凸轮致动冲击工具的制作方法

专利名称：凸轮致动冲击工具的制作方法
技术领域：
本发明与工具上的改进和涉及工具的改进相关。本发明还涉及凸轮操作装置或凸轮操作动力工具，更具体地，尽管不排他地，涉及具有被旋转驱动装置驱动的往复式工具头 的工具或动力工具。本发明还涉及动力工具，具体地，尽管不排他地，涉及相对地轻或手持 动力工具，例如，为了自己动手(DIY)，专业/商业市场和为了海上市场。本发明还涉及井下 工具，例如，用于钻井或钻孔。
背景技术：
许多类型的往复式动力工具用于各种任务，例如，刮铲器、锯子、锤子等。通常这种 工具采用液压或气动动力；然而，这种动力需要将有噪声且体积大的压缩机等与工具本身 一起使用，这导致这种工具的实用范围受限。此外，这种工具不能容易地或有效地达到高的 往复速度。一种可替代的配置是将例如电动机提供的旋转运动转换成工具头的往复式运动。 实现该转换的一种手段是使用电机驱动带有凸轮轨道的凸轮的旋转，并提供具有一对凸轮 随动件的工具头，该凸轮随动件紧密地装配在凸轮轨道中。当凸轮旋转时，凸轮随动件沿凸 轮轨道被向前和向后驱动，该凸轮轨道典型地是正弦形凸轮轨道，如此向前和向后驱动工 具头。同一发明人的专利文献GB2219958A和W093/11910中描述了这种配置，通过引用，这 些专利文献的内容结合到本文中。专利文献W001/60564，同样是同一发明人的，通过引用，其内容结合到本文中，该 专利文献W001/60564公开一种可携带式动力工具，例如一种手持式船底附生物去除刮铲 工具，该刮铲工具包括外壳、驱动装置和用于工具头的安装配置，其中在外壳内设置有输出 配置，该输出配置适用于驱动输出轴往复轴向运动，从而驱动工具头，并且其中驱动装置与 工具外部基本密封。专利文献W002/14028，同样是同一发明人的，通过引用，其内容结合到本文中，该 专利文献W002/14028公开一种动力工具，该动力工具包括外壳、旋转驱动装置、具有绕其 圆周表面延伸的凸轮轨道的槽筒凸轮、适于在所述凸轮轨道中运行的凸轮随动件装置、和 用于工具头的安装配置，凸轮和凸轮随动件装置中的一个被驱动装置驱动，安装配置与凸 轮和凸轮随动件装置中的一个相关联，从而使得旋转驱动装置的致动驱动安装配置的往复 运动；并且其中凸轮轨道的至少一部分为具有波幅和波长的波形式，该波提供向前抛动部 和向后抛动部，在使用中该向前抛动部和向后抛动部分别向前和向后驱动安装配置，该向 前抛动部或向后抛动部中的至少一个分别给安装配置施加向前或向后的加速度，该向前或 向后的加速度大于等幅和等波长的正弦凸轮轨道所施加的向前或向后的加速度。在现有技术中发现一些技术问题。例如，当工具在特别高强度作业中操作时，例 如，海上船壳刮除，就会发现期望致力于提供一种改进的工具。这需要致力于确保工具的合 适的有效的功能性，例如海洋废物或结壳的去除，优选地，而不会损坏下面的基底，例如船
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如果有的话，另一个问题涉及现有技术的工具有效工作所需的动力输入量。本发明的至少一个方面的至少一个实施例的目的是消除或至少减轻现有技术中的一个或多个问题和/或缺点。本发明的至少一个方面的至少一个实施例的目的是提供一种改进的工具，例如，动力工具，手持动力工具，和/或刮铲工具(例如，海上抗积垢工具)。本发明的至少一个方面的至少一个实施例的目的是提供一种改进的工具，该改进 的工具使用比现有技术的工具更少的动力，例如，10到60瓦量级，例如，典型地对于非专业 型和对于手持型的大约20到25瓦，典型地对于专业型或商业型的大约40到50瓦。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种工具，包括至少一个凸轮轨道和至少一个凸轮 随动件装置，其中所述至少一个凸轮轨道的至少一部分的宽度大于相应的所述至少一个凸 轮随动件装置的宽度。因此所述凸轮随动件装置和所述凸轮轨道相互为松配合。这与现有技术中凸轮随 动件装置紧或紧密地配合在凸轮轨道内完全不同。优选地，所述凸轮轨道和凸轮随动件装 置彼此接合，例如，一个在另一个内。优选地，所述凸轮随动件装置接合在凸轮轨道内或定位于凸轮轨道中。所述凸轮随动件装置适于在凸轮轨道中运行，例如绕凸轮轨道移动，和适于在凸 轮轨道的相对壁之间被抛动。所述凸轮随动件装置的所述宽度可以小于凸轮轨道的所述至少一部分的宽度的 90%、80%、70%、60% 或 50%。所述凸轮随动件装置的所述宽度在凸轮轨道的所述至少一部分的宽度的 10% -90%或40% -80%的范围内。在使用中，当不抵靠工作表面放置时(空载)，所述凸轮随动件装置可遵循大致仅 由凸轮轨道所规定的路径。在使用中，所述凸轮轨道和凸轮随动件装置可以是这样的当不抵靠工作表面放 置时，凸轮随动件装置沿从凸轮轨道的一个壁上的一个波谷到凸轮轨道的另一个壁上的另 一个波谷的大致直线路径运行，可选地，不中途撞击轨道的壁。在使用中，当抵靠工作表面放置时(加载)，所述凸轮随动件装置可以遵循由凸轮 轨道、工具离开工作表面和/或凸轮随动件装置离开凸轮轨道的壁的回弹所规定的路径。在后者的情况中，因此所述凸轮随动件装置具有两个自由度的运动，第一自由度 的运动由凸轮轨道限定，第二自由度的运动由凸轮轨道的相对壁之间的回弹限定。所述第一自由度的运动可具有由凸轮轨道限定的频率。第二自由度的运动可具有比第一自由度的运动的频率更高的频率。所述第二自由 度的运动的频率根据工具所在的工作表面而变化。所述第一自由度的运动可造成工具的工具头的大致纵向的抛动。所述第二自由度的运动可造成工具的工具头的大致纵向的振动或震颤。所述凸轮随动件装置的宽度可小于整个凸轮轨道的宽度。所述凸轮轨道可包括封闭的(圆形的)轨道，并且可设置在凸轮槽筒上。
所述凸轮随动件装置可包括至少一个销，并且优选地包括至少一对相对的销。所述凸轮轨道的侧面或壁可以是大致平行的或可替代地非平行的。所述凸轮轨道的宽度可以是恒定不变的或者环绕它的长度变化。在第一实施例中，所述凸轮轨道的宽度沿它的长度或环绕它的长度是大致恒定不变的。在第二实施例中，所述凸轮轨道在临近波峰和/或波谷的部分处的宽度大于凸轮 轨道在波峰和波谷之间的部分处的宽度。优选地所述凸轮轨道可以是凹陷的，并且所述凸轮随动件装置容纳在其中。可替 代地所述凸轮随动件装置可以是凹陷的，或者包括至少第一和第二间隔开的构件或部分 (例如直立的构件或部分)，并且所述凸轮轨道容纳在其中或之间。在后者的情况中，设置 有至少两对相对的第一和第二构件。所述凸轮轨道可以包括波形，例如正弦或非正弦波形。第一凸轮轨道壁的波峰和/或波谷可以与第二凸轮轨道壁的波峰和/或波谷一致 或偏离开。所述工具可以有利地是动力工具或手持工具，例如手持动力工具。有利地，所述工具可以由例如110V/240V的作为主电力的外部电源供电，或者由 例如12V的来自电动车或舰/船的低压电源供电。可替代地，有利地，所述工具可以是电池 供电的，例如电池组。可替代地，所述工具可以是液压动力的。可替代地，所述工具可以是气动动力的，例如通过压缩空气。所述凸轮轨道或凸轮随动件装置可以由旋转驱动装置旋转地驱动，例如有利地电 动机，或可替代地液压或气动马达。在特定的有利的实施例中，所述工具可以包括船底附生物去除或防结垢工具，例 如藤壶刮铲器或船壳刮铲器。所述工具可以包括至少一个工具头或头部，该至少一个工具头或头部可操作地连 接到至少一个凸轮轨道和至少一个凸轮随动件装置中的一个上。所述工具可以还包括至少旋转驱动装置，该旋转驱动装置可操作地连接到至少一 个凸轮轨道和至少一个凸轮随动件装置中的另一个上。例如在所述特定的有利实施例中，所述工具可包括外壳，用于工具头的驱动装置 和安装配置，其中，在外壳内设置输出配置，该输出配置适用于驱动输出轴往复轴向运动， 以便驱动工具头，并且驱动装置可以与工具的外部基本密封隔离开，例如防止流体进入。该 配置允许工具在水下使用或在湿的/潮湿环境中使用。在可替代的有利实施例中，所述工具可以包括水手工具或商人工具。所述工具可以包括刮铲器、油漆剥离器、壁纸剥离器、凿刀、冷凿、动力铲、锤子等。在另一个可替代的实施例中，所述工具可以包括至少第一凸轮随动件装置和至少 一个其它凸轮随动件装置。在这种情况中，所述工具可以包括第一相应工具头或头部，例如所述第一相应工 具头或头部通过例如相应的连接装置(例如轴)连接到至少第一凸轮随动件装置上。在这种情况中，所述工具可以包括至少一个其它相应工具头或头部，例如所述至少一个其它相应工具头或头部通过例如相应的凸轮随动件装置(例如轴)连接到至少一个 其它凸轮随动件装置中的一个上。在可选实施例的一个变型中，至少第一凸轮随动件装置和至少一个其它凸轮随 动件装置中的至少一个可以与至少一个凸轮轨道中的一个关联(例如，在使用中，绕其运 行)。在该可选实施例的另一个变型中，至少第一凸轮随动件装置可以与至少一个凸轮 轨道中的一个关联，并且至少一个其它凸轮随动件装置中的至少一个与至少一个凸轮轨道 中的另一个关联。在一个变型和另一个变型中，至少一个凸轮随动件装置和至少一个其它凸轮随动件装置可以大致相同，但，例如它们被旋转地设置成彼此分离开。这样，在使用中，至少一个 凸轮随动件装置和另外的至少一个凸轮随动件装置可以给相应的工具头和其它工具头赋 予大致相同的运动，但它们相位彼此不同，例如相位相差90度或180度。可选地，在一个变型和另一个变型中，至少一个凸轮随动件装置和至少一个其它 凸轮随动件装置可以是不同的，例如尺寸不同。但，例如它们被旋转地设置成彼此分离。这 样，在使用中，至少一个凸轮随动件装置和另外的至少一个凸轮随动件装置可给相应的工 具头和其它工具头赋予不同的运动。通过这种配置，在使用中，工具头能够以一种方式冲击 或作用于工作表面，并且其它工具头以另一种方式冲击或作用于工作表面。在另一个变型中，至少一个凸轮轨道和另一个至少一个凸轮轨道能够大致相同， 但可选地彼此相位不同。至少一个凸轮随动件装置和至少一个其它凸轮随动件装置可以旋 转地分离或一致。通过这种配置，在使用中，至少一个凸轮随动件装置的工具头和至少一个 其它凸轮随动件装置的工具头能够造成以相同方式或模式运动，但例如彼此相位不同。在另一个变型中，至少一个凸轮轨道和另一个至少一个凸轮轨道能够大致不同。 该至少一个凸轮随动件装置和至少一个其它凸轮随动件装置能够旋转地分离或一致。其它 的至少一个凸轮轨道和另一个至少一个凸轮轨道和另一个至少一个凸轮轨道能够彼此相 位相同或相位不同。通过这种配置，在使用中，至少一个凸轮随动件装置的工具头和至少一 个其它凸轮随动件装置的工具头能够造成以不同方式或模式运动，不管彼此相位是否不同 或相同。所述工具可以包括井下工具。所述工具包括下面中的一个或多个外壳；旋转驱动装置，例如电动机；槽筒凸轮，该槽筒凸轮具有绕其圆周表面延伸的凸轮轨道；安装配置，该安装配置用于(可释放地保持)工具头、由驱动装置驱动的凸轮轨道 和凸轮随动件装置中的一个；安装配置与凸轮轨道和凸轮随动件装置中的一个相关联，从而使得旋转驱动装置 的致动驱动安装配置的往复运动；凸轮轨道的至少一部分为具有波幅和波长的波形式，该波具有前向抛动部和后向 抛动部，在使用中，该前向抛动部和后向抛动部分别向前和向后驱动安装配置。可以提供多个能够互换的工具头或头部。
根据本发明的第二方面，提供一种工具，包括凸轮轨道和凸轮随动件装置，其中， 在使用中，凸轮随动件装置具有由绕凸轮轨道的运动规定的第一自由度的运动，和由凸轮 轨道的壁之间的运动规定的第二自由度的运动。前述所引用的本发明的第一方面的特征可单独或组合地设置到第二方面的工具 中，可以具有或不具有第一方面的特征，完全仅仅为了简洁的原因，这些特征在这里没有再 次重述。


现在参考附图，仅通过示例来说明本发明的实施例，附图如下图1是根据现有技术的工具的凸轮轨道和凸轮随动件配置；图2是从根据本发明的实施例的工具的前面到一侧的立体图；图3是从图2的工具的前面到一侧的立体分解图；图4是包括图2的工具的部分的凸轮轨道和凸轮随动件配置，显示当工具没有应 用到工作表面时凸轮随动件的路径；图5是图4的凸轮轨道和凸轮随动件配置，显示当工具应用到工作表面时凸轮随 动件的路径；图6是第一可替代的凸轮轨道和凸轮随动件配置，显示当工具应用到第一工作表 面时凸轮随动件的路径；图7是图6的第一可替代的凸轮轨道和凸轮随动件配置，显示当工具应用到第二 工作表面时凸轮随动件的第二路径；图8是图6的第一可替代的凸轮轨道和凸轮随动件配置，显示当工具应用到第三 工作表面时凸轮随动件的路径；图9(a)是根据本发明的另一实施例的一种型号的另一可替代的凸轮轨道和凸轮 随动件配置；和图9(b)是根据本发明的另一实施例的另一种型号的另一可替代的凸轮轨道和凸 轮随动件配置。
具体实施例方式首先参考图1，其显示根据现有技术的工具的凸轮轨道A和凸轮随动件装置B的配置。该配置由前面提及的相同发明人在现有技术中公开。如图1所示，凸轮随动件装置B是在凸轮轨道A中的滑动配合，凸轮随动件装置B 的宽度Wb与凸轮轨道A的宽度Wa基本相同，从而使得凸轮随动件装置B和凸轮轨道A之间 具有很小或无间隙。因此，在使用中，凸轮随动件装置B遵循图示的轨道C，仅具有一个自由 度的运动。凸轮轨道具有壁D、E。尽管提供这种配置的根据现有技术的工具被发现用于对 本技术的改进，但是期望进一步的改进，特别是当这种工具在高强度作业中使用，例如，作 为船用刮刀。图1显示绕旋转的凸轮鼓F切割的平行侧凸轮轨道A或波形或凸轮槽。图示的与 凸轮轨道A接合的圆形凸轮随动件装置B的直径与凸轮轨道A的宽度接近相同。当凸轮鼓 F旋转时，凸轮随动件装置B精确地遵循波形状，因为它们没有任何其它可选择的出口。在图1中，用凸轮轨道A的宽度的中心点线来显示轨道或路径C。现在参见图2至图5，其显示根据本发明的一个实施例的具有凸轮轨道A和凸轮随 动件B配置的工具，该工具通常用标记5表示。
工具5包括凸轮轨道A和适用于在凸轮轨道A中运行的凸轮随动件装置B，其中凸 轮轨道A的至少一部分的宽度Wa大于凸轮随动件装置B的宽度WB。因此，凸轮随动件装置B是在凸轮轨道A内的松配合。这与图1所示的现有技术 相反，其中凸轮随动件装置B是在凸轮轨道A内的紧配合。凸轮随动件装置B适于在凸轮 轨道A内或环绕凸轮轨道A运行。凸轮随动件装置B的宽度典型地选择成小于凸轮轨道A的至少一部分的宽度的 90%,80%,或优选地小于或大约为70%、60%或50%。在使用中，当没有抵靠工作表面(未图示)放置时，凸轮随动件装置B遵循基本上 仅由凸轮轨道A所规定的路径C，参见图4。在使用中，当抵靠工作表面放置时，凸轮随动件装置B遵循凸轮轨道A和工具5的 工具头10离开工作表面和/或凸轮随动件装置B离开凸轮轨道A的壁的回弹(ricochet) 规定的路径C，参见图5。因此，在稍后的例子中，凸轮随动件装置B具有两个自由度的运动，第一自由度的 运动由凸轮轨道A限定，第二自由度的运动由凸轮轨道A的相对壁D、E之间的回弹限定。 第二自由度的运动可称为“震颤”。第一自由度的运动具有由凸轮轨道A限定的频率。第二自由度的运动具有比第一 自由度的运动的频率高的频率。第二自由度的运动的频率典型地根据工具5所在的工作表 面而变化。因此，根据工作表面的硬度，第二自由度的运动可以是“自调整的”。第一自由度的运动导致工具5的工具头10的大致纵向抛动。第二自由度的运动 导致工具5的工具头10的大致纵向振动或震颤。凸轮轨道A包括封闭(圆形的)轨道，并设置在凸轮槽筒F上。凸轮随动件装置B包括至少一个销，并且在本实施例中，包括至少一对相对的销 15。在本实施例中，凸轮轨道A的侧或壁D、E大致平行。然而，在变化例中，它们能够 是至少非平行的。凸轮轨道A的宽度能够是恒定不变的或能够沿它的长度或环绕它的长度变化。在本实施例中，凸轮轨道A是凹陷的，并且凸轮随动件装置B容纳在其中。可选地， 在变化例中，凸轮随动件装置能够是凹陷的，而凸轮轨道容纳在其中。凸轮轨道A包括波形，在本实施例中为正弦波形。可选地，该波形可以是非正弦 的。第一凸轮轨道壁D的波峰和/或波谷能够与第二凸轮轨道壁E的波峰和/或波谷 一致或偏移开。优选地，工具5是动力工具或手持工具，例如手持动力工具。工具5能够由外部电 源(例如，110V/240V的主电力)或低压电源(例如12V的来自电动车或舰/船)供电。可 选地，该工具可以是电池供电。然而，可以理解的是，在可选的实施例中，工具能够是液压动力或气动动力，例如通过压缩空气。在特定的优选实施中，工具包括刮铲工具，例如船底附生物或结垢去除工具，藤壶刮铲器或船壳刮铲器。工具5包括至少一个工具头或头部，该工具头可操作地连接到至少一个凸轮轨道 A和至少一个凸轮随动件装置B中的一个上。工具5还至少包括旋转的驱动装置，该旋转的驱动装置操作地连接到至少一个凸 轮轨道A和至少一个凸轮随动件装置B中的另一个上。如下面将更加详细地说明的，工具5包括外壳、驱动装置和用于工具头10的安装 配置，其中在外壳内设置有输出配置，该输出配置适用于驱动输出轴往复轴向运动以便驱 动工具头10，该驱动装置能够大致与工具5的外部密封开(例如，防止流体进入)。这允许 工具5在水下或湿的/潮湿的环境中使用。在可选的优选实施例中，工具5包括水手工具 或商人工具。工具5能够包括刮铲器、油漆剥离器、壁纸剥离器、凿刀、冷凿、动力铲、锤子等。在另一可选实施例中，工具能够适用于井下和包括井下工具。工具5包括下面的一个或多个外壳；旋转的驱动装置；槽筒凸轮F，该槽筒凸轮F具有绕其圆周表面延伸的凸轮轨道A ；安装配置，该安装配置用于(可释放地保持)工具头10、驱动装置驱动的凸轮轨道 A和凸轮随动件装置B中的一个；安装配置与凸轮轨道A和凸轮随动件装置B中的一个相关联，从而使得旋转驱动 装置的致动驱动安装配置的往复运动；凸轮轨道A的至少一部分为具有波幅和波长的波形式，该波具有前向抛动部和后 向抛动部，在使用中，该前向抛动部和后向抛动部分别向前和向后驱动安装配置。根据前述可知，工具5包括凸轮轨道A和凸轮随动件装置B，其中，在使用中，凸轮 随动件装置B具有由绕凸轮轨道A运动所规定的第一自由度的运动和由凸轮轨道A的壁D、 E之间的运动规定的第二自由度的运动。工具5包括塑料外壳20和成刮板25形式的工具头10。刮板25安装在往复轴30 上，该往复轴30由内部电机提供动力(下面说明)。电缆35的一端进入外壳20内，同时另 一端通向电源(未图示)，例如，位于船上的电池。外壳20还包括启动按钮或触发机构40 和扶手45，启动按钮或触发机构40能够可选择性提供“镇重手柄(dead-man’ s handle)” 安全特征，扶手45定位成当握持工具5时保护用户的手指。工具5的内部部件显示在图3的分解图中。电缆35通到低动力旋转电动机45，该电动机45驱动可旋转的输出轴50。电动机 45是“低动力”的，意思为本发明中使用的典型的电动机在2-4A、12-24V下运行，这与已有 往复动力工具用的传统的电动机相反，这些传统的电动机需要在不低于几百瓦特下运行。槽筒凸轮55安装在旋转的输出轴50上，槽筒凸轮55具有圆周地布置的凸轮轨道 A，在本实施例中该凸轮轨道A是大致正弦的。凸轮随动件装置B容纳在凸轮轨道A中，凸轮随动件装置B包括一对销或钉15，该销或钉15经框架60连接到输出轴65上。用于将刮板25固定到轴65上的多个部件70和 盖子75安装在输出轴65上。工具5还包括板保持器76。在本发明的特定实施例中，能够设置多个可互换的板70，以便使工具5能够适用于不同的应用中。在使用 中，旋转电动机45驱动旋转的输出轴50，输出轴继而旋转凸轮55，该凸轮 55支撑正弦形凸轮轨道A。销或钉15用作凸轮随动件装置B，并被凸轮55的旋转运动驱动而轴向往复地运 动，销或钉15继而安装在框架60中，该框架60自身经输出轴65连接到工具板15。旋转电 动机45典型地能够以达到14000圈/每分钟的速度驱动轴向往复板15，与传统的往复电动 机相比，相对少地产生废热。因此，本发明提供一种工具5，其能够与湿气或其它有害环境密封隔离开，因此适 用于船底附生物去除器，在其它应用中，这种驱动装置无需通过外壳中的槽或风口来冷却。 密封装置能够如专利文献WOO1/60564那样设置。现在参考图4，直径减小的凸轮随动件装置B在它们的前后运行极限处被在凸轮 轨道A的弧形顶部和底部之间抛射。在自由空载条件下，凸轮随动件装置B之后能够描述 成直的，或接近直线路径C，该直线路径C在图4的点线所示的波形的末端之间。在实际中，这导致未预料到的认识如果与波形形状单独规定的凸轮随动件装置 B的路径相比，该机构以更积极的方式运转。这种增加的积极性本质上给任何机构赋予了这 样的技术效果在它所应用的领域中具有更有效率的性能。因此，在变化例中，波形形状(即壁D、E)能够被更精确地修剪成凸轮随动件装置 B描述的的真实路径C，但仍然保持它平行侧的形式。现在参见图5，凸轮轨道A和凸轮随动件B配置不总是在自由和空载条件下运行。 这样的一个例子是WAVEBLADE 海船结垢去除工具。凸轮机构驱动板15有效地去除刚性地 附着到表面的本质上很硬的结垢，前述表面已经接触或暴露于大海中。通过该机构，板15 不可避免地把冲击传回到该表面上。这导致直径减小的凸轮随动件装置B从波形的一个侧 壁D弹回或回弹到另一侧壁E，同时，在传送中，穿过通过波形形状被赋予给凸轮随动件装 置B的往复路径C。根据工作表面的性质和机构与之接触的方式，凸轮随动件装置B的真实 路径C能够如图5所示相当大地变化。图5所示的运动方式是规则的，但在实际中，运动方 式很可能如上所述地变化相当大，并且可以是除了规则之外的任何方式。现在参见图6，显示了第一可选的凸轮轨道A和凸轮随动件B配置。该配置与图4 和5的配置相似，相同部件用相同字母标记。在该配置中，凸轮轨道A的壁D、E是非平行的，在波形的波峰和波谷处分开得更
觅ο当工具5在第一给定工作表面时，在图6中显示凸轮随动件B的路径C。当工具5 在第二给定工作表面时，在图7中显示凸轮随动件B的路径C。当工具在第三给定工作表面 时，在图8中显示凸轮随动件B的路径C。再次参见图6、7和8，凸轮轨道A的波形具有至少部分地不平行的侧壁D、E，但是 彼此的变化是慎重的。在该情况中，凸轮轨道A在波峰和波谷部分处更宽。这也许会有这 样的作用，包括回弹动作中的变化，这提高了机构的性能或使它的特性变得更好。图6、7和8中显示的视图是为了传递概念，不是实际运动，因为在实际中会如上文的前述出现许多变化。现在参见图9(a)和9(b)，在另一可选实施例中，工具5包括至少第一随动件装置 A和至少一个其它凸轮随动件装置B。在这种情况中，工具5包括第一相应的工具头或头部C，该工具头或头部C例如通 过相应的连接装置(例如轴D)，例如连接到至少第一凸轮随动件装置B上。在这种情况中，工具5包括至少一个其它相应的工具头或头部C，该工具头或头部 C例如通过连接装置(例如轴D)，例如连接到至少一个其它凸轮随动件装置B中的一个上。在该可选实施例的一个变型(图9(a))中，至少第一凸轮随动件装置B和至少一 个其它凸轮随动件装置B中的至少一个与至少一个凸轮轨道A关联(例如，在使用中，绕其 运行)。在该可选实施例的另一个变型(图9(b))中，至少第一凸轮随动件装置B与至少 一个凸轮轨道A中的一个关联，并且至少一个其它凸轮随动件装置B中的至少一个与至少 一个凸轮轨道A中的另一个关联。在一个变型(图9(a))和另一个变型(图9(b))中，至少一个凸轮随动件装置B和 至少一个其它凸轮随动件装置B能够大致相同，但，例如它们旋转地设置成彼此分离开。这 样，在使用中，凸轮随动件装置B和另外的至少一个随动件装置B能够给相应的工具头C和 其它工具头C赋予大致相同的运动，但它们彼此的相位不同，例如相位相差90度或180度。可选地，在一个变型图9(a)和另一个变型图9(b)中，至少一个凸轮随动件装置B 和至少一个其它凸轮随动件装置B可以是不同的，例如尺寸不同。但，例如它们旋转地设置 成彼此分离的。这样，在使用中，至少一个凸轮随动件装置B和其它的至少一个凸轮随动件 装置B可给相应的工具头C和其它工具头C赋予不同的运动。通过这种配置，在使用中，工 具头C能够以一种方式冲击或作用于工作表面，并且其它工具头C以另一种方式冲击或作 用于工作表面。在另一个变型(图9(b))中，至少一个凸轮轨道A和一个其它至少一个凸轮轨道 A能够大致相同，但可选地彼此相位不同，和至少一个其它凸轮随动件装置B能够旋转地分 离或一致。通过这种配置，在使用中，至少一个凸轮随动件装置B的工具头C和至少一个其 它凸轮随动件装置B的工具头C能够造成以相同方式或模式运动，但例如彼此相位不同。在另一个变型(图9(b))中，至少一个凸轮轨道A和另一个至少一个凸轮轨道A 能够大致不同。该至少一个凸轮随动件装置B和至少一个其它凸轮随动件装置B能够旋转 地分离或一致。另外的至少一个凸轮轨道A和另一个至少一个凸轮轨道D能够彼此相位相 同或相位不同。通过这种配置，在使用中，至少一个凸轮随动件装置B的工具头C和至少一 个其它凸轮随动件装置B的工具头C能够造成以不同方式或模式运动，不管彼此相位是否 不同或相同。可以理解的是，之前说明的本发明的实施例仅作为示例给出， 并不意味着限制本 发明的范围。作为非限制的示例，本发明的工具的工具头的第一自由度的运动(纵向抛动) 典型地可以5000到10000循环/分钟的数量级的频率工作。凸轮随动件装置并且因此工具 头的第二自由度的运动(震颤)可以是第一自由度的运动的频率的10到20倍的数量级。
权利要求
一种工具，包括凸轮轨道和凸轮随动件装置，其中所述凸轮轨道的至少一部分的宽度大于所述凸轮随动件装置的宽度。
2.根据权利要求1所述的工具，其中所述凸轮随动件装置和所述凸轮轨道相互为松配合.
3.根据权利要求1或2所述的工具，其中所述凸轮轨道和凸轮随动件装置彼此接合，或 者所述凸轮随动件装置接合在所述凸轮轨道内或定位于所述凸轮轨道中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工具，其中所述凸轮随动件装置适于在所述凸 轮轨道中运行，例如绕所述凸轮轨道移动，和适于在所述凸轮轨道的相对壁之间被抛动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的工具，其中所述凸轮随动件装置的所述宽度小 于所述凸轮轨道的所述至少一部分的宽度的90%、80%、70%、60%或50%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的工具，其中所述凸轮随动件装置的所述宽度在 所述凸轮轨道的所述至少一部分的宽度的10% -90%或40% -80%的区域内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的工具，其中，在使用中，当不抵靠工作表面放置 时，所述凸轮随动件装置遵循大致仅由所述凸轮轨道所规定的路径。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的工具，其中，在使用中，所述凸轮轨道和凸轮 随动件装置是这样的当不抵靠工作表面放置时，凸轮随动件装置沿从所述凸轮轨道的一 个壁上的一个波谷到所述凸轮轨道的另一个壁上的另一个波谷的大致直线路径运行，可选 地，不中途撞击所述轨道的壁。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的工具，其中，在使用中，当抵靠工作表面放置时， 所述凸轮随动件装置遵循由所述凸轮轨道、所述工具离开所述工作表面和/或所述凸轮随 动件装置离开所述凸轮轨道的壁的回弹所规定的路径。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的工具，其中，所述凸轮随动件装置具有两个自 由度的运动，第一自由度的运动由所述凸轮轨道限定，第二自由度的运动由所述凸轮轨道 的相对壁之间的回弹限定。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的工具，其中，所述第一自由度的运动具有由所 述凸轮轨道限定的频率，可选地所述第二自由度的运动具有比第一自由度的运动的频率更 高的频率，并且可选地所述第二自由度的运动的频率依赖于所述工具所在的工作表面而变 化。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的工具，其中，所述第一自由度的运动造成所述 工具的工具头的大致纵向的抛动，和/或所述第二自由度的运动造成所述工具的工具头的 大致纵向的振动或震颤。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的工具，其中，所述凸轮随动件装置的宽度小于 所述整个凸轮轨道的宽度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道包括封闭的/圆形 的轨道，并且可选地设置在凸轮槽筒上。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的工具，其中，所述凸轮随动件装置包括至少一 个销，并且可选地包括至少一对相对的销。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道的侧面或壁是大致 平行的或可替代地非平行的。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道的宽度是恒定不变 的或者环绕它的长度变化。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道的宽度沿它的长度 或环绕它的长度是大致恒定不变的。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道在临近波峰和/或 波谷的部分处的宽度大于所述凸轮轨道在波峰和波谷之间的部分处的宽度。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道是凹陷的，并且所 述凸轮随动件装置容纳在其中。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的工具，其中，所述凸轮随动件装置是凹陷的， 或者包括至少第一和第二间隔开的构件或部分，并且所述凸轮轨道容纳在其中，可选地设 置有至少两对相对的第一和第二构件。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的工具，其中，所述凸轮轨道包括波形，例如正 弦或非正弦波形。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的工具，其中，第一凸轮轨道壁的波峰和/或波 谷与第二凸轮轨道壁的波峰和/或波谷一致或偏离开。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的工具，其中，所述工具是动力工具或手持工 具，例如手持动力工具。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的工具，其中，所述工具由例如110V/240V的作 为主电力的外部电源供电，或者由例如12V的来自电动车或舰/船的低压电源供电。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的工具，其中，所述工具是电池供电的。
27.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，所述凸轮轨道或凸轮随动件装置由旋 转驱动装置旋转地驱动，例如电动机。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的工具，其中，所述工具包括船底附生物去除或 防结垢工具，例如藤壶刮铲器或船壳刮铲器。
29.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，用于工具头的驱动装置和安装配置， 其中在所述外壳内设置输出配置，该输出配置适用于驱动输出轴往复轴向运动，以便驱动 所述工具头，并且所述驱动装置可以与工具的外部基本密封隔离开，例如防止流体进入。
30.根据权利要求1至7中任一项所述的工具，其中，所述工具包括水手工具或商人工具。
31.根据权利要求1至27、当从属于权利要求1-27中任一项时的权利要求29、或30中 的任一项所述的工具，其中，所述工具包括刮铲器、油漆剥离器、壁纸剥离器、凿刀、冷凿、动 力铲或锤子。
32.根据权利要求1至27、或当从属于权利要求1-27中任一项时的权利要求29中的 任一项所述的工具，其中，所述工具包括井下工具。
33.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，所述工具包括下面装置中的一个或多个外壳；旋转驱动装置，例如电动机；槽筒凸轮，该槽筒凸轮具有绕其圆周表面延伸的凸轮轨道；安装配置，该安装配置用于(可释放地保持)工具头、由驱动装置驱动的所述凸轮随动 件装置和凸轮轨道中的一个；所述安装配置与所述凸轮轨道和凸轮随动件装置中的一个相关联，从而使得旋转驱动 装置的致动驱动所述安装配置的往复运动；所述凸轮轨道的至少一部分为具有波幅和波长的波形式，该波具有前向抛动部和后向 抛动部，在使用中，该前向抛动部和后向抛动部分别向前和向后驱动所述安装配置。
34.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，提供多个能够互换的工具头。
35.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，在使用中，所述凸轮随动件装置具有 由绕所述凸轮轨道的运动所规定的第一自由度的运动，和由所述凸轮轨道的壁之间的运动 规定的第二自由度的运动。
36.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，所述工具由主电源、外部电源或电池 供电，或者是液压动力的，或者是气动动力的。
37.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，所述工具包括至少一个工具头或头 部，该至少一个工具头或头部可操作地连接到所述至少一个凸轮轨道和所述至少一个凸轮 随动件装置中的一个上，并且所述工具还包括旋转驱动装置，该旋转驱动装置操作地连接 到所述至少一个凸轮轨道和所述至少一个凸轮随动件装置中的另一个上。
38.根据前述任一项权利要求所述的工具，其中，所述工具包括至少第一凸轮随动件装 置和至少一个其它凸轮随动件装置。
39.根据权利要求38所述的工具，其中，所述工具包括第一相应工具头或头部和至少 一个其它相应工具头或头部，所述第一相应工具头或头部通过相应的连接装置连接到所述 至少第一凸轮随动件装置上，所述至少一个其它相应工具头或头部通过相应的凸轮随动件 装置连接到至少一个其它凸轮随动件装置中的所述一个上。
40.根据权利要求38或39所述的工具，其中，在使用中，所述至少第一凸轮随动件装置 以及所述至少一个其它凸轮随动件装置中的至少一个与所述至少一个凸轮轨道中的所述 一个关联。
41.根据权利要求38或39所述的工具，其中，所述至少第一凸轮随动件装置与所述至 少一个凸轮轨道中的一个关联，并且所述至少一个其它凸轮随动件装置中的至少一个与所 述至少一个凸轮轨道中的另一个关联。
42.根据权利要求38至41中任一项所述的工具，其中，所述至少一个凸轮随动件装置 和所述至少一个其它凸轮随动件装置大致相同，但可选地旋转设置彼此分离开，从而使得 在使用中所述至少一个凸轮随动件装置和另外的至少一个凸轮随动件装置给相应的工具 头和其它工具头赋予大致相同的运动，但可选地彼此相位不同。
43.根据权利要求38至42中任一项所述的工具，其中，所述至少一个凸轮随动件装置 和所述至少一个其它凸轮随动件装置是不同的，例如尺寸不同，但可选地旋转设置彼此分 离开，从而使得在使用中所述至少一个凸轮随动件装置和另外的至少一个凸轮随动件装置 给相应的工具头和其它工具头赋予不同的运动。
44.根据权利要求38至43中任一项所述的工具，其中，所述至少一个凸轮轨道和另一 个至少一个凸轮轨道大致相同，所述至少一个凸轮随动件装置和至少一个其它凸轮随动件 装置旋转地分离或一致。
45.根据权利要求38至43中任一项所述的工具，其中，所述至少一个凸轮轨道和所述 另一个至少一个凸轮轨道大致不同，所述至少一个凸轮随动件装置和至少一个其它凸轮随 动件装置旋转地分离或一致，并且另外的至少一个凸轮轨道和所述另一个至少一个凸轮轨 道彼此相位相同或相位不同。
46.一种工具，包括至少一个凸轮轨道和至少一个凸轮随动件装置，其中所述至少一个 凸轮轨道中的至少一个的至少一部分的宽度大于相应的所述至少一个凸轮随动件装置的 宽度。
47.一种工具，包括凸轮轨道和凸轮随动件装置，其中，在使用中，所述凸轮随动件装置 具有由绕所述凸轮轨道的运动规定的第一自由度的运动，和由所述凸轮轨道的壁之间的运 动规定的第二自由度的运动。
48.一种参照附图、如本文前面所描述的工具。
全文摘要
本发明公开一种工具(5)，包括凸轮轨道(A)和凸轮随动件装置(B)，其中所述凸轮轨道(A)的至少一部分的宽度(WA)大于所述凸轮随动件装置(B)的宽度(WB)。所述凸轮随动件装置(B)接合在凸轮轨道(A)内，所述凸轮随动件装置(B)适于在凸轮轨道(A)中或环绕其运行，和适于在凸轮轨道(A)的相对壁(D、E)之间被抛动。在使用中，因此凸轮随动件装置(B)具有两个自由度的运动，由凸轮轨道(A)限定的第一自由度的运动，由相对壁(D、E)之间的回弹限定的第二自由度的运动。
文档编号B25D11/10GK101808891SQ200880104449
公开日2010年8月18日 申请日期2008年6月20日 优先权日2007年6月29日
发明者休·爱德华·费歇尔 申请人:休·爱德华·费歇尔