CN219324842U - 便携式管材螺纹加工机 - Google Patents

Abstract

一种便携式管材螺纹加工机包括：支架，管材支撑在该支架上；由该支架支撑的滑架，至少一个管材螺纹加工工具支撑在该滑架上；主轴，该主轴包括用于夹持该管材的多个卡盘爪，所述卡盘爪被配置为沿着行进路径朝向该管材的外表面径向地向内移动；以及传感器系统，该传感器系统被配置用于确定所述卡盘爪沿着该行进路径并且相对于该管材的外表面的位置，该传感器系统被配置为在所述卡盘爪与该管材的外表面接合时输出与每个卡盘爪的位置相对应的信号。该便携式管材螺纹加工机进一步包括与该传感器系统通信的电子控制器，该电子控制器被配置为响应于该传感器系统的信号输出来确定该管材的外直径。

Description

便携式管材螺纹加工机

相关申请的交叉引用

本申请还要求2020年3月31日提交的共同未决的美国临时专利申请号63/002,621的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本实用新型涉及管材螺纹加工机，更具体地涉及便携式管材螺纹加工机。

背景技术

便携式管材螺纹加工机包括支架以及滑架，该滑架安装至该支架、并且具有多个管材螺纹加工工具。这些工具通常是包括多个模具的模具固持器、切割器、以及铰刀。通常，马达向夹持有管材的主轴传输扭矩，以使管材相对于工具旋转。马达是（例如，经由电源线）接收来自远程电源的功率的AC马达，并且通常使用踏板进行控制，该踏板在致动时触发马达开始使管材旋转。在使用期间，螺纹切割模具或其他管材螺纹加工工具会发热并且需要润滑。一些便携式管材螺纹加工机具有自带的润滑系统以便在正在管材上切割出螺纹时润滑模具，而其他便携式管材螺纹加工机依赖于操作者用手动操作泵手动地润滑模具。

实用新型内容

在一方面，本实用新型提供了一种便携式管材螺纹加工机，该便携式管材螺纹加工机包括：支架，管材支撑在该支架上；由该支架支撑的滑架，至少一个管材螺纹加工工具支撑在该滑架上；主轴，该主轴包括用于夹持该管材的多个卡盘爪，所述卡盘爪被配置为沿着行进路径朝向该管材的外表面径向地向内移动；以及传感器系统，该传感器系统被配置用于确定所述卡盘爪沿着该行进路径并且相对于该管材的外表面的位置，该传感器系统被配置为在所述卡盘爪与该管材的外表面接合时输出与每个卡盘爪的位置相对应的信号。该便携式管材螺纹加工机进一步包括与该传感器系统通信的电子控制器，该电子控制器被配置为响应于该传感器系统的信号输出来确定该管材的外直径。

在另一方面，本实用新型提供了支架，管材支撑在该支架上；由该支架支撑的滑架，至少一个管材螺纹加工工具支撑在该滑架上；驱动组件，该驱动组件安装至该支架、包括电动马达，该电动马达可操作来向该管材提供扭矩；以及联接至该支架的提升辅助机构。该支架可绕枢转轴线在缩拢状态与展开状态之间折叠，并且该提升辅助机构被配置用于在从该缩拢状态调整至该展开状态期间向该支架施加绕该枢转轴线的力矩。

在又一方面，本实用新型提供了一种便携式管材螺纹加工机，该便携式管材螺纹加工机包括：支架，管材支撑在该支架上；滑架，该滑架由该支架支撑；主轴，该主轴包括用于夹持该管材的多个卡盘爪，所述卡盘爪被配置为朝向该管材的外表面径向地向内移动；以及驱动组件，该驱动组件安装至该支架、包括电动马达，该电动马达可选择性地操作来向该管材供扭矩以使其旋转，并且使该主轴将所述卡盘爪收紧到该管材的外表面上。

通过考虑以下详细说明和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得清楚。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的便携式管材螺纹加工机的俯视图。

图2是根据本实用新型的另一个实施例的便携式管材螺纹加工机的俯视图。

图3是根据本实用新型的又另一个实施例的便携式管材螺纹加工机的俯视图。

图4是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的润滑系统的示意图。

图5是图1至图3的管材螺纹加工机之一的立体图，该管材螺纹加工机包括快速连接式阳联接件，图4的润滑系统的对应的快速连接式阴联接件可以连接至该快速连接式阳联接件。

图6是图1的管材螺纹加工机的立体图。

图7是根据本实用新型的另一个实施例的便携式管材螺纹加工机的俯视图。

图8是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的多模式齿轮布置的实施例的立体图。

图9是根据本实用新型的另一个实施例的便携式管材螺纹加工机的立体图。

图10A至图10D是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的卡盘感测系统的立体图。

图11是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的自调整模头系统的实施例的立体图。

图12是图15的自调整模头系统的另一实施例的前视图。

图13是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的卡盘收紧系统的立体图。

图14是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的自动卡紧系统的立体图。

图15是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的自动卡紧系统的另一实施例的侧视图。

图16是图15的自动卡紧系统的立体图。

图17A是用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的支架的立体图。

图17B至图17D是从缩拢状态逐渐移动至展开状态的支架的侧视图。

图18A至图18B是与图17A的支架一起使用的锁定机构的立体图。

图18C是图18A至图18B的锁定机构的放大立体图。

图19A是图17A的用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的支架在展开位置时的立体图。

图19B是图17A的用于与图1至图3的任何便携式管材螺纹加工机一起使用的支架在缩拢位置时的立体图。

在详细解释本实用新型的任何实施例之前，应当理解的是，本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中展示的构造细节和部件布置。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以各种不同的方式来实践或执行。此外，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应当视为限制性的。

具体实施方式

参见图1，便携式管材螺纹加工机10包括支架68（图5）以及滑架42，该滑架由支架68支撑、具有由滑架42支撑的多个管材螺纹加工工具46、50、54。管材螺纹加工机10进一步包括：驱动组件18，该驱动组件安装至支架68、具有马达22（例如，无刷直流马达）；齿轮箱26，该齿轮箱联接至马达22、具有输出齿轮（未示出）；以及电子速度选择开关，比如踏板30，该电子速度选择开关选择性地控制驱动组件18。驱动组件18由电池包38供以动力，该电池包由支架68支撑、与马达22选择性地电连通以向马达22提供电力。在一些构造中，电池包38和马达22可以被配置为18伏特的高功率电池包和马达，比如2018年7月25日提交的美国专利申请号16/045,513（现在是美国专利申请公开号2019/0044110）中所披露的18伏特的高功率系统，该美国专利申请的全部内容通过援引并入本文。在其他构造中，电池包38和马达22可以被配置为80伏特的高功率电池包和马达，比如2018年7月2日提交的美国专利申请号16/025,491（现在是美国专利申请公开号2019/0006980）中所披露的80伏特的电池包和马达，该美国专利申请的全部内容通过援引并入本文。在这种电池包38中，电池包38内的电池单体的标称电压高达约80 V。在一些实施例中，电池包38具有上至约6 lb的重量。在一些实施例中，电池电池单体中的每一个的直径高达21 mm，并且长度高达约71 mm。在一些实施例中，电池包38包括高达二十个电池单体。在一些实施例中，电池单体38串联连接。在一些实施例中，电池单体可操作以输出约40 A与约60 A之间的持续操作放电电流。在一些实施例中，电池单体中的每一个电池单体具有约3.0 Ah与约5.0 Ah之间的容量。在与80伏特的电池包38一起使用时的马达22的一些实施例中，马达22的功率输出为至少约2760 W，并且标称外直径（在定子处测量的）高达约80 mm。

参见图1，驱动组件18进一步包括驱动元件34（例如，皮带），该驱动元件联接至齿轮箱26并且由马达22供以动力。马达22被配置成向齿轮箱26的输出齿轮供应扭矩，从而可旋转地驱动驱动元件34，以使管材14旋转或使多个管材螺纹加工工具中的所选择的管材螺纹加工工具旋转。踏板30可操作来启动马达22、以及控制管材14旋转的相对速度。在其他实施例中，管材14旋转的相对速度可以使用除踏板30以外的电子速度选择开关（例如，拨盘、键盘、按钮等；未示出）进行选择。

参见图1和图5，便携式管材螺纹加工机10进一步包括主轴60，管材14被夹持在该主轴中。驱动元件34将主轴60与齿轮箱26的输出齿轮互连。因此，来自马达22的扭矩经由齿轮箱26和驱动元件34传递至主轴60，从而使该主轴和管材14旋转。参见图1，多个管材螺纹加工工具46、50、54包括：模具固持器46，该模具固持器具有多个模具（未示出）用于在管材14上切割出螺纹；切割器50，该切割器用于修剪多余的管材14；以及铰刀54，该铰刀用于磨平经螺纹切削或经切割的管材14的边缘。当管材14通过主轴60进行旋转时，多个管材螺纹加工工具46、50、54在滑架42上保持静止。便携式管材螺纹加工机10还包括润滑剂端口64（例如，快速连接式阳联接件），该润滑剂端口被配置成流体地连接至润滑系统300（图4），以在分别使用模具固持器46进行螺纹切削作业、使用切割器50进行切割作业、或使用铰刀54进行铰削作业期间提供润滑剂。

图2展示了根据替代性实施例的便携式管材螺纹加工机110。与图1的管材螺纹加工机10的部件和特征类似的部件和特征将加上“100”使用。便携式管材螺纹加工机110包括支架68（图5）以及由支架68支撑的滑架142。管材螺纹加工机110包括：主轴160，管材114被夹持在该主轴中；以及多个管材螺纹加工工具146、150、154，该多个管材螺纹加工工具由滑架142支撑。然而，管材螺纹加工机110包括驱动组件118，该驱动组件安装至具有管材螺纹加工工具146、150、154的滑架142以使单独的工具146、150、154旋转，而不是主轴160进行旋转。

更具体地，驱动组件118包括多个马达122，每个马达具有对应的齿轮箱126，以向多个管材螺纹加工工具146、150、154中的每一个直接提供扭矩以使工具146、150、154相对于静止的管材160旋转。管材螺纹加工机110进一步包括踏板130，该踏板用于选择性地控制驱动组件118。特别地，踏板130可操作来启动马达122中的任一马达、以及控制管材114和管材螺纹加工工具146、150、154中的所选择的管材螺纹加工工具旋转的相对速度。管材螺纹加工机还包括电池包138，该电池包由支架68（图5）支撑、与马达122中的每一个选择性地电连通以向该马达提供电力。

图3展示了根据替代性实施例的便携式管材螺纹加工机210。与图1的管材螺纹加工机10的部件和特征类似的部件和特征将加上“200”使用。便携式管材螺纹加工机210包括支架68（图5）以及由支架68支撑的滑架242。管材螺纹加工机210包括：主轴260，管材214被夹持在该主轴中；以及多个管材螺纹加工工具246、250、256，该多个管材螺纹加工工具由滑架242支撑。然而，管材螺纹加工机210包括驱动组件218，该驱动组件安装至支架68以选择性地使管材螺纹加工工具246、250、256之一旋转，而不是主轴260进行旋转。

更具体地，驱动组件218包括：马达222；齿轮箱226，该齿轮箱联接至马达、具有输出齿轮（未示出）；踏板230，该踏板选择性地控制驱动组件218；以及电池包238，该电池包由支架68支撑、与马达222选择性地电连通以向马达222提供电力。驱动组件218进一步包括共用动力传动系统234，该共用动力传动系统将马达222与多个管材螺纹加工工具246、250、254互连，以将来自马达222的扭矩选择性地提供给管材螺纹加工工具246、250、254之一。踏板230可操作来启动马达222、以及控制管材214和管材螺纹加工工具246、250、254中的所选择的管材螺纹加工工具旋转的相对速度。

参见图1和图4，图1至图3所示出的任何管材螺纹加工机10、110、210的润滑剂端口64、164、264被配置成流体地连接至润滑系统300以接纳来自该润滑系统的润滑剂。在一些实施例中，润滑系统300可与螺纹加工机10分离且可从该螺纹加工机拆卸。在其他实施例中，润滑系统300与螺纹加工机10集成在一起。如图4所示，润滑系统300包括泵330（例如，自吸式正排量泵），该泵通过多个管道335从储罐315抽出润滑剂。电池包325向泵330提供电力，该电池包与任何电池包38、138、238分离。在润滑系统300的其他实施例中，泵330可以接收来自分别向电动马达22、122、222供以动力的相同电池包38、138、238的电力。润滑系统300还包括：连接件310（例如，快速断开连接式阴联接件），该连接件在泵330的下游、用于接纳来自该泵的加压润滑剂；以及调节阀320，该调节阀具有与将泵330与连接件310互连的管道335流体地连通的入口、以及与将储罐315与泵330互连的管道335流体地连通的出口。如此，在泵330的工作期间，调节器320通过使一些加压润滑剂再循环至泵330的入口来限制递送至连接件310的加压润滑剂的流量。如下文进一步详细解释的，连接件310可以将润滑系统300流体地连接至手持式润滑系统400（图4）或相应管材螺纹加工机10、110、210上的任何润滑剂端口64、164、264。

继续参见图1和图4，手持式润滑系统400包括：手动操作泵410，该手动操作泵被配置成在对管材14（图1）进行螺纹切削、切割、或铰削时向该管材施加润滑剂；以及连接件420（例如，快速连接式阳联接件），该连接件能够流体地连接至润滑系统300（图4）的对应的连接件310。以这种方式，手动操作泵410可以用于在绕开泵330的同时从储罐315抽出润滑剂。手动操作泵410可以例如由管材螺纹加工机10的操作者使用，该操作者期望对在螺纹切削作业、切割作业、或铰削作业期间向管材提供润滑剂的时间和位置进行手动控制。替代性地，如果操作者期望润滑剂自动施加至管材，那么润滑系统300的连接件310可以附接至相应管材螺纹加工机10、110、210的任何连接件64、164、264，在这种情况下，泵330进行工作以向管材螺纹加工机10、110、210提供加压润滑剂，以使该加压润滑剂通过管材螺纹加工机10、110、210中的内部通路排放至管材。在其他实施例中，泵330可以用于向泵410（其可以由螺纹加工机10的操作者用作手持式分配器以开始和停止润滑剂的流动）提供加压润滑剂流，以将从泵330排放的润滑剂手动引导至管材。

参见图6，管材螺纹加工机10包括：壳体51，驱动组件18定位在该壳体中；第一组导轨44，该第一组导轨沿第一方向从壳体51的第一端部延伸；以及第二组导轨45，该第二组导轨沿第二方向从壳体51的相反的第二端部延伸。第一组导轨44被配置成支撑滑架42，该滑架可沿着导轨44滑动，以使管材螺纹加工工具46、50、54相对于管材14定位。壳体51进一步包括电池座53，该电池座凹入壳体51内并定位在壳体51被定向成与第一组导轨44和第二组导轨45平行的侧部57上。凹入的电池座53与由壳体51限定的、在第一组导轨44与第二组导轨45之间的间隙55相吻合。电池座53限定横向于第一组导轨44和第二组导轨45的电池插入轴线56，电池包38沿着该电池插入轴线可滑动地被接纳以向马达22供以电力。当电池包38连接至电池座53时，电池包38部分地凹入壳体51内并且定位在第一组导轨44与第二组导轨45之间的间隙55内。

继续参见图6，导轨44可选择性地从滑架42延伸，并且每个导轨包括引导手柄47，以允许使用者延伸导轨44中的一个或两个。此外，当在支架1200（图18）上运输螺纹加工机10时，手柄47允许使用者抓握螺纹加工机。

在管材螺纹加工机10的一些实施例中，滑架42可以替代性地支撑在第二组导轨45上并且可沿第二方向滑动。

图7展示了根据替代性实施例的便携式管材螺纹加工机310。与图1的管材螺纹加工机10的部件和特征类似的部件和特征将加上“300”使用。便携式管材螺纹加工机310包括支架68（图6）以及由支架68支撑的滑架342。管材螺纹加工机310包括主轴360和由滑架342支撑的轴向进给轨道370，管材314被夹持在该主轴中，该滑架具有带有切割工具360的臂架350。臂架350被配置用于将切割工件360以特定的速率沿着轴向进给轨道370移动，从而与管材314相互作用以响应于使用者选择的具有特定螺距和深度的锥形螺纹来执行切割操作。切割工具360可以在平行于管材314的第一方向上沿着滑架342上的轴向进给轨道370、和垂直于管材314的第二方向上移动。通过使臂架350能够沿第一方向和第二方向移动，使得使用者能够在管材314上形成锥形螺纹，以及适应不同大小的管材314。为了将切割工具360沿第一方向和第二方向移动，臂架350可以包括机械系统或伺服系统（未示出）以控制臂架350和切割工具360的速度和方向。

在便携式管材螺纹加工机310的一些实施例中，轴向进给轨道370可以利用例如导螺杆、齿条与小齿轮、或皮带来控制臂架350沿着滑架342移动切割工具360的速率。

在操作中，使用者经由臂架350将切割工具360滑动至管材314的端部，并且将切割工具360定位在距管材314的中心选定距离处。然后使用者操作轴向进给轨道370，以便以期望的速率移动切割工具360以形成螺纹或锥形螺纹。

继续参见图7，管材螺纹加工机310进一步包括驱动组件318，该驱动组件具有马达322、联接至马达322且具有输出齿轮（未示出）的齿轮箱326、以及驱动元件334，该驱动元件联接至齿轮箱326并由马达322驱动。马达322被配置用于向齿轮箱326的输出齿轮供应扭矩，从而可旋转地驱动驱动元件334，以使管材314旋转。

图8展示了根据替代性实施例的便携式螺纹加工机410，其包括多模式齿轮布置480。与图1的管材螺纹加工机10的部件和特征类似的部件和特征将加上“400”用于螺纹加工机410。图8展示的便携式螺纹加工机410包括由第一组导轨444支撑的滑架442。便携式管材螺纹加工机410进一步包括主轴460，管材（未示出）被夹持在该主轴中。管材螺纹加工机410进一步包括驱动组件418，该驱动组件具有用于驱动多模式齿轮布置480的马达422。驱动组件418进一步包括联接至马达422且具有输出驱动齿轮490的齿轮箱426，该输出驱动齿轮在第一位置时与驱动元件434接合以可旋转地驱动主轴460或者在第二位置时与齿轮布置480接合。齿轮布置480安装至滑架442并且包括轴467，该轴可旋转地支撑与驱动齿轮490选择性地接合的模头输入齿轮465、和与输入齿轮465相反的用于可旋转地驱动模头446的模头驱动齿轮469。在操作中，多模式齿轮布置480允许使用者致动杆或手柄（未示出）来使驱动齿轮490在第一位置（使管材相对于模头446选择性地旋转）与第二位置之间移动，从而替代性地将驱动齿轮490联接至模头输入齿轮465以可旋转地驱动模头驱动齿轮469，从而使模头446相对于管材旋转。

在管材螺纹加工机410的其他实施例中，切割模具446可以是相应螺纹加工机10、110、210的管材切割器50、150、250或铰刀54、154、254。

图9展示了根据替代性实施例的便携式管材螺纹加工机510。与图1的管材螺纹加工机10的部件和特征类似的部件和特征将加上“500”使用。便携式管材螺纹加工机510包括主轴560、管材514、用于可旋转地驱动主轴560以旋转管材514的马达（未示出）、和用于支撑管材扳手525的第一组导轨544。管材扳手525被配置用于将管材配件590固持在管材514的端部上。在操作中，马达使管材514转动时，管材扳手550保持配件550静止，从而将管材514拧到配件550上。

在便携式管材螺纹加工机510的一些实施例中，管材514可以保持静止并且配件590可以旋转到管材514上。在便携式管材螺纹加工机510的其他实施例中，管材扳手525可以集成到螺纹加工机10、110、210的切割器50、150、250或铰刀54、154、254中。

图10A至图10D展示了卡盘感测系统600的不同实施例，该卡盘感测系统可以结合到便携式螺纹加工机10、110、210、310的主轴60、160、260、360中。图10A展示了卡盘感测系统600的前视图，该卡盘感测系统包括可调整卡盘610、限定了卡盘爪620的行进路径的收紧板615、以及多个离散的接近度传感器630，该可调整卡盘具有多个卡盘爪620，这些卡盘爪被配置为向下收紧到可旋转地保持在驱动管670中的管材14、114、214、314上，该多个接近度传感器沿着卡盘爪620的行进路径集成到收紧板615中。随着卡盘爪620沿着行进路径朝向管材的外直径移动，卡盘爪620逐渐覆盖传感器630，从而使传感器630输出信号或切换状态。该信号由电子控制器1450（图19）接收以指示检测到的卡盘爪620的位置。并且，知道所检测到的卡盘爪620的位置，系统600可以确定管材外直径的标称测量值。

图10B展示了卡盘感测系统600的替代性实施例，该卡盘感测系统包括线性电位计635来代替离散的接近度传感器630，该线性电位计定位在卡盘爪620的行进路径的最外侧径向位置处。在操作中，使用者将管材插入卡盘610中并旋转卡盘610直至卡盘爪620接触管材的外直径。随着卡盘爪620径向地向内移动，线性电位计输出的信号发生变化。该信号由电子控制器1450（图19）接收，然后该电子控制器推断卡盘爪620的位置，并因此推断管材的标称外直径。

图10C展示了卡盘感测系统600的另一替代性实施例，该卡盘感测系统包括用于与多个卡盘爪620电通信的接近度传感器640。在操作中，接近度传感器640（例如，红外线或霍尔效应传感器）根据卡盘爪320沿着行进路径在收紧板615（图10A）上的相对位置来测量卡盘爪的径向距离，直至卡盘爪620接触管材的外直径。一旦卡盘爪620接触管材的外直径，接近度传感器640就向电子控制器1450（图19A）输出距离测量值的信号，然后该电子控制器推断卡盘爪620的位置，并因此推断管材的标称外直径。

图10D展示了卡盘感测系统600的又一替代性实施例，该卡盘感测系统包括一系列电开关645，这些电开关被配置为被集成到卡盘爪620之一中的外边缘部分621选择性地按压。在操作中，随着卡盘爪620沿着行进路径在收紧板615（图10A）上行进，卡盘爪620之一上的外边缘部分621将选择性地按压开关645之一，直至卡盘爪320接触管材的外直径。一旦卡盘爪620接触管材的外直径，电子控制器1450就能够基于开关645中的哪一个开关被卡盘爪620之一中的外边缘部分621按压来确定管材外直径的估计标称大小。

在卡盘感测系统600的其他实施例中，传感器630可以与电开关645或线性电位计635一起工作以向电子控制器1450输出信号，该电子控制器进而调整或致动设置在模具固持器46、146、246内的切割模具730（图11），以根据检测到的管材大小来在模具固持器46、146、246内伸出或缩回模具。在卡盘感测系统600的其他实施例中，系统600可以与马达22、122、222通信以响应于检测到的管材大小来调整马达22、122、222的速度。在卡盘感测系统600的其他实施例中，使用者可以在电连接到便携式管材螺纹加工机10、110、210、310的用户显示面板1350（图19A）上手动地录入管材大小。

图11和图12展示了可以包含在便携式管材螺纹加工机10、110、210的一些实施例中的自调整模头系统700、800。图11展示了自调整模头系统700的第一实施例，该自调整模头系统包括具有多个卡盘爪720、和与扭矩传递组件715接合的齿部分的卡盘710。扭矩传递组件715包括中间轴725，该中间轴具有由卡盘710可旋转地驱动的卡盘输出齿轮740、和联接至中间轴725且与输出齿轮715相反的模头输入齿轮745，该模头输入齿轮被配置为由卡盘输出齿轮715可旋转地驱动。系统700进一步包括滑架742，用于支撑与卡盘710和扭矩传递组件715相反的模头746。模头746包括多个切割模具730和用于将模头746可旋转地联接至输入齿轮745的带齿部分。在操作中，使用者将管材14、114、214穿过卡盘710和模头746放置到驱动管770中，使得管材被驱动管770可旋转地支撑。接下来，使用者旋转卡盘710以使卡盘爪720围绕管材的外直径收紧。响应于卡盘710的旋转，卡盘710的齿部分开始旋转，从而将扭矩经由扭矩传递组件715传递至模头746以将模具730调整至与卡盘爪720相对应的相同径向位置。换言之，卡盘爪720和模具730同时自动调整到标称上相同的位置。在系统700的其他实施例中，扭矩传递组件715可以被不同于马达22、122、222的单独马达自动化。

图12展示了自调整模头系统800的另一实施例。系统800包括支撑在滑架842上的模头846和设置在模头846上的杠杆820，该模头具有带有探针850的多个切割模具830，该杠杆可从第一位置移动至第二位置或者反过来。探针850接触管道14、114、214的外直径以确定管材大小。在操作中，使用者将管材插入模头845中，将杠杆820从第一位置移动至第二位置，从而使探针850降低到管材的外直径上以确定管材大小。接下来，使用者将切割模具830的位置设定成与所确定的管材大小相对应，并将杠杆820从第二位置移动到第一位置从而缩回探针850。

参见图12，在自调整模头系统800的一些实施例中，在完成螺纹加工操作后，模具830自动释放管材14、114、214。

图13和图14展示了卡盘收紧系统900、1000，其可以结合到便携式管材螺纹加工机10、110、210、310的一些实施例中。图14展示了卡盘收紧系统900，该卡盘收紧系统包括第一卡盘910、与第一卡盘910间隔开的第二卡盘970、可旋转地联接这两个卡盘910、970的驱动管975、以及卡盘驱动轴940，该卡盘驱动轴具有用于可旋转地驱动卡盘910、970中的每一个的第一小齿轮和第二小齿轮950。系统900进一步包括与卡盘910、970中的每一个相对应的第一齿圈和第二齿圈960、以及可旋转地支撑卡盘驱动轴940且与第一卡盘910和第二卡盘970相对应的第一轴承和第二轴承930，这两个齿圈由相应的第一小齿轮和第二小齿轮950可旋转地驱动。卡盘驱动轴940可以由马达22（图1）驱动，并经由踏板30（图1）选择性地致动。在操作中，使用者可以将管材14、114、214、314插入卡盘910、970中。接下来，使用者可以按压踏板30，来启动马达22并使卡盘驱动轴940旋转。相应的第一小齿轮和第二小齿轮950也旋转，从而可旋转地驱动第一齿圈和第二齿圈960并且同时将这两个卡盘910、970夹紧到管材上。

在卡盘收紧系统900的一些实施例中，马达22可以是可旋转地驱动管材的同一马达22。此外，在其他实施例中，卡盘910、970可以是离心卡盘，其响应于管材的旋转而夹紧管材。

在卡盘收紧系统900的其他实施例中，系统900可以包括滑环（未示出）。滑环可以被配置用于将来自马达22的扭矩从关闭卡盘910、970传递至在卡盘910、970完全关闭时旋转管材。滑环可以进一步配置用于将来自马达22的扭矩从旋转管材传递至打开卡盘910、970。

图14展示了卡盘收紧系统1000的另一实施例。系统1000包括第一卡盘1010、与第一卡盘1010间隔开的第二卡盘1070、用于可旋转地驱动第一卡盘1010的驱动组件1018、以及用于向驱动组件1018提供扭矩的马达1022。驱动组件1018进一步包括齿轮箱1026和卡盘收紧驱动系统1040，该齿轮箱具有机械离合器和输出齿轮1030以用于为可旋转地联接至第一卡盘1010的主驱动器1035提供动力，该卡盘收紧驱动系统具有卡盘驱动轴1045，该卡盘驱动轴带有卡盘收紧齿轮1050以用于接合可旋转地联接至第一卡盘1010的卡盘收紧驱动器1055。主驱动器1035和/或卡盘收紧驱动器1055可以由马达1022驱动，并经由踏板30（图1）选择性地致动。在操作中，使用者可以将管材14、114、214、314插入卡盘1010、1070中并穿过驱动管1070。接下来，使用者可以按压踏板30，来启动马达1022并使卡盘主驱动器1035旋转。为了将卡盘1010、1070自动地收紧到管材的外直径上，使用者在用户界面1350上选择自动收紧模式、并致动踏板30，这将离合器移动成与卡盘驱动轴1045接合以可旋转地向卡盘收紧齿轮1050以及随后向卡盘收紧驱动器1055提供动力，从而将管材自动地夹持在卡盘1010、1070中。在管材被夹持在卡盘1010、1070内之后，离合器自动地与卡盘轴1045脱接合并继续旋转主驱动器1035。

图15和图16展示了可以结合到便携式管材螺纹加工机10、110、210、310的一些实施例中的自动管材卡紧系统1100。自动管材卡紧系统1100包括壳体1150、从动齿轮1120、以及涡旋板1190，该壳体具有爪板1110，该爪板带有位于壳体1150的前部和后部处的多个爪1180，该从动齿轮环绕爪板1110且被配置用于经由马达22（图1）来驱动爪板1110，该涡旋板抵接该爪板并且被斜面销壳体1160固持在位，该斜面销壳体具有多个斜面销1130和联接至斜面销1130的多个接合键1140。斜面销1130被布置用于在斜面销1130与涡旋板1190之间产生摩擦力。卡紧系统1100的壳体1150进一步包括驱动管1170，该驱动管联接至涡旋板1190并且在壳体1150的前部分与壳体1150的后部分之间延伸。驱动管1170被配置用于将管材14、114、214接纳在其中、在爪1180之间。

在自动管材卡紧系统1100的操作期间，使用者将管材14、114、214穿过驱动管1170插入、致动马达22，以驱动从动齿轮1120，从而使爪板1110开始旋转并使爪1180朝向管材的外直径伸出。一旦爪1180接触管材的外直径，涡旋板1190就开始与爪板1110共同旋转，因此克服了斜面销1130与涡旋板1190之间产生的摩擦力。随着涡旋板1190开始旋转，涡旋板1190将斜面销1130推入斜面销壳体1160中，从而将接合键1140拉入斜面销壳体1160中，使斜面销壳体1160与主工具壳体1150脱接合并自动卡紧管材。

在自动管材卡紧系统1100的一些实施例中，斜面销1130可以包括斜面角，该斜面角被配置用于控制涡旋板1190与斜面销1130之间的摩擦力。该斜面角对应于涡旋板1190在它可以与爪板1110共同旋转之前需要克服的阈值扭矩。在其他实施例中，来自斜面销1130的复位弹簧力可以确定阈值扭矩。

在一些实施例中，将马达的驱动方向反向使从动齿轮1120反向，从而使爪1180从管材的外直径缩回。在其他实施例中，位于壳体1150的前部分和后部分处的爪1180通过驱动管1170同时伸出或缩回。在其它实施例中，与其它常规自动卡紧系统相比，自动卡紧系统1100可以对电池包38（图1）的电池运行时间具有正面作用。

图17A至图17D展示了可以用于支撑螺纹加工机10、110、210、310的支架1200。支架1200包括桌台部分1215和直立支撑件1217，该桌台部分具有固定螺纹加工机10、110、210、310的多个安装件，锁定机构1220位于该直立支撑件上。支架1200进一步包括多个第一支撑腿1210和第二支撑腿1260、轮轴1265、以及手柄组件1235，这些支撑腿经由可旋转接头1270（例如，螺栓、螺钉等）彼此可枢转地联接，该轮轴可枢转地联接至第二支撑腿1260且具有多个轮子1230，该手柄组件与第一支撑腿1210集成。在螺纹加工机10、110、210、310从工作表面1205抬高的展开状态（图17A和图17D）下并且在使用中，手柄组件1235和轮子1230将螺纹加工机10、110、210、310支撑在工作表面1205上。

手柄组件1235包括：多个不同的抓握位置1240、1245、1250，以在螺纹加工机运输期间供使用者握住支架1200；以及装载滑橇1255，该装载滑橇联接至第一支撑腿1210，用于允许支架1200在进行运输（例如，被拉上楼梯）时更容易地在表面上行进。在其他情况下，装载滑橇1255可以将支架1200与工作表面1205间隔开一定高度，以便可以为使用者提供更多空间来握住各个抓握部分1240、1245、1250，同时维持与工作表面1205接触。第一抓握部分1240兼作脚以在其处于展开状态时支撑支架1200（图17A和图17D）。第二抓握部分1245从工作表面1205升高，使得使用者在提升支架1200时不必一直向下弯到表面1205来握住抓握部分1245。此外，当在粗糙表面（例如，砾石、泥土等）上运输支架1200时，第二抓握部分1245是有用的，因为第二抓握部分1245在支架1200与工作表面1205之间形成小角度，以将螺纹加工机10、110、210、310的重量传递至使用者而不是支架1200，从而允许使用者更容易越过障碍物。第三抓握部分1250有利于使用者，因为它允许在支架1200运输时将螺纹加工机10、110、210、310相对于工作表面1205以更大的角度偏斜，这允许使用者在运输期间更容易地平衡螺纹加工机10、110、210、310。类似地，当使用者在平坦表面上运输支架1200时，第三抓握部分1250允许使用者将螺纹加工机10、110、210、310的重量转移至轮子1230而不是使用者，这允许实现在平坦平面上的更容易运输。为了辅助使用者握住其中任何一个抓握部分1240、1245、1250，装载滑橇1255可以在它们与工作表面1205保持主恒定接触时使用，以维持手柄组件1235与工作表面1205间隔开。

在支架1200的一些实施例中，第三抓握部分1250可以包括锚固螺栓孔1251（图19A），使得支架1200可以栓接至工作表面1205上防止支架1200在重型管材14、114、214、314或其他附件安装至螺纹加工机10、110、210、310时翻倒。

图17B至图17D展示了支架1200在提升辅助机构1300的辅助下从其缩拢的、行进状态（图17B）到其展开的使用状态（图17D）的逐渐进展。提升辅助机构1300包括多个气体辅助弹簧1225，这些弹簧包括联接至第一支撑腿120的第一端、和经由多个支撑销1310联接至第二支撑腿1260的第二端。每个气弹簧1225沿着纵向轴线延伸，该纵向轴线垂直于可旋转接头1270的枢转轴线并与之偏离地定向。气弹簧1225被配置用于通过施加与每个弹簧1225成直线的力F_s（每个弹簧1225一个）以产生在腿对1210、1260之间的绕可旋转接头1270的力矩M_s来将支架1200连续地偏置至其展开状态（图17D），从而将支架1200连续偏置到展开位置。通过弹簧1225将支架1200连续地朝向展开状态偏置，这减少了使用者手动提升支架1200以及随后将螺纹加工机10、110、210、310提升到其展开状态的需要。在提升辅助机构1300的一些实施例中，可以校准气弹簧1225以将螺纹加工机10、110、210、310的展开提升重量减小到小于10 lbs。

继续参见图17A至图17D和图18A至图18C，为了将支架1200选择性地锁定在展开或缩拢状态，支架1200包括锁定机构1220。图18A展示了处于解锁位置的锁定机构1220。锁定机构1220包括：凸轮手柄1221，该凸轮手柄可枢转地安装在直立支撑件1217上且具有用于将手柄1221朝向锁定位置偏置的扭力弹簧1229（图18C）；支撑杆1222，该支撑杆联接至凸轮手柄1221并在直立支撑件1217之间延伸、并且具有设置在支撑杆1222两侧上的锁定衬套1223；锁定托架1228，该锁定托架安装在第二支撑腿1260的每一个上并且（其中一个）具有铆钉头1226，该铆钉头从托架1228的面向凸轮手柄1221的一侧侧向地突出；以及压缩弹簧1227，该压缩弹簧邻近于支撑杆1222的凸轮手柄1221侧位于支撑杆1222上、用于将衬套1223偏置成与锁定托架1228选择性地接合。每个锁定托架1228包括第一凹陷1230（图18C）和第二凹陷1231，当支架1200处于缩拢状态时衬套1223被接纳在该第一凹陷中，当支架1200处于展开状态时衬套1223被接纳该第二凹陷中。

为了将支架1200选择性地锁定在展开状态或缩拢状态，使用者首先将凸轮手柄1221向上（进入图18A所示的位置）旋转到释放位置。当手柄1221枢转至释放位置时，衬套1223侧向地滑离与第一凹陷1230的接合。然而，衬套1223没有移动远到足以越过铆钉头1226。因此，随着支架1200从缩拢状态向展开状态调整，衬套1223在铆钉头1226上滑动，该铆钉头起到凸轮表面的作用以进一步将衬套1223和附接的杆1222沿凸轮手柄1221的方向移位，从而释放凸轮手柄1221与直立件1217之间的摩擦，以准许扭力弹簧1229在衬套1223到达第二凹陷1231之前将凸轮手柄1221返回至其锁定位置。然后，当衬套1223到达第二凹陷1231时，弹簧1227反弹，从而将杆1222和附接的衬套1223推离凸轮手柄1221并进入第二凹陷1230中以将支架1200锁定在展开状态。同样，当将支架1200从展开状态调整到缩拢状态时，同样的过程反过来进行。当运输处于缩拢状态的支架1200时，有利的是将支架1200保持在锁定位置（图18B），因为锁定机构1220防止支架1200在运输期间意外地向前突倾。

图19A和图19B展示了安装在支架1200上的螺纹加工机10的一个实施例。图19A展示了处于展开的、使用中状态的螺纹加工机10抬高到工作表面1205上方。在这种状态下，使用者可以利用位于第一组导轨44下方无障碍物的区1400，以允许使用者选择性地安装滑架42（包括多个管材螺纹加工工具46、50、54）或任何其他类型的附件，比如滚槽机。另外，区1400可以在手柄47之间提供开放空间，使得使用者在运输螺纹加工机10时可以站在手柄47之间。

图19B展示了安装在支架1200上的螺纹加工机10的一个实施例，该螺纹加工机邻近于工作表面1205处于缩拢运输状态。在缩拢状态下，第二组导轨45可以兼作提升点，供使用者将支架1200向上提升并越过障碍物。此外，第二组导轨45可以被配置为接触工作表面1205的支撑立柱，使得通过导轨45和轮子1230的组合可以将螺纹加工机10以在竖直、直立的位置存放。此外，在展开状态下，安装托架1207被配置用于将主壳体51相对于参考平面P1沿着主轴轴线1500以一定角度A1（图17D）略微向前倾斜，其中管材螺纹加工工具46、50、54的高度低于主轴60，以准许在进行作业时润滑剂背离管材14、114、214流动。在一些实施例中，角度A1为1°-2°。替代性地，在缩拢状态下，主壳体51相对于参考平面P1沿着主轴轴线1500以角度A2略微向后倾斜，其中管材螺纹加工工具46、50、54的高度高于主轴60，以在润滑系统300与螺纹加工机10集成时促进系统300的排放。在一些实施例中，角度A2为1°-2°。

在以下权利要求中阐述了本实用新型的多种不同特征。

Claims (20)

1.一种便携式管材螺纹加工机，其特征在于，包括：

支架，管材支撑在该支架上；

由该支架支撑的滑架，至少一个管材螺纹加工工具支撑在该滑架上；

主轴，该主轴包括用于夹持该管材的多个卡盘爪，所述卡盘爪被配置为沿着行进路径朝向该管材的外表面径向地向内移动；

传感器系统，该传感器系统被配置用于确定所述卡盘爪沿着该行进路径并且相对于该管材的外表面的位置，该传感器系统被配置为在所述卡盘爪与该管材的外表面接合时输出与每个卡盘爪的位置相对应的信号；以及

与该传感器系统通信的电子控制器，

其中，响应于该传感器系统的信号输出，该控制器被配置用于确定该管材的外直径。

2.如权利要求1所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，进一步包括：

多个管材螺纹加工工具，该多个管材螺纹加工工具联接至该滑架并且能够选择性地操作来对该管材进行作业；

驱动组件，该驱动组件安装至该支架、包括无刷直流电动马达，该无刷直流电动马达可操作来向该管材提供扭矩；以及

电池包，该电池包由该支架支撑、并且与该马达选择性地电连通以向该马达提供电力。

3.如权利要求1所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该传感器系统包括沿所述卡盘爪的行进路径安装在该主轴上的多个传感器，该多个传感器被配置用于根据该多个传感器中被相应爪覆盖的传感器的数量来确定所述卡盘爪沿着该行进路径的位置。

4.如权利要求3所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，根据被所述爪覆盖的传感器的数量，该传感器系统被配置为与该控制器电通信以确定该管材的外直径的标称测得大小。

5.如权利要求1所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该传感器系统包括在所述卡盘爪的行进路径上安装在最外侧径向位置的线性电位计或接近度传感器，该线性电位计或接近度传感器被配置用于确定所述卡盘爪沿着该行进路径相对于该管材的外直径的径向位置。

6.如权利要求1所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该传感器系统包括沿所述卡盘爪的行进路径安装在该主轴上的多个开关，该多个开关被配置用于根据该多个开关中被相应卡盘爪按压的开关的数量来确定所述卡盘爪沿着该行进路径的位置。

7.如权利要求2所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该控制器被配置为响应于该传感器系统的信号输出来调整该至少一个管材螺纹加工工具。

8.一种便携式管材螺纹加工机，其特征在于，包括：

支架，管材支撑在该支架上；

由该支架支撑的滑架，至少一个管材螺纹加工工具支撑在该滑架上；

驱动组件，该驱动组件安装至该支架、包括电动马达，该电动马达可操作来向该管材提供扭矩；以及

联接至该支架的提升辅助机构，

其中，该支架可绕枢转轴线在缩拢状态与展开状态之间折叠，并且其中，该提升辅助机构被配置用于在从该缩拢状态调整至该展开状态期间向该支架施加绕该枢转轴线的力矩。

9.如权利要求8所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，进一步包括电池包，该电池包由该支架支撑、并且与该马达选择性地电连通以向该马达提供电力。

10.如权利要求8所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该可折叠支架进一步包括：

可绕该枢转轴线枢转的一对第一支撑腿和一对第二支撑腿；

联接至该一对第二支撑腿的多个轮子；以及

联接至该一对第一支撑腿的多个手柄，所述手柄中的每一个具有多个手柄抓握位置。

11.如权利要求8所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该提升辅助机构包括气弹簧，该气弹簧被配置用于将该支架连续偏置至该展开位置。

12.如权利要求11所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该气弹簧具有第一端和第二端，该第一端安装至该一对第一支撑腿之一，该第二端安装至该一对第二支撑腿之一，并且其中，该气弹簧的纵向轴线垂直于该枢转轴线并与之偏离地定向。

13. 如权利要求11所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该气弹簧向该支架施加的绕该枢转轴线的力矩产生10 lbs或更小的支架提升力。

14.如权利要求8所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，进一步包括凸轮手柄，用于选择性地将该支架锁定在该展开状态或该缩拢状态。

15.一种便携式管材螺纹加工机，其特征在于，包括：

支架，管材支撑在该支架上；

滑架，该滑架由该支架支撑；

主轴，该主轴包括用于夹持该管材的多个卡盘爪，所述卡盘爪被配置为朝向该管材的外表面径向地向内移动；以及

驱动组件，该驱动组件安装至该支架、包括电动马达，该电动马达可选择性地操作来向该管材供扭矩以使其旋转，并且使该主轴将所述卡盘爪收紧到该管材的外表面上。

16.如权利要求15所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，进一步包括电池包，该电池包由该支架支撑、并且与该马达选择性地电连通以向该马达提供电力。

17.如权利要求15所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该驱动组件进一步包括用于从该马达接收扭矩的齿轮箱，其中，该齿轮箱包括：

输出齿轮，用于可旋转地驱动主驱动器以使该管材旋转；

卡盘收紧齿轮，该卡盘收紧齿轮被配置为接合卡盘收紧驱动器，以可旋转地驱动所述卡盘爪；以及

离合器，该离合器被配置为选择性地接合该主驱动器或该卡盘收紧驱动器。

18.如权利要求17所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，进一步包括电子速度选择开关，该电子速度选择开关被配置用于选择性地启动该马达并调整该离合器以接合该卡盘收紧驱动器来执行自动卡紧操作，在该操作期间，所述卡盘爪收紧到该管材的外表面上。

19.如权利要求18所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，在该自动卡紧操作完成后，该离合器与该卡盘收紧驱动器脱接合并重新接合该主驱动器以继续使该管材旋转。

20.如权利要求18所述的便携式管材螺纹加工机，其特征在于，该电子速度选择开关是踏板。

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