专利名称：动力工具及用于该动力工具的操作方法
技术领域：
本发明涉及一种动力工具，尤其涉及一种可实现工作头的储存和快速更换的枪钻类动力工具。本发明还涉及用于上述动力工具的操作方法。
背景技术：
在现有的枪钻类动力工具中，通常包括电钻、电动螺丝刀和冲击钻。电动螺丝刀是用于将螺钉拧紧到工件上的一种常用的电动工具。当使用过程中需 要拧紧不同规格的螺钉的时候，根据螺钉规格的不同更换不同的工作头，也就是批头，即要把原来安装的工作头取下，然后装上另一种结构的工作头。在需要频繁更换工作头的使用场合下，给操作者带来了极大的不便，一方面造成了更换工作头烦琐，另一方面取下的工作头随处放置容易丢失。虽然，在一些手动工具中有一些能实现工作头的储存和快速更换，但是由于手动工具的固有缺点，即扭矩小，操作费劲，使得操作者很容易疲劳，造成效率低下，不适合在工业产业中作为专业的工具使用。中国实用新型专利CN201086280Y揭示了一种多刀头电动工具，包括电动工具主体和多刀头转轮结构，多刀头转轮结构包括一个可收容多个刀头的多刀头转轮筒，多刀头转轮筒可轴向滑动的与工具主体相连，当多刀头转轮筒滑动到远离工具主体的位置时，可通过旋转多刀头转轮筒从而选择需要的刀头。但是在多刀头转轮筒远离工具主体时，其主轴是裸露在外的，灰尘、粉末会在多刀头转轮筒滑动的过程中进入电动工具内部或者多刀头转轮筒的内部，时间长了会造成多刀头转轮筒无法旋转进行刀头选择，或者直接导致电动工具无法使用。而且工作的时候工作头是抵在工件上，这样主轴需要承受反方向的作用力，主轴会给传动机构带来压力从而传动机构不能把扭矩传递到主轴。另外，由于电动工具在使用过程中的随意性，因此停机时主轴上安装工作头的筒壁的角度是不确定的，而工作头退回转轮筒的角度也是不确定的，所以在更换工作头的过程中，就有可能存在主轴的筒壁的角度与工作头角度的错位，造成工作头无法正确、顺利进入主轴的情况。中国实用新型专利CN201086280Y揭示了多刀头转轮筒与开关联动，当多刀头转轮筒滑动到远离工具主体的位置时，可通过旋转多刀头转轮筒从而选择需要的刀头；当多刀头转轮筒滑动回到工具主体时，其带动联动杆移动，联动杆会触压到开关使电机工作，旋转一定的角度使套筒角度与刀头角度相配合。一方面，经常性的短时启动电机容易造成电机寿命减短或者损坏；另一方面套筒与刀头之间错开的角度一般不会很大，一般情况下刀头的柄为六角形的，其余与套筒错开的角度不会超过60度，而即使电机微动一下也要转好多圈，如果电机旋转的不到位，不但刀头无法准确、顺利进入套筒，还有可能造成电机或者刀头的损坏。而且，在更换刀头时，需要先将刀头退回至转轮筒，为了防止转轮筒轴向移动时刀头被磁铁吸住而从转轮筒中离开，中国实用新型专利CN201086280Y揭示了其通过在刀头上设置固定环的方式以防止刀头与转轮筒脱开，但是这样的刀头需要特别订制，使得工具的使用不具有通用性。而且直接通过主轴带动刀头旋转比较不稳定，因为主轴的长度越长，主轴的跳动就越大，给工具的使用者带来一些潜在的危险。再者，因为转轮筒需要轴向移动与主轴分开，很容易进入灰尘等杂物而无法清洗。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工作可靠的动力工具。本发明的另一个目的在于提供一种工作效率较高的动力工具的操作方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种动力工具，包括机壳；马达，设置在机壳内，并输出旋转动力；输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔；传动机构，设置在马达和输出轴之间并可将马达输出的旋转动力传递给输出轴；存储夹，设置于机壳内，所述存储夹包括用于收容若干个并列设置的工作头的收容仓；主轴，所述主轴能够在穿过收容仓与若干个工作头之一配接并使若干个工作头之一位于收容孔内的工作位置以及与所述若干个工作头之一分开的释放位置之间轴向运动；所述动力工具还包括设置在机壳和主轴之间的限位机构，所述限位机构包括可操作地在两个位置间运动的限位块，在第 一位置，所述主轴处于工作位置，所述限位块限制主轴向远离工作头的方向运动，在第二位置，所述主轴处于释放位置，所述限位块允许主轴向远离工作头的方向运动。优选的，所述动力工具还包括设置于机壳上能够沿主轴轴向移动的操作件，所述操作件带动所述主轴轴向运动。优选的，所述操作件上设有与限位块相抵的解锁部，所述操作件通过所述解锁部带动限位块在第一位置和第二位置之间运动，并且在所述第二位置，所述操作件能够带动所述主轴轴向运动。优选的，所述存储夹的一部分收容在所述机壳内，另一部分被所述操作件覆盖并且随着操作件移动而露出。优选的，所述操作件和机壳二者之一上沿主轴轴向设有导向槽，所述操作件和机壳二者之另外一个上设有与导向槽相配的导轨，所述操作件通过所述导轨在导向槽内滑动而相对于机壳沿主轴轴向运动。优选的，所述操作件内部沿所述主轴轴向间隔的设有第一凸块和第二凸块，所述主轴远离所述存储夹的一端设有固定块，所述固定块相对于主轴轴向固定并且位于所述第一凸块和第二凸块之间，所述固定块能够在第一凸块和第二凸块之间轴向运动。优选的，所述机壳沿主轴轴向可分为设有马达的马达部，设有传动机构的传动部，设有存储夹的存储部，所述主轴处于工作位置时，所述操作件轴向与所述传动部和存储部重叠；所述主轴处于释放位置时，所述操作件轴向与所述马达部重叠，与所述传动部部分重叠。优选的，所述限位块围绕垂直于主轴轴向的枢轴旋转。优选的，所述限位块围绕平行于主轴轴向的枢轴旋转。优选的，所述限位块沿着垂直于主轴轴向的方向直线运动。优选的，所述主轴的一端与所述传动机构可传递扭矩的连接，所述主轴的另一端能够与所述输出轴连接并通过输出轴驱动工作头旋转。优选的，所述限位机构还包括向第一位置抵压限位块的弹性元件。优选的，所述机壳内设有齿轮箱，所述传动机构收容在所述齿轮箱内，所述齿轮箱和存储夹之间设有齿轮箱盖板。优选的，所述存储夹可旋转的支撑在机壳和所述齿轮箱盖板之间。优选的，所述传动机构包括与马达相连的行星齿轮减速机构以及与所述主轴相连的小齿轮机构，所述齿轮箱内设有位于所述行星齿轮减速机构与所述小齿轮机构之间的隔板。优选的，所述小齿轮机构包括与所述行星齿轮减速机构连接的第一齿轮、与所述主轴连接的第三齿轮以及同时与第一齿轮和第三齿轮啮合的第二齿轮。本发明还涉及一种动力工具的操作方法，所述动力工具包括机壳；马达，设置在机壳内，并输出旋转动力；输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔；传动机构，设置在马达和输出轴之间并可将马达输出的旋转动力传递给输出轴；存储夹，设置于机壳内，所述存储夹包括用于收容若干个并列设置的工作头的收容仓；主轴，所述主轴能够在穿过收容仓与若干个工作头之一配接并使若干个工作头之一位于收容孔内的工作位置以及与所述若干个工作头之一分开的释放位置之间轴向运动；所述动力工具还包括设置在机壳和主·轴之间的限位机构，所述限位机构包括可操作地在两个位置间运动的限位块，在第一位置，所述主轴处于工作位置，所述限位块限制主轴向远离工作头的方向运动，在第二位置，所述主轴处于释放位置，所述限位块允许主轴向远离工作头的方向运动，所述操作方法包括以下步骤1)操作限位块处于第二位置，解除限位块对主轴轴向运动的限制；2)移动主轴处于释放位置；3)操作存储夹，选择需要的工作头；4)移动主轴回复至工作位置。优选的，所述动力工具还包括设置于机壳上能够沿主轴轴向移动的操作件，所述操作件带动所述主轴轴向运动，所述操作件上设有与限位块相抵的解锁块，所述操作件通过所述解锁块带动限位块在第一位置和第二位置之间运动，所述操作方法还包括通过轴向移动操作件使限位块处于第二位置后，继续移动操作件并带动主轴处于释放位置。优选的，所述操作存储夹的方式为旋转存储夹。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明的动力工具在工作过程中能有效的限制主轴移动，确保了较高的可靠性。
图I是本发明优选实施方式中的动力工具处于工作状态时的剖视图。图2是图I中的动力工具处于更换工作头状态时的剖视图。图3是图I中动力工具的部分立体分解图。图4是图I中动力工具传动部分的立体图。图5是图I中动力工具的滑盖的立体图。图6是图I中动力工具的限位机构第一实施方式的示意图，此时限位机构处于锁定状态。图7与图6相似，其中限位机构处于解锁状态。图8是图I中动力工具的限位机构第二实施方式的示意图，此时限位机构处于锁定状态。图9与图8相似，其中限位机构处于解锁状态。图10是图I中动力工具的限位机构第三实施方式的示意图，此时限位机构处于锁定状态。图11与图10相似，其中限位机构处于解锁状态。图12是图2中动力工具更换工作头时限制工作头后退的第一实施方式的示意图。图13是图12中阻挡件处于第一位置的示意图。图14是图12中阻挡件处于第二位置的示意图。图15是图2中动力工具更换工作头时限制工作头后退的第二实施方式的示意图。图16是图15中阻挡件处于第一位置的示意图。图17是图15中阻挡件处于第二位置的示意图
图18是图I中动力工具的输出轴的第一实施方式的示意图。图19是图18中动力工具的输出轴的主视图。图20是图I中动力工具的输出轴的第二实施方式的示意图。图21是图20中动力工具的输出轴的主视图。图22是图I中动力工具的输出轴的第三实施方式的示意图。图23是图22中动力工具的输出轴的主视图。其中，I.机壳2.电机 3.传动机构4.输出轴5.工作头快换机构 6.电池7.按钮开关8、8a、8b.限位机构 9.工作头11.手柄13.前壳 15.导向槽21.电机轴22.齿轮箱 30.小齿轮机构31.行星齿轮减速机构40.套筒41.通孔42.径向凸起43.内台阶 45.沉槽50.固定块51.主轴 52.存储夹53.滑盖54.钢帽 56. U型弹簧57.弹片81、81a、81b.限位块 82、82a.销轴83.扭簧83b.弹簧 131.开孔221.隔板223.齿轮箱盖板225.拱形件301.第一齿轮302.第二齿轮303.第三齿轮411.底面412.侧面 413.侧边421.斜面511.磁铁 512.环形凹槽521.工作头收容仓522.压板 523.开口526. U型槽532.解锁块533.斜面535.第一凸块536.第二凸块537.防滑条571.弹性末端813.侧面
具体实施例方式在本发明动力工具的优选实施方式中，动力工具为动力螺丝刀，根据动力源的不同可分为气动螺丝刀、液动螺丝刀和电动螺丝刀，电动螺丝刀里也有直流和交流之分，本发明优选以直流电动螺丝刀为例进行具体说明。
参照图I到图3所示,该直流电动螺丝刀包括机壳I、马达2、电池6、传动机构3、工作头快换机构5和输出轴4。机壳I由左右对称的两个半壳体通过螺钉(未图示)合拢组装而成，其具有水平部分和与水平部分呈角度K设置的手柄11部分，本发明优选的角度K在100度到130度之间，这样握持手柄11操作时会比较舒适。在手柄11部分的上部设有按钮开关7,电池6固定在机壳2手柄11部分的底部,传动机构3部分固定收容在机壳I的水平部分内。作为优选的实施方式，该电池6可以是锂离子电池。需要说明的是，这儿所说的锂离子电池是负极材料为锂元素的可充电电池的总称，依据正极材料的不同，其可构成许多体系，如“锂锰”电池，“锂铁”电池等。在本实施方式中，锂离子电池为一节3. 6V (伏)的锂离子电池。当然，电池6也可以是镍镉、镍氢等本领域技术人员熟知的电池类型。传动机构3由后向前(以图面的右侧为后)包括由马达2驱动的行星齿轮减速机构31和小齿轮机构30，其中小齿轮机构30与工作头快换机构5相连，并通过工作头快换机构5将马达2的旋转运动传递给输出轴4。其中工作头快换机构5包括用于储藏不同的工作头的存储夹，这里的工作头主要指电动螺丝刀常用的十字批头、一字批头等，通过设置工作头快换机构5可以在电动螺丝刀拧紧或松开不同的螺钉时快速更换不同的工作头。·
根据以上电动螺丝刀的组成，电动螺丝刀可依次由后向前(以图面的右侧为后)分成设置马达的马达部D，设置传动机构3的传动部C，设置存储夹的存储部B以及设置输出轴的输出部A。本发明优选实施方式中的马达为电机2，电机2具有自电机壳体向前延伸出的电机轴21。电机2固定在机壳I中，一齿轮箱22固定在机壳I内并位于电机2的前部,齿轮箱22用于收容行星齿轮减速机构31和小齿轮机构30。其中行星齿轮减速机构31具有三级减速系统，电机轴21延伸与行星齿轮减速机构31啮合，行星齿轮减速机构31将旋转运动传递给小齿轮机构30。这样电机2运行时，通过行星齿轮减速机构31、小齿轮机构30，最终由输出轴4输出。在本实施方式中，减速机构由三级减速系统构成来获得所想要的输出转速，在其他实施方式中，视所需要输出的转速，减速机构可以只包括一级或二级减速系统，也可以包括更多级减速系统。小齿轮机构30也收容在齿轮箱内22，通过在在行星齿轮减速机构31和小齿轮机构30之间设置隔板33将二者隔开，而齿轮箱22和工作头快换机构5之间设置齿轮箱盖板223，这样可将传动机构3与存储夹52隔开，即传动机构3和存储夹52是相互独立的。小齿轮机构30包括与行星齿轮减速机构31可传递扭矩连接的第一齿轮301，与工作头快换机构5连接的第三齿轮303以及与第一齿轮301和第三齿轮303啮合的第二齿轮302，第二齿轮302将第一齿轮301的旋转传递给第三齿轮303，每个齿轮的两端通过轴套进行支撑。隔板221的中部设有供第一齿轮301的轴穿过的孔，隔板221的端面设有用于安装轴套的凹槽，支撑小齿轮机构30的后轴套固定在隔板221上，前轴套固定在齿轮箱盖板223上，齿轮箱盖板223与齿轮箱22可通过螺钉、卡扣等固定相连，如此，即可以把小齿轮机构30与行星齿轮减速机构31分开，同时又可以将两者封闭，防止灰尘、粉末等进入传动机构3内部，也能够防止润滑油的泄漏。另外，设置三个齿轮只是为了使工具的内部空间更加紧凑，从而不影响外部的美观。当然，也可以根据需要设置成两个齿轮，一个与行星齿轮减速机构31相连，另一个与夹头快换机构5相连。另外，传动机构3并不局限于以上所述的形式，传动机构3可以只包括行星齿轮减速机构31，或者只包括小齿轮机构30，或者其他的旋转运动传递机构，如棘轮机构、润轮机构等等。工作头快换机构5，连接在输出轴4和小齿轮机构30之间，包括与第三齿轮303可传递扭矩连接的主轴51、工作头存储夹52以及操作主轴51轴向移动以穿过或者离开工作头存储夹52的滑盖53。主轴51能够与输出轴4连接并带动输出轴4旋转，机壳I上连接有前壳13，工作头存储夹52的一部分收容在前壳13内，另一部分被滑盖53覆盖随着滑盖53的移动而露出。本发明优选的存储夹52为圆筒状，方便旋转，同时占用空间小，当然也可以设置成方形的或者三角形的等等。在电动螺丝刀工作的时候，滑盖53与前壳13抵接，这样可以把工作头存储夹52与主轴51都封闭起来。齿轮箱盖板223上对应主轴51的位置设有供主轴51穿过的孔，齿轮箱22上围绕主轴51轴线延伸有拱形件225，拱形件225可以与齿轮箱22 —体设置，也可分开设置，通过设置拱形件225可以将主轴51部分封闭起来，在电动螺丝刀进行更换工作头的9时候，即滑盖53移动到最后端的位置也不会把主轴51裸露出来，这样可防止灰尘、粉末等进入工具的内部。而且，齿轮箱盖板223延伸到拱形件225的端面，从而沿轴向将传动机构3整体封闭在一起。在工作过程中，滑盖53可以将 工作头存储夹52封闭起来，从而防止灰尘进入，在需要更换工作头时，移开滑盖53即可露出工作头存储夹52，方便选择不同的工作头，这样就需要滑盖53具有一定的长度，在滑盖53移动到与前壳13抵接的工作位置时，滑盖53与存储部B和传动部C轴向重叠，在滑盖53移动到可更换工作头的位置时，滑盖53与马达部D轴向重叠，并与传动部C部分轴向重叠。当然，滑盖53移动的方式还有很多，比如滑盖53可旋转的安装于机壳I上，在覆盖存储夹52和露出存储夹52的两个位置间旋转；或者类似于移门的方式，可以打开或者闭合；或者是枢转的连接于机壳I的窗的方式等等，都可以实现工作时将存储夹52封闭，需要更换工作头时将存储夹52露出。输出轴4为套筒形式，其内可安装工作头9，并能够带动工作头9旋转，本发明通过主轴51插入输出轴4并带动输出轴4旋转，进而通过输出轴4带动工作头9旋转的方式将旋转运动传递给工作头9，这样可以使用标准的工作头9，而且无需在主轴51上开设收容工作头9的孔，避免主轴51直径过大增加整机的重量和体积。输出轴4通过一套筒40支撑在前壳13的轴向开孔131内，套筒40固定在前壳13的开孔131内，给输出轴4提供径向支撑和轴向定位。这样，直接带动工作头9旋转的为输出轴，缩短了扭矩传输的距离，从而工具的使用更加可靠。以上所述的为主轴通过输出轴间接带动工作头旋转的方式，但是，本领域技术人员很容易想到其他的传输方式来替代，比如主轴直接带动工作头旋转，即主轴直接与工作头以可传递扭矩的方式连接。图I到图3配合参照图5所示，主轴51为六方轴，主轴51上轴向固定的设有一固定块50，主轴51的后端可转动的抵在固定块50上，滑盖53可通过与固定块50相连的方式带动主轴51移动。滑盖53的内部沿主轴51轴向间隔设有第一凸块535和第二凸块536，在电动螺丝刀的工作状态，第一凸块535与固定块50轴向间隔有距离S，当滑盖53向后滑动，即向着马达2的方向滑动，滑动了距离S之后，第一凸块535与固定块50轴向抵接，从而滑盖53带动固定块50继而带动主轴51轴向向后移动；在电动螺丝刀可更换工作头的状态，第二凸块536与固定块50轴向间隔有距离S，当滑盖53向前滑动，即向着输出轴4的方向滑动，滑动了距离S之后，第二凸块536与固定块50轴向抵接，从而滑盖53带动固定块50继而带动主轴51轴向向前移动。当然，滑盖53带动主轴51移动的方式还有很多，如可以在主轴51上设置环绕其外周一周的环槽，滑盖53通过一销钉或者钢丝环伸入到环槽中与主轴51相连，这样既不影响主轴51的旋转，也不影响滑盖53带动主轴51的移动。滑盖53的边缘设有导轨531，相应的机壳I上设有导向槽15，滑盖53通过其导轨531安装在导向槽15内可相对于机壳I沿轴向滑动。当然，也可以是滑盖53上设置导向槽，机壳I上设置导轨的方式使得滑盖移动。另外，滑盖53外部的两侧设置有凹或凸的防滑条537，在操作者手指卡住滑盖53移动时可防止打滑。工作头存储夹52可旋转的支撑在齿轮箱盖板223和前壳13之间，工作头存储夹52上沿其圆周方向均匀分布有多个工作头收容仓521，工作头收容仓521沿工作头存储夹52轴向一部分封闭，一部分外圆周敞开，这样方便操作者选择工作头9时能够从敞开的部分很容易看到工作头9头部的形状，从而快速选择需要的工作头9。当然，本领域技术人员很容易想到，工作头收容仓521也可以是全封闭的，只需在对应的位置进行标识，或者直接将工作头存储夹52做成透明的，都可以方便识别。另外，可以在工作头存储夹52和齿轮箱盖板223之间进行弹性定位，即在工作头存储夹52面对齿轮箱盖板223的端面上对应工作 头9的位置设置凹槽，齿轮箱盖板223上设置受弹簧抵压的钢帽，或者弹片，那么，工作头存储夹52每转过一个工作头9都会发出钢帽或者弹片落入凹槽的提示声音，从而更加方便操作者选择工作头9，而且因为这些位置是预先设置好的，可以避免工作头存储夹52旋转的角度与主轴51错开。前面所述的是通过存储夹旋转的方式选择不同的工作头，当然也可以通过存储夹直线运动的方式，比如工作头沿着存储夹的径向并排设置，选择工作头时就需要沿径向推动存储夹。另外本发明优选的实施方式中存储夹是轴向固定的，通过主轴轴向运动带动工作头进入输出轴而进行工作，当然也可以设置成主轴轴向固定，通过存储夹轴向移动再旋转或者径向移动以选择工作头的方式，从而也能够实现不用取下工作头就可以实现工作头的快速更换。主轴51的前端设有磁铁511，用于吸附工作头9，当选择好工作头9时，可操作滑盖53带动主轴51穿过收容该工作头9的工作头收容仓521，工作头9被主轴51上的磁铁511吸附，并在主轴51的推动下离开工作头收容仓521，进入输出轴4。工作的时候，主轴51带动输出轴4旋转，输出轴4带动工作头9旋转。电动螺丝刀在进行操作的时候需要将工作头9轴向抵压在螺钉或者工件上，这样工作9头会受到一个反向的轴向力作用，会产生主轴51的后移，本发明为解决这个问题提出了三种解决方案，以下分别进行说明。参照图4到图7所示，主轴51的后端临近固定块50的地方设有防止主轴51后退的限位机构8，限位机构8包括可枢转的限位块81，沿限位块81枢转方向偏压限位块81的扭簧83。其中限位块81的一端抵住固定块50，另一端通过一销轴82安装在齿轮箱22上或者机壳I上，销轴82的轴线平行于主轴51的轴线，限位块81能够围绕销轴82在一定角度范围内旋转。扭簧83的一端固定在限位块81上，另一端抵在齿轮箱22上或者机壳I上，扭簧83的弹力使限位块81保持在与固定块50相抵的第一位置(图4和图6所示)。这样的限位机构8最好设置两个，沿主轴51的轴线对称分布，这样可以保持受力平衡，使主轴51的轴向限位更加可靠。当需要移动主轴51时，通过滑动滑盖53即可以解除对主轴51移动的限制。滑盖53内部设有与限位块81相配的解锁块532，解锁块532上设有斜面533，当滑盖53向后移动时，斜面533与限位块81的一个侧面813接触，并且限位块81在斜面533的带动下克服扭簧83的弹力作用围绕销轴82旋转，直至限位块81与固定块50脱开，固定块50被解锁，从而限位块81处于允许主轴51轴向运动的第二位置(图7所示)。主轴51继续轴向移动，限位块81被卡在固定块50的两端，此时就可以进行更换工作头。由此可以看出，在滑盖53带动主轴51移动前先滑动距离S是解除限位块81对主轴51轴向运动的限制，故距离S只要满足滑盖53的移动能够解除限位块81对主轴51轴向运动的锁定即可。工作头更换好后，滑盖53前移，带动主轴51和固定块50也向前移动，解锁块532上的斜面533与限位块81的侧面813再次接触并随着滑盖53的前移而分开，限位块81在扭簧83的作用下重新回到与固定块50轴向相抵的位置，这样电动螺丝刀工作的时候，主轴51前端伸入输出轴4,设在主轴51后端的固定块50被限位块81轴向抵住,这样主轴51的轴向运动被限制，即主轴51无法后退，从而电动螺丝刀的使用更加可靠。参照图8和图9所示，为限位机构8的第二种实施方式，与上述限位机构8不同的是，销轴82a的轴线垂直于主轴51的轴线，限位块81a的一端与销轴82a枢轴连接，另一端 形成为钩状，勾在固定块50上，这样固定块50也能够被限制向后移动，从而限位块81a处于锁定主轴51轴向运动的第一位置(图8所示)。滑盖53移动使其解锁块532上的斜面533与限位块81a接触，限位块81a在斜面533的导向下围绕销轴82a旋转并解除对固定块50的锁定，从而限位块81a处于允许主轴51轴向运动的第二位置(图9所示)。本实施方式中限位机构8a的作用原理与第一实施方式相同，这里不再赘述。参照图10和图11所示，为限位机构8的第三种实施方式，限位机构8b包括限位块81b和弹簧83b，限位块81b相对于机壳I轴向固定，限位块81b能够沿垂直于主轴51轴线的方向直线运动，弹簧83b的一端收容在限位块81b内，另一端与机壳I或者齿轮箱22相连，弹簧83b偏压限位块81b使其保持在轴向与固定块50相抵的第一位置(图10所示)。在本实施方式中，也是通过设置在滑盖53内的斜面533与限位块81b相互作用来解除对固定块50轴向运动的锁定，限位块81b克服弹簧83b的弹力直线运动到解除对主轴51锁定的第二位置(图11所示)。这里的斜面533的倾斜方向可以根据限位块81b运动的方向来选择，如限位块81b沿垂直于主轴51轴线的水平方向运动，斜面533相对于主轴51轴线的方向和竖直方向形成的平面倾斜；限位块81b沿垂直于主轴51轴线的竖直方向运动，斜面533相对于主轴轴线的方向和水平方向形成的平面倾斜；限位块81b沿与垂直于主轴51轴线的水平方向呈角度的方向运动，这样限位块81b具有沿水平和竖直两个方向上的分量，故斜面533的倾斜方向可有多个选择，本领域技术人员可以很容易的想到，这里不再赘述。以上所述的限位机构8的三种实施方式，均是通过滑盖53移动来解除限位块81对主轴51轴向运动的锁定，因为滑盖53也要带动主轴51轴向移动，这样就需要滑盖53先移动一段距离，即先解除限位块81对主轴51轴向运动的锁定，才能再带动主轴51轴向移动，滑盖53内部带动主轴51移动的第一凸块535与固定块50轴向间隔设置,轴向间隔的距离可通过斜面533的倾斜角度及限位块81与固定块50径向重叠的最大距离来确定。当然，本领域技术人员也很容易想到无需通过滑盖53移动的方式也可以实现解除限位块81对主轴51轴向运动的锁定，如在机壳I外设置与限位块81相连的旋钮，通过旋转旋钮带动限位块81克服弹簧力旋转或者移动；或者在机壳I外设置与限位块81相连的拨钮或者按钮，通过推动拨钮或者按压按钮也能够带动限位块81克服弹簧力旋转或者移动等等，都可以实现解除限位块81对主轴51轴向运动的锁定。
另外，可以在滑盖53和机壳I或者齿轮箱22之间设置弹性元件，滑盖53后退到末端位置时可被机壳I上的锁扣卡住，当滑盖53被释放时可在弹性力下自动回复至工作状态的位置。在需要电动螺丝刀工作的时候，主轴51在滑盖53的带动下前移，推动已选择的工作头进入输出轴4，当需要更换工作头时，主轴51在滑盖53的带动下后退，因为主轴51与工作头接触的一端设有磁铁511，所以主轴51会带动工作头回到工作头存储夹52的工作头收容仓521内。而如果主轴51继续后移，会带动工作头从工作头收容仓521内出来，导致无法更换工作头，如果操作者没有发现而旋转工作头存储夹52时，很有可能导致工具的损坏。本发明为解决这个问题提出了两种解决方案，以下分别进行说明。参照图3和图12到图14所示，为限制工作头随主轴51后退的第一种实施方式。 工作头存储夹52面对齿轮箱22的一端设有压板522，压板522能够随着工作头存储夹52一起旋转，压板522可与工作头存储夹52 —体式设置，也可分开设置，本实施方式优选为分开设置，既方便加工，也容易装配。压板522对应工作头收容仓521的位置设有开口 523，用于穿过主轴51，在开口 523面对工作头存储夹52的端面上设置有U型槽526，用于收容U型弹簧56，U型弹簧56在自由状态时有部分与开口 523是重叠的，U型槽526的设计给U型弹簧56的弹性变形预留有空间。因为本发明优选的工作头收容仓521的数量为6个，相应的开口 523数量也为6个，U型槽526和U型弹簧56的数量同样为6个，当然本领域技术人员很容易想到，开口 523、U型槽526和U型弹簧56也可以只设置一个，即压板522相对于齿轮箱22固定设置，这样主轴51每次穿过的为同一个开口 523，不会影响旋转工作头存储夹52以选择工作头。当主轴51后退并在磁铁511的作用下带着工作头向后移动时，U型弹簧56会弹性变形卡在主轴51上，即U型弹簧56处于允许主轴51运动的第一位置(参照图13)。因为主轴51连接工作头的端部和工作头连接主轴51的端部都具有倒角或者倒圆，当主轴51连接工作头9的端部离开压板522的开口 523时，U型弹簧56回复自由状态，将开口 522的部分挡住，工作头9随着主轴51继续后退时被U型弹簧56阻挡，即U型弹簧56处于限制工作头9后退的第二位置(参照图14)。这样主轴51与工作头9分开，可以任意的旋转工作头存储夹52以选择需要的另一个工作头9。在动力螺丝刀工作的时候，为了防止U型弹簧56给主轴51的旋转造成阻力，可在主轴51上轴向对应U型弹簧56的位置处设置环绕主轴51 —周的环形凹槽512，这样U型弹簧56不会对主轴51的旋转造成干涉。参照图15到图17所示，为限制工作头9随主轴51后退的第二种实施方式。齿轮箱盖板223上固定有一弹片57，弹片57设置在工作头存储夹52和齿轮箱盖板223之间，弹片57上设有至少一个弹性末端571，弹性末端571部分伸入齿轮箱盖板223上的孔内，这样通过弹性末端571的弹性变形，也能够实现卡住工作头9，防止主轴51后退时带动工作头9离开工作头存储夹52。参照图16，弹性末端571处于允许主轴51运动的第一位置；参照图17，弹性末端571处于限制工作头9后退的第二位置。根据本实施方式，本领域技术人员很容易想到，可以直接将弹性末端571卡在齿轮箱盖板223上，或者设置刚性的固定片，固定片可通过弹性作用在部分遮挡齿轮箱盖板223上的孔和离开齿轮箱盖板223上的孔两个位置间运动。一般情况下，输出轴4沿轴向设置内六方孔，以便带动六方的工作头9旋转。但是如果工作头9在主轴51的带动下进入输出轴4时，如果工作头9的六方外型与输出轴4内六方孔角度错开，会给操作者带来很大的不便。为了防止这种情况的发生，本发明对输出轴4的结构进行了改进，参照图18到图19所示，为输出轴4的第一种实施方式，输出轴4沿轴向设置通孔41，通孔41内设有用于将输出轴4的扭矩传递给工作头9的扭矩传递部以及带动工作头与扭矩传递部相配的校正部，扭矩传递部为设置在通孔41内的至少一个径向凸起42，径向凸起42能够与六方的工作头9的其中一个面抵靠并限制工作头9相对于输出轴
4旋转。校正部为通孔41内设置于临近传动机构3 —端的斜面421，当工作头9与斜面421接触时能够在斜面421的导向下带动输出轴4或者工作头9旋转以使得通孔41与工作头9相配，也就是说，斜面421起到了工作头9进入通孔41时校正工作头9相对径向凸起42的位置，即工作头9和输出轴4相对旋转，从而防止工作头9的棱角被径向凸起42卡住，以便工作头9能够顺利进入通孔41内。本发明优选的斜面421沿着圆周方向倾斜，这样工作 头9和输出轴4相对旋转的引导方向更加明确。在本实施方式中，径向凸起42设置12个，沿着圆周方向均勻分布，从而输出轴4的正截面形成为每个凸起为150度的十二角形,这里的十二角形是由两个六方形圆周方向间隔30度叠加而成。当主轴51推动工作头9进入输出轴4时，如果工作头9的六方与输出轴的十二角错开，那样工作头9的六个角会抵在斜面421上，工作头9轴向移动，在斜面421的沿圆周方向倾斜的导向下，工作头9或者输出轴4旋转直到工作头9的角与输出轴4的通孔41相配，从而工作头9顺利的进入输出轴4。另夕卜，径向凸起42和斜面421可以连接在一起，径向凸起42沿输出轴4轴向延伸，这样与工作头9的接触面积更大，传递扭矩的效果更好。当然，径向凸起42和斜面421也可以分开设置，轴向断开或者圆周方向错开的方式等等。参照图20到图21所示，为输出轴4的第二种实施方式，通孔41内的径向凸起42只设置一个，为十二角形的其中一个角，同样的径向凸起42的一端设置斜面421，斜面421沿着圆周方向倾斜，同样的，输出轴4通过一个径向凸起42就能带动工作头9旋转，而且通过一个斜面421的导向也能实现工作头9或者输出轴4的旋转从而使工作头9顺利进入输出轴4。但是，工作头收容仓521和工作头9之间总会有间隙存在，而每次主轴51带动工作头9进入输出轴4前，工作头9的轴线和主轴51的轴线会存在偏差，这样工作头9能够在输出轴4内径向运动的空间就很小，为了在工作头9进入输出轴4时使工作头9相对于输出轴4具有更大的运动空间，可以在通孔41内进一步设置导向部，导向部为设置在通孔41内临近工作头存储夹52的一端的内台阶43，内台阶43的内径大于通孔41的内径，内台阶43与通孔41之间通过斜面过渡，内台阶43沿轴向的高度大致等于斜面421沿轴向的高度，这样在工作头9刚进入输出轴4时，工作头9相对于输出轴4具有更大的旋转或者轴向运动的空间,从而进入输出轴4更加顺利。参照图22和图23所示，为输出轴4的第三种实施方式，为了防止工作头9进入输出轴4时刚好是工作头9外围六方的尖正对径向凸起42的尖部，可以在输出轴4通孔41内与径向凸起42在中心相对的位置设置与内台阶43相通的沉槽45，中心相对在这里指的是与径向凸起42的尖部中心对称的点位于沉槽45的两条侧边413之间，沉槽45具有与通孔41相连的底面411及两个侧面412，底面411与通孔41之间倾斜过渡，容易把工作头9导向到通孔41内，两个侧面412沿着圆周方向倾斜，这样当工作头9进入输出轴4且工作头9外围六方的尖正对径向凸起42的尖部时，工作头9径向运动至沉槽45，并在侧面412的导向下旋转，同时在底面411的导向下进入通孔41。这样就可以保证工作头9处于任何的角度都可以顺利的进入输出轴4。以上所述的为输出轴4的径向凸起42与工作头6面接触带动工作头9旋转的方式，这样工作头9受力均匀，单位面积受力小。当然，输出轴4的径向凸起42与工作头9线接触也可以带动工作头9旋转，如不限定径向凸起42的角度，只要其能带动工作头9旋转，其一端的斜面421沿圆周方向倾斜，这样也可以实现工作头9顺利的进入输出轴4。以下将对本发明工作头快速更换的过程作详细说明。参照图I所示，电动螺丝刀处于工作状态，此时压下按钮开关7即可进行拧螺钉的工作。当需要更换另外一种类型的工作头9时，操作滑盖53向电机2的方向移动，配合参照图5，图8和图13所示，滑盖53上的斜面533与限位块81上的一个侧面813接触，随着 滑盖53的移动，限位块81在斜面533的作用下枢轴旋转到图9所示的位置，此时限位块81解除了对固定块50轴向运动的锁定，同时滑盖53也运动到第一凸块535与固定块50接触的位置；接下来继续向电机2的方向移动滑盖53，滑盖53通过固定块50带动主轴51随其一起同向移动，主轴51上的环形凹槽512越过U型弹簧56，主轴51上的六方部分与U型弹簧56接触并随着主轴51的后移迫使U型弹簧56弹性变形，直至主轴51移动到与U型弹簧56脱离，U型弹簧56回复至自由状态(如图14所示)，滑盖53继续带动主轴51移动至极限位置，而工作头9则无法越过U型弹簧56从而留在工作头存储夹52内，此时，通过设置在工作头存储夹52上的工作头收容仓521的敞开部分找到需要更换的工作头9，旋转工作头存储夹52，将所需要的工作头9转到与输出轴4轴向相对的位置，即如图2所示的位置。接下来，继续参照图2，向输出轴4的方向移动滑盖53复位，滑盖53通过第二凸块536抵在固定块50上带动主轴51向输出轴4的方向移动，主轴51设有磁铁511的一端与已选择的工作头9尾部接触并吸附该工作头9，滑盖53带动主轴51向输出轴4的方向移动，配合参照图20，在工作头9进入输出轴4时，在斜面421的导向下，工作头9顺利进入输出轴4，而主轴51随着滑盖53继续移动，直至工作头9从输出轴4的前端露出，滑盖53回复到与前壳13抵接的位置，此时，滑盖53上的斜面533与限位块81脱离，限位块81在弹性作用下又回到与固定块50轴向相抵的位置，这样电动螺丝刀又回到了图I所示的工作状态。整个工作头更换的过程操作简单，快速，对于使用者来说，能大大的提高工作效率。上述对各元件的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。如马达可以用汽油机或柴油机等来替代电机；工作头可以是截面为任意的规则的多边形；此外，上述实施方式中，主轴与工作头存储夹之间的相对轴向移动也可以是主轴固定，而工作头存储夹既能够轴向运动也可以旋转，而主轴也可以是和电机轴同轴设置等等。另外，限位机构主要用于限制主轴轴向运动，对其结构并无特别要求，可视不同机壳的内部格局来相应改变构形，可以增加新的元件，也可以减少不必要的元件。
权利要求
1.一种动力工具，包括 机壳; 马达，设置在机壳内，并输出旋转动力； 输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔； 传动机构，设置在马达和输出轴之间并可将马达输出的旋转动力传递给输出轴； 存储夹，设置于机壳内，所述存储夹包括用于收容若干个并列设置的工作头的收容仓； 主轴，所述主轴能够在穿过收容仓与若干个工作头之一配接并使若干个工作头之一位于收容孔内的工作位置以及与所述若干个工作头之一分开的释放位置之间轴向运动； 其特征在于所述动力工具还包括设置在机壳和主轴之间的限位机构，所述限位机构包括可操作地在两个位置间运动的限位块，在第一位置，所述主轴处于工作位置，所述限位块限制主轴向远离工作头的方向运动，在第二位置，所述主轴处于释放位置，所述限位块允许主轴向远离工作头的方向运动。
2.如权利要求I所述的动力工具，其特征在于所述动力工具还包括设置于机壳上能够沿主轴轴向移动的操作件，所述操作件带动所述主轴轴向运动。
3.如权利要求2所述的动力工具，其特征在于所述操作件上设有与限位块相抵的解锁部，所述操作件通过所述解锁部带动限位块在第一位置和第二位置之间运动，并且在所述第二位置，所述操作件能够带动所述主轴轴向运动。
4.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于所述存储夹的一部分收容在所述机壳内，另一部分被所述操作件覆盖并且随着操作件移动而露出。
5.如权利要求2所述的动力工具，其特征在于所述操作件内部沿所述主轴轴向间隔的设有第一凸块和第二凸块，所述主轴远离所述存储夹的一端设有固定块，所述固定块相对于主轴轴向固定并且位于所述第一凸块和第二凸块之间，所述固定块能够在第一凸块和第二凸块之间轴向运动。
6.如权利要求I所述的动力工具，其特征在于所述限位块围绕平行或者垂直于主轴轴向的枢轴旋转。
7.如权利要求I所述的动力工具，其特征在于所述限位块沿着垂直于主轴轴向的方向直线运动。
8.如权利要求I所述的动力工具，其特征在于所述主轴的一端与所述传动机构可传递扭矩的连接，所述主轴的另一端能够与所述输出轴连接并通过输出轴驱动工作头旋转。
9.如权利要求I所述的动力工具，其特征在于所述限位机构还包括向第一位置抵压限位块的弹性元件。
10.一种动力工具的操作方法，所述动力工具如权利要求I所述，所述操作方法包括以下步骤1)操作限位块处于第二位置，解除限位块对主轴轴向运动的限制；2)移动主轴处于释放位置；3)操作存储夹，选择需要的工作头；4)移动主轴回复至工作位置。
11.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于所述动力工具还包括设置于机壳上能够沿主轴轴向移动的操作件，所述操作件带动所述主轴轴向运动，所述操作件上设有与限位块相抵的解锁块，所述操作件通过所述解锁块带动限位块在第一位置和第二位置之间运动，所述操作方法还包括通过轴向移动操作件使限位块处于第二位置后，继续移动操作件并带动主轴处于释放位置。
12.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于所述操作存储夹的方式为旋转存储夹。
全文摘要
本发明涉及一种动力工具，包括机壳；马达，位于机壳内并输出旋转动力；输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔；传动机构，位于马达和输出轴之间并可将马达输出的旋转动力传递给输出轴；存储夹，包括用于收容若干个并列设置的工作头的收容仓；主轴，能够在穿过收容仓与若干个工作头之一配接并使之位于收容孔内的工作位置以及与若干个工作头之一分开的释放位置之间轴向运动；限位机构，位于机壳和主轴之间，其包括可操作地在两个位置间运动的限位块，在第一位置，主轴处于工作位置，限位块限制主轴向远离工作头的方向运动，在第二位置，主轴处于释放位置，限位块允许主轴向远离工作头的方向运动。本发明还涉及用于上述动力工具的操作方法。
文档编号B25F5/00GK102909679SQ20121025992
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年8月6日
发明者张士松, 钟红风, 庞晓丽, 徐静涛, 保罗·安德罗 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司