电镐的制作方法

本实用新型涉及电动工具技术领域，特别涉及一种电镐。

背景技术：

电镐是一种广泛应用于管道铺设、机械安装、给排水设施建设、室内装修、港口设施建设和其他建设工程施工的手持式电动工具，能用于对混凝土、砖石结构、沥青路面进行破碎、凿平、挖掘、开槽、切削等作业。

一般的，电镐包括：机壳、位于机壳内的气缸、冲击系统、电机及传动系统等。目前，电镐在使用过程中，普遍存在重量重、操作不轻便、工作效率低的问题。特别是对于气缸直径为30-35毫米的电镐，在不包含电源线及辅助手柄的前提下，整机的重量普遍在5.5千克～6千克之间。如何在保证电镐的工作效率的情况下，提高电镐的操作轻便性，是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种电镐，操作轻便、同时还能保证电镐的工作效率。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种电镐，包括：机壳，以及设置在所述机壳中的电机、传动系统、冲击系统、至少部分伸出所述机壳的夹头，所述夹头具有轮廓为六边形的收容孔，用于与工作头配接；所述冲击系统包括：气缸，至少部分设置在所述气缸中的连杆、活塞、气垫、撞锤和撞杆，所述连杆、活塞、气垫、撞锤和撞杆依次连接；所述传动系统设置于所述电机靠近夹头的一侧，用于将电机输出的动力传递给所述冲击系统的连杆，所述连杆带动所述活塞作往复运动，所述活塞往复压缩所述气垫，所述气垫将所述活塞的能量依次传递给所述撞锤、撞杆，驱动所述工作头作往复运动；所述气缸的内径在30-35毫米之间；所述电镐的整机重量不大于5.2公斤；所述电机的最大输出功率大于1000w，所述电镐的整机重量不大于5.2公斤。

进一步的，所述气缸的内径设置成30毫米，所述电镐的整机重量不大于5公斤。

进一步的，所述电机为串激电机，所述电机的叠长在30-40毫米之间。

进一步的，所述电机的叠长为40毫米时，所述电机的转速范围为：21500转/分—23500转/分；所述电机的叠长为35毫米时，所述电机的转速范围为：22000转/分—24000转/分；所述电机的叠长为30毫米时，所述电机的转速范围为：23000转/分—25000转/分。

进一步的，所述电机包括：电机轴，设置在所述电机轴外围的转子冲片、设置在所述转子冲片外围的转子绕组、设置在所述转子绕组外围的定子冲片和定子绕组，所述电机的叠长为所述转子冲片或定子冲片沿着所述电机轴的轴向长度。

进一步的，所述电机的叠长减少5毫米，所述转子冲片、所述转子绕组、所述定子冲片和所述定子绕组重量减少100克至150克。进一步的，所述传动系统包括：与所述电机的电机轴传动连接的大齿轮、与所述大齿轮传动连接的偏心轮，所述大齿轮具有一定厚度的圆柱形本体，所述本体具有相背对的第一表面和第二表面，所述第一表面、所述第二表面中的至少一个设置有凹槽。

进一步的，所述本体的中部设置有用于和所述电机的电机轴向配合的中心孔，所述凹槽为设置在所述第一表面、所述第二表面中的至少一个上的环形凹槽，所述环形凹槽与所述中心孔同心。

进一步的，所述夹头整体呈中空的变径轴段，所述夹头具有相对的第一端和第二端，其中，靠近所述第一端的内侧设置有用于和所述撞杆相配合的第一孔段，靠近所述第二端的内侧设置有用于和所述工作头相配合的第二孔段。

进一步的，所述机壳包括用于安装所述夹头和所述冲击系统的直筒，所述直筒与所述夹头之间通过螺钉相连接，所述螺钉采用规格为m6的螺钉。

进一步的，所述螺钉包括：螺纹段、螺钉头以及位于所述螺纹段和螺钉头之间的过渡段，所述螺钉的过渡段的直径不小于5.8毫米。

进一步的，所述过渡段与螺钉头的过渡圆角半径不小于0.3毫米。

进一步的，所述传动系统包括：与所述电机的电机轴传动连接的大齿轮、与所述大齿轮传动连接的偏心轮，所述电镐还包括中盖、设置在所述大齿轮和偏心轮外的减速箱体和安装在所述气缸外的直筒，所述直筒、所述减速箱体、所述中盖和所述气缸中至少之一的材料为铝合金或镁合金。

进一步的，所述直筒的材料为铝合金或镁合金，所述直筒中设置有挡块嵌件。

进一步的，所述气缸的材料为铝合金或镁合金，所述直筒具有与所述气缸配合的连接部，所述连接部的直径为47毫米至50毫米。

本申请实施方式中所提供的电镐，利用了电镐在能量传输路径上的气垫的作用，使得当外界的工况，例如电镐侧的工作介质、负载等变化时，对电机的影响非常小。特别是，当工作头受到较大的扭矩作用时，由于该扭矩不会通过能量传输路径反向传递给电机，因此，电镐没有堵转的工况，电机不会出现过载的工况。基于上述电镐的结构特征，实现了降低电镐的重量使电镐操作时能变得更加轻巧并保证电镐的工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型对进一步说明。

图1是本申请一个实施方式中提供的电镐的剖视图；

图2是本申请实施方式中提供的电镐中大齿轮的剖视图；

图3是本申请实施方式中提供的电镐中夹头的剖视图；

图4是图1中提供的电镐的a-a剖视图；

图5是现有技术中一种普通的m6螺钉的结构示意图；

图6是改进后的一种改进的m6螺钉的结构示意图；

图7是图1中提供的电镐的b-b剖视图。

附图标记说明：

1、电机；2、大齿轮；20、凹槽；21、第一表面；22、第二表面；3、偏心轮；4、偏心销；5、连杆；6、活塞；7、气垫；8、撞锤；9、撞杆；10、工作头；11、定子冲片；12、定子绕组；13、转子冲片；14、转子绕组；15、夹头；151、第一孔段；152、第二孔段；101、直筒；102、中盖；103、减速箱体；104、挡块嵌件；16、改进的m6螺钉；160、螺钉头；161、螺纹段；162、过渡段；163、过渡圆角；17、普通的m6螺钉；170、螺钉头；171、螺纹段；172、过渡段；173、过渡圆角。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请说明书中提供了一种改进后的电镐，相对于现有技术而言，减小了电镐的重量，提高操作的便捷性，同时降低了电镐的成本并提高用户的使用体验。

请参阅图1，本申请说明书实施方式中提供了一种电镐，该电镐可以包括：机壳，以及设置在所述机壳中的电机1、传动系统和冲击系统、至少部分伸出所述机壳的夹头15，所述夹头15具有用于与工作头10配接、轮廓为六边形的收容孔。

该电机1用于输出动力，该动力通过传动系统传递给冲击系统，使冲击系统工作，从而实现电镐的锤击动作。传动系统设置于所述电机1靠近夹头15的一侧，所述传动系统可以包括：与所述电机1的电机轴传动连接的大齿轮2、与所述大齿轮2传动连接的偏心轮3、与所述偏心轮3一体设置的偏心销4。所述冲击系统可以包括：气缸，以及依次设置在所述气缸中的连杆5、活塞6、气垫7、撞锤8和撞杆9。

在所述电机1启动后，带动大齿轮2旋转，大齿轮2带动偏心轮3旋转；设置在该偏心轮3上的偏心销4随着偏心轮3的轴线旋转，带动连杆5运动，连杆5再带动活塞6往复运动；活塞6往复运动时压缩气垫7，从而把活塞6的能量通过该气垫7传递给撞锤8，使得撞锤8作往复运动；作往复运动的撞锤8撞击撞杆9，撞杆9再撞击工作头10，从而将整机能量输出。

不同于传统的电动工具，在电镐整体能量传输路径上，通过设置气垫7，将电机1输出至活塞6的动力与驱动电镐运动的撞锤8、撞杆9相隔离，当外界的工况，例如电镐侧的工作介质、负载等变化时，工作头10承受外部负载时对撞杆9产生反作用力，并传递至撞锤8，由于气垫7能吸收来自于撞锤8的大部分反作用力，从而活塞6受到的反作用力比较小，而活塞6与电机1之间是直接通过传动机构连接的，故工作头10承受外部负载时，对电机1的影响非常小。在一个具体的使用工况下，当工作头10受到较大的扭矩作用时，由于该扭矩不会通过能量传输路径反向传递给电机1，因此，电镐没有堵转的工况，电机1不会出现过载的工况。故对于电镐而言，其电机1的抗过载能力就没有普通旋转类电动工具的要求那么高。

由于工作对象的特殊性，对电镐的电机性能有一定的要求，电机的输出功率是电机的主要性能，而电机的体积是影响电机输出功率的主要因素；不考虑其它因素时，当电机的外径不变的情况下，电机叠长越短，输出功率就越小。对于气缸内径为30毫米的电镐，如果利用的是普通串激电机，在考虑设计公差的情况下，电机的外径即定子的最大外径采用73毫米±0.5毫米，电机的叠长采用45毫米±1毫米，则能提供大于1100瓦的最大输出功率。采用如此电机设计的电镐，在不包含电源线及辅助手柄的前提下，整机的重量普遍大于5.5公斤，用户操作时会感觉笨重。

在一种优选地实施例中，电机1是一种串激电机。由于串激电机的成本相对较低，因此利用串激电机的电镐性价比高。基于上述分析，在保证所述电镐的整机效率恒定的前提下，可以将电机1的叠长进行适当地减小处理。具体的，对于气缸的内径为30-35毫米的电镐，把电机1的叠长设置在30毫米至40毫米之间。电镐则能提供大于1000瓦的最大输出功率。该电镐在不包含电源线及辅助手柄的前提下，整机的重量会减轻，用户操作时会省力，舒适。

其中，需要说明的是，该串激电机也可以用无刷电机以及相应的控制装置来替换，整机的重量的降低，给用户提供轻便的操作体验。

其中，需要说明的是，气缸的内径30-35毫米在公差范围内可以具有一定的波动余量，该气缸的内径可以为30-35±0.5毫米。该叠长的具体数值也可以具有一定的波动余量，具体的，电机1的叠长可以在30±1毫米至40±1毫米之间。

通过调整不同的电机1参数，保证在不同叠长下(叠长变化范围：30-40毫米)，负载工作点电机1的输出功率、扭矩、转速相当，所以电机1叠长在一定范围内变化，负载整机的效率是可以基本不受影响，即在恒定值或恒定值附近波动。

其中，调整的电机1参数主要是电机1的转速。具体的，所述电机1的叠长为40毫米时，所述电机1的转速范围为：21500转/分—23500转/分；所述电机1的叠长为35毫米时，所述电机1的转速范围为：22000转/分—24000转/分；所述电机1的叠长为30毫米时，所述电机1的转速范围为：23000转/分—25000转/分。

整体上，随着电机1叠长的减少，该电机1的转速适应性地提高，能够保证电机的最大输出功率大于1000w。当该电机的最大输出功率满足上述条件，有利于保证整机具有较高且较恒定的工作效率(即整机效率)，该整机效率为单位时间内去除材料的体积的能力基本恒定在较高的数值。

理论上，叠长减少的越多，该电机1的重量减少的也越多，相应的，整机重量和成本会降低更多，用户操作体验会适应性地提高更多。但是考虑到叠长减少到一定数值以下，例如30毫米以下后，电机1无法提供足够的功率输出，较难保证电镐使用的需求，因此，将叠长的最小值设置为30毫米。

在现有技术中，对于气缸的内径为30-35毫米的电镐，其叠长一般至少在45毫米左右，在不考虑电源线的前提下，整机重量一般在5.3千克至6千克。其中，整机重量指的是电镐除去电源线、辅助手柄和工作头等附件后的裸机重量。

本申请说明书中所提供的电镐，电机1可以包括：电机轴，设置在所述电机轴外围的转子冲片13、设置在所述转子冲片13外围的转子绕组14、设置在所述转子绕组14外围的定子冲片11和定子绕组12，所述电机1的叠长为所述转子冲片13或定子冲片11沿着所述电机轴的轴向长度。

本申请说明书中所提供的电镐，其改进后的电机1的叠长在30毫米至40毫米之间。当电机叠长在30毫米时，相应电机的转子冲片13、所述转子绕组14、所述定子冲片11和所述定子绕组12相对未改进的叠长为45毫米电机，重量减少300至450克；当电机叠长在35毫米时，转子冲片13、所述转子绕组14、所述定子冲片11和所述定子绕组12重量相对未改变的叠长为45毫米电机，重量减少200至300克；以此类推。

请结合参阅图2，在一个实施方式中，为了减轻电镐整机重量，可以对大齿轮2进行局部减重。

在本实施方式中，所述大齿轮2具有一定厚度的圆柱形本体，所述本体具有相背对的第一表面21和第二表面22，所述第一表面21、所述第二表面22中的至少一个设置有凹槽20。该凹槽20可以为在第一表面21和第二表面22上去除材料形成，在保证大齿轮2强度要求的情况下，进一步减轻了该大齿轮2的重量。

具体的，所述本体的中部设置有用于和所述电机1的电机轴向配合的中心孔，所述凹槽20为设置在所述第一表面21、所述第二表面22中的至少一个上的环形凹槽20，所述环形凹槽20与所述中心孔同心。当该凹槽20为与该中心孔同心设置时，不会影响大齿轮2的强度和使用时的精度，例如不会影响该大齿轮2转动时的平衡性。

优选的，在该第一表面21和第二表面22上均设置有环形凹槽20，从而将该大齿轮2的重量减小约50g。此外，当该大齿轮2的重量降低后，对于电机1的而言，其驱动该大齿轮2转动的驱动力也会适应性减小，对电机1的性能也能适应性降低，从而也有利于电机1叠长的减小。

请结合参阅图3和图7，在一个实施方式中，所述电镐设置有用于安装所述工作头10的夹头15。该夹头15具有用于与工作头10配合的六方型的内孔。相应的，该工作头10上设置有截面为六方型的配合段。该六方型的内孔与该六方型的配合段还可以形成防转机构，该防转机构能够使得工作头10相对夹头15周向不相对转动。利用该六方的形状，可以限制该工作头10相对夹头15周向转动且不影响该工作头10相对夹头15轴向移动。当然，该防转机构的具体形式并不限于上述举例，本申请在此并不作具体的限定。

为了减轻电镐整机重量，可以对该夹头15的局部壁厚进行减薄处理。

在本实施方式中，该夹头15包括中空的主体部，其中中空的主体部包括变径的前轴段和后轴段。前轴段的内轮廓为六边形的收容孔用于配接工作头的六方柄，后轴段用于收容撞杆。具体地，所述夹头15具有相对的第一端和第二端，其中，靠近所述第一端的内侧设置有用于和所述撞杆9相配合的第一孔段151，靠近所述第二端的内侧设置有用于和所述工作头10相配合的第二孔段152。所述第一孔段151和第二孔段152由于需要各自与特定尺寸的撞杆9和工作头10配合，第一孔段151和第二孔段152的孔径可以维持不变。由于该夹头15在径向受力较小，在保持夹头15强度的不变的情况下，所以该夹头15的壁厚可以适当的减薄。例如，相对于现有技术中，气缸直径为30毫米的电镐，其夹头15的外侧用于和所述机壳相配合处的直径一般为43毫米，而所述夹头15的外侧用于和所述机壳相配合处的直径为39毫米。该夹头15的壁厚减小后，相对于现有技术，单侧厚度减小2毫米，可以使得该夹头15的重量减小100克以上。

在一个具体的实施方式中，所述机壳包括用于安装所述冲击系统的直筒101，所述直筒101与所述夹头15之间通过m6的螺钉相连接。

在本实施方式中，该机壳设置有用于安装所述冲击系统和夹头15的直筒101，所述直筒101与所述夹头15之间通过螺钉相连接，通过实验测试，夹头15与直筒101间的4个连接螺钉，每个的最小拉力载荷必须要大于20900n，性能等级为12.9级才能符合强度要求。为了减轻电镐的重量，考虑将原来连接直筒101与夹头15之间的m8的螺钉替换为m6的螺钉，使得夹头和直筒的截面变小，夹头和直筒的体积减小，从而重量变轻，从而在一定程度上降低整机的重量。进一步的，由于将原来m8的螺钉改成m6的螺钉，势必会降低螺钉的强度，进而影响直筒101与夹头15的连接强度，为了满足直筒101与夹头15的连接强度需求，所述直筒101与所述夹头15之间通过改进的m6螺钉16连接，所述改进的m6螺钉16包括：螺纹段161、螺钉头160以及位于所述螺纹段161和螺钉头160之间的过渡段162。改进的m6螺钉16针对普通的m6螺钉上的多处结构做了调整以增加螺钉的强度。

在一个具体的实施方式中，请对比参阅图5和图6。如图6所示，所述直筒101与所述夹头15之间通过改进的m6螺钉16连接，所述改进的m6螺钉16包括：螺纹段161、螺钉头160以及位于所述螺纹段161和螺钉头160之间的过渡段162。该过渡段162与该螺钉头160之间通过过渡圆角163连接过渡，以尽可能降低此处的应力。改进的m6螺钉16的过渡段162的直径不小于5.8毫米、过渡段162与螺钉头160之间的过渡圆角163的半径不小于0.3毫米。优选的，改进的m6螺钉16的过渡段162的直径为5.8毫米，过渡段162与螺钉头之间的过渡圆角的半径为0.3毫米。

如图5所示，所述直筒101与所述夹头15之间通过普通的m6螺钉17连接，该普通的m6螺钉17包括：螺纹段171、螺钉头170以及位于所述螺纹段171和螺钉头170之间的过渡段172。同样的，该普通的m6螺钉17的过渡段172与螺钉头170之间也通过过渡圆角173连接过渡。普通的m6螺钉17的过渡段172的直径为5.2毫米，过渡段172与螺钉头之间的过渡圆角的半径为0.2毫米。

具体的，相对于普通的m6螺钉17，所述改进的m6螺钉16的过渡段162直径增大，过渡段162与螺钉头160之间的过渡圆角163增大，经过cae分析改进的m6螺钉16最大应力为739兆帕，该普通的m6螺钉17最大应力为988兆帕，整体上，改进的m6螺钉16最大应力更小，使用可靠性更高。相对于普通的m6螺钉17，该改进的m6螺钉16的强度提高了25％以上。

下表1为夹头15与直筒101分别采用普通的m6螺钉、改进的m6螺钉以及普通的m8螺钉的电镐相应参数的实验测试数据表。

表1

由上表可以看出，当受到电镐工作产生的轴向往复冲击后，使用普通的m6螺钉连接夹头15与直筒101的电镐在使用20周期后即失效，而使用改进的m6螺钉和普通的m8螺钉连接夹头15与直筒101的电镐则顺利通过100周期的测试，100周期即电镐能够满足顺利出货的使用标准。同时，与使用普通的m8螺钉相比，使用改进的m6螺钉连接夹头15与直筒101的电镐夹头15重量减轻85g，直筒101重量减轻35g，电镐的重量总共减轻了120g。

在一个实施方式中，所述电镐还包括中盖102、设置在所述大齿轮2和偏心轮3外的减速箱体103和安装在所述气缸外的直筒101，所述直筒101、所述减速箱体103、所述中盖102和所述气缸中至少之一的材料为铝合金或镁合金。

相对于现有技术而言，上述直筒101、所述减速箱体103、所述中盖102和所述气缸的材料为钢材，当上述钢材料替换为密度较小的铝合金或镁合金后，可以减小该电镐的重量，提高用户使用时的舒适性。

具体的，当该直筒101在使用过程中会受较大的冲击载荷，由钢直筒101改成铝合金或者镁合金直筒101后会削弱直筒101承受冲击载荷的能力。请结合参阅图4，为了保证该直筒101具有足够承受冲击载荷的能力，所述直筒101中设置有挡块嵌件104。具体的，该挡块嵌件104可以通过压铸的方式设置在该直筒101里。

具体的，所述气缸的材料可以为铝合金或镁合金。由于该气缸的材料由原来的钢材替换为铝合金或者镁合金后，其强度会减弱，特别是与直筒101配合处，受到悬臂弯矩作用的位置。为了保证该位置具有足够的强度，可以增大直筒101与减速箱体103配合位置连接部的直径，所述连接部可以由常规的直径45毫米增大至直径为47毫米至50毫米。

基于上述改进，本申请说明书中所提供的电镐，对于气缸内径为30-35毫米的电镐，电镐的整机重量小于等于5.2公斤。进一步的，当气缸内径为30毫米的电镐，电镐的整机重量小于等于5公斤。优选的，当气缸的内径为30毫米时，电镐的整机重量为4.9公斤。当气缸内径为35毫米时，由于气缸内径的增大，直筒与夹头的重量相应会有一定的增加，优选的，当气缸的内径为35毫米时，电镐的整机重量为5公斤。通过改进电镐的内部结构，既能保证电镐工作效率，又可以减轻电镐的重量，提高了用户的使用体验。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。