一种轴向离合式紧固件打入机的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及机械工具产品技术领域，特指一种轴向离合式紧固件打入机。

背景技术：
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在快速紧固机(又称打钉枪或紧固件打入机)上，通常需要通过压缩储能单元(例如：气体，压缩弹簧，橡胶，真空等)以储存能量，然后快速释放以实现对外做功。

现有技术中快速紧固机一般都是采用不完全齿轮-齿条结构作为推动机构，以驱使该冲击单元压缩储能单元，以此达到储存能量的目的；在储能单元释放能量以驱使冲击单元将紧固件打入物体时，推动机构会与冲击单元脱离，导致该推动机构在冲击单元快速释放、卡钉情况下无法与冲击单元正确啮合，不利于提升传动效率，大大增加了工作循环所用时间，并不能保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轴向离合式紧固件打入机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该轴向离合式紧固件打入机包括：储能单元；冲击单元，其包括用于驱使该储能单元储能并可承受储能单元释放的能量以将紧固件打入工件的撞针；旋转动力机构，其包括有可转动的输出轴；推动机构，其与所述撞针啮合，并与该撞针连动且不脱离；离合机构，其包括有固定不动的凸轮以及与所述推动机构啮合以驱使该推动机构工作的啮合元件，该啮合元件与输出轴连接，并由输出轴驱使该啮合元件相对凸轮转动，该啮合元件与凸轮啮合以轴向移动，使该啮合元件脱离推动机构。

进一步而言，上述技术方案中，所述凸轮上成型有至少一个横截面呈圆弧状的离合齿，该离合齿具有第一离合曲面；该啮合元件设置有与该离合齿的第一离合曲面适配的第二离合曲面，当该第一离合曲面与第二离合曲面啮合时，该啮合元件被迫相对远离凸轮的方向进行轴向移动。

进一步而言，上述技术方案中，所述第一离合曲面和第二离合曲面均为螺旋面。

进一步而言，上述技术方案中，所述离合齿的数量为两个或两个以上时，该离合齿均分布在不同的圆周上；与之对应的，所述第二离合曲面的数量为两个或两个以上时，该第二离合曲面均分布在不同的圆周上。

进一步而言，上述技术方案中，所述离合机构还包括有用于驱使该凸轮与啮合元件始终接触的复位元件。

进一步而言，上述技术方案中，所述啮合元件以可轴向移动的方式套设于该输出轴上，并可随输出轴旋转而旋转；复位元件为弹簧，其以可轴向移动的方式套设于该输出轴上，并压在啮合元件上端。

进一步而言，上述技术方案中，所述推动机构包括有以可绕输出轴自由旋转的方式安装于输出轴上的圆盘架，该圆盘架上端设置有至少一个与所述啮合元件适配的凸台，该圆盘架还设置有若干沿圆周分布的销，该销与所述撞针外围设置的驱动齿啮合。

进一步而言，上述技术方案中，一个所述的销上设置有缓冲套。

进一步而言，上述技术方案中，所述储能单元及旋转动力机构均与底座固定，所述推动机构及离合机构均设置于该底座上，且该底座安装一上盖以将推动机构及离合机构封盖；所述输出轴上下两端分别通过第一轴承和第二轴承与上盖和底座装配。

进一步而言，上述技术方案中，还包括有导钉板以及设置于该导钉板下端并用于对导钉板输送紧固件的钉夹，该导钉板具有供冲击单元中的撞针穿过的通道；旋转动力机构包括有齿轮传动模组以及与该齿轮传动模组配合安装的马达，所述输出轴与齿轮传动模组连接。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：本实用新型采用离合机构实现输出轴与推动机构的选择性离合，当该离合机构中的啮合元件与凸轮处于非啮合状态时，该啮合元件与推动机构啮合，以致使该输出轴在驱动啮合元件旋转时，带动该推动机构工作以推动该撞针往储能单元方向移动，使该储能单元储能；当该啮合元件与凸轮啮合以轴向移动，使该啮合元件脱离推动机构，此时，该推动机构无动力，该储能单元释放能量以驱使撞针冲出以将紧固件打入工件，且该推动机构随撞针一起运行，即该推动机构与撞针时刻不脱离，输出轴通过啮合元件的轴向移动实现与推动机构的离合，也就是说，本实用新型中的冲击单元与推动机构在冲击单元沿第二方向运动时不脱离,因此推动机构可以保证与冲击单元正确啮合，可最大化利用推动机构的旋转角度转化为冲击单元的直线运动，能够实现了驱动单元的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，还可降低工作循环所用时间，即使出现卡钉时，能够快速恢复到初始状态，使用起来更加方便。

附图说明：

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型第一视角的剖视图；

图3是本实用新型第二视角的剖视图；

图4是本实用新型的内部结构图；

图5是本实用新型中推动机构的立体图；

图6是本实用新型中啮合元件的立体图；

图7是本实用新型中凸轮的立体图；

图8是本实用新型中工作原理的俯视图；

图9是本实用新型中工作原理的剖视图；

图10是本实用新型中卡钉状态的俯视图；

图11是本实用新型中卡钉状态的剖视图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

见图1-11所示，为一种轴向离合式紧固件打入机，其包括有：储能单元1；冲击单元2，其包括用于驱使该储能单元1储能并可承受储能单元1释放的能量以将紧固件打入工件的撞针21；旋转动力机构3，其包括有可转动的输出轴31；推动机构4，其与所述撞针21啮合，并与该撞针21连动且不脱离；离合机构5，其包括有固定不动的凸轮51以及与所述推动机构4啮合以驱使该推动机构4工作的啮合元件52，该啮合元件52与输出轴31连接，并由输出轴31驱使该啮合元件52相对凸轮51转动，该啮合元件52与凸轮51啮合以轴向移动，使该啮合元件52脱离推动机构4。本实用新型采用离合机构5实现输出轴与推动机构的选择性离合，当该离合机构5中的啮合元件52与凸轮51处于非啮合状态时，该啮合元件52与推动机构4啮合，以致使该输出轴31在驱动啮合元件52旋转时，带动该推动机构4工作以推动该撞针21往储能单元1方向移动，使该储能单元1储能；当该啮合元件52与凸轮51啮合以轴向移动，使该啮合元件52脱离推动机构4，此时，该推动机构4无动力，该储能单元1释放能量以驱使撞针21冲出以将紧固件打入工件，且该推动机构4随撞针21一起运行，即该推动机构4与撞针21时刻不脱离，输出轴通过啮合元件的轴向移动实现与推动机构的离合，也就是说，本实用新型中的冲击单元与推动机构在冲击单元沿第二方向运动时不脱离,因此推动机构可以保证与冲击单元正确啮合，可最大化利用推动机构的旋转角度转化为冲击单元的直线运动，能够实现了驱动单元的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，还可降低工作循环所用时间，即使出现卡钉时，能够快速恢复到初始状态，使用起来更加方便。

所述储能单元1为可以通过位移变化实现储能的媒介,例如空气弹簧、机械弹簧,橡胶元件、真空等。本实施例以空气弹簧为例，其中，气缸与活塞组成密闭空间，内含气体，从而组成一个空气弹簧。

所示旋转动力机构3包括有齿轮传动模组32以及与该齿轮传动模组32配合安装的马达33，所述输出轴31与齿轮传动模组32连接，该马达33提供扭力和转速，该齿轮传动模组32采用一层或多层行星齿轮传动，本实施例采用三层行星齿轮传动，用于减低转速同时提高扭力。所述冲击单元2沿第一方向移动可以使储能单元储能，该冲击单元2沿第二方向移动,可以实现紧固件打入工件的功能。该第一方向是指冲击单元2朝储能单元1的方向，该第二方向是指储能单元1朝冲击单元2的方向。也可以通过以下方式确定第一方向和第二方向的定义：结合图2所示，当啮合元件与推动机构啮合时,马达输出的扭力通过齿轮传动模组、输出轴、推动机构从而推动冲击单元向左侧位置移动压缩空气弹簧储存能量，冲击单元此运动方向被定义为第一方向；当啮合元件与推动机构脱离时,冲击单元向靠近导钉板71位置移动,将紧固件从导钉板打入工件,此运动方向被定义为第二方向。

所述冲击单元2包括有设置于储能单元1中的活塞22以及安装于该活塞22上的撞针21。

所述凸轮51上成型有至少一个横截面呈圆弧状的离合齿511，该离合齿511具有第一离合曲面501；该啮合元件52设置有与该离合齿511的第一离合曲面501适配的第二离合曲面521，当该第一离合曲面501与第二离合曲面521啮合时，该啮合元件52被迫相对远离凸轮51的方向进行轴向移动。

所述第一离合曲面501和第二离合曲面521均为螺旋面，以保证凸轮51与啮合元件52在轴向啮合时的同步性。

所述离合齿511的数量为两个或两个以上时，该离合齿511均分布在不同的圆周上；与之对应的，所述第二离合曲面521的数量为两个或两个以上时，该第二离合曲面521均分布在不同的圆周上。

所述离合机构5还包括有用于驱使该凸轮51与啮合元件52始终接触的复位元件53。

所述推动机构4包括有以可绕输出轴31自由旋转的方式安装于输出轴31上的圆盘架41，该圆盘架41上端设置有至少一个与所述啮合元件52适配的凸台411，该圆盘架41还设置有若干沿圆周分布的销412，该销412与所述撞针21外围设置的驱动齿211啮合。推动结构通过销与撞针啮合将旋转运动转化为直线运动从而推动冲击单元移动。当啮合元件轴向移动超过凸台的高度时,推动机构将与啮合元件脱离，由于空气弹簧有压力作用于冲击单元,此时在气压的作用下,冲击单元将与推动机构一起高速运动，以将紧固件打入工件。

一个所述的销412上设置有缓冲套413。该缓冲套的作用是:当紧固件被打入工件后,推动机构仍有残余旋转动能,为防止销与撞针上的驱动齿碰撞,因此加入这个缓冲元件。

所述储能单元1及旋转动力机构3均与底座6固定，所述推动机构4及离合机构5均设置于该底座6上，且该底座6安装一上盖61以将推动机构4及离合机构5封盖；所述输出轴31上下两端分别通过第一轴承311和第二轴承312与上盖61和底座6装配。凸轮相对于底座固定。所述啮合元件52以可轴向移动的方式套设于该输出轴31上，并可随输出轴31旋转而旋转；复位元件53为弹簧，其以可轴向移动的方式套设于该输出轴31上，并压在啮合元件52上端。该复位元件53上下两端分别与第一轴承311和第二轴承312接触，复位元件53提供压力，在啮合元件不与凸轮啮合时,使啮合元件复位。

结合图8、9所示，图中的状态a、b、c、d对应一个工作循环,其中，图8为俯视图,图9为对应的剖面图。输出轴(图中未显示)带动推动机构4逆时针旋转至状态a所示位置。撞针21的最前面一个驱动齿与推动机构4啮合，啮合元件52的第二离合曲面521与凸轮51的第一离合曲面501处于啮合的状态,啮合元件52沿轴向向上移动至即将与推动机构4的凸台411脱离的位置。输出轴31继续转动,啮合元件52与推动机构4的凸台脱离,冲击单元2在空气弹簧的作用下,带着推动机构4一起高速运动,将导钉板内的紧固件打入工件(通常是木头,金属板或者水泥等),如状态b所示.输出轴31继续逆时针转动一定角度,啮合元件52的第二离合曲面521与凸轮51的第一离合曲面501脱离,在弹簧的作用下，啮合元件沿输出轴向下运动直至下止位(输出轴上有一轴肩作为其下止位)，即该啮合元件52靠在凸轮51上。输出轴31继续逆时针旋转,如状态c所示,啮合元件52重新与推动机构4的凸台411啮合,从而带动推动机构一起旋转；输出轴31继续逆时针旋转,带动推动机构旋转,推进机构4上的销与冲击单元2中撞针21对应的驱动齿211啮合,从而将旋转运动转化为直线运动,进而压缩空气弹簧储存能量，如状态d所示；输出轴31继续旋转,啮合元件在与推动机构啮合的同时，啮合元件52的第二离合曲面521开始与凸轮51的第一离合曲面501啮合,啮合元件在旋转的同时,开始沿输出轴向上运动,直至状态a所示的状态。

结合图10-11所示，当由于某种原因卡钉时,紧固件卡在导钉板内,此时冲击单元可能停在沿第二方向的任意位置,如状态e所示。由于推动机构与冲击单元有多个销齿啮合,如果推动机构在冲击单元沿第二方向运动时与冲击单元脱离,则在这种卡钉情况下,由于冲击单元位置的随机性,可能出现推动机构的销不能与冲击单元所对应的驱动齿正确啮合。本实施例中,冲击单元与推动机构在冲击单元沿第二方向运动时不脱离,因此推动机构可以保证与冲击单元正确啮合。当卡钉后,输出轴继续逆时针旋转,啮合元件在弹簧作用下沿轴向复位至下止位,继而继续随输出轴旋转至与推动机构的凸台啮合,如状态f所示。输出轴继续旋转,推动机构可带动冲击单元压缩空气弹簧,机构得以重新回到工作循环的初始状态，如状态a所示。

本实用新型还包括有导钉板71以及设置于该导钉板71下端并用于对导钉板71输送紧固件的钉夹72，该导钉板71具有供冲击单元2中的撞针21穿过的通道，所述钉夹为紧固件装载装置,可以向导钉板输送紧固件(如钉子)。所述导钉板从钉夹接收紧固件，当紧固件落入导钉板的通道后，该冲击单元中的撞针21在储能单元1释放能力以进行冲击时，该撞针21穿过该通道，并将通道中的紧固件(如钉子)打入工件(通常是木头、金属板或者水泥等)中。

综上所述，本实用新型采用离合机构5实现输出轴与推动机构的选择性离合，当该离合机构5中的啮合元件52与凸轮51处于非啮合状态时，该啮合元件52与推动机构4啮合，以致使该输出轴31在驱动啮合元件52旋转时，带动该推动机构4工作以推动该撞针21往储能单元1方向移动，使该储能单元1储能；当该啮合元件52与凸轮51啮合以轴向移动，使该啮合元件52脱离推动机构4，此时，该推动机构4无动力，该储能单元1释放能量以驱使撞针21冲出以将紧固件打入工件，且该推动机构4随撞针21一起运行，即该推动机构4与撞针21时刻不脱离，输出轴通过啮合元件的轴向移动实现与推动机构的离合，也就是说，本实用新型中的冲击单元与推动机构在冲击单元沿第二方向运动时不脱离,因此推动机构可以保证与冲击单元正确啮合，可最大化利用推动机构的旋转角度转化为冲击单元的直线运动，能够实现了驱动单元的快速释放，保证冲击单元运行的稳定性及顺畅性，提高工作质量，还可降低工作循环所用时间，即使出现卡钉时，能够快速恢复到初始状态，使用起来更加方便。

当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。