CN105592963B - 用于枢转电动工具的自动制动***及其操作方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，用于枢转电动工具的自动制动***包括切削组件，支撑切削组件的切削臂，通过枢轴支撑切削臂的铰接部，可操作地连接到切削组件的主制动***，可操作地连接到铰接部的辅助制动***，以及安全电路，其构造用于感测不安全状况，并且响应于感测到不安全状况，（i）控制主制动***以抵抗由切削组件支撑的锯片的旋转，以及（ii）控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转。

Description

用于枢转电动工具的自动制动***及其操作方法

本申请要求2013年3月14日提交的美国临时申请号No. 61/781,931的权益，其通过引用全文并入本文。

技术领域

本公开涉及例如斜切锯的机器，其包括构造成迅速停止成型装置的旋转运动的保护***。

背景技术

多个电动工具已经被生产，以促进工件形成所需形状。一个这样的电动工具是斜切锯。斜切锯存在安全问题，因为斜切锯的锯片通常非常尖锐，并以高速率运动。因此，可能会在几乎瞬间发生严重的损伤，例如严重受伤的手指和很深的切口。多种不同的安全***已经被开发用于斜切锯，以对应以高速运动的暴露锯片的原有危险。一个这样的安全***为锯片防护装置。锯片防护装置可运动地包封锯片，从而提供了必须在旋转锯片暴露之前运动的物理屏障。虽然锯片防护装置有效地防止一些伤害，使用者的手指仍然接近运动的锯片，特别是当在斜切锯用于使工件成型时试图固定工件的时候。

已经开发了斜切锯安全***，其旨在当使用者的手接近或者接触锯片时停止锯片。已经开发了各种停止装置，其包括物理地***锯片的锯齿中的制动装置。在一般情况下，在检测到人在锯片附近时，信号被处理并发送到制动机构以在短时间内停止锯片旋转。一个这样的***在美国专利公开号No. 2011/0048197中公开。在其他***中，机械或电气制动器被使用。然而，在所有这些***中，锯片的短停止时间产生大的角动量，其将以很大的力向上或向下摆动头部（取决于斜切锯的锯片或马达旋转方向），这对工具的结构是破坏性的。除了引起对工具的危险，高角动量力引起对使用者的额外损伤风险。

因此，所需要的是一种简单且可靠的构造，其降低用于传送高角动量力到工具从而使工具运动的可能。

发明内容

在一个实施例中，用于枢转电动工具的自动制动***包括切削组件，支撑切削组件的切削臂，通过枢轴支撑切削臂的铰接部，可操作地连接到切削组件的主制动***，可操作地连接到铰接部的辅助制动***，以及安全电路，其构造用于感测不安全状况，并且响应于感测到不安全状况，（i）控制主制动***以抵抗由切削组件支撑的锯片的旋转，以及（ii）控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转。

在另一个实施例中，操作用于枢转电动工具的自动制动***的方法包括以切削臂支撑切削组件，使用安全电路感测不安全状况，响应于感测到不安全状况，利用安全电路控制主制动***以抵抗由切削组件支撑的锯片的旋转，以及响应于感测到不安全状况，利用安全电路控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转。

附图说明

图1描述了斜切锯组件的前右部透视图；

图2描绘在马达和锯片之间的动力传动系的示意图，其包括离合器和主制动***；

图3描绘动力传动系的右侧的简化平面图；以及

图4描绘斜切锯组件的一部分的简化平面图。

具体实施方式

为了促进对本公开原理的理解的目的，现在将参考图中所示并且在后面的文字说明中描述的实施例。应理解的是，不会由此旨在对本公开的范围进行限制。还应理解的是，本公开包括对所示实施例的任何替换和修改，并且包括本公开原理的进一步应用，如本公开所涉及领域的技术人员通常将认识到的。

现在参考图1，示出了斜切锯组件100。斜切锯组件100包括基座102和转台104，其可在基座102上旋转。斜切锯组件100还包括安装在切削头支撑组件108上的切削头106。切削头106（其在本文中也可以称为“切削组件”）包括马达110，其可操作以旋转圆形锯片112。切削头支撑组件108附接到转台104并且构造用于支撑切削头106，使得切削头106可以在转台104上运动，并且在由转台104支撑的工件上执行切削操作。附接到基座102的裂口栅栏114可用于使其上的工件对齐。

切削头支撑组件108包括倾斜臂116，切削臂118，第一枢转机构120，以及第二枢转机构122。倾斜臂116（在本文中也称为“倾斜柱”）提供用于斜切锯组件100的倾斜支撑结构。倾斜臂116通过第一枢轴机构120枢转地附接到转台104。第一枢转机构120包括铰接部布置，其使得支撑组件108的倾斜臂116在设置过程期间能够相对于转台104枢转。特别地，这种布置构造用于使得倾斜臂116能够在切削操作之前在向左方向上或向右方向上从垂直位置（如图1-2中所示）枢转至45°（未示出）或更大的角度。这种枢转允许切削组件106的锯片112从倾斜角接近转台104，并且在支撑在台104上的工件上执行有角度的切削，如本领域中公知的。

支撑组件108的切削臂118提供用于切削组件106的支撑。切削臂118经由枢轴F可枢转地连接到铰接部F。枢轴F使得切削组件106能够在切削操作过程中相对于转台104和基座102枢转运动。这种枢转允许切削组件106的锯片112朝向和远离水平转台104运动以执行切削操作。在其他实施例中，切削臂118可以安装到铰接部F部件并且铰接部F部件安装到轨道（滑动斜切锯）。用于切削臂118的另一构造是在第二枢轴122处利用枢轴直接安装在倾斜臂116上（裁断锯——非滑动或滑移斜切锯）。

切削组件106包括连接到切削臂118的手柄126，以促进切削组件106相对于转台104的运动。手柄126设计成和尺寸设计成在执行切削操作时由人手抓握。这允许使用者容易地枢转切削组件106。开关（未示出）可以设置在手柄126上，以允许使用者在切削操作期间容易地使电马达110通电和断电。锯片防护装置128覆盖圆形锯片112的顶部。下部锯片防护装置124（为了清楚目的以虚线示出）可旋转地安装到切削头组件106。下部锯片防护装置124被构造用于当切削头组件106朝向转台104枢转由此暴露圆形锯片112时相对于切削头组件106在顺时针方向旋转。

马达110和锯片112之间的连接参照图2和3进一步描述。马达110具有输出轴130，其驱动小齿轮132。小齿轮132可操作地连接到齿轮134，其驱动离合器/制动器组件133。离合器/制动器组件的输出部是主制动组件138。在一个实施例中，主制动组件138是在美国专利申请公开号No. 2011/0048197中所述的制动组件，其通过引用全文并入本文。

主制动组件138驱动皮带轮140，其可操作地通过皮带144连接到皮带轮142。在一些实施例中，皮带轮***被替换为齿轮传动的驱动***。皮带轮142被可操作地连接到齿轮146，其驱动齿轮148，该齿轮148可操作地连接到驱动轴150，锯片112安装在驱动轴150上。马达110与齿轮和皮带轮一起，构造成使得锯片112向下旋转。

小齿轮132还连接到换向齿轮152。换向齿轮152驱动齿轮154，该齿轮154驱动辅助离合器/制动器组件。辅助制动组件操作地连接到铰接部F。

图2还示出了可操作地连接到离合器/制动器组件133的安全电路160，锯片传感器162（在本实施例中位于邻近驱动轴150处）和马达110。安全电路160包括处理器164和存储器166。存储器166内的程序指令由处理器164执行，从而进行归因于其中的安全电路的动作中的至少一些。安全电路160检测何时使用者过于靠近地接近或接触锯片112，并发出信号，该信号断开离合器136并激活主制动组件138以快速停止，如在No. 2011/0048197专利公开中更详细地讨论的。

安全电路160进一步连接到离合器156和辅助制动器组件158。在感测到安全状况时，信号被发送至离合器/制动器组件133中的电磁铁，并且离合器156被释放且辅助制动器组件158被激活。辅助制动器组件158的触发时机可以与主制动组件138同步地发生或者在预定时间之后发生。在一些实施例中，时机取决于具体应用（例如，取决于斜切锯或圆锯）。在一些斜切锯应用中，例如图1的实施例，触发时机还是切削头106的旋转位置的函数。在一些实施例中，安全电路构造用于执行主制动***和辅助制动***上的可用性/可操作性测试。在一些实施例中，在主制动***和/或辅助制动***的故障检测的事件中，安全电路禁止锯操作。在其他实施例中，在主制动***的故障检测的事件中，安全电路在一些实施例中禁止辅助制动组件和锯操作。

因为辅助制动组件158与主制动***138并行工作，动态平衡机构被应用于锯。辅助制动组件158被选择成类似于主制动***138，以减小由主制动***138产生的破坏性的能量。两个制动部件相应地被设计尺寸。

相应地，当锯片112在图3的箭头200的方向上旋转和主制动***138被激活时，在图4的箭头202的方向上产生大的角动量，其迫使切削臂118在箭头202的方向上围绕枢轴122枢转。然而，辅助制动***158由于换向齿轮152在与主制动***138相反的方向上旋转，如图3中的箭头204和206所示。因此，辅助制动***158在与图4的箭头202相反的方向上产生大的角动量。辅助制动***158尺寸设计是必需的，因为其希望最小化整体工具重量和尺寸。辅助制动***可以是更小的并且重量小于主制动***，但是需要比主制动***更快地旋转，从而抵消由主制动***产生的力。其他修改可以用于提供预期的力矩臂，以抵消由主制动***138产生的力，以用于两个***之间的其他差异，例如***的位置。

举例来说，在不包括铰接部的***中，如上所述的***被修改，使得辅助制动器在***的壳体或基座上操作。相应地，主制动***以与上述相同的方式停止锯片的旋转，而辅助制动***在同时或在主制动***激活之后不久作用到壳体或基座上以减小壳体或基座的运动。

根据上述公开内容，动态机构利用主制动器实施，以减小到电动工具结构的输出力，从而使得能够在预定时间内制动以减缓可能损伤。动态机构使得能够平衡和控制电动工具，例如斜切锯头组件和圆锯。

在一些实施例中，动态机构是类似于No. 2011/0048197专利公开的机械制动器。

在各种实施例中，基于其转速和主制动器的转速和其转动惯量，动态机构被相应地设计尺寸。

动态机构可以利用顺时针或逆时针方向上的马达旋转构造，取决于特定实施例。

在一些实施例中，动态机构是机械制动器，其中制动力能够被引导至锯片锯齿、锯片壁、输出轴、或任何驱动机构。例如，主制动器可以是机械制动器，例如与锯片锯齿接触的铝块，或任何摩擦材料，其与锯片壁、输出轴、或任何驱动机构接触。

在一些实施例中，动态机构是喷射物质的烟火机构。在其他实施例中，动态机构是在马达组件内产生的电子制动。

虽然以特定的构造示出，除了所示的方位以外，动态机构为了紧密度能够以任何方位构造。

虽然本公开已经在附图和前面的描述中进行了示出和描述，其应被认为是说明性的且不限于具体特征。应理解的是，仅展现了优选的实施例，落入本公开范围内的所有变化、修改和进一步应用都要求得到保护。

Claims (11)

1.一种用于枢转电动工具的自动制动***，包括：

切削组件；

支撑切削组件的切削臂；

通过枢轴支撑切削臂的铰接部；

可操作地连接到切削组件的主制动***；

可操作地连接到铰接部的辅助制动***；以及

安全电路，其构造用于感测不安全状况，并且响应于感测到不安全状况，（i）控制主制动***以抵抗由切削组件支撑的锯片的旋转，以及（ii）控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转，

其中：

主制动组件通过主离合器可操作地连接到马达；

辅助制动组件通过辅助离合器可操作地连接到马达；以及

安全电路构造用于响应于感测到不安全状况断开主离合器和辅助离合器。

2.根据权利要求1所述的自动制动***，其中：

主制动组件可操作地定位在主离合器和皮带轮之间，皮带轮可操作地连接到锯片。

3.根据权利要求1所述的自动制动***，其中：

主离合器通过第一齿轮可操作地连接到马达；以及

辅助离合器通过第二齿轮和换向齿轮可操作地连接到马达。

4.根据权利要求1所述的自动制动***，其中辅助制动组件尺寸设计成产生转动惯量，该转动惯量的大小基本上等于由主制动组件产生的转动惯量。

5.根据权利要求4所述的自动制动***，其中辅助制动***在尺寸上小于主制动***。

6.一种操作用于枢转电动工具的自动制动***的方法，包括：

以切削臂支撑切削组件；

使用安全电路感测不安全状况；

响应于感测到不安全状况，利用安全电路控制主制动***以抵抗由切削组件支撑的锯片的旋转；以及

响应于感测到不安全状况，利用安全电路控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转，

其进一步包括：

响应于感测到不安全状况，利用安全电路断开主离合器，主制动组件通过主离合器可操作地连接到马达；

响应于感测到不安全状况，利用安全电路断开辅助离合器，辅助制动组件通过辅助离合器可操作地连接到马达。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：

在感测到不安全状况之前，利用马达通过皮带轮旋转锯片，所述皮带轮可操作地连接到主离合器。

8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：

在感测到不安全状况之前，利用马达通过第一齿轮旋转主离合器；以及

在感测到不安全状况之前，利用马达通过第二齿轮和换向齿轮旋转辅助离合器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

旋转主离合器包括利用主离合器以第一速度旋转主制动器；

旋转辅助离合器包括利用辅助离合器以第二速度旋转辅助制动器；以及

第二速度大于第一速度。

10.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：

通过利用安全电路控制主制动***以抵抗锯片的旋转，产生第一转动惯量；以及

通过利用安全电路控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转，产生第二转动惯量，其中第二转动惯量具有的大小基本上等于第一转动惯量的大小。

11.根据权利要求6所述的方法，其中利用安全电路控制主制动***以抵抗锯片的旋转与利用安全电路控制辅助制动***以抵抗切削臂的旋转基本上同步发生。