手持式工具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种手持式工具，包括：机壳；输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔；工作头支撑机构，至少部分设置于机壳内，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至少一个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，所述连接件能够带动工作头处于位于收容孔内的工作位置或位于工作头支撑机构的收容位置；所述机壳上设有控制所述连接件运动的操作件，所述机壳和连接件之间设有连杆机构，所述操作件可操作的驱动连杆机构伸展或收缩以带动连接件沿输出轴轴向运动。
【专利说明】手持式工具【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手持式工具，尤其涉及一种可实现工作头的储存和快速更换的枪钻类手持式工具。
【背景技术】
[0002]在现有的枪钻类手持式工具中，通常包括电钻、螺丝批、冲击钻等。
[0003]螺丝批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螺丝批头，即要把原来安装的螺丝批头取下，然后装上另一种规格的螺丝批头。
[0004]电钻是用于在工件上进行钻孔，在作业过程中，夹头夹紧钻头持续地作旋转运动。
[0005]通常，使用者在进行作业时需要进行不同类型的操作，如拧螺丝、钻孔等。如此，需要使用者准备多种不同类型的电动工具或者多种不同类型的工作头，还要不断地更换来进行操作，尤其是在需要先打预孔再拧螺钉的工况下，需要在钻头和螺丝批头之间不断的更换，这样就会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，不适合在工业中作为专业的工具使用。
[0006]中国发明专利CN101563192B揭示了一种用于可旋转驱动的刀具的工具机，该工具机具有电机和传动装置，传动装置上设有刀具更换库。刀具更换库上设置有用于容纳批头的刀具室。一操作滑件能够轴向向前运动以穿过其中一个刀具室并带动位于该刀具室中的批头进入刀具卡头，或者轴向向后运动通过设置在其前端的磁铁带动刀具卡头中的批头回到刀具室。一执行机构用于对操作滑件进行轴向限位，执行机构包括一个轴向抵住操作滑件的支撑杠杆，当需要更换批头时，压下按键就可以解除支撑杠杆对操作滑件的轴向限位，这样就可以移动操作滑件使之带着批头退出刀具卡头，并且带动批头回到刀具室，操作滑件退出刀具室，旋转刀具更换库就可以选择另一个批头。这样操作批头进入刀具卡头或者回到刀具室需要直接推拉操作滑件，从而工具机就相应的设置的较长，增大了工具机的体积，如果保持工具小巧握持方便，势必会使工具的结构复杂，而且操作起来也会费时费力。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构紧凑的手持式工具。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种手持式工具，包括:机壳；输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔；工作头支撑机构，至少部分设置于机壳内，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至少一个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，所述连接件能够带动工作头处于位于收容孔内的工作位置或位于工作头支撑机构的收容位置；所述机壳上设有控制所述连接件运动的操作件，所述机壳和连接件之间设有连杆机构，所述操作件可操作的驱动连杆机构伸展或收缩以带动连接件沿输出轴轴向运动。
[0009]优选的，所述操作件沿输出轴轴向直线运动驱动所述连杆机构，所述连接件的运动行程大于所述操作件的运动行程。
[0010]优选的，所述连接件的运动行程小于或等于所述操作件运动行程的12倍。
[0011]优选的，所述连杆机构包括至少一组连杆，每组连杆包括至少两根长度相等且交叉设置的连杆，所述至少两根连杆的交叉叠合的中部枢转连接。
[0012]优选的，所述连杆机构还包括分别连接于所述至少一组连杆两端的第一组半连杆和第二组半连杆，每组半连杆中半连杆的数量与每组连杆中连杆的数量相等，第一组半连杆的一端分别与所述至少一组连杆一端枢转连接，第一组半连杆的另一端分别枢转连接于连接件上，第二组半连杆的一端分别与所述至少一组连杆另一端枢转连接，第二半连杆的另一端分别枢转连接于机壳上。
[0013]优选的，每组连杆包括三根长度相等的连杆，其中有两根连杆相互平行且相对固定，另一根连杆设置于两根连杆之间。
[0014]优选的，所述连杆机构包括多组连杆，每组连杆之间分别通过连杆端部枢转连接。
[0015]优选的，每组连杆的连杆之间通过枢转销连接，所述枢转销垂直于输出轴轴向并且能够随着所述连杆机构的伸展或收缩沿输出轴轴向运动，所述机壳上沿输出轴轴向设置定位槽，至少一个枢转销卡在定位槽内，所述定位槽限制所述至少一个枢转销沿输出轴径向运动。
[0016]优选的，每组连杆的连杆之间通过枢转销连接，所述枢转销垂直于输出轴轴向并且能够随着所述连杆机构的伸展或收缩沿输出轴轴向运动，所述连接件上沿输出轴轴向设置限位槽，至少一个枢转销卡在限位槽内，所述限位槽限制所述至少一个枢转销沿输出轴径向运动。
[0017]优选的，每组连杆的连杆之间通过枢转销连接，其中一个枢转销上设置有定位台阶，所述操作件上装有推块，所述推块上沿输出轴轴向设置有长槽，所述定位台阶沿输出轴径向支撑在所述长槽的边缘，所述操作件能够通过所述推块带动所述销轴沿输出轴轴向运动。
[0018]优选的，所述长槽沿输出轴轴向的长度大于所述销轴的直径，所述销轴卡在所述长槽内并能够在所述长槽内沿输出轴轴向运动。
[0019]优选的，所述连杆机构在垂直于竖直方向的平面内伸展或收缩。
[0020]优选的，所述操作件上设有卡槽，在所述工作位置，所述连杆机构至少部分收容在卡槽内，所述卡槽限制所述连杆机构收缩；在所述收容位置，所述卡槽与所述连杆机构分离。
[0021]优选的，所述操作件上设置有锁块，操作件能够带动锁块沿输出轴轴向运动，所述卡槽设置在所述锁块上。
[0022]优选的，所述卡槽为U型槽。
[0023]优选的，所述连接件上设有导向轮，所述导向轮能够与收容空间的内壁接触并且导向轮的旋转轴线垂直于输出轴轴向。
[0024]优选的，所述连接件上沿输出轴轴向设有限位槽，所述导向轮至少部分收容在限位槽内。
[0025]优选的，所述导向轮至少设置一对，沿水平方向对称设置。
[0026]优选的，所述手持式工具还包括:马达，设置在机壳内，并输出旋转动力；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。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的手持式工具通过在操作件和连接件之间设置行程放大机构，可以减小操作件的运动行程，同时减小手持式工具宽度方向上的尺寸，使得工具内部结构紧凑从而整体小巧便于携带。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明手持式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。
[0029]图2是图1中的直流多功能电钻的部分立体分解图。
[0030]图3是图1中的直流多功能电钻沿G-G线的剖视示意图。
[0031]图4是图1中的直流多功能电钻沿H-H线的剖视示意图。
[0032]图5是图1中的直流多功能电钻的连接件被解除锁定时的剖视图。
[0033]图6是图5中的直流多功能电钻沿1-1线的剖视示意图。
[0034]图7是图5中的直流多功能电钻沿J-J线的剖视示意图。
[0035]图8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。
[0036]图9是图8中的直流多功能电钻沿0-0线的剖视示意图。
[0037]图10是图8中的直流多功能电钻沿P-P线的剖视示意图。
[0038]图11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。
[0039]图12是图11中的直流多功能电钻沿Q-Q线的剖视示意图。
[0040]图13是图11中的直流多功能电钻沿R-R线的剖视示意图。
[0041]图14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。
[0042]图15是图14中的直流多功能电钻沿T-T线的剖视示意图。
[0043]图16是图14中的直流多功能电钻沿U-U线的剖视示意图。
[0044]图17是图1中的直流多功能电钻的剖视图，此时另一个收容仓内的工作头被推入输出轴内。
[0045]图18是图17中的直流多功能电钻沿V-V线的剖视示意图。
[0046]图19是图17中的直流多功能电钻沿W-W线的剖视示意图。
[0047]图20是图1中的直流多功能电钻的剖视图，此时自动切换装置复位，连接件被轴向锁定。
[0048]图21是图20中的直流多功能电钻沿Y-Y线的剖视示意图。
[0049]图22是图20中的直流多功能电钻沿Z-Z线的剖视示意图。
[0050]图23是图21中的直流多功能电钻a部分的放大图。
[0051]图24是本发明手持式工具优选的第二个实施方式中的直流多功能电钻处于工作状态时的剖视图。
[0052]图25是图24中的直流多功能电钻的部分立体分解图。
[0053]图26是图24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。
[0054]图27是图24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。
[0055]图28本发明优选的直流多功能电钻中的动滑轮机构的另一种实施例的立体分解示意图。
[0056]图29是图28中动滑轮机构的俯视示意图。
[0057]图30是图29中的动滑轮机构的沿Al-Al线的剖视图。
[0058]图31是图29中的动滑轮机构沿A2-A2线的剖视图。
[0059]其中:
[0060]1.机壳 11.手柄13a.前壳
[0061]14.上盖 142.导槽143.第二销孔
[0062]144.第二销轴 145.滑动导槽146.第二狭槽
[0063]147.第一导向槽 148第二导向槽2.电机
[0064]200.连杆机构 20L第一半连杆202.第二半连杆
[0065]203.连杆 204.卡销2041.定位凸缘
[0066]21.电机轴 210.动滑轮2101.固定件
[0067]2102.固定销 211、211a.第一段柔索212、212a.第二段柔索
[0068]213.调节螺钉 214.弹性元件215a、215b.压铸头
[0069]216.调整块 217.螺钉218.调节螺钉
[0070]22.齿轮箱 221.隔板223.齿轮箱盖板
[0071]3a.传动机构 30a.小齿轮机构301a.第一齿轮
[0072]302a.第二齿轮 303a.第三齿轮31a.行星齿轮减速机构
[0073]4a.输出轴 40.轴套403.外齿
[0074]41、41a.收容孔 51c、51d.连接件511.磁铁
[0075]513.第一销孔 514.第一销轴515.第一狭槽
[0076]516.导向轮 518.支撑件519.滚动件
[0077]5191.耐磨垫片 52a.存储夹521a.收容仓
[0078]53b.滑盖 531.导轨532.锁销
[0079]539c.限位槽 55a.卡定块57.锁块
[0080]571.延伸部 572.限位槽58a、58b.推块
[0081]581.避让槽 582.导轨583.定位块
[0082]584.长槽 585.凸块6.电池
[0083]7.按钮开关 701.第一滑槽702.第二滑槽
[0084]723c.直边 724c.斜边725.挡板
[0085]741.顶部 742a、742b.尾部74c.导向板
[0086]75c.止动柱 79.摆动板791.第一柱销[0087]792.第二柱销9a、9b.工作头【具体实施方式】[0088]在本发明手持式工具优选的实施方式中，手持式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。
[0089]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51a、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。在本实施方式中，锂离子电池为一节额定电压为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。
[0090]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51a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。
[0091]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。其中行星齿轮减速机构31a设置有调速装置，即通过操作设置在机壳上的速度切换钮(图未示)带动第二级齿圈轴向移动与行星齿轮减速机构31a中不同的元件啮合从而实现输出不同的转速，这样的速度切换为本领域技术人员所熟知的技术， 申请人:在此不再赘述。
[0092]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。
[0093]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51a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51a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51a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。
[0094]机壳I上可滑动的连接有滑盖53a，滑盖53a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53a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53a上设置导向槽，机壳I上设置导轨的方式使得滑盖53a移动，本实施方式中通过移动滑盖53a带动连接件51轴向移动。
[0095]存储夹52a支撑在机壳上，在电钻工作的时候，滑盖53a与前壳13a抵接，这样可以把存储夹52a与连接件51a都封闭起来；在电钻更换工作头的时候，滑盖53a与前壳13a分离并带动工作头回到收容仓521a。
[0096]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。
[0097]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53a带动连接件51a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52Ia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。
[0098]图1到图22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53a之间的运动转换机构，滑盖53a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53a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53b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53b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。
[0099]上述方案中自动切换工作头9的动作是通过操作滑盖53b轴向移动实现的，也就是操作滑盖53b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53b轴向移动实现的，这样就需要通过操作滑盖53b轴向移动使连接件51c与收容仓521a分离后再操作滑盖53b轴向移动完成自动切换，为了防止连接件51c继续随着滑盖53b移动，可以在连接件51c与收容仓521a分离后使滑盖53b空行程滑动，即滑盖53b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53b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53b上的限位槽539c内，卡定块55a与滑盖53b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539c内移动直至再次被弹性定位，这样便实现了滑盖53b的另一个空行程。
[0100]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51a需要运动的距离也较长，当连接件51a与收容仓521a分离，滑盖53a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53a和连接件51a之间设置行程放大机构，滑盖53a线性运动驱动行程放大机构带动连接件51a运动，从而连接件51a的运动行程大于滑盖53a的运动行程，也就是说通过滑盖53a移动的距离小于连接件51a移动的距离实现连接件51a与收容仓分离。
[0101]参照图1到图3所示，在本发明提供的一个实施方式中，行程放大机构也可以是连杆机构200，连杆机构包括一组与连接件51c枢轴相连的第一半连杆201、一组与机壳I枢轴相连的第二半连杆202以及分别枢轴连接于一组第一半连杆和一组第二半连杆之间的至少一组交叉设置的连杆203。连接件51c上设置有第一销孔513，第一销轴514穿过第一半连杆201的一端卡在第一销孔513内，第一半连杆201与第一销轴514之间间隙配合从而第一半连杆201能够围绕第一销轴514旋转。第二半连杆202的设置方式与第一半连杆201相同，此处不再赘述。机壳I包括固定在马达上部的上盖14，上盖上设有第二销孔143，第二销轴144穿过第二半连杆202的一端卡在第二销孔143内，第二半连杆202与第二销轴144之间间隙配合从而第二半连杆202能够围绕第二销轴144旋转。每组交叉设置的连杆203包括至少两个围绕同一枢转轴设置的连杆203，每组半连杆中半连杆的数量与每组交叉设置的连杆203中连杆的数量相等，其中一组交叉设置的连杆203中的连杆203的一端分别与第一半连杆201枢转连接，另外一组交叉设置的连杆203中的连杆203的一端分别与第二半连杆202枢转连接，每组交叉设置的连杆203之间分别通过连杆端部枢转连接，这样可以通过控制连杆203交叉处的枢轴沿输出轴轴向移动使连杆机构伸展和收缩。本实施方式中优选每组半连杆设置三根半连杆，同样的每组交叉设置的连杆203设置三根连杆，其中有两根连杆相互平行且相对固定，另一根连杆设置于两根连杆之间，设置三个是为了增加连杆机构的强度，使其伸缩时不易变形。
[0102]上述连杆机构的具体结构是本发明优选的实施方式，本领域技术人员可根据连杆机构的原理适当的改变，如第一半连杆201、第二半连杆202和连杆203分别设置两个同样可以达到相同的效果。当然，连杆机构也可以全部由连杆203组成，连杆203与连接件51c和机壳I的连接方式可以是滑动连接，可以通过控制连杆203末端的聚拢和分离使连杆机构伸展和收缩，也可以通过控制连杆机构中部的枢轴沿输出轴轴向移动使连杆机构伸展和收缩。另外，连接件51c沿着输出轴4a轴向运动以推拉工作头，故连杆机构的伸缩方向应平行于输出轴4a轴向，也就是说连杆机构所在的平面平行于输出轴4a轴向，为了使连杆机构与其他元件之间的配合更加紧凑，连杆机构最好水平设置，即连杆机构所在的平面垂直于竖直方向，从而机壳I内有足够的空间容纳连杆机构收缩时其宽度方向增大的体积。
[0103]连杆机构与滑盖53a之间设置有推块58a，推块58a的端面大致呈η型，其沿着输出轴4a轴向具有一定的长度，推块58a的内部可供连杆机构穿过，推块58a的η型两边缘形成定位块583，定位块583能够卡在机壳I的上盖142的第一导向槽147内以使得推块58a能够沿着第一导向槽147移动。推块58a的η型顶部沿着输出轴4a轴向设置有长槽584，长槽584位于推块58a长度方向的一端，推块582a长度方向的另一端设置有凸块585，凸块585能够连接于滑盖53b从而使滑盖53b带动推块58a移动。连杆机构中的两个连杆203中部的枢转点设置有卡销204，卡销204穿过长槽584并能够沿着长槽584移动，卡销204的上端部设有定位凸缘2041，定位凸缘2041的直径大于长槽584的宽度，这样定位凸缘2041不能够穿过长槽584，从而卡销204能够支撑在推块58a上，卡销204与连杆203之间设置成沿卡销204轴向固定，即连杆203沿着卡销204轴向无法移动，从而通过卡销204将连杆机构支撑在推块58a上，保证连杆机构在伸缩时不会变形。推块58a的长度能够满足连接卡销204和滑盖53b即可，推块58a与滑盖53b可以直接相连，也可以间接相连，只要滑盖53b能够带动推块58a运动继而带动连接件51c运动即可，或者设置成滑盖53b可以直接与卡销204连接的方式。设置推块58a只为滑盖53b相对于连接件51c具有一个空行程，也就是通过卡销204在推块58a上的长槽584内运动实现滑盖53b运动而连接件53c不随之运动，当卡销204抵接在长槽584的内壁时，滑盖53b即可带动连接件53c移动。空行程的作用在后面会进行详细的描述。
[0104]连杆机构中优选设置11组交叉设置的连杆203，11组交叉设置的连杆203与第一半连杆201、第二半连杆202刚好组成12组四连杆机构，即连杆机构伸展时形成12个平行四边形，通过操作交叉设置的连杆203中部的枢转轴轴向移动来实现连杆机构的伸展或者收缩。带动连杆机构伸缩的元件(如推块58a、滑盖53b等)可选择与其中一组交叉设置的连杆203中部的枢轴相连，这样连接件53c的行程相对于滑盖53b的行程即可被放大或者缩小。本实施方式中推块58a与第四组交叉设置的连杆203 (自第二销轴144处计算)的中部枢转卡销204相连，操作滑盖53b使卡销204向第二销轴144运动，滑盖53b与卡销204的运动同步，即卡销204运动了使四个平行四边形压缩的距离，而连接件51c随着第一销轴514运动，第一销轴514相对于第二销轴144运动了使十二个平行四边形压缩的距离，这样滑盖53b与连接件51c的运动行程比为1:3 (不计入滑盖的空行程)。如此可见，通过操作不同的交叉设置的连杆203中部的枢转销轴轴向运动，可实现滑盖53b与连接件51c不同的运动行程比，本实施方式中滑盖53b与连接件51c的运动行程比在1:12到1:1之间，这样可以保证各元件连接的紧凑、可靠，同时连杆机构与收容仓521a不会发生干涉。当然本领域技术人员很容易能够根据上述原理设置其他的运动行程比，如通过增加交叉设置的连杆203的数量。
[0105]电钻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，这样工作头9会受到一个反向的轴向力作用，轴向力由工作头9传递给连接件51才，会产生连接件51的后移，为了避免这个问题，在滑盖53b和连杆机构之间设置锁块57，机壳I的上盖14设有与第一导向槽147平行的第二导向槽128，锁块57朝向输出轴4a的一面设有延伸部571，延伸部571卡在第二导向槽128内并能够沿着第二导向槽128滑动。锁块57上设置有限位槽572，限位槽572的宽度与连杆机构处于伸展状态时的宽度大致相等，限位槽572的长度需保证可以完全收容处于伸展状态时的第二半连杆202，这样当工作头9抵压在工件上时，连杆机构受力会产生收缩的倾向，连杆机构需要在其宽度方向扩张，而限位槽572限制第二半连杆202朝连杆机构的宽度方向运动，故工作头9无法产生轴向移动。因为限位槽572受到的是沿连杆机构的宽度方向的扩张力，故锁块57不会因为工作头9轴向抵压工件而产生轴向位移，这样就可以在电钻工作的时候对工作头9进行轴向限位。
[0106]在电钻处于工作状态的时候，推块58a与锁块57轴向抵接，需要更换工作头时，滑盖53b先移动一段距离S，同时推块58a带动锁块57也移动了距离S，而卡销204在长槽584内移动使得在该段距离内推块58a不能够带动卡销204移动，第二半连杆202随着锁块57的移动渐渐与限位槽572远离直至第二半连杆202与连杆203的枢转连接处与限位槽572分开，如此便解除了限位槽572对连杆机构收缩的限定，从而连接件51c能够随着连杆机构的收缩向远离输出轴4a的方向运动。由上述可以看出，滑盖53b的空行程是为了解除工作头9的轴向限位，从而可实现更换工作头。另外，滑盖53b上固定设置有锁销532，锁块57与锁销532轴向抵接，在更换好工作头后，滑盖53b可通过锁销532带动锁块57向输出轴4a的方向移动，锁块57便可回复至限位槽572与连杆机构抵接的位置。
[0107]在上述优选的连杆机构中，交叉设置的连杆203的数量较多，为了防止连杆机构伸缩的过程中发生沿其宽度方向上的摆动，可以对连杆组中部的枢转销轴的运动进行定位，其中可在连杆机构的两端分别进行限位。在连杆机构连接连接件53c的一端，连接件53c上沿输出轴4a轴向设置第一狭槽515，第一狭槽515的宽度与连杆组中部枢转销轴的直径大致相等，第一狭槽515的长度需保证无论连杆机构处于伸展或者收缩状态，至少一个连杆组中部的枢转销轴卡在第一狭槽515内。在连杆机构连接机壳I的一端，机壳I的上盖14设有与第一狭槽515在同一直线上的第二狭槽146，同样的，第二狭槽146的宽度与连杆组中部枢转销轴的直径大致相等，第二狭槽146的长度需保证无论连杆机构处于伸展或者收缩状态，至少一个连杆组中部的枢转销轴卡在第二狭槽146内。这样，无论连杆机构伸展或者收缩，至少两个连杆组中部的枢转销轴沿着第一狭槽515和第二狭槽146所在的直线运动，两点确定一线，连杆机构只能沿着输出轴4a轴向伸展或收缩，从而保证了连杆机构运动的可靠性。
[0108]连杆机构伸展或收缩时带动连接件51c在收容仓521a内移动，而连接件51c和收容仓521a的内壁势必会有摩擦,这样通过滑盖53b操作连杆机构运动就会比较费力，为此，本实施方式中在连接件51c上设置导向轮516，导向轮516能够与收容仓521a的内壁接触，导向轮516可以滚动支撑在第一狭槽515内，并与连杆组中部的枢转销轴互不干涉，使得连接件51c的结构简化。导向轮16最好设置两个，沿竖直方向对称设置于连接件51c上，使得连接件51c的支撑比较平衡。本实施方式中优选设置4个导向轮516，沿竖直方向对称各设置两个，从而连接件51c沿轴向的运动更加平稳。
[0109]配合参照图23所示，连接件51c上与工作头9接触的一端设置有支撑装置，支撑装置能够与工作头抵接或者分离，而且当工作头抵在工件上旋转时，通过支撑装置可以将工作头与连接件51c之间的滑动摩擦变为滚动摩擦。具体的，支撑装置包括支撑件518和滚动件519，支撑件518围绕输出轴4a的轴线可旋转的支撑在连接件51c上，支撑件518相对于连接件51c轴向固定设置，磁铁511可以设置在支撑件518上，这样不会影响连接件51c带动工作头9回到收容仓521a，滚动件519设置在支撑件518和连接件51c之间，用来承载电钻工作时工作头9旋转时的轴向力，支撑件518受到工作头9旋转时的摩擦力作用从而能够随着工作头9旋转，支撑件518和连接件51c之间为滚动接触，减小了支撑件518和连接件51c之间的摩擦，并且工作头9与连接件51c通过支撑件518隔开，防止工作头9或连接件51c因摩擦而损坏，从而增长电钻和工作头9的使用寿命。这里的滚动件519是指滚柱、滚珠、滚针等滚动体，另外可以在滚动件519与支撑件518之间和/或滚动件519与连接件51c之间设置耐磨垫片5191，既防止了支撑件和连接件的磨损，同时可以视耐磨垫片5191的磨损程度及时更换，减小使用成本。另外，支撑装置也可以包括端面轴承(也称平面轴承)，工作头与端面轴承抵接，或者滚动件519可旋转的安装在连接件上，工作头与滚动件519抵接，这样都可以实现滚动支撑。
[0110]参照图24到图31，在本发明提供的第二个实施方式中，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53b和连接件51d之间设置动滑轮210，动滑轮210可以作为滑盖53b带动连接件51d运动的驱动件，动滑轮210安装在推块58b上，推块58b和滑盖53b之间可以设置空行程，当然，如果解锁连接件51d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53b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51d远离输出轴4a的后部,最好是端部,可实现连接件51d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51d上的孔打结等，第一段柔索211自固定于连接件51d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53b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51d向输出轴4a的方向运动，连接件51d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51d临近输出轴4a的前部，最好第二段柔索212固定在连接件51d上的一端位于连接件51d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51d远离输出轴4a的一端，动滑轮210只需移动连接件51d长度一半的距离，连接件51d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51d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51d上的一端以顺时针方向绕过动滑轮210，当滑盖53b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51d背向输出轴4a的方向运动，连接件51d直线运动的距离是动滑轮210直线运动的距离的两倍。
[0111]具体的在操作时，向后拉滑盖滑盖53b，滑盖53b通过卡定块55a经过空行程后带动推块58b向后运动，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51d向后移动，直至连接件51d带动工作头9b回到收容仓521a并且退出收容仓521a，如图26的位置，此时连接件51d被限制无法继续后退，继续操作滑盖53b向后移动，通过滑盖53b和卡定块55a之间的第二个空行程，存储夹52a在自动切换装置的作用下运动到另一个收容仓521a与输出轴4a对应的位置，如图27所示的位置，向前移动滑盖53b，滑盖53b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5Id向前移动，直至连接件51d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，如图24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。
[0112]参照图28到图31所示为动滑轮机构的另一优选实施方式，为了使柔索的装配简单，两段柔索可以由一条无断开的柔索组成，柔索按照与连接件51d连接的位置不同分为第一段柔索211a和第二段柔索212a，柔索的两端连接连接件51d的端部固设有压铸头215a、215b，即通过压铸的方式与柔索的端部相对固定，柔索设有压铸头215b的一端连接在连接件51d的后部并沿逆时针方向绕过动滑轮210，柔索设有设有压铸头215a的一端连接在连接件的前部并沿顺时针方向绕过动滑轮210，柔索的中部沿逆时针方向绕过设置于机壳I上的固定件2101并且缠绕在设置于机壳I上的固定销2102上，这里的缠绕是指柔索与固定销2102的接触大于360度，最好是720度，即缠绕两圈，这样既可以实现柔索的自锁，而且也能够方便的调整动滑轮210两侧的柔索的长度。固定销2102与压铸头215b相对于竖直方向位于动滑轮210的一侧，固定件2101与压铸头215a相对于竖直方向位于动滑轮210的另一侧。这里的固定件2101和固定销2102相当于定滑轮，实现柔索中部的固定，也就是说柔索设有压铸头215a、215b的两端都具有相对应的固定段，从而可以实现两个方向上的行程放大。
[0113]动滑轮机构实现的行程放大利用的是柔索的折叠，也就是说无论动滑轮210是否能够转动都可以实现行程放大，当然为了减小柔索和动滑轮210之间的摩擦，动滑轮210可旋转的安装在推块58b上，柔索和动滑轮210之间的摩擦为滚动摩擦，这样可以增长柔索的使用寿命。为了防止柔索从动滑轮210脱离，可以在动滑轮210上设置滚道，滚道可以设置两个，沿动滑轮210的旋转轴线的方向间隔设置，两个滚道可以分别容纳第一段柔索211、211a和第二段柔索212、212a。
[0114]因装配精度、制造误差等因素的存在，柔索相对于动滑轮210可能会有松动现象，为了使柔索相对于动滑轮210始终处于张紧状态，可以在柔索与连接件51d之间设置张紧机构，张紧机构用于将柔索相对于动滑轮210张紧，具体的，可在连接件51d与柔索的端部之间设置弹性元件214，弹性元件214给压铸头215a、215b和连接件51d施加使柔索相对于动滑轮210张紧的力，这样柔索就可以一直处于张紧状态。当然也可以在柔索连接固定件2101或固定销2102的一端设置弹性元件，使固定端相对于动滑轮210张紧。本实施方式中弹性元件214优选为压簧，压簧设置在连接件51d和压铸头215之间。当然，弹性元件214也可以是其他方式，如扭簧、弹片等。
[0115]另外，为了进一步消除装配精度、制造误差的影响，可以在连接件51d上设置柔索能够穿过的调节螺钉213，调节螺钉213能够相对于连接件51d移动以调节柔索端部的压铸头215a、215b相对于连接件51d的位置，继而调整柔索的使用长度。为了节省空间，压铸头215a可以卡在一调整块216上，调节螺钉218与调整块216连接，一个固定在连接件51d上的螺钉217限制调整块216只能够在一定范围内移动，调节螺钉218通过旋紧不同程度的方式来调节调整块216在连接件51d上的位置，从而调节柔索的压铸头215a相对于连接件的位置，也同样可以实现调整柔索的使用长度。
[0116]为了使多功能电钻的结构更加紧凑，可以使动滑轮210的旋转轴线与输出轴4a轴线垂直，而且也可以使得操作滑盖51b更加省力。动滑轮210也可以是相对于滑盖53b非旋转的设置，如固定于滑盖53b上能被柔索绕过的销、绳等等。根据上述原理，本领域技术人员可以通过增设动滑轮或者定滑轮的方式实现连接件51d的运动行程是动滑轮210的运动行程的大于等于2倍的自然数倍。
[0117]以下将以第一种实施方式为例将对本发明优选的直流多功能电钻的中工作头快速更换的过程作详细说明。
[0118]图1和图3、图4所示的直流多功能电钻处于工作状态,参照图5到图7所示，当需要更换另外一种类型的工作头％时，操作滑盖53b沿图示箭头M方向移动距离S，滑盖53a通过卡定块55a带动推块58a移动，卡销204随着推块58a的移动与长槽584的前侧抵接，推块58a带动锁块57也移动了距离S，第二半连杆202与交叉设置的连杆203的枢转连接部与锁块57上的限位槽572分离，从而解除了对连杆机构收缩的限制，摆动板79的第二柱销792随着滑盖53b的滑动在滑槽53c内移动到图8所示的位置。
[0119]参照图8到图10所示，继续沿图示箭头M的方向操作滑盖53b移动，滑盖53b继续通过卡定块55a带动推块58a移动，推块58a通过卡销204带动连杆机构收缩直至连杆机构完全收缩在一起，连接件51c随着连杆机构的收缩带动位于输出轴4a内的工作头9a移动到收容仓521a内，连接件51c与收容仓521a分离，摆动板79的第二柱销792随着滑盖53b的滑动在滑槽72c内移动到与导向板74c的单头端临近的位置，如图11所示的位置。
[0120]参照图11到图13所示，继续沿图示箭头M的方向操作滑盖53b移动，卡定块55a克服弹性力作用在限位槽539c内移动直至卡定块55a与限位槽539c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53b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14和图15所示的位置。
[0121]参照图14到图16所示，沿图示箭头N的方向操作滑盖53b复位，滑盖53b通过卡定块55a带动推块58a移动，卡销204随着推块58a的移动与长槽584的后侧抵接，第二柱销792随着滑盖53b移动沿着滑槽72c的直边723c运动到图17所示的位置。
[0122]参照图17到图19所示，继续沿图示箭头N的方向操作滑盖53b复位，滑盖53b通过卡定块55a带动推块58a移动，推块58a带动卡销204使连杆机构伸展，连接件51c进入另一个收容仓521a带动其内的工作头9b进入输出轴4a，第二柱销792随着滑盖53b移动沿着滑槽72c的直边723c运动到图20所示的位置。
[0123]参照图20到图22所示，继续沿图示箭头N的方向操作滑盖53b移动，卡定块55a克服弹性力作用在限位槽539c内移动直至卡定块55a与限位槽539c的后侧抵接并被后侧弹性定位，滑盖53b上的锁销532与锁块57轴向抵接，并且滑盖53b通过锁销532带动锁块57向输出轴4a的方向移动，锁块57便可回复至限位槽572与连杆机构200部分重合的位置。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22所示的位置。
[0124]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到第二滑槽702从而形成循环实现工作头的自动切换。
[0125]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】
1.一种手持式工具，包括: 机壳; 输出轴，具有轴向设置的容纳工作头的收容孔； 工作头支撑机构，至少部分设置于机壳内，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至少一个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，所述连接件能够带动工作头处于位于收容孔内的工作位置或位于工作头支撑机构的收容位置； 其特征在于:所述机壳上设有控制所述连接件运动的操作件，所述机壳和连接件之间设有连杆机构，所述操作件可操作的驱动连杆机构伸展或收缩以带动连接件沿输出轴轴向运动。
2.如权利要求1所述的手持式工具，其特征在于:所述操作件沿输出轴轴向直线运动驱动所述连杆机构，所述连接件的运动行程大于所述操作件的运动行程。
3.如权利要求2所述的手持式工具，其特征在于:所述连接件的运动行程小于或等于所述操作件运动行程的12倍。
4.如权利要求1所述的手持式工具，其特征在于:所述连杆机构包括至少一组连杆，每组连杆包括至少两根长度相等且交叉设置的连杆，所述至少两根连杆的交叉叠合的中部枢转连接。
5.如权利要求4述的手持式工具，其特征在于:所述连杆机构还包括分别连接于所述至少一组连杆两端的第一组半连杆和第二组半连杆，每组半连杆中半连杆的数量与每组连杆中连杆的数量相等，第一组半连杆的一端分别与所述至少一组连杆一端枢转连接，第一组半连杆的另一端分别枢转连接于连接件上，第二组半连杆的一端分别与所述至少一组连杆另一端枢转连接，第二半连杆的另一端分别枢转连接于机壳上。
6.如权利要求4述的手持式工具，其特征在于:每组连杆包括三根长度相等的连杆，其中有两根连杆相互平行且相对固定，另一根连杆设置于两根连杆之间。
7.如权利要求4述的手持式工具，其特征在于:所述连杆机构包括多组连杆，每组连杆之间分别通过连杆端部枢转连接。
8.如权利要求1所述的手持式工具，其特征在于:所述连杆机构在垂直于竖直方向的平面内伸展或收缩。
9.如权利要求1所述的手持式工具，其特征在于:所述操作件上设有卡槽，在所述工作位置，所述连杆机构至少部分收容在卡槽内，所述卡槽限制所述连杆机构收缩；在所述收容位置，所述卡槽与所述连杆机构分离。
10.如权利要求1所述的手持式工具，其特征在于:所述连接件上设有导向轮，所述导向轮能够与收容空间的内壁接触并且导向轮的旋转轴线垂直于输出轴轴向。
【文档编号】B25F3/00GK103831797SQ201210488618
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】徐静涛, 钟红风, 谢明健 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司