本發(fā)明涉及電動工具。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電動工具，如電動工具，通過加載的電源提供電流，來驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而使工作頭旋轉(zhuǎn)以將螺絲鉆進(jìn)木板中。通常在電動工具的使用過程中，使用者需要將螺絲鉆至頭部貼近工件的表面，一方面避免螺絲頭部被過深地鉆入工件內(nèi)部，另一方面避免螺絲頭部被不小心鉆進(jìn)工件后，破壞工件表面的完整性。

通常這種電動工具會設(shè)有過載保護(hù)裝置。這種過載保護(hù)裝置可以是一種機(jī)械式離合器，可在上述電流過載的情況下，使電動工具的工作頭與電機(jī)脫離配合。采用這種過載保護(hù)裝置的電動工具通常會同時在其機(jī)殼的前部設(shè)有一個扭力罩，即一個標(biāo)有若干刻度的可旋轉(zhuǎn)的罩子。這些刻度表示電動工具工作的極限扭力檔位。使用者使用時可預(yù)先通過旋轉(zhuǎn)扭力罩來設(shè)定電動工具工作的極限扭力值，也就是說，當(dāng)電動工具工作中輸出的扭力矩達(dá)到或超過該預(yù)先設(shè)定的極限值時，離合器系統(tǒng)會自動開始工作而使電動工具的工作頭和電機(jī)脫離配合。此外，采用這種過載保護(hù)裝置的電動工具也可以是在其機(jī)殼的前端延伸出一個套管，該套管的前端與電動工具的工作頭的前端基本持平。通過這種設(shè)置，當(dāng)螺絲鉆到的其頭部貼到木板的表面時，套管的前端部也貼到木板的表面，再進(jìn)一步鉆動螺絲，套管會受到木板的抵壓而使其觸動機(jī)殼內(nèi)的離合器機(jī)構(gòu)，從而使工作頭和電機(jī)脫離配合。但上述結(jié)構(gòu)都過于復(fù)雜。在此基礎(chǔ)上，提供電子控制組件，自動檢測螺釘是否達(dá)到工件表面，到達(dá)工件表面時，自動停機(jī)。但由于不同類型的螺絲具有不同的主體直徑，或者具有不同的頭部形狀，如此，其鉆進(jìn)同一木板中的情形也各不相同。此外，不同的木板由于材質(zhì)不同使得其硬度也不同，如此，同一螺絲鉆進(jìn)不同材質(zhì)的木板中的情況也不盡相同。但電子控制組件的自動停機(jī)的觸發(fā)條件卻沒有發(fā)生太多變化，導(dǎo)致電動工具要么過早停機(jī)，要么太晚才停機(jī)。因此，具有自動停機(jī)功能的電動工具并不能實現(xiàn)準(zhǔn)確地將螺釘打入到工件表面。

此外，現(xiàn)有的電動工具在開機(jī)時，馬達(dá)即進(jìn)入連續(xù)轉(zhuǎn)動，容易導(dǎo)致在光滑表面打螺釘或鉆孔等操作時出現(xiàn)打滑。

因此，急需一種結(jié)構(gòu)簡單，但又能便于操作者準(zhǔn)確控制其工作的結(jié)束位置的電動工具，并且該電動工具能有效避免打滑現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電動工具，其具有多種工作模式，在一種工作模式下便于操作者對電動工具的控制，在另一種工作模式下能避免打滑現(xiàn)象。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種電動工具，所述電動工具包括：殼體，輸出軸，設(shè)置在殼體中；馬達(dá)，驅(qū)動輸出軸的轉(zhuǎn)動；模式選擇裝置，被用戶觸發(fā)輸出信號，可選擇地設(shè)定電動工具處于第一模式或第二模式；控制單元，接收模式選擇裝置傳遞的信號，控制馬達(dá)的工作；當(dāng)電動工具處于第一模式時，控制單元控制馬達(dá)連續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)電動工具處于第二模式時，控制單元控制馬達(dá)間歇轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，所述電動工具還包括檢測表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的檢測單元，控制單元根據(jù)模式選擇裝置及檢測單元傳遞的信號，控制馬達(dá)的工作；電動工具處于第一模式時，控制單元接收檢測單元傳遞的信號，當(dāng)表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件時，控制電動工具進(jìn)入第二模式。

優(yōu)選的，所述電動工具還包括檢測表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的檢測單元，控制單元根據(jù)模式選擇裝置及檢測單元傳遞的信號，控制馬達(dá)的工作；電動工具處于第一模式時，控制單元接收檢測單元傳遞的信號，當(dāng)表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件時，控制馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)達(dá)到設(shè)定值。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的變化達(dá)到設(shè)定值。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)達(dá)到設(shè)定值。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)達(dá)到設(shè)定值。

優(yōu)選的，所述模式選擇裝置包括第一模式選擇裝置和第二模式選擇裝置，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇裝置被觸發(fā)時，設(shè)定電動工具處于第一模式，當(dāng)?shù)诙Ｊ竭x擇裝置被觸發(fā)時，設(shè)定電動工具處于第二模式。

優(yōu)選的，所述第一模式選擇裝置設(shè)置在機(jī)殼頂部且可被點亮，第二模式選擇裝置與第一模式選擇裝置并列地設(shè)置在機(jī)殼頂部且可被點亮，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇裝置或第二模式選擇裝置被觸發(fā)時，控制單元控制第一模式選擇裝置或第二模式選擇裝置被點亮。

優(yōu)選的，所述表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)是流經(jīng)馬達(dá)的電流。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電動工具具有多種可選擇的工作模式，在第一模式下，在工作過程快結(jié)束時，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動速度降低，便于操作者對電動工具的控制；在第二模式下，馬達(dá)不會出現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動，而直接出現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動，使得電動工具可有效避免打滑現(xiàn)象。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是較佳實施方式的電動工具的正視圖。

圖2是圖1中電動工具的俯視圖。

圖3是圖2中電動工具的電路框圖。

圖4是圖1中電動工具的第一較佳實施方式的工作流程圖。

圖5是圖1中電動工具的第二較佳實施方式的工作流程圖。

10 電動工具 25 模式選擇裝置

12 線路板 251 第一模式選擇裝置

14 殼體 253 第二模式選擇裝置

16 馬達(dá) 26 控制單元

18 電源 30 檢測單元

22 輸出軸 32 電子開關(guān)

24 扳機(jī)開關(guān) 34 電壓模塊

具體實施方式

有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明和技術(shù)內(nèi)容，配合附圖說明如下，所附附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發(fā)明加以限制。

如圖1所示的電動工具10包括殼體14，設(shè)置在殼體14內(nèi)的輸出軸22，驅(qū)動輸出軸22旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)16，為馬達(dá)16提供能量的電源18，以及設(shè)置在電源18與馬達(dá)16之間的線路板12。電動工具10還包括設(shè)置在殼體14上的扳機(jī)開關(guān)24和設(shè)置在殼體14頂部的模式選擇裝置25。扳機(jī)開關(guān)24具有觸發(fā)狀態(tài)和非觸發(fā)狀態(tài)。非觸發(fā)狀態(tài)下，電源18至馬達(dá)16的能量傳遞被禁止，馬達(dá)16保持停止轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。觸發(fā)狀態(tài)下，線路板12根據(jù)模式選擇裝置25的選擇結(jié)果，控制馬達(dá)16的工作。模式選擇裝置25，可被用戶觸發(fā)輸出信號，從而設(shè)定電動工具10處于第一模式或第二模式。扳機(jī)開關(guān)24和模式選擇裝置25均與線路板12電性連接。線路板12上設(shè)置各種電子元件組成的電路，其中包括控制單元26?？刂茊卧?6接收扳機(jī)開關(guān)24及模式選擇裝置25 的信號，控制馬達(dá)16的工作。當(dāng)電動工具10處于第一模式且扳機(jī)開關(guān)24被觸發(fā)時，控制單元26控制馬達(dá)16連續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)電動工具10處于第二模式且扳機(jī)開關(guān)24被觸發(fā)時，控制單元26控制馬達(dá)16間歇轉(zhuǎn)動，即馬達(dá)16交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)與停止?fàn)顟B(tài)。馬達(dá)16的工作狀態(tài)進(jìn)一步傳遞給輸出軸22，從而使得輸出軸22相應(yīng)地連續(xù)轉(zhuǎn)動或間歇轉(zhuǎn)動。

如圖2所示，模式選擇裝置25包括第一模式選擇裝置251和第二模式選擇裝置253，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇裝置251被觸發(fā)時，設(shè)定電動工具10處于第一模式，當(dāng)?shù)诙Ｊ竭x擇裝置253被觸發(fā)時，設(shè)定電動工具10處于第二模式。優(yōu)選的，第一模式選擇裝置251設(shè)置在機(jī)殼頂部且可被點亮，第二模式選擇裝置253與第一模式選擇裝置251并列地設(shè)置在機(jī)殼頂部且可被點亮，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇裝置251或第二模式選擇裝置253被觸發(fā)時，控制單元26控制第一模式選擇裝置251或第二模式選擇裝置253被點亮。由于第一模式選擇裝置251和第二模式選擇裝置253具有點亮功能，由此可清晰、直接地告知操作者其選擇結(jié)果。

模式選擇裝置25的具體形式還可以為將第一模式選擇裝置251和第二模式選擇裝置253合并而成的一個選擇裝置，操作者按動一下代表其選擇第一模式，操作者按動兩下，代表其選擇第二模式。

如圖3所示，線路板12進(jìn)一步包括檢測單元30，電子開關(guān)32，電壓模塊34。電壓模塊34將電源18的能量轉(zhuǎn)換為適合線路板12各部件工作的電壓。檢測單元30檢測表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)，并將檢測到的信號傳遞給控制單元26?？刂茊卧?6接收檢測單元30和模式選擇裝置25傳遞的信號，并根據(jù)接收的信號控制馬達(dá)16的工作狀態(tài)?？刂茊卧?6通過控制電子開關(guān)32的工作狀態(tài)來控制馬達(dá)16的工作狀態(tài)。電子開關(guān)32具有斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，在斷開狀態(tài)下，電源18至馬達(dá)16的能量傳遞被終止，在閉合狀態(tài)下，電源18至馬達(dá)16的能量傳遞被允許。馬達(dá)16的工作狀態(tài)包括連續(xù)轉(zhuǎn)動、間歇轉(zhuǎn)動、停止轉(zhuǎn)動。連續(xù)轉(zhuǎn)動即馬達(dá)16不間斷地輸出連續(xù)的轉(zhuǎn)動。間歇轉(zhuǎn)動即馬達(dá)16交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)；停止轉(zhuǎn)動即馬達(dá)16為連續(xù)靜止?fàn)顟B(tài)。

以直流電動工具為例，控制單元26通過電子開關(guān)32來控制輸出軸22交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)的具體方式有：1)通過發(fā)送間斷的高頻PWM信號給電子開關(guān)32實現(xiàn)輸出軸22交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)發(fā)送 PWM信號時，電子開關(guān)32出現(xiàn)高頻的通斷，馬達(dá)16為轉(zhuǎn)動狀態(tài)，當(dāng)不發(fā)送PWM信號時，電子開關(guān)32為連續(xù)斷開，馬達(dá)16為靜止?fàn)顟B(tài)，輸出軸22為靜止階段；2)通過發(fā)送高電平/低電平信號給電子開關(guān)32實現(xiàn)輸出軸22交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)發(fā)送的信號為高電平信號時，電子開關(guān)32閉合，馬達(dá)16為轉(zhuǎn)動狀態(tài)，當(dāng)發(fā)送的信號為低電平信號時，電子開關(guān)32為斷開，馬達(dá)16為靜止?fàn)顟B(tài)；3)通過發(fā)送低頻PWM信號給電子開關(guān)32實現(xiàn)輸出軸22交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)，該低頻的PWM信號為頻率極低的交替出現(xiàn)的高電平及低電平信號，其中高電平信號出現(xiàn)時，電子開關(guān)32閉合，馬達(dá)16為轉(zhuǎn)動狀態(tài)，而低電平信號出現(xiàn)時，電子開關(guān)32為斷開，馬達(dá)16為靜止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)?shù)诙Ｊ竭x擇裝置253被觸發(fā)時，電動工具10進(jìn)入第二模式，控制單元26通過上述方式控制電子開關(guān)32，使得馬達(dá)16間歇轉(zhuǎn)動，即交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)與靜止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇裝置251被觸發(fā)時，電動工具10進(jìn)入第一模式，控制單元26通過上述方式控制電子開關(guān)32，使得馬達(dá)16連續(xù)轉(zhuǎn)動。在此過程中，檢測單元30檢測表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)，并將檢測結(jié)果傳遞給控制單元26，控制單元26對表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)進(jìn)行運算，判斷表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)條件。在第一較佳實施方式中，當(dāng)表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件時，控制電動工具10進(jìn)入第二模式，即控制馬達(dá)16間歇轉(zhuǎn)動。在第二較佳實施方式中，當(dāng)表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件時，控制馬達(dá)16停止轉(zhuǎn)動。

第一較佳實施方式和第二較佳實施方式的預(yù)設(shè)條件可以為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)達(dá)到設(shè)定值，也可以為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的變化達(dá)到設(shè)定值。表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的變化包括一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)、高階導(dǎo)數(shù)、及前述任意一種導(dǎo)數(shù)的函數(shù)中的任意一個。以下以二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)為例對導(dǎo)數(shù)的函數(shù)進(jìn)行說明。二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)可以是二階導(dǎo)數(shù)本身，或以二階導(dǎo)數(shù)為變量的任意函數(shù)，如高階導(dǎo)數(shù)、參數(shù)與參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)的乘積、二階導(dǎo)數(shù)與一個固定常數(shù)的乘積、二階導(dǎo)數(shù)的n次方、二階導(dǎo)數(shù)與相應(yīng)一階導(dǎo)數(shù)的乘積、二階導(dǎo)數(shù)與相應(yīng)一階導(dǎo)數(shù)以及參數(shù)的乘積、二階導(dǎo)數(shù)加上某個趨近于90的值后再求正切函數(shù)值(如tan(89+二階導(dǎo)數(shù)))、二階導(dǎo)數(shù)的余切函數(shù)值(如ctan(二階導(dǎo)數(shù)))、以任意值a為底數(shù)且數(shù)值1與二階導(dǎo)數(shù)的差值為真數(shù)的對 數(shù)函數(shù)值(如loga(1-二階導(dǎo)數(shù)))等任意一種情況。

優(yōu)選的，預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)達(dá)到設(shè)定值。更為優(yōu)選的，預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)達(dá)到設(shè)定值。

表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)可以為流經(jīng)馬達(dá)16的電流，還可以是電壓，如檢測與馬達(dá)16串聯(lián)的電阻上的壓降或馬達(dá)16兩端的壓降或電源18兩端的電壓；或者是轉(zhuǎn)速，如采用霍耳效應(yīng)檢測元件(Hall Sensor)來檢測馬達(dá)16或輸出軸22的轉(zhuǎn)速；或者是馬達(dá)16的效率，如通過計算馬達(dá)16的輸出和輸入功率比來檢測馬達(dá)16的效率；或者是電動工具10的效率，如通過計算電源18的輸出功率和輸出軸22的輸出功率比來檢測電動工具10的效率。優(yōu)選的，表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)為流經(jīng)馬達(dá)16的電流，因為電流與輸出軸22受到的阻力矩具有最直接的對應(yīng)關(guān)系。

以下結(jié)合圖4詳細(xì)介紹第一較佳實施方式的流程圖。

步驟S0，初始化。

隨后進(jìn)入步驟S2，控制單元26獲取模式選擇裝置25的選擇結(jié)果。當(dāng)操作者在初始化之后通過觸發(fā)模式選擇裝置25進(jìn)行了模式選擇，則控制單元26獲取操作者本次的選擇結(jié)果。當(dāng)操作者在初始化之后，沒有通過觸發(fā)模式選擇裝置25進(jìn)行模式選擇，則控制單元26獲取操作者前一次觸發(fā)模式選擇裝置25的選擇結(jié)果。

隨后進(jìn)入步驟S3，觸發(fā)扳機(jī)開關(guān)24。扳機(jī)開關(guān)24被觸發(fā)后，模式選擇裝置25不再起作用。即扳機(jī)開關(guān)24被觸發(fā)后，操作者對模式選擇裝置25的觸發(fā)，不會改變電動工具10的工作模式。

進(jìn)入步驟S4，根據(jù)步驟S2的選擇結(jié)果，控制馬達(dá)16進(jìn)入相應(yīng)的工作模式。當(dāng)步驟S2的選擇結(jié)果為第一模式時，進(jìn)入步驟S6；當(dāng)步驟S2的選擇結(jié)果為第二模式時，進(jìn)入步驟S8。

步驟S6中，控制單元26控制馬達(dá)16連續(xù)轉(zhuǎn)動。在直流電動工具10中，控制馬達(dá)16連續(xù)轉(zhuǎn)動的方式通常為施加PWM信號，在交流電動工具10中，控制馬達(dá)16連續(xù)轉(zhuǎn)動的方式通常為控制可控硅的導(dǎo)通角。在此需要說明的是，上述的控制方式的整個控制過程中，電源18至馬達(dá)16的電流會出現(xiàn)短時間的中斷，但由于中斷時間極短，不會導(dǎo)致馬達(dá)16停止轉(zhuǎn)動，因此整個過程中，馬達(dá)16的表象為連續(xù)轉(zhuǎn)動。

步驟S6之后，進(jìn)入步驟S10。步驟S10中，檢測單元30檢測表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)，并將檢測結(jié)果傳遞給控制單元26。表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)可以為流經(jīng)馬達(dá)16的電流，還可以是電壓，如檢測與馬達(dá)16串聯(lián)的電阻上的壓降或馬達(dá)16兩端的壓降或電源18兩端的電壓；或者是轉(zhuǎn)速，如采用霍耳效應(yīng)檢測元件(Hall Sensor)來檢測馬達(dá)16或輸出軸22的轉(zhuǎn)速；或者是馬達(dá)16的效率，如通過計算馬達(dá)16的輸出和輸入功率比來檢測馬達(dá)16的效率；或者是電動工具10的效率，如通過計算電源18的輸出功率和輸出軸22的輸出功率比來檢測電動工具10的效率。優(yōu)選的，表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)為流經(jīng)馬達(dá)16的電流，因為電流與輸出軸22受到的阻力矩具有最直接的對應(yīng)關(guān)系。

步驟S10之后，進(jìn)入步驟S12。步驟S12中，控制單元26判斷表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)條件。預(yù)設(shè)條件可以為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)達(dá)到設(shè)定值，如電流超過預(yù)設(shè)值，速度低于預(yù)設(shè)值等。預(yù)設(shè)條件還可以為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的變化達(dá)到設(shè)定值。參數(shù)的變化可以是參數(shù)的變化率或參數(shù)的變化率的變化，如一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)、高階導(dǎo)數(shù)、或任意一種導(dǎo)數(shù)的函數(shù)。優(yōu)選的，預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)達(dá)到設(shè)定值。更為優(yōu)選的，預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)達(dá)到設(shè)定值。

步驟S12的判斷結(jié)果為是時，進(jìn)入步驟S8；步驟S12的判斷結(jié)果為否時，進(jìn)入步驟S6。

步驟S8中，控制單元26控制馬達(dá)16間歇轉(zhuǎn)動，即控制馬達(dá)16交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)與靜止?fàn)顟B(tài)。

以下結(jié)合圖5詳細(xì)介紹第二較佳實施方式的流程圖。

如圖5所示的步驟S30至步驟S42與圖4所示的步驟S0至S12相同，在此不再贅述。圖5所示實施方式相較圖4所示實施方式的改進(jìn)在于，當(dāng)控制單元26判斷表征輸出軸22負(fù)載的參數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)條件時，不再控制馬達(dá)16進(jìn)入第二模式，而是控制馬達(dá)16停止轉(zhuǎn)動。即步驟S42之后不再轉(zhuǎn)入步驟S38，而是進(jìn)入步驟S44。步驟S44中，控制單元26控制馬達(dá)16停止轉(zhuǎn)動。

雖然附圖中顯示的電動工具10為電鉆，但其僅為示例性說明，本發(fā)明同樣適用于螺絲批等其他電動工具。由于這種應(yīng)用對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可通過上述實施方式輕易實現(xiàn)，所以申請人在此不再予以贅述。