本發(fā)明涉及一種改良的動力工具，并且特別地，但不是僅僅涉及一種具有旋轉(zhuǎn)控制布置的動力工具。

背景技術(shù)：

終端用戶能夠購買到許多不同類型的動力工具，并將這些動力工具在工件或工作表面上使用。這些動力工具常常設(shè)計或者制造為具有發(fā)動機(電動發(fā)動機或者汽油發(fā)動機)以驅(qū)動該動力工具。連接到該發(fā)動機的也可以是工具頭，該工具頭設(shè)計成與工作表面或工件相互作用或操作。

盡管動力工具的這些部件簡單，多種問題可能導(dǎo)致這些部件在動力工具的操作期間失效或低效率操作。進(jìn)而，這些部件的每一個的額定壽命顯著降低，因而影響動力工具的性能和耐用性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種改良的動力工具，該動力工具包括：旋轉(zhuǎn)工具頭，該旋轉(zhuǎn)工具頭設(shè)置為向工作表面施加旋轉(zhuǎn)力，其中，所述旋轉(zhuǎn)工具頭由發(fā)動機經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制布置驅(qū)動，該旋轉(zhuǎn)控制布置設(shè)置為控制所述旋轉(zhuǎn)工具頭為僅在一個方向旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)控制布置進(jìn)一步設(shè)置為從所述發(fā)動機向所述旋轉(zhuǎn)工具頭傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)控制布置經(jīng)由驅(qū)動軸從所述發(fā)動機接收所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，所述驅(qū)動軸設(shè)置為與所述發(fā)動機可轉(zhuǎn)動的連接。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述驅(qū)動軸為柔性的驅(qū)動軸。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)控制布置包括單向軸承機構(gòu)。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，當(dāng)從所述軸向所述旋轉(zhuǎn)工具頭傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，所述單向軸承機構(gòu)處于鎖定狀態(tài)。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，當(dāng)在所述旋轉(zhuǎn)工具頭受到外力時，通過所述旋轉(zhuǎn)控制布置抵抗所述外力朝向所述軸傳輸。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述外力在與所述旋轉(zhuǎn)工具頭的所述旋轉(zhuǎn)相反的方向上被施加到所述旋轉(zhuǎn)工具頭上。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述外力通過所述旋轉(zhuǎn)控制布置被耗散。

根據(jù)第一個方面的一種實施方式，所述動力工具為線式修剪機。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種用于動力工具的旋轉(zhuǎn)傳輸機構(gòu)，包括：

驅(qū)動接收接口，該驅(qū)動接收接口設(shè)置為接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳輸軸，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳輸軸與發(fā)動機連接，該發(fā)動機可操作以向所述動力工具提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；以及

驅(qū)動引導(dǎo)接口，該驅(qū)動引導(dǎo)接口設(shè)置為引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動到工具頭；其中，所述驅(qū)動接收接口和所述驅(qū)動引導(dǎo)接口與旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)連接在一起，該旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)設(shè)置為控制所述驅(qū)動接收接口或所述驅(qū)動引導(dǎo)接口的所述旋轉(zhuǎn)為僅在一個方向。

根據(jù)第二個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)為單向軸承。

根據(jù)第二個方面的一種實施方式，所述驅(qū)動引導(dǎo)接口被設(shè)置為與所述驅(qū)動接收接口接合，以從所述發(fā)動機向所述工具頭傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

根據(jù)第二個方面的一種實施方式，所述驅(qū)動引導(dǎo)接口被設(shè)置為當(dāng)相對于所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動在相反方向上旋轉(zhuǎn)時與所述驅(qū)動接收接口分離。

根據(jù)第二個方面的一種實施方式，當(dāng)在所述驅(qū)動引導(dǎo)接口經(jīng)受任何相對所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的相反方向上的旋轉(zhuǎn)力時，所述旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)被設(shè)置為阻止在相反方向上的所述旋轉(zhuǎn)力被傳輸?shù)剿鲂D(zhuǎn)驅(qū)動傳輸軸。

根據(jù)第二個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)被設(shè)置為耗散在所述相反方向上的所述旋轉(zhuǎn)力。

根據(jù)第二個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)用于線式修剪機。

根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種用于控制線式修剪機的后顫的方法，包括下述步驟：

從發(fā)動機經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)向工具頭傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，該旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)設(shè)置為僅在一個方向旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)第三個方面的一種實施方式，所述旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)為單向軸承。

根據(jù)第三個方面的一種實施方式，所述單向軸承設(shè)置成鎖定以從所述發(fā)動機向所述工具頭傳輸旋轉(zhuǎn)，并且進(jìn)一步設(shè)置成抵抗所述工具頭所受到的相反的旋轉(zhuǎn)力。

附圖說明

本發(fā)明的實施方式將以實施例的方式參照附圖進(jìn)行描述，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的動力工具的透視圖；

圖2是根據(jù)圖1所示的動力工具的旋轉(zhuǎn)工具頭的近距離透視圖；

圖3是根據(jù)圖1所示的動力工具的旋轉(zhuǎn)工具頭的側(cè)視圖；

圖4是根據(jù)圖1所示的動力工具的旋轉(zhuǎn)工具頭的爆炸圖；

圖5是圖4所示的旋轉(zhuǎn)工具頭的旋轉(zhuǎn)控制布置的后視圖；

圖6是圖5所示的旋轉(zhuǎn)控制布置被接合到圖3所示的旋轉(zhuǎn)工具頭的中心襯套(central hub)上的俯視透視圖；以及

圖7(i)和圖7(ii)為方框圖，示出了在圖1所示的動力工具在正常 操作期間及當(dāng)反方向的力施加到中心頭上時，扭轉(zhuǎn)力從發(fā)動機向中心頭的施加。

具體實施方式

參見圖1，示出了一種改進(jìn)的動力工具100，該動力工具100包括：旋轉(zhuǎn)工具頭102，該旋轉(zhuǎn)工具頭102布置為向工作表面施加旋轉(zhuǎn)力，其中，所述旋轉(zhuǎn)工具頭由發(fā)動機104經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制布置驅(qū)動，該旋轉(zhuǎn)控制布置設(shè)置為控制旋轉(zhuǎn)工具頭為102僅在一個方向旋轉(zhuǎn)。

在這種實施方式中，圖示改良的動力工具100是串式修剪機(string trimmer，也稱作線式修剪機(line trimmer))。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的，改良的動力工具100能夠是其他類型的具有旋轉(zhuǎn)以執(zhí)行工作的工具頭的動力工具。這些動力工具可包括鉆頭(drills)、修剪機(trimmers)、鋸(saws)、洗凈器(washers)、切割機(cutters)、挖掘機(diggers)、磨邊機(edgers)、割草機(mowers)、碎紙機(shredders)、拋光機(polishers)、卷揚機(winch)或者類似的工具。

在這種實施方式中，線式修剪機100具有旋轉(zhuǎn)工具頭102，該旋轉(zhuǎn)工具頭102包括一個或多個從中心襯套106突出的柔性線(flexible lines)。修剪機100被設(shè)置為通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工具頭102的部分或者全部來操作，并且依次，當(dāng)使用者朝向工作表面導(dǎo)向修剪機100時，從中心襯套106突出的柔性線將沖擊鄰近工作表面的植被(例如，草坪)或任意其它物體，導(dǎo)致植被或合適的特性的任意其它突出的物體通過柔性線被切斷。

如圖1所示，旋轉(zhuǎn)工具頭102可通過發(fā)動機104驅(qū)動。發(fā)動機104可以是電動發(fā)動機，或者燃?xì)饣蚱筒僮靼l(fā)動機，然而優(yōu)選地，如本發(fā)明的實施方式中所示，發(fā)動機104為電動發(fā)動機。該發(fā)動機104由使用者控制以旋轉(zhuǎn)，并且進(jìn)而引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力到旋轉(zhuǎn)工具頭102，使得工具頭可將該旋轉(zhuǎn)力施加 到工作表面上。發(fā)動機104可與軸連接，當(dāng)該發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，所述軸也旋轉(zhuǎn)。依次，當(dāng)所述軸旋轉(zhuǎn)時，所述軸將朝旋轉(zhuǎn)工具頭102引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，以轉(zhuǎn)動中心襯套106和從襯套106突出的柔性線。

優(yōu)選地，軸是柔性的，并且可由通常是柔性的或可扭轉(zhuǎn)的彈性材料制成，例如彈性金屬繩(elastic metal cable)或彈簧繩(spring cable)。有時該軸可不必須一定是柔性的，并且在本發(fā)明的一些實施例中，軸可完全不是柔性的，柔性軸允許旋轉(zhuǎn)驅(qū)動被引導(dǎo)到不同的方向，而不需要額外的傳動裝置或轉(zhuǎn)向機構(gòu)。進(jìn)而，軸殼108可以是彎曲的或彎折的，以提高線式修剪機100的人體工學(xué)和改善線式修剪機100的尺寸。此外，如圖1所示的示例性實施方式中所示，軸的柔性可以允許通過引導(dǎo)柔性軸穿過軸殼108和旋轉(zhuǎn)工具頭102之間的接合部進(jìn)入旋轉(zhuǎn)工具頭102，進(jìn)而朝旋轉(zhuǎn)工具頭102引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，而不需要額外的傳動裝置以改變從軸到旋轉(zhuǎn)工具頭102的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的方向。

參見圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，本發(fā)明的一種實施方式的旋轉(zhuǎn)工具頭102被近距離示出。在這種實施方式中，由于柔性軸(由于被軸殼108包圍，柔性軸未示出)被發(fā)動機104驅(qū)動，柔性軸被設(shè)置為在操作期間旋轉(zhuǎn)。依次，軸向旋轉(zhuǎn)控制布置300傳輸該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)控制布置300被布置成控制旋轉(zhuǎn)工具頭102的中心襯套106的旋轉(zhuǎn)，以使得中心襯套106僅在一個方向上旋轉(zhuǎn)。在這些圖中還示出了切割防護(hù)裝置202，該切割防護(hù)裝置202將使用者與修剪機100的操作中產(chǎn)生的碎片隔離。切割防護(hù)裝置202不會隨著中心襯套106旋轉(zhuǎn)。

在該示例性實施方式中，旋轉(zhuǎn)控制布置300可操作為用于動力工具的旋轉(zhuǎn)傳輸機構(gòu)，包括：驅(qū)動接收接口，該驅(qū)動接收接口布置為接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳輸軸，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳輸軸與發(fā)動機連接，該發(fā)動機可操作以向動力工具提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；以及驅(qū)動引導(dǎo)接口，該驅(qū)動引導(dǎo)接口布置為引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動到工具頭；其中，驅(qū)動接收接口和驅(qū)動引導(dǎo)接口與旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)被連接在一起，該 旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)設(shè)置為控制驅(qū)動接收接口或驅(qū)動引導(dǎo)接口的旋轉(zhuǎn)僅在一個方向。在這種實施方式中，旋轉(zhuǎn)傳輸機構(gòu)實際上用作軸和中心襯套106之間的傳輸接口，以從軸向中心襯套106傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動作為動力工具的操作的一部分。驅(qū)動接收接口可以是連接板，該連接板設(shè)置為與軸接合，同時驅(qū)動引導(dǎo)接口可以是輔助板，該輔助板與中心襯套106接合。在這些板之間為驅(qū)動傳輸機構(gòu)，該驅(qū)動傳輸機構(gòu)在驅(qū)動接收接口和驅(qū)動引導(dǎo)接口之間傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)300包括單向軸承布置(one way bearing arrangement)，該單向軸承布置物理地強迫中心襯套106僅在一個方向上旋轉(zhuǎn)。如圖4、圖5和圖6所示，該單向軸承300被設(shè)置為從軸向中心襯套106在單個方向上傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。依次，單向軸承300還物理地約束中心襯套106在相反的方向上的旋轉(zhuǎn)。

如圖5和圖6所示，單向軸承300包括多個滾軸502，該滾軸502被設(shè)置為當(dāng)軸與單向軸承300連接時與旋轉(zhuǎn)軸接觸。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸被旋轉(zhuǎn)時，滾軸502通過機械布置被鎖定靠在單向軸承300的外圈上，該機械裝置可以包括楔塊，且因此允許來自軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來驅(qū)動中心襯套106，該中心襯套106可被接合到單向軸承300的外圈上。因此，在這種示例性實施方式中，假設(shè)發(fā)動機104沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，單向軸承300與被鎖定到軸承的外圈的每個滾軸502被鎖定在順時針方向，以將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動從發(fā)動機104傳輸?shù)捷S承300的外圈。依次，軸承的外圈可接著被接合到中心襯套106，從而隨著軸承300的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)中心襯套106。

重要的是要注意在本優(yōu)選實施方式中，單向軸承300用于旋轉(zhuǎn)控制布置。但是，其它單方向機構(gòu)，例如，扭力轉(zhuǎn)換器(torque convertor)、離合器布置(clutch arrangement)、棘輪機構(gòu)(ratcheting mechanism)或凸輪鎖系統(tǒng)(cam locking system)也可被應(yīng)用。單向軸承300的優(yōu)勢是由于軸承具有很少或極 少的使用部件，使得具有相對低廉的成本，且易于更換。

在操作線式修剪機100時，由于被發(fā)動機104驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的中心襯套106將移動一個或多個從中心襯套106延伸的突出線與植被或其它物體沖撞以便切割所述植被或物體。但是，一旦當(dāng)線式修剪器100被使用者引導(dǎo)朝向硬物或硬表面，例如，樹干、金屬桿或類似物體，或者如果中心襯套106沖擊地面，沖擊力可以被引導(dǎo)到中心襯套106本身。轉(zhuǎn)而，由于產(chǎn)生在中心襯套106和地面之間的沖擊或者摩擦，該沖擊力可阻礙線式修剪機100。

參見圖7(i)和圖7(ii)所示，在這些情況下，由修剪機經(jīng)受的沖擊力會將在物理層面上產(chǎn)生與中心襯套的旋轉(zhuǎn)方向相反的力。如果中心襯套702在其操作期間以順時針方向旋轉(zhuǎn)，沖擊力會實際上在逆時針方向施加旋轉(zhuǎn)力710。

如上文所述，對于不具有旋轉(zhuǎn)控制布置的線式修剪機，這種沖擊力將向軸和發(fā)動機傳輸。在具有柔性軸的修剪機中，由于發(fā)動機和中心襯套之間的旋轉(zhuǎn)速度差,軸將彎曲或負(fù)載扭轉(zhuǎn)。在電動線式修剪機上，這種彎曲或扭轉(zhuǎn)負(fù)載的一個可能的結(jié)果是，該彎曲或扭轉(zhuǎn)負(fù)載將在與電動發(fā)動機的正常驅(qū)動相反的方向上移動發(fā)動機的轉(zhuǎn)子。在具有電子控制的直流(DC)無刷發(fā)動機的修剪機中，發(fā)動機的轉(zhuǎn)子可能會突然異相于電子控制。這被稱為后顫(back chatter)，后顫會降低發(fā)動機的效率和效能。在具有汽油發(fā)動機的修剪機中，由于該沖擊壓力產(chǎn)生的負(fù)轉(zhuǎn)矩可能會影響發(fā)動機的效率，或者如果轉(zhuǎn)矩足夠的話可能會使發(fā)動機的停轉(zhuǎn)。

關(guān)于本發(fā)明的現(xiàn)有實施方式，被布置在軸和中心襯套之間的旋轉(zhuǎn)控制布置被設(shè)置成物理上阻止在相反方向上的任何旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而，旋轉(zhuǎn)控制布置能夠最小化或減少由中心襯套經(jīng)受的任何負(fù)旋轉(zhuǎn)力被傳輸?shù)捷S。因此，當(dāng)中心襯套沖擊硬物時，柔性軸彎曲的可能性或發(fā)動機的所經(jīng)受的后顫顯著降低。

如圖7(i)所示，在本發(fā)明的一種實施方式的常規(guī)操作期間，由發(fā)動機 708傳輸?shù)捷S的轉(zhuǎn)矩(712)為100％順時針。由于軸706通過單向軸承704在鎖定狀態(tài)連接到中心襯套702，在中心襯套702處的轉(zhuǎn)矩(712H)也是100％順時針，忽略由于摩擦產(chǎn)生的任何轉(zhuǎn)矩?fù)p失。

如圖7(ii)所示，當(dāng)根據(jù)上文所述的動力工具的中心頭702沖擊地面或者硬物，產(chǎn)生在相反的方向(逆時針，anti-clockwise)的力(710)作為抵抗沿順時針(clockwise)方向旋轉(zhuǎn)的力。在這種實施方式中，逆時針轉(zhuǎn)矩(710)為10％，從而在頭部產(chǎn)生的在順時針方位的凈轉(zhuǎn)矩(712N)為90％。

然而，由于旋轉(zhuǎn)控制布置704(在該實施方式中為單向軸承)被設(shè)置在軸706和中心頭702之間，并且具有僅允許在順時針方向旋轉(zhuǎn)的特性，而在逆時針方向空轉(zhuǎn)。10％的逆時針轉(zhuǎn)矩(710)朝向軸706的傳輸最小化。因此，由于該逆時針轉(zhuǎn)矩(710)不向上行進(jìn)通過單向軸承，從而避免了軸的彎曲。反而，該逆時針轉(zhuǎn)矩可由單向軸承的空轉(zhuǎn)耗散或者是由軸承704的部件吸收。這樣，旋轉(zhuǎn)控制布置704的應(yīng)用可提供用于控制動力工具(例如，線式修剪機)的后顫的方法，通過從發(fā)動機經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)向工具頭傳輸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，該旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)僅在一個方向旋轉(zhuǎn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，可對在具體實施方式中所描述的本發(fā)明做出多種變形和/或修飾而不超出如本發(fā)明寬范圍描述的原理和范圍。因此，無論在哪個方面，本發(fā)明的實施方式應(yīng)當(dāng)被視為是說明性的示例，而不是限制性的。

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