专利名称：电动分配工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动力工具，特别是一种电动分配工具。
背景技术：
例如用于分配防漏料(caulk)、粘合剂等材料的分配工具典型地通过压紧或抓紧分配工具的把手而实现手动操作。该把手典型地通过推进机构(例如棘轮棘爪型机构)连接到齿条上，以逐渐前移齿条并使得防漏料、粘合剂等材料从容器中排出。这样的手动操作分配工具难以控制并且使用较为费力，因此，在用户休息之前会使得用户疲劳并且会缩短手动操作分配工具可被使用的持续时间。
实用新型内容本实用新型一方面提供一种电动分配工具，包括外壳；马达，该马达至少部分地定位在所述外壳内；齿条，该齿条可操作地连接于所述马达，以在前进方向和后退方向上中的至少一个方向上进行动力平移；传动装置，该传动装置将所述马达和所述齿条选择性地并可操作地连接。所述传动装置包括输出轴，该输出轴能够随所述马达的转动而转动，输出件，该输出件可驱动地连接于所述齿条并且支撑在所述输出轴上以相对于所述输出轴转动。所述传动装置还包括离合件，该离合件共转地连接于所述输出轴并能够沿所输出轴在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述离合件与所述输出件啮合，以将扭矩从所述输出轴传递到所述输出件，在所述第二位置，所述离合件与所述输出件断开啮合，以禁止在所述输出轴和所述输出件之间传递扭矩。结合下面的详细描述和附图，本实用新型的其他特点和方面将变得更加显而易见。
图1是本实用新型的电动分配工具的立体图；图2是图1所示的电动分配工具的一个局部剖视图，其中显示了马达和传动装置；图3是图1所示的电动分配工具的另一个局部剖视图，其中显示了马达和传动装置；图4是沿图3的线4-4截取的图2和图3所示的马达和传动装置的截面图；图5是图2和图3所示的传动装置的离合件和输出件的平面图，其中显示了离合件和输出件接合以允许齿条的动力平移；[0012]图6是图2和图3所示的传动装置的离合件和输出件的平面图，其中显示了离合件和输出件分离以禁止齿条的动力平移；图7是图3所示的电动分配工具的局部放大图，其中显示了行程控制电路的开关以及枢接在第一位置的致动器，用于维持开关处于关闭状态；图8是图3所示的电动分配工具的局部放大图，其中显示了枢转到第二位置的致动器，以允许开关呈现打开状态。图9是图1所示的电动分配工具的后视立体图，其中显示了印刷电路板和电量指示器(fuel gauge)o在对本实用新型具体实施方式
进行详细阐述之前，应该理解的是，本实用新型并不限于下面描述或附图显示中的部件的详细结构和布置，本实用新型能够具有其他实施方式并且通过各种方式实施和实现。并且，需要理解的是，此处为了描述而使用的措辞和术语也不应被视为对本实用新型的限制。
具体实施方式
图1显示了本实用新型的电动分配工具10。该工具10包括主外壳14和容器外壳18，该容器外壳18连接在主外壳14上以用于支撑待分配的防漏料、粘合剂等的管状容器。工具10还包括齿条22，该齿条22具有连接于活塞26的前端和能够接近主外壳14后部的后端30。把手34连接在齿条22的后端30上以便抓紧齿条22，从而相对于主外壳14手动前移或后退齿条22。下面将进行详细描述,随着齿条22沿前进或后退方向被驱动或以其他方式被移动，活塞26能够在容器外壳18内移动。参见图2和图3所示,工具10包括定位在主外壳14内的动力传动组件38。该动力传动组件38包括电动马达42和传动装置46，该传动装置46用于将马达42的转动输出转换为齿条22的平移输出。在所示的工具10的结构中，马达42配置为直流(DC)马达，该直流马达从随附动力源(例如电池50)处接受动力。电池50可以包括任意数量的不同公称电压(例如12V、18V等)，并且可以构造为具有任意数量的不同化学成分(例如，锂离子、镍镉等)。可选择地，马达42可以通过电源线由远程动力源提供动力(例如，家用插座等)。马达42通过按压扳机54可选择地启动，其中该扳机54能够继而启动开关58。开关58可以通过顶阶或主控制器(top-level or master controller)或一个或多个位于印刷电路板(PCB)62上的电路与马达42电连接。印刷电路板62位于主外壳14的后部。印刷电路板62包括多个发光二极管(LED) 63 (图9可见)和相对应的多个导光管64,导光管64从印刷电路板62朝向主外壳14的后部延伸。位于印刷电路板62上的发光二极管63与导光管64相组合，以限定出电量指示器65,该电量指示器65能够显示电池50的可用剩余电量。参考图4，传动装置46包括传动外壳66和输出轴70，该输出轴70通过接受来自马达42的扭矩而能够转动。输出轴70的一端在传动装置外壳66内通过衬套74可转动地支撑，该衬套74直接安装在传动装置外壳66内。输出轴70的相反端通过衬套76可转动地支撑，该衬套76安装在板78上，该板78依次固定在传动装置外壳66上(例如通过紧固件)。传动装置46还包括输出件或输出齿轮82，该输出件或输出齿轮82与齿条22持续地啮合，并且支撑在输出轴70的一部分86上，该部分86具有圆形截面形状以允许输出齿轮82能够相对于输出轴70转动。如此，来自马达42的扭矩不能够通过输出轴70的圆形部分86从输出轴70直接传递到输出齿轮82上。继续参考图4，传动装置46还包括离合件90，该离合件90和输出轴70共转并且能够沿输出轴70在第一位置(图5)和第二位置(图6)之间移动，在第一位置，离合件90和输出齿轮82啮合以将来自输出轴70的扭矩传递给输出齿轮82，并且在第二位置，离合件90与输出齿轮82脱离，以禁止在输出轴70和输出齿轮82之间传递扭矩。离合件90支撑在输出轴70的一部分94上，该部分94具有非圆形截面形状，以便离合件90和输出轴70共转，而且还允许离合件90沿着输出轴70在第一位置和第二位置之间滑动(图4)。在所示的工具10的结构中，输出轴70包括位于其外周面上相对的平面以限定出输出轴70的非圆形部分94。可选择地，输出轴70的非圆形部分94可以包括任意数量的非圆形截面形状。参见图5和图6所示，电动分配工具10还包括致动器98,该致动器98连接于离合件90，以便于离合件90在第一位置和第二位置之间移动。致动器98包括杠杆102，该杠杆102可枢转地连接于外壳14并且具有能够和离合件90接合的第一端106。具体地，杠杆102的第一端106构造为分叉部110，该分叉部110限定为“U形”截面并且被收纳在离合件90的圆周形槽114内。如此，当离合件90位于第一位置(图5)和第二位置(图6)时，分叉部110均可骑设在槽114内。致动器98还包括滑动件118，该滑动件118通过外壳14支撑，以在驱动位置(图5)和分离位置(图6)之间滑动，其中在驱动位置，杠杆102被允许枢转以将离合件90朝向第一位置移动，在分离位置，杠杆102通过滑动件118枢转以将离合件90朝向第二位置移动。在所示的工具10的结构中，滑动件118包括凸轮面122，并且杠杆102的第二端126包括能够和该凸轮面122接合的随动表面130。具体地，凸轮面122构造为使杠杆102从图
5的参考结构沿顺时针方向转动。因此，随着滑动件118从图5的参考结构向右(即分离位置)移动，使离合件90从输出齿轮82上脱离。致动器98还包括压缩弹簧132，该压缩弹簧132与离合件90接合以朝向如图5所示的第一位置偏压离合件90。如此，当滑动件118由工具10的操作者从分离位置朝向驱动位置移动时，随动面130从凸轮面122上滑下，因此允许杠杆102从图6的参考结构沿逆时针转动，并且允许压缩弹簧132对离合件90施加恢复力，以将离合件90从第二位置(图6)移动到第一位置(图5)，从而使离合件90和输出齿轮82重新啮合。参见图4,传动装置46还包括多个行星级(planetary stages) 134,该行星级134使马达42和输出轴70可驱动地连接。在所示的工具10的结构中，传动装置46包括沿平行于输出轴74的方向设置的四个行星级134。可选择地，依据传动装置46所需的减速效果，传动装置46还可以包括更多或更少的行星级134。传动装置46还包括输入小齿轮(input pinion) 138，该输入小齿轮138在相反的两端通过衬套142和另一衬套146可转动地支撑，所述衬套142直接地安装在传动装置外壳66内，并且另一衬套146安装在板150上，该板150依次固定在传动装置外壳66上(例如通过紧固件)。如图4所示，输入小齿轮138包括用于驱动第一行星级134的恒星齿轮154。传动装置46还包括输出小齿轮158，该输出小齿轮158在相反的两端通过衬套162和另一衬套166可转动地支撑，该衬套162直接安装在传动装置外壳66内，并且另一衬套166安装在板78上。如图4所示，输出小齿轮158可共转地连接于第四行星级134的支撑架。如此，板78有效地作为分隔件，以使输出轴70和输出小齿轮保持对齐，并因此使输出轴70和行星级134保持对齐。继续参见图4，传动装置46还包括第一正齿轮减速级170，该第一正齿轮减速级170使马达42的输出轴174和输入小齿轮138相互连接。马达的输出轴174的一端通过安装在板150上的衬套178可转动地支撑。如此，板150有效地作为分隔件，以使马达的输出轴174和输入小齿轮138保持对齐，并因此使马达的输出轴174和行星级134保持对齐。传动装置46还包括第二正齿轮减速级182，该第二正齿轮减速级182使输出小齿轮和输出轴70相互连接。依据传动装置46所需的减速效果，第一正齿轮减速级170和第二正齿轮减速级182可以具有任意数量的不同传动比(ratios)。可选择地，第一正齿轮减速级170和第二正齿轮减速级182中的一个可以由带传动机构取代，该带传动机构使用不同尺寸的带轮以取得传动装置46所需的减速效果。参考图1，电动分配工具10包括快速转换组件186，该快速转换组件186用于使不同形式和尺寸的容器外壳适应工具10的主外壳14，从而使得工具10可以使用不同尺寸的硬纸管状容器或肠衣包装容器(sausage pack cartridges)。在工具10的所示结构中，快速转换组件186构造为具有内螺纹(未显示)的轴环(collar) 190，该轴环190轴向固定在工具10的主外壳14上。但是，该轴环190能够相对于外壳14自由转动。容器外壳18包括具有外螺纹(未显示)的万用连接器，该外螺纹能和轴环190的内螺纹相配合，以使得不同尺寸和形式的容器外壳可以固定在主外壳14上。此外，没有设置额外的用于将容器外壳18互锁在轴环190上而阻止外壳18从轴环190和主外壳14上意外地移除的结构。而且，活塞26还可以由不同于活塞26的具有不同尺寸或结构的其他活塞代替。显示在图1中的活塞26构造为适用于硬纸管状容器的容器外壳18。当从肠衣包装中分配材料时，另一个活塞(未显示)可以用于和管状容器外壳(未显示)连接。参考图7和图8，工具10还包括行程限制电路194，该行程限制电路194与马达42电连接并且能够停止马达42，以阻止齿条22在前进方向上的动力平移。行程限制电路194包括开关198，当切换到关闭状态时(图7)，该开关198向马达42提供动力，而当切换到打开状态时(图8),该开关198向马达42不提供动力。电动分配工具10还包括定位在开关198和齿条22之间的致动器202，该致动器22用于在关闭和打开状态之间切换开关198。在工具10的所示结构中，致动器202可枢转地连接到外壳14上并且包括第一端206和第二端210，该第一端106能够与开关198接合以用于切换开关198，第二端210能够与把手34的前端218接合，该把手34依次安装到齿条22上。尽管没有显示，但是可以使用扭力弹簧朝向如图7所示的方位偏压致动器202。第二端210包括斜面或坡面214，该斜面或坡面能够与把手34的前端218接合，以将致动器202从图7所示的方位向如图8所示的方位枢转，其中如图8所示的方位中，开关198被切换到打开状态。通过这种方式中，在齿条22推进或齿条22向前(材料分配方向)运动时，防止了把手34冲击主外壳14从而限定出齿条22和活塞26的预设行程限制。工具10还包括与马达42电连接的电流监控电路。尽管未显示，电流监控电路可以是工具10中顶阶或主控制器的部件。可选择地，电流监控电路可以是与工具10中其他控制器不相关的单独或独立电路。齿条22经过相对较慢的线性移动，以用于分配来自容器的防漏料、粘合剂或其他材料。这种较慢的线性分配速度是由通过传动装置46对马达的减速而得到的，并取决于驱动齿条22的输出齿轮82。在正常的操作中，由齿条22所施加的力在一个可接受的范围内，以不会影响到工具10的可靠性。然而，如果齿条22遇到障碍会导致马达速度急剧下降或完全停转，由齿条22所施加的力的大小将会在短时间内显著地升高。这种升高的力可能大到足以损害传动装置46、齿条22或容器外壳18。电流监控电路能够监控这种力并且快速采取矫正措施以防止该力变得太高。齿条22所施加的力与马达42所施加的扭矩呈比例关系，而马达42所施加的扭矩与马达的电流成比例关系。因此，监控马达的电流为施加在齿条22上的力提供良好的指示作用。如果马达电流的反馈信号升高到高于预设值，则电流监控电路将停止向前(材料分配方向)驱动马达42和齿条22，并且作为代替，在马达42停止之前，沿相反方向驱动马达42和齿条22 —段较短的时间。例如，如果在容器中遇到堵塞将依次阻止材料从容器中排出时，这种情况可能会产生。在电流监控电路中执行监控马达电流的过程在公开的美国专利申请No. 2010/0001017 (“’ 017号出版物”)中展示并且进行了更加详细地描述，其全部内容作为参考结合到本申请中。工具10还包括与马达42电连接的马达控制电路。尽管没有显示，马达控制电路可以是工具10中顶阶或主控制器的部件。可选择地，马达控制电路也可以是与工具10中其他控制器不相关的单独和独立的电路。当按压板机54时，马达控制电路驱动马达42。然而，并不是立即以预设速度或用户选择的速度(根据与马达控制电路连接的电位计的调整量)驱动马达42，而是分配工具10的软启动特性允许向前或沿材料分配方向移动的齿条22在短时间内从静止逐渐加速到预设的或用户选择的速度(例如，典型地不到一秒)。马达控制电路逐步增加施加在马达42上的电压，并且如此进行能够在启动时缩小马达42产生的峰值电流。马达控制电路还能够在启动时缩小马达42传递的峰值扭矩，并因此在启动时提供较为平滑的材料分配。进一步地，在马达控制电路中结合软启动的特性能够增加工具10的平均寿命，并且减少工具10的磨损。可以在马达控制电路中执行的用于提供软启动的过程在’ 017号出版物中显示并进行了详细地描述。工具10还包括与马达42电连接的自动反作用电路(auto-reverse circuit),尽管没有显示，自动反作用电路可以是工具10的顶阶或主控制器的部件。可选择地，自动反作用电路可以是与工具10中其他控制器不相关的单独和独立的电路。应用在上述马达控制电路中执行的提供自动反作用特性的过程在’017号出版物中显示并进行了详细地描述。在操作停止后，要求最小化或消除从工具10排出的分配材料。这可以通过提供控制策略实现，该控制策略为在用户释放扳机54后瞬时地反转马达42的旋转方向。在分配停止后，位于容器中的材料继续在容器中扩散。通过自动反作用电路的马达42的瞬时反转能够使输出轴70反方向驱动齿条22和活塞26，因此允许材料在材料容器内扩散并且减轻容器内的来自分配操作的残余压力。在工具10的操作中，滑动件118可以首先定位在分离位置，以使离合件90和输出齿轮82断开啮合(图6)。如此，随着操作者抓紧把手34并向后拉动齿条22，输出齿轮82可以相对于输出轴70转动以在容器外壳18中产生充足的间距，该间距用于插入容纳防漏料、粘合剂等其他材料的管状容器或肠衣包装。在加载管状容器或肠衣包装后，向前推动齿条22，以使活塞26和管状容器或肠衣包装的后部开始接合，从而使得输出齿轮82相对于静止的输出轴70转动。为了能够实现工具10的电动分配，滑动件118必须从分离位置(图6)手动地驱动到驱动位置(图5)，在这段时间中，杠杆102的随动面130在滑动件118的凸轮面122上向下滑动。然后，压缩弹簧132被允许在离合件90上施加恢复力，以使离合件90从第二位置(图6)移动到第一位置(图5),从而使得离合件90与输出齿轮82 B齿合。在这之后,输出齿轮82通过传动装置46可驱动地和马达42连接。当用户压下扳机54时，马达42启动并驱动输出轴70、离合件90以及传动装置46的其他部件。离合件90依次旋转输出齿轮82并沿前进方向驱动齿条22，以分配来自管状容器或肠衣包装的防漏料、粘合剂或其他材料。正如上述所谈论的，马达控制电路可以实施软启动，以缓慢地加速马达42达到所需要的工作速度。当用户释放扳机54时，自动反作用电路瞬时地反方向驱动马达42，以沿相反方向转动输出齿轮82，从而向后或沿相反方向驱动齿条22，以允许材料容器中的材料扩散并减轻容器内的来自分配操作的残余压力。如果工具10的用户想要更换材料容器，用户可以将滑动件118从驱动位置(图5)手动地驱动分离位置(图6)，以此使离合件90和输出齿轮82断开啮合。然后，齿条22和输出齿轮82与马达42和传动装置46的剩余部件断开连接，以使得工具10的用户可以抓紧把手34并且手动拉回齿条22，以更换容器。本实用新型的各种特征在随附的权利要求中提出。
权利要求1.一种电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具包括 夕卜壳; 马达，该马达至少部分地定位在所述外壳内； 齿条，该齿条可操作地连接于所述马达，以在前进方向和后退方向上中的至少一个方向上进行动力平移； 传动装置，该传动装置将所述马达和所述齿条选择性地并可操作地连接，该传动装置包括 输出轴，该输出轴能够随所述马达的转动而转动， 输出件，该输出件可驱动地连接于所述齿条并且支撑在所述输出轴上以相对于所述输出轴转动，以及 离合件，该离合件共转地连接于所述输出轴并能够沿所述输出轴在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述离合件与所述输出件啮合，以将扭矩从所述输出轴传递到所述输出件，在所述第二位置，所述离合件与所述输出件断开啮合，以禁止在所述输出轴和所述输出件之间传递扭矩。
2.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，当所述离合件位于所述第二位置时，所述齿条能够在前进方向和后退方向上手动地平移。
3.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括致动器，该致动器连接于所述离合件，以在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述离合件。
4.根据权利要求3所述的电动分配工具，其特征在于，所述致动器包括杠杆，该杠杆可枢转地连接于所述外壳并且包括第一端和第二端，所述第一端能够与所述离合件接合。
5.根据权利要求4所述的电动分配工具，其特征在于，所述致动器还包括滑动件，该滑动件通过所述外壳支撑，以在驱动位置和分离位置之间滑动，在所述驱动位置，允许所述杠杆枢转以朝向所述第一位置移动所述离合件，在所述分离位置，所述杠杆通过所述滑动件枢转以朝向所述第二位置移动所述离合件。
6.根据权利要求5所述的电动分配工具，其特征在于，在所述分离位置，所述杠杆的所述第二端通过所述滑动件接合，以将所述离合件保持在所述第二位置。
7.根据权利要求3所述的电动分配工具，其特征在于，所述致动器包括压缩弹簧，该压缩弹簧与所述离合件接合，以将所述离合件朝向所述第一位置偏压。
8.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述传动装置包括多个行星级，该多个行星级定位在所述马达和所述输出轴之间。
9.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述传动装置包括至少一个正齿轮减速级，该至少一个正齿轮减速机定位在所述马达和所述输出轴之间。
10.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述输出轴包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有非圆形截面形状，所述离合件支撑在该非圆形截面形状上，所述第二部分具有圆形截面形状，所述输出件支撑在该圆形截面形状上。
11.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括 扳机，该扳机由所述工具的用户选择性地按压，以启动所述马达在第一方向上转动，以及 控制电路，该控制电路与所述马达电连接并且能够操作，以随着用户释放所述扳机使所述马达在第二方向上转动。
12.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括行程控制电路，该行程控制电路与所述马达电连接并且能够操作，以使所述马达停转以阻止所述齿条在前进方向上动力平移。
13.根据权利要求12所说的电动分配工具，其特征在于，所述行程控制电路包括开关，并且其中所述电动分配工具还包括致动器，该致动器定位在所述开关和所述齿条之间，以在关闭状态和打开状态之间切换所述开关，在所述关闭状态，向所述马达提供动力，在所述打开状态，不向所述马达提供动力。
14.根据权利要求13所述的电动分配工具，其特征在于，所述致动器可枢转地连接于所述外壳，并且包括第一端和第二端，所述第一端能够与所述开关接合以切换所述开关，所述第二端能够与所述齿条接合。
15.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括电流监控电路，该电流监控电路与所述马达电连接并且能够操作，以随着所述马达产生的电流超过预设的电流阈值持续预设的时长，使马达停转。
16.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括马达控制电路，该马达控制电路与所述马达电连接并且能够操作，以随着马达的初次启动，使所述马达加速到工作速度。
17.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括至少部分地封装所述传动装置的壳体。
18.根据权利要求17所述的电动分配工具，其特征在于，所述壳体至少部分地由所述外壳封装。
19.根据权利要求1所述的电动分配工具，其特征在于，所述电动分配工具还包括 活塞，该活塞连接于所述齿条的一端；以及 容器外壳，该容器外壳连接于所述外壳并且限定出纵向轴线。
20.根据权利要求19所述的电动分配工具，其特征在于，随着所述齿条在前进方向上的动力平移以及所述齿条在前进方向和后退方向上的手动平移，所述活塞能够在所述容器外壳内沿所述纵向轴线移动。
专利摘要一种电动分配工具，包括外壳；马达，该马达至少部分地定位在外壳内；齿条，该齿条可操作地连接于马达，以进行动力平移；以及传动装置，该传动装置将马达和齿条选择性地并可操作地连接。所述传动装置包括输出轴，该输出轴能够随马达的转动而转动；以及输出件，该输出件可驱动地连接于齿条并且支撑在输出轴上以相对于输出轴转动。所述传动装置还包括离合件，该离合件共转地连接于输出轴并能够沿输出轴在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，离合件与输出件啮合，以将扭矩从输出轴传递到输出件，在第二位置时，离合件与输出件断开啮合，以禁止在输出轴和输出件之间传递扭矩。
文档编号B65B69/00GK202863840SQ20122044624
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月3日 优先权日2011年9月2日
发明者M·诺顿, A·M·卡茨玛茨克, J·G·马克, D·P·林肯, J·H·埃莉, T·C·托尔森 申请人:密尔沃基电动工具公司