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

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動工具，尤其涉及一種能夠實現(xiàn)扭矩保護的方法與其對應的電動工具。

【背景技術】
[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)的結構，目前有機械式扭矩環(huán)與電子式扭矩環(huán)兩種類型。機械式扭矩環(huán)主要由彈簧與離合銷等機械構件組成，用戶在使用前需要先將扭矩環(huán)旋轉至合適的扭矩檔位，使用中，若實際工作扭矩超過檔位上標示的扭矩時，扭矩環(huán)會因彈簧的作用而打滑，使得扭矩不再提高，從而保護了工作頭與工件表面，但是這種機械式的結構誤差較大，設計制造的成本也高；電子式扭矩環(huán)則是通過先由用戶設定一個閾值，一般該閾值都是與適合工件材料的工作電流有關，另設有傳感裝置用于測定工作電流等參數(shù)，當所測定的參數(shù)大于閾值時，電源會直接切斷或將電流強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):當電動工具檢測到工作電流大于設定值的時候，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，導致了電路中必須要使用單片機來進行控制，而單片機的價格是比較貴的；同時多次的電流突降也會影響電動工具的耐久度。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單的，能夠實現(xiàn)扭矩離合保護的電動工具。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種電動工具，包括電機；電源，用于供給所述電機電力；傳感裝置，檢測所述電動工具的負載值并輸出負載信號；輸入裝置，用于輸入閾值；控制裝置，接收所述負載值并與所述閾值進行比較，根據(jù)比較結果對所述電動工具進行控制，在所述負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載信號獲取所述負載值。
[0009]優(yōu)選地，所述電動工具還包括直流斬波器。
[0010]由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:在電動工具的負載大到一定的臨界值時，會自動維持當前電流，使之不再增加，這樣電動工具的轉速會因為施加在工作頭上的負載而逐漸減小，直至用戶將其人工停機或轉速過小而停機，進而達到保護工件表面、螺絲與電動工具的效果，同時這種設計避免了使用單片機，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，3-開關，4-傳感裝置，5-運算器，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]下面結合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的技術方案作進一步的闡述。
[0014]附圖1是以螺絲為例，記載了在螺絲處于不同位置時，對應的電動工具中對應的電流大小的1-t圖、對應的轉速大小的N-t圖。首先，當電動工具啟動時，會產生一個瞬時的高電流隨后又降下去，也即坐標曲線中A點，此時電動工具的轉速正在逐漸增加；隨后電動工具的輸出軸帶動工作頭轉動，很快接觸到了螺絲帽，此時由于需要克服負載做功，根據(jù)功與功率的關系W=Pt=UIt,負載W增加，電壓U是穩(wěn)定不變的，那么在同樣的時間t內電流與負載大小成正比，也即電動工具的工作電流會根據(jù)當前的負載而逐步增加，從B點到C點，隨著螺絲不斷地在工件上深入，工作頭上的負載逐漸增大，而當電流處于B點時，電動工具的轉速剛好處于一個峰值；當?shù)竭_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，電流會因負載增大而進一步增大，有可能打壞工件表面或螺絲，同時電動工具的轉速會逐漸趨于平緩。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D點后，轉速N逐漸減小是因為電動工具工作頭始終有負載，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時間將其停機。
[0015]附圖2是本發(fā)明中電動工具的控制方法所對應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2用于向外界提供動力，在電機上傳動連接了輸出軸，輸出軸上有工作頭，與電機2并聯(lián)有續(xù)流二極管21，對電機進行保護；開關3設于主干電路上，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)當前電動工具負載大小的數(shù)值，也即負載值，這里優(yōu)選負載值為電動工具的工作電流，傳感裝置4上設置了電流采樣電阻41，在檢測到負載值的同時會輸出一負載信號；運算器5將傳感裝置4輸出的負載信號進行轉化，以待控制裝置7的獲取，以便和接下來設定的閾值進行比較；輸入裝置6是用于設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行設定；控制裝置7是用于接收所述負載值并與所述閾值進行比較，根據(jù)比較結果對所述電動工具進行控制的，其中比較器71會通過負載信號獲取負載值，比較的結果將導致控制裝置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，因此在電路上還設有直流斬波器8 (DC/DC)，其作用是對額定電壓進行調節(jié)。
[0016]當用戶使用工具前，先調節(jié)扭矩環(huán)，以設定所需要的扭矩，這樣輸入裝置6會根據(jù)用戶的設定得出一個閾值10，然后用戶閉合電動工具的開關3，電動工具開始工作，在經歷開機瞬時的高電流后，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，往工件內部推進時，工作頭開始有了負載，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，因此此時的電流經過運算器5得出的負載信號在通過比較器71轉化成負載值比較后并沒有超過設定的閾值10，此時控制裝置不生成任何新的控制信號；隨著螺絲不斷進入工件內部，負載也越來越大，當螺絲的尾部接觸到工件表面時，不需要再繼續(xù)推進了，此時的負載已經到了一個臨界點，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，也即維持當前工作電流不變，此時電流的導數(shù)為0，電機的轉速也將從穩(wěn)定的數(shù)值逐漸減小；在經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動電動工具產生更大的扭矩使螺絲進一步推進，因而此時電動工具便開始“打滑”，從而實現(xiàn)保護工件表面的功能。由于電流大小在一旦達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)明電動工具對轉速的控制方式與現(xiàn)有技術中的電子扭矩環(huán)的控制方式有所不同，并沒有在電流達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計電路，避免了在設計中使用較昂貴的單片機等元件，大大降低了成本；同時由于電流突降的情況大量減少，也保護了電動工具內部的元件。相較于現(xiàn)有技術具備突出的實質性特點與顯著的進步。
[0018]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種電動工具，包括: 電機； 電源，用于供給所述電機電力； 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載值并輸出負載信號； 輸入裝置，用于輸入閾值； 控制裝置，接收所述負載值并與所述閾值進行比較，根據(jù)比較結果對所述電動工具進行控制，在所述負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)權利要求1所述的電動工具，其特征在于:所述負載值為所述電動工具的工作電流。
3.根據(jù)權利要求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載值與所述閾值的比較器。
4.根據(jù)權利要求1所述的電動工具，其特征在于:所述控制裝置通過所述負載信號獲取所述負載值。
5.根據(jù)權利要求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