專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)夾頭的動(dòng)力工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及夾頭和用于動(dòng)力工具的夾頭裝置，尤其是涉及一種動(dòng) 力工具，其具有帶用于減小或者消除推進(jìn)螺桿中應(yīng)力的止動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出 驅(qū)動(dòng)推進(jìn)式夾頭。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求以2005年4月19日提交的、名稱(chēng)為"PTO-止動(dòng)機(jī)構(gòu)，，的美國(guó)臨 時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/672582號(hào)的4又益。
在名稱(chēng)為"帶有動(dòng)力輸出和固定心軸結(jié)構(gòu)的工具夾頭"的相關(guān)的美國(guó)臨 時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/672503號(hào)中非常詳細(xì)地描述了動(dòng)力輸出(PTO)驅(qū)動(dòng)的夾頭 (即，夾頭的夾爪可以通過(guò)動(dòng)力輸出(PTO)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而張開(kāi)或閉合，該動(dòng)力輸 出機(jī)構(gòu)可以選擇性地由電動(dòng)機(jī)或者流體驅(qū)動(dòng)機(jī)(例如，氣動(dòng)機(jī))來(lái)驅(qū)動(dòng))，該專(zhuān) 利申請(qǐng)所公開(kāi)的內(nèi)容如同全文在此引用作為參考。
在我們使用動(dòng)力輸出(PTO)驅(qū)動(dòng)的夾頭的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)推進(jìn)式夾頭 的通常結(jié)構(gòu)可對(duì)先前尚未應(yīng)用的其它推進(jìn)式夾頭提供各種改進(jìn)。這些改進(jìn)的 一個(gè)方面涉及到 一種用于限制推進(jìn)螺桿中的應(yīng)力的機(jī)構(gòu)。我們注意到當(dāng)推進(jìn) 螺桿限制應(yīng)力時(shí)，我們注意到當(dāng)推進(jìn)式夾頭由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在打開(kāi)夾頭時(shí) 推進(jìn)螺桿可能觸底，并且可能擠壓輸入軸。當(dāng)推進(jìn)螺桿觸底時(shí)，推進(jìn)螺桿的 頭部將保持靜止，因而輸入軸相對(duì)于推進(jìn)螺桿的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動(dòng)將驅(qū)使推進(jìn)螺 桿的柄部離開(kāi)推進(jìn)螺桿的頭部，并因此拉伸該推進(jìn)螺桿。
通過(guò)上面的論述將能夠理解，推進(jìn)螺桿的拉伸在推進(jìn)螺桿中產(chǎn)生了應(yīng) 力，這種應(yīng)力作用到夾頭致動(dòng)軸上并且使得推進(jìn)螺桿粘在或者說(shuō)鎖定在夾頭 致動(dòng)軸上。此外，由于動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)之間的差別(動(dòng)摩擦系數(shù)通 常遠(yuǎn)小于靜摩擦系數(shù))，因而在某些情況下難以將推進(jìn)螺桿與夾頭致動(dòng)軸解 鎖。因此，本領(lǐng)域中一直需要有一種改進(jìn)的推進(jìn)式夾頭。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供了一種用于鉆具/驅(qū)動(dòng)器的夾頭。該夾頭可以包括 具有空腔的輸入軸、夾頭致動(dòng)軸和夾頭致動(dòng)螺桿。夾頭致動(dòng)軸可容納在空腔 中并且可以圍繞著夾頭軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。夾頭致動(dòng)軸可以具有螺紋孔。夾頭致動(dòng)螺 桿可以具有能夠與螺紋孔螺紋嚙合的螺紋部分。夾爪容納在空腔中并且能夠 與輸入軸相嚙合。夾爪連接到夾頭致動(dòng)螺桿上，這樣夾頭致動(dòng)軸相對(duì)于夾頭 致動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)就驅(qū)使夾爪移動(dòng)，從而使得夾爪朝著夾頭軸線聚集或者離開(kāi) 夾頭軸線。該夾頭還包括連接到夾頭致動(dòng)螺桿、夾頭致動(dòng)軸和輸入軸至少其 中之一上的、用于當(dāng)夾爪位于充分開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)限制夾頭致動(dòng)螺桿沿軸向方向 彈性伸長(zhǎng)的部件。
根據(jù)這里所提供的說(shuō)明書(shū)，本發(fā)明的其它方面的應(yīng)用將變得更加清楚。 應(yīng)當(dāng)能夠理解，說(shuō)明書(shū)和特定的實(shí)施例僅是為了說(shuō)明的目的，并不意味著限 制本發(fā)明的范圍。


這里所示的附圖僅是用于說(shuō)明的目的，絕不意味著限制本發(fā)明的范圍。 圖l是按照本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)造的、具有動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)夾頭的動(dòng)力工具
的示意圖2是圖1的動(dòng)力工具的局部的分解透視圖；表示了動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)放大的 細(xì)節(jié)；
圖3是圖1的動(dòng)力工具的局部的截面透視圖，表示了安裝在動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu) 上的夾頭；
圖4是圖l的工具的局部的截面圖，表示了用于改變工具工作模式的模式 轉(zhuǎn)換環(huán)和轉(zhuǎn)換套；
圖5是夾頭的局部透視圖，其中詳細(xì)表示了 一組螺紋擋塊；
圖6是截面透4見(jiàn)圖，表示了第一組替換結(jié)構(gòu)的螺纟文擋塊；
圖7是類(lèi)似于圖5的透視圖，但表示了另 一組替換結(jié)構(gòu)的螺紋擋塊組件；
圖8A是按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的、第二種夾頭的局部的截面透^L圖犯是圖8A的夾頭的局部透視圖，表示了第一止擋件的細(xì)節(jié)；
圖8C是圖8A的夾頭的局部透視圖，表示了夾頭致動(dòng)軸的細(xì)節(jié)；
圖9A是按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的、第三種夾頭的局部透視圖9B是類(lèi)似于圖9A的透視圖，但表示了相互貼靠的螺紋擋塊，因而阻
止了夾頭致動(dòng)軸相對(duì)于夾頭致動(dòng)套的轉(zhuǎn)動(dòng)；
圖10是按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的、第四種夾頭的局部的截面透視圖； 圖1 l和圖12是類(lèi)似于圖IO的截面透視圖，但表示了替換的彈簧和/或引導(dǎo)
結(jié)構(gòu)；
圖13是按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的、第五種夾頭的局部截面圖14-圖18是類(lèi)似于圖13的截面圖，但表示了不同的緩沖墊圈部件；以
及
圖19是按照本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的、第六種夾頭的局部截面透視圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖l,圖中示意性表示了一個(gè)作為舉例的動(dòng)力工具T,例如鉆具驅(qū)動(dòng) 器或者沖擊鉆具驅(qū)動(dòng)器。該動(dòng)力工具T可以包括按照本發(fā)明的教導(dǎo)所構(gòu)造的 動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)的工具夾頭50。然而能夠理解，該工具夾頭50也能夠適用在各 種的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器(而不僅僅是鉆具或沖擊鉆)上，用于夾持各種的工具(而不僅 僅是鉆頭)。
工具夾頭50可以通過(guò)動(dòng)力輸出(PTO)機(jī)構(gòu)10連接至動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)裝 置70上。傳動(dòng)裝置70可以連接到電動(dòng)機(jī)90上。傳動(dòng)裝置70可以采用齒輪裝置， 以實(shí)現(xiàn)輸入轉(zhuǎn)速(來(lái)自于電動(dòng)機(jī)90)和輸出轉(zhuǎn)速(傳遞至工具夾頭50)之間的傳 動(dòng)比的變化。
在所示的實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置70可以包括三個(gè)行星減速系統(tǒng)。然而能夠 理解，本發(fā)明并不局限于此。例如，可以提供多于或少于三個(gè)的行星減速系 統(tǒng)。另外，行星減速裝置以外的其它傳動(dòng)裝置(例如傳統(tǒng)的平行軸傳動(dòng)裝置) 也是適合的。行星減速傳動(dòng)裝置是本領(lǐng)域中公知的，因而省略了對(duì)它的詳細(xì) 描述。動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)10可以設(shè)置在傳動(dòng)裝置70的輸出端。
圖2是動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)10的分解透視圖。在這個(gè)示例的實(shí)施例中，動(dòng)力輸 出機(jī)構(gòu)10可以包括轉(zhuǎn)換環(huán)12,輸出連接件20,以及動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30。
轉(zhuǎn)換環(huán)12可以具有徑向向內(nèi)的表面，其上設(shè)有鍵齒13(用于選擇性地與 輸出連接件20、動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30和盤(pán)74相嚙合)。轉(zhuǎn)換環(huán)12可以具有徑向 向外的表面，其上設(shè)有向前延伸的鍵齒15和向后延伸的鍵齒16(用于選擇性
的與未示出的驅(qū)動(dòng)器殼體相嚙合)，它還具有連續(xù)的圓周槽17(用于容納線材
18)。
線材18可以在圓周槽17中滑動(dòng)，它可以具有沿徑向延伸并伸出圓周槽17 的自由端。線材18的(作為凸輪從動(dòng)件的)自由端可以被容納在轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在 驅(qū)動(dòng)器殼體上的轉(zhuǎn)換套的槽中。如下面將要詳細(xì)說(shuō)明的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換套時(shí)， 槽能夠影響凸輪從動(dòng)件(因而也就影響轉(zhuǎn)換環(huán)12)到達(dá)所需的軸向位置。
輸出連接件20可以包括其形狀與輸入軸60的形狀相應(yīng)的中心孔22，下面 將對(duì)此予以詳細(xì)描述。輸出連接件20可以具有徑向向外的表面，其上設(shè)有能 夠選擇性地與轉(zhuǎn)換環(huán)12的徑向向內(nèi)鍵齒13相嚙合的鍵齒24。
動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30可以包括一個(gè)其形狀與動(dòng)力輸出致動(dòng)器軸的形狀相 應(yīng)的中心孔32,下面將對(duì)此予以詳細(xì)描述。動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30可以具有徑向 向外的表面，其上設(shè)有能夠選擇性地與轉(zhuǎn)換環(huán)12的徑向向內(nèi)鍵齒13相合作的 鍵齒34。動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30可以具有軸向向后的表面，其上設(shè)有離合構(gòu)件36。 在這個(gè)示例的實(shí)施例中，該離合構(gòu)件36可以是一些細(xì)長(zhǎng)的凸起構(gòu)形，它們以 徑向的方式延伸跨越在動(dòng)力輸出盤(pán)30的軸向向后的表面上。
第三級(jí)托架72上的盤(pán)74可以包括通過(guò)第三級(jí)托架72而軸向延伸的中心 孔76。盤(pán)74可以具有徑向向外的表面，其上設(shè)有能夠選擇性地與轉(zhuǎn)換環(huán)12的 徑向向內(nèi)鍵齒13合作的鍵齒78。盤(pán)74還可以包括軸向向前的表面，其上設(shè)有 離合構(gòu)件79。在這個(gè)示例的實(shí)施例中，該離合構(gòu)件79可以是細(xì)長(zhǎng)的凸起構(gòu)形， 它們以徑向的方式延伸跨越在盤(pán)74的軸向向前的表面上。盤(pán)74的離合構(gòu)件79 能夠與動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30的離合構(gòu)件36合作。如本領(lǐng)域中公知的，第三級(jí)托 架72可以包括轉(zhuǎn)動(dòng)地支承行星齒輪(未示出)的軸80。
圖3是與工具夾頭50組裝到一起的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)10的截面透視圖。為了 清楚起見(jiàn)，這里的轉(zhuǎn)換環(huán)12表示為部分剖視的。
工具夾頭50可以包括輸入軸60。輸入軸60的前端可包括殼體H(圖4),殼 體確定了空腔C(圖4)，空腔中具有供夾爪J(圖4)分別滑動(dòng)地穿過(guò)的通道。前 部中的通道能夠?qū)⑤斎胼S60轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到夾爪上。輸入軸60可具有從輸出連 接件20的中心孔22中延伸穿過(guò)的后端。輸入軸60的后端可以具有徑向向外的 表面，其上設(shè)有與限定中心孔22的徑向向內(nèi)表面上的相應(yīng)構(gòu)件合作的構(gòu)件， 因而輸入軸60能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖定在輸出連接件20上。這些構(gòu)件是本領(lǐng)域中公知 的，例如，僅僅是作為舉例，輸入軸60上可以設(shè)置有平面，這些平面能夠與
中心孔22的一些平面相互貼靠，以便將輸入軸60和輸出連接件20轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖定 到一起。輸入軸60可以包括通孔62。通孔62能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐夾頭致動(dòng)軸64。
夾頭致動(dòng)軸64可包括通孔66。通孔66可具有接納動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40的后 端。通孔66的后端與動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40可以具有對(duì)應(yīng)的形狀，以便將夾頭致 動(dòng)軸64轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40上。通孔66的前端可設(shè)有徑向向內(nèi)的 表面螺紋68,其能夠與夾頭致動(dòng)螺桿55的徑向向外的表面螺紋58相互作用。 也就是說(shuō)，夾頭致動(dòng)軸64可以螺紋連接到夾頭致動(dòng)螺桿55上。
夾頭致動(dòng)螺桿55可以包括分別可使夾爪在其中滑動(dòng)的徑向通道56。這些 徑向通道56能夠?qū)A頭致動(dòng)螺桿55轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到夾爪上。螺紋68和58之間的 相互作用能夠驅(qū)使夾頭致動(dòng)螺桿55沿著軸向方向相對(duì)于輸入軸60前進(jìn)或者 后退?？梢岳斫猓瑠A頭致動(dòng)螺桿55和輸入軸60通過(guò)夾爪而轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在一起。
動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40依次延伸穿過(guò)夾頭致動(dòng)軸64的通孔66、動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng) 盤(pán)30的中心孔33、以及盤(pán)74的中心孔76。保^^爭(zhēng)件42(例如，呈開(kāi)口環(huán)形式)可 以安裝在動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40上。彈簧44可以安裝在動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40上，并 且被壓縮在第三級(jí)托架72和保持件42之間。通過(guò)位于動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30的軸 向前方的槽，動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40可以支承另 一個(gè)保持件(為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)而沒(méi) 有示出)。如前面所述的，動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40可以具有與動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30 的中心孔32的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。以這種方式，動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地 固定到動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30上。
如圖3所示，輸出連接件20、動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30、以及第三級(jí)托架72的 盤(pán)74能夠以同軸的方式組裝到一起。在這里，動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30的離合構(gòu)件 36可以面對(duì)(并且嚙合)盤(pán)74的離合構(gòu)件79。而且，轉(zhuǎn)換環(huán)12(表示為部分剖視) 可以安裝成能夠軸向移動(dòng)，從而轉(zhuǎn)換環(huán)12的徑向向內(nèi)的表面鍵齒13就能夠與 輸出連接件20的徑向向外的表面鍵齒24、動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30的徑向向外的表 面鍵齒34、以及盤(pán)74的徑向向外的表面鍵齒78選擇性地相嚙合。
根據(jù)轉(zhuǎn)換環(huán)12的軸向位置，工具夾頭50能夠以不同的方式工作，其可以 設(shè)定包括手動(dòng)超越模式，鉆具驅(qū)動(dòng)模式，以及夾頭模式的三個(gè)不同的工作位 置。
圖3表示了轉(zhuǎn)換環(huán)12處于手動(dòng)超越模式，其中的轉(zhuǎn)換環(huán)12位于軸向靠后 的位置。這里，轉(zhuǎn)換環(huán)12的徑向向外的表面鍵齒16能夠與設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器殼體 (未示出)上的相應(yīng)的構(gòu)件相嚙合。于是，轉(zhuǎn)換環(huán)12就可以轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到(或者
說(shuō)連接到)驅(qū)動(dòng)器殼體上。轉(zhuǎn)換環(huán)12的徑向向內(nèi)的表面鍵齒13可與動(dòng)力輸出
盤(pán)30的徑向向外的表面鍵齒34、以及盤(pán)74的徑向向外的表面鍵齒78相嚙合。 于是，轉(zhuǎn)換環(huán)12、動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30(以及因此連同動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40)和盤(pán) 74(以及因此連同第三級(jí)托架72)，就可以轉(zhuǎn)動(dòng)連接到驅(qū)動(dòng)器殼體上。在這種 情況下，輸出連接件20和輸入軸60可以相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器殼體保持轉(zhuǎn)動(dòng)。
使用者可以握住和相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器殼體手動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)輸入軸60(連同夾爪和 夾頭致動(dòng)螺桿55—起)。夾頭致動(dòng)螺桿55可以相對(duì)于夾頭致動(dòng)軸64轉(zhuǎn)動(dòng)，其 可以轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40上(因而也就是轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到驅(qū)動(dòng)器殼 體上)。由于徑向向內(nèi)的表面螺紋68和徑向向外的表面螺紋58之間的相互作 用，上述的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)就使得夾頭致動(dòng)螺桿55沿軸向方向前進(jìn)或者后退(取決 于輸入軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)方向)。夾頭致動(dòng)螺桿55的伸縮運(yùn)動(dòng)推動(dòng)或者拉動(dòng)夾爪， 使之開(kāi)啟或閉合。
例如，在閉合操作時(shí)，夾頭致動(dòng)螺桿55(連同夾爪一起)可以沿軸向向前 運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，輸入軸的前部分的通道能夠作用于夾爪2,使其沿著徑向 向內(nèi)的方向通過(guò)夾頭致動(dòng)螺桿55的徑向通道56。這種推進(jìn)式的夾爪作用是相 關(guān)領(lǐng)域中公知的。
通過(guò)將轉(zhuǎn)換環(huán)12向前滑動(dòng)到中間的軸向位置就可以實(shí)現(xiàn)鉆具驅(qū)動(dòng)^^莫式。 這里，轉(zhuǎn)換環(huán)12與驅(qū)動(dòng)器殼體相脫離(并且可以相對(duì)于后者轉(zhuǎn)動(dòng))。轉(zhuǎn)換環(huán)12 的徑向向內(nèi)的表面鍵齒13能夠與輸出連接件20的徑向向外的表面鍵齒24、動(dòng) 力輸出盤(pán)30的徑向向外的表面鍵齒34、以及盤(pán)74的徑向向外的表面鍵齒78相 互嚙合。于是，轉(zhuǎn)換環(huán)12、輸出連接件20(以及因此連同輸入軸60)、動(dòng)力輸 出盤(pán)驅(qū)動(dòng)30和盤(pán)74(以及因此連同第三級(jí)托架72)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到一起，并 且以 一個(gè)整體而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30(以及因此連同動(dòng)力輸出致動(dòng) 軸40和夾頭致動(dòng)軸64)和輸出連接件20(以及因此連同輸入軸60和夾頭致動(dòng)螺 桿55)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖定在一起，工具夾頭50就不會(huì)在工作中松開(kāi)。然后使用 者可以向驅(qū)動(dòng)器提供動(dòng)力，以轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)工具夾頭5 0 。
通過(guò)將轉(zhuǎn)換環(huán)12滑動(dòng)到前方的軸向位置可以實(shí)現(xiàn)夾頭模式。在此，轉(zhuǎn)換 環(huán)12的徑向向外的表面鍵齒15能夠與設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器殼體上的相應(yīng)的構(gòu)件相 嚙合。于是，轉(zhuǎn)換環(huán)12能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到驅(qū)動(dòng)器殼體。轉(zhuǎn)換環(huán)12的徑向向內(nèi) 的表面鍵齒13能夠與輸出連接件20的徑向向外的表面鍵齒24相嚙合。于是， 轉(zhuǎn)換環(huán)12和輸出連接件20(以及因此連同輸入軸60和夾頭致動(dòng)螺桿55)就可以
轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在驅(qū)動(dòng)器殼體上。在此，動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30(以及因此連同動(dòng)力
輸出致動(dòng)軸40和夾頭致動(dòng)軸64)和盤(pán)74(以及因此連同第三級(jí)托架72)能夠相 對(duì)于驅(qū)動(dòng)器殼體保持轉(zhuǎn)動(dòng)。
然后使用者可以向驅(qū)動(dòng)器提供動(dòng)力，以致動(dòng)工具夾頭50。與此同時(shí)，通 過(guò)分別設(shè)置在盤(pán)74和動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30的面對(duì)表面上的相互合作的離合構(gòu) 件79, 36,第三級(jí)托架72能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30。動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng) 盤(pán)30能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出致動(dòng)軸40，后者依次轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)夾頭致動(dòng)軸 64。夾頭致動(dòng)軸64可相對(duì)于夾頭致動(dòng)螺桿55轉(zhuǎn)動(dòng)，而夾頭致動(dòng)螺桿能夠保持 轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到驅(qū)動(dòng)器殼體上(通過(guò)夾爪、輸入軸60、輸出連接件20和轉(zhuǎn)換環(huán) 12)。由于徑向向內(nèi)的表面螺紋68和徑向向外的表面螺紋58之間的相互作用， 上述的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)就能夠使得夾頭致動(dòng)螺桿55沿軸向方向前進(jìn)或者后退(取決 于夾頭致動(dòng)軸64的轉(zhuǎn)動(dòng)方向)。夾頭致動(dòng)螺桿55的伸縮運(yùn)動(dòng)可推動(dòng)或者拉動(dòng) 夾爪，使之開(kāi)啟或閉合。
在夾頭致動(dòng)模式中，輸入軸60、夾爪以及夾頭致動(dòng)螺桿55可以保持轉(zhuǎn)動(dòng) 地固定到驅(qū)動(dòng)器殼體上，同時(shí)夾頭致動(dòng)螺桿55可以相對(duì)于輸入軸60而軸向運(yùn) 動(dòng)(通過(guò)夾頭致動(dòng)軸64的轉(zhuǎn)動(dòng))，以便開(kāi)啟或者閉合夾爪。由于使用者沒(méi)有暴 露于(或者說(shuō)觀察到)任何的旋轉(zhuǎn)元件，這也可以被認(rèn)為是一種固定心軸的構(gòu) 件。
一旦工具夾頭50已經(jīng)夾緊(也就是夾爪夾住了附件)，或者已經(jīng)充分地開(kāi) 啟，分別設(shè)置在盤(pán)74和動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)盤(pán)30的面對(duì)表面上的相互合作的離合構(gòu) 件79和36就脫開(kāi)或者彼此相對(duì)滑動(dòng)。與此同時(shí)，盤(pán)74(連同第三級(jí)托架72 — 起)可以克服彈簧44的作用而沿軸向向后的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)相互合作的離合構(gòu) 件79和36相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，它們能夠產(chǎn)生出聲響，以表示夾頭的致動(dòng)過(guò)程已經(jīng)完 成。
相互合作的離合構(gòu)件79和36可以在預(yù)定的扭矩閾值下脫開(kāi)或者滑動(dòng)。通 過(guò)選擇適當(dāng)?shù)膹椈?4和/或通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)相互合作的離合構(gòu)件79和36的幾 何特征，就可以對(duì)預(yù)定的扭矩閾值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。此外，工具夾頭50夾緊 時(shí)的預(yù)定扭矩閾值可以小于工具夾頭開(kāi)啟時(shí)的預(yù)定扭矩闊值，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè) 計(jì)相互合作的離合構(gòu)件79和36的幾何特征，就可以實(shí)現(xiàn)這一特點(diǎn)。離合表面 的各種的以及變化的幾何特征是本領(lǐng)域中公知的，因而省略對(duì)其詳細(xì)的描 述。
圖4表示了提供用來(lái)使得圖2，圖3所示轉(zhuǎn)換環(huán)12軸向定位、以實(shí)現(xiàn)不同 工作模式的轉(zhuǎn)換套42和模式轉(zhuǎn)換環(huán)43的非限制性的實(shí)施例。在圖4中，軸線 45上方的圖示部分表示了鉆具驅(qū)動(dòng)模式(其中的轉(zhuǎn)換環(huán)12位于中間軸向位 置)，以及軸線45下方的圖示部分表示了夾頭模式(其中的轉(zhuǎn)換環(huán)12位于前方 的軸向位置)。
模式轉(zhuǎn)換環(huán)43和轉(zhuǎn)換套42可以安裝成在驅(qū)動(dòng)器殼體95上轉(zhuǎn)動(dòng)。模式轉(zhuǎn)換 環(huán)43和轉(zhuǎn)換套42可以通過(guò)徑向延伸件46而轉(zhuǎn)動(dòng)固定到一起。于是，模式轉(zhuǎn)換 環(huán)43和轉(zhuǎn)換套42可以一起相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器殼體95轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)換套42可以包括沿著圓周方向圍繞轉(zhuǎn)換套42而延伸的槽。在這個(gè)示例 的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換套42可以包括兩個(gè)圓周槽。驅(qū)動(dòng)器殼體95可以包括縱向槽 96。該縱向槽96可以延伸越過(guò)轉(zhuǎn)換套42的圓周槽(并且處于其下方)。線材18 的端部可以從轉(zhuǎn)換環(huán)12沿著徑向向外的方向延伸，穿過(guò)驅(qū)動(dòng)器殼體95的縱向 槽96，并且進(jìn)入到轉(zhuǎn)換套42的圓周槽中。
使用者可以相對(duì)于殼體95轉(zhuǎn)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換環(huán)43(以及因此而轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換套 42)。這時(shí)，線材18通過(guò)縱向槽96而保持著轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到殼體95上。在這一 相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線材18的端部可以滑動(dòng)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換套42的圓周槽。轉(zhuǎn)換套42 的圓周槽的形狀可以使得線材18(以及因此而使得轉(zhuǎn)換環(huán)12)移動(dòng)到所希望的 軸向位置。在這方面，線材18的端部可以作為凸輪從動(dòng)件，以及相應(yīng)的圓周 槽可以作為凸輪?？梢岳斫?，轉(zhuǎn)換套42的圓周槽可以在軸向方向上延伸，從 而軸向地移動(dòng)轉(zhuǎn)換環(huán)12。
參見(jiàn)圖5，夾頭致動(dòng)螺桿55和夾頭致動(dòng)軸64可以分別包括螺紋擋塊170和 172，它們被構(gòu)造成當(dāng)夾頭致動(dòng)軸64轉(zhuǎn)動(dòng)到使夾爪J開(kāi)啟到最大程度時(shí)，這兩 個(gè)擋塊二波此面對(duì)。螺紋擋塊170和172各自包括面對(duì)表面174,該表面174可以 位于相對(duì)于夾頭致動(dòng)軸64的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線178呈角度的平面中，并且可以位于形 成在夾頭致動(dòng)螺桿55上的螺紋180的徑向向外。在所提供的實(shí)施例中，(當(dāng)兩 個(gè)面對(duì)表面174彼此貼靠時(shí))包含了面對(duì)表面174的該平面也包含了轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 178，但應(yīng)當(dāng)理解，該平面能夠以任何所需的角度定位，并且不必與轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線178相交。
在工作時(shí)，夾頭致動(dòng)軸64將被轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得夾頭致動(dòng)螺桿55的頭部182 朝著夾頭致動(dòng)軸64的前端移動(dòng)，直到螺紋擋塊170和172的面對(duì)表面174彼此 面對(duì)。面對(duì)表面174的相互貼靠就可以確定夾爪J的充分開(kāi)啟狀態(tài)，并且能夠
阻止夾頭致動(dòng)軸64相對(duì)于夾頭致動(dòng)螺桿55的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動(dòng)，于是就能夠減小 或者消除夾頭致動(dòng)螺桿55中的應(yīng)力。更確切地說(shuō)，夾頭致動(dòng)螺桿55中的應(yīng)力 是該螺桿的彈性拉伸的函數(shù)，以及阻止夾頭致動(dòng)套64相對(duì)于夾頭致動(dòng)螺桿55 的轉(zhuǎn)動(dòng)就防止了夾頭致動(dòng)螺桿55的進(jìn)一步的拉伸，從而限制夾頭致動(dòng)螺桿55 中的應(yīng)力。此外，由于夾頭致動(dòng)螺桿55的頭部182的下側(cè)182u不與夾頭致動(dòng) 軸64的前端184相接觸，因而與現(xiàn)有技術(shù)的推進(jìn)式夾頭相比，靜摩擦系數(shù)和 動(dòng)摩擦系數(shù)之間的顯著差別就無(wú)關(guān)緊要。
盡管所示和所述的止動(dòng)機(jī)構(gòu)包括形成在夾頭致動(dòng)螺桿的頭部上的構(gòu)件， 但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠理解，在其最廣泛的范圍中，該止動(dòng)機(jī)構(gòu)可 以有某種程度的不同構(gòu)造。例如，如圖6所示，螺紋擋塊170a, 172a可以分 別形成在夾頭致動(dòng)螺桿55a和夾頭致動(dòng)軸64a的螺紋上。在這個(gè)實(shí)例中，外螺 紋和內(nèi)螺紋能夠通過(guò)例如金屬注塑模制(MIM)工藝形成。螺紋擋塊170a可以 位于朝向夾頭致動(dòng)螺桿55a的端部，以及螺紋擋塊172a可以位于夾頭致動(dòng)軸 64a上的、與夾頭致動(dòng)螺桿55a的外螺紋螺紋嚙合的內(nèi)螺紋向后(或位于其端 部)。螺紋擋塊170a， 172a可以構(gòu)造成分別具有接觸面174a,這些接觸面在頭 部182a接觸到夾頭致動(dòng)軸64a的前端184a之前相互面對(duì)。
另 一個(gè)替換實(shí)施例表示在圖7中，其中的螺紋擋塊170b可以從夾頭致動(dòng) 螺桿55b的頭部182的內(nèi)側(cè)上伸出，和/或螺紋擋塊172b可以從夾頭致動(dòng)軸64b 的前端184b上伸出。在所提供的這個(gè)實(shí)施例中，螺紋擋塊170b, 172b包括伸 出的圓柱銷(xiāo)，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠理解，這些擋塊也可以采用其 它的形狀和構(gòu)造。
參見(jiàn)圖8A-8C,圖中表示了按照本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)造成的另一個(gè)動(dòng)力輸 出驅(qū)動(dòng)夾頭50-l的一部分。該動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)夾頭50-l大體上類(lèi)似于上述的和 圖l -圖5中所示的工具夾頭50,區(qū)別在于在夾頭致動(dòng)螺桿55-l和夾頭致動(dòng)軸 64-1之間使用了止動(dòng)機(jī)構(gòu)270。
止動(dòng)機(jī)構(gòu)270可以包括第一止擋件272和第二止擋件274。第一止擋件272 可以具有環(huán)形體276,以及從環(huán)形體276徑向向外延伸的螺紋擋塊278。環(huán)形 體276可以具有成形其中的、用于接納夾頭致動(dòng)螺桿55-l的外螺紋體的通孔 280，以及多個(gè)嚙合構(gòu)件282，例如齒，它們?cè)诃h(huán)形體276的面向夾頭致動(dòng)軸 64-l—側(cè)上圍繞孔280的周?chē)尚?。嚙合?gòu)件282被構(gòu)造成可與形成在夾頭致 動(dòng)軸64-l的法蘭面286上的匹配嚙合構(gòu)件284相互嚙合。
第二止擋件或螺紋擋塊274能夠形成在輸入軸60-l的徑向向內(nèi)的表面 292上。螺紋擋塊278和第二止擋件274可以構(gòu)造成帶有面對(duì)表面294,下面將 對(duì)它們予以更詳細(xì)的描述。壓縮和扭轉(zhuǎn)的組合彈簧296可以裝配在圍繞著法 蘭面286而形成的凸肩287內(nèi)，并且用來(lái)偏壓螺紋擋塊278的面對(duì)表面294,使 其處于相對(duì)于第二止擋件274的面對(duì)表面294沿著圓周方向相互分離的狀態(tài)， 以及用來(lái)偏壓第一止擋件272，使其沿軸向方向離開(kāi)法蘭面286。因此，嚙合 構(gòu)件282被偏壓到處于與相配合的嚙合構(gòu)件284相互分離的狀態(tài)。
在工作時(shí)，夾頭致動(dòng)軸60-l可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得夾頭致動(dòng)螺桿55-l的頭部 288朝著夾頭致動(dòng)軸64-1移動(dòng)。頭部288與第 一止擋件272之間的接觸就能夠 向后推壓第一止擋件272，從而使嚙合構(gòu)件282與相配合的嚙合構(gòu)件284嚙合。 當(dāng)嚙合構(gòu)件282配合地(軸向地)嚙合配合嚙合構(gòu)件284時(shí)，夾頭致動(dòng)軸64-1沿 著夾頭50-l的夾爪J開(kāi)啟方向的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動(dòng)將使得第一止擋件272與夾頭致 動(dòng)軸64-l—起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得螺紋擋塊278上的面對(duì)表面294被驅(qū)動(dòng)到與第二 止擋件274上的面對(duì)表面294相互貼靠。
兩個(gè)面對(duì)表面294的相互嚙合就能夠阻止夾頭致動(dòng)軸64-1相對(duì)于夾頭致 動(dòng)螺桿55-l的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)夾頭致動(dòng)軸64-l沿著使夾頭50-l的夾爪J閉合的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一止擋件272將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)(這或者是通過(guò)夾頭致動(dòng)軸64-l的轉(zhuǎn) 動(dòng)再通過(guò)嚙合構(gòu)件282， 284之間的運(yùn)動(dòng)傳遞；或者是通過(guò)壓縮和扭轉(zhuǎn)的組合 彈簧296所施加的轉(zhuǎn)動(dòng)作用力)，從而使得第 一止擋件272將沿著離開(kāi)第二止 擋件274的轉(zhuǎn)動(dòng)方向運(yùn)4亍。
參見(jiàn)圖9A-9B,圖中表示了按照本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)造成的另 一個(gè)動(dòng)力輸 出驅(qū)動(dòng)夾頭50-2的一部分。該動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)夾頭50-2大體上類(lèi)似于上述的和 圖l -圖5中所示的工具夾頭50,區(qū)別在于在夾頭致動(dòng)螺桿55-2和夾頭致動(dòng)軸 64-2之間使用了止動(dòng)機(jī)構(gòu)370。
止動(dòng)機(jī)構(gòu)370可以包括第一止擋件372和第二止擋374。第一止擋372可以 包括環(huán)形結(jié)構(gòu)375,它被無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到夾頭致動(dòng)螺桿55-2上，并且包括一 個(gè)或多個(gè)螺紋擋塊376。螺紋擋塊376可以樞軸地附接在環(huán)形體375上(或者在 替換實(shí)施例中，附接在夾頭致動(dòng)螺桿55-2的頭部378上)，并且可以在由圖中 實(shí)線所示的延伸位置和由虛線所示的縮回位置之間樞軸地運(yùn)動(dòng)。螺紋擋塊 376可以通過(guò)彈簧(未示出)而被偏壓到延伸位置。第二止擋或者螺紋擋塊374 可以包括一個(gè)或多個(gè)止動(dòng)齒380，優(yōu)選還包括一個(gè)或幾個(gè)斜面382。夾頭致動(dòng)軸64-2沿著夾爪J開(kāi)啟方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，將使得螺紋擋塊376在夾頭 致動(dòng)螺桿5 5-2的頭部3 78接觸到夾頭致動(dòng)軸64-2的前表面3 84之前貼靠第二止 擋374的止動(dòng)齒380。螺紋擋塊376和止動(dòng)齒380之間的接觸阻礙了或者阻止了 夾頭致動(dòng)軸64-2沿著夾爪J的開(kāi)啟方向相對(duì)于夾頭致動(dòng)螺桿55-2的進(jìn)一步的 轉(zhuǎn)動(dòng)。如果還包括有斜面，這些斜面382可以構(gòu)造成當(dāng)夾頭致動(dòng)軸64-2沿著 夾爪閉合的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斜面將螺紋擋塊376推向縮回位置。
參見(jiàn)圖IO,圖中表示了按照本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)造成的另一個(gè)動(dòng)力輸出驅(qū) 動(dòng)夾頭50-3的一部分。該動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)夾頭50-3大體上類(lèi)似于上述的和圖l -圖5中所示的工具夾頭50,區(qū)別在于使用了與夾頭致動(dòng)螺桿55-3和夾頭致 動(dòng)軸64-3相結(jié)合的防過(guò)緊機(jī)構(gòu)470,而不是螺紋擋塊。
防過(guò)緊機(jī)構(gòu)470可以包括空腔472，它可以形成在夾頭致動(dòng)軸64-3的內(nèi)螺 紋474的后面，該螺紋與夾頭致動(dòng)螺桿55-3的相應(yīng)的外螺紋476相嚙合；以及 包括彈性元件或者彈簧478,它被用于當(dāng)夾頭致動(dòng)螺桿55-3螺旋進(jìn)入夾頭致 動(dòng)軸64-3的底部時(shí)，與夾頭致動(dòng)螺桿55-3的外螺紋部分476的端部相接觸。雖 然彈簧478被表示為是壓縮彈簧，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠理解，該 彈簧可以是任何適當(dāng)類(lèi)型的彈簧，包括盤(pán)形墊圈或波形彈簧。
當(dāng)夾頭致動(dòng)軸64-3轉(zhuǎn)動(dòng)到使夾爪開(kāi)啟到最大程度時(shí)的部位，夾頭致動(dòng)螺 桿55-3的外螺紋476能夠與夾頭致動(dòng)軸64-3的內(nèi)螺紋474脫開(kāi)，從而保證在夾 頭致動(dòng)螺桿55-3中不產(chǎn)生應(yīng)力。彈簧478將夾頭致動(dòng)螺桿55-3的外螺紋部分 476偏壓抵靠夾頭致動(dòng)軸64-3的內(nèi)螺紋部分474,從而當(dāng)夾頭致動(dòng)螺桿55-3沿 著夾爪閉合的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外螺紋部分476將能夠與內(nèi)螺紋部分474螺紋嚙 合。
如同本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解的，夾頭致動(dòng)螺桿55-3可以設(shè)置不 帶有螺紋的頸部455,它的尺寸接近于內(nèi)螺紋部分474的最小直徑，或者齒頂 直徑。這樣的結(jié)構(gòu)允許內(nèi)螺紋部分474可引導(dǎo)無(wú)螺紋的頸部455,并且由此保 證了當(dāng)外螺紋476重新與內(nèi)螺紋474嚙合時(shí)不會(huì)發(fā)生螺紋錯(cuò)位?？蛇x擇地，也 可以如同圖11所示那樣構(gòu)造出夾頭致動(dòng)螺桿55-3，的頭部456。在這個(gè)實(shí)施例 中，頭部465被構(gòu)造成與形成在夾頭致動(dòng)軸64-3，的前表面458上的相應(yīng)的沉孔 或孔457相嚙合。沉孔457和頭部456相合作，以使得夾頭致動(dòng)螺桿55-3，與夾 頭致動(dòng)軸64-3，對(duì)準(zhǔn)，從而保證了當(dāng)外螺紋部分476重新與內(nèi)螺紋474嚙合時(shí)不 會(huì)發(fā)生螺紋錯(cuò)位。
圖12的實(shí)施例類(lèi)似于圖10的實(shí)施例，區(qū)別在于所示的防過(guò)緊機(jī)構(gòu)470a包 括隔離盤(pán)482和第二彈簧484。隔離盤(pán)482設(shè)置在夾頭致動(dòng)軸64-3"的空腔474" 中并且位于彈簧478和第二彈簧484之間。能夠理解空腔472，，是階梯狀的，它 具有第 一部分A,以及具有其尺寸和/或形狀都不同于第 一部分A的第二部分 B。在這個(gè)實(shí)施例中，第二部分B的直徑大于第一部分A的直徑，從而彈簧478 設(shè)置于第一部分A中，而隔離件482和第二彈簧484則設(shè)置于第二部分B中。 第二彈簧484可以構(gòu)造成可對(duì)動(dòng)力輸出致動(dòng)軸442施加作用力。
參見(jiàn)圖13,圖中表示了按照本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)造成的另一個(gè)動(dòng)力輸出驅(qū) 動(dòng)夾頭50-4的一部分。該動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)夾頭50-4大體上類(lèi)似于上述的和圖l -圖5中所示的工具夾頭50，區(qū)別在于使用了當(dāng)夾爪J處于最大開(kāi)啟位置時(shí)能 夠彈性變形的緩沖墊圈570。在這個(gè)實(shí)施例中，緩沖墊圈570設(shè)置在夾頭致動(dòng) 螺桿55-4和夾頭致動(dòng)軸64-4之間，但能夠理解，該緩沖墊圈也可以位于任何 適當(dāng)?shù)奈恢?。緩沖墊圈570由彈性件構(gòu)成，例如彈性體，它可設(shè)置于夾頭致 動(dòng)螺桿55-4的頭部572和夾頭致動(dòng)軸64-4的前表面574之間。環(huán)形的突纟彖R可 從前表面574延伸，并且可用來(lái)使緩沖墊圏579相對(duì)于夾頭致動(dòng)軸64-4定位。 緩沖墊圈570可以是O形圈，并且當(dāng)夾爪J開(kāi)啟到最大開(kāi)度時(shí)通過(guò)其變形可以 減緩?qiáng)A頭致動(dòng)螺桿55-4的運(yùn)動(dòng)。
盡管該緩沖墊圈570表示為設(shè)置在頭部572和前表面574之間，但本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員將能夠理解，在本說(shuō)明書(shū)的最大范圍內(nèi)，它能夠以稍微不同 的方式構(gòu)成。例如，如圖14所示，緩沖墊圈570a可以位于形成在夾頭致動(dòng)軸 64-4，中的空腔580中。在這個(gè)實(shí)施例中，夾頭致動(dòng)螺桿55-4，的端部582被構(gòu) 造成當(dāng)頭部572a與前表面574a之間尚有間隔時(shí)與緩沖墊圏570a^目接觸。將能 夠理解盡管緩沖墊圈570a被表示成為一個(gè)O形圈，但也可以采用其它各種類(lèi) 型的緩沖墊圈，例如如圖15所示的實(shí)心的彈性緩沖墊圈或者柱塞570b。本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員也還能夠理解，夾頭致動(dòng)螺桿55-4'的端部582能夠以任何 希望的方式構(gòu)造，例如，夾頭致動(dòng)螺桿55-4，的端部582b可以具有球形的半徑。
作為另一個(gè)實(shí)施例，如圖16所示，緩沖墊圈570c可以連接到夾爪J的后 表面上。在這個(gè)實(shí)施例中，緩沖墊圈570c是O形圈，它設(shè)置于夾爪J和輸入軸 60-4，，上形成的前表面580之間。因此，緩沖墊圈570c通過(guò)變形，當(dāng)夾爪J開(kāi) 啟到最大開(kāi)度時(shí)可以減緩?qiáng)A頭J(以及因此連同夾頭致動(dòng)螺桿55-4)的運(yùn)動(dòng)。
圖17表示了另一個(gè)實(shí)施例，其中的緩沖墊圏570d包括設(shè)置于夾頭致動(dòng)軸 64-4"，的前表面574d和夾頭致動(dòng)螺桿55-4，"的頭部572d之間的彈簧。該彈簧 可以是任何適當(dāng)類(lèi)型的彈簧，例如圖17中所示的壓縮彈簧、盤(pán)形墊圈、波形 彈簧；或者如圖18所示的、具有多個(gè)彈性凸起592的類(lèi)似彈性墊的結(jié)構(gòu)570e。 類(lèi)似彈性墊的結(jié)構(gòu)5 70e可以設(shè)置于夾頭致動(dòng)軸64-4 ，"的前表面5 74d和夾頭致 動(dòng)螺桿55-4，"的頭部572d之間?？蛇x擇地，類(lèi)似彈性墊的結(jié)構(gòu)570e可以設(shè)置 于輸入軸60和夾頭致動(dòng)螺桿55-4'"的頭部572d之間，或者設(shè)置于輸入軸60和 夾爪J之間。
參見(jiàn)圖19,圖中表示了按照本發(fā)明的教導(dǎo)而構(gòu)造成的另 一個(gè)動(dòng)力輸出驅(qū) 動(dòng)夾頭50-5的一部分。該動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)夾頭50-5大體上類(lèi)似于上述的和圖1 -圖5中所示的工具夾頭50,區(qū)別在于使用了緩沖墊圈670來(lái)代替螺紋擋塊。 該緩沖墊圈670可以位于夾頭致動(dòng)螺桿55-5和夾頭致動(dòng)軸64-5之間。緩沖墊圏 670可以是環(huán)形的結(jié)構(gòu)，具有相反的止推表面670a和670b。緩沖墊圈670可以 構(gòu)造成具有相當(dāng)高的阻尼特性和相當(dāng)?shù)偷膹椓μ匦?，這賦予了相反的止推表 面670a, 670b在剛開(kāi)始貼靠到夾頭致動(dòng)螺桿55-5的頭部672和夾頭致動(dòng)軸64-5 的前表面674時(shí)的剛性。然而，當(dāng)受到夾緊負(fù)載時(shí)(即，當(dāng)夾頭致動(dòng)螺桿55-5 被夾頭致動(dòng)軸64-5拉伸時(shí)由夾頭致動(dòng)螺桿55-5的頭部672所施加的負(fù)載)，緩 沖墊圈670的結(jié)構(gòu)使其主體670c"松弛"或者收縮。松弛量或者收縮量可以相 當(dāng)小，在千分之幾英寸的范圍內(nèi)或者更小，從而使得止推表面670a, 670b能 夠彼此靠近。由于夾頭致動(dòng)螺桿55-5中的應(yīng)力是其拉伸量的函數(shù)，以及緩沖 墊圈670的松弛或收縮相應(yīng)的減小了夾頭致動(dòng)螺桿55-5的拉伸，緩沖墊圏670 的松弛或收縮就有效地減小或者消除了夾頭致動(dòng)螺桿55-5中的應(yīng)力。在所提 供的這個(gè)特定實(shí)施例中，緩沖墊圈670是由適當(dāng)?shù)木酆衔镄纬傻沫h(huán)形結(jié)構(gòu)。 將能夠理解緩沖墊圈670也可以位于輸入軸60和夾頭致動(dòng)螺桿55-5的頭部 672之間，或者位于輸入軸60和夾爪J之間。
盡管說(shuō)明書(shū)和附圖中描述和表示了 一些特定的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員將能夠理解，在不脫離由權(quán)利要求書(shū)所確定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以 進(jìn)行各種的變化和諸元件的等效替換。此外，不同實(shí)施例之間的諸項(xiàng)特征、 元件和/或功能的結(jié)合或者配合在這里顯然是能夠預(yù)料的；因此，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員根據(jù)本說(shuō)明書(shū)將能夠理解，除非上面專(zhuān)門(mén)指出的例外，某一實(shí)施 例中的特征、元件和/或功能在適當(dāng)時(shí)能夠結(jié)合到其它的實(shí)施例中。此外，為
了使得本說(shuō)明書(shū)所教導(dǎo)的內(nèi)容能夠適合于某一的特定情形或內(nèi)容，在不背離 本發(fā)明的基本精神下可以進(jìn)行各種的改進(jìn)。因此，旨在強(qiáng)調(diào)本發(fā)明并不限于 說(shuō)明書(shū)所述和附圖所示的、目前可以預(yù)料的作為實(shí)施本發(fā)明最好形式的這些 特定的實(shí)施例，而是本發(fā)明的范圍包括了所述說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)范圍 內(nèi)的任何的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于鉆具/驅(qū)動(dòng)器的夾頭，該夾頭包括具有空腔的輸入軸；容納在空腔中并且可以圍繞夾頭軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的夾頭致動(dòng)軸，該夾頭致動(dòng)軸具有帶內(nèi)螺紋部分的孔；具有與內(nèi)螺紋部分螺紋嚙合的外螺紋部分的夾頭致動(dòng)螺桿；多個(gè)容納在空腔中并且嚙合輸入軸的夾爪，該夾爪連接到夾頭致動(dòng)螺桿上，這樣夾頭致動(dòng)軸相對(duì)于夾頭致動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)就使夾爪移動(dòng)，從而使得夾爪朝著夾頭軸線聚集或者離開(kāi)夾頭軸線；以及連接到夾頭致動(dòng)螺桿、夾頭致動(dòng)軸和輸入軸至少其中之一上的、用于當(dāng)夾爪位于完全開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)限制夾頭致動(dòng)螺桿沿軸線方向伸長(zhǎng)的部件。
2. 如權(quán)利要求l所述的夾頭，其中，所述用以限制彈性伸長(zhǎng)的部件包括 第一螺紋擋塊和第二螺紋擋塊，其中第一螺紋擋塊和第二螺紋擋塊之間的接 觸阻止夾頭致動(dòng)螺桿沿預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的夾頭，其中，所述夾頭致動(dòng)螺桿包括頭部和第一 螺紋擋塊連接到該頭部上。
4. 如權(quán)利要求2所述的夾頭，其中，所述第一螺紋擋塊形成在夾頭致動(dòng) 螺桿的外螺紋部分上。
5. 如權(quán)利要求2所述的夾頭，其中，所述第一螺紋擋塊連接到圍繞夾頭 致動(dòng)螺桿設(shè)置的環(huán)形主體上。
6. 如權(quán)利要求5所述的夾頭，其中，所述環(huán)形主體包括多個(gè)能夠與連接 在夾頭致動(dòng)軸上的匹配的嚙合構(gòu)件嚙合的嚙合構(gòu)件，其中嚙合構(gòu)件與匹配的 嚙合構(gòu)件的嚙合使得環(huán)形主體與夾頭致動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的夾頭，其中，所述彈簧偏壓第一螺紋擋塊離開(kāi)第 二螺紋擋塊。
8. 如權(quán)利要求5所述的夾頭，其中，所述第一螺紋擋塊連接到環(huán)形主體 上，第 一 螺紋擋塊在延伸位置和縮回位置之間樞軸地運(yùn)動(dòng)。
9. 如權(quán)利要求8所述的夾頭，其中，所述夾頭致動(dòng)螺桿包括止動(dòng)齒，其 中第二螺紋擋塊形成在止動(dòng)齒的第一側(cè)面上，并且被構(gòu)造成當(dāng)?shù)谝宦菁y擋塊 處在延伸位置時(shí)嚙合第一螺紋擋塊。
10. 如權(quán)利要求9所述的夾頭，其中，所述所述斜面形成在止動(dòng)齒的與 第一側(cè)面相反的第二側(cè)面上，斜面是錐形的，以便隨著斜面之間的接觸使得 第一螺紋擋塊從其延伸位置運(yùn)動(dòng)到縮回位置。
11. 如權(quán)利要求l所述的夾頭，其中，所述用以限制彈性伸長(zhǎng)的部件包 括設(shè)置在夾頭致動(dòng)螺桿和夾頭致動(dòng)軸之間的彈性元件，當(dāng)夾爪處于完全開(kāi)啟 狀態(tài)時(shí)彈性元件發(fā)生偏移。
12. 如權(quán)利要求ll所述的夾頭，其中，所述彈性元件由彈性體構(gòu)成。
13. 如權(quán)利要求12所述的夾頭，其中，所述彈性元件設(shè)置在孔中。
14. 如權(quán)利要求13所述的夾頭，其中，所述夾頭致動(dòng)螺桿與彈性元件相 接觸的部分具有至少部分地由球面半徑所確定的端面。
15. 如權(quán)利要求ll所述的夾頭，其中，所述彈性元件至少是盤(pán)形墊圈、 波形彈簧、以及壓縮彈簧其中之一。
16. 如權(quán)利要求ll所述的夾頭，其中，所述彈性元件設(shè)置在夾頭致動(dòng)螺 桿和輸入軸之間，以及其中當(dāng)夾爪位于完全開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)至少一個(gè)夾爪接觸彈 性元件。
17. 如權(quán)利要求l所述的夾頭，其中，所述用以限制彈性伸長(zhǎng)的部件包 括設(shè)置在夾頭致動(dòng)螺桿與夾頭致動(dòng)軸和輸入軸其中之一之間的聚合物墊圈， 聚合物墊圈具有相對(duì)高的阻尼特性和相對(duì)低的彈力彈性，并且被構(gòu)造成在施 加壓縮力之后+i^也。
18. 如權(quán)利要求l所述的夾頭，其中，所述用以限制彈性伸長(zhǎng)的部件包 括無(wú)螺紋的頸部分和無(wú)螺紋的孔部分，無(wú)螺紋的頸部分設(shè)置在夾頭致動(dòng)螺桿 的頭部和外螺紋部分之間，無(wú)螺紋的頸部分的尺寸設(shè)置成可容納在孔的內(nèi)螺 紋部分中；無(wú)螺紋的孔部分是夾頭致動(dòng)軸中的孔的一部分，并且設(shè)置在鄰近 螺紋孔，無(wú)螺紋的孔部分的尺寸設(shè)置成可容納外螺紋部分；其中當(dāng)夾爪處于 完全開(kāi)啟的位置時(shí)，外螺紋部分從內(nèi)螺紋部分上脫離嚙合并且設(shè)置在無(wú)螺紋 的孔部分中。
19. 如權(quán)利要求18所述的夾頭，其中，所述至少一個(gè)彈簧設(shè)置在夾頭 致動(dòng)軸的孔中，當(dāng)夾爪處于完全開(kāi)啟位置時(shí)，至少一個(gè)彈簧將外螺紋部分偏 壓成抵靠?jī)?nèi)螺紋部分。
全文摘要
一種鉆具夾頭(50)，包括夾頭致動(dòng)軸(64)和圍繞夾頭軸線(178)轉(zhuǎn)動(dòng)的夾頭致動(dòng)螺桿(55)。夾頭致動(dòng)軸具有用于接納夾頭致動(dòng)螺桿的螺紋部分(180)的螺紋孔。夾頭致動(dòng)軸相對(duì)于夾頭致動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使夾爪(J)移動(dòng)，從而使得夾爪朝著夾頭軸線聚集或者離開(kāi)夾頭軸線。夾頭還包括連接到夾頭致動(dòng)螺桿、夾頭致動(dòng)軸和輸入軸至少其中之一上的裝置(170、172、174)，用于當(dāng)夾爪處于完全開(kāi)啟時(shí)限制夾頭致動(dòng)螺桿沿軸線方向彈性伸長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B23B31/16GK101184572SQ200680018771
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者丹尼爾·普齊奧, 克雷格·謝爾, 斯蒂芬·A·德比利厄斯, 沃倫·A·塞羅爾, 理查德·J·希維爾, 羅伯特·S·格雷特 申請(qǐng)人:布萊克和戴克公司