利用气弹簧驱动撞针打钉的驱动装置及钉枪的制作方法

本技术属于打钉工具，用于将钉子钉入木板、墙面等位置，具体涉及利用气弹簧驱动撞针打钉的驱动装置及钉枪。

背景技术：

1、市场上用于将钉子钉入木板、墙面等位置的钉枪，有气动钉枪及电动钉枪两种。

2、气动钉枪需要配置空气压缩机及体积庞大的气罐，气动钉枪通过气管连接到气罐，打钉时依靠来自气罐的压缩空气驱动活塞带着撞针打钉和复位，每一次打钉，均会消耗压缩空气，因此，当气罐中的压缩空气减少导致压力降低时，就需启动空气压缩机对气罐充气。这种气动钉枪由于需要配置空气压缩机及气罐，移动不便，而且使用中连接的气管会造成羁绊。

3、电动钉枪是以气弹簧为动力源，打钉时电机依靠电力（如可更换的电池）工作来驱动提升构件，由提升构件提升撞针并压缩气弹簧，提升构件将撞针提升至预设位置后释放撞针，撞针则借着气弹簧的弹力来运动打钉。电机持续转动，撞针会被逐次的提升、打钉。打钉期间，构成气弹簧的压缩空气不被消耗，只会压缩和膨胀。

4、现有技术中，一种电动钉枪的气弹簧是将气体（如氮气等惰性气体）永久地密封，钉枪在不工作状态（如存放、运输等）时气弹簧内的压缩气体仍然保持高压力，存在隐患，也会造成密封结构的疲劳，缩短气弹簧的寿命。

5、在使用电动钉枪时对密封腔充气、在不使用钉枪（如存放、运输等）时将气弹簧中的压缩气体释放，则可以克服气弹簧将气体永久地密封所致的缺陷。这样技术构思的电动钉枪需要配置充气泵，充气泵由电机驱动。因此，实施这种电动钉枪，需要解决如何合理地配制结构，令这种电动钉枪结构紧凑，不至于体积过大，并进一步节约制造成本，合理配置产品质量中心以便握持使用等技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种利用气弹簧驱动撞针打钉的驱动装置及钉枪，用以克服现有电动钉枪的气弹簧将气体永久地密封所致的缺陷，通过合理地配制结构，赋予电动钉枪结构紧凑，不至于体积过大，制造成本低，产品质量中心合理配置以便握持使用等技术优势中的至少一种。

2、为达到上述目的，本实用新型的利用气弹簧驱动撞针打钉的驱动装置包括：

3、电机，其具有第一输出端和第二输出端；

4、用于提升撞针和压缩气弹簧的提升轮；

5、第一传动装置，其配置在电机的第一输出端与提升轮之间，该第一传动装置包括第一单向转动机构，第一输出端向一个方向转动时第一输出端借第一传动装置驱动提升轮，第一输出端向另一个方向转动时第一单向转动机构脱开第一输出端对提升轮的驱动；

6、用于驱动充气泵的飞轮；

7、第二传动装置，其配置在电机的第二输出端与飞轮之间，该第二传动装置包括第二单向转动机构，第二输出端向一个方向转动时第二输出端借第二传动装置驱动飞轮，第二输出端向另一个方向转动时第二单向转动机构脱开第二输出端对飞轮的驱动；

8、其中，第一单向转动机构与第二单向转动机构配置为电机的第一输出端和第二输出端同时向外输出扭力时提升轮和飞轮之一被驱动、另一被脱开驱动。

9、该驱动装置，由同一电机为提升轮和飞轮提供动力，相对于为提升轮和飞轮均配置一个电机而言，可以节约一个电机，同时节约配置电机的空间，不至于驱动装置体积过大。还可以节约产品的制造成本。由于使用钉枪时仅在开始时段充气，在整个使用过程中毋须再充气，由同一电机为提升轮和飞轮提供动力能够充分发挥该电机的作用。若为提升轮和飞轮均配置一个电机，则用于驱动飞轮的电机长时间闲置，造成产品结构资源的浪费。

10、该驱动装置，借着第一单向转动机构与第二单向转动机构，电机的第一输出端和第二输出端同时向外输出扭力时提升轮和飞轮之一被驱动、另一被脱开驱动，即提升轮被驱动时飞轮不被驱动，飞轮被驱动时提升轮不被驱动，令充气与打钉分时段工作，减小电机的负载。

11、为了增加提升轮提升撞针的力量，第一传动装置包括第一减速机构。据此可以将第一输出端的扭矩在提升轮上放大。

12、为了结构紧凑，提升轮、第一减速机构、第一单向转动机构与第一输出端同轴配置，据此可以减小这些结构占用的径向空间，不至于令产品体积过大。尤其是，第一减速机构为输入端与输出端同轴配置的行星齿轮机构，第一单向转动机构为棘轮棘爪机构。

13、第一单向转动机构包括第一棘轮棘爪机构，第一棘轮棘爪机构配置为第一输出端向一个方向转动时第一棘轮棘爪机构啮合供第一输出端驱动提升轮、第一输出端向另一个方向转动时第一棘轮棘爪机构空转以脱开第一输出端对提升轮的驱动。

14、为了提高钉枪的工作效率，通常将撞针停留在高位，这可以通过位置检测器检测撞针的位置，待撞针到达预设的高位时停止电机。据此可以在向密封腔充气形成气弹簧后启动打钉时，撞针能够直接打钉而毋须先提升再打钉。为此，第一单向转动机构包括第二棘轮棘爪机构，第一棘轮棘爪机构临近第一输出端，第二棘轮棘爪机构临近提升轮，第二棘轮棘爪机构配置为第一输出端经第一传动装置驱动提升轮时空转、提升轮反向转动时啮合来阻止提升轮反向转动。因此，借着第二棘轮棘爪机构的啮合，在电机停止工作后总能将撞针停留在高位，而不会因气弹簧的弹力促使撞针下降。

15、在一个实施例中，第一传动装置包括自第一输出端向提升轮依次传动的第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、第一棘轮棘爪机构和第三行星齿轮机构；第一棘轮棘爪机构配置于第二行星齿轮机构的输出端，第二棘轮棘爪机构配置于第三行星齿轮机构的输出端。据此，当电机的第二输出端经第二传动装置带着飞轮工作时，第一棘轮棘爪机构空转而不会令第一输出轴驱动提升轮，令第三行星齿轮机构和第二棘轮棘爪机构不介入工作。当停止电机后，第二棘轮棘爪机构阻止提升轮对应撞针下降的转动传递给第二行星齿轮机构，令第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构不受力。据此，可以令第一传动装置的各个行星齿轮机构、棘轮棘爪机构处于休止状态而不传力，避免疲劳。

16、具体的，

17、第一行星齿轮机构包括第一输入齿轮、第一行星齿轮、第一输出构件和第一齿圈，第一齿圈固定，第一行星齿轮配置于第一输出构件并与第一输入齿轮和第一齿圈啮合，第一输入齿轮与第一输出端传动配置；

18、第二行星齿轮机构包括第二输入齿轮、第二行星齿轮、第二输出构件和第二齿圈，第二齿圈固定，第二行星齿轮配置于第二输出构件并与第二输入齿轮和第二齿圈啮合，第二输入齿轮配置于第一输出构件；

19、第一棘轮棘爪机构包括第一棘轮套和第一棘爪，第一棘轮套转动配置，第一棘轮套内壁设有第一单向齿槽，第一棘爪配置于第二输出构件并借第一弹簧依靠于第一棘轮套内壁；

20、第三行星齿轮机构包括第三输入齿轮、第三行星齿轮、第三输出构件和第三齿圈，第三齿圈固定，第三行星齿轮配置于第三输出构件并与第三输入齿轮和第三齿圈啮合，第三输入齿轮配置于第一棘轮套，第三输出构件与提升轮传动装配；

21、第二棘轮棘爪机构包括第二棘轮套和第二棘爪，第二棘轮套固定配置，第二棘轮套内壁设有第二单向齿槽，第二棘爪配置于第三输出构件并借第二弹簧依靠于第二棘轮套内壁。

22、在另一个实施例中，第一传动装置包括自第一输出端向提升轮依次传动的第一棘轮棘爪机构、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、第三行星齿轮机构，第二棘轮棘爪机构配置于第一行星齿轮机构的输出端。据此，当电机的第二输出端经第二传动装置带着飞轮工作时，第一棘轮棘爪机构空转而不会令第一输出轴驱动提升轮，令第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、第三行星齿轮机构不介入工作。当停止电机后，第二棘轮棘爪机构阻止提升轮对应撞针下降的转动传递给第一行星齿轮机构。

23、具体的，

24、第一棘轮棘爪机构包括第一棘轮套、第一转动体和第一棘爪，第一棘轮套转动配置，第一棘轮套内壁设有第一单向齿槽，第一转动体配置于第一输出端，第一棘爪配置于第一转动体并借第一弹簧依靠于第一棘轮套内壁；

25、第一行星齿轮机构包括第一输入齿轮、第一行星齿轮、第一输出构件和第一齿圈，第一输入齿轮配置于第一棘轮套，第一齿圈固定，第一行星齿轮配置于第一输出构件并与第一输入齿轮和第一齿圈啮合；

26、第二行星齿轮机构包括第二输入齿轮、第二行星齿轮、第二输出构件和第二齿圈，第二输入齿轮配置于第一输出构件，第二齿圈固定，第二行星齿轮配置于第二输出构件并与第二输入齿轮和第二齿圈啮合；

27、第二棘轮棘爪机构包括第二棘轮套和第二棘爪，第二棘轮套固定配置，第二输出构件伸至第二棘轮套内并与第二棘轮套内壁之间保持缝隙，缝隙向一个方向逐渐增大、向另一个方向逐渐变小，第二棘爪呈滚柱状并位于缝隙内，第二输出构件相对于第二棘轮套向缝隙逐渐变小的方向转动时第二棘爪自由位于缝隙内供第二输出构件在该方向转动，第二输出构件相对于第二棘轮套向缝隙逐渐增大的方向转动时第二棘爪被挤压在第二输出构件与第二棘轮套内壁之间实现啮合阻止第二输出构件在该方向的转动；

28、第三行星齿轮机构包括第三输入齿轮、第三行星齿轮、第三输出构件和第三齿圈，第三输入齿轮配置于第二输出构件，第三齿圈固定，第三行星齿轮配置于第三输出构件并与第三输入齿轮和第三齿圈啮合，第三输出构件与提升轮传动装配。

29、如前所述两种实施例的第一传动装置，体现了行星齿轮机构与棘轮棘爪机构的灵活配置。

30、为了增加飞轮充气的力量，第二传动装置包括第二减速机构，据此可以将第二输出端的扭矩在飞轮上放大，飞轮的轴心位于第二输出端轴心的下方，充气泵位于飞轮的上方，这种结构为连杆的运动相对于电机的位置提供了较为合理的空间。当将这些结构布设于机身内时，不至于机身的该部位体积过大。具体的，第二减速机构为异轴齿轮传递机构，第二单向转动机构为棘轮棘爪机构。

31、在一个实施例中，第二传动装置包括自第二输出端向飞轮依次传动的异轴齿轮传递机构和第三棘轮棘爪机构，第三棘轮棘爪机构配置为第二输出端向一个方向转动时第二输出端经第二传动装置驱动飞轮、第二输出端向另一个方向转动时第三棘轮棘爪机构脱开第二输出端对飞轮的驱动。具体的：

32、异轴齿轮传递机构包括啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮配置于第二输出端，从动齿轮位于主动齿轮下方；

33、第三棘轮棘爪机构包括第三棘轮套、第三转动体和第三棘爪，第三棘轮套配置于从动齿轮，第三棘轮套内壁设有第三单向齿槽，第三转动体配置于飞轮，第三棘爪配置于第三转动体并借第三弹簧依靠于第三棘轮套内壁。

34、在另一个实施例中，第二传动装置包括自第二输出端向飞轮依次传动的第三棘轮棘爪机构和异轴齿轮传递机构，第三棘轮棘爪机构配置为第二输出端向一个方向转动时第二输出端经第二传动装置驱动飞轮、第二输出端向另一个方向转动时第三棘轮棘爪机构脱开第二输出端对飞轮的驱动。具体的：

35、第三棘轮棘爪机构包括第三转动体、第三棘爪和第三棘轮套，第三转动体配置于第二输出端，第三棘轮套转动配置，第三棘轮套内壁设有第三单向齿槽，第三棘爪配置于第三转动体并借第三弹簧依靠于第三棘轮套内壁；

36、异轴齿轮传递机构包括啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮配置于第三棘轮套，从动齿轮位于主动齿轮下方，飞轮同轴配置于从动齿轮。

37、如前所述两种实施例的第二传动装置，体现了棘轮棘爪机构和异轴齿轮传递机构的灵活配置。

38、为达到上述目的，本实用新型的钉枪包括：

39、本实用新型的驱动装置；

40、气缸，气缸内配置第一活塞，第一活塞上连接向下延伸的撞针，第一活塞上侧为密封腔，密封腔内用于充入压缩空气形成气弹簧，密封腔具有排气口；

41、充气泵，用于向密封腔充入压缩空气，其包括一个第二活塞，第二活塞配有连杆，连杆偏心连接于飞轮；

42、钉匣，用于存储钉子并将存储的钉子向撞针下端位置输送；

43、其中，驱动装置、气缸、充气泵与把手集成为机身，钉匣可拆卸地配置于机身。

44、这种电动钉枪，在使用时对密封腔充气，不使用钉枪（如存放、运输等）时将气弹簧中的压缩气体释放，可以克服气弹簧将气体永久地密封所致的缺陷。这种钉枪，借本实用新型的驱动装置，合理地配制结构，结构紧凑，制造成本低。

45、为了合理地配置产品质量中心，把手从气缸的侧壁向气缸正后方延伸，把手的尾端配置电源，驱动装置和钉匣分居于把手和气缸的中心面两侧，提升轮与撞针呈相切配置，充气泵位于驱动装置远离提升轮的一端。据此，令产品的质量中心尽量位于产品的几何中心，以便握住把手以任意的姿态使用钉枪，不至于质量中心偏移导致钉枪姿态变化时增加握持的负担。

46、在一种实施例中，该钉枪还包括控制器，控制器用于切换电机的转向，在开始使用钉枪时控制电机以第二转向工作，令第二输出端先驱动飞轮以由飞轮带着充气泵工作向密封腔充入压缩空气形成气弹簧，之后再控制电机以第一转向工作，令第一输出端驱动提升轮以由提升轮提升撞针和第一活塞并且由第一活塞压缩气弹簧，第一转向与第二转向方向相反；其中，控制电机以第一转向工作时受控于打钉开关，并且提升轮将撞针提升至预定位置后释放撞针，气弹簧即对活塞施力以推动撞针打钉。据此，在使用钉枪时，钉枪能够在控制器的控制下先由充气泵向密封腔充入压缩空气形成气弹簧，之后再控制电机以第一转向工作用以驱动提升轮打钉。

47、为了控制气弹簧的气压，该钉枪包括用于检测密封腔或充气泵压力的压力传感器，压力传感器连接控制器用以充气泵向密封腔充入压缩空气达到设定值后由控制器将电机切换为以第一转向工作。通过将气弹簧的设定气压调节到需要的气压值，可以调节撞针打钉的力量，适于不同型号的钉子。

48、在一种实施例中，在机身配置用以控制电机以第一转向工作或者第二转向工作的切换开关。用户可以通过该切换开关将电机切换至以第一转向工作以打钉或者以第二转向工作以充气。

49、为了控制气弹簧的气压，该钉枪包括用于检测密封腔或充气泵压力的压力表。通过压力表读取气弹簧的压力，当气弹簧的压力偏大或者偏小时，可以通过放气或者充气来将气弹簧的气压保持在合理的压力值。

50、本实用新型通过由同一电机为提升轮和飞轮提供动力，相对于为提升轮和飞轮均配置一个电机而言，可以节约一个电机，同时节约配置电机的空间，不至于驱动装置体积过大。还可以节约产品的制造成本。

51、本实用新型借着第一单向转动机构与第二单向转动机构，电机的第一输出端和第二输出端同时向外输出扭力时提升轮和飞轮之一被驱动、另一被脱开驱动，即提升轮被驱动时飞轮不被驱动，飞轮被驱动时提升轮不被驱动，令充气与打钉分时段工作，减小电机的负载。

52、本实用新型为形成气弹簧的密封腔配置排气口，为密封腔配置充气泵，在使用电动钉枪时由充气泵对密封腔充气，不使用钉枪（如存放、运输等）时将气弹簧中的压缩气体释放，可以克服气弹簧将气体永久地密封所致的缺陷。