电动工具及用于该电动工具的操作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电动工具，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；工作头支撑机构，具有用于支撑工作头的若干个并列设置的收容空间，所述工作头支撑机构能够被调整到不同的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置；连接件，设置于机壳内并能够使工作头处于位于收容孔内的工作位置和位于工作头支撑机构的收容位置；所述电动工具还包括切换装置，所述工作头支撑机构可操作的从其中一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置移动到另一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述切换装置改变所述输出轴输出的旋转速度。
【专利说明】电动工具及用于该电动工具的操作方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动工具及用于该电动工具的操作方法，尤其涉及一种可实现工作头的储存和快速更换的枪钻类手持式电动工具及用于该枪钻类手持式电动工具的操作方法。
【背景技术】
[0002]在现有的枪钻类手持式电动工具中，通常包括电钻、电钻和冲击钻。
[0003]电钻是用于在工件上进行钻孔，在作业过程中，钻轴持续地作旋转运动。电钻是用于将螺钉拧紧到工件上的一种常用的电动工具。通常，使用者在进行作业时需要先进行钻孔，再拧螺钉的操作。如此，需要使用者准备两种不同类型的电动工具，还要不断地更换来进行操作的话将非常麻烦。
[0004]当然，操作者可以准备两个工作头，即螺丝批头和钻头，通过夹头夹持不同的工作头来实现先钻孔，再拧螺钉的操作，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。
[0005]美国专利US7367757B2揭示了一种双头电钻，包括一个安装螺丝批头的夹头和一个安装钻头的夹头，两个夹头大致呈90度设置并且可围绕同一枢转点旋转，其中将安装螺丝批头的夹头旋转90度使批头与主轴对应，然后将该夹头与主轴相连便可实现螺丝批的功能；需要更换钻功能 时，将安装螺丝批头的夹头与主轴分开并反向旋转90度使安装钻头的夹头与主轴对应，将安装钻头的夹头与主轴相连便可实现钻的功能。这样就需要设置两个夹头，而且两个夹头与主轴之间的连接结构要求的精度高，制造困难，双头电钻的整体结构也较复杂，体积大，成本高。另外，操作者更换完工作头之后还要手动切换速度，操作起来比较繁琐。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，操作方便的电动工具。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电动工具，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；工作头支撑机构，设置于机壳内，所述工作头支撑机构具有用于支撑工作头的若干个并列设置的收容空间，所述工作头支撑机构能够被调整到不同的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置；连接件，设置于机壳内并能够使工作头处于位于收容孔内的工作位置和位于工作头支撑机构的收容位置；所述电动工具还包括切换装置，所述工作头支撑机构可操作的从其中一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置移动到另一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述切换装置改变所述输出轴输出的旋转速度。[0008]优选的，所述收容空间有两个，所述输出轴对应所述两个收容空间时输出的旋转速度不同。
[0009]优选的，所述两个收容空间分别收容螺丝批头和钻头，所述工作头支撑机构被调整到收容钻头的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述连接件使螺丝批头处于收容位置而钻头处于工作位置，所述输出轴输出第一速度；所述工作头支撑机构被调整到收容螺丝批头的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述连接件使钻头处于收容位置而螺丝批头处于工作位置，所述输出轴输出第二速度；所述第一速度大于第二速度。
[0010]优选的，所述传动机构包括齿轮传动机构，其中齿轮传动机构包括至少一齿轮组件及一移动件，所述工作头支撑机构位置的改变能够带动移动件与齿轮组件中不同的元件哨合以提供输出轴输出不同的旋转速度。
[0011]优选的，所述齿轮传动机构包括若干行星轮、以及用于支撑行星轮的行星架，所述移动件包括内齿圈，所述内齿圈与不同的行星轮和/或行星架啮合，所述齿轮传动机构传递给所述输出轴的旋转速度不同。
[0012]优选的，所述切换装置包括连接在所述工作头支撑机构和移动件之间的运动转换机构，所述工作头支撑机构沿着垂直于输出轴轴向的直线运动通过所述运动转换机构转化为所述移动件沿着输出轴轴向运动。
[0013]优选的，所述运动转换机构包括与移动件相连的速度切换环，所述工作头支撑机构能够带动速度切换环旋转。
[0014]优选的，所述速度切换环上设有指示第一速度的第一速度指示标记和指示第二速度的第二速度指示标记，所述机壳的侧面设有速度指示窗口，第一速度指示标记和第二速度指示标记随着速度切换环的旋转择一的从所述指示窗口露出。
[0015]优选的，所述运动转换机构还包括设置在所述工作头支撑机构和速度切换环之间的偏压装置，所述工作头支撑机构移动使偏压装置产生沿速度切换环旋转方向的偏压力以带动所述移动件向着与齿轮组件不同的元件啮合的方向运动。
[0016]优选的，所述偏压装置包括与工作头支撑机构相连的驱动环以及弹性件，所述弹性件位于驱动环和速度切换环之间，所述工作头支撑机构能够带动驱动环旋转以压迫弹性件。
[0017]优选的，所述弹性件设有两个，两个弹性件相对于速度切换环的旋转中心对称设置。
[0018]优选的，所述速度切换环上沿周向设有阶梯状的速度切换槽，所述速度切换槽内安装有速度切换件，所述速度切换件连接移动件并且能够在速度切换槽内移动以带动移动件轴向移动。
[0019]优选的，所述机壳上设有控制所述连接件轴向运动的操作件，所述电动工具还包括响应于所述操作件的运动并对工作头支撑机构的位置进行调节的自动切换装置，所述连接件轴向运动至与所述若干个收容空间中的一个分离，所述工作头支撑机构在自动切换装置的作用下运动到若干个收容空间中的另外一个与所述输出轴轴向对应的位置。
[0020]本发明同时提供一种电动工具的操作方法，所述电动工具包括: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；工作头支撑机构，设置于机壳内，所述工作头支撑机构具有用于支撑工作头的若干个并列设置的收容空间，所述工作头支撑机构能够被调整到不同的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置；连接件，设置于机壳内并能够使工作头处于位于收容孔内的工作位置和位于工作头支撑机构的收容位置；所述电动工具还包括切换装置，所述工作头支撑机构可操作的从其中一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置移动到另一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述切换装置改变所述输出轴输出的旋转速度，所述操作方法包括以下步骤:1)操作连接件使其中一个工作头处于位于工作头支撑机构的收容位置；2)操作工作头支撑机构从收容其中一个工作头的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置移动到另一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置；3)、操作连接件使收容在另一个收容空间的工作头处于位于收容孔内的工作位置，所述输出轴输出的旋转速度改变。
[0021]优选的，所述机壳上设有控制所述连接件轴向运动的操作件，所述电动工具还包括响应于所述操作件的运动并对工作头支撑机构的位置进行调节的自动切换装置，所述连接件轴向运动至与所述若干个收容空间中的一个分离，所述工作头支撑机构在自动切换装置的作用下运动到若干个收容空间中的另外一个与所述输出轴轴向对应的位置，所述步骤I)操作连接件的方法和步骤2)中操作工作头支撑机构移动的方法均为操作操作件朝远离输出轴的方向轴向运动；所述步骤3)中操作连接件的方法为操作操作件朝向输出轴的方向轴向运动。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的电动工具通过简单的结构实现了电钻和螺丝批功能的快速切换，同时电动工具根据选择的不同的工作头输出不同的旋转速度，操作方便，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明电动工具优选的第一实施方式中的直流多功能电钻处于工作状态时的剖视图。
[0024]图2是图1中的直流多功能电钻的部分立体分解图。
[0025]图3是图1中的直流多功能电钻沿E-E线的剖视示意图。
[0026]图4是图1中的直流多功能电钻的剖视图，此时工作头回到收容仓，连接件与收容仓分离。
[0027]图5是图4中的直流多功能电钻沿F-F线的剖视示意图。
[0028]图6是图1中的直流多功能电钻的剖视图，此时存储夹移动到另一个收容仓内的工作头与输出轴对应的位置。
[0029]图7是图8中的直流多功能电钻沿G-G线的剖视示意图。
[0030]图8与图7类似，此时另一个收容仓内的工作头被推入输出轴内。
[0031]图9与图7类似，此时自动切换装置复位。
[0032]图10是本发明电动工具优选的第二实施方式中的直流多功能电钻处于第一种工作状态时的主视图。
[0033]图11是图10中的直流多功能电钻移除机壳后的示意图。
[0034]图12是图10中的直流多功能电钻的剖视图。
[0035]图13是图12中的直流多功能电钻沿H-H线的剖视示意图。[0036]图14是本发明电动工具优选的第二实施方式中的直流多功能电钻处于第二种工作状态时的主视图。
[0037]图15是图14中的直流多功能电钻移除机壳后的不意图。
[0038]图16是图14中的直流多功能电钻的剖视图。
[0039]图17是图16中的直流多功能电钻沿1-1线的剖视示意图。
[0040]其中:
[0041]1.机壳11.手柄13a.前壳 [0042]14.上盖16.指示窗口2.电机
[0043]21.电机轴22.齿轮箱210.动滑轮
[0044]211.第一段柔索212.第二段柔索2101.固定件
[0045]2102.固定销221.隔板223.齿轮箱盖板
[0046]3a.传动机构30a.小齿轮机构301a.第一齿轮
[0047]302a.第二齿轮303a.第三齿轮31a.行星齿轮减速机构
[0048]310.第一行星轮311.第一行星架312.第二行星轮
[0049]313.第二行星架314.止转装置315.调速环
[0050]316.钢丝套3151.环形槽34.驱动环
[0051]35.压簧36.速度切换环341.凹槽
[0052]361.速度切换槽4a.输出轴40.轴套
[0053]403.外齿41a.收容孔51.连接件
[0054]511.磁铁52a.存储夹521a.收容仓
[0055]526.凸柄53.滑盖531.导轨
[0056]539.限位槽55a.卡定块58b.推块
[0057]6.电池7.按钮开关701.第一滑槽
[0058]702.第二滑槽723c.直边724c.斜边
[0059]725.挡板74c.导向板75c.止动柱
[0060]79.摆动板791.第一柱销792.第二柱销
[0061]9a、9b.工作头
【具体实施方式】
[0062]在本发明电动工具优选的实施方式中，电动工具为可实现钻和螺丝批功能的手持式多功能电钻，电钻里也有直流和交流之分，本实施方式优选以直流多功能电钻为例进行具体说明。
[0063]参照图1和图2所示，该直流多功能电钻包括机壳1、电机2、电池6、传动机构3a、连接件51、工作头支撑机构和输出轴4a。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钝角设置的手柄11部分，本发明优选的角度在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安装在机壳I的手柄11部分的下部，传动机构3a收容在机壳I的水平部分内。作为优选的实施方式，电池6既可以是固定在手柄11的内部，也可以是安装在电池包内并通过电池包安装于机壳I上，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。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。
[0064]传动机构3a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31a和小齿轮机构30a，其中小齿轮机构30a与输出轴4a相连并将马达2的旋转运动传递给输出轴4a。工作头支撑机构用于收容不同的工作头，这里的工作头主要指直流多功能电钻常用的十字批头、一字批头、钻头等，通过操作连接件51轴向移动穿过工作头支撑机构或者离开工作头支撑机构，就可以快速的在不同的工作头之间进行更换，从而电钻可以进行钻孔、拧紧或松开不同的螺钉。
[0065]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31a，机壳I包括连接在其前端的前壳13，小齿轮机构30a收容在前壳13内。小齿轮机构30a包括与行星齿轮减速机构31a连接的第一齿轮301a，与第一齿轮啮合的第二齿轮302a以及由第二齿轮302a带动并与之同步旋转的第三齿轮303a，输出轴4a上周向固定的设有外齿403，第三齿轮303a与外齿403啮合从而带动输出轴4a旋转。
[0066]小齿轮机构30a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一个齿轮或者两个齿轮。另外，传动机构3a并不局限于以上所述的形式，传动机构可以只包括行星齿轮减速机构31a，或者只包括小齿轮机构30a，或者其他的旋转运动传递机构，如棘轮机构、涡轮机构等等。其中电机轴21延伸与行星齿轮减速机构31a啮合，行星齿轮减速机构31a将旋转运动传递给小齿轮机构30a，小齿轮机构30a再带动输出轴4a旋转。这样电机2运行时，通过行星齿轮减速机构31a、小齿轮机构30a，最终由输出轴4a输出。由此可以看出，本实施方式中的传动链为电机_传动机构-输出轴，即连接件不作为传动链的一部分，当然本领域技术人员可以很容易的想到，传动链也可以是为电机-传动机构-连接件-输出轴，即连接件作为传动链的一部分。另外，减速机构由三级行星减速和两极平行轴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二级行星减速系统，或者其他减速系统。
[0067]本实施方式中的工作头支撑机构优选为大致呈长方体形的盒状存储夹52a，存储夹52a的长度方向平行于输出轴4a的轴向，存储夹52a的宽度方向并列设置了两个收容仓521a，这样收容仓521a内就能够收容比较长的工作头，比如钻头、长批头等等。存储夹52a相对于机壳I沿输出轴4a的轴向固定，连接件51相对于机壳I轴向移动以带动收容在其中一个收容仓521a内的工作头9a进入输出轴4a，或者连接件51通过设置在其前端的磁铁511吸住工作头9a并带动其返回到收容仓521a内，这里的连接件51仅用于推出或者拉回工作头9a，不作为传动链的一部分。存储夹52a支撑于机壳I上并位于传动机构3a的上部，存储夹52a与传动机构3a中的行星齿轮减速机构31a轴向重叠并且与电机2部分轴向重叠，这样会使整机比较紧凑，节省空间。
[0068]机壳I上可滑动的连接有滑盖53，滑盖53的边缘设有导轨531，相应的机壳I上设有导向槽(图未视)，滑盖53通过其导轨531安装在导向槽内可相对于机壳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53移动，本实施方式中通过移动滑盖53带动连接件51轴向移动。
[0069]存储夹52a支撑在机壳上，在电钻工作的时候，滑盖53与前壳13a抵接，这样可以把存储夹52a与连接件51都封闭起来；在电钻更换工作头的时候，滑盖53与前壳13a分离并带动工作头回到收容仓521a。
[0070]输出轴4a为套筒形式，一般情况下输出轴设置六方的收容孔41，其内可安装工作头9a，工作头截面为与收容孔41相配的六方形，这样可以使用标准的工作头9a。输出轴4a通过轴承支撑在前壳13a上。当然，收容孔41也可以是其他形状，只要能够满足输出轴4a可以带动工作头9a旋转即可。
[0071]本实施方式的多功能电钻上设置了自动切换工作头的自动切换装置，也就是说只要操作滑盖53带动连接件51离开收容仓521a，解除对存储夹52a运动的限制，存储夹52a在自动切换装置的作用下移动到下一个收容仓521a与输出轴4轴向对应的位置，无需操作者再手动的移动存储夹52a来选择工作头。
[0072]图1到图9所示为本发明优选的直流多功能电钻的第一种实施方式。本实施方式中，自动切换装置包括设置在存储夹52a和滑盖53之间的运动转换机构，滑盖53线性移动通过运动转换机构驱动存储夹52a沿着与输出轴4a轴向呈角度的方向平移，优选的平移的方向垂直于输出轴4a的轴向。这里的运动转换机构包括设置于滑盖53上的滑槽72c以及枢轴连接在机壳I上盖14的摆动板79，摆动板79的两端形成两个柱销，其中第一柱销791卡在存储夹52b的方槽内，第二柱销792设置于滑槽72c内并能够在滑槽72c内滑动。滑槽72c具有沿输出轴4a轴向对称设置的两条直边723c以及分别与两条直边相连的斜边724c，两条斜边724c相交处形成斜角部，斜角部相对于两条直边723c外凸并朝向电机2，滑槽72c的中部设有两个挡板725，挡板725大致平行于直边723c，两个挡板725之间的距离大致等于第二柱销792的直径，第二柱销792可以在两个挡板725之间形成的轨道内运动，另外两个挡板725和对应的两条直边723c之间的距离也是大致等于第二柱销792的直径，第二柱销792可以在挡板725与其对应的直边723c之间形成的轨道内运动，两个挡板725将滑槽72c分割为第一滑槽701和第二滑槽702。滑盖53上枢轴连接有导向板74c，导向板74c位于滑槽72c内远离斜边724c的位置，导向板74c大致呈Y型，Y型导向板74c的单头端朝向斜边724c。滑槽72c内设有止动柱75c，止动柱75c位于Y型导向板74c的双头端的中部，止动柱75c固定在滑盖53上，导向板74c可以围绕垂直于滑槽72c的轴线旋转，这样Y型导向板74c的双头端能够择一的与止动柱75c抵触,从而导向板74c被止动柱75c限制只能在一定的范围内旋转，其中在导向板74c保持在与止动柱75c接触的位置时，导向板74c的单头端到其中一个挡板的距离小于第二柱销792的直径，到另一个挡板的距离小于第二柱销792的直径，这样可以保证第二柱销792在滑槽72c内滑动的过程中能够按照既定轨道运动。止动柱75c上设置有磁铁或者止动柱本身就是磁铁柱，而导向板74c由导磁材料制成，导向板74c的双头端无论哪一个与止动柱75c抵触都将保持在接触的位置，保证了第二柱销792能够顺利进入预定的轨道。
[0073]上述方案中自动切换工作头9的动作是通过操作滑盖53轴向移动实现的，也就是操作滑盖53使得第二柱销792在滑槽72c内滑动，在存储夹52a移动之前需要连接件51c与收容仓521a分离，而操作连接件51c移动也是通过操作滑盖53轴向移动实现的，这样就需要通过操作滑盖53轴向移动使连接件51c与收容仓521a分离后再操作滑盖53轴向移动完成自动切换，为了防止连接件51c继续随着滑盖53移动，可以在连接件51c与收容仓521a分离后使滑盖53空行程滑动，即滑盖53继续轴向移动而连接件51c相对机壳I固定，具体的实现方式有很多，本实施方式中优选在滑盖53和推块58a之间设置卡定块55a，推块58a连接在卡定块55a上,卡定块55a卡在设置于滑盖53上的限位槽539内，卡定块55a与滑盖53沿轴向通过弹性定位连接，卡定块55a能够克服弹性力作用在限位槽539内移动直至再次被弹性定位，这样便实现了滑盖53的另一个空行程。
[0074]常用的批头长度大概为一英寸即2.54厘米，连接件移动的最短距离即把批头推出存储夹，大概是批头长度的距离，而操作滑盖移动3厘米左右不会对操作带来影响，但是如果移动的距离过长就会影响操作者的效率，尤其是操作滑动5厘米以上的距离。本实施方式中存储夹52a收容长度较长的螺丝批头或者钻头，如两英寸的螺丝批头，这样存储夹52a的长度较长，使得连接件51需要运动的距离也较长，当连接件51与收容仓521a分离，滑盖53移动到电机2的后端，这样会使整机的长度很长，为此，本实施方式中在滑盖53和连接件51之间设置行程放大机构，滑盖53线性运动驱动行程放大机构带动连接件51运动，从而连接件51的运动行程大于滑盖53的运动行程，也就是说通过滑盖53移动的距离小于连接件51移动的距离实现连接件51与收容仓分离。
[0075]行程放大机构优选为动滑轮机构，即根据动滑轮机构中动力臂是阻力臂两倍的原理，使连接件的行程被放大。具体的，在滑盖53和连接件51之间设置动滑轮210，动滑轮210可以作为滑盖53带动连接件51运动的驱动件，动滑轮210安装在推块58b上，推块58b和滑盖53之间可以设置空行程，当然，如果解锁连接件51移动通过其他方式实现，如按钮解锁，则可不必在推块58b和滑盖53之间设置空行程，或者说可以由滑盖直接带动动滑轮210直线移动。动滑轮210上绕过两段柔索，这里的柔索为绳、带、钢索、线、金属丝等的总称，其中第一段柔索211的一端固定在机壳I上，另一端固定在连接件51远离输出轴4a的后部，最好是端部，可实现连接件51最短设置，从而工具整体更加紧凑。固定方式可以是螺钉压紧、穿过机壳I或者连接件51上的孔打结等，第一段柔索211自固定于连接件51上的一端以逆时针方向绕在动滑轮210上，这里的绕指的是柔索与动滑轮210的接触小于360度，当滑盖53带动动滑轮210朝向输出轴4a的方向运动时，动滑轮210通过第一段柔索211带动连接件51向输出轴4a的方向运动，连接件51直线运动的距离是动滑轮210直线运动的距离的两倍。第二段柔索212的一端固定在机壳上，另一端固定在连接件51临近输出轴4a的前部，最好第二段柔索212固定在连接件51上的一端位于连接件51长度的四分之一到二分之一之间，因为，在多功能电钻处于工作位置时，动滑轮210位于连接件51远离输出轴4a的一端，动滑轮210只需移动连接件51长度一半的距离，连接件51就可以移动其整个长度的距离，故第二段柔索212无需固定在连接件51临近输出轴4a的端部，如此便可以节省柔索的长度，从而减小成本。第二段柔索自固定于连接件51上的一端以顺时针方向绕过动滑轮210，当滑盖53带动动滑轮210向远离输出轴4a的方向运动时，动滑轮210通过第二段柔索212带动连接件51背向输出轴4a的方向运动，连接件51直线运动的距离是动滑轮210直线运动的距离的两倍。
[0076]以下将对本发明优选的直流多功能电钻的工作头快速更换的过程作详细说明。
[0077]图1至图3所示的直流多功能电钻处于工作状态，当需要更换另外一种类型的工作头9b时，操作滑盖53沿图示箭头M方向移动，滑盖53通过卡定块55a带动推块58a移动，推块58b带动动滑轮210也向后运动，因第二段柔索212在动滑轮210上绕着，故第二段柔索212随着动滑轮210的移动带动连接件51向后移动，直至连接件51带动工作头9b回到收容仓521a并且退出收容仓521a，如图4所示，摆动板79的第二柱销792随着滑盖53的滑动在滑槽72c内移动到图5所示的位置。此时连接件51被限制无法继续后退，继续操作滑盖53向后移动，卡定块55a克服弹性力作用在限位槽539内移动直至卡定块55a与限位槽539的前侧抵接并被再次弹性定位，摆动板79的第二柱销792与导向板74c的单头端接触，第二柱销792作用力于导向板74c使之克服止动柱75c的磁性力吸引而产生旋转直至双头端的另一边被止动柱75c磁吸，第二柱销792随着导向板74c的旋转沿着导向板74c的边缘运动，第二柱销792产生垂直于滑盖53移动方向的运动，使得摆动板79围绕其枢轴旋转，第一柱销791带动存储夹52a运动到另一个收容仓521a与输出轴4a的收容孔41a对应的位置，如图5和图6所示的位置。沿着箭头N的方向向前移动滑盖53复位，滑盖53通过卡定块55a经过空行程后带动推块58b向前运动，推块58b带动动滑轮210也向前运动，因第一段柔索211在动滑轮210上绕着，故第一段柔索211随着动滑轮210的移动带动连接件51向前移动，直至连接件51将收容仓521a中的工作头9a推进输出轴4a并从输出轴4a的前端露出，第二柱销792随着滑盖53移动沿着滑槽72c的直边723c运动到如图8所示的位置。继续沿图示箭头N的方向操作滑盖53移动，卡定块55a克服弹性力作用在限位槽539内移动直至卡定块55a与限位槽539的后侧抵接并被后侧弹性定位，摆动板79的第二柱销792沿着滑槽72c的斜边724c滑动，第二柱销792产生垂直于滑盖53移动方向的运动，使得摆动板围绕其枢轴旋转，而此时存储夹被连接件及连杆机构限位无法移动，第一柱销791在存储夹上的方槽内滑动到另一侧，如图9所示的位置。自动切换装置的结构原理与第一实施方式中相同，这里不再详细描述。
[0078]重复上述步骤，便能够更换成另一个工作头9a。第二柱销在滑槽72b内的运动轨迹是循环往复的，第二柱销可以从两个挡板形成的轨道内运动到第一滑槽701，再从两个挡板形成的轨道内运动到第二滑槽702从而形成循环实现工作头的自动切换。
[0079]图10到图17所示为本发明优选的直流多功能电钻的第二种实施方式。本实施方式中，直流多功能电钻上还设置了速度切换装置。一般情况下，操作者在使用钻头钻孔时，需要直流多功能电钻输出高速低扭矩；而在使用螺丝批头时，则需要直流多功能电钻输出低速高扭矩。在需要反复的切换钻头和螺丝批头的时候，操作者也要反复的切换速度，为了减轻操作者的劳动强度，本实施方式中的速度切换装置能够与存储夹52b位置的调整进行联动，也就是说当操作者选择的钻头进行工作时，输出轴在速度切换装置的作用下输出高速；当操作者选择的螺丝批头进行工作时，输出轴在速度切换装置的作用下输出低速。
[0080]具体的，行星齿轮减速机构31a包括由第一行星轮310与第一行星架311组成的第一行星齿轮组、由第二行星轮312及第二行星架313组成的第二行星齿轮组，以及可轴向移动的移动件，移动件是一具有内齿及端齿的调速环315，其上设置容纳钢丝套316的环形槽3151。高速档状态时，调速环315的内齿同时与第二行星架313及第二行星轮312啮合，此时行星齿轮减速机构31a的输出转速较高；低速档状态时，调速环315的内齿同时与第一行星架311及第二行星轮312啮合，同时其端齿与工具壳体上的止转装置314啮合，此时行星齿轮减速机构31a的输出转速较低。当然，本领域技术人员很容易能够想到，根据行星齿轮减速机构的设置不同，调速环可选择只和行星轮啮合或者与行星轮和行星架同时啮合。
[0081]为了使存储夹52b与输出轴呈角度的运动转化为调速环315的轴向移动，可以在存储夹52b和调速环315之间设置运动转换机构，通过运动转换机构将存储夹52b沿着垂直于输出轴轴向的直线运动转化为调速环315沿着输出轴轴向运动。具体的，运动转换机构包括速度切换环36，速度切换环36上沿周向设有速度切换槽361，速度切换槽361为曲折的具有阶梯的形状，由两段相互平行，在轴向上间隔开的直槽和位于两段直槽之间的连接槽组成。该两端直槽垂直于输出轴4a轴向。钢丝套316可轴向移动而不可转动，钢丝套316的两个端部位于速度切换槽361内，通过钢丝套316的两个端部和速度切换槽361的配合结构，速度切换环36转动时，钢丝套316的两个端部在速度切换槽361中从一段直槽移动到另一段直槽，带动钢丝套316轴向移动，继而钢丝套316带动调速环315轴向移动。
[0082]为了防止调速环315移动时与第二行星架313和第一行星架311或者调速环315的端齿与工具壳体上的止转装置314不能够顺利啮合，可以在存储夹52b和速度切换环36之间设置偏压装置，存储夹52b移动使得偏压装置产生偏压力以压迫速度切换环36旋转，这样若调速环315没有移动到啮合位置时，偏压装置的偏压力被储存，一旦启动按钮开关7使电机2旋转，行星齿轮减速机构31a的各部件的旋转位置发生改变，速度切换环36在偏压装置储存的偏压力作用下带动调速环315移动到与齿轮部件相啮合的位置。具体的，偏压装置包括大致呈半环形的驱动环34以及压簧35，驱动环34的周向的中部设有凹槽341，存储夹52b的底部设有与凹槽341对应的凸柄526，当存储夹52b移动时，凸柄526通过凹槽341带动驱动环34旋转。压簧35设置在驱动环34和速度切换环36之间，驱动环34通过压簧35带动速度切换环36旋转。压簧35设置两个，两个压簧35相对于速度切换环36的两侧对称设置，以保证调速环315无论向前或者向后移动都可以与齿轮部件顺利啮合。
[0083]另外，为了使操作者可以清楚的看到直流多功能电钻正在运行的速度，可以在速度切换环36上设置速度指示标记，如数字“I”代表低速，数字“2”代表高速，机壳I的侧面设置速度指示窗口 16，两个速度指示标记随着速度切换环36的旋转择一的从指示窗口 16露出。
[0084]以下介绍从低速螺丝批功能到高速钻功能切换的具体作用方式。如图10到图13，从低速螺丝批功能切换到高速钻功能时，存储夹52b移动到收容钻头9b的收容仓521与输出轴4a对应的位置，存储夹52b上的凸柄526带动驱动环34旋转，驱动环34压迫压簧35使得速度切换环36转动带动速度切换槽361位移，将钢丝套316的两个端部从一条直槽移动到另一条直槽，因而带动钢丝套316轴向移动，进而钢丝套316带动调速环315从前位置移动到后位置。完成切换后，调速环315位于后位置。
[0085]如图14到图17，从高速钻切换到低速螺丝批功能功能时，存储夹52b移动到收容螺丝批头9a的收容仓521与输出轴4a对应的位置，存储夹52b上的凸柄526带动驱动环34旋转，驱动环34压迫压簧35使得速度切换环36转动带动速度切换槽361位移，将钢丝套316的两个端部从一条直槽移动到另一条直槽，因而带动钢丝套316轴向移动，进而钢丝套316带动调速环315从后位置移动到前位置。完成切换后，调速环315位于前位置。
[0086]通过上述的配合方式，当钻头9b被选择时，行星齿轮减速机构31a将较高的转速输出到输出轴4a，当螺丝批头9a被选择时，行星齿轮减速机构31a经由减速将较低的转速输出到输出轴4a。其中操作存储夹52b移动以选择工作头的方式可以是手动拨动存储夹52b，也可以如第一实施方式方式中操作滑盖53移动通过自动切换装置驱动存储夹52b移动，具体的自动切换方式与第一实施方式相同，在操作滑盖53轴向运动切换工作头的同时改变输出轴的旋转速度。
[0087]以上是通过机械方式进行速度切换的方式，本领域技术人员可以很容易的想到通过电子控制的方式也可以实现速度的改变，例如电动工具上设置有控制器，控制器检测存储夹52b的位置并且根据检测到的结果控制电机输出相应的转速；或者是机电结合的方式，例如控制器检测存储夹52b的位置并且根据检测到的结果驱动电磁铁带动调速环315移动。
[0088]本发明还涉及前述直流多功能电钻的操作方法，具体的操作步骤如下:1)操作连接件51使位于收容孔41a内的工作头处于位于存储夹52a的收容仓521内；2)操作存储夹52a从收容前述工作头的收容仓521与收容孔41a轴向对应的位置移动到另一个收容仓521与收容孔41a轴向对应的位置；3)、操作连接件51使收容在另一个收容仓521的工作头处于位于收容孔41a内，输出轴输出的旋转速度改变。步骤I)中操作连接件51的方法为操作滑盖53朝远离输出轴4a的方向轴向运动；步骤2)中操作存储夹52a移动的方法为操作滑盖53朝远离输出轴4a的方向轴向运动；步骤3)中操作连接件51的方法为操作滑盖53朝向输出轴4a的方向轴向运动。通过前述的直流多功能电钻的操作方法，只需进行拉推滑盖，就可以实现速度切换，同时更换工作头，操作方便，能大大的提高工作效率。
[0089]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；滑盖用于带动连接件或者驱动存储夹，其结构形式可以有多种如拉杆、端盖等等；此夕卜，上述实施方式中，连接件与存储夹之间的相对轴向移动也可以是连接件固定，而工作头存储夹既能够轴向运动也可以径向移动，而连接件也可以是和电机轴同轴设置等等。另外，对其结构并无特别要求，可视不同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】
1.一种电动工具，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； 工作头支撑机构，设置于机壳内，所述工作头支撑机构具有用于支撑工作头的若干个并列设置的收容空间，所述工作头支撑机构能够被调整到不同的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置； 连接件，设置于机壳内并能够使工作头处于位于收容孔内的工作位置和位于工作头支撑机构的收容位置； 其特征在于:所述电动工具还包括切换装置，所述工作头支撑机构可操作的从其中一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置移动到另一个收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述切换装置改变所述输出轴输出的旋转速度。
2.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于:所述收容空间有两个，所述输出轴对应所述两个收容空间时输出的旋转速度不同。
3.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于:所述两个收容空间分别收容螺丝批头和钻头，所述工作头支撑机构被调整到收容钻头的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述连接件使螺丝批头处于收容位置而钻头处于工作位置，所述输出轴输出第一速度；所述工作头支撑机构被调整到收容螺丝批头的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置，所述连接件使钻头处于收容位置而螺丝批头处于工作位置，所述输出轴输出第二速度；所述第一速度大于第二速度。
4.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于:所述传动机构包括齿轮传动机构，其中齿轮传动机构包括至少一齿轮组件及一移动件，所述工作头支撑机构位置的改变能够带动移动件与齿轮组件中不同的元件啮合以提供输出轴输出不同的旋转速度。
5.如权利要求4所述的电动工具，其特征在于:所述齿轮传动机构包括若干行星轮、以及用于支撑行星轮的行星架，所述移动件包括内齿圈，所述内齿圈与不同的行星轮和/或行星架啮合，所述齿轮传动机构传递给所述输出轴的旋转速度不同。
6.如权利要求4所述的电动工具，其特征在于:所述切换装置包括连接在所述工作头支撑机构和移动件之间的运动转换机构，所述工作头支撑机构沿着垂直于输出轴轴向的直线运动通过所述运动转换机构转化为所述移动件沿着输出轴轴向运动。
7.如权利要求6所述的电动工具，其特征在于:所述运动转换机构包括与移动件相连的速度切换环，所述工作头支撑机构能够带动速度切换环旋转。
8.如权利要求7所述的电动工具，其特征在于:所述速度切换环上设有指示第一速度的第一速度指示标记和指示第二速度的第二速度指示标记，所述机壳的侧面设有速度指示窗口，第一速度指示标记和第二速度指示标记随着速度切换环的旋转择一的从所述指示窗口露出。
9.如权利要求6所述的电动工具，其特征在于:所述运动转换机构还包括设置在所述工作头支撑机构和速度切换环之间的偏压装置，所述工作头支撑机构移动使偏压装置产生沿速度切换环旋转方向的偏压力以带动所述移动件向着与齿轮组件不同的元件啮合的方向运动。
10.如权利要求9所述的电动工具，其特征在于:所述偏压装置包括与工作头支撑机构相连的驱动环以及弹性件，所述弹性件位于驱动环和速度切换环之间，所述工作头支撑机构能够带动驱动环旋转以压迫弹性件。
11.如权利要求10所述的电动工具，其特征在于:所述弹性件设有两个，两个弹性件相对于速度切换环的旋转中心对称设置。
12.如权利要求6所述的电动工具，其特征在于:所述速度切换环上沿周向设有阶梯状的速度切换槽，所述速度切换槽内安装有速度切换件，所述速度切换件连接移动件并且能够在速度切换槽内移动以带动移动件轴向移动。
13.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于:所述机壳上设有控制所述连接件轴向运动的操作件，所述电动工具还包括响应于所述操作件的运动并对工作头支撑机构的位置进行调节的自动切换装置，所述连接件轴向运动至与所述若干个收容空间中的一个分离，所述工作头支撑机构在自动切换装置的作用下运动到若干个收容空间中的另外一个与所述输出轴轴向对应的位置。
14.一种如权利要求1所述的电动工具的操作方法，包括以下步骤:1)操作连接件使其中一个工作头处于位于工作头支撑机构的收容位置；2)操作工作头支撑机构从收容其中一个工作头的收容空间与所述收容孔轴向对应的位置移动到另一个收容空间与所述收容孔轴向对应的 位置；3)、操作连接件使收容在另一个收容空间的工作头处于位于收容孔内的工作位置，所述输出轴输出的旋转速度改变。
15.如权利要求14所述的电动工具的操作方法，其特征在于:所述机壳上设有控制所述连接件轴向运动的操作件，所述电动工具还包括响应于所述操作件的运动并对工作头支撑机构的位置进行调节的自动切换装置，所述连接件轴向运动至与所述若干个收容空间中的一个分离，所述工作头支撑机构在自动切换装置的作用下运动到若干个收容空间中的另外一个与所述输出轴轴向对应的位置，所述步骤I)操作连接件的方法和步骤2)中操作工作头支撑机构移动的方法均为操作操作件朝远离输出轴的方向轴向运动；所述步骤3)中操作连接件的方法为操作操作件朝向输出轴的方向轴向运动。
【文档编号】B25F3/00GK103963016SQ201310045957
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月5日 优先权日:2013年2月5日
【发明者】钟红风, 张士松, 谢明健 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司