往复式电动工具的制作方法

[技术领域]

本发明涉及电动工具技术领域，特别涉及一种消除振动的往复式电动工具。

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背景技术：
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往复类运动机构在很多机械产品中得到应用，常见如往复锯、曲线锯等；在这类机械产品中工作机构由于往复运动会产生较大的惯性力，如果该惯性力在机构运转中不能得到有效消除，将导致整个机构产生一个不平衡力，从而对机器带来振动与冲击，严重影响了使用者的使用舒适度及机构的使用寿命。目前在一般的往复运动类产品中，会在机构往复方向设计有产生相反惯性力的结构，从而在一定程度上削弱惯性力产生的不平衡，但是这些结构本身在其它方向也会产生新的惯性力，从而带来了新的不平衡力，也存在着较大影响。为此，需要设计一种结构，该结构在将往复运动中运动方向上的惯性力消除的同时，其他方向上产生的惯性力也需得到有效的控制和消除，使得机械产品各个方向上的振动均得到有效控制，从而提升使用者舒适度及产品寿命。

鉴于此，确有必要提供一种改进的往复式电动工具，以克服先前技术存在的缺陷。

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技术实现要素：
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针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种往复式电动工具，该往复式电动工具在消除惯性力的同时不产生额外的力矩，实现振动的完全消除。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种往复式电动工具，包括壳体及位于所述壳体内的电机与传动机构，所述传动机构包括齿轮箱体及位于所述齿轮箱体内的往复机构与平衡机构。所述往复机构包括由所述电机驱动的的偏心齿轮及连接于所述偏心齿轮的往复杆组件，且所述往复杆组件沿纵向作往复运动。所述平衡组件包括位于所述偏心齿轮后侧的传动齿轮及连接于所述传动齿轮的平衡组件，且所述电机同时驱动所述传动齿轮与所述偏心齿轮转动，所述传动齿轮驱动所述平衡组件沿纵向作与所述往复杆组件反向的往复运动。

进一步改进方案为：所述传动齿轮与所述偏心齿轮分别位于所述电机的纵向两侧，所述往复机构包括位于所述偏心齿轮上且远离所述偏心齿轮的圆心设置的偏心销，所述平衡机构包括位于所述传动齿轮上且远离所述传动齿轮的圆心设置的传动销，所述偏心销与所述传动销相对于所述电机的中心轴线呈中心对称设置。

进一步改进方案为：所述偏心齿轮与所述传动齿轮的齿数相同，且所述往复杆组件的质量与所述偏心销的中心轴线到所述偏心齿轮的圆心的距离的乘积等于所述平衡组件的质量与所述传动销的中心轴线到所述传动齿轮的圆心的距离的乘积。

进一步改进方案为：所述往复杆组件包括沿纵向延伸的往复杆、位于所述往复杆纵向一端的刀具夹头及位于所述往复杆纵向另一端的滑动槽，所述偏心销连接至所述滑动槽内，以使所述偏心齿轮带动所述往复杆组件作往复运动。

进一步改进方案为：所述平衡组件为平衡块且设有与所述传动销配合的凹槽及沿纵向延伸的两个细长狭槽，两个所述细长狭槽在垂直于纵向的横向上间隔设置，且所述平衡机构包括分别穿过两个所述细长狭槽的两个定位销，两个所述定位销的两端分别固定于所述齿轮箱体内，以使所述传动齿轮带动所述平衡组件作往复运动。

进一步改进方案为：所述平衡组件设有邻近所述往复杆的所述滑动槽且位于两个所述细长狭槽之间的缺口，所述偏心销与所述传动销之间的距离为最短距离时，所述往复杆的所述滑动槽收容于所述平衡组件的所述缺口内。

进一步改进方案为：所述偏心齿轮设有位于所述偏心销两侧的逃料孔，且所述传动齿轮设有位于所述传动销两侧的逃料孔，以使所述偏心齿轮与所述传动齿轮的质心位于圆心上。

进一步改进方案为：所述电机包括突伸入所述传动机构内的电机轴，所述往复机构包括穿过所述偏心齿轮的圆心的第一支撑轴，所述平衡机构包括穿过所述传动齿轮的圆心的第二支撑轴，所述第一支撑轴、所述电机轴及所述第二支撑轴的中心轴线位于同一平面内。

进一步改进方案为：所述第一支撑轴的一端转动连接至所述偏心齿轮上，而另一端固定连接至所述齿轮箱体上；所述第二支撑轴的一端转动连接至所述传动齿轮上，而另一端固定连接至所述齿轮箱体上。

进一步改进方案为：所述往复杆组件的质心的运动轨迹与所述平衡组件的质心的运动轨迹在同一直线上，且所述偏心齿轮与所述传动齿轮相对于所述电机的中心轴线呈中心对称设置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：所述平衡组件包括位于偏心齿轮后侧的传动齿轮及连接于传动齿轮的平衡组件，且所述电机同时驱动传动齿轮与偏心齿轮转动，所述传动齿轮驱动平衡组件沿纵向作与所述往复杆组件反向的往复运动；所述往复组件的惯性力与平衡组件的惯性力，大小相等且方向相反，从而实现两者的合力为零。同时，所述往复杆组件的质心的运动轨迹与平衡组件的质心的运动轨迹在同一直线上，使得所述平衡组件在消除惯性力的同时不会产生额外的力矩；即理论上可以做到往复式电动工具的振动为零，从而完全消除振动。

[附图说明]

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:

图1是本发明较佳实施例的往复式电动工具的立体示意图；

图2是图1所示的往复式电动工具的剖视图；

图3是图1所示的往复式电动工具中电机与传动机构的组装示意图；

图4是图3所示的电机与传动机构的分解图；

图5是图4所示的电机与传动机构另一角度的分解图；

图6是图3所示的电机与传动机构的剖视图。

图中附图标记的含义：

100、往复式电动工具1、壳体11、主体部110、第一容纳空间12、握持部120、第二容纳空间13、控制按钮14、第二握持部2、电机21、电机轴22、电机轴齿3、传动机构31、齿轮箱体32、上箱体33、下箱体4、往复机构41、偏心齿轮42、往复杆组件43、偏心销44、往复杆45、刀具夹头46、滑动槽47、第一支撑轴5、平衡机构51、传动齿轮52、平衡组件53、传动销54、凹槽55、细长狭槽56、定位销57、第二支撑轴58、缺口6、电源组件7、挡板

[具体实施方式]

在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1所示为本发明涉及的一种往复式电动工具100，在本实施方式中，所述往复式电动工具100为往复锯，其可操作地以往复运动驱动刀具附件(例如，锯片)以切割工件。在其他实施方式中，所述往复式电动工具100可以是被配置成以往复运动驱动刀具附件的不同类型的装置。

请参阅图1至图2所示，所述往复式电动工具100包括壳体1及位于壳体1内的电机2与传动机构3，所述刀具附件连接至传动机构3上。所述壳体1形成有容纳空间，用以安装电机2与传动机构3等部件，所述电机2用于给往复式电动工具100提供动力，所述传动机构3用于将电机2的动力传递至刀具附件，从而驱动刀具附件作往复运动以切割工件。可以理解的是，所述往复式电动工具100可以连接不同的刀具附件以对不同的物体进行切割。

所述往复式电动工具100还包括给电机2提供能源的电源组件6及设置在刀具附件前侧的挡板7，在本实施方式中，所述电源组件6具体为连接至壳体1纵向后端下方的电池包。所述挡板7设置于壳体1的纵向前端，且在进行切割作业时，所述挡板7与被切割材料接触，从而能够以更加可靠的方式进行切割。

所述壳体1大致呈纵向延伸且设有主体部11及连接至主体部11后方的握持部12，所述握持部12可供使用者握持且设有用于操作的控制按钮13，所述控制按钮13用于控制往复式电动工具100的工作状态。所述容纳空间包括形成于主体部11内的第一容纳空间110及形成于握持部12内的第二容纳空间120，所述第一容纳空间110与第二容纳空间120在纵向上前后设置。所述第一容纳空间110用于安装电机2、传动机构3等动力元件，所述第二容纳空间120用于安装操作件、电子元件、电路板等元件。可以理解，为了安装电机2、传动机构3等体积较大的元件，所述第一容纳空间110大于第二容纳空间120，且所述第一容纳空间110和第二容纳空间120连通或部分封闭。

在本实施方式中，所述壳体1的主体部11还形成有可供使用者握持的第二握持部14。在一般切割工况下，使用者握持握持部12即能实现切割作业，但是对于一些质地较硬或表面较粗糙的工件，需要使用者在一只手握持握持部12的同时另一只手握持第二握持部14，从而实现较稳定且较安全的切割作业。在其他实施方式中，所述第二握持部14还可根据使用者的握持需要形成有握持槽(未图示)，所述握持槽基本按照手指握持方向及间隙分布，便于使用者户更加稳固的握持。在这种设计下，使用者能以较佳的状态长期握持往复式电动工具100。如此能适应更复杂的工况，且使用者在操作期间也更加舒适。

请参阅图3至图6所示，所述电机2包括突伸入传动机构3内的电机轴21及位于电机轴21末端的电机轴齿22，所述电机轴21沿竖直方向延伸。本实施方式中，所述电机轴齿22是通过机械加工一体形成于电机轴21上，其他实施方式中，所述电机轴齿22也可以是组装固定于电机轴21末端的小齿轮。所述传动机构3包括齿轮箱体31及位于齿轮箱体31内的往复机构4与平衡机构5，所述齿轮箱体31包括上、下扣合的上箱体32和下箱体33，所述上箱体32和下箱体33可以通过诸如螺钉的紧固件固定在一起。本实施方式中，所述电机轴21是穿过下箱体33而突伸入齿轮箱体31内。

所述往复机构4包括啮合于电机轴齿22的偏心齿轮41、连接于偏心齿轮41的往复杆组件42及位于偏心齿轮41上且远离偏心齿轮41的圆心设置的偏心销43，所述电机2通过偏心齿轮41驱动往复杆组件42沿纵向作往复运动。所述往复杆组件42包括沿纵向延伸的往复杆44、位于往复杆44纵向前端的刀具夹头45及位于往复杆44纵向后端的滑动槽46。所述刀具夹头45用于夹持刀具附件，所述偏心销43连接至滑动槽46内，以使所述偏心齿轮41带动往复杆组件42作往复运动。

具体地，所述电机轴21旋转带动偏心齿轮41旋转，所述偏心齿轮41上的偏心销43套设有轴承且轴承放置在滑动槽46内，由于所述滑动槽46固定连接在往复杆44的后端，随着所述电机轴21旋转以作圆周运动时，通过轴承带动滑动槽46和往复杆44沿纵向一起作往复运动。

所述平衡组件5包括啮合于电机轴齿22的传动齿轮51、连接于传动齿轮51的平衡组件52及位于传动齿轮51上且远离传动齿轮51的圆心设置的传动销53，所述电机2通过传动齿轮51带动平衡组件52沿纵向作与往复杆组件42反向的往复运动。本实施方式中，所述平衡组件52为平衡块且设有与传动销53配合的凹槽54，具体地，所述电机轴21旋转带动传动齿轮51旋转，所述传动齿轮51上的传动销53套设有轴承且轴承放置在凹槽54内，随着所述电机轴21旋转以作圆周运动时，通过轴承带动平衡组件52沿纵向一起作往复运动。

结合图5至图6所示，所述平衡组件52设有沿纵向延伸的两个细长狭槽55，两个细长狭槽55在垂直于纵向的横向上间隔设置，且所述平衡机构5包括分别穿过两个细长狭槽55的两个定位销56，两个定位销56的两端分别固定于齿轮箱体31的上箱体32与下箱体33内，以使所述传动齿轮51带动平衡组件52仅能沿着纵向作往复运动。

本发明中，所述偏心齿轮41与传动齿轮51的齿数相同，即两者的角速度相同。同时，所述往复杆组件42的质量与所述偏心销43的中心轴线到偏心齿轮41的圆心的距离的乘积等于所述平衡组件52的质量与所述传动销53的中心轴线到传动齿轮51的圆心的距离的乘积。由此，所述平衡组件52作往复运动时产生的惯性力与往复杆组件42作往复运动时产生的惯性力大小相同且方向相反，即两者的惯性力相互抵消。

进一步的，所述偏心销43、电机轴21及传动销53的中心轴线是位于同一平面内，且所述往复杆组件42与平衡组件52均在纵向上做往复运动，是以所述往复杆组件42的质心的运动轨迹与平衡组件52的质心的运动轨迹在同一直线上。使得两者之间在其它方向上产生的惯性力也可以相互抵消，这样各个方向上整个传动机构3对外产生惯性合力为零，从而实现完全消除振动。

结合图6所示，所述往复机构4包括穿过偏心齿轮41的圆心的第一支撑轴47，所述平衡机构5包括穿过传动齿轮51的圆心的第二支撑轴57，所述第一支撑轴47、电机轴21及第二支撑轴57的中心轴线位于同一平面内。具体的，所述第一支撑轴47的一端转动连接至偏心齿轮41上，而另一端固定连接至齿轮箱体31的下箱体33上；所述第二支撑轴57的一端转动连接至传动齿轮51上，而另一端固定连接至齿轮箱体31的下箱体33上。

所述偏心齿轮41设有位于偏心销43两侧的逃料孔，且所述传动齿轮51设有位于传动销53两侧的逃料孔，以使所述偏心齿轮41与传动齿轮51的质心均位于其圆心上，此时所述偏心齿轮41与传动齿轮51可以使得各自不会产生离心力。本实施方式中，所述偏心齿轮41与传动齿轮51分别啮合于电机轴齿22的纵向两侧，且所述偏心齿轮41与传动齿轮51相对于电机轴21的中心轴线呈中心对称设置，即所述偏心齿轮41与传动齿轮51为相同结构。而在其他实施方式中，所述偏心齿轮41与传动齿轮51无需是相同结构，只需要两者的齿数相同，即两者的角速度相同即可。

本实施方式中，所述平衡组件52设有邻近往复杆44的滑动槽46且位于两个细长狭槽55之间的缺口58，所述缺口58可容纳往复杆44的滑动槽46。当所述偏心销43与传动销53之间的距离为最短距离时，所述往复杆44的滑动槽46收容于平衡组件52的所述缺口58内，从而使得传动机构3结构紧凑，有效降低对主体部11内的第一容纳空间110的空间大小的需求，从而降低往复式电动工具100的整机尺寸。

本发明中，所述电机2通过偏心齿轮41驱动往复杆组件42沿纵向作往复运动，所述电机2通过传动齿轮51带动平衡组件52沿纵向作与往复杆组件42反向的往复运动。由于所述偏心齿轮41与传动齿轮52的角速度相同，且所述往复杆组件42的质量与所述偏心销43的中心轴线到偏心齿轮41的圆心的距离的乘积等于所述平衡组件52的质量与所述传动销53的中心轴线到传动齿轮51的圆心的距离的乘积。由此，所述平衡组件52作往复运动时产生的惯性力与往复杆组件42作往复运动时产生的惯性力大小相等且方向相反，从而实现两者的合力为零，即两者的惯性力相互抵消。同时，所述往复杆组件42的质心的运动轨迹与平衡组件52的质心的运动轨迹在同一直线上，使得所述往复式电动工具100在消除惯性力的同时不会产生额外的力矩；即理论上可以做到往复式电动工具100的振动为零，从而完全消除振动。

本发明不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本发明原理和范畴的前提下，本发明的往复式电动工具还有很多的替代方案。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。

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