CN101056732B - 具有功率输出特征的工具夹盘 - Google Patents

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Abstract

一种工具夹盘可包括轴支承夹盘爪。该轴可提供第一传动机构功率路径，用于旋转地驱动所述夹盘爪。该轴具有通孔。夹盘致动机构设置在该通孔中。该夹盘致动机构可提供用于开启和关闭该夹盘爪的第二传动机构功率路径。

Description

具有功率输出特征的工具夹盘
相关申请的交叉引用
该美国非临时申请根据35USC§119要求2004年9月20日提交的美国临时申请No.60/610,973的优先权，其完整内容引用结合于此。
技术领域
本发明总体涉及用于将附件连接至功率驱动器的工具夹盘，尤其涉及一种具有可经由驱动器的传动机构产生的动力致动的夹盘爪的工具夹盘。
背景技术
传统工具夹盘可具有可使用夹盘键旋转的转动环，从而伸出和缩回夹盘爪。虽然通常情况下这种工具夹盘能够提供可接受的性能，但是它们并非没有缺点。例如，传统工具夹盘需要繁琐的夹盘键操作、夹盘键保持和其他不便的操作。
鉴于与夹盘键关联的缺点，工具夹盘已经发展出具有能够手动旋转的转动环(或者套筒)，从而在不使用夹盘键的情况下固紧夹盘爪。其他发展包括使用功率驱动器产生的动力来开启和关闭夹盘爪的工具夹盘。为了实现该目的，工具夹盘可设置有套筒，该套筒可沿轴向移动至该套筒能够固定至(即，旋转地固定)电动驱动器壳体的位置处。因此，当驱动器启动时，驱动器的心轴(以及因此夹盘爪)相对于套筒旋转。心轴与套筒之间的相对旋转可固紧或松开夹盘爪。
传统无键工具夹盘具有相关缺点。流入，这些工具夹盘需要操作者操作套筒(即，旋转该套筒和/或沿轴向滑动该套筒)。这些操作难以进行，尤其在操作者尝试同时将附件插入夹盘爪的时候。同样，当工具启动时，操作者可不用在意套筒与工具壳体之间的固定条件。
发明内容
根据示例性的非限制性实施例，工具夹盘可包括轴支承夹盘爪。轴可提供用于旋转地驱动夹盘爪的第一传动机构功率路径。轴可具有通孔。夹盘致动机构可设置在通孔中。夹盘致动机构可提供用于开启和关闭夹盘爪的第二传动机构功率路径。
根据另一示例性的非限制性实施例，工具夹盘可包括轴支承夹盘爪。轴可提供连通于夹盘爪的第一传动机构功率路径。轴可具有通孔。夹盘致动机构可安装在通孔中。夹盘致动机构可提供连通于夹盘爪的第二传动机构功率路径。
根据另一示例性的非限制性实施例，工具传动机构可包括支承至少一个行星齿轮的承载件。中心齿轮可连接至该承载件。中心齿轮和承载件可旋转地锁定到一起并且可相对彼此轴向移动。
根据另一示例性的非限制性实施例，电动工具可包括壳体。传动机构可安装在壳体上。传动机构可具有主旋转轴。套筒可安装在壳体上。套筒可相对于壳体移动从而沿着主旋转轴移动传动机构的至少一个部件。套筒的中心轴可偏离于主旋转轴。
包括各部件结构和组合的各种和新颖细节的上述和其他特征将更加详细地参照附图进行说明。应该理解，示例性实施例的详细内容仅通过图示的方式示出而并非对本发明进行限制。本发明的原理和特征可实现为各种和多个实施例。
附图说明
本发明的示例性实施例将根据下述详细实施例和附图进行完整的理解，其中，类似的元件由类似的附图标记表示，这些元件只是示意性地示出，没有脱离本发明的范围。
图1是根据本发明示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
图2和3是示出具有根据本发明的另一示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
图4是根据本发明的另一示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
图5是可用于转换图4所示的示例性工具夹盘的操作模式的按钮的局部侧视图。
图6是根据本发明的另一示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
图7和8是示出根据本发明的另一示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
图9是可用于转换图7和8中所示的示例性工具夹盘的操作模式的转换套筒的分解透视图。
图10和11是另一示例性转换套筒的示意性图示。
图12是另一示例性转换套筒的示意性图示。
图13和14是示出根据本发明的另一示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
图15-18是示出根据本发明的另一示例性的非限制性实施例的具有功率输出特征的工具夹盘的示意性图示。
具体实施方式
I.图1所示的示例性实施例：
图1示出具有功率输出特征的工具夹盘50的示例性的非限制性实施例。工具夹盘50可设置在功率驱动器(例如，钻机)上，用于保持工具(例如，钻头)。但是，应该理解，工具夹盘50可适当地用于各种功率驱动器(除了钻机)以保持各种工具(除了钻头)。
A结构：
参照图1，工具夹盘50可连接至功率驱动器的传动机构70。传动机构70可将电动机(未示出)连接至工具夹盘50。传动机构70可使用齿轮装置实现输入rpm(来自于电动机)与输出rpm(输送至工具夹盘50)之间的比值的改变。
在该示例性实施例中，传动机构70可包括三个行星减速系统。但是，应该理解，本发明并不局限于此。例如，可使用多于或少于三个的行星减速系统。此外，可适当地采用除了行星减速系统传动机构以外的传动机构(例如，传统平行轴传动机构)。
为了简便起见，图1中只示出一个单独的行星减速系统(“第三级减速系统”)。第三级减速系统可包括固定在第二级承载件78s的前侧上的第三级中心齿轮72t。多个第三级行星齿轮74t可与第三级中心齿轮72t啮合。每个第三级行星齿轮74t可旋转地安装在由第三级承载件78t支承的相应轴76t。第三级环形齿轮80t可与第三级行星齿轮74t啮合。
第三级环形齿轮80t可沿轴向方向相对于功率驱动器的壳体95移动从而选择性地操作第三级减速系统。第三级减速系统可通过将第三级环形齿轮80t移动至轴向向后位置而进行操作，如图1所示。这里，第三级环形齿轮80t可经由配合特征旋转地固定至壳体95。例如，并不是限制本发明，第三级环形齿轮80t可具有能够与壳体95的固定元件96啮合的纵向突起81。这种配合特征在现有技术中是公知的，因此省略了对其的详细说明。当第三级减速系统进行操作时，第三级中心齿轮72t的一次旋转可以仅引起第三级承载件78t的部分旋转。
第三级减速系统可通过将第三级环形齿轮80t移动至轴向向前位置而不起作用。在轴向向前位置处，第三级环形齿轮80t的配合特征81、96可分别脱开，使得第三级环形齿轮80t可相对于壳体95旋转。此外，第三级环形齿轮80t可与第三级行星齿轮74t以及第三级承载件78t啮合。当第三级减速系统不产生作用时，第三级中心齿轮72t、第三级行星齿轮74t和第三级承载件78t可作为一个单元共同旋转。
第一和第二级减速系统可以类似于上述的第三级减速系统。例如，在第二级减速系统中，第二级中心齿轮可设置在第一级承载件的前侧。在第一级减速系统中，第一级中心齿轮可旋转地固定至电动机的旋转轴。
传动机构70的所有减速系统可包括相应的环形齿轮，这些齿轮可进行轴向移动从而选择性地对其进行操作。每个环形齿轮可分别支承径向导向的凸轮从动件。例如，环形齿轮的外表面可设置有其中具有线缆的连续周向槽。该线缆可滑动地通过周向凹槽并且可具有沿径向方向延伸并且离开周向凹槽的自由端。线缆的自由端可构成用于对应环形齿轮的凸轮从动件。凸轮从动件可容纳于安装在壳体95上的转换套筒的各个狭槽中。当旋转转换套筒时，狭槽可将凸轮从动件(以及因此的对应环形齿轮)移动至所需的轴向位置。转换套筒将在下面的部分V进行更详细的说明。
具体级(经由对应的中心齿轮)的输入是紧接前级的(经由前一承载件)的输出。因此，三个减速系统可结合地或者单独地操作从而获得所需的传动机构输出。
在该示例性实施例中，功率可经由第三级承载件78t从传动机构70输出。为了实现这一目的，第三级承载件78t可具有设置有驱动凸片62的前表面和设置有驱动凸片64的后表面。同样，第三级承载件78t可相对于壳体95在向前位置与向后位置之间可进行轴向移动。当第三级承载件78t处于轴向向前位置时，驱动凸片62可与设置在输入轴40上的凸片42相互作用。在这种条件下，第三级承载件78t和输入轴40可旋转地固定在一起使得传动机构的功率进行传输从而旋转地驱动工具夹盘50(在正常操作模式下)。当第三级承载件78t处于轴向向后位置时，驱动凸片62可脱开输入轴40，驱动凸片64可与夹盘致动轴30上的凸片34相互作用。在这种条件下，第三级承载件78t和夹盘致动轴30可旋转地固定在一起，使得传动机构功率可进行传送从而致动工具夹盘50(处于夹盘致动模式)。
第三级承载件78t可包括夹盘致动轴30延伸穿过的开口。在图1中，第三级承载件78t处于轴向中间位置(即，轴向向前位置与轴向向后位置之间)。这里，第三级承载件78t可相对于输入轴40和夹盘致动轴30进行轴向和旋转移动。
第三级承载件78t的外表面可以设置有连续的周向凹槽79，在该凹槽中具有线缆(未示出)。该线缆可滑过周向凹槽79并且可具有沿径向方向延伸并且离开周向凹槽79的自由端。线缆的自由端可构成凸轮从动件。凸轮从动件可容纳于安装在壳体95上的转换套筒的狭槽中。当旋转转换套筒时，狭槽可将凸轮从动件(以及因此的第三级承载件78t)移动至所需的轴向位置。
输入轴40可安装成在壳体95中进行旋转(经由轴承5、6)。在该示例性实施例中，输入轴40的前端可包括夹盘爪2可分别滑过的倾斜通道9。倾斜通道9可旋转地将输入轴40固定至夹盘爪2。输入轴40可包括具有径向面向内的螺纹43的孔，该螺纹与夹盘致动丝杠32的径向面向外的螺纹33相互作用。即，输入轴40可螺纹连接至夹盘致动丝杠32。设置在输入轴40与夹盘致动丝杠32之间的O形环7防止碎屑进入并且污染工具夹盘50和传动机构70的内部。
夹盘致动丝杠32可由输入轴40支承。螺纹33、43的相互作用可使得夹盘致动丝杠32沿轴向相对于输入轴40前进或缩回。夹盘致动丝杠32的后端可包括容纳夹盘致动轴30的前端的盲孔31。夹盘致动丝杠32和夹盘致动轴30可旋转地固定在一起并且夹盘致动丝杠32可相对于夹盘致动轴30进行轴向移动。例如，盲孔31可包括纵向花键(未示出)，该花键可由设置在夹盘致动轴30上的对应特征容纳。这一花键连接件(以及其他备选连接件)在现有技术中已经公知，因此，详细的讨论在此省略。夹盘致动丝杠32的前端可支承推杆头部35。
推杆头部35可安装在夹盘致动丝杠32上以进行旋转。轴承8可设置成促使推杆头部35和夹盘致动丝杠32之间的相对旋转。推杆头部35可包括径向导向的通道36，在该通道中，夹具爪2分别受支承。径向导向的通道36可导向夹具爪2的径向移动，并且同时可以旋转地将夹具爪2固定至推杆头部35。
自动心轴锁20可安装在输入轴40与壳体95之间。应该理解，自动心轴锁在现有技术中已经公知。例如，在美国专利No.6,311,787中已经记载有典型的自动心轴锁，其完整内容引用结合于此。在美国专利No.6,311,787中公开的自动心轴锁可适当地实施为图1所示的示例性实施例，本领域技术人员容易进行微小的改变。在任何情况下，仅仅示例性地示出于图1中的自动心轴锁20可提供下面的功能。
在一方面，自动心轴锁20可允许输入轴40在第三级承载件78t处于轴向向前位置(即，在正常操作模式期间)时进行旋转(相对于壳体95)。这里，第三级承载件78t的前表面上的驱动凸片66与自动心轴锁20的滚轮笼(未示出)相互作用。当驱动器启动时，第三级承载件78t(经由驱动凸片66)可旋转地驱动滚轮笼，由此允许输入轴40相对于壳体95旋转。
另一方面，心轴锁20可防止输入轴40在第三级承载件78t处于轴向向后位置(即，在夹具致动模式期间)时进行旋转(相对于壳体95)。这里，驱动凸片66可脱开自动心轴锁20。因此，当驱动器启动时，第三级承载件78t无法旋转地驱动滚轮笼，使得输入轴40可旋转地锁定至壳体95。
B操作：
工具夹盘50可根据第三级承载件78t的轴向位置进行不同的操作。一方面，当第三级承载件78t处于轴向向前位置时，从传动机构70输出的功率可旋转地以正常操作模式驱动工具夹盘50。另一方面，当第三级承载件78t处于轴向向后位置时，从传动机构70输出的功率可以夹盘致动模式致动工具夹盘50开启或关闭夹盘爪2。
更具体地说，为了实现正常操作模式，操作者可旋转转换套筒(相对于壳体95)从而将第三级承载件78t移位到轴向向前位置。当驱动器启动时，第三级承载件78t的驱动凸片62可旋转地驱动输入轴40(经由凸片42)，驱动凸片66可旋转地驱动自动心轴锁20的滚轮笼。此时，第三级承载件78t、滚轮笼和输入轴40可在相同的旋转速度下相对于壳体95受到驱动。
输入轴40，经由倾斜通道9，可与夹具爪2共同旋转。夹具爪2设置在径向通道36中，并且可旋转地驱动推杆头部35。夹盘致动丝杠32和夹盘致动轴30可与输入轴40共同旋转。因此，输入轴40、夹具爪2、推杆头部35、夹盘致动丝杠32和夹盘致动轴30可作为一个单元相对于壳体95共同旋转。
为了实现夹具致动模式，操作者可旋转转换套筒(相对于壳体95)从而将第三级承载件78t移位到轴向向后位置。这里，驱动凸片62、66可分别地从输入轴40的凸片42和自动心轴锁20的滚轮笼脱离。当驱动器启动时，第三级承载件78t的驱动凸片62可旋转地驱动夹盘致动轴30(经由凸片34)。此时，第三级承载件78t和夹盘致动轴30(以及因此夹盘致动丝杠32)可在相同的旋转速度下相对于壳体95驱动。
夹盘致动丝杠32可相对于输入轴40旋转，其可经由自动心轴锁20旋转地锁定至壳体95。该相对旋转可使得夹盘致动丝杠32(根据丝杠32的旋转方向)借助径向面向内螺纹43和径向面向外螺纹33之间的相互作用沿轴向方向向前或缩回。夹盘致动丝杠32的位移运动可推动或拉动推杆头部35。
推杆头部35可保持旋转地固定至输入轴40(经由位于径向通道36和倾斜通道9中的夹具爪2)。因此，夹盘致动丝杠32可相对于推杆头部35旋转。推杆头部35的位移移动可推动或拉动夹具爪2，由此开启和/或关闭夹具爪2。
例如，在关闭操作期间，夹盘致动丝杠32(与推杆头部35和夹具爪2共同地)可沿轴向方向前进。在该时间期间，输入轴40的倾斜通道9可通过推杆头部35的径向导向通道36使夹具爪2沿径向向内方向移动。
II.图2和3所示的示例性实施例
图2和3示出具有功率输出特征的工具夹盘50’的另一示例性非限制实施例。该示例性实施例类似于部分I中讨论的示例性实施例。但是，在该示例性实施例中，第二级承载件78’和第三级中心齿轮72t’可相对于彼此轴向地运动。
A结构：
参照图2，工具夹盘50’可连接至功率驱动器的传动机构70’。传动机构70’可将电动机(未示出)连接至工具夹盘50’。
在该示例性实施例中，传动机构70’可包括三个行星减速系统。但是，本发明并不局限于此。
传动机构70’d的第三级减速系统示出于图2。第三级减速系统可包括设置在第二级承载件78s的前侧上的第三级中心齿轮72t’。这里，第三级中心齿轮72t’和第二级承载件78s’旋转地固定在一起并且可轴向相对移动。仅举例说明，并非限制本发明，第三级中心齿轮72t’可包括由设置在第二级承载件78s’上的配合特征容纳的纵向花键73’。
压缩弹簧61’可设置在第二级承载件78s’与第三级中心齿轮72t’之间。压缩弹簧61’可沿轴向向前方向推动第三级中心齿轮72t’。第三级中心齿轮72t’可包括凸缘71’。
多个第三级行星齿轮74t’可与第三级中心齿轮72t’啮合。每个第三级行星齿轮74t’可旋转地安装在由第三级承载件78t’支承的相应轴上。第三级环形齿轮80t’可与第三级行星齿轮74t’啮合。
第三级环形齿轮80t’可沿轴向方向相对于功率驱动器的壳体95’移动从而选择性地操作第三级减速系统。转换套筒可用于轴向移动第三级环形齿轮80t’。
功率可经由第三级承载件78t’从传动机构70’输出。为了实现这一目的，第三级承载件78t’可具有设置有驱动凸片62’的前表面。同样，第三级承载件78t’可相对于壳体95’在向前位置与向后位置之间进行轴向移动。当第三级承载件78t’处于轴向向前位置时(如图2所示)，驱动凸片62’可与设置在输入轴40’上的凸片42’相互作用。在这种条件下，第三级承载件78t’和输入轴40’可旋转地固定在一起使得传动机构功率进行传输从而旋转地驱动工具夹盘50’(在正常操作模式下)。当第三级承载件78t’处于轴向向后位置时(如图3所示)，驱动凸片62可脱开输入轴40。在这种条件下，传动机构功率可进行传送从而致动工具夹盘50’(处于夹盘致动模式)。
第三级承载件78t’可包括夹盘致动轴30’延伸穿过的开口。第三级承载件78t’可轴向固定地并且旋转地连接至夹盘致动轴30’。例如，参照图3A，第三级承载件78t’和夹盘致动轴30’可具有对应的形状，并且弹性部件28’可夹置在第三级承载件78t’与夹盘致动轴30’之间。如下文详细说明那样，弹性部件28’可弹性地压缩从而允许在第三级承载件78t’与夹盘致动轴30’之间进行一些相对旋转。夹盘致动轴30’可相对于输入轴40’旋转。
第三级承载件78t’的外表面可设置有连续的周向凹槽79’，在该凹槽中具有线缆(未示出)。该线缆可滑过周向凹槽79’并且可具有沿径向方向延伸并且离开周向凹槽79’的自由端。线缆的自由端可容纳于安装在壳体95’上的转换套筒的狭槽中。当旋转转换套筒时，狭槽可将线缆(以及因此的第三级承载件78t’)移动至所需的轴向位置。
输入轴40’可安装成在壳体95’中进行旋转(经由轴承5’、6’)。输入轴40’的前端可包括夹盘爪2’可分别滑过的倾斜通道9’。倾斜通道9’可旋转地将输入轴40’固定至夹盘爪2’。输入轴40’可包括具有径向面向内的螺纹43’的孔，该螺纹与夹盘致动丝杠32’的径向面向外的螺纹33’相互作用。
夹盘致动丝杠32’可由输入轴40’支承。螺纹33’、43’的相互作用可使得夹盘致动丝杠32’沿轴向相对于输入轴40’前进或缩回。夹盘致动丝杠32’的后端可包括容纳夹盘致动轴30’的前端的盲孔31’。夹盘致动丝杠32’和夹盘致动轴30’可旋转地固定在一起并且夹盘致动丝杠32’和夹盘致动轴30’可相对于彼此进行轴向移动。例如，盲孔31’可包括纵向花键(未示出)，该花键可由设置在夹盘致动轴30’上的对应特征容纳。夹盘致动丝杠32’的前端可支承推杆头部35’。
推杆头部35’可安装在夹盘致动丝杠32’上以进行旋转。轴承8’可设置成促使推杆头部35’和夹盘致动丝杠32’之间的相对旋转。推杆头部35’可包括径向导向的通道36’，在该通道中，夹具爪2’分别受到支承。径向导向的通道36’可导向夹具爪2’的径向移动，并且同时可以旋转地将夹具爪2’固定至推杆头部35’。
自动心轴锁20’可安装在输入轴40’与壳体95’之间。一方面，自动心轴锁20’可允许输入轴40’在第三级承载件78t’处于图2所示的轴向向前位置(即，在正常操作模式期间)时进行旋转(相对于壳体95’)。这里，第三级承载件78t’的前表面上的驱动凸片66’可与自动心轴锁20’的滚轮笼(未示出)相互作用。当驱动器启动时，第三级承载件78t’(经由驱动凸片66’)可旋转地驱动滚轮笼，由此允许输入轴40’相对于壳体95’旋转。
另一方面，心轴锁20’可防止输入轴40’在第三级承载件78t’处于如图3所示的轴向向后位置(即，在夹具致动模式期间)时进行旋转(相对于壳体95’)。这里，驱动凸片66’可脱开自动心轴锁20’。因此，当驱动器启动时，第三级承载件78t’无法旋转地驱动滚轮笼，使得输入轴40’可旋转地锁定至壳体95’。
B操作：
工具夹盘50’可根据第三级承载件78t’的轴向位置进行不同地操作。一方面，当第三级承载件78t’处于轴向向前位置时，从传动机构70’输出的功率可旋转地以正常操作模式驱动工具夹盘50’。另一方面，当第三级承载件78t’处于轴向向后位置时，从传动机构70’输出的功率可以夹盘致动模式致动工具夹盘50’从而开启或关闭夹盘爪2’。
更具体地说，为了实现正常操作模式，操作者可旋转转换套筒(相对于壳体95’)从而将第三级承载件78t’移位到图2所示的轴向向前位置。此时，弹簧61'可促使第三级中心齿轮72t’与第三级承载件78t’共同地沿轴向向前方向移动。第三级中心齿轮72t’的向前行程可由夹盘致动轴30’限制(该夹盘致动轴30’可与第三级承载件78t’共同地并且相对于夹盘致动丝杠32’轴向移动)。因此，第三级中心齿轮72t’的凸缘71’可确保第三级行星74t’保持在第三级承载件78t’上的理想位置。在这一方面，凸缘71’可用作保持器。
当驱动器启动时，第三级承载件78t’的驱动凸片62’可旋转地驱动输入轴40’(经由凸片42’)，驱动凸片66’可旋转地驱动自动心轴锁20’的滚轮笼。第三级承载件78t’也可旋转地驱动夹盘致动轴30’。因此，第三级承载件78t’、滚轮笼和输入轴40’和夹盘致动轴30’可在相同的旋转速度下相对于壳体95’驱动。这里，可在夹盘致动轴30’与第三级中心齿轮72t’之间进行相对旋转。
输入轴40’，经由倾斜通道9’，可与夹具爪2’共同旋转。夹具爪2’设置在径向通道36’中，并且可旋转地驱动推杆头部35’。夹盘致动丝杠32’和夹盘致动轴30’可与输入轴40’共同旋转。因此，输入轴40’、夹具爪2’、推杆头部35’、夹盘致动丝杠32’和夹盘致动轴30’可作为一个单元相对于壳体95’共同旋转。
为了实现夹具致动模式，操作者可旋转转换套筒(相对于壳体95’)从而将第三级承载件78t’移位到图3所示的轴向向后位置。夹盘致动轴30’(夹盘致动轴30’可与第三级承载件78t’共同地并且相对于夹盘致动丝杠32’进行轴向移动)克服弹簧61’的作用沿轴向向后方向驱动第三级中心齿轮72t’。如图3所示，驱动凸片62’、66’可分别地从输入轴40’的凸片42’和自动心轴锁20’的滚轮笼脱离。
当驱动器启动时，第三级承载件78t’可旋转地驱动夹盘致动轴30’。此时，第三级承载件78t’和夹盘致动轴30’(以及因此夹盘致动丝杠32’)可在相同的旋转速度下相对于壳体95’驱动。
夹盘致动丝杠32’可相对于输入轴40’旋转，其可经由自动心轴锁20’旋转地锁定至壳体95’。该相对旋转可使得夹盘致动丝杠32’(根据丝杠32’的旋转方向)借助径向面向内螺纹43’和径向面向外螺纹33’之间的相互作用沿轴向方向向前或缩回。夹盘致动丝杠32’的位移运动可推动或拉动推杆头部35’。
推杆头部35’可保持旋转地固定至输入轴40’(经由位于径向通道36’和倾斜通道9’中的夹具爪2’)。因此，夹盘致动丝杠32’可相对于推杆头部35’旋转。推杆头部35’的位移移动可推动或拉动夹具爪2’，由此开启和/或关闭夹具爪2’。
弹性部件28’位于夹盘致动轴30’与第三级承载件78t’之间，其作用如下。假定驱动器以夹盘致动模式操作从而关闭附件上的夹盘爪2’。一旦工具夹盘50’固紧(即，当夹盘爪2’夹紧附件时)，那么夹盘致动轴30’可停止旋转。此时，传动机构70’的动力可持续旋转地驱动第三级承载件78t’，由此在第三级承载件78t’与夹盘致动轴30’之间产生相对旋转。该相对旋转可压缩弹性部件28’。采用这种方式，弹性部件28’可使传动机构70’上的夹紧操作进行得不那么突然并且更加轻柔。此外，由弹性部件28’提供的角度柔量可更容易将驱动凸片接合在向前位置。
III.图4和5所示的示例性实施例
图4示出具有功率输出特征的工具夹盘150的另一示例性非限制实施例。该示例性实施例在包括有功率输出特性的程度上类似于先前的示例性实施例。但是，具有如下所述的若干显著区别。
A结构：
参照图4，工具夹盘150可连接至功率驱动器的传动机构170。传动机构170可将电动机(未示出)连接至工具夹盘150。
在前述实施例中，传动机构170可包括三个行星减速系统。但是，本发明并不局限于此。
图4中只示出一个单独的行星减速系统(“第三级减速系统”)。第三级减速系统可包括固定在第二级承载件178s的前侧上的第三级中心齿轮172t。多个第三级行星齿轮174t可与第三级中心齿轮172t啮合。每个第三级行星齿轮174t可旋转地安装在由第三级承载件178t支承的相应轴176t。第三级环形齿轮180t可与第三级行星齿轮174t啮合。
第一和第二级减速系统可以类似于第三级减速系统。例如，传动机构70所有的行星减速系统可包括相应的环形齿轮，这些齿轮可进行轴向移动从而选择性地对其进行操作。具体级(经由对应中心齿轮)的输入是紧接前级的(经由前一承载件)的输出。因此，三个减速系统可结合地或者单独地操作从而获得所需的传动机构输出。
在该示例性实施例中，功率可经由第三级承载件178t从传动机构170输出。为了实现这一目的，第三级承载件178t和输入轴140可旋转地固定在一起使得传动机构的功率进行传输从而旋转地驱动工具夹盘150(在正常操作模式下和夹盘致动模式下)。仅举例说明，并不是限制本发明，第三级承载件178t和输入轴140可以采用整体的、一件式结构。
在该示例性实施例中，功率可经由第三级中心齿轮172t从传动机构170输出。如上所述，第三级中心齿轮172t可固定在第二级承载件178s的前侧上，并且在这一方面，功率可经由第二(或前一)级减速系统从传动机构170输出。为了实现这一目的，第三级中心齿轮172t可具有设置有驱动凸片164的前表面。同样，第三级中心齿轮172t(与第二级承载件178s共同地)可相对于壳体195在向前位置与向后位置之间轴向移动。
当第三级中心齿轮172t处于轴向向前位置时，驱动凸片164可与设置在夹盘致动轴130上的凸片134相互作用。在这种条件下，第三级中心齿轮172t和夹盘致动轴130可旋转地固定在一起使得传动机构的功率进行传输从而旋转地驱动工具夹盘150(在夹盘致动模式下)。当第三级中心齿轮172t处于图1所示的轴向向后位置时，驱动凸片164可脱开夹盘致动轴130。在这种条件下，第三级中心齿轮172t和夹盘致动轴130可彼此相对地旋转(处于正常操作模式)。
第二级承载件178s的外表面可设置有连续的周向凹槽，在该凹槽中具有线缆(未示出)。该线缆可滑过周向凹槽并且可具有沿径向方向延伸并且离开周向凹槽的自由端。参照图5，线缆的自由端连接至安装成在壳体195上进行轴向移动的按钮189。按钮189可相对于壳体195移动，由此移动该线缆(以及因此的第二级承载件178s和第三级中心齿轮172t)到达理想的轴向位置。按钮189可操作连接至用于选择性地启动驱动器的开关。这里，当操纵该按钮189将第二级承载件178s和第三级中心齿轮172t移位至轴向向前位置时，该开关可启动该驱动器。
本领域技术人员可知，第二级承载件178s可由除了图5所示的按钮189之外的结构轴向定位。例如，设置在第二级承载件178s上的线缆的自由端可容纳在转换套筒的狭槽中。当旋转该转换套筒时，狭槽可将线缆(以及因此的第二级承载件178s)移位至理想的轴向位置。由于转换套筒可用于轴向定位行星减速系统的环形齿轮，所以驱动器可以夹盘致动模式采用预定的齿轮减速和扭矩进行操作。
参照图4，输入轴140可安装成在壳体195中进行旋转(经由轴承105)。在该示例性实施例中，输入轴140的前端可包括夹盘爪102可分别滑过的通道109。通道9可导引夹盘爪102的径向移动，并且同时可旋转地将输入轴140固定至夹盘爪102。输入轴140包括夹盘致动轴130延伸穿过的孔。输入轴140和夹盘致动轴130可轴向地固定在一起并且彼此相对地旋转。O形环107可设置在输入轴140与夹盘致动轴130之间，并且可防止碎屑进入并且污染工具夹盘150和传动机构170的内部
夹盘致动轴130可具有径向面向内的螺纹143，该螺纹与夹盘致动丝杠132的径向面向外的螺纹133相互作用。即，夹盘致动轴130可螺纹连接至夹盘致动丝杠132。
夹盘致动丝杠132可在螺纹33、43的相互作用下沿轴向相对于夹盘致动轴130(以及因此的输入轴140)前进或缩回。夹盘致动丝杠132的前端可包括倾斜通道136，夹盘爪102分别支承在其中。倾斜通道136可旋转地将夹盘爪102固定至夹盘致动丝杠132。
B操作：
工具夹盘150可根据第三级中心齿轮172t的轴向位置进行不同地操作。一方面，当第三级中心齿轮172t处于轴向向后位置时，从传动机构170输出的功率可旋转地以正常操作模式驱动工具夹盘150。另一方面，当第三级中心齿轮172t处于轴向向前位置时，从传动机构170输出的功率可以夹盘致动模式致动工具夹盘150从而开启或关闭夹盘爪102。
更具体地说，为了实现正常操作模式，操作者可移动按钮189(相对于壳体195)从而将第二级承载件178s(以及因此的第三级中心齿轮172t)移动至图4所示的轴向向后位置。当驱动器启动时，第三级承载件178t可与输入轴140共同旋转。此时，第三级中心齿轮172t和夹盘致动轴130可彼此相对地并且相对于壳体195旋转。
输入轴140，经由倾斜通道109，可与夹具爪102共同旋转。夹具爪102设置在倾斜通道136中，并且可旋转地驱动夹盘致动丝杠132。夹盘致动丝杠132和夹盘致动轴130可与输入轴140共同旋转。因此，输入轴140、夹具爪102、夹盘致动丝杠132和夹盘致动轴130可作为一个单元相对于壳体195共同旋转。
为了实现夹具致动模式，操作者可移动按钮189(相对于壳体195)从而将第二级承载件178s(以及因此的第三级中心齿轮172t)移动至轴向向后位置。当驱动器启动时，第三级承载件178t可与输入轴140共同旋转。借助通道109、136、输入轴140、夹盘爪102和夹盘致动丝杠132可作为一个单元进行旋转。同时，第三级中心齿轮172t的驱动凸片164可旋转地驱动夹盘致动轴130(经由凸片134)。
当第三级减速进行操作时(如图4所示)，第三级中心齿轮172t的一次旋转可使第三级承载件178t(经由第三级行星齿轮174t和旋转固定的第三级环形齿轮180t)仅产生部分的旋转。换句话说，相对于壳体195，第三级中心齿轮172t(以及因此的夹盘致动轴130)可比第三级承载件178t(以及因此的夹盘致动丝杠132)更快速地旋转。
旋转驱动的夹盘致动轴130和旋转驱动的夹盘致动丝杠132之间的速度差可导致两个部件之间的相对旋转。该相对旋转可借助径向面向内螺纹143与径向面向外螺纹133之间的相互作用(根据传动机构170的输出的旋转方向)沿轴向伸出或缩回夹盘致动丝杠132。随着夹盘致动丝杠132相对于夹盘致动轴130(以及输入轴140)前进或缩回，夹盘爪102可滑过通道136。通道136可将夹盘爪102径向移动并且通过输入轴140的通道109，由此开启和/或关闭夹盘爪102。
IV.图6所示的示例性实施例
图6示出具有功率输出特征的工具夹盘250的另一示例性非限制实施例。该示例性实施例类似于部分III中讨论的示例性实施例。但是，该示例性实施例可采用类似于图1所示的夹盘爪。
A结构：
图6只示出传动机构270的一个单独的行星减速系统(“第三级减速系统”)。第三级减速系统可包括固定在第二级承载件278s的前侧上的第三级中心齿轮272t。多个第三级行星齿轮274t可与第三级中心齿轮272t啮合。每个第三级行星齿轮274t可旋转地安装在由第三级承载件278t支承的相应轴276t。第三级环形齿轮280t可与第三级行星齿轮274t啮合。
在先前实施例中，传动机构270可包括类似于所示第三级减速系统的其他行星减速系统(例如，第一级减速系统和第二级减速系统)。
功率可经由第三级承载件278t从传动机构270输出。为了实现这一目的，第三级承载件278t和输入轴240可旋转地固定在一起使得传动机构的功率进行传输从而旋转地驱动工具夹盘250(在正常操作模式下和夹盘致动模式下)。
功率也可经由第三级中心齿轮272t从传动机构270输出。为了实现这一目的，第三级中心齿轮272t可具有设置有驱动凸片264的前表面。同样，第三级中心齿轮272t(与第二级承载件278s共同地)可相对于壳体295在向前位置与向后位置之间轴向移动。
当第三级中心齿轮272t处于轴向向前位置时，驱动凸片264可与设置在夹盘致动轴230上的凸片234相互作用使得传动机构功率可输送从而致动工具夹盘250(处于夹具致动模式)。当第三级中心齿轮272t处于图6所示的轴向向后位置时，驱动凸片264可脱开夹盘致动轴230使得第三级中心齿轮272t和夹盘致动轴230可彼此相对地旋转(处于正常操作模式)。第二级承载件278s(以及因此的第三级中心齿轮272t)可采用转换套筒(在下文进行更详细地说明)经由按钮(如图3所示)或其他备选部件移动至理想的轴向位置。
输入轴240可安装成在壳体295中进行旋转(经由轴承205、206)。输入轴240的前端可包括夹盘爪202可分别滑过的倾斜通道209。倾斜通道209可旋转地将输入轴240固定至夹盘爪202。输入轴240可包括夹盘致动轴230延伸通过的孔。输入轴240和夹盘致动轴230可轴向地固定在一起并且彼此相对地旋转。O形环207可设置在输入轴240与夹盘致动轴230之间。
夹盘致动轴230可具有径向面向内的螺纹243，该螺纹与夹盘致动丝杠232的径向面向外的螺纹233相互作用。
夹盘致动丝杠232可在螺纹233、243的相互作用下沿轴向相对于夹盘致动轴230(以及因此的输入轴240)前进或缩回。夹盘致动丝杠232的前端可包括径向导向的通道236，夹盘爪202分别支承在其中。径向导向的通道236可导引夹盘爪202的径向移动，并且同时可旋转地将夹盘爪202固定至夹盘致动丝杠232。
B操作：
当第三级中心齿轮272t处于轴向向后位置时，工具夹盘250可以正常操作模式操作，并且当第三级中心齿轮272t处于轴向向前位置时，工具夹盘250可以夹盘致动模式操作。
在正常操作模式期间，即当第二级承载件278s(以及因此的第三级中心齿轮272t)处于图6所示的轴向向后位置以及当驱动器启动时，第三级承载件278t可与输入轴240共同旋转。此时，第三级中心齿轮272t和夹盘致动轴230可彼此相对地以及相对于壳体295地进行旋转。
输入轴240可与夹具爪202共同旋转，夹具爪202又可旋转地驱动夹盘致动丝杠232。夹盘致动丝杠232和夹盘致动轴230可与输入轴240共同旋转。因此，输入轴240、夹具爪202、夹盘致动丝杠232和夹盘致动轴230可作为一个单元相对于壳体295共同旋转。
在夹具致动模式期间，即当第二级承载件278s(以及因此的第三级中心齿轮272t)处于轴向向前位置以及当驱动器启动时，第三级承载件278t可与输入轴240、夹具爪202和夹盘致动丝杠232共同旋转。同时，第三级中心齿轮272t的驱动凸片264可旋转地驱动夹盘致动轴230(经由凸片234)。
当第三级减速进行操作时(如图6所示)，第三级中心齿轮272t的一次旋转可使第三级承载件278t仅产生部分的旋转。换句话说，相对于壳体295，第三级中心齿轮272t(以及因此的夹盘致动轴230)可比第三级承载件278t(以及因此的夹盘致动丝杠132)更快速地旋转。该速度差可借助径向面向内螺纹243与径向面向外螺纹233之间的相互作用沿轴向伸出或缩回夹盘致动丝杠232。
夹盘致动丝杠232相对于夹盘致动轴230(以及输入轴240)的平行移动可推动或拉动夹具爪202，由此开启和/或关闭夹具爪202。例如，在关闭操作期间，夹盘致动丝杠232(与夹具爪202共同地)可沿轴向前进。在这期间，输入轴240的倾斜通道209可通过夹盘致动丝杠232的径向导向通道236使夹具爪202沿径向向内的方向移动。
V.图7和8所示的示例性实施例
图7和8示出具有功率输出特征的工具夹盘350的另一示例性非限制实施例。该示例性实施例在其具有功率输出特征方面类似于先前的示例性实施例。但是，在该示例性实施例中，第二级承载件和第三级中心齿轮可相对于彼此轴向地运动。
A.结构
参照图7，工具夹盘350可连接至功率驱动器的传动机构370。传动机构370可将电动机(未示出)连接至工具夹盘350。
在前述实施例中，传动机构370可包括三个行星减速系统，但是，本发明并不局限于此。图7示出所有的三个行星减速系统，该系统包括第一级减速系统、第二级减速系统和第三级减速系统。
第一级减速系统可包括固定至电动机的旋转轴的第一级中心齿轮372f。多个第一级行星齿轮374f可与第一级中心齿轮372f啮合。每个第一级行星齿轮374f可旋转地安装在由第一级承载件378f支承的相应相应轴376f上。第一级环形齿轮380f可与第一级行星齿轮374f啮合。第一级环形齿轮380f可轴向地固定至驱动器的壳体395。
第二级减速系统可包括固定在第一级承载件378f前侧上的第二级中心齿轮372s。多个第二级行星齿轮374s可与第二级中心齿轮372s啮合。每个第二级行星齿轮374s可旋转地安装在由第二级承载件378s支承的相应轴376s上。第二级承载件378s可经由保持板388轴向地固定至壳体395。第二级环形齿轮380s可与第三级行星齿轮374s啮合。
第三级减速系统可包括设置在第二级承载件378s的前侧上的第三级中心齿轮372t。这里，第三级中心齿轮372t和第二级承载件378s可旋转地固定在起一并且可彼此相对地轴向移动。仅举例说明，并非限制本发明，第三级中心齿轮372t可包括纵向花键，该花键可由设置在第二级承载件378s上的配合特征容纳。应该理解，许多和各种此类连接器可如现有技术那样适当地采用。多个第三级行星齿轮374t可与第三级中心齿轮372t啮合。每个第三级行星齿轮374t可旋转地安装在由第三级承载件378t支承的相应轴376t上。第三级环形齿轮380t可与第三级行星齿轮374t啮合。
在该示例性实施例中，第二级环形齿轮380s和第三级环形齿轮380t可轴向移动从而选择性地操作对应的行星减速系统，而第一级减速系统可保持进行操作。为了实现这一目的，环形齿轮380s和380t可设置有其中具有相应线缆312s和312t的连续周向凹槽。线缆312s和312t可滑动地通过相应凹槽。线缆312s和312t的端部可用作凸轮从动件，并且可延伸离开凹槽并且由转换套筒310的相应狭槽容纳。当相对于壳体395旋转转换套筒时，狭槽可将线缆312s和312t(以及因此的对应环形齿轮)移动至所需的轴向位置。
如图7和8所示，所有的三个行星减速系统都进行工作。从图7和8所示的相对位置可知，第二级环形齿轮380s可移动至轴向向后位置从而使第二级减速不进行操作。同样，第三级环形齿轮380t可移动至轴向向前位置从而使第三级减速不进行操作。
功率可经由第三级承载件378t从传动机构370输出。为了实现这一目的，第三级承载件378t和输入轴340可旋转地固定在一起使得传动机构的功率进行传输从而旋转地驱动工具夹盘350(在正常操作模式下和夹盘致动模式下)。
功率可经由第三级中心齿轮372t从传动机构370输出。为了实现这一目的，第三级中心齿轮372t可具有设置有驱动凸片364的前表面。同样，第三级中心齿轮372t可相对于壳体395(以及因此借助保持板388的第二级承载件378s)在向前位置与向后位置之间轴向移动。
当第三级中心齿轮372t处于(如图8所示)轴向向前位置时，驱动凸片364可与设置在夹盘驱动连接器360上的凸片334相互作用。在这种条件下，第三级中心齿轮372t和夹盘驱动连接器360可旋转地固定在一起使得传动机构功率可输送从而致动工具夹盘350(处于夹具致动模式)。当第三级中心齿轮372t处于轴向向后位置(如图7所示)时，驱动凸片364可脱开夹盘驱动连接器360。在这种条件下，第三级中心齿轮372t和夹盘驱动连接器360可彼此相对地旋转(处于正常操作模式)。
第三级中心齿轮372t的外表面可设置有连续周向凹槽，在该凹槽中具有线缆314。该线缆314可滑过周向凹槽并且可具有沿径向方向延伸并且离开周向凹槽的自由端。线缆314的自由端可容纳于转换套筒310的狭槽中。当旋转转换套筒310时，狭槽可将线缆314(以及因此的第三级中心齿轮372t)移动至所需的轴向位置。
输入轴340可安装成在壳体395中进行旋转(经由轴承305和306)。输入轴340的前端可包括夹盘爪302可分别滑过的倾斜通道309。倾斜通道309可旋转地将输入轴340固定至夹盘爪302。输入轴340可包括夹盘致动轴330延伸所通过的孔。输入轴340和夹盘致动轴330可轴向地固定在一起并且彼此相对地旋转。
夹盘致动轴330可具有径向面向内的螺纹343的孔，该螺纹与夹盘致动丝杠332的径向面向外的螺纹333相互作用。夹盘致动轴330的后端可支承夹盘驱动连接器360。夹盘致动轴330和夹盘驱动连接器360可旋转地固定在起一并且可彼此相对地轴向移动。仅举例说明，但是并非限制本发明，夹盘致动轴330可包括由设置在夹盘驱动连接器360上的配合特征容纳的纵向花键。
压缩弹簧361可夹置在输入轴340与夹盘驱动连接器360之间。压缩弹簧361可使夹盘驱动连接器361与第三级承载件378t啮合，如图7所示。在这种条件下，夹盘驱动连接器360可经由配合特征(未示出)旋转地固定至第三级承载件378t。但是，参照图8，夹盘驱动连接器360可克服压缩弹簧361的偏压驱动至轴向向前位置(经由第三级中心齿轮372t的轴向向前移动)。这里，配合特征可脱离，使得夹盘驱动连接器360和第三级承载件378t可彼此相对地旋转。仅举例说明，并非限制本发明，配合特征可包括设置在夹盘驱动连接器360上的一组径向面向外的齿部356和设置在第三级承载件378t上的对应组径向面向内的齿轮357。
夹盘致动丝杠332可在螺纹333、343的相互作用下沿轴向相对于夹盘致动轴330(以及因此的输入轴240)前进或缩回。夹盘致动丝杠332的前端可包括径向导向的通道336，夹盘爪302分别支承在其中。径向导向的通道336可导引夹盘爪302的径向移动，并且同时可旋转地将夹盘爪302固定至夹盘致动丝杠332。
B操作：
当第三级中心齿轮372t处于轴向向后位置时，工具夹盘350可以正常操作模式操作，并且当第三级中心齿轮372t处于轴向向前位置时，工具夹盘350可以夹盘致动模式操作。在这两种模式下，第二级承载件378s可借助保持板388保持相对于壳体395的相同轴向位置。
在正常操作模式期间，即当第三级中心齿轮372t处于图7所示的轴向向后位置以及当驱动器启动时，第三级承载件378t可(经由配合特征356、357)旋转地驱动输入轴340和夹盘驱动连接器360。此时，第三级中心齿轮372t和夹盘驱动连接器360可彼此相对地以及相对于壳体395地进行旋转。
输入轴240可与夹具爪302共同旋转，夹具爪302又可旋转地驱动夹盘致动丝杠332。夹盘致动丝杠332和夹盘致动轴330(其可旋转地固定至夹盘驱动连接器360)可与输入轴340共同旋转。因此，输入轴340、夹具爪302、夹盘致动丝杠332、夹盘致动轴330和夹盘驱动连接器360可作为一个单元相对于壳体395共同旋转。在图7所示的条件下，第三级承载件378t、输入轴340和夹盘驱动连接器360可旋转地固定在一起并且这样可有效地锁定工具夹盘350并且防止工具夹盘在正常操作模式下松开。
在夹具致动模式期间，即当第三级中心齿轮372t处于图8所示的轴向向前位置以及当驱动器启动时，第三级承载件378t可与输入轴340、夹盘爪302和夹盘致动丝杠332共同旋转。同时，第三级中心齿轮372t的驱动凸片364可旋转地驱动夹盘驱动连接器360(经由凸片334)以及因此的夹盘致动轴330。如图8所示，夹盘驱动连接器360(以及齿部356)可从第三级承载件378t(以及齿部357)脱开，使得这些部件可彼此相对地旋转。
当第三级减速进行操作时(如图7和8所示)，第三级中心齿轮372t的一次旋转可使第三级承载件378t仅产生部分的旋转。换句话说，相对于壳体395，第三级中心齿轮372t(以及因此的夹盘驱动连接器360和夹盘致动轴330)可比第三级承载件378t(以及因此的夹盘致动丝杠332)更快速地旋转。该速度差可借助径向面向内螺纹343与径向面向外螺纹333之间的相互作用导致夹盘致动丝杠332沿轴向伸出或缩回。
夹盘致动丝杠332相对于夹盘致动轴330(以及输入轴340)的平行移动可推动或拉动夹具爪302，由此开启和/或关闭夹具爪202。例如，在关闭操作期间，夹盘致动丝杠332(与夹具爪302共同地)可沿轴向前进。在这一期间，输入轴340的倾斜通道309可通过夹盘致动丝杠332的径向导向通道336使夹具爪302沿径向向内的方向移动。
VI.转换套筒的示例性实施例-图9
图9示出可用于如图7和8所示轴向地定位传动机构370的各种部件的转换套筒310的示例性非限制性实施例。即，转换套筒310可被致动从而分别轴向地定位第三级环形齿轮380s、380t，和第三级中心齿轮372t。但是，应该理解，转换套筒310可适当地应用于许多和各种实施例中。例如，转换套筒310可用于轴向地定位环形齿轮，以及图1的第三级承载件78t、图2的第三级承载件78t’、图4的第三级中心齿轮172t以及第二级承载件178s、以及图6的第三级中心齿轮272t以及第二级承载件278s。
A.结构
参照图9，转换套筒310可具有中空的圆柱形状。转换套筒310可安装在壳体395上从而轴向地固定至壳体395并且相对于壳体395进行旋转。转换套筒310可包括能够由用户操作的突起311。
转换套筒310可包括沿周向方向围绕转换套筒310延伸的狭槽。在该示例性实施例中，可设置三个狭槽313s、313t、315。狭槽的数量可对应于能够轴向移动的传动机构元件的数量。但是，本发明在这一方面并不局限于能够设置或多或少的狭槽。
壳体395可具有中空圆柱形状并且延伸穿过转换套筒310。为了促进理解，只示出一部分壳体395。壳体395的其他部分可覆盖转换套筒310的外部，并且可在壳体中设置窗口从而使用户操作突起311。
壳体395也可包括纵向狭槽396。在该示例性实施例中，纵向狭槽396可径向地彼此相对，但是本发明并不局限于此。如图所示，纵向狭槽396可断续地沿着壳体395的长度设置。纵向狭槽396可延伸跨过(以及在下方穿过)转换套筒310的狭槽313s、313t、315。
第二和第三级环形齿轮380s、380t以及第三级中心齿轮372t可设置有连续的周向凹槽，在该凹槽中设置有相应的线缆312s、312t、314。线缆可滑过对应的周向凹槽。每个线缆312s、312t、314可具有沿径向延伸并且伸出对应凹槽的端部。每个线缆的端部可延伸通过壳体395的纵向狭槽396并且进入转换套筒310的对应狭槽。在该示例性实施例中，线缆312s的端部可延伸进入转换套筒310的狭槽313s，线缆314的端部可延伸进入转换套筒310的狭槽315，并且线缆312t的端部可延伸进入转换套筒310。
B.操作
用户可(经由突起311)相对于壳体395和线缆312s、312t、314旋转转换套筒310，其可经由纵向狭槽396保持旋转地固定至壳体395。在该相对旋转期间，线缆312s、312t、314的端部可分别地滑过转换套筒310的狭槽313s、313t、315。
每个狭槽313s、313t、315的形状可将对应线缆312s、312t、314分别移动至所需的轴向位置。在这一方面，每个线缆的端部可用作凸轮从动件并且对应的狭槽可作为凸轮。壳体395的纵向狭槽396可导引线缆312s、312t、314的轴向移动。线缆312s、312t、314可分别地与第二级环形齿轮380s、第三级环形齿轮380t和第三级中心齿轮372t共同地沿轴向移动。
当转换套筒310旋转时，给定的传动机构元件可根据转换套筒310的对应狭槽的形状保持处于相同的轴向位置或者沿轴向方向(向前或向后)移动。考虑图9中所示的狭槽313t。这里，狭槽313t的区段313ta可仅沿周向方向延伸。该狭槽区段313ta不可使第三级环形齿轮380t产生任何轴向位移。狭槽313t的下一区段313b可沿轴向向前方向延伸。该狭槽区段313tb可使第三级环形齿轮380t沿轴向向前的方向移动。狭槽313t的下一区段313tc可沿轴向向后的方向延伸。该狭槽区段313tc可使第三级环形齿轮380t沿轴向向后的方向移动。
当驱动器启动时，线缆可滑过对应传动机构元件的连续周向凹槽。例如，线缆314(其可保持旋转地固定至壳体395)可滑过第三级中心齿轮372t的凹槽。同样，如果行星减速系统没有操作，那么对应的线缆(其可保持旋转地固定至壳体395)可滑过对应环形齿轮的凹槽。
C.离合销的改进-图10和11：
一些功率驱动器可包括离合机构。离合机构在本领域是公知的，因此，详细的讨论在此省略。传统地，离合机构可包括安装在壳体的面向外表面上的离合销。该外部安装位置可限制转换套筒相对于壳体的行程。需要避免这一受限行程，尤其在转换套筒可用于选择类似上述夹盘致动模式的情况下。
在图10和11所示的示例性实施例中，转换套筒310’的中心317可偏离壳体395’的中心318。在该布置结构中，离合销325’可平行于功率驱动器的旋转轴线进行延伸。离合销325’也可延伸穿过壳体395’的侧壁，该壳体的侧壁可延伸穿过转换套筒310’。在这一方面，离合销325’可定位至转换套筒310’的径向向内的位置处，因此不可限制转换套筒310’的行程。
D.启动驱动器的改进方案-图12：
图12示出功率驱动器的外部。这里，功率驱动器的壳体395”可包括窗口。转换套筒的突起311”可保持穿过窗口露出，由此用户可操作突起311”。突起可移动至四个位置1、2、3和4的任何一个。但是，本发明并不局限于此。
位置2和3可选择为以能够与对应齿轮减速关联的正常操作模式操作驱动器。在这一方面，位置2和3可选择为以两种不同的速度操作该驱动器。当这两个位置的任何一个进行选择时，用户可压住开关(因此在图12中)从而启动该驱动器。
位置1和4可选择为以夹盘致动模式操作该驱动器。例如，位置1可选择为固紧夹盘爪并且位置4可选择为松开夹盘爪。位置1和4可弹性装载。在这种情况下，用户可将突起311”压制并且保持在位置1和4中的任何一个。当用户释放突起311”时，突起311”可自动地移动至正常操作位置。
转换套筒可操作连接至开关从而启动该驱动器。一方面，当突起311”被压制并且保持在位置1或4处时，开关可被致动从而启动该驱动器。另一方面，当突起311”处于位置2或3的其中之一时，开关可保持开启从而启动该驱动器。
图12所示的示例性转换套筒可如下操作。用户可将附件插入工具夹盘，并且将突起311”滑动至位置1。当用户将突起311”保持在位置1时，驱动器可启动(用户不用挤压开关)并且传动机构功率可传送至工具夹盘从而将夹盘爪固紧至附件上。
一旦附件锁定在夹盘爪中，用户可释放突起311”，该突起然后可自动地返回至位置2(其与正常操作模式相关联)。用户可通过简单地加压开关而在正常操作模式下操作该驱动器(和附件)，并且不用转换该突起311”。附件可通过将突起311”保持在位置4而从工具夹盘释放。
转换套筒的位置(和相关联的功能)的许多和各种改进方案对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，位置1、2、3可分别选择为以正常操作模式操作该驱动器并且分别以三种不同的速度。位置4可选择为以夹盘致动模式操作该驱动器。这里，为了固紧或松开工具夹盘，用户可将转换套筒突起移动至位置4。夹盘标记可压印在壳体上，而不使用数字(为了使用方便)。用户然后可挤压开关从而启动该驱动器。如果驱动器设定为沿向前方向运行(经由传统的方向开关)，那么工具夹盘可被固紧。如果驱动器设定为沿相反的方向运行(经由方向开关)，那么工具夹盘可被松开。
VII.图13和14所示的示例性实施例
图13和14示出具有功率输出特征的工具夹盘450的另一示例性非限制性实施例。工具键盘450可连接至平行轴线传动机构470。平行轴线传动机构可典型地应用于有绳钻机和驱动器，但是本发明并不局限于此。
A.结构
参照图13，平行轴线传动机构470可将电动机连接至工具夹盘450。电动机可具有支承输出齿轮499的旋转轴。输出齿轮499可与中间轴490啮合并且旋转地驱动该中间轴。
中间轴490可安装在驱动器壳体495中以进行旋转。中间轴490可支承输入齿轮491、夹盘致动驱动齿轮492和输入轴驱动齿轮493。输入齿轮491可啮合输出齿轮499，夹盘致动驱动器齿轮492可啮合夹盘致动从动齿轮482，以及输入轴驱动齿轮493可啮合输入轴从动齿轮483。
功率可经由输入轴驱动齿轮493以正常操作模式和夹盘致动模式从传动机构470输出。功率也可经由夹盘致动驱动齿轮492以夹盘致动模式从传动机构470输出。下文将进行详细的讨论，驱动器的模式可通过在轴向向前位置(如图13所示)和轴向向后位置(如图14所示)之间移动转换板485而进行选择。转换板485可经由转换套筒移动至理想轴向位置，下文将进行讨论。
输入轴440可安装成在壳体495中旋转(经由轴承405、406)。输入轴440的后端可固定至输入轴从动齿轮483。输入轴从动齿轮483可具有设置凸片442的后表面。输入轴440的前端可包括夹盘爪402可分别滑过的倾斜通道409。倾斜通道409可旋转地将输入轴440固定至夹盘爪402。输入轴440可包括具有径向面向内的螺纹443，该螺纹与夹盘致动丝杠432的径向面向外的螺纹433相互作用。
夹盘致动丝杠432可由输入轴440支承。螺纹433、443的相互作用可使得夹盘致动丝杠432沿轴向相对于输入轴440前进或缩回。夹盘致动丝杠432的后端可包括容纳夹盘致动轴430的前端的盲孔431。夹盘致动丝杠432和夹盘致动轴430可旋转地固定在一起并且夹盘致动丝杠432可相对于夹盘致动轴430轴向移动。
夹盘致动轴430的后端可支承夹盘致动从动齿轮482和转换板485。夹盘致动从动齿轮482可安装在夹盘致动轴430上，使得两个部件可彼此相对地旋转并且轴向地固定在一起。夹盘致动从动齿轮482可具有设置驱动凸片464的前表面。
转换板485可安装在夹盘致动轴430上，使得两个部件可旋转地固定在一起，并且可轴向地彼此移动。转换板485可具有设置凸片434的后表面(参见图13)和设置有凸片462(参见图14)的前表面。当转换板485处于轴向向前位置时，如图13所示，凸片462可与凸片442相互作用，使得转换板485和输入轴从动齿轮483可旋转地固定在一起。当转换板485处于轴向向后位置时，如图14所示，凸片434可与凸片464相互作用，使得转换板485和夹盘致动从动齿轮482可旋转地固定在一起。
推杆头部435可安装在夹盘致动丝杠432的前端上以进行旋转。轴承408可设置成促使推杆头部435和夹盘致动丝杠432之间的相对旋转。推杆头部435可包括径向导向的通道436，在该通道中，夹具爪402分别受支承。径向导向的通道436可导向夹具爪2的径向移动，并且同时可以旋转地将夹具爪2固定至推杆头部35。
B.操作
当转换板485处于轴向向前位置时，工具夹盘450可以正常操作模式操作，并且当转换板485处于轴向向后位置时，工具夹盘450可以夹盘致动模式操作。
在正常操作模式期间，即当转换板485处于图13所示的轴向向前位置以及当驱动器启动时，输入轴驱动齿轮493可旋转地驱动输入轴从动齿轮483。这里，转换板485(以及因此的夹盘致动轴430)可由于相互作用的凸片442、462可与输入轴440共同旋转。即，相互作用的凸片442、462可旋转地将输入轴440锁定至夹盘致动轴430，这样可防止工具夹盘450在正常操作模式期间松开。在这种条件下，夹盘致动轴430和夹盘致动从动齿轮482可彼此相对地以及相对于壳体495地进行旋转。
输入轴440可与夹具爪402共同旋转，夹具爪402又可旋转地驱动推杆头部435。夹盘致动丝杠432和夹盘致动轴430可与输入轴440共同旋转。因此，输入轴440、夹具爪402、推杆头部435、夹盘致动丝杠432和夹盘致动轴430可作为一个单元相对于壳体495共同旋转。
在夹具致动模式期间，即当转换板485处于图14所示的轴向向后位置以及当驱动器启动时，输入轴驱动齿轮493可旋转地驱动输入轴从动齿轮483。输入轴440可与夹盘爪402和推杆头部435共同旋转。同时，夹盘致动驱动齿轮492可旋转地驱动夹盘致动从动齿轮482。转换板485(以及因此的夹盘致动轴430)由于相互作用的凸片434、464可与夹盘致动从动齿轮482共同旋转。
夹盘致动驱动齿轮492可以大于输入轴驱动齿轮493，因此，夹盘驱动从动齿轮482可以在大于输入轴从动齿轮483的旋转速度下被驱动。因此，相对于壳体495，夹盘致动轴430(以及因此的夹盘致动丝杠432)可比输入轴440更快速地旋转。该速度差可借助径向面向内螺纹443与径向面向外螺纹433之间的相互作用沿轴向伸出或缩回夹盘致动丝杠432。夹盘致动丝杠432的平移运动可以推动或拉动推杆头部435。
推杆头部435可保持旋转地固定至输入轴440(经由位于径向通道436和倾斜通道409中的夹盘爪402)。因此，夹盘致动丝杠432可相对于推杆头部435旋转。推杆头部435的平行移动可推动或拉动夹盘爪402，由此开启和/或关闭夹盘爪。
在该示例性实施例中，夹盘致动驱动齿轮492可大于输入轴驱动齿轮493，使得夹盘致动从动齿轮482可在大于输入轴从动齿轮483的旋转速度下被驱动。但是，本发明并不局限于此。例如，夹盘致动驱动齿轮492可小于输入轴驱动齿轮493，使得夹盘致动从动齿轮482可在小于输入轴从动齿轮483的旋转速度下被驱动。该结构可在夹盘保持性能方面具有优势。
VIII.图15-18所示的示例性实施例
图15-18示出具有功率输出特征的工具夹盘550的另一示例性非限制性实施例。工具夹盘550可连接至平行轴线传动机构570。这里，夹盘致动模式可通过旋转地将夹盘致动轴锁定至驱动器的壳体而实现。
A.结构
参照图15，平行轴线传动机构570可将电动机连接至工具夹盘550。电动机可具有支承输出齿轮599的旋转轴。输出齿轮599可与中间轴590啮合并且旋转地驱动该中间轴。
中间轴590可安装在驱动器壳体595中以进行旋转。中间轴590可支承输入齿轮591和输入轴驱动齿轮593。输入齿轮591可啮合输出齿轮599，输入轴驱动齿轮593可啮合输入轴从动齿轮583。
功率可经由输入轴驱动齿轮593以正常操作模式和夹盘致动模式从传动机构570输出。下文将进行详细的讨论，驱动器的模式可通过在轴向向后位置(如图15所示)和轴向向前位置(如图16所示)之间移动转换板585而进行选择。转换板585可经由转换件586移动至理想轴向位置。
例如，用户可侧向移动转换件586的突起(即，垂直于拉伸片的平面)。突起的侧向移动可使得转换件586围绕夹盘致动轴530的轴线旋转。参照图16，转换件586可具有设置有旋转凸轮表面587的面向前的表面。旋转凸轮表面587可与转换板585的面向后表面上的旋转凸轮表面584相互作用。当转换件586旋转时，旋转凸轮表面584、587可使得转换板585在足够力的作用下向前移动，从而压缩一压缩弹簧553，使得转换板585可啮合锁定板554，如图16所示。当转换件586沿相对方向旋转时，转换板585可沿向后方向移动(在压缩弹簧553的作用下)并且脱开与锁定板554的接合，如图15所示。转换板585可保持旋转地固定至壳体595。
输入轴540可安装成在壳体595中旋转(经由轴承505、506)。输入轴540的后端可固定至输入轴从动齿轮583。输入轴从动齿轮583可具有设置包括定位器552和锁定板554的组件的后表面。压缩弹簧553可夹置在输入轴从动齿轮583与锁定板554之间，从而沿轴向向后方向并且克服固定件552的作用移动锁定板554。
输入轴540的前端可包括夹盘爪502可分别滑过的倾斜通道509。倾斜通道509可旋转地将输入轴540固定至夹盘爪502。输入轴540可包括具有径向面向内的螺纹543，该螺纹与夹盘致动丝杠532的径向面向外的螺纹533相互作用。
夹盘致动丝杠532可由输入轴540支承。螺纹533、543的相互作用可使得夹盘致动丝杠532沿轴向相对于输入轴540前进或缩回。夹盘致动丝杠532的后端可包括容纳夹盘致动轴530的前端的盲孔531。夹盘致动丝杠532和夹盘致动轴530可旋转地固定在一起并且夹盘致动丝杠532可相对于夹盘致动轴530轴向移动。
夹盘致动轴530的后端可支承锁定板554和转换板585。锁定板554可安装在夹盘致动轴530上，使得两个部件可彼此相对地旋转并且彼此相对地轴向移动。锁定板554的后表面可包括凸片542。
转换板585可安装在夹盘致动轴430上，使得两个部件可相对于彼此旋转，并且可轴向地彼此移动。转换板585可旋转地固定至壳体595。转换板585可具有设置有凸片562的前表面。当转换板585处于轴向向后位置时，如图15所示，凸片562可从凸片542脱开，使得锁定板554可相对于转换板585(以及因此的壳体595)旋转。当转换板585处于轴向向前位置时，如图16所示，凸片562可与凸片542相互作用，使得锁定板554和转换板585(以及因此的壳体595)可旋转地固定在一起。
推杆头部535可安装在夹盘致动丝杠532的前端上以进行旋转。轴承508可设置成促使推杆头部535和夹盘致动丝杠532之间的相对旋转。推杆头部535可包括径向导向的通道536，在该通道中，夹具爪502分别受支承。径向导向的通道536可导向夹具爪502的径向移动，并且同时可以旋转地将夹具爪502固定至推杆头部535。
B.操作
当转换板585处于轴向向后位置时，工具夹盘550可以正常操作模式操作，并且当转换板585处于轴向向前位置时，工具夹盘550可以夹盘致动模式操作。
在正常操作模式期间，即当转换板585处于图15所示的轴向向后位置以及当驱动器启动时，输入轴驱动齿轮593可旋转地驱动输入轴从动齿轮583。这里，锁定板554(以及因此的夹盘致动轴530)可由于弹性装载的锁定板554与定位件552之间的摩擦啮合而与输入轴540共同旋转。在这种条件下，锁定板554(以及因此的夹盘致动轴530)可相对于转换板585(以及因此的壳体595)进行旋转。
输入轴540可与夹具爪502共同旋转，夹具爪502又可旋转地驱动推杆头部535。夹盘致动丝杠532和夹盘致动轴530可与输入轴540共同旋转。因此，输入轴540、夹具爪502、推杆头部535、夹盘致动丝杠532和夹盘致动轴530可作为一个单元相对于壳体595共同旋转。
在夹具致动模式期间，即当转换板585处于图16所示的轴向向前位置以及当驱动器启动时，输入轴驱动齿轮593可旋转地驱动输入轴从动齿轮583。输入轴540可与夹盘爪502和推杆头部535共同旋转。同时，凸片562可与凸片542啮合从而可旋转地将转换板585和锁定板554固定在一起。采用这种方式，锁定板554(以及因此的夹盘致动轴530和夹盘致动丝杠532)可旋转地接地至壳体595。当处于向前轴向位置时，转换板585可沿轴向向前方向压制锁定板554(并且克服弹簧553的作用)，使得锁定板554与固定件552之间的摩擦啮合可被释放。
输入轴540可相对于夹盘致动丝杠532旋转，该丝杠由可旋转地锁定至壳体595。该相对旋转可借助径向面向内螺纹543与径向面向外螺纹533之间的相互作用(输入轴540的旋转方向)使得夹盘致动丝杠532沿轴向方向前进或退回。夹盘致动爪532的平移移动可推动或拉动推杆头部535。
推杆头部535可保持旋转地固定至输入轴540(经由位于径向通道536和倾斜通道509中的夹盘爪502)。因此，推杆头部535可相对于夹盘致动丝杠532旋转。推杆头部535的平移移动可推动或拉动夹盘爪502，由此开启和/或关闭夹盘爪。
图17和18示出分别设置在转换板583和锁定板554上的相互作用凸片562、542的示例性形状。如图17所示，每个凸片562、542可具有倾斜面(相对于工具夹盘的旋转轴线)，当工具夹盘被固紧时在夹盘致动模式下该倾斜面可以是活动的。当工具夹盘变紧时，倾斜面可使得转换板585和锁定板554相互移动离开，由此压缩该弹簧553。最终地，邻近凸片562、542可彼此滑过，由此产生锤击效果。凸片562、542的锤击效果可有利于工具夹盘的固紧并且以声音提示用户，该工具夹盘已经固紧。也可认为，倾斜斜面可设计成提供优化的和持续的夹盘固紧，以及因此消除终端用户在夹盘固紧过程中的差别。
如图18所示，每个凸片562、542可具有平行面(相对于工具夹盘的旋转轴线)，当工具夹盘松开时在夹盘致动模式下该平行面是主动的。这里，与可由倾斜面施加的固紧扭矩相比，平行面的导向可允许施加更多的松开扭矩。

Claims (19)

1.一种工具夹盘，包括：
轴支承夹盘爪，所述轴提供第一路径，用于传送传动机构功率从而旋转地驱动所述夹盘爪，所述轴具有通孔；以及
设置在所述通孔中的夹盘致动机构，所述夹盘致动机构提供第二路径，用于传送传动机构功率从而开启和关闭所述夹盘爪。
2.根据权利要求1所述的工具夹盘，其中，所述夹盘致动机构包括：
螺纹连接至所述轴的夹盘致动丝杠；以及
旋转地锁定至所述夹盘致动丝杠的夹盘致动轴。
3.根据权利要求2所述的工具夹盘，包括：
安装成在所述夹盘致动丝杠上旋转的推杆头部，所述推杆头部支承所述夹盘爪。
4.根据权利要求3所述的工具夹盘，其中，所述轴、所述夹盘爪和所述推杆头部旋转地锁定到一起。
5.一种工具夹盘，包括：
轴支承夹盘爪，所述轴提供第一传动机构功率路径，用于旋转地驱动所述夹盘爪，所述轴具有通孔；以及
设置在所述通孔中的夹盘致动机构，所述夹盘致动机构提供用于开启和关闭所述夹盘爪的第二传动机构功率路径，所述夹盘致动机构包括：
螺纹连接至所述轴的夹盘致动丝杠；
旋转地锁定至所述夹盘致动丝杠的夹盘致动轴；
旋转地锁定至所述夹盘致动轴的转换板，以及
安装成在所述夹盘致动轴上旋转的夹盘致动从动齿轮；
其中，所述转换板可在所述转换板啮合所述轴时所处的轴向向前位置与所述转换板啮合所述夹盘致动从动齿轮时所处的轴向向后位置之间移动。
6.根据权利要求1所述的工具夹盘，其中，所述夹盘致动机构包括
安装成在所述轴的通孔中旋转的夹盘致动轴；以及
螺纹连接至所述夹盘致动轴的夹盘致动丝杠。
7.根据权利要求6所述的工具夹盘，其中，所述夹盘致动丝杠包括支承所述夹盘爪的通道。
8.根据权利要求7所述的工具夹盘，其中，所述通道相对于所述轴的纵向轴线是倾斜的。
9.根据权利要求7所述的工具夹盘，其中，所述通道垂直于所述轴的一纵向轴线。
10.根据权利要求6所述的工具夹盘，其中，所述轴、所述夹盘爪和所述夹盘致动丝杠旋转地锁定到一起。
11.根据权利要求6所述的工具夹盘，其中，所述夹盘致动机构包括
旋转地锁定至所述夹盘致动轴的夹盘驱动连接器。
12.根据权利要求11所述的工具夹盘，包括夹置在所述轴与所述夹盘驱动连接器之间的弹簧。
13.根据权利要求1所述的工具夹盘，其中，所述轴和所述夹盘致动机构设置在传动机构的一输出处。
14.根据权利要求13所述的工具夹盘，其中，所述传动机构包括行星减速系统。
15.根据权利要求13所述的工具夹盘，其中，不超过第一和第二传动机构功率路径其中之一的路径可在任何给定瞬时时间与所述传动机构啮合。
16.根据权利要求13所述的工具夹盘，其中，所述第一和第二传动机构功率路径两者可同时与所述传动机构啮合。
17.根据权利要求1所述的工具夹盘安装在有绳功率驱动器上。
18.根据权利要求1所述的工具夹盘安装在无绳功率驱动器上。
19.一种工具夹盘，包括：
轴支承夹盘爪，所述轴提供用于向夹盘爪传送传动机构功率的第一路径，所述轴具有通孔；以及
安装在所述通孔中的夹盘致动机构，所述夹盘致动机构提供用于传送传动机构功率从而开启和关闭所述夹盘爪的第二路径。
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