阅读说明：本技术 具有凸轮的可调冲程装置 (Adjustable stroke device with cam ) 是由 斯科特·S·麦克莱恩 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：可调冲程机构具有壳体,壳体具有中心轴和限定空腔的壁。至少一个配重可移动地至少部分地设置在空腔内。安装组件至少部分地设置在空腔内。安装组件具有工件连接机构。冲程调节器耦合至少一个配重与安装组件。冲程调节器能使配重和安装组件相对于彼此移动,从而配重和安装组件之间的距离可以可变地调整,进而,相对于壳体的中心轴可变地调整工作连接机构的冲程半径。(The adjustable stroke mechanism has a housing having a central axis and a wall defining a cavity. At least one counterweight is movably disposed at least partially within the cavity. The mounting assembly is at least partially disposed within the cavity. The mounting assembly has a workpiece attachment mechanism. A stroke adjuster couples the at least one counterweight and the mounting assembly. The stroke adjuster enables the counterweight and the mounting assembly to move relative to each other such that a distance between the counterweight and the mounting assembly can be variably adjusted, thereby variably adjusting a stroke radius of the work attachment relative to a central axis of the housing.)

具有凸轮的可调冲程装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月30日递交的美国临时申请No. 62/724,889以及2019年8月24日递交的美国申请No.16/550,182的优先权，其全部内容通过引用全部结合于此。

技术领域

本申请涉及可调轨道装置，其包括但不限于抛光机、缓冲机、打磨机和按摩器。

背景技术

本申请涉及用于在随机轨道机上调节冲程的方法和设备，该机器诸如，包括但不限于，抛光机、打磨机和按摩器。这种调节使得用户能够定义随机轨道机的冲程，并且在最大定义冲程设置和最小零轨道设置之间调节该冲程。

抛光机和打磨机常规地用于汽车行业和国内建筑行业，用以修正涂料或干式墙壁中的瑕疵，且用于抛光及涂蜡。所使用的主要有三种机器：包括旋转式缓冲机(rotarybuffers)、随机轨道机以及双动机(dual action machines)。由于将垫片旋入每一个机器上的方法是唯一的且该方法是用于不同的目的，因此每一个工具都具有其自己的位置。

旋转式缓冲机在移除涂料瑕疵的具有良好结果的控制方法方面是速度最快且最高效的机器。旋转式缓冲机中的控制单元直接连接至垫片，且其彼此在轴向上对齐。为了修正涂料划痕，旋转式缓冲机通常用于移除在划痕周围的足够多的涂料，从而使表面平整。然而，相较于传统的业余爱好这所拥有的技能，移除划痕则需要更多的技能以及对机器的控制。为此，由于旋转式缓冲机非常容易地就移除过多的涂料，并且由于最终形成的旋转式标记或由于燃烧涂料而引起的抛光损坏，因此其通常避免普通用户使用。

所引入的随机轨道机满足了普通用户的需求，因为其需要较少的经验以及对于操作的控制。随机轨道机使用齿轮箱，该齿轮箱采用了将垫片附接至背板的两个独立的机构。不同于旋转式缓冲机，随机轨道机将垫片和背板的中心旋转轴设置为偏置于机器的驱动轴。这种偏置通常被称作“冲程(stroke)”。因此，背板和垫片绕驱动轴以圆周运动的轨道运动(orbit the driveshaft)。同时，由于垫片安装在空转轴承(idle bearing)上，因此垫片可任意地旋转。该随机旋转随着施加在垫片上的压力而变化且不直接供电。结果是抛光运动不燃烧或切割油漆，因为它不能从供电旋转运动产生热。因此，随机轨道机非常安全且显然不可能引起油漆产生旋涡或被燃烧。

与随机轨道机类似，双动机使垫片的中心旋转轴和背板偏离驱动轴。作为该冲程的结果，背板和垫片在圆周运动中绕驱动轴旋转。然而，对于双动机，垫片的旋转不直接供电。

随机轨道机的心脏是机器的冲程。冲程由驱动轴和背轴之间的偏移量决定。偏移量或冲程越大，背板旋转轴距驱动轴越远。偏移量乘以二得到冲程直径。因此，“冲程”是一个术语，表示背板关于驱动轴旋转时其通道直径。

大部分随机轨道机都是小冲程机，这意味着它们所用的某处测量的冲程长度在约6mm–12mm之间。小冲程机将垫片的运动限制到更小更紧的轨道。这导致流畅的运动。小冲程机也更容易控制，因为背板在更紧的通道上关于驱动轴旋转轴线旋转。由于更流畅的运动，振动和运动较小，机器更容易保持。

大冲程机采用相同的每分钟转速(RPM)输出增加的背板每分钟旋转(OPM)，因为背板和垫片关于驱动轴的旋转增加。大冲程也增加了垫片的运动，这有助于扩散抛光化合物且处理更大的表面面积。它还实现了更多的切削作用到油漆中，这允许对划痕和油漆缺陷进行修正。小冲程机典型地仅抛光油漆而不切割进入其中，并且因此不能去除表面缺陷。

解决小冲程缺陷的一种方法是增加机器的转速(RPM)。尽管这增加了电动机的旋转，但是机器冲程保持不变。还有与电动机增加RPM和垫片增加OPM相关的寿命问题。增加RPM在电动机上产生更大的应变，而增加OPM燃烧垫片更快。

总之，长冲程和短冲程机二者在工业上都具有其一席之地。因此，所需的是能由用户调整而不需要特殊工具或拆卸机械的机器。最后，所需的是紧凑、简单和有效的方法，以根据用户的需要调整机器的冲程。

发明内容

根据本公开，用于随机轨道机的可调冲程机构包括壳体，壳体具有中心轴和围成空腔的壁。至少一个配重可移动地设置在空腔内。安装组件设置在空腔内。安装组件包括工件连接机构。冲程调节器耦合至少一个配重与安装组件。冲程调节器能使配重和安装组件相对于彼此移动，从而配重和安装组件之间的距离可变地调整。因此，这相对于壳体的中心轴可变地调整工件连接机构的冲程半径。冲程调节器包括调节环和凸轮机构。调节环围绕壳体壁。调节环沿着中心轴轴向地可移动。另外，调节环关于中心轴可旋转。配重啮合凸轮机构以响应于凸轮运动移动配重。包括轴承架的安装组件啮合凸轮机构以响应于凸轮运动移动安装组件。工件连接机构还包括轴承轴。轴承轴延伸通过壳体，通过轴承架且进入配重中。至少一个轴承围绕轴承轴且该至少一个轴承设置在轴承架的孔内。凸轮机构还包括至少一个簧片。至少一个簧片啮合轮毂中的窄槽用于锁闭冲程调节器。

根据第二实施例，调整随机轨道机的冲程的方法包括耦合可调冲程机构。它包括用于随机轨道机的可调冲程机构，包括具有中心轴和围成空腔的壁的壳体。至少一个配重可移动地设置在空腔内。安装组件设置在空腔内。安装组件包括工件连接机构。冲程调节器耦合至少一个配重与安装组件。冲程调节器能使配重和安装组件相对于彼此移动，从而配重和安装组件之间的距离被可变地调整。因此，这相对于壳体的中心轴可变地调整工作连接机构的冲程半径。冲程调节器相对于壳体的中心轴轴向地移动。冲程调节器关于轴的中心轴线旋转。配重和安装组件相对于彼此移动。配重和安装组件之间的距离可变地调整。工件连接机构的冲程半径相对于中心轴可变地调整。

通过这里提供的描述进一步的应用领域将变得明显易懂。发明内容中的描述和具体示例仅旨在说明的目的，而不意味着限制本公开的范围。

附图说明

这里描述的附图仅为选择性实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式，并且不意味着限制本公开的范围。

图1是工具的透视图。

图2是图1局部切除的透视图。

图3是图1的分解透视图。

图4是图1沿着线4-4剖取的截面图。

图5是图1沿着线5-5剖取的截面图。

图6是图1沿着线6-6剖取的截面图。

图7是图1的凸轮板的透视图。

图8是工具的透视图。

图9是图5的局部切除的透视图。

图10是图1的分解透视图。

图11A是图8在第一位置的截面图。

图11B是图8在第二位置的截面图。

图12是图1沿着线12-12剖取的截面图。

图13是图1沿着线13-13剖取的截面图。

图14是图8的凸轮板的透视图。

图15是调节器的底平面图。

图16是图15沿着线16-16剖取的截面图。

图17是图15沿着线17-17剖取的截面图。

具体实施方式

现在，将参考附图更加全面地描述示例性实施例。

转至附图，工具示出为具有可调冲程装置且用附图标记10表示。工具10包括电动机12、电源14和用于激活和失活电源的开关16。电源示出为电缆，但是可为可充电电池。电动机包括小齿轮18，定位在工具的头部壳体20之内。头部壳体20包括容纳动力传动系统22的空腔。动力传动系统22包括与小齿轮18啮合的齿轮24和可旋转主轴26。冲程调节器30 与主轴26可旋转耦合且安装有头部壳体20的底部。

头部壳体20包括按钮15。按钮15包括销钉17和弹簧19。弹簧19偏置按钮15在第一和第二位置之间。销钉17突出进入齿轮24中的孔 25中。这提供了传动系统的旋转停止。再者，当销钉17位于孔25中时，冲程调节器30处于索引位置。

冲程调节器30包括驱动轮毂32、工件安装组件34和配重机构 36以及冲程调节机构38。驱动轮毂32包括驱动轮毂体40，具有螺纹接套 42以及伸腿44。螺纹接套42从驱动轮毂体40的一侧延伸，而腿44从另一侧延伸。螺纹接套42有螺纹以接收主轴26。轮毂板46由螺纹固定件连接到腿44。驱动轮毂体40包括与配重机构36和工件安装组件34耦合的多个窄槽48，如稍后所说明。另外，轮毂板46包括与配重机构36耦合的多个窄槽 50。再者，轮毂板46包括椭圆形状的孔52，其接收工件安装组件34的一部分。因此，主轴26的旋转施加到驱动轮毂32以驱动冲程调节器30。

工件安装组件34包括支架54。支架包括第一支架块56和第二支架块58。支架块56、58包括接收轴承60的孔。主轴62通过轴承60且由支架54保持。主轴62在轴承60中可旋转。再者，主轴62包括螺纹尖端64，其能使诸如垫片等工件连接到主轴62。主轴62通过轮毂板46中的孔52。第一支架块56包括柱66，其通过驱动轮毂体40中的窄槽48。柱66与冲程调节机构38耦合，如稍后所说明。

配重机构36包括框架60和配重环70。配重环70通过紧固件 72固定到框架68。框架68和配重环70二者具有大致U形形状。框架68 包括多个柱74，其通过轮毂板46中的通道50。因此，配重环70连接到轮毂板46的下侧。再者，配重环70包括能使主轴64通过通道76的窄槽或通道76。配重框架68还包括柱78。柱78通过驱动轮毂体40中的窄槽48。

头部壳体20包括第二壳体132。壳体132包括压环134、套管 136、环138和带140。压环134定位在套管136之上且通过紧固件连接到套管136。环138定位在套管136之内。带140定位在套管136之外。带140 包括多个阶梯峰142和谷144。阶梯峰142和谷144定位成使峰142接收从套管136径向突出的簧片146。套管136还包括在其内周边表面上的簧片148 以接收环138的切口150。环138还包括产生矩形切口的上峰152和谷154。推进器环板156定位在压环134、套管136、环138和带140组合之上。推进器环板156由弹簧157偏置，从而一旦压环134朝着壳体头部20轴向移动，推进器环板156迫使其返回到其原始静止位置。

凸轮板160包括成对弧形槽162、164。一个槽162接收支架柱 66，并且另一个弧形槽164接收配重框架柱78。凸轮板160包括径向突出牙 168，其使凸轮板160与套管136固定且在其内。再者，凸轮板160包括在其地侧上的至少一个，优选多个簧片170以与凸轮体40上的窄槽172匹配。凸轮板160由冲程调节机构压环134旋转。发生这种情况时，柱78、66相对于彼此移动配重机构36和工件安装组件34。再者，旋转运动移动主轴62 的轴线63朝着或远离驱动主轴26的中心轴线27。簧片170定位在凸轮体 40的窄槽172中。因此，根据主轴62相对于中心轴线27的位置，簧片172 处于不同的窄槽172中以使主轴62的位置相对于中心轴27可变。

另外，第二压环174定位在驱动轮毂板46之上。第二压环174 能使驱动轮毂32手动旋转。因此，按钮销钉17可进入齿轮24的孔25中。这种情况发生时，冲程调节压环134可轴向和旋转运动。这种情况发生时，套管136、环138和凸轮板160向上推。凸轮板160的底部上的凸轮簧片170 脱配驱动轮毂体40上的窄槽172。因此，凸轮板160能由压环134旋转。这种情况发生时，窄槽66、78随着它们在凸轮板160的窄槽162、164中前进而相对于彼此移动。因此，这相对于彼此调整了主轴26、62的轴线27、63 的距离。这为装置的震荡旋转提供了条件。

为了使偏心凸轮板160放在第二位置上，压环134旋转。由于压环134进入第二分度位置，推板156以及凸轮弹簧166在凸轮板160上推下。由于从压环134去除了向上的力，弹簧力推动凸轮簧片170返回与驱动轮毂体40中的另一套窄槽170配合。这能使凸轮板160相对于驱动轮毂32 锁闭在位置上，进而相对于主轴轴线27、63提供不同的偏移距离。这可重复以相对于驱动主轴26移动第二主轴62进入所希望的位置。

轴锁桥180定位成相邻于驱动轮毂32。轴锁桥180包括腿182，其在驱动轮毂腿44之间的窄槽中滑动。因此，轴锁桥180定位在腿44之间。弹簧184定位在驱动轮毂体40和轴锁桥180的下侧上的窄槽185中以偏置轴桥180远离驱动轮毂体40。轴锁桥180包括接收主轴62的头部65的孔 186。当工件安装组件主轴62与驱动主轴26同轴对齐时，由于弹簧184的力，轴锁桥孔186接收主轴62的头部65以锁闭主轴62在与驱动主轴26同轴的位置。这提供了真实的旋转或零位置。轴锁桥180包括与环切口154匹配的法兰188，从而当环134在朝着壳体头部20的方向上移动时轴锁桥180 在该方向上移动。

开关16的激活旋转冲程调节器30上的主轴62。配重机构36 平衡由于主轴62从主轴26的中心轴线27偏移引起的旋转不平衡。因此，主轴62在一个冲程上旋转工件远离中心轴线27。

转到图8-17，示出了第二实施例。类似元件的附图标记继续使用且增加200。

具有可调冲程装置的工具用附图标记200表示。工具200包括电动机212、电源214和用于激活和失活电源的开关216。电源示出为电缆，但是可采用可充电电池。

电动机包括定位在壳体头部220内的小齿轮218。壳体头部220 包括空腔以容纳动力传动系统222。动力传动系统222包括与小齿轮218配合且旋转主轴226的齿轮224。冲程调节器230与主轴226可旋转地耦合且安装在头部壳体220的底部。

头部壳体220包括手柄215。手柄215能使用户利用工具抛光或缓冲作用。头部壳体220包括容纳主轴226的裙310。裙包括圆柱壁312，其包括接收来自冲程调节器230的齿的多个凹陷314，这将稍后说明。再者，壁312包括当冲程调节器230处于适当锁闭位置时不能看见的凹槽316。再者，裙310包括容纳主轴326和轴承320的内圆柱壁318。圆柱壳体包括腿322，以增强冲程调节器230的固定。

冲程调节器230包括驱动轮毂232、工件安装组件234、配重 236和冲程调节机构238。驱动轮毂232包括具有轴242以及伸腿244的驱动轮毂体240。轴242通过配置孔243接收主轴226。轮毂板246通过螺纹紧固件连接到腿244。驱动轮毂体240包括与配重机构236和工件安装组件 234耦合的多个窄槽248，将稍后说明。再者，腿244限定接收轴承架组件 254的窄槽245。另外，驱动轮毂240的底表面包括接收保持枢轴构件330 的孔。

枢轴构件330具有大致U形形状，具有多边形等高线通道332 以接收工件安装组件234的轴，如这里所说明。枢轴构件330接收且定位主轴262在其旋转位置。

另外，轮毂板246包括与配重机构236耦合的多个窄槽250。轮毂板246包括接收工件安装组件234的一部分具有椭圆形状的孔252。因此，主轴226的旋转施加到驱动轮毂232以驱动冲程调节器230。

工件安装组件234包括背板253和支架254。背板253接收垫片以接触工作面。支架254包括接收轴承260的圆柱部分256。支架254包括法兰258，以定位支架254在驱动轮毂体240的腿244之间的窄槽245内。这能使支架259在轮毂体240中滑动。

主轴262在轴承260中旋转。主轴262包括接收螺纹尖端的螺纹孔264，以将背板253保持到主轴。主轴262通过轮毂板246中的孔252。支架254包括通过驱动轮毂体240中的窄槽248的柱266。柱266与冲程调节机构238耦合，如稍后所说明。

配重机构236包括框架268和配重270。配重270为环形形状且通过紧固件272固定到框架268。框架268具有大致U形形状。框架268 包括通过轮毂板246中的通道250的多个柱274。因此，配重环270连接到轮毂板246的下侧。再者，配重环270包括窄槽或通道276，以使主轴262 通过通道276。配重框架268还包括柱278。柱278通过驱动轮毂体240中的窄槽248。

凸轮板360包括成对的弧形窄槽362、364。一个窄槽362接收支架柱266，并且另一个弧形窄槽364接收配重框架柱278。凸轮板360包括多个径向突出齿368。齿368是矩形的且由矩形凹陷369分隔开。凸轮板 360由冲程调节机构238旋转，如这里所说明。这种情况发生时，窄槽278、 266相对于彼此横向移动配重机构236和工件安装组件234以变化二者之间的距离。再者，冲程调节机构的旋转运动朝着或远离驱动主轴226的中心轴线227移动主轴262的轴线263。因此，根据主轴262相对于中心轴线227 的位置，主轴266定位在真旋转位置或者偏置为提供工件安装组件234的轨道运动。

推进器环370定位在轮毂体240之上。推进器环370包括多个矩形峰372和谷374。峰372和谷374与凸轮板360的齿368和凹陷369匹配。再者，推进器板370包括配合在腿244之间的间隙中的块376。这能使推进器环370沿着轮毂体240的腿244上下前进。再者，弹簧378定位在块 376中以偏置推进器环370。弹簧就位在块376内的孔380中。另外，柱382 从轮毂板246突出以就位弹簧378的另一端。

冲程调节机构238具有大致的圆柱形状。它包括具有多个台阶部分的壁410。孔412延伸通过壁410。孔从一端向另一端扩大。壁410包括具有标记的压环部分414，该标记给用户提供识别冲程调节器的不同旋转和轨道定位的标记。因此，该标记表示真实旋转位置以及几个轨道位置。压环414限定通道416。通道416定位在壁之上。多个齿418定位在通道416中以配合裙壳体310上的凹陷314。内通道420处于壁410的一端以接收主轴锁430，如稍后所描述。再者，壁限定弹簧座422。多个矩形齿424提供在壁410的内表面上。齿424匹配凸轮360，如这里所描述。

主轴锁430与冲程调节机构238耦合。

主轴锁430包括弹簧座432、轴锁434和弹簧436。弹簧座432 包括凹槽438以接收弹簧436的一部分。再者，座432包括凹陷440以接收轴锁434的簧片442。弹簧座包括从壳体310接收腿322的切口444。轴锁 434包括定位在簧片442之间的凹陷446。再者，轴锁434包括从簧片442 延伸的壁448，簧片442包括径向延伸的矩形形状的齿450。齿450通过冲程调节机构238中的凹陷452。这能使齿450进入通道420中以保持轴锁在冲程调节器机构238上。轴锁434保持在通道420中，如图11A和11B所见。弹簧座432包括具有外槽456的腿454，外槽456能使C夹子458将弹簧座432锁闭在壳体310的腿322上。因此，冲程调节机构238由壳体310 上的弹簧436偏置。

图11A和11B示出了在第一和第二位置上的冲程调节器230。在图11A中，冲程调节机构238处于第一位置，其齿418配合在凹陷314 中。标记给用户提供工具的设定。为了移动冲程调节机构从一个位置到另一个位置，冲程调节机构压环414朝着背板253向下拉。这种情况发生时，冲程调节机构238克服弹簧436的力向下运动。轴锁434由冲程调节机构238 向下推与弹簧座432接触(图11B)。这种情况发生时，多边形孔470配合轴242上的多边形表面472。这使主轴226和驱动轮毂232锁闭而不旋转。然而，冲程调节机构238可自由旋转。

由于冲程调节机构238向下移动，齿424向下推该推环370。这种情况发生时，齿424配合凸轮板360的凹陷369。这能使冲程调节机构 238配合凸轮板360。由于冲程调节机构238通过压环414旋转，凸轮板360 旋转。这种情况发生时，工件安装组件234通过柱266相对于配重机构236 移动。柱266以及柱278随着凸轮板360旋转相对于彼此在弧形窄槽362和364中横向移动。这调整了中心轴线227和主轴轴线263之间的距离。因此，这给冲程调节器230提供了旋转和轨道位置。

一旦旋转完成，用户释放压环414。弹簧436在相反的方向上朝着裙壳体310向上偏置冲程调节机构238。这种情况发生时，齿418重新配合凹陷314使用户使用装置。然而，当冲程调节机构238旋转时，裙壳体 310中的凹槽316变为可见。如果在旋转后用户能看到凹槽316，则用户可视地注意到冲程调节机构238不处于锁闭位置。

为了图示和描述的目的前面已经提供了实施例的描述。这不意味着是详尽的或限制本公开。特定实施例的个别元件或特征通常不限制到该特定实施例，而是，如果适用，可互换且可用在选择性实施例中，即使没有特别的示出或描述。这种情况也可以以很多方式变化。这样的变化不应看作脱离本公开，并且所有这样的修改旨在包括在本公开的范围内。