授權(quán)公告號：CN105592963B

授權(quán)公告日：2018.03.09

專利權(quán)人：羅伯特·博世有限公司;羅伯特·博世工具公司

發(fā) 明 人： G·馮P·扎亞拉曼

斜切鋸是電動工具產(chǎn)品系列中的一種，操作斜切鋸時，因其鋸片非常尖銳，并以高速率運(yùn)動?？赡軙趲缀跛查g發(fā)生嚴(yán)重的損傷，例如嚴(yán)重受傷的手指和很深的切口。

為此，多種不同的安全系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)用于斜切鋸，以對應(yīng)以高速運(yùn)動的暴露鋸片原有危險。安全系統(tǒng)為鋸片防護(hù)裝置，鋸片防護(hù)裝置可運(yùn)動地包封鋸片，從而提供了必須在旋轉(zhuǎn)鋸片暴露之前運(yùn)動的物理屏障。雖然鋸片防護(hù)裝置有效地防止一些傷害，使用者的手指仍然接近運(yùn)動的鋸片，特別是當(dāng)在斜切鋸用于使工件成型試圖固定工件的時候。

目前已經(jīng)開發(fā)的斜切鋸安全系統(tǒng)，旨在當(dāng)使用者的手接近或者接觸鋸片時停止鋸片。已經(jīng)開發(fā)了各種停止裝置，其包括插入鋸片的鋸齒中的制動裝置。在一般情況下，當(dāng)檢測到人在鋸片附近時，信號被處理并發(fā)送到制動機(jī)構(gòu)以在短時間內(nèi)停止鋸片旋轉(zhuǎn)。這樣的系統(tǒng)在美國專利公開號No. 2011/0048197中公開。在其他系統(tǒng)中，機(jī)械或電氣制動器被使用。然而，在所有這些系統(tǒng)中，鋸片的短停止時間產(chǎn)生大的角動量，其將以很大的力向上或向下擺動頭部（取決于斜切鋸的鋸片或電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向），這對工具的結(jié)構(gòu)是破壞性的。除了引起對工具的危險，高角動量力引起對使用者的額外損傷風(fēng)險。

因此，需要一種簡單且可靠的構(gòu)造，其降低用于傳送高角動量力到工具從而使工具運(yùn)動的可能。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，用于樞轉(zhuǎn)電動工具的自動制動系統(tǒng)包括切削組件，支撐切削組件的切削臂，通過樞軸支撐切削臂的鉸接部，可操作地連接到切削組件的主制動系統(tǒng)，可操作地連接到鉸接部的輔助制動系統(tǒng)，以及安全電路，其構(gòu)造用于感測不安全狀況，并且響應(yīng)于感測到不安全狀況，（i）控制主制動系統(tǒng)以抵抗由切削組件支撐的鋸片的旋轉(zhuǎn)，以及（ii）控制輔助制動系統(tǒng)以抵抗切削臂的旋轉(zhuǎn)。

在另一個實施例中，操作用于樞轉(zhuǎn)電動工具的自動制動系統(tǒng)的方法包括以切削臂支撐切削組件，使用安全電路感測不安全狀況，響應(yīng)于感測到不安全狀況，利用安全電路控制主制動系統(tǒng)以抵抗由切削組件支撐的鋸片的旋轉(zhuǎn)，以及響應(yīng)于感測到不安全狀況，利用安全電路控制輔助制動系統(tǒng)以抵抗切削臂的旋轉(zhuǎn)。

實施方式

為了促進(jìn)對公開原理的理解，現(xiàn)說明圖例中描述的實施例。應(yīng)理解的是，不會由此旨在對該公開的范圍進(jìn)行限制。還應(yīng)理解的是，該公開包括對所示實施例的任何替換和修改，并且包括公開原理的進(jìn)一步應(yīng)用，如公開所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員通常將認(rèn)識到的。

圖1所示出了斜切鋸組件100。斜切鋸組件100包括基座102和轉(zhuǎn)臺104，其可在基座102上旋轉(zhuǎn)。斜切鋸組件100還包括安裝在切削頭支撐組件108上的切削頭106。切削頭106（可稱為“切削組件”）包括電機(jī)110，其可操作以旋轉(zhuǎn)圓形鋸片112。

切削頭支撐組件108附接到轉(zhuǎn)臺104并且構(gòu)造用于支撐切削頭106，使得切削頭106可以在轉(zhuǎn)臺104上運(yùn)動，并且在由轉(zhuǎn)臺104支撐的工件上執(zhí)行切削操作。附接到基座102的裂口柵欄114可用于使其上的工件對齊。

圖1

切削頭支撐組件108包括傾斜臂116，切削臂118，第一樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120，以及第二樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)122。傾斜臂116（在本文中也稱為“傾斜柱”）提供用于斜切鋸組件100的傾斜支撐結(jié)構(gòu)。

傾斜臂116通過第一樞軸機(jī)構(gòu)120樞轉(zhuǎn)地附接到轉(zhuǎn)臺104。第一樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120包括鉸接部布置，其使得支撐組件108的傾斜臂116在設(shè)置過程期間能夠相對于轉(zhuǎn)臺104樞轉(zhuǎn)。特別地，這種布置構(gòu)造用于使得傾斜臂116能夠在切削操作之前在向左方向上或向右方向上從垂直位置（如圖1-2中所示）樞轉(zhuǎn)至45°（未示出）或更大的角度。這種樞轉(zhuǎn)允許切削組件106的鋸片112從傾斜角接近轉(zhuǎn)臺104，并且在支撐在臺104上的工件上執(zhí)行有角度的切削，如該領(lǐng)域中公知的。

支撐組件108的切削臂118提供用于切削組件106的支撐。切削臂118經(jīng)由樞軸F可樞轉(zhuǎn)地連接到鉸接部F。樞軸F使得切削組件106能夠在切削操作過程中相對于轉(zhuǎn)臺104和基座102樞轉(zhuǎn)運(yùn)動。這種樞轉(zhuǎn)允許切削組件106的鋸片112朝向和遠(yuǎn)離水平轉(zhuǎn)臺104運(yùn)動以執(zhí)行切削操作。在其他實施例中，切削臂118可以安裝到鉸接部F部件并且鉸接部F部件安裝到軌道（滑動斜切鋸）。用于切削臂118的另一構(gòu)造是在第二樞軸122處利用樞軸直接安裝在傾斜臂116上（裁斷鋸——非滑動或滑移斜切鋸）。

切削組件106包括連接到切削臂118的手柄126，以促進(jìn)切削組件106相對于轉(zhuǎn)臺104的運(yùn)動。手柄126設(shè)計成和尺寸設(shè)計成在執(zhí)行切削操作時由人手抓握。這允許使用者容易地樞轉(zhuǎn)切削組件106。開關(guān)（未示出）可以設(shè)置在手柄126上，以允許使用者在切削操作期間容易地使電電機(jī)110通電和斷電。鋸片防護(hù)裝置128覆蓋圓形鋸片112的頂部。下部鋸片防護(hù)裝置124（為了清楚目的以虛線示出）可旋轉(zhuǎn)地安裝到切削頭組件106。下部鋸片防護(hù)裝置124被構(gòu)造用于當(dāng)切削頭組件106朝向轉(zhuǎn)臺104樞轉(zhuǎn)由此暴露圓形鋸片112時相對于切削頭組件106在順時針方向旋轉(zhuǎn)。

電機(jī)110和鋸片112之間的連接參照圖2和3進(jìn)一步描述。電機(jī)110具有輸出軸130，其驅(qū)動小齒輪132。小齒輪132可操作地連接到齒輪134，其驅(qū)動離合器/制動器組件133。離合器/制動器組件的輸出部是主制動組件138。在一個實施例中，主制動組件138是在美國專利申請公開號No. 2011/0048197中所述的制動組件，其通過引用全文并入本文。

主制動組件138驅(qū)動皮帶輪140，其可操作地通過皮帶144連接到皮帶輪142。在一些實施例中，皮帶輪系統(tǒng)被替換為齒輪傳動的驅(qū)動系統(tǒng)。皮帶輪142被可操作地連接到齒輪146，其驅(qū)動齒輪148，該齒輪148可操作地連接到驅(qū)動軸150，鋸片112安裝在驅(qū)動軸150上。電機(jī)110與齒輪和皮帶輪一起，構(gòu)造成使得鋸片112向下旋轉(zhuǎn)。

小齒輪132還連接到換向齒輪152。換向齒輪152驅(qū)動齒輪154，該齒輪154驅(qū)動輔助離合器/制動器組件。輔助制動組件操作地連接到鉸接部F。

圖2所示出了可操作地連接到離合器/制動器組件133的安全電路160，鋸片傳感器162（位于鄰近驅(qū)動軸150處）和電機(jī)110。安全電路160包括處理器164和存儲器166。存儲器166內(nèi)的程序指令由處理器164執(zhí)行，從而進(jìn)行歸因于其中的安全電路的動作中的至少一些。安全電路160檢測何時使用者過于靠近地接近或接觸鋸片112，并發(fā)出信號，該信號斷開離合器136并激活主制動組件138以快速停止，在No.2011/0048197專利公開中有更詳細(xì)討論。

安全電路160進(jìn)一步連接到離合器156和輔助制動器組件158。在感測到安全狀況時，信號被發(fā)送至離合器/制動器組件133中的電磁鐵，并且離合器156被釋放且輔助制動器組件158被激活。輔助制動器組件158的觸發(fā)時機(jī)可以與主制動組件138同步地發(fā)生或者在預(yù)定時間之后發(fā)生。在一些實施例中，時機(jī)取決于具體應(yīng)用（例如，取決于斜切鋸或圓鋸）。

在一些斜切鋸應(yīng)用中，例如圖1的實施例，觸發(fā)時機(jī)還是切削頭106的旋轉(zhuǎn)位置的函數(shù)。在一些實施例中，安全電路構(gòu)造用于執(zhí)行主制動系統(tǒng)和輔助制動系統(tǒng)上的可用性/可操作性測試。在一些實施例中，在主制動系統(tǒng)和/或輔助制動系統(tǒng)的故障檢測的事件中，安全電路禁止鋸操作。在其他實施例中，在主制動系統(tǒng)的故障檢測的事件中，安全電路在一些實施例中禁止輔助制動組件和鋸操作。

因輔助制動組件158與主制動系統(tǒng)138并行工作，動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)被應(yīng)用于鋸。輔助制動組件158被選擇成類似于主制動系統(tǒng)138，以減小由主制動系統(tǒng)138產(chǎn)生的破壞性的能量。兩個制動部件相應(yīng)地被設(shè)計尺寸。

圖2

圖3

圖4

當(dāng)鋸片112在圖3的箭頭200的方向上旋轉(zhuǎn)和主制動系統(tǒng)138被激活時，在圖4的箭頭202的方向上產(chǎn)生大的角動量，其迫使切削臂118在箭頭202的方向上圍繞樞軸122樞轉(zhuǎn)。然而，輔助制動系統(tǒng)158由于換向齒輪152在與主制動系統(tǒng)138相反的方向上旋轉(zhuǎn)，如圖3中的箭頭204和206所示。因此，輔助制動系統(tǒng)158在與圖4的箭頭202相反的方向上產(chǎn)生大的角動量。輔助制動系統(tǒng)158尺寸設(shè)計是必需的，因為其希望最小化整體工具重量和尺寸。輔助制動系統(tǒng)可以是更小的并且重量小于主制動系統(tǒng)，但是需要比主制動系統(tǒng)更快地旋轉(zhuǎn)，從而抵消由主制動系統(tǒng)產(chǎn)生的力。其他修改可以用于提供預(yù)期的力矩臂，以抵消由主制動系統(tǒng)138產(chǎn)生的力，以用于兩個系統(tǒng)之間的其他差異，例如系統(tǒng)的位置。

舉例來說，在不包括鉸接部的系統(tǒng)中，如上所述的系統(tǒng)被修改，使得輔助制動器在系統(tǒng)的殼體或基座上操作。相應(yīng)地，主制動系統(tǒng)以與上述相同的方式停止鋸片的旋轉(zhuǎn)，而輔助制動系統(tǒng)在同時或在主制動系統(tǒng)激活之后不久作用到殼體或基座上以減小殼體或基座的運(yùn)動。

根據(jù)上述公開內(nèi)容，動態(tài)機(jī)構(gòu)利用主制動器實施，以減小到電動工具結(jié)構(gòu)的輸出力，從而使得能夠在預(yù)定時間內(nèi)制動以減緩可能損傷。動態(tài)機(jī)構(gòu)使得能夠平衡和控制電動工具，例如斜切鋸頭組件和圓鋸。

在一些實施例中，動態(tài)機(jī)構(gòu)是類似于No. 2011/0048197專利公開的機(jī)械制動器。

在各種實施例中，基于其轉(zhuǎn)速和主制動器的轉(zhuǎn)速和其轉(zhuǎn)動慣量，動態(tài)機(jī)構(gòu)被相應(yīng)地設(shè)計尺寸。

動態(tài)機(jī)構(gòu)可以利用順時針或逆時針方向上的電機(jī)旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，取決于特定實施例。

在一些實施例中，動態(tài)機(jī)構(gòu)是機(jī)械制動器，其中制動力能夠被引導(dǎo)至鋸片鋸齒、鋸片壁、輸出軸、或任何驅(qū)動機(jī)構(gòu)。例如，主制動器可以是機(jī)械制動器，例如與鋸片鋸齒接觸的鋁塊，或任何摩擦材料，其與鋸片壁、輸出軸、或任何驅(qū)動機(jī)構(gòu)接觸。

在一些實施例中，動態(tài)機(jī)構(gòu)是噴射物質(zhì)的煙火機(jī)構(gòu)。在其他實施例中，動態(tài)機(jī)構(gòu)是在電機(jī)組件內(nèi)產(chǎn)生的電子制動。

雖然以特定的構(gòu)造示出，除了所示的方位以外，動態(tài)機(jī)構(gòu)為了緊密度能夠以任何方位構(gòu)造。

雖然該公開已經(jīng)在附圖和前面的描述中進(jìn)行了示出和描述，其應(yīng)被認(rèn)為是說明性的且不限于具體特征。應(yīng)理解的是，僅展現(xiàn)了優(yōu)選的實施例，落入該公開范圍內(nèi)的所有變化、修改和進(jìn)一步應(yīng)用都要求得到保護(hù)。