專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線(xiàn)敲釘機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將緊固件推入工件的裝置的領(lǐng)域，尤其涉及一種用于將緊固件沖
擊到工件中的裝置。
背景技術(shù)：
緊固件如釘子和卡釘，通常用于范圍從手工藝到建筑構(gòu)造的工程中。盡管手動(dòng)將 這些緊固件推入工件是有效的，但是當(dāng)參與的工程要求大量的緊固件和/或大型緊固件 時(shí)，使用者很快就會(huì)變得疲勞。此外，將較大的緊固件準(zhǔn)確地推入工件中經(jīng)常要求手動(dòng)工具 不只一次的單次撞擊。 根據(jù)手動(dòng)驅(qū)動(dòng)工具的缺陷，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于將緊固件推入木材的動(dòng)力輔助裝置。 承包商和私房屋主通常在從用于小工程上的曲頭釘?shù)接糜诳蚣芎推渌Y(jié)構(gòu)工程的普通鐵 釘?shù)姆秶褂眠@種裝置來(lái)推入緊固件。傳統(tǒng)地，壓縮空氣被用來(lái)為動(dòng)力輔助裝置提供動(dòng)力。 特別地，壓縮空氣源被用來(lái)致動(dòng)氣缸，氣缸將釘子撞擊入工件。但是，這種系統(tǒng)需要空氣壓 縮機(jī)，增加了系統(tǒng)的成本和限制了系統(tǒng)的可攜帶性。此外，用來(lái)將裝置連接到空氣壓縮機(jī)的 空氣管道阻礙了移動(dòng)且在使用中可能相當(dāng)麻煩和危險(xiǎn)，如蓋屋頂。 還開(kāi)發(fā)了作為動(dòng)力輔助裝置動(dòng)力源的燃料電池。燃料電池通常具有缸的形式，其 可拆裝地連接到該裝置。在操作中，來(lái)自缸的燃料與空氣混合并點(diǎn)燃。隨后的氣體膨脹用 來(lái)推動(dòng)缸并因此將緊固件沖擊到工件內(nèi)。這些系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)殡娮酉到y(tǒng)和燃料系統(tǒng)都 被要求以產(chǎn)生氣體膨脹。此外，燃料元件(cartridge)通常是一次性單獨(dú)使用燃料元件盒。
用于動(dòng)力輔助裝置中的另一個(gè)動(dòng)力源是電力。傳統(tǒng)地，電動(dòng)裝置幾乎被限于使用 在撞擊較小的緊固件如卡釘、大頭釘和無(wú)頭釘。在這些裝置中，由來(lái)自外部源的電力驅(qū)動(dòng)的 螺線(xiàn)管被用來(lái)撞擊緊固件。但是使用螺線(xiàn)管可達(dá)到的力被螺線(xiàn)管的物理結(jié)構(gòu)限制。特別地， 螺線(xiàn)管內(nèi)的安培匝數(shù)決定著由螺線(xiàn)管產(chǎn)生的力。但是隨著匝數(shù)的增加，線(xiàn)圈阻抗增加而需 要較大的操作電壓。此外，螺線(xiàn)管內(nèi)的力相對(duì)于螺線(xiàn)管芯從繞組中心的距離而變化。這極 大地將螺線(xiàn)管驅(qū)動(dòng)裝置限制到短沖程和較小力的應(yīng)用如卡釘或無(wú)頭釘。
多種方法被用來(lái)解決電動(dòng)裝置的局限性。在一些系統(tǒng)中，使用了多次撞擊。這個(gè) 方法要求工具維持在適當(dāng)?shù)奈恢孟喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間以驅(qū)動(dòng)緊固件。另一種方法是使用彈簧以存 儲(chǔ)能量。在這種方法中，彈簧通過(guò)電動(dòng)機(jī)抬起(cocked)(或激活)。 一旦彈簧存儲(chǔ)了足夠的 能量，能量從彈簧釋放到砧，然后將緊固件撞入基底。但是彈簧的力傳送特征不適合推動(dòng)緊 固件。當(dāng)緊固件進(jìn)一步被推入工件時(shí)，需要更多的力。相反，隨著彈簧達(dá)到未加載條件，較 少的力傳送到砧。 飛輪也被用來(lái)存儲(chǔ)能量以撞擊緊固件。飛輪被用來(lái)發(fā)動(dòng)錘擊砧撞擊釘子。這種設(shè) 計(jì)的缺點(diǎn)是飛輪連接推動(dòng)砧的方式。 一些設(shè)計(jì)結(jié)合使用摩擦離合裝置，這樣也是復(fù)雜的、笨 重且易于磨損。其他設(shè)計(jì)使用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪，其連接到肘桿連接機(jī)構(gòu)以推動(dòng)緊固件。這 種設(shè)計(jì)受到尺寸大、重量重、額外的復(fù)雜性和不可靠的限制。 許多機(jī)械設(shè)計(jì)(彈簧或飛輪)采用機(jī)械連接在完成發(fā)射(firing)程序時(shí)脫離錘砧以允許工具重置以便隨后的發(fā)射。這些機(jī)械連接易受磨損且復(fù)雜，導(dǎo)致縮短的壽命和不 可靠的操作。 所需的是一種觸發(fā)系統(tǒng)，其可用于在可靠和安全的裝置中控制撞擊力的傳遞。所 需的是一種系統(tǒng)，其可以在完成發(fā)射程序時(shí)用來(lái)脫離錘砧，使用低電壓能源并且其包括更 少的活動(dòng)部件來(lái)增加可靠性和壽命。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這里提供了一種用于撞擊緊固件的裝置，其包括在飛輪間隔遠(yuǎn)
離驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一位置和飛輪接觸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二位置之間樞轉(zhuǎn)的杠桿臂，用于在第一位 置和第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿臂的杠桿臂螺線(xiàn)管，用于產(chǎn)生指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的位置信號(hào)的 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器，用于產(chǎn)生時(shí)間信號(hào)的定時(shí)器，包括程序指令的儲(chǔ)存器，和可操作地連接 到存儲(chǔ)器的處理器，其用于執(zhí)行程序指令(i)給螺線(xiàn)管通電以轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿臂到第二位置，和 (ii)基于位置信號(hào)給螺線(xiàn)管斷電，和(iii)基于時(shí)間信號(hào)給螺線(xiàn)管斷電。 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種用于撞擊緊固件的方法包括給螺線(xiàn)管通電，基于螺線(xiàn)管
的通電初始化計(jì)數(shù)，使用通電的螺線(xiàn)管轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸，監(jiān)測(cè)構(gòu)造為基于推動(dòng)機(jī) 構(gòu)的位置產(chǎn)生信號(hào)的傳感器的輸出，和基于(i)計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定閾值或(ii)輸出指示推動(dòng)機(jī) 構(gòu)到達(dá)預(yù)定位置中首先滿(mǎn)足的給螺線(xiàn)管斷電。 其中給螺線(xiàn)管斷電包括基于指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到達(dá)整個(gè)行程位置的輸出給螺線(xiàn)管斷 電。
其中監(jiān)測(cè)傳感器的輸出包括監(jiān)測(cè)霍爾效應(yīng)傳感器的輸出。
給螺線(xiàn)管通電包括基于指示觸發(fā)器位置的觸發(fā)器信號(hào)給螺線(xiàn)管通電。
其中給螺線(xiàn)管通電進(jìn)一步包括基于指示飛輪轉(zhuǎn)速的速度信號(hào)給螺線(xiàn)管通電。 根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，一種用于撞擊緊固件的裝置，包括構(gòu)造為在飛輪間隔遠(yuǎn)離
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一位置和飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)置接觸的第二位置之間樞轉(zhuǎn)杠桿臂的杠桿臂螺線(xiàn)
管，用于產(chǎn)生指示觸發(fā)器位置的觸發(fā)器信號(hào)的觸發(fā)器傳感器組件，用于產(chǎn)生指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
位置的位置信號(hào)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器，包括程序指令的儲(chǔ)存器，和可操作地連接到定時(shí)器、觸
發(fā)器傳感器組件、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器和存儲(chǔ)器的處理器，其用于執(zhí)行程序指令(i)基于觸發(fā)
器信號(hào)使杠桿臂螺線(xiàn)管通電，和(ii)基于定時(shí)器的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電，和(iii)基
于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電。 該裝置進(jìn)一步包括用于向處理器提供指示飛輪速度的速度信號(hào)的傳感器，其中 存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括基于速度信號(hào)給杠桿臂螺線(xiàn)管通電的程序指令。 其中，存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括在給杠桿臂螺線(xiàn)管通電前給電動(dòng)機(jī)斷電的程序指令。
其中存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器的指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到達(dá)整個(gè)行程 位置的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電的程序指令。 其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器是光學(xué)傳感器、磁性傳感器、感應(yīng)傳感器、壓力傳感器或開(kāi)關(guān) 位置傳感器中的一種。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明原理的緊固件撞擊裝置的前側(cè)透視 圖2所示為圖1中的緊固件撞擊裝置的側(cè)面平面視圖，其中外殼的一部分被去 除； 圖3所示為圖1中的緊固件撞擊裝置的頂部截面視圖；
圖4所示為圖1中的緊固件撞擊裝置的側(cè)部截面視圖；
圖5所示為圖1中的裝置的杠桿臂組件的前側(cè)透視圖；
圖6所示為圖1中的裝置的杠桿臂組件的后側(cè)透視圖； 圖7所示為圖1中裝置的局部透視圖，示出了觸發(fā)器、觸發(fā)傳感器開(kāi)關(guān)和可阻礙觸 發(fā)器轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿臂的鉤部； 圖8所示為根據(jù)本發(fā)明原理用來(lái)控制圖1中裝置的控制系統(tǒng)示意圖； 圖9所示為當(dāng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)位于如圖2所示位置時(shí)圖1中裝置的觸發(fā)器組件的局部截
面圖； 圖10所示為當(dāng)工作接觸元件壓靠在工件上和觸發(fā)器或手動(dòng)開(kāi)關(guān)被用戶(hù)重置時(shí)圖 1中裝置的觸發(fā)器組件的局部截面圖； 圖ll所示為圖1中的緊固件撞擊裝置的局部截面圖，其中杠桿臂轉(zhuǎn)動(dòng)以使驅(qū)動(dòng)件 與飛輪接合； 圖12所示為根據(jù)本發(fā)明原理在螺線(xiàn)管通電使得杠桿臂轉(zhuǎn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸且驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)過(guò)整個(gè)行程之后圖1中的緊固件撞擊裝置的局部截面圖； 圖13所示為彈簧加載開(kāi)關(guān)的局部截面圖，該開(kāi)關(guān)通過(guò)圖1中裝置的致動(dòng)機(jī)構(gòu)和手 動(dòng)開(kāi)關(guān)的組合定位從而與傳感器組件相互作用； 圖14所示為圖13中的彈簧加載開(kāi)關(guān)的柱塞和桿的側(cè)平面視圖； 圖15所示為緊固件撞擊裝置的局部截面圖，結(jié)合了螺線(xiàn)管機(jī)構(gòu)與膝狀鉸鏈以提
供樞轉(zhuǎn)杠桿臂組件時(shí)的機(jī)械有利條件； 圖16所示為在螺線(xiàn)管對(duì)杠桿臂起作用時(shí)裝置的局部截面圖，杠桿臂通過(guò)在表面 上滑動(dòng)的滑板(sled)而布置；禾口 圖17所示為螺線(xiàn)管對(duì)杠桿臂起作用的局部截面圖，杠桿臂通過(guò)具有輪子在表面 上滾動(dòng)的滑板而布置。
具體實(shí)施例方式
為了促進(jìn)對(duì)本發(fā)明原理的理解，將參考附圖所示和以下說(shuō)明所述的實(shí)施例。因此 可以理解的是，并不是為了限制本發(fā)明的范圍。進(jìn)一步可以理解的是本發(fā)明包括對(duì)所述實(shí) 施例的任何改變和改進(jìn)和包括對(duì)本發(fā)明所附屬的領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)的本發(fā)明原理進(jìn)一步 應(yīng)用。 圖1所示的緊固件撞擊裝置100包括外殼102和緊固件夾頭(cartrige) 104。外 殼102限定了手柄部分106、電池容座108和驅(qū)動(dòng)部分110。實(shí)施例中的緊固件夾頭104被 彈簧偏置，以將諸如釘子或角釘之類(lèi)的緊固件連續(xù)地一個(gè)接一個(gè)推入鄰近驅(qū)動(dòng)部分110的 裝載位置。參考圖2，其中外殼102的一部分被移除，外殼102安裝在支撐直流電動(dòng)機(jī)114 的兩件式(two piece)框架112上。更清楚地如圖3所示，兩個(gè)彈簧116和118分別位于 導(dǎo)向裝置120和122的周?chē)?。螺線(xiàn)管(solenoid) 124位于導(dǎo)向裝置120和122之下。
如圖4所示，固定連接到框架112的電動(dòng)機(jī)114通過(guò)軸承128可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐杠桿臂組件126。此外參考圖5和6，杠桿臂組件126包括由軸134可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐的飛輪130和飛 輪驅(qū)動(dòng)輪132。多個(gè)槽136形成在飛輪130的外周中。帶138在飛輪驅(qū)動(dòng)輪132和連接到電 動(dòng)機(jī)114輸出軸142的驅(qū)動(dòng)輪140之間延伸。杠桿臂組件126包括兩個(gè)分別容納彈簧148 和150的彈簧井144和146。從圖4中更好地看出，銷(xiāo)容納凹部152位于舌片(tongue) 154 的下表面上。 繼續(xù)參考圖3和圖4，空轉(zhuǎn)(free-wheeling)滾子156在驅(qū)動(dòng)件160上方的位置通 過(guò)軸承158剛性安裝到框架112。驅(qū)動(dòng)件160包括在一端的砧(anvil) 162和在相反的一 端的導(dǎo)向桿凸緣164。永久磁鐵166也位于驅(qū)動(dòng)件160上。驅(qū)動(dòng)件160可在位于導(dǎo)向裝置 120和122前端部處的前緩沖件168和位于導(dǎo)向裝置120和122的相反端部處的一對(duì)后緩 沖件170和172之間移動(dòng)。前緩沖件168限定了中心孔174，其通向緊固件夾頭104中的驅(qū) 動(dòng)通道176?；魻栃?yīng)傳感器178位于空轉(zhuǎn)滾子156的前方。 參考圖2，致動(dòng)機(jī)構(gòu)180包括滑桿182，其一端連接到工作(工件)接觸件 (WCE) 184，在相反的一端連接到樞轉(zhuǎn)臂186。彈簧188將滑桿182朝向WCE 184偏壓。樞轉(zhuǎn) 臂186繞樞軸190樞轉(zhuǎn)且包括鉤部192，如圖7所示。該鉤部192構(gòu)造為配合在觸發(fā)器196 的止動(dòng)槽194內(nèi)。觸發(fā)器196繞樞軸198樞轉(zhuǎn)且對(duì)準(zhǔn)以啟動(dòng)彈簧加載開(kāi)關(guān)200。
如圖8所示，彈簧加載開(kāi)關(guān)200用來(lái)向控制電路210提供輸入?？刂齐娐?10包 括控制電動(dòng)機(jī)114和螺線(xiàn)管124操作的處理器212。電路210的能量和電動(dòng)機(jī)114以及螺 線(xiàn)管124的能量一樣由連接到電池容座108(如圖1所示)的電池214來(lái)提供。處理器212 接收來(lái)自彈簧加載開(kāi)關(guān)200、霍爾效應(yīng)傳感器178和飛輪速度傳感器220的信號(hào)輸入?？刂?電路210進(jìn)一步包括向處理器212提供輸入的定時(shí)器222。存儲(chǔ)器224由指令程序控制，當(dāng) 由處理器212執(zhí)行時(shí)，該指令提供這里所述各種控制功能的性能。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器 212和存儲(chǔ)器224載于微控制器上。 緊固件撞擊裝置IOO更多的細(xì)節(jié)和操作最初參考附圖l-8來(lái)描述。當(dāng)電池214插 入電池容座108中時(shí)，能量施加到控制電路210。接下來(lái)，操作者將工作接觸件184按壓緊 靠工件，在如圖2所示箭頭234方向推動(dòng)工作接觸件184。工作接觸件184的移動(dòng)使得致 動(dòng)機(jī)構(gòu)180的滑桿182擠壓彈簧188并繞樞轉(zhuǎn)銷(xiāo)190轉(zhuǎn)動(dòng)樞轉(zhuǎn)臂186。參考圖9和10，當(dāng) 樞轉(zhuǎn)臂186繞樞轉(zhuǎn)銷(xiāo)190在箭頭236方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，樞轉(zhuǎn)臂186的鉤部192沿著箭頭236的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)到止動(dòng)槽194外。這允許觸發(fā)器196在箭頭238方向轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖10所示的位置。 在圖10中，觸發(fā)器196被壓靠在彈簧加載開(kāi)關(guān)200上。 當(dāng)觸發(fā)器196壓靠彈簧加載開(kāi)關(guān)200時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)并傳送給處理器212。響應(yīng)于信 號(hào)，處理器212使來(lái)自電池214的能量提供給電動(dòng)機(jī)114，使得電動(dòng)機(jī)114的輸出軸142沿 圖5中箭頭230的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，固定連接到輸出軸142的驅(qū)動(dòng)輪140也沿箭頭230的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)能量通過(guò)帶138傳輸?shù)斤w輪驅(qū)動(dòng)輪132。飛輪驅(qū)動(dòng)輪132的轉(zhuǎn)動(dòng)引起軸 134和飛輪130在箭頭232的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 飛輪130的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)飛輪速度傳感器220被感測(cè)，飛輪130轉(zhuǎn)動(dòng)速度的指示信號(hào) 傳送到處理器212。該處理器212控制電動(dòng)機(jī)114以增加飛輪130的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，直到來(lái)自飛 輪速度傳感器220的信號(hào)顯示飛輪130內(nèi)已經(jīng)存儲(chǔ)了足夠量的動(dòng)能。 響應(yīng)于獲得足夠量的動(dòng)能，處理器212使得給電動(dòng)機(jī)114的能量供應(yīng)中斷，允許電 動(dòng)機(jī)114通過(guò)存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪130內(nèi)的能量而自由轉(zhuǎn)動(dòng)。處理器212進(jìn)一步啟動(dòng)定時(shí)器222并控制螺線(xiàn)管124到被供電(powered)的狀態(tài)，由此銷(xiāo)264在圖4所示箭頭266方向 被從螺線(xiàn)管124向外促動(dòng)，并抵靠銷(xiāo)容納凹部152。因此銷(xiāo)264迫使彈簧148和150被壓 入彈簧井(well) 144和146內(nèi)。當(dāng)彈簧148和150通過(guò)銷(xiāo)264的推動(dòng)(expulsion)被擠壓 時(shí)，由于杠桿臂126通過(guò)電動(dòng)機(jī)114和軸承128可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到框架112，杠桿臂126繞電 動(dòng)機(jī)114沿圖6所示箭頭266的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 如圖11所示，杠桿臂126的轉(zhuǎn)動(dòng)迫使飛輪130的槽136進(jìn)入驅(qū)動(dòng)件160的互補(bǔ)槽 268內(nèi)。因此，驅(qū)動(dòng)件160在空轉(zhuǎn)輪滾子156和飛輪130之間夾緊。該飛輪130傳送能量到 驅(qū)動(dòng)件160和凸緣164，其構(gòu)造為鄰接彈簧116和118，壓靠彈簧116和118，克服彈簧116 和118的偏置并將驅(qū)動(dòng)件160推向前緩沖件168。盡管圖11的實(shí)施例包括有彈簧，其他實(shí) 施例可包括代替或除了彈簧116和118以外的其他彈性件。這些彈性件可包括拉伸彈簧或 彈性體材料，例如橡皮繩或橡皮帶。 驅(qū)動(dòng)件160沿著驅(qū)動(dòng)路徑的移動(dòng)將砧162穿過(guò)前緩沖件168的中心孔174移動(dòng)進(jìn) 入驅(qū)動(dòng)通道176內(nèi)，以便撞擊鄰近驅(qū)動(dòng)部分110設(shè)置的緊固件。 驅(qū)動(dòng)件160連續(xù)移動(dòng)直到整個(gè)行程完成或直到定時(shí)器222終止。特別地，如圖12 所示，當(dāng)整個(gè)行程完成時(shí)，永久磁鐵166鄰近霍爾效應(yīng)傳感器178。因此傳感器178感測(cè)到 磁鐵166的存在并產(chǎn)生由處理器212接收的信號(hào)。響應(yīng)于來(lái)自傳感器178的信號(hào)或定時(shí)器 222的終止中的第一個(gè)，處理器212按程序中斷給螺線(xiàn)管124供電。 在可選實(shí)施例中，霍爾效應(yīng)傳感器可被不同的傳感器代替。作為例子，光學(xué)傳感 器、感應(yīng)(inductive)/接近(proximity)傳感器、限位開(kāi)關(guān)傳感器或壓力傳感器可用來(lái)向 處理器212提供驅(qū)動(dòng)件160已經(jīng)達(dá)到整個(gè)行程的信號(hào)?；诟鞣N考慮，傳感器的位置可改 變。例如，壓力開(kāi)關(guān)可包括在前緩沖件168內(nèi)。同樣地，被感測(cè)的驅(qū)動(dòng)件160的部件，例如 磁體166，可位于驅(qū)動(dòng)件上不同的位置。此外，傳感器可構(gòu)造為感知驅(qū)動(dòng)件160的不同部件 例如凸緣164或砧162。 當(dāng)存儲(chǔ)在彈簧148和150內(nèi)的能量引起彈簧148和150擴(kuò)張由此在與箭頭266方 向(如圖6所示)相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿臂126時(shí)，螺線(xiàn)管124的斷電允許銷(xiāo)264移回到螺 線(xiàn)管124內(nèi)。飛輪130因此從驅(qū)動(dòng)件160處離開(kāi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)件160的移動(dòng)不再受到飛輪130 的影響時(shí)，彈簧116和118緊靠凸緣164提供的偏壓引起驅(qū)動(dòng)件160沿朝向后緩沖件170 和172的方向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)件160的向后移動(dòng)被緩沖件170和172阻止。
因此螺線(xiàn)管124和杠桿臂126返回到如圖4所示的狀態(tài)。因此，在電動(dòng)機(jī)114再 通電以開(kāi)始另一個(gè)撞擊序列之前，來(lái)自觸發(fā)器開(kāi)關(guān)200的信號(hào)必須通過(guò)釋放觸發(fā)器196而 中斷。 在緊固件被撞擊和觸發(fā)器196被釋放之后，緊固件撞擊裝置100從工件離開(kāi)的情 況下，彈簧188推動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)180返回如圖2所示的位置。在此位置，樞轉(zhuǎn)臂186的鉤部 192位于觸發(fā)器196的止動(dòng)槽194內(nèi)，如圖7所示。在圖7的結(jié)構(gòu)中，鉤部192阻止觸發(fā)器 196沿圖9的箭頭238的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在首先將WCE184壓向工件以允許以上述方式操 作之前，緊固件不能被撞擊。 在可選實(shí)施例中，處理器212能接收與觸發(fā)器196相關(guān)的觸發(fā)輸入和與WCE184相 關(guān)的WCE輸入。觸發(fā)輸入和WCE輸入可通過(guò)開(kāi)關(guān)、傳感器或開(kāi)關(guān)和傳感器的組合來(lái)提供。在 一個(gè)實(shí)施例中，WCE184不再需要通過(guò)包括樞轉(zhuǎn)臂186和鉤部192的致動(dòng)機(jī)構(gòu)180與觸發(fā)器196相互作用。相反，WCE184與傳送信號(hào)到處理器212的開(kāi)關(guān)(未示出)相互作用，該信號(hào) 指示何時(shí)WCE184被壓下。WCE184還可構(gòu)造為被感知而不是與開(kāi)關(guān)接合。該傳感器(未示 出)可以是光學(xué)傳感器、感應(yīng)/接近度傳感器、限位開(kāi)關(guān)傳感器或壓力傳感器。
在此可選實(shí)施例中，觸發(fā)開(kāi)關(guān)可包括探測(cè)觸發(fā)器位置的傳感器，如圖13所示的傳 感器216。當(dāng)觸發(fā)器196被重置(r印osition)時(shí)，彈簧加載開(kāi)關(guān)200內(nèi)的彈簧250被擠壓 且桿252從彈簧加載開(kāi)關(guān)200向外移動(dòng)。該觸發(fā)傳感器216布置為探測(cè)桿252的移動(dòng)。
在此實(shí)施例中，觸發(fā)傳感器216包括光源256和光傳感器258。光源256和光傳 感器258這樣布置，當(dāng)桿252處于圖13所示位置時(shí)，桿252的尾部260(見(jiàn)圖14)阻擋來(lái)自 光源256的光到達(dá)光傳感器258。但是，當(dāng)桿252從圖13所示位置移動(dòng)到右邊時(shí)，窗口 262 允許來(lái)自光源256的光到達(dá)光傳感器258。光傳感器258感測(cè)所述光并向處理器212提供 信號(hào)，該信號(hào)顯示彈簧加載開(kāi)關(guān)200已經(jīng)重置。 此可選實(shí)施例可以?xún)煞N不同的啟動(dòng)(firing)模式操作，其是用戶(hù)通過(guò)模式選擇 開(kāi)關(guān)(未示出)可選擇的。在順序操作模式下，基于開(kāi)關(guān)或傳感器，WCE184的壓入產(chǎn)生WCE 信號(hào)。相應(yīng)地，處理器212執(zhí)行程序指令，使得電池能量被提供給電動(dòng)機(jī)114。處理器212 還可基于WCE信號(hào)使傳感器216通電。當(dāng)飛輪速度傳感器220顯示理想量的動(dòng)能已經(jīng)存儲(chǔ) 在飛輪130內(nèi)時(shí)，處理器212控制電動(dòng)機(jī)114以保持對(duì)應(yīng)于理想動(dòng)能的飛輪130的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度。 如果需要，操作者可被警告可利用動(dòng)能的狀況。作為例子，當(dāng)飛輪130的轉(zhuǎn)動(dòng)速度 低于理想速度時(shí)，處理器212可使紅燈(未示出)通電，和當(dāng)飛輪130的轉(zhuǎn)動(dòng)速度等于或大 于理想速度時(shí)，處理器212可使綠燈(未示出)通電。 除了在WCE184壓下時(shí)使得能量被提供給電動(dòng)機(jī)114之外，當(dāng)電池動(dòng)力施加在電動(dòng) 機(jī)114時(shí)，處理器212啟動(dòng)定時(shí)器。如果在定時(shí)器終止之前沒(méi)有檢測(cè)到觸發(fā)器信號(hào)，電池動(dòng) 力將從電動(dòng)機(jī)114移除且順序必須重新開(kāi)始。定時(shí)器222可以用來(lái)提供計(jì)時(shí)信號(hào)?？商鎿Q 的，可提供單獨(dú)的定時(shí)器。 但是，如果觸發(fā)器196被操縱，處理器212接收來(lái)自觸發(fā)開(kāi)關(guān)或觸發(fā)傳感器216的 觸發(fā)器信號(hào)。然后處理器212使得給電動(dòng)機(jī)114的能量供應(yīng)中斷，只要飛輪130內(nèi)的動(dòng)能 足夠，允許電動(dòng)機(jī)114通過(guò)儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪130內(nèi)的能量自由轉(zhuǎn)動(dòng)。處理器212進(jìn)一步啟 動(dòng)第一定時(shí)器222并控制螺線(xiàn)管124到通電狀態(tài)下。響應(yīng)于來(lái)自驅(qū)動(dòng)塊傳感器178的信號(hào) 或定時(shí)器222的終止中的第一個(gè)，處理器212按程序中斷給螺線(xiàn)管124的供電。WCE開(kāi)關(guān)/ 傳感器和觸發(fā)器開(kāi)關(guān)或觸發(fā)器傳感器216都必須在另一個(gè)循環(huán)完成前重新復(fù)位。
可替換的，操作者可使用模式選擇開(kāi)關(guān)選擇連續(xù)沖擊(bump)操作模式。在結(jié)合觸 發(fā)器傳感器的實(shí)施例中，將選擇開(kāi)關(guān)定位在連續(xù)沖擊模式設(shè)置中使得觸發(fā)傳感器通電。在 這種操作模式下，處理器212將響應(yīng)于WCE開(kāi)關(guān)/傳感器信號(hào)或觸發(fā)器開(kāi)關(guān)/傳感器信號(hào) 向電動(dòng)機(jī)114提供電池動(dòng)力。在接收到剩余輸入信號(hào)時(shí)，處理器212證實(shí)了理想的動(dòng)能儲(chǔ) 存在飛輪130內(nèi)，然后使給電動(dòng)機(jī)114的動(dòng)力供給中斷并向螺線(xiàn)管124提供電池動(dòng)力。響 應(yīng)于來(lái)自驅(qū)動(dòng)塊(driver block)傳感器178的信號(hào)或定時(shí)器222的終止中的第一個(gè)，處理 器212按程序中斷給螺線(xiàn)管124的供電。 在連續(xù)沖擊操作模式下，兩個(gè)輸入中的僅一個(gè)必須重新復(fù)位。當(dāng)另一個(gè)輸入重新 復(fù)位時(shí)，只要至少一個(gè)輸入保持激活狀態(tài)，在螺線(xiàn)管的供電移除之后緊接著，處理器212將立刻向電動(dòng)機(jī)114提供電池動(dòng)力。當(dāng)重新復(fù)位的輸入再次向處理器212提供信號(hào)時(shí)，上述 順序再次開(kāi)始。 —個(gè)可替代螺線(xiàn)管組件如圖15所示。螺線(xiàn)管組件280可使用在大體與緊固件撞 擊裝置100相同的緊固件撞擊裝置中。螺線(xiàn)管組件280包括由銷(xiāo)284定向的螺線(xiàn)管282， 該銷(xiāo)沿著軸線(xiàn)移動(dòng)，該軸線(xiàn)某種程度上平行于杠桿臂組件(未示出)的舌片286，其構(gòu)造為 類(lèi)似杠桿臂組件126。銷(xiāo)284通過(guò)軸292和銷(xiāo)294連接到膝狀鉸鏈290。膝狀鉸鏈290包 括通過(guò)銷(xiāo)298可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到舌片286的上臂296和通過(guò)銷(xiāo)304可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到框架部分 302的下臂300。擋塊306位于下臂300上。 具有螺線(xiàn)管組件280的緊固件撞擊裝置的操作基本與緊固件撞擊裝置100的操作 一樣。主要的區(qū)別在于當(dāng)螺線(xiàn)管282被控制在通電條件下時(shí)，銷(xiāo)284被牽拉到螺線(xiàn)管282 內(nèi)，因此使得軸292在圖15所示箭頭308的方向上移動(dòng)。軸292沿箭頭308的方向上牽拉 膝狀鉸鏈290。 因?yàn)橄钽q鏈290的上臂296通過(guò)銷(xiāo)298可樞轉(zhuǎn)地連接到舌片286，且膝狀鉸鏈 290的下臂300通過(guò)銷(xiāo)304可樞轉(zhuǎn)地連接到框架部分302，膝狀鉸鏈290被推向伸長(zhǎng)狀態(tài)。 換句話(huà)說(shuō)，上臂296在逆時(shí)針?lè)较蚶@銷(xiāo)298樞轉(zhuǎn)而下臂300在順時(shí)針?lè)较蚶@銷(xiāo)304樞轉(zhuǎn)。 膝狀鉸鏈290的延伸使得杠桿臂組件288以與杠桿臂組件126的轉(zhuǎn)動(dòng)相似的方式繞樞軸轉(zhuǎn) 動(dòng)。 另一個(gè)可替換螺線(xiàn)管機(jī)構(gòu)如圖16所示。螺線(xiàn)管機(jī)構(gòu)310包括具有螺線(xiàn)管銷(xiāo)314 的螺線(xiàn)管312。螺線(xiàn)管銷(xiāo)314可操作地連接到位于滑塊(slide) 318上的滑片316。臂320 在一端可樞轉(zhuǎn)地連接到滑片316并在另一端連接到杠桿臂322。 螺線(xiàn)管機(jī)構(gòu)310基本以與螺線(xiàn)管機(jī)構(gòu)280相同的方式在緊固件撞擊裝置內(nèi)操作。 其主要的不同是代替了膝狀鉸鏈，如膝狀鉸鏈290，螺線(xiàn)管機(jī)構(gòu)310包括滑片316。因此，螺 線(xiàn)管312通電使得滑片316移動(dòng)穿過(guò)滑塊318，因此推動(dòng)杠桿臂322轉(zhuǎn)動(dòng)。在進(jìn)一步的實(shí)施 例中，通過(guò)給滑片330裝備輪子332減少摩擦力，如圖17所示。 因此，本發(fā)明提供一種撞擊緊固件的方法，包括給螺線(xiàn)管通電；基于螺線(xiàn)管的通 電開(kāi)始計(jì)數(shù)；使用通電的螺線(xiàn)管樞轉(zhuǎn)飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸；監(jiān)測(cè)構(gòu)造為基于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位 置產(chǎn)生信號(hào)的傳感器的輸出；和基于(i)計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定閾值或(ii)輸出指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已到 達(dá)預(yù)定位置中首先滿(mǎn)足的條件給螺線(xiàn)管斷電。 其中給螺線(xiàn)管斷電包括基于指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到達(dá)整個(gè)行程位置的輸出給螺線(xiàn)管斷 電。
其中監(jiān)測(cè)傳感器的輸出包括監(jiān)測(cè)霍爾效應(yīng)傳感器的輸出。
給螺線(xiàn)管通電包括基于指示觸發(fā)器位置的觸發(fā)器信號(hào)給螺線(xiàn)管通電。
其中給螺線(xiàn)管通電進(jìn)一步包括基于指示飛輪轉(zhuǎn)速的速度信號(hào)給螺線(xiàn)管通電。
本發(fā)明還提供一種用于撞擊緊固件的裝置，包括杠桿臂螺線(xiàn)管，構(gòu)造為使得杠桿 臂在飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間隔開(kāi)的第一位置和飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸的第二位置之間樞轉(zhuǎn)；觸發(fā) 器傳感器組件，用于產(chǎn)生指示觸發(fā)器位置的觸發(fā)器信號(hào)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器，用于產(chǎn)生指示驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的位置信號(hào)；存儲(chǔ)器，包括程序指令；和處理器，可操作地連接到定時(shí)器、觸發(fā) 器傳感器組件、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器和存儲(chǔ)器，用于執(zhí)行程序指令以(i)基于觸發(fā)器信號(hào)使杠 桿臂螺線(xiàn)管通電，和(ii)基于來(lái)自定時(shí)器的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電，和(iii)基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電。 該裝置進(jìn)一步包括用于向處理器提供指示飛輪速度的速度信號(hào)的傳感器，其中 存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括基于速度信號(hào)給杠桿臂螺線(xiàn)管通電的程序指令。 其中，存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括在給杠桿臂螺線(xiàn)管通電前給電動(dòng)機(jī)斷電的程序指令。
其中存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器的指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到達(dá)整個(gè)行程 位置的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電的程序指令。 其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器是光學(xué)傳感器、磁性傳感器、感應(yīng)傳感器、壓力傳感器或開(kāi)關(guān) 位置傳感器中的一種。 盡管本發(fā)明在附圖和前述說(shuō)明書(shū)中作了詳細(xì)的說(shuō)明和描述，在特征上這些論述應(yīng) 當(dāng)被考慮為說(shuō)明性的而不是限制性。需要理解的是這里僅僅給出了優(yōu)選實(shí)施例，所有變化、 改進(jìn)和進(jìn)一步的應(yīng)用都在本發(fā)明期望保護(hù)的構(gòu)思范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于撞擊緊固件的裝置，包括杠桿臂，可在飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間隔開(kāi)的第一位置和飛輪可接觸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二位置之間樞轉(zhuǎn)；杠桿臂螺線(xiàn)管，用于在第一位置和第二位置之間樞轉(zhuǎn)所述杠桿臂；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器，用于產(chǎn)生指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的位置信號(hào)；定時(shí)器，用于產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)；存儲(chǔ)器，包括程序指令；和處理器，可操作地連接到存儲(chǔ)器，其用于執(zhí)行程序指令以(i)給螺線(xiàn)管通電以樞轉(zhuǎn)所述杠桿臂到第二位置，和(ii)基于位置信號(hào)給螺線(xiàn)管斷電，和(iii)基于定時(shí)信號(hào)給螺線(xiàn)管斷電。
2. 如權(quán)利要求l的裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器包括光傳感器。
3. 如權(quán)利要求l的裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器包括感應(yīng)傳感器。
4. 如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器構(gòu)造為產(chǎn)生指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng) 完成整個(gè)行程的位置信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求4的裝置，其特征在于， 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器包括磁性傳感器；禾口 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括永久磁體。
6. 如權(quán)利要求l的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器包括程序指令，在由處理器執(zhí)行時(shí)，程序 指令在將杠桿臂樞轉(zhuǎn)到第二位置之前給電動(dòng)機(jī)斷電。
7. 如權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器構(gòu)造為產(chǎn)生指示工作接觸元件位置的信號(hào)。
8 —種撞擊緊固件的方法，包括 給螺線(xiàn)管通電； 基于螺線(xiàn)管的通電開(kāi)始計(jì)數(shù)； 使用通電的螺線(xiàn)管樞轉(zhuǎn)飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸； 監(jiān)測(cè)構(gòu)造為基于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置產(chǎn)生信號(hào)的傳感器的輸出；禾口基于(i)計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定閾值或(ii)輸出指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已到達(dá)預(yù)定位置中首先滿(mǎn)足的 條件給螺線(xiàn)管斷電。
9. 一種用于撞擊緊固件的裝置，包括杠桿臂螺線(xiàn)管，構(gòu)造為使得杠桿臂在飛輪與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間隔開(kāi)的第一位置和飛輪與驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)接觸的第二位置之間樞轉(zhuǎn)；觸發(fā)器傳感器組件，用于產(chǎn)生指示觸發(fā)器位置的觸發(fā)器信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器，用于產(chǎn)生指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的位置信號(hào)； 存儲(chǔ)器，包括程序指令；禾口處理器，可操作地連接到定時(shí)器、觸發(fā)器傳感器組件、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器和存儲(chǔ)器，用于 執(zhí)行程序指令以(i)基于觸發(fā)器信號(hào)使杠桿臂螺線(xiàn)管通電，和(ii)基于來(lái)自定時(shí)器的輸 入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電，和(iii)基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器的輸入給杠桿臂螺線(xiàn)管斷電。
全文摘要
一種用于撞擊緊固件的裝置在一個(gè)實(shí)施例中包括在飛輪間隔遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一位置和飛輪接觸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿臂，用于在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿臂的杠桿臂螺線(xiàn)管，用于產(chǎn)生指示驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置的位置信號(hào)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳感器，用于產(chǎn)生時(shí)間信號(hào)的定時(shí)器，包括程序指令的儲(chǔ)存器，和可操作地連接到存儲(chǔ)器的處理器，其用于執(zhí)行程序指令(i)給螺線(xiàn)管通電以轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿臂到第二位置，和(ii)基于位置信號(hào)給螺線(xiàn)管斷電，和(iii)基于時(shí)間信號(hào)給螺線(xiàn)管斷電。
文檔編號(hào)B25C1/06GK101704234SQ20091021162
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者E·赫林卡, J·德西科 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司