带有功率调节装置的手柄 【技术领域】
本发明涉及一种手柄中的装置，它包括由操作者拇指进行启动的节流阀，用于通过一根线或丝控制引擎驱动型便携工具的功率。
背景技术
在森林和园艺的不同种类的工作中经常会使用燃烧引擎驱动的工具。对于不同种类的工作，有各种不同类型的优化工具，例如清洁锯、修剪器及树篱修剪器等。
这些工具均有大小不同的尺寸。最小的为手持式工具，较大较重的工具可用背带携带，由操作者背在背上，以便减轻操作者的负荷。这些用背带携带的较大较重的工具通常设计成其引擎及相关部件置于一个轴的一端，而修剪头、切割刀片或锯链则置于轴的另一端。这类工具在靠近轴的中点处与背带相连接，从而使该工具保持平衡并易于操作者操纵。一些工具还在某处设有与轴基本垂直的活动操纵柄，以便提高该工具的可操纵性。
操纵柄具有用于控制和操纵该工具的各种必要功能，例如可具有节流阀和用于意外或紧急情况的止动按钮。为了安全和人体工程学地原因，使这些功能易于被操作者接触并使用是很重要的。
对于该工具中的所有部件而言，另外一个重要方面在于部件的重量。由于操作者是长时间的带着工具工作，工具的重量对于操作者在使用过程中所要承受的负荷起着重要影响。工具的总重量以及各不同部件的重量都很重要，因为各部件的重量将影响工具的平衡，因而会影响其操纵性。
目前市场上的安装在操纵柄上的手柄存在几个缺陷。这种已知手柄中，操作者用拇指来控制节流阀，所以节流阀设置在手柄顶部并可绕手柄转动。操作者通过用拇指按压节流阀，使节流阀围绕一个通过手柄纵向中心的轴转动，从而提高功率。节流阀固定到一个轴上，该轴在手柄内、从手柄顶部向下延伸到手柄底部的一个空腔中，手柄在底部固定到操纵柄上。该轴的端部具有一个与轴的纵向相垂直的短臂、以及相关部件，从而将轴的转动转换为控制引擎功率的线或丝的轴向运动。
这种方案可以工作，但节流阀不易活动，这样易使操作者疲劳。另一个缺点是手柄很笨重，因为它包括几个不同部件，用于将轴的转动转换为轴向运动。而且这种方案还难以将手柄与操纵柄以简单的方式固定，而使连接牢固可靠。这种手柄与操纵柄固定的复杂化以及手柄包括多个不同的部件使得手柄的制造成本较高。
无论在操作者的操纵性，还是有关重量和稳固性的手柄结构方面，目前市场上的手柄都存在缺陷。
【发明内容】
本发明的手柄将解决或减少上述这些问题。
新型的手柄具有一种全新设计的节流阀，使之能够显著改变和完善手柄功能。由于简化了手柄与操纵柄的连接固定，因而新型手柄的重量减轻了。在使连接更加稳固的同时，也使手柄的重量更轻。新型手柄是通过螺纹旋紧在操纵柄上的，这意味着操作者将直接握住操纵柄而不是握住与操纵柄相连接的装置，其结果是提高了新型手柄的稳固性。新型手柄的设计被简化，并且提高了人体工学特性。
节流阀的形状使得操作者通过拇指按压节流阀、使之围绕手柄转动来控制功率。节流阀安装在手柄顶部靠近手柄的纵向中心处，并围绕其与手柄相连的一点转动。若出于某种原因，在需要时，节流阀也可设置在手柄的其它位置。节流阀的转动不能直接用来控制引擎的功率，因而必须将这种转动转换成用于控制功率的线或丝的轴向运动。这种转换是通过节流阀及相关部件的精巧设计来实现的，这种设计使得能够在手柄顶部、靠近节流阀与手柄的连接处实现这一转换。这种方案可以使手柄具有中空的底端，从而使手柄能够通过螺纹连接在操纵柄上。所述线或丝在构成引擎操纵柄的桶体的内部或外部被引导。
将转动转换为控制引擎功率的线或丝的轴向运动是通过节流阀来实现的，该节流阀作用于一个控制杆，该控制杆围绕其一端的第二轴转动。在控制杆的另一端是与之相连的线或丝，这样，当操作者按压节流阀时，控制杆被启动，并围绕第二轴转动，使线或丝发生运动。
节流阀和控制杆都具有突起部分。这些突起部分设置成从节流阀和控制杆旋转所围绕的轴开始沿径向延伸。节流阀和控制杆设置在手柄顶部，节流阀上的突起部分与控制杆上的突起部分相接触。节流阀和控制杆的旋转所围绕的轴最好设置为相互垂直，但只要这两条轴不平行就可以工作。当操作者按压节流阀使其转动时，节流阀上的突起部分将顶压控制杆上的突起部分，从而产生使控制杆转动的作用力。该作用力使控制杆绕第二轴转动，将控制杆的运动转换为控制引擎功率的线或丝的运动。
该方案将节流阀与控制杆之间的阻力降至最低，这将使操作者更易于调节引擎的功率。
上述节流阀及相关部件还使得设计出更简单和更轻便的手柄成为可能。由于运动的转换是在手柄顶部完成，因而手柄可以具有中空的底端，从而使手柄能够通过螺纹紧固在操纵柄上。这种方案还提高了稳固性并降低了手柄的重量。
【附图说明】
附图示出了本发明的两个实施例。
图1示出手柄和节流阀的立体图。
图2示出节流阀的立体图。
图3示出控制杆的立体图。
图4示出安装在一起的节流阀和控制杆。
图5示出图5中的两个部件位于手柄顶部的正确位置。
图6和7示出图5所示部件的另外两个视图。
图8示出节流阀与控制杆的第二实施例的立体图。
【具体实施方式】
图1示出一个用于便携式引擎驱动工具、例如修剪器或清洁锯的手柄10。手柄10具有安全弹锁11，当操作者用手握住手柄10的正确位置时，该安全弹锁11被压入手柄中。当操作者出于某种原因松开手柄10时，安全弹锁11即弹回其常规位置，引擎的功率降低到空载水平，致使该工具停止旋转。在手柄10顶部还有一个停止按钮12和设在手柄10的顶部的一个节流阀13，用于控制引擎的功率。节流阀13所处的位置及其形状使得操作者可用拇指按压节流阀13。图中所示手柄10的设计是与操作者的右手相匹配的，但手柄10也可以修改成与操作者的左手相匹配。
图2是当手柄10在使用中处于正确位置时，手柄10朝向操作者的侧面。节流阀13安装在手柄10顶部，靠近手柄10的纵向中心轴，因而节流阀可绕手柄10的顶部转动。操作者的拇指与节流阀上的曲面板14相接触，该曲面板的形状与拇指形状相匹配。
本申请所述的节流阀13具有新颖的设计，其可在节流阀13与手柄10相固定的手柄10的顶部区域，将节流阀13的径向运动转换为用于控制引擎功率的线或丝的一个轴向运动。
图3示出不包括周围部件及手柄壳的节流阀的立体图。操作者的拇指置于节流阀13的曲面板14上。节流阀13在曲面板14之上转动，因而在靠近手柄10中心的纵轴处进入手柄10顶侧的手柄壳中。节流阀13通过一个未示出的支承件进入手柄10的壳中，该支承件作用于节流阀13的一个圆柱部分15上，该部分的直径小于节流阀13上的相邻部分。该支承件使得节流阀13在手柄10中在轴向和径向上均保持在正确的位置。节流阀13在支承件15中围绕轴A转动。在手柄10的图示实施例中，轴A平行于手柄10的纵轴方向。
从手柄壳的入口看，在节流阀13的圆柱部分15下面有一段圆柱体16，其具有圆形横截面并且其直径大于固定在未示出支承件上的圆柱部分15的直径。圆柱体16具有一恒定的横截面，其后跟随一收缩部分17。收缩部分17与纵轴A大约成45度角，且一直收缩到其直径小于圆柱部分15的直径。然后直径在一段距离上保持恒定，最后被圆角化，以形成节流阀13的末端18。
沿圆柱体16和收缩部分17的局部圆周设有一个突起部分19。突起部分19具有与轴A大约成45度角、且从收缩部分17开始的表面20。表面20在二维方向上弯曲并从轴A向外伸出，使得当操作者按压节流阀13使其绕轴A转动时，从轴A到表面20之间的半径增大。
节流阀13与图4所示的一个控制杆30对齐。控制杆30围绕着固定在手柄10顶部的一个轴31转动。一个臂32与轴31相垂直，且在臂32的末端具有一个连接装置33，用于固定住控制引擎功率的线或丝(w)。轴31由第二圆柱体34所环绕，圆柱体34的纵轴与轴31相重合。臂32从圆柱体34的外圆周开始延伸，且同样具有一个突起部分35。
突起部分35具有与轴31大约成45度角、且从圆柱体34开始的一个表面36。与节流阀13上的表面20相同，表面36也在二维方向上弯曲。表面36从圆柱体34开始并向外伸出，因而随着与圆柱体34起始点的距离的增加，从轴31到表面36的半径也增加。
图5、6和7示出节流阀13与控制杆30相互位置关系的三个不同视图。节流阀13和控制杆30设置成使节流阀13的纵轴A几乎垂直于控制杆30旋转围绕的轴31。控制杆30设置成使突起部分35的表面36与节流阀13上突起部分19的表面20相接触。
当操作者按压节流阀13使其围绕纵轴A转动时，对控制杆30的表面36产生作用力，这是由于位于突起部分19和突起部分35上的表面20与36，它们的形状使得当操作者为了提高引擎功率而按压节流阀13时，从节流阀所旋转围绕的轴A和控制杆30所旋转围绕的轴31到所述表面之间的距离增大。作用力使得控制杆30围绕轴31转动，而节流阀13的转动被转换成为线或丝的轴向运动，该线或丝用于控制引擎的功率且通过连接装置33固定在控制杆30中。
两个表面20和36均在二维方向上弯曲，它们相互之间进行滚动而不是滑动，这就减小了摩擦阻力，因而减小了转动节流阀13所需要的力以及节流阀13与控制杆30的磨损。表面20和36的形状及角度根据数学公式进行选择，以使它们相互匹配，这是实现转换所需要的。即使轴A与轴31之间的角度不一定为90度时，这种方案仍然有效。当角度不同时，必须为该特定角度对节流阀和控制杆上的表面的曲率和角度进行优化，以保证转换的正确进行。
图8示出本发明的第二实施例。该实施例与已经描述的实施例的不同之处在于节流阀13和控制杆30上突起部分的设计。
图8中的节流阀13上的圆柱体16带有从节流阀所旋转围绕的轴A向外延伸的第一销40。销40由塑料或金属材料制成。节流阀13和控制杆30设于手柄10的顶部，它们之间的相对位置使得第一销40与一个第二销41相接触，该第二销41从环绕控制杆30上的轴31的圆柱体34向外延伸。当操作者按压节流阀13且节流阀13转动时，第一销40将会推压第二销41，从而使控制杆围绕轴31转动。正如第一实施例那样，控制杆30的运动将节流阀13的运动转换成与引擎相连的线或丝w的轴向运动。
节流阀13所旋转围绕的轴A与控制杆所旋转围绕的轴31之间的夹角是相互垂直的，但即使采用其它夹角，本发明同样有效，只要这两条轴不相互平行。
在节流阀13位置的变化过程中，第一和第二销40、41相互滑动，因而重要的是这些销应采用抗磨损材料制成。为了保持较低的摩擦阻力，销的表面最好尽可能的光滑。
在本发明的两个实施例中，手柄10的下部都是中空的，因而可以使手柄借助螺纹紧固在操纵柄上。这是该手柄10的优点之一，因为这种简单固定手柄与操纵柄的方式非常稳固且轻便。线或丝可在操纵柄的内部或外部被引到引擎。