具有可互换刀的动力工具和方法

专利名称：具有可互换刀的动力工具和方法
技术领域：
本发明涉及一种具有容易互换切割元件用于修剪和切割植被的手持动 力工具。更具体地说，本发明涉及形成在动力工具主体部分上的弹性偏压传 动元件，该元件自动地接合各种可互换刀架组件，以使用户可以快速和安全 的进行不同类型的切割处理。
背景技术：
已知的具有互换刀的动力工具操作笨重并有潜在的危险。例如，Irdan 等人的美国专利No.3,959,848公开一种具有可互换工具零件的可转换的便携 电动工具。每个可互换工具零件包括两部分在销钉处一起枢轴转动的固定 元件和活动元件。固定元件包括梳齿，类似的，活动元件也包括梳齿。活动 元件的后端包括用于接收传动部件的伸长开口。传动部件通过齿轮转动，因 而发生的圆周运动使活动元件绕枢轴销钉摆动。结果，活动元件摆动后，固 定元件和活动元件彼此重叠以便在齿间割草。在将工具零件组件安装到动力框架之前，用户必需首先转动传动部件到诸如上死点位置的预定位置。类似地，用户必需手动使活动元件相对固定元 件定向预定位置。在完成这些预备步骤后，在固定元件相对动力框架进入正 确对准后，传动部件可安装到活动元件的伸长开口内。 一旦固定工具元件被 进入正确对准并位于导柱上方时，将提供额外装置来保持工具零件可松开地 贴靠框架固定。因此，工具零件安装到动力框架上，如Irelan等人所公开的是一麻烦过 程，需要用户进行工具零件和动力框架的各种手动校准步骤。 一般来说，已 知动力工具没有提供使切割元件可以容易、安全及自动的校准和安装的安全 (fool-proof)机构。相反，需要用户花费时间来处理和调整切割刀和其他可 活动零件，直到达到精确的对准切割部件才能正确地安装。这不仅花费时间 而且在这个过程中用户还暴露于锋利的切割表面和动力活动零件。对于具有可互换切割组件的动力工具存在这样一种需要，即其自身可自 动对准到操作位置而不需要麻烦和危险的辅助操作调节。同样对于可互换切 割组件也存在这样一种需要，即无论何时只要用户需要便可容易地和安全地 闭锁到可操作位置以及从操作位置选择性地松开。对于可互换切割组件同样 存在用户可安全和容易操纵的需要。发明内容本发明涉及一种具有容易互换切割组件用于切割和修剪植被的动力工 具和系统。本发明也涉及一种将刀架组件安装到动力工具主体上的方法。根据不同实施例，动力工具包括主体部分，该主体部分包括框架；与 框架可操作布置并包括旋转输出的可选择地驱动电机；以及布置成与电机的 旋转输出操作接触并包括弹性偏压传动销的旋转传动元件。刀架组件可选择 地和可拆卸地安装到主体部分。刀架组件包括具有传动销槽的活动刀部分。 在将刀架组件安装到主体部分和驱动电机时，弹性偏压传动销旋转到一位根据不同实施例，动力工具系统包括主通用主体部分，该主体部分包括 框架；与框架可操作布置并包括旋转输出的可选择地驱动电机；以及布置成 与电机的旋转输出操作接触的旋转传动元件。旋转传动元件包括接合的传动 结构。多个刀架组件的每个都包括通过闭锁机构能可拆卸地安装到主通用主 体部分的刀架杯。刀架杯设置成支撑切割刀组件，从而用户通过刀架杯的操 纵可安全地操作切割刀组件。切割刀组件包括可与旋转传动元件的接合传动 结构操作连接的活动刀部分。根据不同实施例，提供一种将工作组件安装到动力工具主体的方法。该 方法包括在动力工具主体上设置可选择地驱动电机，该电机布置成驱动包 括弹性偏压传动销的旋转传动元件；以及在诸如刀架组件的工作组件上设置 具有传动销接合结构的活动工作零件部分。该方法还包括将工作组件连接到 动力工具主体部分上，从而如果传动销未对准传动销接合结构则移动弹性偏 压传动销，然后驱动电机以转动旋转传动元件到一位置，从而传动销被弹性 地推压进传动销接合结构内以驱动工作组件。各个实施例的其他特征和优点 一部分将在下面进行描述， 一部分从描述 中将是显而易见的，或者可在不同实施例的实际应用中获知。通过这里的描述中具体指出的元件和组合，将认识到和获得到不同实施例的目的和其他优点。


图1是根据不同实施例的包括附加的、未安装到刀架组件上的动力工具装置和系统的透视图；图2是图1所示动力工具装置的透视图，示出了根据不同实施例的在未闭锁位置的刀架组件；图3是根据不同实施例的可互换刀架组件的顶部透视图；图4是图1的动力工具装置的主体的底部透视图，其中移去了可互换刀架组件；图5是包括弹性偏压旋转传动元件的第一实施例的驱动电机组件的分解 透视图；图6是包括正齿轮的弹性偏压旋转传动元件的第二实施例的透^L图，该 正齿轮具有设置其上的弹性固定传动销；图7是图6的弹性偏压旋转传动元件的第二实施例的透视图，示出了未 组装状态；应该理解前面的概述和下面的详细描述都只是示例性的和说明性的，其 意图在于提供对本发明各种实施例的说明。
具体实施方式
图1中示出用于切割和修剪植被的动力工具装置10和系统。动力工具装 置10可以是用于切割草、野草或在住宅或企业，或任何其他场所周围发现的 不必要的其他类型的植被的手持设备。动力工具装置10可以是可使用户使用 通用主工具主体12进行各种不同切割功能的系统或成套工具的 一部分。动力 工具系统包括多个可松开地安装到通用主体部分12上的可互换刀架组件14、 ]5。例如，如图1所示，示出了通用主工具主体12安装到包括灌木(shrubber) 刀子组件16的可互换刀架组件14。此外，靠近动力工具装置10的是包括剪切 刀子组件17的未安装的可互换刀架组件15。参考该未安装的可互换刀架组件 5,每个刀架组件可包括刀架杯部分18和多个不同刀子组件部分17中的一 个。在优选实施例中，对于灌木刀16可互换刀架组件14和剪切刀片17可互换刀架组件15,刀架杯部分18是一样的。如下面将要讨论的，刀架杯部分18可 使用户安全处理和操纵可互换刀架组件14、 15,同时也易于用户安装和从通 用主工具主体部分12上拆卸。参考图2，提供了图1的动力工具装置10的特写视图。其示出动力工具装 置10处在一位置处，借此可互换刀架组件14(包括灌木刀子组件16)处于被锁 定到或从通用主工具主体12上解锁的过程。图2所示结构的位置显示动力从 通用主工具主体12如何传送到可互换刀架组件14的刀子组件部分16。在通用主工具主体12上，触发开关24使用户有选择地控制动力到布置在 通用工具主体12的框架内的电机。在优选实施例中，主工具主体也包括用于 提供能量到电机使动力工具装置成为无线装置的电池组。参考图4的描述， 驱动电机组件的细节将在下面进行描述。根据不同实施例，电机是可操作地 转动旋转传动元件26。如图2所示，旋转传动元件26可包括传动板28和传动 销30。传动销30可与传动板28整体安装或一体形成。传动销30偏心地设置在 传动板28上。在可互换刀架组件14上， 一个或多个活动刀32、 33相对于刀架杯18相互 地设置。在优选实施例中，动力工具装置10具有一个位于固定刀33顶部并与 固定刀33—起工作用于提供切割动作的活动刀32。如图2所示，活动刀32包 括用于与旋转传动元件26的传动销30接合的传动销槽34。刀架杯18可通过闭 锁机构安装到通用主工具主体12上。闭锁机构可包括一个或多个形成在刀架 杯18上的锁孔或棘爪36。孔或棘爪36可如图2所示完全穿透刀架杯18的框架 或者可以是在刀架杯18的框架内部上的凹槽，因而从刀架杯组件18的框架外 部是看不见的或不明显的。闭锁机构也可包括一个或多个形成在通用主工具 主体12上的弹性偏压闭锁元件38。弹性偏压闭锁元件38可部分或全部地收回 到通用主工具主体12内并且向外弹性地偏压到它们的非驱动位置。如结合图 3的进一步描述，刀架杯18可具有用于配合和插入主工具主机12内的凹槽或 孔的配合钩40。通过将配合钩40插入到主工具主体12内的孔45(参照图4),刀 架杯18安装到主工具主体12上，然后带动刀架杯18的前端与主工具主体12接 合，直到闭锁元件38咬合进入与形成在刀架杯18上的闭锁孔或棘爪36接合。 在接合位置，动力工具装置1 O被装配并准备执行切割操作。在通用主工具主体12上， 一个或多个闭锁松开按钮42可布置在用户的手 指和/或拇指方便驱动的位置。 一个或多个闭锁松开按钮42可机械地与闭锁元件38耦接。因此，通过压下至少一个闭锁松开按钮42可从刀架杯18缩回闭锁 元件38,从而刀架组件14从通用主工具主体12上松开。可互换刀架组件14的刀架杯部分18的详细顶视图在图3中示出。刀架杯 部分18具有限定一^殳的凹陷内部的凹入形状。杯部分18的凹陷内部可由底面 和至少一个侧壁表面限定。布置刀架杯部分18与通用主体部分12的互补的凸 出形状部分接合。在优选实施例中，刀架杯18由硬弹性塑料制造，其覆盖刀 子组件16、 17(除了切割端)全部的下面部分，以使用户能够抓住刀架杯18以 及不需要接触刀32、 33便可安装或拆卸可互换刀架组件14、 15。图3中，示出了可互换刀架组件14、 15与灌木刀子组件16可操作连接到 刀架杯部分18的内部底面。如上所述，在优选实施例中，灌木刀子组件16可 包括至少两个切割元件或刀上部活动切割元件32和下部固定切割元件33。 下部固定切割元件33包括可固定在刀架杯18内的固定刀端48。上部活动切割 元件32的活动刀端49也可布置在刀架杯18内。传动销槽34可形成在活动切割置在固定切割元件33或活动切割元件32任一侧，用于在制造期间安排或当活 动切割元件32沿着进入或远离框架的方向往复运动时引导活动切割元件32。在刀架杯部分18的一端，可布置刀架杯钩40用于与通用主工具主体12接 合。刀架杯钩40可插入主工具主体12内的孔45内，如图4所示，以提供在刀 架杯18后端与主工具主体12的接合。当刀架杯18脱离通用主工具主体12时， 如图2所示，刀架杯钩40可与通用主工具主体12脱离，并用不同的可互换刀 架组件14、 15替换。图4示出了动力工具装置10的主体12的底部透视图。由于移去了可互换 工作组件14、 15，可以看见传动销30,传动4反28和4t转传动元件26。此外， 闭锁松开按钮42可与闭锁元件38机械地耦接用于固定和松开可互换工作组 件或刀组件14、 15。另外，主体12包括用于配合和接收刀架杯18的杯钩部分 40的孔45。参考图5，图中示出了用于动力工具装置10的驱动电机组件50。驱动电电机56可操作地安装到可提供动力到传动齿轮66的齿轮箱组件58。齿轮箱组 件58包括齿轮系，齿轮系包括例如行星齿轮设备60。支撑面62可沿传动电机组件的动力传动系统部分布置。例如，支撑面62可靠近行星齿轮设备60布置。 支撑面62可提供光滑表面，该表面上可支撑诸如弹簧垫圈64的弹簧64。传动齿轮66可与行星齿轮设备60可操作连接，并可提供旋转动力到旋转 传动元件26。如图2、 4和5所示，旋转传动元件26包括传动板28,该传动板 28具有布置或形成在其上的偏心布置的传动销30。旋转传动元件26可相对于 旋转传动元件框架68转动。旋转传动元件框架68可与齿轮箱组件58安装在一 起，以形成驱动电才几组件结构。在驱动电机50结构的组装状态，弹簧64沿着远离电机56的方向弹性推压 旋转传动元件26,从而旋转传动元件26被推靠在旋转传动元件框架68上。旋 转传动元件26可克服弹簧64的弹性力移动一段距离到旋转传动元件框架68 内。例如，参考图2、 4和5,当刀架组件14开始与主工具主体12接合时，若 传动销30没有与活动刀32的传动销槽34对准，则旋转传动元件26可克服弹簧 64的弹力被迫进入旋转传动元件框架68内。当用户压下扳机24启动电机56 时，传动板28和传动销30轮流旋转直到弹性偏压传动销30卡入或咬合到一个 或多个活动刀32的传动销槽34内。 一旦接合在传动销槽34内，传动销30可通 过电机56继续转动以往复运动活动刀32并获得与固定刀33相反的切割运动。 因此，用户不需要进行相对于传动销30、传动销槽34或刀架组件14、 15的预 先的校准。为了代替或互换刀架组件14、 15,例如，为了从灌木刀组件14更换到剪 切刀组件15,用户可压下一个或多个闭锁松开按钮42。压下闭锁松开按钮42 导致闭锁元件38缩回，这样它们不再凸出到或穿过形成在刀架组件14、 15的 刀架杯部分18上的闭锁孔或,束爪36。然后，用户可通过相对通用主工具主体 12往下移动刀架杯18和从主工具主体12内的凹槽或孔45移去杯配合钩40,拆 卸刀架组件14。此时，通过抓住刀架杯部分18和从主工具主体12上拆卸刀架然后，通过用户抓住刀架杯部分18和放置刀架杯钩40到主工具主体内的 主工具主体凹槽或孔45内，可将新的刀架组件14、 15安装到通用主工具主体 ]2上。然后，刀架杯部分18的前部分开始与主工具主体12接合，直到弹性闭 锁元件38与形成在刀架杯18上的闭锁孔或棘爪36接合。如上所述，当扳机24 被压下，弹性偏压旋转传动元件26将转动直到弹簧偏压传动销30与刀组件16 的活动刀传动槽34卡入或咬合。10参考图6和图7，图中示出了弹性偏压旋转传动元件的另一实施例。弹性齿轮72。正齿轮72可布置成支撑偏心定位和弹性偏压的传动销74。传动销74 可沿着远离正齿轮72的方向被弹性偏压，并可克服弹力沿着朝向和进入正齿 轮72的方向被推动。因此，弹性偏压旋转驱动元件包括可转动的正齿轮72和 支持在正齿轮72上的弹性偏压传动销74。参考图7，图中示出了弹性偏压旋转传动元件的细节。为了更清楚地示销74连同拆开的C-夹78和弹簧76。传动销74可包括轴部分75和扩大的头部 分。在可操作位置，传动销74的轴部分75可布置成在穿过正齿轮72的通孔82 内延伸。形成在正齿轮72内的扩大的、同轴布置的钻孔可容纳传动销74的扩 大的头部分。通过弹簧76传动销74被弹性地偏压。弹簧76的一端可接合形成在通孔82 和扩大钻孔84之间的交汇处的平面，弹簧76的另 一端可接合传动销74的头部 分的后侧。弹簧76可绕轴部分75布置，并且可操作地偏压传动销74，从而扩 大的头部分被推出超过正齿轮72的表面。为了在正齿轮72的孔内固定传动销74，诸如C-夹的传动销固定机构78可 用于接合传动销74的轴部分75的一端。C-夹78可在正齿轮72后侧处夹在传动 销74上。例如，C-夹78可夹在形成在传动销74端部的槽80内。操作固定机构 78以阻止弹簧76将传动销74推出形成在正齿轮72内的孔。参考图7,图中示出了用于从电机(未示出)传递动力到正齿轮72的示意性 齿轮系设备。齿轮系设备可包括电机-从动输入传动齿轮86;下齿轮88以及 与下齿轮88同轴布置并与正齿轮72驱动啮合的上齿轮90。根据不同实施例， 也可采用其他齿轮系设备来传动正齿轮。现在将进行描述可互换刀架组件14到包括图6和7的弹性偏压旋转传动 元件的主体部分的安装。如图6所示，如果传动销74与活动刀32的传动销槽 34没有对准，弹性偏压传动销74将被推入正齿轮72中。在这样的未对准的位 置，当电机启动时，正齿轮72和传动销74轮流转动直到弹性偏压传动销74卡 入或咬合到活动刀32的传动销槽34内。 一旦接合到传动销槽34内，通过电机 传动销可继续旋转，从而往复移动活动刀32并提供与固定刀33相反的切割动 作。因此，不需要用户进行任何传动销74与传动销槽34的初始对准。本发明给用户提供了不麻烦的工作组件或刀组件安装机构以及过程，该 过程提供在电机与传动销到工作组件或刀组件之间的自动接合。此外，围绕 刀组件的部分框架或壳体能使用户安装和拆卸可互换片而不用担心接触工 作部件或刀。另外，快速松开和闭锁机构能使用户通过使用松开按钮或机构 而快速并容易地松开工作组件，该松开按钮或机构与工作组件分开定位，提 供给用户不需要接触工作部件或刀便可松开和拆卸工作组件的安全松开机 构。本领域技术人员可从上面的描述认识到本发明可以多种方式实施。因 此，在描述这些发明连同具体实施例和它的例子的同时，本发明的实际范围 不应被限制。在没有偏离本发明的范围情况下可做出不同的改变和变型。
权利要求
1.一种动力工具，包括主体部分，包括框架；与框架可操作地布置并包括旋转输出的可选择地驱动电机；以及布置成与电机的旋转输出操作地接触并包括弹性偏压传动销的旋转传动元件；可选择地和可拆卸地安装到主体部分上的刀架组件，该刀架组件包括具有传动销槽的活动刀部分；其中，在将刀架组件安装到主体部分并驱动电机时，弹性偏压传动销旋转到一位置，从而传动销被弹性推压进活动刀部分的传动销槽内。
2. 如权利要求1所述动力工具，其中，所述旋转传动元件包括一体成形 的传动板和传动销组件，该传动板和传动销组件沿着远离电机的方向被弹性 偏压。
3. 如权利要求2所述动力工具，其中，所述传动板和传动销组件由弹簧 弹性偏压。
4. 如权利要求3所述动力工具，其中，所述弹簧布置在电机和旋转传动 元件之间。
5. 如权利要求1所述动力工具，其中，所述旋转传动元件包括具有布 置在其上的弹性偏压传动销的齿轮，该齿轮布置成通过电机的旋转输出可被 旋转地驱动。
6. 如权利要求5所述动力工具，其中，所述齿轮包括孔，并且弹性偏压 传动销能克服弹力缩进孔内。
7. 如权利要求6所述动力工具，其中，所述弹性偏压传动销被布置在传 动销和孔的底部分之间的弹簧偏压。
8. —种动力工具系统，包括 主要通用主体部分，包括框架；与框架可操作地布置并包括旋转输出的可选择地驱动电机；以及 布置成与电机的旋转输出操作地接触的旋转传动元件，该旋转传动石元件包括可接合的传动结构；以及多个刀架组件，每个刀架组件包括通过闭锁机构可拆卸地安装到主通用 主体部分的刀架杯，该刀架杯布置成支撑切割刀组件，从而用户通过刀架杯 的操纵可安全地操作切割刀组件，该切割刀组件包括能与旋转传动元件的接 合传动结构操作连接的活动刀部分。
9. 如权利要求8所述动力工具系统，其中，所述每个刀架杯是具有由底 面和至少 一个侧壁表面限定的凹陷内部的杯形。
10. 如权利要求9所述动力工具系统，其中，当安装到主通用主体部分时， 刀架杯布置成与框架的互补凸出形状部分接合。
11. 如权利要求8所述动力工具系统，其中，所述闭锁机构包括至少一个 按钮，该按钮布置在主通用主体部分上并在被压下时能从主通用主体部分上 松开刀架杯。
12. 如权利要求8所述动力工具系统，其中，所述每个刀架杯包括与主通 用主体部分上的孔配合的杯钩。
13. 如权利要求8所述动力工具系统，其中，所述闭锁机构包括至少一个 形成在刀架杯上的棘爪；以及至少一个弹性偏压闭锁元件，其布置在主通用 主体部分上并能克服弹力朝向主通用主体部分缩回，每个闭锁元件被成形和定位，以便当刀架杯移动到安装位置时与刀架杯的相应棘爪咬合进入接合。
14. 如权利要求13所述动力工具系统，其中，所述至少一个棘爪包括延 伸穿过刀架杯的孔。
15. 如权利要求13所述动力工具系统，其中，所述通用主体部分包括至 少一个按钮，该按钮与至少一个弹性偏压闭锁元件可操作布置，并能使至少 一个闭锁元件缩回，以从安装位置松开刀架杯。
16. 如权利要求15所述动力工具系统，其中，所述闭锁松开按钮与闭锁 元件机械地耦接，因此当至少一个按钮被压下时，使闭锁元件缩回以松开刀 架组件。
17. —种将工作零件组件安装到动力工具主体上的方法，包括 在动力工具主体上设置选择地驱动电机，该电机布置成驱动包括弹性偏压传动销的旋转传动元件；工作零件组件上设置具有传动销接合结构的活动部件； 将工作零件组件连接到动力工具主体上，从而如果传动销与传动销接合结构未对准时移动弹性偏压传动销；以及驱动电机，以转动旋转传动元件到一位置，从而传动销被弹力推进传动 销接合结构，以便驱动工作零件组件。
全文摘要
公开了一种用于切割植被的动力工具。该动力工具包括可容易安装到主体部分及从主体部分拆卸而无需任何预备的校准步骤的可互换切割元件。动力工具的主体部分包括选择地驱动电机，该电机包括旋转输出和旋转传动元件，旋转传动元件包括弹性偏压传动销。刀架组件可选择地和可拆卸地安装到主体部分，且每个都包括具有传动销槽的活动刀部分。在刀架组件安装到主体部分上和驱动电机时，弹性偏压传动销旋转到一位置，从而该传动销被弹力推进工作零件的传动销槽内以驱动工作组件。
文档编号F16H21/00GK101258338SQ200680032388
公开日2008年9月3日 申请日期2006年9月6日 优先权日2005年9月7日
发明者帕特里克·W·穆尼, 理查德·罗莎, 贾森·F·巴斯查特 申请人:布莱克和戴克公司