一種電動工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動工具，包括電機(jī)、用于給電機(jī)供給電力的電源、用于檢測所述電動工具的負(fù)載值并輸出負(fù)載信號的傳感裝置、用于輸入閾值的輸入裝置、用于對所述負(fù)載值與所述閾值進(jìn)行比較并對電動工具進(jìn)行控制的控制裝置；采用了這種控制方法的電動工具可以在電動工具的負(fù)載大到一定的臨界值時，自動維持當(dāng)前電流，使之不再增加，這樣負(fù)載也不會隨之增加，達(dá)到保護(hù)工件表面、螺絲與電動工具的效果；同時避免使用單片機(jī)等元件，降低了成本。
【專利說明】
—種電動工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動工具，尤其涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩保護(hù)的方法與其對應(yīng)的電動工具。

【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的無繩電動工具中，以電鉆、螺絲批、沖擊鉆、沖擊扳手為主，使用中，為了防止在工作中扭矩過大而打壞工作頭或工件表面，電鉆、螺絲批、沖擊鉆中往往都會用到扭矩環(huán)的結(jié)構(gòu)，目前有機(jī)械式扭矩環(huán)與電子式扭矩環(huán)兩種類型。機(jī)械式扭矩環(huán)主要由彈簧與離合銷等機(jī)械構(gòu)件組成，用戶在使用前需要先將扭矩環(huán)旋轉(zhuǎn)至合適的扭矩檔位，使用中，若實際工作扭矩超過檔位上標(biāo)示的扭矩時，扭矩環(huán)會因彈簧的作用而打滑，使得扭矩不再提高，從而保護(hù)了工作頭與工件表面，但是這種機(jī)械式的結(jié)構(gòu)誤差較大，設(shè)計制造的成本也高；電子式扭矩環(huán)則是通過先由用戶設(shè)定一個閾值，一般該閾值都是與適合工件材料的工作電流有關(guān)，另設(shè)有傳感裝置用于測定工作電流等參數(shù)，當(dāng)所測定的參數(shù)大于閾值時，電源會直接切斷或?qū)㈦娏鲝?qiáng)度維持在一個非常小的數(shù)值，從而使得扭矩不再提高，也能起到保護(hù)工作頭與工件表面的作用。
[0003]申請?zhí)枮?00910001862.5，名稱為“電動工具的控制方法及執(zhí)行該控制方法的電動工具”的申請公開文件中，公開了一種電動工具的控制方法和與其對應(yīng)的電動工具，該電動工具使用的就是上述電子式扭矩環(huán):當(dāng)電動工具檢測到工作電流大于設(shè)定值的時候，控制裝置會將電流降至零或者一個非常小的數(shù)值。然而由于每次控制裝置都是將電流降為零或者非常小的數(shù)值，導(dǎo)致了電路中必須要使用單片機(jī)來進(jìn)行控制，而單片機(jī)的價格是比較貴的；同時多次的電流突降也會影響電動工具的耐久度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的，能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩離合保護(hù)的電動工具。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電動工具，包括電機(jī)；電源，用于供給所述電機(jī)電力；傳感裝置，檢測所述電動工具的負(fù)載值并輸出負(fù)載信號；輸入裝置，用于輸入閾值；控制裝置，接收所述負(fù)載值并與所述閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述電動工具進(jìn)行控制，在所述負(fù)載值與所述閾值相等時，控制所述電動工具的工作電流保持不變。
[0006]優(yōu)選地，所述負(fù)載值為所述電動工具的工作電流。
[0007]優(yōu)選地，所述控制裝置還包括用于比較所述負(fù)載值與所述閾值的比較器。
[0008]優(yōu)選地，所述控制裝置通過所述負(fù)載信號獲取所述負(fù)載值。
[0009]優(yōu)選地，所述電動工具還包括直流斬波器。
[0010]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:在電動工具的負(fù)載大到一定的臨界值時，會自動維持當(dāng)前電流，使之不再增加，這樣電動工具的轉(zhuǎn)速會因為施加在工作頭上的負(fù)載而逐漸減小，直至用戶將其人工停機(jī)或轉(zhuǎn)速過小而停機(jī)，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)工件表面、螺絲與電動工具的效果，同時這種設(shè)計避免了使用單片機(jī)，降低了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明電動工具打螺絲時螺絲的位置與對應(yīng)的電流大小示意圖；
附圖2為本發(fā)明中電動工具的電路圖。
[0012]其中:
1-電源，2-電機(jī)，3-開關(guān)，4-傳感裝置，5-運(yùn)算器，6-輸入裝置，7-控制裝置，8-直流斬波器；
21-續(xù)流二極管；41_電流采樣電阻；71_比較器。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。
[0014]附圖1是以螺絲為例，記載了在螺絲處于不同位置時，對應(yīng)的電動工具中對應(yīng)的電流大小的1-t圖、對應(yīng)的轉(zhuǎn)速大小的N-t圖。首先，當(dāng)電動工具啟動時，會產(chǎn)生一個瞬時的高電流隨后又降下去，也即坐標(biāo)曲線中A點，此時電動工具的轉(zhuǎn)速正在逐漸增加；隨后電動工具的輸出軸帶動工作頭轉(zhuǎn)動，很快接觸到了螺絲帽，此時由于需要克服負(fù)載做功，根據(jù)功與功率的關(guān)系W=Pt=UIt,負(fù)載W增加，電壓U是穩(wěn)定不變的，那么在同樣的時間t內(nèi)電流與負(fù)載大小成正比，也即電動工具的工作電流會根據(jù)當(dāng)前的負(fù)載而逐步增加，從B點到C點，隨著螺絲不斷地在工件上深入，工作頭上的負(fù)載逐漸增大，而當(dāng)電流處于B點時，電動工具的轉(zhuǎn)速剛好處于一個峰值；當(dāng)?shù)竭_(dá)C點時，螺絲的尾部接觸到工件表面，此時若繼續(xù)對電動工具施力，電流會因負(fù)載增大而進(jìn)一步增大，有可能打壞工件表面或螺絲，同時電動工具的轉(zhuǎn)速會逐漸趨于平緩。因此在這里需要控制電流不再增大，若控制住了電流，則輸出軸的轉(zhuǎn)速N也會逐漸減小，不至于打壞工件表面或螺絲，也即在D點處的將電流穩(wěn)定在一確定值；在電流到達(dá)D點后，轉(zhuǎn)速N逐漸減小是因為電動工具工作頭始終有負(fù)載，最終會將穩(wěn)定的功率消耗完畢至0，這樣也使得用戶有充足的反應(yīng)時間將其停機(jī)。
[0015]附圖2是本發(fā)明中電動工具的控制方法所對應(yīng)的電動工具的電路圖。其中包括了電源1，用于供給整個電路的電力；電機(jī)2用于向外界提供動力，在電機(jī)上傳動連接了輸出軸，輸出軸上有工作頭，與電機(jī)2并聯(lián)有續(xù)流二極管21，對電機(jī)進(jìn)行保護(hù)；開關(guān)3設(shè)于主干電路上，用于控制整個電路的通斷；傳感裝置4用于檢測能夠體現(xiàn)當(dāng)前電動工具負(fù)載大小的數(shù)值，也即負(fù)載值，這里優(yōu)選負(fù)載值為電動工具的工作電流，傳感裝置4上設(shè)置了電流采樣電阻41，在檢測到負(fù)載值的同時會輸出一負(fù)載信號；運(yùn)算器5將傳感裝置4輸出的負(fù)載信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以待控制裝置7的獲取，以便和接下來設(shè)定的閾值進(jìn)行比較；輸入裝置6是用于設(shè)定整個電路中的閾值的，作為優(yōu)選方案，可以根據(jù)不同類型的螺絲，經(jīng)過試驗測定出這些螺絲的尾部與工件表面接觸時的電流大小，換算成電動工具上的扭矩檔位，便于用戶在使用前對電流大小的閾值進(jìn)行設(shè)定；控制裝置7是用于接收所述負(fù)載值并與所述閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述電動工具進(jìn)行控制的，其中比較器71會通過負(fù)載信號獲取負(fù)載值，比較的結(jié)果將導(dǎo)致控制裝置7的下一步動作；由于該電動工具可能用于不同額定電壓的電池包，因此在電路上還設(shè)有直流斬波器8 (DC/DC)，其作用是對額定電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0016]當(dāng)用戶使用工具前，先調(diào)節(jié)扭矩環(huán)，以設(shè)定所需要的扭矩，這樣輸入裝置6會根據(jù)用戶的設(shè)定得出一個閾值10，然后用戶閉合電動工具的開關(guān)3，電動工具開始工作，在經(jīng)歷開機(jī)瞬時的高電流后，空載時的工作電流處于一個較低值；隨后電動工具的工作頭接觸到了螺絲，往工件內(nèi)部推進(jìn)時，工作頭開始有了負(fù)載，此時工作電流開始逐漸增加，在工作的過程中，傳感裝置4會隨時測量此時的工作電流I，由于一開始電流并不大，因此此時的電流經(jīng)過運(yùn)算器5得出的負(fù)載信號在通過比較器71轉(zhuǎn)化成負(fù)載值比較后并沒有超過設(shè)定的閾值10，此時控制裝置不生成任何新的控制信號；隨著螺絲不斷進(jìn)入工件內(nèi)部，負(fù)載也越來越大，當(dāng)螺絲的尾部接觸到工件表面時，不需要再繼續(xù)推進(jìn)了，此時的負(fù)載已經(jīng)到了一個臨界點，此時工作電流為II，Il =10。此時控制裝置7生成控制信號，將工作電流保持為II，也即維持當(dāng)前工作電流不變，此時電流的導(dǎo)數(shù)為0，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也將從穩(wěn)定的數(shù)值逐漸減?。辉诮?jīng)歷了一小段過渡時間后，螺絲帽的端面與工件表面平齊，此時的工作電流也無法驅(qū)動電動工具產(chǎn)生更大的扭矩使螺絲進(jìn)一步推進(jìn)，因而此時電動工具便開始“打滑”，從而實現(xiàn)保護(hù)工件表面的功能。由于電流大小在一旦達(dá)到閾值就會保持不變，因此也不存在電流大小超出閾值的情況。
[0017]本發(fā)明電動工具對轉(zhuǎn)速的控制方式與現(xiàn)有技術(shù)中的電子扭矩環(huán)的控制方式有所不同，并沒有在電流達(dá)到臨界值后直接斷電或突降為較小值，這樣可以在不影響使用效果的情況下很大程度上簡化設(shè)計電路，避免了在設(shè)計中使用較昂貴的單片機(jī)等元件，大大降低了成本；同時由于電流突降的情況大量減少，也保護(hù)了電動工具內(nèi)部的元件。相較于現(xiàn)有技術(shù)具備突出的實質(zhì)性特點與顯著的進(jìn)步。
[0018]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動工具，包括: 電機(jī)； 電源，用于供給所述電機(jī)電力； 其特征在于，所述電動工具還包括: 傳感裝置，檢測所述電動工具的負(fù)載值并輸出負(fù)載信號； 輸入裝置，用于輸入閾值； 控制裝置，接收所述負(fù)載值并與所述閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述電動工具進(jìn)行控制，在所述負(fù)載值與所述閾值相等時，控制所述電動工具的工作電流保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，其特征在于:所述負(fù)載值為所述電動工具的工作電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，其特征在于:所述控制裝置還包括用于比較所述負(fù)載值與所述閾值的比較器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，其特征在于:所述控制裝置通過所述負(fù)載信號獲取所述負(fù)載值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，其特征在于:所述電動工具還包括直流斬波器。
【文檔編號】B25B23/00GK104339299SQ201310339927
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】田角峰, 周昶 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司