变速工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变速工具，包括马达，输出轴，连接马达和输出轴的齿轮传动机构以及控制系统，控制系统包括控制单元及驱动装置，驱动装置具有可在齿轮传动机构中第一位置与第二位置之间移动的移动件，且当该移动件位于第一位置与第二位置时，输出轴具有不同的输出特性。当负载扭矩变化至预定值时，控制单元先调整马达传递给齿轮传动机构的扭矩，再控制驱动装置实现自动换档。本实用新型专利技术的变速工具可以解决自动换档过程中产生的打齿问题，改善了工具的电气性能，提高了工具的使用寿命。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变速工具，尤其是一种由马达驱动的带变速传动机 构可输出不同转速的工具，如电钻、螺丝批和锤钻等。
技术介绍
一种变速工具，如电钻、螺丝批和锤钻等，带有变速传动机构可输出不 同的转速以适应不同的负栽扭矩。变速工具的变速传动机构通常都包括连接 马达和输出轴的齿轮传动机构和控制系统，该控制系统通过改变与齿轮传动 机构的啮合关系从而改变传动比，使得输出轴输出不同的速度。在现有技术 中，美国专利6431289号中介绍到，将行星齿轮机构内的两个内齿圈分别沿 轴向可前后移动地设置，从壳体外部用操作部件切换各内齿圏的位置，借此， 通过将行星齿轮与行星架一体旋转及单独旋转组合在一起，可选择三种输出 轴的旋转速度。但是这种人工操作方法使得操作者不得不时刻关注工具的工作状态、负载变化情况并判断什么时刻应该调节控制系统。这种人工操作对 操作者并不友善。并且当操作者控制操作部件轴向移动内齿圏进而来实现行星架与外壳的止转装置卡接的时候，很容易造成内齿圏与外壳止转装置之间 的打齿，这样不仅容易造成换档失效，而且会导致变速机构的寿命缩短，影 响整个工具的使用寿命。又如美国专利公告第6824491号揭示的自动变速机构，其控制系统可根 据负栽扭矩变化自动调整与齿轮传动机构的啮合关系实现不同速度的输出， 该控制系统利用带凸轮面的推环旋转推动滑环轴向移动，进而驱动齿轮传动 机构中的内齿圏轴向移动与设置在外壳上的止转装置卡接。欧洲专利申请公 开第EP0787931A1也公开了 一种自动变速机构。上述这些自动变速机构均以 机械结构之间的位置关系变化对应输出扭力的变化来实现自动换档，这种机 械式变速机构不仅使得齿轮传动机构内部的机械构造更为复杂，而且由于内 齿團在轴向移动的同时也在转动，而外壳是相对固定的，所以当该变速机构 在变速的时候，转动中的内齿團的齿与外壳上的止转装置的齿会相互碰撞而 很难啮合，因此无法真正实现自动换档及进行产业化实施的目的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种变速工具，该工具通过机 电结合的手段来简化结构，并实现在不同的输出档位之间作自动切换的目的。 本技术的技术方案是 一种变速工具，其特征在于该工具包括 机壳；马达，设置在机壳内，并输出旋转动力； 输出轴；齿轮传动机构，设置在马达和输出轴之间以将马达的旋转输出传递到工 作轴上，其包括齿轮箱、以及设置在齿轮箱内的齿轮系和移动件，所 述移动件可在齿轮箱内移动以与所述齿轮系以不同的方式配合，从而 齿轮传动机构以不同的减速比输出马达的转速；控制系统，其包括电磁铁装置，所述电磁铁装置驱动所述移动件做改变 减速比的运动，且所述电磁铁装置设置于机壳内并邻近所述齿轮箱设 置。与现有技术相比，本技术的有益效果是本技术通过电子控制 单元对电磁铁装置施加电流，来驱动内齿圏线性运动，从而改变齿轮传动机 构的减速比，进而实现自动换档的目的。附图说明下面以电钻中的变速机构为例结合附图对本技术做进一步说明。 图1是本技术变速工具的局部剖视图。 图2是图1中的驱动装置的局部放大示意图。图3a是本技术变速工具处于高速档位时的齿轮传动机构剖视图。 图3b是本技术变速工具处于低速档位时的齿轮传动机构剖视图。 图4a是本技术变速工具的驱动装置另 一实施例的局部剖视图。 图4b是图4中的驱动装置的局部放大示意图。 图5是本技术变速工具的控制系统原理方框图。图6是本技术变速工具控制系统中控制单元第一实施例的原理方框图。图7是本技术变速工具控制系统中控制单元第二实施例的原理方框图。图8是本技术变速工具控制系统中控制单元第三实施例的原理方框图。图9是本技术变速工具在高速运行和低速运行是的效率曲线图，以 说明变速工具的速度切换时机。图IO是本技术变速工具另一实施例的侧视图，其中部分机壳被移除 以揭示驱动装置的结构，此时，驱动装置处于高速位置。图11与图10相似，此时，驱动装置处于高速位置。图12是沿图11中A-A线方向的剖视示意图。图13是沿图11中B-B线方向的剖视示意图。图14是图9和图10中所示变速工具的电磁铁装置的剖视示意图。 图15是本技术变速工具另一实施例的侧视图，其中显示了信号发生 装置。图16是图15变速工具的俯视图，其中还进一步显示出侧手柄以及可选 择高速、低速、和自动三种模式的速度模式开关。图17a是沿图15中C-C线方向的剖视示意图，其中揭示了 一种触发开 关的形式。图17b与图17a类似，其中揭示了另 一种触发开关的形式。 图18与图16类似，但其中速度模式开关仅具有高速和低速两种档位。 图19与图18类似，但其不具有速度模式开关，仅具有用于显示高速和 低速状态的LED灯。图20是图16所示变速工具的内部电路的简化图。图21是图20中处理器执行自动速度切换的工作流程图。图22是图20中处理器执行手动即时速度切换的工作流程图。具体实施方式参照图1至图3b所示，是本技术变速工具控制系统的驱动装置第一 实施例的结构示意图。 一种变速工具9，包括马达2、马达供电电源1，启动 /停止马达的主开关13、输出轴6以及齿轮传动才几构4。齿轮传动机构4包括 由第一行星轮40与第一行星架组成的第一行星齿轮组、由第二行星轮42及 第二行星架43组成的第二行星齿轮组，固定设置于工具壳体上的止转装置 44以及可轴向移动的移动件45。驱动装置5设置于齿轮传动机构4上，包括驱动件52及传动件51,本实施例的驱动件是采用一电磁铁装置，包括两个 间隔一定距离的永磁铁521、设置于永磁铁中间的铁芯523及线圏522,其中 铁芯523上设有一凹槽524。传动件为一弧形推杆512及与该弧形推杆512 配接的钢丝套513。所述推杆512具有设置于凹槽524内的配接部。所述移 动件45是一具有内齿451及端齿452的调速环45，其上设置容纳钢丝套513 的环形槽453。当电磁铁通电时，线圈铁芯523将产生磁性而与两个永磁铁521的其中 一个发生吸引。如果电磁铁的电流反向接通时，铁芯523则会与另 一个永磁 铁521产生吸引，从而带动推杆512、钢丝套513及调速环45 —起移动。如 图3a所示的高速档状态，此时铁芯523被其中 一个永磁铁521吸引，相应的， 调速环45的内齿451同时与第一行星架41及第二行星轮42啮合，此时齿轮 传动机构4的输出转速较高；如图3b所示的低速档状态，此时铁芯523被另 一个永磁铁521吸引，相应的，调速环45的内齿451与第二轮42啮合，同 时其端齿452与工具壳体上的止转装置44啮合，此时齿轮传动机构4的输出 转速较4氐。参照图4a及图4b所示，是本技术变速工具控制系统的驱动装置第 二实施例的结构示意图。在前面所述的驱动装置第一实施例中采用的电磁铁 装置，其目的是通过控制电磁铁的电流方向来改变极性，来驱动调速环45 在高低速档位间移动。而本实施例中，改用 一伺服马达525来作为驱动件， 用一个螺杆515、带内螺紋的推杆512及钢丝套513来作为传动件51，通过 伺服马达525的正反转来驱动推杆512在螺杆515上的移动，从而带动调速 环45—起移动，实现高低速档位的啮合。请进一步参照图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速工具，其特征在于：该工具包括　机壳；　马达，设置在机壳内，并输出旋转动力；　输出轴；　齿轮传动机构，设置在马达和输出轴之间以将马达的旋转输出传递到工作轴上，其包括齿轮箱、以及设置在齿轮箱内的齿轮系和移动件，所 述移动件可在齿轮箱内移动以与所述齿轮系以不同的方式配合，从而齿轮传动机构以不同的减速比输出马达的转速；　控制系统，其包括电磁铁装置，所述电磁铁装置驱动所述移动件做改变减速比的运动，且所述电磁铁装置设置于机壳内并邻近所述齿轮箱设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家达，陈成忠，张士松，钟红风，刘芳世，强尼鲍瑞那图，沃伦布朗，保罗安德罗，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]