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磁力鉆床的制作方法

文檔序號(hào):10813467閱讀:279來(lái)源:國(guó)知局
磁力鉆床的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種磁力鉆床,該磁力鉆床包括:主殼體;鉆孔單元,該鉆孔單元支撐在所述主殼體上,以能夠沿該鉆孔單元的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及座,該座連接于所述主殼體,以選擇性地磁力鎖定至鐵磁工件。所述座包括:磁體固定件;固定的磁體組件,該固定的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);旋轉(zhuǎn)的磁體組件,該旋轉(zhuǎn)的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);以及傳動(dòng)裝置。所述傳動(dòng)裝置包括:輸入軸;輸出軸,該輸出軸連接于所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件,用于使該旋轉(zhuǎn)的磁體組件通過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角相對(duì)所述固定磁體組件轉(zhuǎn)動(dòng);以及輪系,該輪系位于所述輸出軸和輸入軸之間。該輪系配置為在至少部分所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角內(nèi)提供所述輸出軸與輸入軸之間的可變齒輪速比。
【專利說(shuō)明】磁力鉆床
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年4月19日提交的共同未決美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/813,813和于2013年11月I日提交的共同未決美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/898,790的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及動(dòng)力工具,更具體地,涉及磁力鉆床。
【背景技術(shù)】
[0004]磁力鉆床通過(guò)將鉆床的磁力座鎖定在鐵磁工件上以執(zhí)行鉆孔作業(yè)。所述磁力座利用電磁體或永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)。典型地,具有永磁體的磁力座物理地再調(diào)整至少部分永磁體的方向而使所述磁力座在鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間切換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一方面,本發(fā)明提供一種磁力鉆床,該磁力鉆床包括:主殼體;鉆孔單元,該鉆孔單元支撐在所述主殼體上,以能夠沿該鉆孔單元的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及座,該座連接于所述主殼體,以選擇性地磁力鎖定至鐵磁工件。所述座包括:磁體固定件;固定的磁體組件,該固定的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);旋轉(zhuǎn)的磁體組件,該旋轉(zhuǎn)的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);以及傳動(dòng)裝置。所述傳動(dòng)裝置包括:輸入軸;輸出軸,該輸出軸連接于所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件,用于使該旋轉(zhuǎn)的磁體組件通過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角相對(duì)所述固定的磁體組件轉(zhuǎn)動(dòng);以及輪系,該輪系位于所述輸出軸和輸入軸之間。該輪系配置為在至少部分所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角內(nèi)提供所述輸出軸與輸入軸之間的可變齒輪速比。
[0006]另一方面,本發(fā)明提供一種磁力鉆床,該磁力鉆床包括:主殼體;鉆孔單元,該鉆孔單元支撐在所述主殼體上,以能夠沿該鉆孔單元的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及磁力座,該磁力座連接于所述主殼體,以選擇性地磁力鎖定至鐵磁工件,該座包括多個(gè)槽部,該槽部形成在所述座的用于與鐵磁工件接合的表面上。
[0007]另一方面,本發(fā)明提供一種用于選擇性地磁力鎖定至鐵磁表面上的磁力座,該磁力座包括:磁體固定件;固定的磁體組件,該固定的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);移動(dòng)的磁體組件,該移動(dòng)的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);以及傳動(dòng)裝置。所述傳動(dòng)裝置包括:輸入軸;輸出軸,該輸出軸連接于所述移動(dòng)的磁體組件,用于使該移動(dòng)的磁體組件通過(guò)預(yù)定運(yùn)動(dòng)范圍相對(duì)所述固定磁體組件轉(zhuǎn)動(dòng);以及多個(gè)傳動(dòng)元件,該多個(gè)傳動(dòng)元件位于所述輸出軸和輸入軸之間。所述元件配置為在至少部分所述預(yù)定運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)提供所述輸出軸和輸入軸之間可變機(jī)械效益。
[0008]通過(guò)考慮以下的具體說(shuō)明和附圖,本發(fā)明的其他方面將變得顯然。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為根據(jù)本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的包含磁力座的磁力鉆床的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
[00?0]圖2為圖1中的磁力座的后視不意圖;
[0011]圖3為圖2中的磁力座的分解的正視示意圖;
[0012]圖4為圖2中的磁力座的分解的后視不意圖;
[0013]圖5A為圖2中的磁力座處于鎖定狀態(tài)時(shí)沿該圖2中5A-5A線剖切的剖視結(jié)構(gòu)圖;
[0014]圖5B為圖2中的磁力座處于釋放狀態(tài)時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)圖;
[0015]圖5C為圖2中的磁力座處于鎖定狀態(tài)時(shí)磁力鎖定在工件上的剖視結(jié)構(gòu)圖;
[0016]圖6為圖2中的磁力座的磁體固定件的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖7為圖2中的磁力座的輪系的正視圖;
[0018]圖8A為包含圖7中的輪系的傳動(dòng)裝置、連接于所述傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)的磁體組件和圖2中的磁力座的固定的磁體組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖,其中,所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件處于對(duì)應(yīng)于磁力座的鎖定狀態(tài)的位置。
[0019]圖SB為圖8A中的傳動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)的磁體組件和固定的磁體組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖,其中,所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件處于磁力座的鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間的位置;
[0020]圖SC為圖8A中的傳動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)的磁體組件和固定的磁體組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖,其中,所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件處于對(duì)應(yīng)于磁力座的釋放狀態(tài)的位置;
[0021]圖9為轉(zhuǎn)矩和齒輪速比隨圖8A中的旋轉(zhuǎn)的磁體組件的旋轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系曲線;
[0022]圖10為磁吸持力隨圖2中的磁體固定件的工件厚度的變化關(guān)系曲線;
[0023]圖11為圖1中的磁力鉆床的電池容腔的后視不意圖;
[0024]圖12為圖1中的磁力鉆床的底部視圖,其中,包括用于將所述磁力鉆床安裝在非平面上的適配器;
[0025]圖13為圖12中的磁力座和適配器的分解的底部視圖;
[0026]圖14為圖12中的磁力座和適配器的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0027]在對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)解釋之前,應(yīng)當(dāng)了解的是,本發(fā)明并不限于隨后的【具體實(shí)施方式】中陳述的或附圖中所示的對(duì)于結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件設(shè)置的應(yīng)用。本發(fā)明可以具有其他實(shí)施方式,并可以以多種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0028I圖1所示為磁力鉆床10,磁力鉆床10包括鉆孔單元14、支撐該鉆孔單元14的主殼體18以及磁力座22,該磁力座22連接于所述主殼體18并選擇性地將磁力鉆床10磁性鎖定至鐵磁工件(未示出)。鉆孔單元14可以包括直流電機(jī)或交流電機(jī),以使主軸隨連接于該主軸的工作工具26繞旋轉(zhuǎn)軸線28轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆孔單元14由主殼體18支撐,以能夠沿旋轉(zhuǎn)軸線28的方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如圖示,磁力鉆床1可以由電池30提供電力,也可以從交流電壓輸入(即壁裝電源插座)獲取電力,或者可選地由直流電壓輸入(如直流電源)獲取電力。
[0029]電池30選擇性地電連接于鉆孔單元14,且主殼體18包括容腔31,電池30至少部分地容納在該容腔31內(nèi)。在圖示實(shí)施方式中,電池30的大部分都包含在容腔31中。參照?qǐng)D11,容腔31由兩個(gè)側(cè)壁146、后壁150、前壁154和底壁162限定。這些壁146、150、154、162保護(hù)并遮蔽電池30以防止碰撞,并且如圖示,除了其中一側(cè),電池30的其他所有側(cè)面都至少部分地遮蔽在容腔31中。
[0030]參照?qǐng)D1,電源線32在主殼體18和鉆孔單元14之間延伸,用于將電力從電池30傳遞至鉆孔單元14。該電源線32形成為具有靠近于磁力座22的底部33的環(huán)體。通過(guò)使電源線32以這種方式走線,磁力鉆床10的整體高度輪廓相比其他商用鉆床減小。此外,通過(guò)使電源線32以這種方式走線,可以防止用戶將電源線32作為攜帶磁力鉆床10的方式誤用。
[0031]參照?qǐng)D5A-5B,磁力座22包括磁體固定件34、支撐在該磁體固定件34內(nèi)的固定的磁體組件38以及支撐在所述磁體固定件34內(nèi)并與所述固定的磁體組件38相間隔的旋轉(zhuǎn)的磁體組件42。在圖示實(shí)施方式中,磁體組件42能夠相對(duì)于固定的磁體組件38轉(zhuǎn)動(dòng),但在可選實(shí)施方式中,磁體組件42可以為能夠以其他方式相對(duì)于固定的磁體組件38運(yùn)動(dòng)(如平移、轉(zhuǎn)動(dòng)和平移等)。磁體固定件34包括端板46,以確保旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38位于磁體固定件34內(nèi)。參照?qǐng)D5A-5B和圖8A-8C,圖示旋轉(zhuǎn)的磁體組件42包括轉(zhuǎn)鼓50和安裝至該轉(zhuǎn)鼓50的四個(gè)永磁體54(如釹磁鐵)。在圖示實(shí)施方式中,固定的磁體組件38包括安裝在磁體固定件34內(nèi)的四個(gè)梯形永磁體58。在可選實(shí)施方式中,旋轉(zhuǎn)的磁體組件和固定的磁體組件可以分別包括一個(gè)或多個(gè)永磁體。如圖5A和5B所示,梯形永磁體58各自包括相對(duì)于磁力座22的縱向軸線62橫向隔開(kāi)的北極(N)和南極(S)。同樣地,旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的永磁體54各自包括相對(duì)于所述縱向軸線62橫向隔開(kāi)的北極(N)和南極(S),其位置如圖5A和58所示。繼續(xù)參照該圖5A和5B,磁體固定件34包括孔63,其中容納并儲(chǔ)存有緊固件64,其用途將在隨后進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]參照?qǐng)D6,磁體固定件34顯示為將旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38移除,以更好地顯示該磁體固定件34的幾何結(jié)構(gòu)。在圖示實(shí)施方式中,磁體固定件34包括脊部66和槽部67,該槽部67限定在形成于底面70(即用于與鐵磁工件接合的表面)上的相鄰的脊部66之間。在圖示實(shí)施方式中,磁體固定件34包括四個(gè)脊部66和兩個(gè)槽部67,其重要性將在隨后更詳細(xì)地描述。此外,磁體固定件34包括形成在旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38之間的狹縫74。
[0033]參照?qǐng)D2-4,磁力座22還包括傳動(dòng)裝置78,該傳動(dòng)裝置78具有輸入軸82、輸出軸86及位于該輸出軸86與輸入軸82之間的多個(gè)傳動(dòng)元件(如輪系90)。如以下所詳細(xì)描述地,輪系90配置為在輸出軸86和輸入軸82之間提供可變機(jī)械效益(如可變齒輪速比)。該傳動(dòng)裝置78還包括封蓋94,該封蓋94包圍輪系90并具有用于輸入軸82貫穿延伸的通孔98。傳動(dòng)裝置輸入軸82上連接有六角體102和輸入旋鈕104,用于與所述輸入軸82—同旋轉(zhuǎn),且輸入旋鈕104可以由磁力鉆床10的用戶使用,以驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)裝置78。用戶可以利用輸入旋鈕104向傳動(dòng)裝置輸入軸82施加扭矩。
[0034I參照?qǐng)D4、圖7及圖8A-8C,輪系90包括單級(jí)齒輪級(jí),該單級(jí)齒輪級(jí)具有相互嚙合的非圓齒輪106、110。在可選實(shí)施方式中,輪系可以包括任意級(jí)的圓齒輪和非圓齒輪(如卵形、橢圓形等),并具有其他轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)方式。在圖示實(shí)施方式中,兩個(gè)所述非圓齒輪106、110是不相似的,然而在可選實(shí)施方式中可以具有相同的非圓齒輪。傳動(dòng)裝置輸入軸82連接為與第一個(gè)非圓齒輪106—同旋轉(zhuǎn),且傳動(dòng)裝置輸出軸86和旋轉(zhuǎn)的磁體組件42連接為與第二個(gè)非圓齒輪110—同旋轉(zhuǎn)(圖8A、8B、8C、9及10)。
[0035]參照?qǐng)D4,輸入軸82和第一齒輪106旋轉(zhuǎn)地支撐在(例如,通過(guò)一個(gè)或多個(gè)軸承)固定于磁體固定件34上的支撐塊122上,并且,當(dāng)用戶在旋鈕104和傳動(dòng)裝置輸入軸82上施加扭矩時(shí),第一齒輪106可操作為繞第一非中心軸線126旋轉(zhuǎn)。第二齒輪110繞平行于第一軸線126的第二軸線130旋轉(zhuǎn)。在可選實(shí)施方式中,第二軸線130可以與第一軸線126斜交或正交。在偏置于第二軸線130的位置,止動(dòng)銷134從第二齒輪110延伸。參照?qǐng)D3,止動(dòng)銷134容納在弧形軌道138內(nèi),以限定第二齒輪110、傳動(dòng)裝置輸出軸86和旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定旋轉(zhuǎn)角(如,在圖示實(shí)施方式中,約為135度)。軌道138限定在齒輪封蓋94內(nèi),并跨越大于135度的標(biāo)稱弧長(zhǎng),以允許第二齒輪110繞第二軸線130轉(zhuǎn)動(dòng)約135度。因此,第二齒輪110限定為繞第二軸線130的大約135度的預(yù)定旋轉(zhuǎn)角。在可選實(shí)施方式中,軌道的弧長(zhǎng)可以根據(jù)第二齒輪110的預(yù)定旋轉(zhuǎn)角(如約180度)而不同。由第一齒輪106和第二齒輪110提供的可變齒輪速比在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)表現(xiàn)為大體為2:1的平均齒輪速比。因此,輸入齒輪106和輸入旋鈕104限定為大約等于270度的旋轉(zhuǎn)范圍。換言之,在圖示實(shí)施方式中,第二齒輪110從起始至結(jié)束轉(zhuǎn)動(dòng)135度,并對(duì)應(yīng)于第一齒輪106從起始至結(jié)束轉(zhuǎn)動(dòng)270度。
[0036]參照?qǐng)D4,傳動(dòng)裝置輸出軸86可操作為使旋轉(zhuǎn)的磁體組件42通過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角相對(duì)于固定的磁體組件38轉(zhuǎn)動(dòng),以在第一狀態(tài)(即鎖定狀態(tài),圖5A)和第二狀態(tài)(即釋放狀態(tài),圖5B)之間驅(qū)動(dòng)磁力座22,其中,在所述第一狀態(tài),磁力座22能夠磁力地鎖定至鐵磁工件;在所述第二狀態(tài),磁力座22不能磁力地鎖定至鐵磁工件。在所述釋放狀態(tài)下,旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的磁極(N,S)設(shè)置為該旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的北極N與固定的磁體組件38的北極N斜向偏置(diagonally offset),如圖5B所示。類似地,旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的相應(yīng)的南極S彼此斜向偏置。當(dāng)處于釋放狀態(tài)時(shí),旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的磁場(chǎng)主要包含在磁體固定件34內(nèi)(S卩,幾乎沒(méi)有磁場(chǎng)流過(guò)工件,而該磁場(chǎng)在磁體固定件34內(nèi)短路)。由于磁力座22處于釋放狀態(tài),用戶可以相對(duì)于鐵磁工件放置磁力鉆床10,以準(zhǔn)備鉆孔作業(yè)。為了將磁力座22鎖定至鐵磁工件,磁力座22被從釋放狀態(tài)(圖5B)驅(qū)動(dòng)至鎖定狀態(tài)(圖5A)。在該鎖定狀態(tài),旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的北極N和南極S分別定向?yàn)橄嗤姆较?即旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的北極N位于磁力座22的同一側(cè))。當(dāng)處于鎖定狀態(tài)時(shí),旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的磁場(chǎng)被向磁體固定件34外引導(dǎo)并進(jìn)入鐵磁工件。
[0037]參照?qǐng)D5C,表示出磁力座22在鎖定狀態(tài)時(shí)的磁感線140。當(dāng)該磁感線140穿過(guò)與磁體固定件34接觸的鐵磁工件時(shí),可以在磁力座22與鐵磁工件之間建立合成吸持力。槽部67(即磁性材料的缺失)能夠在脊部66產(chǎn)生高的磁通密度,從而在該脊部66具有高吸持力。相比于類似的具有完全平面的底面70的磁力座,在底面70上含有槽部67的磁力座用以在脊部66提供具有受控飽和的高磁通密度,能夠增加吸持力。特別是,通過(guò)設(shè)置槽部67增加對(duì)相對(duì)薄的工件的吸持力。參照?qǐng)D10,表示了吸持力隨用于具有槽部67的磁力座22和用于類似的不具有槽部的磁力座的工件厚度的變化關(guān)系曲線。如圖10中大部分范圍所示,隨著工件板厚度的減小,用于具有槽部67的磁力座22的吸持力大于不具有槽部的磁力座的吸持力。換言之,形成在磁體固定件34內(nèi)的脊部66、槽部67和狹槽74調(diào)整了磁力座22的磁特性(即磁飽和),以改善磁力座22與相對(duì)薄的鐵磁工件之間的吸持力。由于磁力座22鎖定或固定在鐵磁工件上,從而鉆孔單元14能夠用于(例如)鉆透鐵磁工件。
[0038]當(dāng)相同的磁極(即同為北極或同為南極)彼此相對(duì)時(shí),磁體將表現(xiàn)為排斥,且排斥強(qiáng)度取決于相同磁極之間的距離。改變第一磁體相對(duì)于第二磁體的位置,會(huì)改變所產(chǎn)生的所述排斥,這是由于第一磁體從一個(gè)位置移動(dòng)至另一位置。在磁力座22的情況中,隨著旋轉(zhuǎn)的磁體組件42在釋放狀態(tài)和鎖定狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動(dòng),該旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的相同磁極之間的排斥會(huì)給予傳動(dòng)裝置輸出軸86以反作用轉(zhuǎn)矩或“磁力矩”。該磁力矩加載至傳動(dòng)裝置輸出軸86上,且該載荷通過(guò)傳動(dòng)裝置78反饋至傳動(dòng)裝置輸入軸82和輸入旋鈕104。在圖9中,表示了磁力矩隨著旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的旋轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系曲線。具體地,圖9表示了旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的135度旋轉(zhuǎn)角范圍,以及輸入旋鈕104的270度旋轉(zhuǎn)角范圍。如圖9所示,磁力矩在135度旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)是變化的。在大約70度時(shí)的磁力矩的峰值(隨后磁力矩減小)取決于磁力座22的幾何設(shè)計(jì)和磁特性。如果不以本發(fā)明下述方式考慮,所述磁力矩會(huì)導(dǎo)致用戶不得不施以較大扭矩,甚至超出人的能力,才能使得旋轉(zhuǎn)的磁體組件42在釋放狀態(tài)和鎖定狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039]參照?qǐng)D8A、8B和8C,磁體固定件34和齒輪箱外殼94被移除,以清楚地表示第一齒輪106、第二齒輪110和旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的方向。圖8C所示的磁力座22處于釋放狀態(tài),且旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的北極N與固定的磁體組件38的北極N斜向偏置。在該釋放狀態(tài)下,來(lái)自旋轉(zhuǎn)的磁體組件42和固定的磁體組件38的磁場(chǎng)主要地包含在磁體固定件34中;因此,同樣處于釋放狀態(tài)的磁力座22產(chǎn)生的吸持力不足以將磁力座22鎖定在鐵磁工件上。隨著用戶通過(guò)輸入旋鈕104在傳動(dòng)裝置輸入軸82上施加扭矩,并使第一齒輪106繞第一軸線126沿順時(shí)針?lè)较?從圖8C觀察)旋轉(zhuǎn),嚙合的第二齒輪110將繞第二軸線130沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。隨著第二齒輪110的旋轉(zhuǎn),止動(dòng)銷134隨其在由輪系封蓋94限定的軌道138內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖8B所示為磁力座22處于釋放狀態(tài)和鎖定狀態(tài)之間的過(guò)渡狀態(tài),其中,旋轉(zhuǎn)的磁體組件42轉(zhuǎn)過(guò)約45度。圖8A所示為磁力座22處于鎖定狀態(tài),其中,第二齒輪110已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角(即約135度),且第一齒輪106已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角(即約270度)。
[0040]參照?qǐng)D9,所示為齒輪系90的可變齒輪速比在約135度的預(yù)定旋轉(zhuǎn)角(即旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的旋轉(zhuǎn)跨度)內(nèi)的變化關(guān)系曲線。如圖9所示,齒輪速比設(shè)計(jì)為當(dāng)磁力矩大時(shí)提供較大的機(jī)械效益(即大齒輪速比),并當(dāng)磁力矩小時(shí)提供較小的機(jī)械效益(即小齒輪速比)。參照?qǐng)D7,嚙合的齒輪106、110在齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線126、130之間形成接觸線142,且各個(gè)齒輪106、110的半徑在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)變化。換言之,當(dāng)?shù)谝积X輪106的沿接觸線142的半徑Rl最大且第二齒輪110的沿接觸線142的半徑R2最小時(shí),齒輪速比最小。類似地,當(dāng)?shù)谝积X輪106的沿接觸線142的半徑Rl最小且第二齒輪110的沿接觸線142的半徑R2最大時(shí),齒輪速比最大。
[0041 ]輪系90配置為通過(guò)該旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的至少部分預(yù)定旋轉(zhuǎn)角,向旋轉(zhuǎn)的磁體組件42施加可變輸出轉(zhuǎn)矩。通常,當(dāng)磁力矩增加時(shí),可變齒輪速比增加;磁力矩減小時(shí),可變齒輪速比減小。此外,如上所述,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi),可變齒輪速比大體為2:1的平均齒輪速比。參照?qǐng)D9,可變齒輪速比設(shè)計(jì)為跟隨磁力矩,從而,在鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間,在旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的大部分(即至少約75%)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角期間,用戶要求的轉(zhuǎn)矩輸入是基本恒定的(即在約5牛頓米左右范圍內(nèi))。更具體地,在至少約64%預(yù)定旋轉(zhuǎn)角期間,用戶要求的轉(zhuǎn)矩輸入在約2.5牛頓米左右范圍內(nèi)。在圖示實(shí)施方式中與第二齒輪110嚙合的第一齒輪106提供約1:1和約1:4之間范圍內(nèi)的可變齒輪速比(S卩RI/R2),更具體地,在約1.4:1和約3.5:1之間。可選地,可變齒輪速比可以具有任意范圍,包括在約1:2.4和約2.4:1之間,以及在約1:9和約9:1之間。換言之,輪系90配置為接收來(lái)自用戶的輸入轉(zhuǎn)矩,以通過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的磁體組件42,且所述輸入轉(zhuǎn)矩在整個(gè)預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍內(nèi)保持在人的能力范圍內(nèi),而不需要輸入大峰值轉(zhuǎn)矩。在可選實(shí)施方式中,傳動(dòng)元件可以提供任意范圍的齒輪速比,包括減小的速比(如1:2)。
[0042]在磁力座22在鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)間切換時(shí),傳動(dòng)裝置78產(chǎn)生了改善了的用戶感覺(jué)。相反地,現(xiàn)有技術(shù)的磁力座要求用戶輸入峰值轉(zhuǎn)矩,以滿足非線性磁力矩。所述要求用戶輸入的峰值轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致用戶具有不穩(wěn)定的感覺(jué),并且可能超出用戶的身體能力。本發(fā)明的磁力座22通過(guò)在旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的大部分旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)使得用戶施加的輸入轉(zhuǎn)矩基本恒定而消除這些問(wèn)題,以消除任何輸入轉(zhuǎn)矩峰值的需要,并使施加的輸入轉(zhuǎn)矩保持在用戶身體能力范圍內(nèi)。此外,通過(guò)傳動(dòng)裝置78除了能使所需輸入轉(zhuǎn)矩保持在用戶身體能力范圍內(nèi),還減少了需要輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)的量。盡管商用鉆床通過(guò)利用恒定的齒輪速比(如5:1)能夠保持較低的所需輸入轉(zhuǎn)矩,但是同樣需要由用戶輸入相對(duì)較大量的轉(zhuǎn)動(dòng)(如675度)。換言之,傳動(dòng)裝置78同時(shí)減少了所需的輸入轉(zhuǎn)矩和所需的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)量。
[0043]在可選實(shí)施方式中,傳動(dòng)裝置輸入軸82的轉(zhuǎn)動(dòng)量可以獨(dú)立于(即不同)傳動(dòng)裝置輸出軸86的轉(zhuǎn)動(dòng)量,以在鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間驅(qū)動(dòng)磁力座22(即傳動(dòng)裝置輸入軸82的轉(zhuǎn)動(dòng)量可以大于或小于所需的傳動(dòng)裝置輸出軸86的轉(zhuǎn)動(dòng)量)。例如,為了使得在鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間切換磁力座22的用戶操作更直觀,旋鈕104和傳動(dòng)裝置輸入軸82可以轉(zhuǎn)動(dòng)約180度,以在鎖定狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間驅(qū)動(dòng)磁力座22。在可選實(shí)施方式中,可以包括電機(jī),用以替代所需的用戶輸入轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng),從而在釋放狀態(tài)和鎖定狀態(tài)之間切換磁力座。所述電機(jī)優(yōu)選為高效且微小的,從而通過(guò)傳動(dòng)裝置裝置78提供可變機(jī)械效益。換言之,由于電機(jī)僅需設(shè)計(jì)為提供均勻載荷曲線(即相對(duì)恒定的轉(zhuǎn)矩),從而簡(jiǎn)化電機(jī)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
[0044]在圖示實(shí)施方式中,傳動(dòng)裝置輸入軸82順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從圖8C觀察),以將磁力座22從釋放狀態(tài)切換至鎖定狀態(tài)。然而,在其他實(shí)施方式中,輪系90可以配置為使得傳動(dòng)裝置輸入軸82逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),以將磁力座22從釋放狀態(tài)切換至鎖定狀態(tài)。在其他可選實(shí)施方式中,可變齒輪速比可以設(shè)計(jì)為與可變磁力矩精確匹配,使得在旋轉(zhuǎn)的磁體組件42的大部分旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的輸入轉(zhuǎn)矩保持在I牛頓米范圍內(nèi)或更小。一般地,在可選實(shí)施方式中,傳動(dòng)裝置可以定制為提供任意的關(guān)于所需輸入轉(zhuǎn)矩的用戶體驗(yàn)(即漸增的輸入轉(zhuǎn)矩、逐漸減小的輸入轉(zhuǎn)矩、振蕩的輸入轉(zhuǎn)矩等)。在可選實(shí)施方式中,傳動(dòng)裝置可以包括任意數(shù)量和配置的傳動(dòng)元件(如連桿、齒輪、凸輪等),以在傳動(dòng)裝置輸入軸82和傳動(dòng)裝置輸出軸86之間提供可變機(jī)械效益。
[0045]參照?qǐng)D12-14,鉆床10還可以包括適配器200。在一些實(shí)施方式中,需要在非平面或彎曲表面(如管道P)上使用磁力鉆床10。所述適配器200可拆卸地連接于磁體固定件34,以便于將磁體固定件34放置在彎曲的鐵磁工件上。適配器200包括多個(gè)突起204,該突起204容納在磁體固定件34的相應(yīng)的槽部67內(nèi)(圖13)。適配器200通過(guò)緊固件64固定至磁體固定件34,所述緊固件64螺接至孔63內(nèi)。適配器200包括第一側(cè)部208和第二側(cè)部212,并且各個(gè)側(cè)部208、212包括能夠與彎曲鐵磁工件接合的曲面218。第一側(cè)部208和第二側(cè)部212之間限定有窗口 222。
[0046]在圖示實(shí)施方式中,窗口222是通暢的;然而,可選實(shí)施方式可以在窗口222內(nèi)包括非鐵磁材料。當(dāng)適配器200從磁體固定件34移除且不使用時(shí),緊固件64可以儲(chǔ)存在磁體固定件34的孔63內(nèi),直到再次連接適配器200。所述曲面218提供至少兩個(gè)用于將磁體固定件34支撐在具有多種曲率的工件上的接觸點(diǎn)。換言之,曲面218允許磁體固定件34支撐在(例如)一系列管徑上。在可選實(shí)施方式中,適配器可以包括非金屬(如塑料)框架和由該框架固定在一起的多個(gè)鐵磁塊。該鐵磁快還可以包括用于與彎曲的鐵磁工件接合的曲面。
[0047]本發(fā)明的各種特征將在隨附的權(quán)利要求書中陳述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁力鉆床,包括: 主殼體; 鉆孔單元,該鉆孔單元支撐在所述主殼體上,以能夠沿該鉆孔單元的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及 磁力座,該磁力座連接于所述主殼體,以選擇性地磁力鎖定至鐵磁工件,該座包括多個(gè)槽部,該槽部形成在所述座的用于與鐵磁工件接合的表面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力鉆床,其中,所述座包括脊部,所述脊部位于用于與所述鐵磁工件接合的磁體固定件的表面上,并且其中,各個(gè)所述槽部限定在相鄰的所述脊部之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力鉆床,還包括適配器,所述適配器連接于所述座以便于將該座放置于彎曲的鐵磁工件上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁力鉆床,其中,所述適配器包括多個(gè)突起,該突起容納在所述座上的相應(yīng)的多個(gè)槽部?jī)?nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁力鉆床,其中,所述適配器包括第一側(cè)部和第二側(cè)部,并且其中,所述第一側(cè)部和第二側(cè)部各自包括用于與所述彎曲的鐵磁工件接合的曲面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁力鉆床,其中,所述適配器包括限定在所述第一側(cè)部和第二側(cè)部之間的窗口。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁力鉆床,其中,所述適配器通過(guò)緊固件固定至所述座。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力鉆床,其中,所述座包括: 磁體固定件; 固定的磁體組件,該固定的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi); 旋轉(zhuǎn)的磁體組件,該旋轉(zhuǎn)的磁體組件支撐在所述磁體固定件內(nèi);以及 傳動(dòng)裝置,該傳動(dòng)裝置包括: 輸入軸; 輸出軸,該輸出軸連接于所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件,用于使該旋轉(zhuǎn)的磁體組件通過(guò)預(yù)定旋轉(zhuǎn)角相對(duì)所述固定的磁體組件轉(zhuǎn)動(dòng);以及 輪系,該輪系位于所述輸出軸和輸入軸之間,且該輪系配置為在至少部分所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角內(nèi)提供所述輸出軸與輸入軸之間的可變齒輪速比。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁力鉆床,其中,所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件相對(duì)所述固定的磁體組件轉(zhuǎn)動(dòng)約135度,以在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間驅(qū)動(dòng)磁力座,其中,在所述第一狀態(tài),所述座能夠磁力鎖定至鐵磁工件;在所述第二狀態(tài),所述座不能磁力鎖定至鐵磁工件。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁力鉆床,其中,所述傳動(dòng)裝置輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)約270度,以在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間驅(qū)動(dòng)所述磁力座。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁力鉆床,其中,所述輪系包括兩個(gè)嚙合的非圓齒輪。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁力鉆床,其中,所述傳動(dòng)裝置輸入軸連接為與第一個(gè)非圓齒輪共同轉(zhuǎn)動(dòng),并且其中,所述傳動(dòng)裝置輸出軸連接為與第二個(gè)非圓齒輪共同轉(zhuǎn)動(dòng)。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁力鉆床,其中,所述輪系被配置為在所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件的至少部分所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度里,向所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件施加可變輸出轉(zhuǎn)矩,其中,當(dāng)所述可變輸出轉(zhuǎn)矩增加時(shí),所述可變齒輪速比通常增加;以及當(dāng)所述可變輸出轉(zhuǎn)矩減小時(shí),所述可變齒輪速比通常減小。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁力鉆床,其中,所述輪系配置為接收來(lái)自用戶的輸入轉(zhuǎn)矩,以通過(guò)所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角使旋轉(zhuǎn)的磁體組件旋轉(zhuǎn),并且其中,在至少75%所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角內(nèi),所述輸入轉(zhuǎn)矩為約5牛頓米左右范圍內(nèi)。15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁力鉆床,還包括在輪系內(nèi)用于限定所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)角的止動(dòng)部。16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁力鉆床,其中,所述可變齒輪速比包括位于約1:2.4和約2.4:1之間的范圍。17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁力鉆床,其中,所述旋轉(zhuǎn)的磁體組件包括轉(zhuǎn)鼓和安裝至該轉(zhuǎn)鼓的多個(gè)永磁體。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力鉆床,還包括電池,該電池選擇性地電連接于所述鉆孔單元,其中,所述主殼體包括容腔,所述電池至少部分地容納在該容腔中。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁力鉆床,還包括在所述主殼體和鉆孔單元之間延伸的電源線,以用于從所述電池向所述鉆孔單元輸送電力,其中,所述電源線形成為具有靠近于所述座的底部的環(huán)部。
【文檔編號(hào)】B23B45/14GK205496630SQ201620117105
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年4月18日
【發(fā)明人】T·L·提蒙斯, J·維克沃特
【申請(qǐng)人】米沃奇電動(dòng)工具公司
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