一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置。本实用新型包括吊环、吊钩转轴、吊钩、吊丝、卷簧平衡器、拉杆、拉杆转轴、滚轮、滑竿；吊环用于卡住手持工具，吊钩由一体成型的上下两部分组成，其下部分卡在吊环上端，吊丝的下端与吊钩上部分的通孔相固定；吊丝的上端缠绕在卷簧平衡器上；拉杆的U型通槽开口端的侧壁上对称设置有两个通孔；卷簧平衡器的底座与拉杆的封闭端铰链连接。滚轮设置在滑竿上，拉杆上端的U型通槽自下而上贯穿滑竿，并通过拉杆转轴将滚轮与拉杆U型通槽的侧壁通孔相对连接。本实用新型允许手持工具在任意给定空间位置或转角下保持平衡，能够大幅度地减少手持工具操作者的劳动强度和，提高舒适度。
【专利说明】—种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械设备领域，具体涉及一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置，该装置允许手持工具在任意给定空间位置或转角下保持平衡，从而手持工具的任意工作位置下，将手持工具的重量进行抵消，减轻操作者的工作强度。
【背景技术】
[0002]手持式电动工具是用电作驱动力，操作者用手把持作业，很多时候，还需要在悬挂状态下进行操作，便于操作者携带移动的机械工具。它是一类用途非常广泛辅助人们劳动生产的工具，比如:施工中常用的冲击钻、手电钻、电焊钳、直角研磨机、电磨、手持砂轮机、水钻、电锤等。手持电动工具分三类。I类工具:工具在防止触电的保护方面不仅依靠基本绝缘，而且它还包含一个附加的安全预防措施，其方法是将可触及的可导电的零件与已安装的固定线路中的保护(接地)导线连接起来，以这样的方法来使可触及的可导电的零件在基本绝缘损坏的事故中不成为带电体。II类工具:其额定电压超过50V。工具在防止触电的保护方面不仅依靠基本绝缘，而且它还提供双重绝缘或加强绝缘的附加安全预防措施和没有保护接地或依赖安装条件的措施。这类工具外壳有金属和非金属两种，但手持部分是非金属，非金属处有“回”符号标志。III类工具:其额定电压不超过50V。由特低电压电源供电，工具内部不产生比安全特低电压高的电压。这类工具外壳均为全塑料。
[0003]手持式电动工具(简称:手持工具)操作者若长期用手把持作业必然带来很强的不适感、疲劳感、甚至劳动损伤与不适感。
[0004]因此，很多时候，手持工具需要一个平衡机构。弹簧平衡器是一种性价比很好的手持工具平衡机构，主要用于汽车模具、配件焊接、流水线及各种固定位置上工作量较集中，操作工工具较笨重，使用工具持续时间较长的场合。无论在装配线或定工位工作的场合，凡是使用手工工具及吊携设备的场合均可以使用。同时也可作为提升工具的辅助工具使用达到减轻劳动强度的目的。因此，弹簧平衡器广泛应用于汽车，客车，机车，船舶，建筑，矿山，油田，机器制造等领域中，弹簧平衡器是工厂中不可缺少的辅助工具。
[0005]虽然弹簧平衡器能够平衡手持工具的重量，但是手持工具的成套平衡装置依然落后，平衡装置的自由度过少是致命缺点。例如:手持工具常常需要在水平位置、倾斜位置、垂直位置等不同位置上工作。当前的平衡装置缺乏适应不同工位情况下的多自由度结构，因此，给操作者带来不良手感，甚至产生很大的扭力需要人工用力去平衡，设计不合理。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置。从而弥补传统平衡吊的不足，提升了手持工具操作者的手感，降低了手持工具操作者的劳动强度。
[0007]一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置，包括吊环、吊钩转轴、吊钩、吊丝、卷簧平衡器、拉杆、拉杆转轴、滚轮、滑竿；
[0008]吊环包括平衡结构和承重结构，承重结构用于卡住手持工具；吊钩由一体成型的上下两部分组成，上部分为长方体，中间开有通孔，下部分横截面为U型，且U型通槽侧壁上对称设置有两个通孔；吊钩下部分的U型通槽卡在吊环上端，U型通槽侧壁上的通孔与吊环上的滑槽位置相对应，通过吊钩转轴将U型通槽侧壁上的通孔与吊环上的滑槽相对连接，从而使得吊钩不脱离吊环的滑槽。
[0009]吊丝的下端与吊钩上部分的通孔相固定；吊丝的上端缠绕在卷簧平衡器上。拉杆截面为U型，且拉杆U型通槽开口端的侧壁上对称设置有两个通孔；卷簧平衡器的底座与拉杆的封闭端铰链连接。滚轮设置在滑竿上，能够沿着滑竿滚动；拉杆上端的U型通槽自下而上贯穿滑竿，并通过拉杆转轴将滚轮与拉杆U型通槽的侧壁通孔相对连接，使得滚轮与拉杆滚动连接。
[0010]所述的吊环包括一体设置的平衡结构和承重结构；即平衡结构的一端与承重结构的柄端相连接；
[0011]平衡结构由多段圆弧拼接成四分之一圆环，同时圆环上开有滑槽；同时平衡结构的圆环内侧设置有加强筋，加强筋的一端与圆环内侧相固定，另一端固定在承重结构的柄端；用于增加承受力；在操作时平衡结构能够沿着滑槽自由转动90度。
[0012]承重结构包括弧形卡口和柄端，弧形卡口的弧形开口角度为83.24°，弧形卡口的内侧壁上开有对称的弧形通槽，开口角度为96.36°，且该弧形通槽用圆柱塑料填充，使得承重结构与手持工具过盈配合时能够有效防止提手脱出。
[0013]所述的吊环采用PC材料，具有强度高，抗拉伸强度69MPa、抗弯曲强度96MPa，耐高温，长期使用可耐130摄氏度温度环境。
[0014]本实用新型具有五个自由度，吊环的承重结构以手持工具的圆柱型凸缘为轴芯，允许手持工具与吊环产生第一个自由度的转动；吊钩转轴能够在吊环的滑槽内任意滑动，允许吊环绕吊钩产生第二个自由度的转动；第一个自由度与第二个自由度的转动方向正交；吊丝是柔性线，能够扭曲，从而与吊钩产生第三个自由度的转动；吊丝能够上下拉扯，使得卷簧平衡器工作，产生垂直位移，即第四个自由度；滚轮能够在滑竿上滚动，从而产生水平位移，即第五个自由度。
[0015]本实用新型的有益效果如下:
[0016]操作者能够在允许的空间内任意调节手持工具的角度和空间位置，让空间平衡吊装置在手持工具在各种自由度下发挥了平衡作用；在卷簧平衡器自动平衡的作用下，操作者仅使用微小的拖拉力就可以随意使用手持工具；吊环的偏心结构设计下，手持工具在无干预的情况下自动回到初始位置；该装置能够大幅度地减少手持工具的操作者的劳动强度和使用手持工具的舒适度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型空间平衡吊装置示意图。
[0018]图2为本实用新型空间平衡吊装置的五自由度示意图。
[0019]图3为本实用新型空间平衡吊装置的吊环椭形圆弧的偏心示意图。
[0020]图4为本实用新型空间平衡吊装置的卷簧平衡器的基本原理示意图。
[0021]图5 (a)为吊环2的正视图。
[0022]图5 (b)为吊环2的侧视图。
[0023]图5 (C)为吊环2的俯视图。
[0024]图5 (d)为吊环2的细节图。
[0025]图5 (e)为吊环2的细节图。
[0026]图6为吊环2的细节图。
[0027]图7为吊环2的细节图。
[0028]其中，手持工具1、吊环2、吊钩转轴3、吊钩4、吊丝5、卷簧平衡器6、拉杆7、拉杆转轴8、滚轮9、滑竿10、平衡结构2-1、承重结构2-2、滑槽2-1-1、加强筋2_1_2、弧形卡口2-2-1、柄端 2-2-2、弧形通槽 2-2-1-1。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0030]如图1所示,一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置,包括吊环2、吊钩转轴3、吊钩4、吊丝5、卷簧平衡器6、拉杆7、拉杆转轴8、滚轮9、滑竿10。
[0031]如图5 Cd)所示，吊环2包括平衡结构2-1和承重结构2-2，承重结构2_2用于卡住手持工具I ;吊钩4由一体成型的上下两部分组成，上部分为长方体，中间开有通孔，下部分横截面为U型，且U型通槽侧壁上对称设置有两个通孔；吊钩4下部分的U型通槽卡在吊环2上端，U型通槽侧壁上的通孔与吊环2上的滑槽2-1-1位置相对应，通过吊钩转轴3将U型通槽侧壁上的通孔与吊环2上的滑槽2-1-1相对连接，从而使得吊钩4不脱离吊环2的滑槽2-1-1。
[0032]吊丝5的下端与吊钩4上部分的通孔相固定；吊丝5的上端缠绕在卷簧平衡器6上。拉杆7截面为U型，且拉杆7 U型通槽开口端的侧壁上对称设置有两个通孔；卷簧平衡器6的底座与拉杆7的封闭端铰链连接。滚轮9设置在滑竿10上，能够沿着滑竿10滚动；拉杆7上端的U型通槽自下而上贯穿滑竿10，并通过拉杆转轴8将滚轮9与拉杆7 U型通槽的侧壁通孔相对连接，使得滚轮9与拉杆7滚动连接。
[0033]如图5 (a)、图5 (b)、图5 (C)、图5 (d)、图5 (e)、图6和图7所示，所述的吊环2包括一体设置的平衡结构2-1和承重结构2-2 ;即平衡结构2-1的一端与承重结构2-2的柄端相连接；
[0034]平衡结构2-1由多段圆弧拼接成四分之一圆环，同时圆环上开有滑槽2-1-1 ;圆环的半径为30.50_ ;同时平衡结构2-1的圆环内侧设置有加强筋2-1-2，加强筋2_1_2的一端与圆环内侧相固定，另一端固定在承重结构2-2的柄端；用于增加承受力。在操作时平衡结构2-1能够沿着滑槽2-1-1自由转动90度，用于增加机器工作时的适应能力，每段圆弧圆心近似位于手持工具I的重心处，使得工人在转动时不会承受太大的力。
[0035]如图6和图7所示，承重结构2-2包括弧形卡口 2_2_1和柄端2-2-2,弧形卡口2-2-1的弧形开口角度为83.24°，其圆弧半径为30.5mm ;弧形卡口 2_2_1的内侧壁上开有对称的弧形通槽2-2-1-1，该弧形通槽2-2-1-1的半径为2.54mm，开口角度为96.36°，且该弧形通槽2-2-1-1用圆柱塑料填充，使得承重结构2-2与手持工具I过盈配合时能够有效防止提手脱出。
[0036]所述的吊环2采用PC材料，具有强度高，抗拉伸强度69MPa、抗弯曲强度96MPa，耐高温，长期使用可耐130摄氏度温度环境，透明性好，无毒，轻质等优点。平衡结构2-1能够沿着滑槽2-1-1自由转动90度
[0037]吊环2的设计是关键，它保证了第一个自由度的转动、第二个自由度的转动。此夕卜，吊环2的滑槽2-1-1采用了椭圆结构与偏心设计。参考图4，滑槽2-1-1使得手持工具I的重心位于每段弧的中心下方。这样，手持工具I在人工不干预的情况下，保持初始位置，便于操作。
[0038]如图2所示，空间平衡吊装置具有五个自由度，允许手持工具I在一定的空间范围内任意位置或角度摆放。吊环2的承重结构2-2以手持工具I的圆柱型凸缘为轴芯，允许手持工具I与吊环2产生第一个自由度的转动。吊钩转轴3能够在吊环2的滑槽2-1-1内任意滑动，允许吊环2绕吊钩4产生第二个自由度的转动。第一个自由度与第二个自由度的转动方向正交。吊丝5是柔性线，能够扭曲，从而与吊钩4产生第三个自由度的转动。吊丝5能够上下拉扯，使得卷簧平衡器6工作，产生垂直位移，即:第四个自由度。滚轮9能够在滑竿10上滚动，从而产生水平位移，S卩:第五个自由度。
[0039]所述的卷簧平衡器6的技术已经成熟，其内部结构不是本专利的创新内容。这里，对卷簧平衡器6的工作原理做简单说明。如图3所示，卷簧平衡器6的平衡原理利用了卷簧的基本特性和内部锥形旋转体的半径调节能力。鉴于卷簧在不同的扭曲半径下可以产生同样的切向力，卷簧平衡器6能够在卷簧的不同位置产生同样一个平衡外力。换句话说，手持工具I重量不变的情况下，吊丝5从卷簧平衡器6能够随意拉出和收回，卷簧平衡器6的拉力不变。在机构上，卷簧平衡器6内部有一个圆锥形旋转体，用于调整卷簧半径。圆锥形旋转体的半径调节规律和卷簧卷力变化规律相对应，形成同样的平衡力。从而保证了手持工具I能够在吊丝5的任意长度下被上拉力平衡。卷簧平衡器的使用方法根据工具和附件的重量选择适当规格的弹簧平衡器，在悬挂时务必连接好保险绳，调节平衡器上有主调节蜗杆，使平衡器的重量和所使用工具的重量一致，使工具在行程范围内的任意位置内达到平衡，即处于无重状态。未悬挂工具时，切勿无故空拉空放，以免造成钢丝绳错槽卡死或掉槽。负荷时应垂直悬挂。
[0040]本实用新型具体视同方法包括多种选择:选择1.操作者随意扭转手持工具1，令吊环2、吊钩转轴3、吊钩4做成的旋转运动机构工作；选择2.操作者随意上下拉动手持工具1，令吊丝5与卷簧平衡器6组成的垂直运动机构工作；选择3.操作者随意左右手持工具1，令拉杆7、拉杆转轴8、滚轮9、滑竿10组成的水平运动机构工作。几种选择的组合使得操作者能够在允许的空间内任意调节手持工具I的角度和空间位置。在卷簧平衡器6自动平衡的作用下，操作者仅使用微小的动力就能够随意使用手持工具I。
[0041]因此，本实用新型能够大幅度地减少手持工具I的操作者的劳动强度。而且，在吊环2的偏心结构设计下，手持工具I在无干预的情况下自动回到初始位置，提升了操作者的手感。
【权利要求】
1.一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置，其特征在于包括吊环、吊钩转轴、吊钩、吊丝、卷簧平衡器、拉杆、拉杆转轴、滚轮、滑竿； 吊环包括平衡结构和承重结构，承重结构用于卡住手持工具；吊钩由一体成型的上下两部分组成，上部分为长方体，中间开有通孔，下部分横截面为U型，且U型通槽侧壁上对称设置有两个通孔；吊钩下部分的U型通槽卡在吊环上端，U型通槽侧壁上的通孔与吊环上的滑槽位置相对应，通过吊钩转轴将U型通槽侧壁上的通孔与吊环上的滑槽相对连接，从而使得吊钩不脱离吊环的滑槽； 吊丝的下端与吊钩上部分的通孔相固定；吊丝的上端缠绕在卷簧平衡器上； 拉杆截面为U型，且拉杆U型通槽开口端的侧壁上对称设置有两个通孔；卷簧平衡器的底座与拉杆的封闭端铰链连接； 滚轮设置在滑竿上，能够沿着滑竿滚动；拉杆上端的U型通槽自下而上贯穿滑竿，并通过拉杆转轴将滚轮与拉杆U型通槽的侧壁通孔相对连接，使得滚轮与拉杆滚动连接。
2.如权利要求1所述的一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置，其特征在于所述的吊环(2)包括一体设置的平衡结构和承重结构；即平衡结构的一端与承重结构的柄端相连接； 平衡结构由多段圆弧拼接成四分之一圆环，同时圆环上开有滑槽；同时平衡结构的圆环内侧设置有加强筋，加强筋的一端与圆环内侧相固定，另一端固定在承重结构的柄端；用于增加承受力；在操作时平衡结构能够沿着滑槽自由转动90度； 承重结构包括弧形卡口和柄端，弧形卡口的弧形开口角度为83.24°，弧形卡口的内侧壁上开有对称的弧形通槽，开口角度为96.36°，且该弧形通槽用圆柱塑料填充，使得承重结构与手持工具过盈配合时能够有效防止提手脱出。
3.如权利要求1所述的一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置，其特征在于所述的吊环采用PC材料，具有强度高，抗拉伸强度69MPa、抗弯曲强度96MPa，耐高温，长期使用可耐130摄氏度温度环境。
4.如权利要求1所述的一种适用于手持电动工具的空间平衡吊装置，其特征在于具有五个自由度，吊环的承重结构以手持工具的圆柱型凸缘为轴芯，允许手持工具与吊环产生第一个自由度的转动；吊钩转轴能够在吊环的滑槽内任意滑动，允许吊环绕吊钩产生第二个自由度的转动；第一个自由度与第二个自由度的转动方向正交；吊丝是柔性线，能够扭曲，从而与吊钩产生第三个自由度的转动；吊丝能够上下拉扯，使得卷簧平衡器工作，产生垂直位移，即第四个自由度；滚轮能够在滑竿上滚动，从而产生水平位移，即第五个自由度。
【文档编号】B66C1/12GK204173752SQ201420596628
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】刘光宇, 余善恩, 侯晓国 申请人:诸暨中澳自动化设备有限公司