电动工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动工具，其包括电机、输出轴、设置在电机和输出轴之间具有不同减速比的齿轮传动机构、用于测量表示输出轴负载的参数的检测组件、以及控制系统。其中控制系统可选择地用于控制工具至少在电子离合器模式和自动变速模式之一或结合的情形下工作。通过这种结构，可实现工具在不同的输出档位之间做自动切换，同时可避免由工作头驱动的工作件在到达预定位置后进一步越过该位置。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电动工具，尤其涉及一种可根据负载情况而实行相 应控制的电动工具。
技术介绍
一种电动工具，如电钻、螺丝批和锤钻等，带有变速传动机构可输出不 同的转速以适应不同的负载扭矩。电动工具的变速传动机构通常都包括连接 电机和输出轴的齿轮传动机构和控制系统，该控制系统通过改变与齿轮传动 机构的啮合关系从而改变传动比，使得输出轴输出不同的速度。在现有技术 中，美国专利6431289号中介绍到，将行星齿轮机构内的两个内齿圏分别沿 轴向可前后移动地设置，从壳体外部用操作部件切换各内齿圈的位置，借此， 通过将行星齿轮与行星架一体旋转及单独旋转组合在一起，可选择三种输出 轴的旋转速度。但是这种人工操作方法使得操作者不得不时刻关注工具的工 作状态、负栽变化情况并判断什么时刻应该调节控制系统。这种人工操作对 操作者并不友善。并且当操作者控制操作部件轴向移动内齿圏进而来实现行 星架与外壳的止转装置卡接的时候，很容易造成内齿圏与外壳止转装置之间 的打齿，这样不仅容易造成换档失效，而且会导致变速机构的寿命缩短，影 响整个工具的使用寿命。又如美国专利公告第6824491号揭示的自动变速机构，其控制系统可根 据负载扭矩变化自动调整与齿轮传动机构的啮合关系实现不同速度的输出， 该控制系统利用带凸轮面的推环旋转推动滑环轴向移动，进而驱动齿轮传动 机构中的内齿圈轴向移动与设置在外壳上的止转装置卡接。欧洲专利申请公 开第EP0787931A1也公开了 一种自动变速机构。上述这些自动变速机构均以 机械结构之间的位置关系变化对应输出扭力的变化来实现自动换档，这种机 械式变速机构不仅使得齿轮传动机构内部的机械构造更为复杂，而且由于内 齿圈在轴向移动的同时也在转动，而外壳是相对固定的，所以当该变速机构 在变速的时候，转动中的内齿圏的齿与外壳上的止转装置的齿会相互碰撞而 很难啮合，因此无法真正实现自动换档及进行产业化实施的目的。另外，现有的电动工具，如电动螺丝刀，通过加载的电源提供电流，来将螺钉钻进木板中。不同类型的螺钉具 有不同的主体直径，或者具有不同的头部形状，如此，其钻进同一木板中的 情形也各不相同。此外，不同的木板由于材质不同使得其硬度也不同，如此， 同 一螺钉钻进不同材质的木板中的情况也不尽相同。通常在电动螺丝刀的使 用过程中，使用者需要将螺钉钻至头部贴近工件的表面，如此，使用者需要 非常小心地关注钻进过程，以当螺钉的头部贴近工件的表面时控制电机停转。 从而， 一方面避免螺钉头部被过深地钻入木板内部，另一方面避免螺钉头部 被不小心钻进木板后，由于遭受过大阻力而使电机过栽。通常这种电动工具会设有过载保护装置。这种过载保护装置可以是一种 机械式离合器，可在上述电流过载的情况下，使电动工具的工作头与电机脱 离配合。釆用这种过栽保护装置的电动工具通常会同时在其机壳的前部设有 一个扭力罩，即一个标有若干刻度的可旋转的罩子。这些刻度表示电动工具 工作的极限扭力档位。使用者使用时可预先通过旋转扭力罩来设定电动工具 工作的极限扭力值，也就是说，当电动工具工作中输出的扭矩达到或超过该 预先设定的极限值时，离合器系统会自动开始工作而使电动工具的工作头和 电机脱离配合。此外，采用这种过栽保护装置的电动螺丝刀也可以是在其机 壳的前端延伸出一个套管，该套管的前端与电动螺丝刀的工作头的前端基本 持平。通过这种设置，当螺钉钻到的其头部贴到木板的表面时，套管的前端 部也贴到木板的表面，再进一步钻动螺钉，套管会受到木板的抵压而使其触 动机壳内的离合器机构，从而使工作头和电机脱离配合。然而上述机械式离 合器结构都较为复杂，制造麻烦，成本较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电动工具，其具有电子控 制组件，可实现在不同的输出档位之间做自动切换，同时可避免由工作头驱 动的工作件在到达预定位置后进一步越过该位置。本技术的技术方案是一种电动工具，其包括机壳；电机，设置在机壳内，并输出旋转动力；输出轴，用于驱动一工作头，以使工作头具有一旋转速度；齿轮传动机构，设置在电机和输出轴之间，并以至少包括第一齿轮减速比和第二齿轮减速比的若干齿轮减速比中的一个来将电机的旋转输出传递到输出轴上； 检测组件，用于测量表示输出轴负载的参数；控制系统，可选择地用于控制工具至少在下述模式之一或结合的情形下 工作电子离合器模式，所述控制系统用于获得所述参数对时间的一阶导数 或二阶导数或高阶导数，并根据所述一阶导数或二阶导数或高阶导 数生成相应的控制信号以改变所述电机的旋转速度；自动变速模式，所述控制系统与所述齿轮传动结构配合，并根据所述 参数来控制所述齿轮传动机构进行减速比的切换。 与现有技术相比，本技术的有益效果是本技术通过电子控制 组件对驱动装置施加电流，来驱动内齿圈线性运动，从而改变齿轮传动机构 的减速比，进而实现自动变速的目的；另外，通过电子控制组件来自动检测 工作头驱动的工作件是否已到达预定位置，并且在检测到该工作件到达预定 位置后执行相应动作，确保其不会进一步越过该预定位置，从而通过电子方 式来实现离合器功能。附图说明图1是本技术具有自动变速功能的电动工具的局部剖视图。 图2是图1中的驱动装置的局部放大示意图。图3a是本技术电动工具处于高速档位时的齿轮传动机构剖视图。 图3b是本技术电动工具处于低速档位时的齿轮传动机构剖视图。 图4a是本技术电动工具的驱动装置另 一 实施例的局部剖视图。 图4b是图4中的驱动装置的局部放大示意图。 图5是本技术电动工具的控制系统原理方框图。图6是本技术电动工具控制系统中控制单元第 一 实施例的原理方框图。图7是本技术电动工具控制系统中控制单元第二实施例的原理方框图。图8是本技术电动工具控制系统中控制单元第三实施例的原理方框图。图9是本技术电动工具在高速运行和低速运行是的效率曲线图，以说明电动工具的速度切换时机。图10是本技术电动工具另 一实施例的侧视图，其中部分机壳被移除 以揭示驱动装置的结构，此时，驱动装置处于高速位置。图11与图10相似，此时，驱动装置处于高速位置。图12是沿图11中A-A线方向的剖视示意图。图13是沿图11中B-B线方向的剖视示意图。图14是图9和图10中所示电动工具的电磁铁装置的剖视示意图。 图15是本技术电动工具另一实施例的侧视图，其中显示了信号发生 装置。图16是图15电动工具的俯视图，其中还进一步显示出侧手柄以及可选 择高速、低速、和自动三种模式的速度模式开关。图17a是沿图15中C-C线方向的剖视示意图，其中揭示了 一种触发开 关的形式。图17b与图17a类似，其中揭示了另 一种触发开关的形式。图18与图16类似，但其中速度模式开关仅具有高速和低速两种档位。图19与图18类似，但其不具有速度模式开关，仅具有用于显示高速和低速状态的LED灯。图20是图16所示电动工具的内部电路的简化图。图21是图20中处理器执行自动速度切换的工作流程图。图22是图20中处理器执行手动即时速度切换的工作流程图。图23a和图23b是本技术电动工具另一实施方式中的平面示意图，其中电动工具分别处于高速状态和低速状态。图24是沿图23a中D-D线方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动工具，其特征在于：该工具包括　机壳；　电机，设置在机壳内，并输出旋转动力；　输出轴，用于驱动一工作头，以使工作头具有一旋转速度；　齿轮传动机构，设置在电机和输出轴之间，并以至少包括第一齿轮减速比和第二齿轮减速 比的若干齿轮减速比中的一个来将电机的旋转输出传递到输出轴上；　检测组件，用于测量表示输出轴负载的参数；　控制系统，可选择地用于控制工具至少在下述模式之一或结合的情形下工作：　电子离合器模式，所述控制系统用于获得所述参数对时 间的一阶导数或二阶导数或高阶导数，并根据所述一阶导数或二阶导数或高阶导数生成相应的控制信号以改变所述电机的旋转速度；　自动变速模式，所述控制系统与所述齿轮传动结构配合，并根据所述参数来控制所述齿轮传动机构进行减速比的切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：强尼鲍瑞那图，保罗安德罗，王家达，张士松，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[]