一种分离型供力单元、驱动装置以及射钉枪的制作方法

1.本发明属于紧固设备技术领域，涉及一种分离型供力单元、具有该分离型供力单元的驱动装置以及具有该驱动装置的射钉枪。


背景技术：

2.目前，现有的打钉枪大多为气动打钉枪，该气动打钉枪需要提供气压，在使用时就需要与空压机等辅助设备通过专用线连接，工作时易受到线长度以及辅助设备的约束，不够方便。
3.专利号为201921395877.x的中国实用新型专利公开了一种打钉枪，包括枪体、枪夹组件和打钉构件，枪体包括供力单元和打钉枪嘴，枪夹组件安装在打钉枪嘴上，打钉构件内端插设在供力单元内，外端设置在打钉枪嘴上，枪体上还设置有驱动机构，驱动机构包括驱动电机，驱动电机上转动设置有驱动轮，驱动轮上分布有若干齿牙，打钉构件上开设有若干与齿牙相互配合的齿槽。
4.供力单元包括导向筒和驱动弹簧，驱动电机通过驱动轮使打钉构件背向射钉方向移动，从而压缩驱动弹簧，然后，驱动轮与打钉构件脱离，打钉构件在驱动弹簧的作用下高速射出，实现射钉。相比于气动打钉枪，其不需要空压机等辅助设备，也不需要气管来连接，大大简化了打钉枪的结构，从而方便携带操作。
5.但是，该类型打钉枪也有一个普遍性问题，那就是在上述驱动弹簧在完成一次射钉之后，由于驱动弹簧还存在较大的剩余能量，其会快速反弹到导向筒的后端，使打钉枪发生窜动。在窜动之后，驱动弹簧会在打钉构件和导向筒之间来回反弹并慢慢衰减，使打钉枪持续一段时间的振颤。该窜动以及振颤在严重影响了使用者的操作感的同时，还增加了使用者的劳动强度，进一步使得射钉枪整体的使用寿命会缩短。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，提供一种分离型供力单元，安装在射钉枪内，用于提供射钉的动力，本发明采用了如下技术方案：
7.本发明提供了一种分离型供力单元，其特征在于，包括：缸体，设置在射钉枪内，具有前侧部和后侧部；杆座，可移动地设置在缸体内，将缸体分割为前侧腔和后侧腔；射钉杆，与杆座固定结合，具有伸出前侧部用于射钉的射钉端；以及至少一组弹簧组件，自由地安装在杆座和后侧部之间，具有与杆座相抵接的供力弹簧以及与后侧部相抵接的干涉弹簧，其中，供力弹簧和干涉弹簧相互结合，供力弹簧的弹性系数小于干涉弹簧的弹性系数，并且供力弹簧的长度大于干涉弹簧的长度。
8.本发明提供的分离型供力单元，还可以具有这样的特征，其中，弹簧组件设置为多个，缸体内具有多个中心对称设置的导向杆，每个导向杆的两端分别与前侧部和后侧部相固定，杆座可移动地安装在多个导向杆上，多个弹簧组件与多个导向杆一一对应设置，供力弹簧和干涉弹簧套设在对应的导向杆上。
9.本发明提供的分离型供力单元，还可以具有这样的特征，其中，弹簧组件还具有连接片，供力弹簧和干涉弹簧通过连接片相互结合。
10.本发明提供的分离型供力单元，还可以具有这样的特征，其中，杆座含有前缓冲件，用于对供力弹簧的振动进行缓冲，后侧部含有后缓冲件，用于对干涉弹簧的振动进行缓冲。
11.本发明提供的分离型供力单元，还可以具有这样的特征，其中，供力弹簧的弹性系数与干涉弹簧的弹性系数的比值为1:10～1:2，供力弹簧的长度与干涉弹簧的长度的比值为5:2～5:4。
12.本发明提供的分离型供力单元，还可以具有这样的特征，其中，供力弹簧的弹性系数为1.1n/mm～2.1n/mm，干涉弹簧的弹性系数为2.0n/mm～8.5n/mm，供力弹簧的长度为70mm～130mm，干涉弹簧的长度为40mm～80mm。
13.本发明提供的分离型供力单元，还可以具有这样的特征，其中，供力弹簧的弹性系数为1.5n/mm～1.7n/mm，干涉弹簧的弹性系数为5.0n/mm～5.5n/mm，供力弹簧的长度为98mm～102mm，干涉弹簧的长度为58mm～62mm。
14.本发明提供了一种驱动装置，安装在射钉枪内，用于提供射钉的动力，其特征在于，包括：分离型供力单元，用于提供射钉的动力；以及驱动单元，用于驱动分离型供力单元产生动力，其中，供力单元为权利要求1-7任一项的分离型供力单元。
15.本发明提供了一种射钉枪，其特征在于，包括：驱动装置，用于提供射钉的动力，其中，驱动装置为权利要求8的驱动装置。
16.发明作用与效果
17.根据本发明的射钉枪，具有驱动装置并且该驱动装置具有分离型供力单元。该分离型供力单元包括缸体、杆座、射钉杆以及弹簧组件，弹簧组件具有供力弹簧以及与供力弹簧结合的干涉弹簧，将干涉弹簧设置在供力弹簧的后方，并通过将供力弹簧的弹性系数设置为小于干涉弹簧的弹性系数以及供力弹簧的长度大于干涉弹簧的弹性系数，可以使得弹簧组件在射钉后回弹的过程中，通过供力弹簧和抵冲弹簧不同的回弹力导致的不同的加速度，造成供力弹簧和抵冲弹簧的相互缓冲，降低回弹的加速度，从而抵冲部分回弹力。也就减小了作用在缸体上的冲击力，实现了减振的作用。同时由于回弹的加速度减小，也减小了弹簧组件的振颤时间，保证射钉枪工作的稳定性，减轻使用者的劳动强度。
附图说明
18.图1是本发明实施例中射钉枪的立体结构示意图；
19.图2是本发明实施例中驱动装置以及枪嘴的立体结构示意图；
20.图3是本发明实施例中分离型供力单元以及枪嘴的立体结构示意图；
21.图4是本发明实施例中分离型供力单元以及枪嘴的爆炸图；
22.图5是本发明实施例中分离型供力单元的立体结构示意图；
23.图6是本发明实施例中分离型供力单元去除缸体的立体结构示意图；
24.图7是本发明实施例中分离型供力单元处于自然状态的剖视图；
25.图8是凸7中a-a处的剖视图；
26.图9是本发明实施例中分离型供力单元处于压缩状态的剖视图。
具体实施方式
27.以下结合附图以及实施例来说明本发明的具体实施方式。
28.《实施例》
29.图1是本发明实施例中射钉枪的立体结构示意图。
30.如图1所示，本实施例提供一种射钉枪100，用于射钉，包括驱动装置1、外壳2、手柄3、锂电池模块4、枪嘴5以及送钉装置6。
31.驱动装置1用于提供射钉的动力。外壳2包裹在驱动装置1的外部，在外壳2上设置有用于让人进行握持的手柄3，该该手柄3上还设有用于控制射钉的射钉开关。锂电池模块4用于给驱动装置1供电，设置在手柄3的末端。枪嘴5安装在驱动装置1上，钉子从枪嘴5中射出。送钉装置6内具有容纳钉排的通道，用于将钉排中的钉子依次推送到枪嘴处。
32.图2是本发明实施例中驱动装置以及枪嘴的立体结构示意图。
33.如图2所示，驱动装置1具有分离型供力单元10以及驱动单元20。
34.分离型供力单元10设置在枪嘴5的后端，用于提供射钉的动力。驱动单元20用于驱动分离型供力单元10产生动力。
35.图3是本发明实施例中分离型供力单元以及枪嘴的立体结构示意图。图4是本发明实施例中分离型供力单元以及枪嘴的爆炸图。图5是本发明实施例中分离型供力单元的立体结构示意图。
36.如图3～5所示，分离型供力单元10具有缸体11、导向杆12、杆座13、射钉杆14以及弹簧组件15。
37.缸体11由金属材料制成，安装在枪嘴5的后端，具有前侧部111和后侧部112。前侧部111和后侧部112可以是一体成型在缸体11的前后端，也可以是分体设置在缸体11的前后端。
38.本实施例中，前侧部111和后侧部112是分体设置的，也就是说，缸体11具有前端盖、柱状壳体113以及后端盖。
39.前端盖即为前侧部111，该前端盖通过螺栓固定在柱状壳体113的前端。
40.后侧部112具有后端盖合以及两个后缓冲件1121。
41.后端盖通过螺栓固定在柱状壳体113的后端。
42.两个后缓冲件1121固定在后端盖朝向后侧腔11b的一侧面上。
43.导向杆12可以为多个，多个导向杆12中心对称设置在缸体11内。每个导向杆12的两端分别与前侧部111和后侧部112相固定。本实施例中，导向杆12设置为2个，这2个导向杆12对称安装在缸体11内。
44.图6是本发明实施例中分离型供力单元去除缸体的立体结构示意图。图7是本发明实施例中分离型供力单元处于自然状态的剖视图。图8是凸7中a-a处的剖视图。
45.如图6～8所示，杆座13可移动地安装在2个导向杆12上，位于缸体11内，并将缸体11分割为前侧腔11a和后侧腔11b。杆座13可以沿导向杆12的延伸方向进行滑动。
46.杆座13包括杆座本体131、两个前缓冲件132以及两个前垫片133。
47.杆座本体131呈“8”字型，套在2个导向杆12上。
48.两个前缓冲件132固定在杆座本体131朝向后侧腔11b的一侧面上。
49.前缓冲件132和后缓冲件1121均为橡胶垫圈，分别套设在对应的导向杆12，用于对
弹簧组件15的振动进行缓冲。
50.两个前垫片133套在对应的导向杆12上，位于前缓冲件132远离杆座本体131的一侧。
51.射钉杆14与杆座13固定结合，具有射钉端141和连接端142。射钉端141伸出前侧部111进入到枪嘴5中，用于撞击钉子使钉子射出。连接端142通过安装销固定连接在杆座本体131上，使得射钉杆14跟随杆座13一起沿导向杆12的延伸方向移动。
52.射钉杆14上具有沿射钉杆14的延伸方向排布的齿条142。
53.弹簧组件15设置为2个，均自由地安装在杆座13和后侧部112之间。弹簧组件15具有供力弹簧151、干涉弹簧152以及连接片153。供力弹簧151和干涉弹簧152相互结合。
54.连接片153可移动地套在导向杆12上，位于杆座13和后侧部112之间。该连接片153为环形垫片。
55.供力弹簧151套在对应的导向杆12上，位于连接片153靠近杆座13的一侧，其一端与杆座相抵接，另一端固定在连接片153上
56.干涉弹簧152套在对应的导向杆12上，位于连接片153靠近后侧部112的一侧，其一端与后侧部112相抵接，另一端固定在连接片153上。
57.供力弹簧151和干涉弹簧152通过连接片153实现了相互结合。
58.供力弹簧151和干涉弹簧152在压缩后一起提供设定的动力，也就是提供设定杆撞击钉子的动力。干涉弹簧152用于在射钉后，弹簧组件在缸体内往复回弹时，抵冲弹性力。
59.供力弹簧151的弹性系数小于干涉弹簧152的弹性系数，并且供力弹簧151的长度大于干涉弹簧152的长度，以减小射钉后各个弹簧在缸体11内前后窜动时振动，也就是减小窜动时的振动值(加速度值)。
60.具体地，供力弹簧151的弹性系数与干涉弹簧152的弹性系数的比值为1:10～1:2，并且，供力弹簧151的弹性系数为1.1n/mm～2.1n/mm，干涉弹簧152的弹性系数为2.0n/mm～8.5n/mm。供力弹簧151的长度与干涉弹簧152的长度的比值为5:2～5:4，并且供力弹簧151的的长度为70mm～130mm，干涉弹簧152的长度为40mm～80mm。
61.优选地，供力弹簧151的弹性系数为1.5n/mm～1.7n/mm，干涉弹簧152的弹性系数为5.0n/mm～5.5n/mm。供力弹簧151的长度为98mm～102mm，干涉弹簧152的长度为58mm～62mm。
62.本实施例中，供力弹簧151的弹性系数为1.7n/mm，干涉弹簧152的弹性系数为5.3n/mm，供力弹簧151的长度为100mm，干涉弹簧152的长度为60mm。
63.驱动单元20包括驱动平台21、缺口齿轮22、减速器23、驱动电机24、凸轮25以及限位开关26。
64.驱动平台21固定安装在缸体11上，位于前侧部111的近旁。
65.缺口齿轮22具有齿部221以及缺口部222。齿部221与射钉杆14上的齿条142的长度相适配，齿条142的长度与供力弹簧151和干涉弹簧152整体的压缩长度相适配。本实施例中，齿部221约占缺口齿轮22圆周的3/4，缺口部222约占缺口齿轮22圆周的1/4。
66.齿部221通过与射钉杆14上的齿条142啮合，驱动射钉杆14向靠近后侧部112的方向移动，并通过与射钉杆14相连接的杆座13推动供力弹簧151和干涉弹簧152压缩。
67.减速器23的输入端与驱动电机24连接，由驱动电机24驱动，减速器23的输出端安
装有缺口齿轮22。
68.驱动电机24与锂电池模块4电连接，由锂电池模块4进行供电。
69.图9是本发明实施例中分离型供力单元处于压缩状态的剖视图。
70.驱动电机24驱动减速器23转动，使得缺口齿轮22转动，而缺口纸轮22的齿部221与射钉杆14上的齿条142啮合，从而推动射钉杆14以及杆座13向靠近后侧部112的方向移动，进而压缩供力弹簧151和干涉弹簧152，变为如图9所示的压缩状态。射钉时，释放供力弹簧151和干涉弹簧152，在供力弹簧151和干涉弹簧152的共同推动下，杆座13急速向靠近前侧部112的方向移动，让射钉杆14撞击钉子使钉子从枪嘴5中射出。
71.凸轮25设置在缺口齿轮22上，跟随缺口齿轮22同步转动。
72.限位开关26设置在凸轮25的近旁，与驱动电机24电连接。当凸轮25触碰到限位开关26时，限位开关26控制驱动电机23停止转动。
73.本实施例中，射钉枪100进行射钉的具体动作过程如下:
74.在第一次工作时，如图7所示，供力弹簧151和干涉弹簧152均处于自然伸长状态。驱动电机24工作，通过减速器23带动缺口齿轮22转动，此时缺口齿轮22的齿部221和射钉杆14上的齿条142啮合，从而驱动射钉杆14以及杆座13向后移动，并压缩供力弹簧151和干涉弹簧152。
75.当供力弹簧151和干涉弹簧152到达如图9所示的触发位置时，缺口齿轮22上的凸轮25触碰到限位开关26，从而控制驱动电机24停止工作。此时，缺口齿轮22中靠近缺口部222的齿部221还啮合在射钉杆13的齿条142上。
76.当需要射钉时，使用者按压射钉开关，驱动电机24继续驱动缺口齿轮22转动，缺口齿轮22的齿部221脱离射钉杆13的齿条142，即缺口部222与射钉杆13的齿条142相对，使得射钉杆13失去约束。此时，杆座13以及射钉杆14在供力弹簧151和干涉弹簧152的作用下，快速向前运动，并实现一次射钉。
77.射钉完成之后，供力弹簧151和干涉弹簧152一起向后回弹，在回弹的过程中，供力弹簧151和干涉弹簧152的回弹力不同，也就是说回弹的加速度不同，但是由于供力弹簧151和干涉弹簧152通过连接片153互相结合，供力弹簧151和干涉弹簧152互相缓冲牵引可以减小弹簧组件15整体回弹的加速度，从而减小对缸体的冲击。
78.以下对本实施例中具有供力弹簧151和干涉弹簧152作为弹簧组件15的射钉枪100以及现有技术中传统中仅由单个弹簧作为弹簧组件的射钉枪在射钉后的振动值(即加速度值)进行比对。
79.该比对试验中，供力弹簧151的线径φ＝2mm；中径φ＝20mm；节距t＝9mm；有效圈数n＝11；自由高度(即长度)100mm；刚度(即弹性系数)k＝1.7n/mm。
80.干涉弹簧152的线径φ＝2.4；中径φ＝22.5；节距t＝9mm；有效圈数n＝6；自由高度(即长度)60mm；刚度(即弹性系数)k＝5.3n/mm。
81.作为对比，传统钉枪中也设置的两个平行的弹簧，单个弹簧的线径φ＝2.4mm；中径φ＝26mm；节距t＝12mm；有效圈数n＝13；自由高度(即长度)160mm；刚度(即弹性系数)k＝1.68n/mm。
82.在对比试验中，将供力弹簧151 干涉弹簧152形成的弹簧组件15以及上述的单个弹簧均压缩到100mm之后，弹性力均为160n，然后松开弹簧让弹簧撞击钉子进行射钉，并在
射钉完成后各弹簧回弹时，测量将供力弹簧151 干涉弹簧152以及单个弹簧的加速度值。由于回弹力难以直接测量，可以通过测量弹簧回弹时的加速度来判断回弹力的大小。
83.表1是本实施例中的射钉枪100中供力弹簧 干涉弹簧与传统射钉枪中单个弹簧的加速度值对比表。
84.表1
[0085][0086]
从表1中可以明显看出，在射钉后，供力弹簧151 干涉弹簧152组合形成的弹簧组件15的加速度值明显低于单个弹簧的加速度值，并且平均加速度值下降的比例达到了20.2％，也就是说，本实施例提供的射钉枪100在射钉后的回弹力明显小于传动射钉枪射钉后的回弹力。并且，由于回弹力的减小，在实际打钉过程中，本实施例提供的射钉枪100的打钉手感要明显优于传统的钉枪。
[0087]
实施例作用与效果
[0088]
本实施例提供的射钉枪，具有驱动装置并且该驱动装置具有分离型供力单元。该分离型供力单元包括缸体、杆座、射钉杆以及弹簧组件，弹簧组件具有供力弹簧以及与供力弹簧结合的干涉弹簧，将干涉弹簧设置在供力弹簧的后方，并通过将供力弹簧的弹性系数设置为小于干涉弹簧的弹性系数以及供力弹簧的长度大于干涉弹簧的弹性系数，可以使得弹簧组件在射钉后回弹的过程中，通过供力弹簧和抵冲弹簧不同的回弹力导致的不同的加速度，造成供力弹簧和抵冲弹簧的相互缓冲，降低回弹的加速度，从而抵冲部分回弹力。也就减小了作用在缸体上的冲击力，实现了减振的作用。同时由于回弹的加速度减小，也减小了弹簧组件的振颤时间，保证射钉枪工作的稳定性，减轻使用者的劳动强度。
[0089]
另外，通过在供力弹簧的后端设置弹性系数较大的供力弹簧的方式，就可以减小弹簧组件窜动的回弹力，结构简单，可以在现有技术上通过简单改造即可实现，降低了生产成本。
[0090]
另外，弹簧组件设置为两个，缸体内对应设置有两个导向杆，供力弹簧、干涉弹簧均套设在对应的导向杆上，沿导向杆的延伸方向进行伸缩，避免了弹簧组件在缸体内压缩时窜动而互相干涉，提高了射钉的稳定性。
[0091]
另外，弹簧组件具有连接片，供力弹簧和干涉弹簧通过连接片相结合，可以使供力弹簧和干涉弹簧各自的一端固定连接在一起，使这两端的加速度相同，也就使得回弹过程中，供力弹簧和干涉弹簧由于加速度不同可以相互缓冲。
[0092]
另外，将供力弹簧的弹性系数设置为1.7n/mm，长度设置为100mm，干涉弹簧的弹性系数设置为5.3n/mm，长度设置为60mm，与传统的弹性系数设置为1.68n/mm，长度设置为160mm的弹簧相比，对射钉提供的力相同的情况下，本实施例的弹簧组件的回弹加速度明显比传统的降低了20％，用户使用时感受到的冲击明显减小。
[0093]
另外，在杆座含有橡胶制成的前缓冲件，在后侧部含有橡胶制成的后缓冲件，使得弹簧组件在缸体内回弹时，不会直接作用关在缸体的金属端盖和杆座上，实现二次减振的同时，还可以减小回弹产生的振颤噪音，降低噪音污染。
[0094]
上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。
[0095]
本实施例中，弹簧组件为2个，并且在缸体内设置了导向杆。在其他实施例中，弹簧组件的数量也可以为1个，此时缸体内不再设置导向杆，缸体的内腔呈与弹簧组件相匹配的形状，弹簧组件中的供力弹簧和干涉弹簧在缸体内壁的约束下进行伸缩。弹簧组件的数量也可以大于2个，弹簧组件的数量和导向杆的数量相对应，所有的导向杆在缸体内呈中心对称分布。