻力F₂与用户施加于操作件4上的压力F不直接相关，而与第一弹性部5和第二弹性部6的状态及支撑装置2和工作头3的重力G的重力矩有关，因此无论如何加大施加于操作件4上的压力F，都不会导致马达31堵转或者烧毁的现象发生。

本实用新型中，如图1和图4所示，还可在基座1上设置可与操作件4配接的限位件9，当工作头3正常切割工件，而没有遇到过大负载时，若用户按压操作件4，操作件4会在用户施加力的作用下向下移动，根据以上所述，通过第二弹性部6与操作件4连接在一起的支撑装置2也相应向下移动，当

支撑装置2移动到预定角度时，支撑装置2可与业界所知的下限位(未图示)配接，限制支撑装置2继续向下移动，从而控制工作头3的切割深度。如图5所示，用户按压操作件4切割工件10遇到过大阻碍时，操作件4会在用户施加力的作用下继续向下移动，当操作件4移动到预定位置时，操作件4可与限位件9配接。当操作件4与限位件9配接时，若用户继续下压操作件4，由于限位件9的阻碍，过大的负载可通过限位件9卸载到基座1上，从而不会导致马达31堵转或者烧毁的现象发生，保护了马达31免受损坏。另外操作件4在与限位件9配接之前的整个操作过程中，第一弹性部5和第二弹性部6均处于弹性工作范围，根据以上所述内容，这样可以保证操作件4在与限位件9配接之前，可把切割阻力F₁及切割阻力F₂控制在可接受的范围内，即不会导致马达31堵转或者烧毁的现象发生。此结构使本实用新型更加可靠。

根据上述内容，工作头3的切割阻力可以控制不超过预定最大值，即对应的马达31需要承受的最大负载也不会超过预定值。另外业界所共知，由于马达31的输出功率基本全部用于切割，且切割单位材料所消耗的能量相同，所以动力工具的最大工作效率发生在马达31最大输出功率出现的时刻，也就是说当马达31处于最大输出功率时，动力工具的切割速度最快。参照如图6所示的马达负载T与马达输出功率W的曲线图，可通过调整弹性部的弹性系数等参数控制马达31需要承受的最大负载恰好在其最大输出功率Wmax对应负载值T0的附近，这样可保证当用户倾向于使用较大的工作压力进行切割时，能够使动力工具以接近最大的工作效率工作。上述马达31需要承受的最大负载即操作件4与限位件9触碰前的临界时刻，马达31所承受的负载。

如图7所示，本实用新型的第二种实施方式，本实施方式与第一种实施方式的不同之处是，第一弹性部51与第二弹性部61是通过连接部20连接为一体的，其它结构和工作原理均与第一实施方式相同，在此不再一一赘述。

上述的实施例仅仅是为了让本领域技术人员理解本实用新型而提供的最优选的实施方式。本实用新型并不仅限于上述具体的实施例。任何本领域技术人员所易于思及的改进均在本实用新型的发明构思之内。

Claims (10)

1.一种动力工具，包括：

a)基座(1)，

b)支撑装置(2)，所述支撑装置(2)通过第一枢轴(7)活动连接于所述基座(1)上，

c)工作头(3)，所述工作头(3)设于所述支撑装置(2)上，

d)第一弹性部(5，51)，所述第一弹性部(5，51)设于所述基座(1)与所述支撑装置(2)之间，

其特征在于：还包括通过第二枢轴(8)活动连接于所述基座(1)上的操作件(4)，且在所述操作件(4)与所述支撑装置(2)之间设有第二弹性部(6，61)。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述第一弹性部(5，51)与所述第二弹性部(6，61)连接于一体。

3.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述第一弹性部(5，51)与所述第二弹性部(6，61)是分离设置。

4.根据权利要求2或3所述的动力工具，其特征在于：所述第一枢轴(7)与所述第二枢轴(8)同轴设置，或是同一根轴。

5.根据权利要求4所述的动力工具，其特征在于：还包括设于所述基座(1)上的限位件(9)，当所述操作件(4)克服所述第二弹性部(6，61)相对于所述支撑装置(2)移动至预定位置时，与所述限位件(9)配接。

6.根据权利要求5所述的动力工具，其特征在于：所述支撑装置(2)与所述第一枢轴(7)固定连接，所述第一枢轴(7)与所述基座(1)活动连接。

7.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述第一弹性部(5，51)为扭簧。

8.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述第一弹性部(5，51)为压簧。

9.根据权利要求7或8所述的动力工具，其特征在于：所述第二弹性部(6，61)为扭簧。

10.根据权利要求7或8所述的动力工具，其特征在于：所述第二弹性部(6，61)为压簧。

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