CN211163796U - 一种快速紧固装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种快速紧固装置，其包括储能媒介、冲击单元、和驱动机构；所述驱动机构包括有固定不动的太阳齿轮、与该太阳齿轮不连动的输出轴、固定于该输出轴上端的曲柄、以可自转的方式安装于曲柄上并可随曲柄转动而相对太阳齿轮公转的行星齿轮和安装于该曲柄上端并与冲击单元连接的连杆模组；所述行星齿轮与太阳齿轮之间设置有用于驱使该行星齿轮自转的方向与该行星齿轮相对太阳齿轮公转的方向相反的连动元件。本实用新型利用太阳齿轮‑行星齿轮结构实现了将旋转运动转化为往复运动，保证连杆模组上的卡轴运动轨迹接近为一条直线，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

一种快速紧固装置
技术领域：
本实用新型涉及机械工具产品技术领域，特指一种快速紧固装置。
背景技术：
在快速紧固机(例如打钉枪)上，通常需要通过压缩储能媒介(例如：气体，弹簧，橡胶等)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，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，本实用新型人提出以下技术方案。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快速紧固装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该快速紧固装置包括储能媒介、与储能媒介连接的冲击单元、用于推动冲击单元压缩储能媒介以储存能量的驱动机构；所述驱动机构包括有固定不动的太阳齿轮、与该太阳齿轮不连动的输出轴、固定于该输出轴上端的曲柄、以可自转的方式安装于曲柄上并可随曲柄转动而相对太阳齿轮公转的行星齿轮和安装于该行星齿轮上端并与冲击单元连接的连杆模组；所述行星齿轮与太阳齿轮之间设置有用于驱使该行星齿轮自转的方向与该行星齿轮相对太阳齿轮公转的方向相反的连动元件。
进一步而言，上述技术方案中，所述的行星齿轮自转角度与公转角度相同。
进一步而言，上述技术方案中，所述太阳齿轮分度圆直径D1与所述行星齿轮分度圆直径D2的比是2:1。
进一步而言，上述技术方案中，所述连动元件为惰轮，该惰轮可自转的方式安装于曲柄上，并位于该太阳齿轮与行星齿轮之间，且该惰轮与该太阳齿轮及行星齿轮均啮合。
进一步而言，上述技术方案中，所述连动元件为皮带或链条，该皮带或链条均围绕于该太阳齿轮及行星齿轮上。
进一步而言，上述技术方案中，所述连杆模组包括有安装于该行星齿轮上端的连杆，该连杆上设置有卡轴，该卡轴与所述冲击单元连接。
进一步而言，上述技术方案中，所述连杆模组包括有固定于该行星齿轮上端并与该行星齿轮连动的连杆以及安装于该连杆上端并可相对该连杆旋转的摆杆，该摆杆上设置有卡轴。
进一步而言，上述技术方案中，还包括有用于驱使该冲击单元脱离所述卡轴的脱离组件。
进一步而言，上述技术方案中，所述脱离组件包括有第一转轴以及安装于第一转轴上端的脱离块；或者是，所述脱离组件包括有第一转轴一体固定于该第一转轴上端的脱离块。
进一步而言，上述技术方案中，所述冲击单元为冲击杆，该冲击杆侧面设置有凹槽，所述卡轴置于该凹槽中，以形成连接；或者是，该冲击杆侧面设置有凸起，所述卡轴与凸起抵靠，以形成连接。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：本实用新型利用太阳齿轮-行星齿轮结构实现了将旋转运动转化为往复运动，输出轴旋转时，以驱使该曲柄旋转，此时，该行星齿轮在曲柄的带动下可绕太阳齿轮实现公转，同时，该行星齿轮能够相对曲柄进行自转，所述连杆模组还能相对行星齿轮转动，以此保证连杆模组上的卡轴运动轨迹接近为一条直线，即使其偏心角接近0度或为0度，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，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，令本实用新型具有极强的市场竞争力。
附图说明：
图1是本实用新型的立体图；
图2是本实用新型的立体分解图；
图3是本实用新型中驱动机构的立体图；
图4是本实用新型中脱离组件的立体图；
图5是本实用新型中驱动机构的运行状态图一；
图6是本实用新型中驱动机构的运行状态图二；
图7是本实用新型中驱动机构的运行状态图三；
图8是本实用新型中摆杆最大摆角示意图；
图9是传统的曲柄、连杆结构中连杆最大摆角示意图；
图10是本实用新型中另一种结构的驱动机构的结构示意图；
图11是本实用新型中另一种结构的驱动机构的运行示意图；
图12是本实用新型的工作状态图；
图13是本实用新型另一种结构的主视图；
图14是本实用新型另一种结构的俯视图；
图15是本实用新型中复位单元与冲击单元的装配图。
图16是本实用新型第二种结构的立体分解图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。
见图1-8、10-15所示，为一种快速紧固装置，其包括储能媒介1、与储能媒介1连接的冲击单元2、用于推动冲击单元2压缩储能媒介1以储存能量的驱动机构3。
所述冲击单元2及驱动机构3均安装于一底座(图未示)上。
所述储能媒介1用于被压缩储存能量，然后释放能量用于对外做功，驱使冲击单元2实现冲击工作。
所述储能媒介包含任意一种可压缩储能又可膨胀对外做功的媒介，例如：气体，弹簧，橡胶，各种弹性体等。于本实施例中，储能媒介1包括缸体11及存储于气缸中的空气，冲击单元2与所述缸体11内的活塞12连接，驱动机构3驱动该冲击单元2往缸体11的方向移动时，该活塞向内移动，以压缩缸体11内的气体，达到存储能量的目的，当冲击单元2脱离驱动机构3后，该缸体11内存储的能量被释放，以驱使该冲击单元2快速向外冲击。
所述驱动机构3是一种可以将旋转运动转化为直线运动的机构，从而推动冲击单元压缩储能媒介。
所述驱动机构3包括有固定不动的太阳齿轮31、与该太阳齿轮31不连动的输出轴32、固定于该输出轴32上端的曲柄33、以可自转的方式安装于曲柄33上并可随曲柄33转动而相对太阳齿轮31公转的行星齿轮34和安装于该行星齿轮34上端并与冲击单元2连接且可自转的连杆模组35；所述行星齿轮34与太阳齿轮31之间设置有用于驱使该行星齿轮34自转的方向与该行星齿轮34相对太阳齿轮31公转的方向相反的连动元件。所述输出轴32下端通常与减速箱或原动机相连以传递输出功,即使该输出轴32能够旋转。所述输出轴32穿设于该太阳齿轮31的中心孔并且不连动。所述太阳齿轮31下端固定安装于底座(图未示)上，以致该太阳齿轮31不能转动。所述驱动机构3工作时，输出轴32旋转，以驱使该曲柄33旋转，此时，该行星齿轮34在曲柄33的带动下可绕太阳齿轮实现公转，同时，该行星齿轮34能够相对曲柄33进行自转，所述连杆模组35还能相对行星齿轮34转动，以此保证连杆模组35上的卡轴352运动轨迹接近为一条直线，即使其偏心角接近0度或为0度，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，实现了驱动机构的快速释放，保证冲击单元2运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，令本实用新型具有极强的市场竞争力。
所述连杆模组35具有以下两种结构：第一种结构为：结合图16所示，所述连杆模组35包括有安装于该行星齿轮34上端的连杆351，该连杆351上设置有卡轴352，该卡轴352与所述冲击单元2连接。第二种结构为：结合图1、2所示，所述连杆模组35包括有固定于该行星齿轮34上端并与该行星齿轮34连动的连杆351以及安装于该连杆351上端并可相对该连杆351旋转的摆杆353，该摆杆353上设置有卡轴352。连杆351可视作行星齿轮径向方向的外延，摆杆353以可旋转的方式安装于该连杆351上端，使该摆杆353能够自转。本实施例作为优选的实施例，该连杆模组35选用第二种结构。
所述的行星齿轮自转角度与公转角度相同。所述太阳齿轮31分度圆直径D1与所述行星齿轮分度圆直径D2的比是2:1。这样使得曲柄从下止点旋转180°到上止点时，行星齿轮也旋转180°；曲柄旋转360°时，行星齿轮也旋转360°，驱动机构回到原点。连杆上与冲击单元或者摆杆相连接的卡轴中心O点，O点到行星齿轮旋转中心距离为A。太阳轮与行星齿轮的中心距为D。
结合图5所示，当A＝D时，O点的运动轨迹为一条直线，连杆摆角为0°。
结合图6、7所示，当A>D或者A<D时，O点的运动轨迹为椭圆形，椭圆长半轴为D+A，短半轴为|D-A|。如图/8所示，连杆长度设为L，其最大摆角a＝arcsin((D-A)/L)。如图9所示，传统的曲柄-连杆结构的连杆最大摆角为a＝arcsin(A/L)。
由公式中可见本实用新型使用的太阳齿轮-行星齿轮结构可以大幅度减小连杆摆角a，即减少偏载角度。
所述连动元件为惰轮4，惰轮的主要作用是使行星齿轮的自转方向与曲柄旋转方向(行星齿轮的公转方向)相反。该惰轮4可自转的方式安装于曲柄33上，并位于该太阳齿轮31与行星齿轮34之间，且该惰轮4与该太阳齿轮31及行星齿轮34均啮合。
所述连动元件还可以是为皮带41或链条，该皮带或链条均围绕于该太阳齿轮31及行星齿轮34上。皮带或链条都能使行星齿轮34的自转方向与曲柄33旋转方向(行星齿轮34的公转方向)相反。以皮带41为例，基本结构见图10所示，运动规律见图11所示。
本实用新型还包括有用于驱使该冲击单元2脱离所述卡轴352的脱离组件5。具体而言，所述脱离组件5包括有第一转轴51以及安装于第一转轴51上端的脱离块52；或者是，所述脱离组件5包括有第一转轴51一体固定于该第一转轴51上端的脱离块52。
所述冲击单元2为冲击杆，该冲击杆侧面设置有凹槽20，所述卡轴352置于该凹槽20中，以形成连接；或者是，该冲击杆侧面设置有凸起，所述卡轴352与凸起抵靠，以形成连接。
本实用新型的工作原理，结合图12所示，假设输出轴32逆时针旋转，当旋转到状态1，曲柄下止点附近时，连杆与冲击单元2有机械啮合。继续旋转，按顺序由状态1到状态4是连杆推动冲击单元2压缩储能媒介1，实现存储能量。当曲柄33到达上止点附近时(状态4)，驱动机构推动脱离组件，使得脱离组件推动连杆，实现连杆与冲击单元脱离。值得注意的是，根据图5所示原理，当A等于D，或者两者相差较少时，可以直接在O点安装卡轴推动冲击单元，而摆杆不是必需的。状态5，当连杆与冲击单元脱离后，冲击单元在储能媒介推力下对外做功。输出轴继续旋转到状态1时为一个循环。此循环起点不限于状态1。
结合图13、14所示，此实例中利用杠杆原理，使杠杆组件62旋转，推动连杆351，实现连杆351与冲击单元2脱离。但是脱离结构不仅限于杠杆组件，也可以是斜块滑动脱离。当直接在O点安装卡轴组件61推动冲击单元时，结合图13、14所示，可采用轴向脱离的方式使卡轴组件61与冲击单元脱离，当曲柄到达上止点附近时，连杆351推动杠杆组件62使卡轴组件61沿轴向移动实现与冲击单元2脱离。
结合图15所示，本实用新型还包括有用于使摆杆353复位的复位单元7，复位单元7包含滑块71以及安装于摆杆353和滑块71之间的扭簧72，滑块71可在摆杆353的带动下在导轨73上滑动。当连杆351处于允许啮合位置时，复位单元7提供力，使摆杆353的非铰链端向啮合位置方向旋转。复位单元可以是弹性橡胶，弹簧，磁力等，不限于图15所示滑块-扭簧结构。
综上所述，本实用新型利用太阳齿轮-行星齿轮结构实现了将旋转运动转化为往复运动，输出轴32旋转时，以驱使该曲柄33旋转，此时，该行星齿轮34在曲柄33的带动下可绕太阳齿轮实现公转，同时，该行星齿轮34能够相对曲柄33进行自转，所述连杆模组35还能相对行星齿轮34转动，以此保证连杆模组35上的卡轴352运动轨迹接近为一条直线，即使其偏心角接近0度或为0度，以致最大程度减少负载运动摩擦力，避免出现磨损等问题，实现了驱动机构的快速释放，保证冲击单元2运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，令本实用新型具有极强的市场竞争力。
当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型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，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种快速紧固装置，其包括储能媒介(1)、与储能媒介(1)连接的冲击单元(2)、用于推动冲击单元(2)压缩储能媒介(1)以储存能量的驱动机构(3)；
其特征在于：所述驱动机构(3)包括有固定不动的太阳齿轮(31)、与该太阳齿轮(31)不连动的输出轴(32)、固定于该输出轴(32)上端的曲柄(33)、以可自转的方式安装于曲柄(33)上并可随曲柄(33)转动而相对太阳齿轮(31)公转的行星齿轮(34)和安装于该行星齿轮(34)上端并与冲击单元(2)连接的连杆模组(35)，所述行星齿轮(34)与太阳齿轮(31)之间设置有用于驱使该行星齿轮(34)自转的方向与该行星齿轮(34)相对太阳齿轮(31)公转的方向相反的连动元件。
2.根据权利要求1所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述的行星齿轮自转角度与公转角度相同。
3.根据权利要求1所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述太阳齿轮(31)分度圆直径D1与所述行星齿轮分度圆直径D2的比是2:1。
4.根据权利要求1所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述连动元件为惰轮(4)，该惰轮(4)可自转的方式安装于曲柄(33)上，并位于该太阳齿轮(31)与行星齿轮(34)之间，且该惰轮(4)与该太阳齿轮(31)及行星齿轮(34)均啮合。
5.根据权利要求1所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述连动元件为皮带或链条，该皮带或链条均围绕于该太阳齿轮(31)及行星齿轮(34)上。
6.根据权利要求1所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述连杆模组(35)包括有安装于该行星齿轮(34)上端的连杆(351)，该连杆(351)上设置有卡轴(352)，该卡轴(352)与所述冲击单元(2)连接。
7.根据权利要求1所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述连杆模组(35)包括有固定于该行星齿轮(34)上端并与该行星齿轮(34)连动的连杆(351)以及安装于该连杆(351)上端并可相对该连杆(351)旋转的摆杆(353)，该摆杆(353)上设置有卡轴(352)。
8.根据权利要求7所述的一种快速紧固装置，其特征在于：还包括有用于驱使该冲击单元(2)脱离所述卡轴(352)的脱离组件(5)。
9.根据权利要求8所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述脱离组件(5)包括有第一转轴(51)以及安装于第一转轴(51)上端的脱离块(52)；或者是，所述脱离组件(5)包括有第一转轴(51)一体固定于该第一转轴(51)上端的脱离块(52)。
10.根据权利要求6或7所述的一种快速紧固装置，其特征在于：所述冲击单元(2)为冲击杆，该冲击杆侧面设置有凹槽(20)，所述卡轴(352)置于该凹槽(20)中，以形成连接；或者是，该冲击杆侧面设置有凸起，所述卡轴(352)与凸起抵靠，以形成连接。
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