專利名稱：電動工具開關(guān)及使用該開關(guān)的電動工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動工具開關(guān)，尤其涉及一種可與電動工具的微處理 器交換數(shù)據(jù)信號的電動工具開關(guān)。
本實用新型還涉及一種使用上述開關(guān)的電動工具，尤其涉及一種使用上迷 開關(guān)的手持類電動工具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的手持類電動工具，如電動螺絲刀，通過加栽的電源提供電流，來驅(qū) 動電機轉(zhuǎn)動，從而使工作頭旋轉(zhuǎn)以將螺絲鉆進木板中。這種類型的電動工具的 機殼通常包括水平部分和豎直部分。其中機殼的水平部分內(nèi)通常布置有電機、 齒輪減速系統(tǒng)、工作頭等部件，機殼的豎直部分作為手柄使用，其內(nèi)通常布置 有組合式機械開關(guān)，和集成有微處理器(MCU )、通過高頻開閉以將未經(jīng)穩(wěn)壓 的直流輸入電源穩(wěn)定直流輸出的MOS ( Metal-oxide semiconductor,金屬氧化 物半導(dǎo)體)管、以及其他電子元器件的電路板。
機械開關(guān)通常布置在手柄部分的上部，緊靠位于機殼水平部分的后部的電 機位置處，以方便使用者操作，而集成電路板則位于手柄部分的下部。由于電 機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)都是需要通過微處理器來控制，所以需要在微處理器和電機之間 形成電性通道，以用于數(shù)據(jù)信號的傳遞。但在機殼中微處理器所處的電路板和 電機之間間隔有機械開關(guān)，所以在微處理器和電機之間直接排布信號導(dǎo)線比較 困難。另外，為滿足某些客戶群體的需要，如女性使用者，手柄尺寸通常設(shè)計 的很小，如此，進一步加大了在微處理器和電機之間直接布線的困難度。
實用新型內(nèi)容
本實用新型提供一種電動工具開關(guān)，其具有電性連接電動工具的微處理器 和電機的信號線，從而方便監(jiān)測電機運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
本實用新型還提供一種使用上述開關(guān)的電動工具，其通過在開關(guān)內(nèi)設(shè)置電 性連接微處理器和電機的信號線來輔助監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而減小了手柄 內(nèi)布線的難度。
為實現(xiàn)上述第一個目的，本實用新型的技術(shù)方案是
一種電動工具開關(guān)，用于控制電動工具的電機的運轉(zhuǎn)，其包括 本體；
扳機，安裝在本體上并可相對于本體活動來控制電肌運轉(zhuǎn)； 第一導(dǎo)電端子，由本體延伸出用于電性連接供給電機電力的電源； 第二導(dǎo)電端子和第三導(dǎo)電端子，由本體延伸出用于分別和電機的輸入端和
輸出端電性連接； 信號線，由本體延伸出用于輸出表示電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。 為實現(xiàn)上述第二個目的，本實用新型的技術(shù)方案是
一種電動工具，其包括 工作頭，用于操作外部工作件進行作業(yè)； 電機，驅(qū)動所述工作頭旋轉(zhuǎn)； 電源，供給電動工具工作所需的電力； 電子控制組件，控制所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；
開關(guān)，用于驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，其包括有第一信號線，所述電子控制組件通 過所述第 一信號線與電機電性連接來監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過在電動工具的開關(guān)內(nèi)增設(shè)電性連接微處 理器和電機的信號線來輔助監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而減小了在微處理器和電 機之間直接布線的困難度。
以下結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的實施方式中電動工具開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的實施方式中電動工具開關(guān)的電路原理圖，其中虛線51、
52、 53表示扳機的作動可分別控制通斷開關(guān)Kl、 K2,滑動電阻R,和剎車開
關(guān)K3。
圖3本實用新型的實施方式中電動工具的主要結(jié)構(gòu)框圖。 圖4是本實用新型的實施方式中電動工具的工作流程框圖。
具體實施方式

以下主要以電動螺絲刀及其使用的開關(guān)作為具體實施方式
進行說明，但需 要注意的是，這是申請人為便于說明而提供的較佳實施方式，也就是說，本實 用新型的電動工具開關(guān)的構(gòu)造和功能實現(xiàn)并不僅限于實施方式所述，且其應(yīng)用 也不僅限于電動螺絲刀，其還可應(yīng)用于電鉆、沖擊鉆、沖擊扳手等所有手持類 電動工具。
圖1所示為本實施方式中開關(guān)1的構(gòu)造，其包括一本體10、安裝在本體上 的扳機11、由本體10上延伸出的若千導(dǎo)電端子、和由本體延伸出的若干信號
線。扳機11可活動的安裝在本體10上，在本實施方式中，扳機ll可相對于本 體10前后運動。當(dāng)開關(guān)l安裝到電動工具的機殼(未圖示)上后，扳機11會 凸露在機殼外，從而使用者可以通過按壓扳機來啟動電機，并通過按壓扳機的 深度來人為地調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。配合參照圖3所示，導(dǎo)電端子包括由本體10向下 延伸出的用于連接到電源70的第 一導(dǎo)電端子21,由本體10向上延伸出的用于 分別和電機61的輸入端和輸出端連接的第二導(dǎo)電端子22和第三導(dǎo)電端子23 (其中M1、 M2為第一、二導(dǎo)電端子與相應(yīng)導(dǎo)線的接點)，以及由本體10向下 延伸出的用于和電子控制組件8 0的MOS管82連接的第四導(dǎo)電端子24。開關(guān) 1還包括一機械式自鎖桿40，在電機61處于空閑狀態(tài)，即未旋轉(zhuǎn)時，可將該自 鎖桿40撥動到特定位置來鎖住扳機11,從而避免空閑時不小心觸動扳機而使 電機運轉(zhuǎn)并發(fā)生意外。
配合參照圖2所示，信號線包括第一信號線31和第二信號線32。其中第 一信號線31用于電性連接電機61和微處理器81以便于監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)， 在本實施方式中，第一信號線31的一端直接連接到第一導(dǎo)電端子22上以與電 機61的輸入端電性導(dǎo)通，另一端則連接到微處理器81的相應(yīng)的針腳(未圖示) 上，從而在電機61和微處理器81之間建立電性通路。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員可輕易想到的是，第一信號線也可以直接連接到電機的輸入端。上述第一 信號線與第一導(dǎo)電端子或電機的直接連接可以是焊接或其它機械連接方式。第 二信號線32用于電性連接電機61和微處理器81以在兩者間傳遞數(shù)據(jù)信號來實 現(xiàn)控制電機的功能。這些功能可根據(jù)不同應(yīng)用需求預(yù)先設(shè)定，在本實施方式中， 第二信號線32是用來傳遞調(diào)速信號的，其包括有三條信號線321、 32 2 、 32 3 , 分別與一調(diào)速電路的三個輸出端連接。調(diào)速電路是由滑動電阻R構(gòu)成的一個分 壓電路，當(dāng)使用者沿圖2所示的箭頭方向按壓扳機11時，滑動電阻R的滑動 桿41會隨著改變位置，然后，各第二信號線321、 322 、 32 3將得到不同的分壓 信號值并傳遞給微處理器81，隨之由微處理器81處理這些信號并相應(yīng)調(diào)節(jié)電 機61的轉(zhuǎn)速。當(dāng)然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易想到采用壓力傳感器或光電 傳感器來替代本實施方式中的調(diào)速電阻來實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
參照圖2所示的開關(guān)工作的電路原理圖，在本實施方式中，開關(guān)l為一組 合式開關(guān)，其包括接通和關(guān)斷電源的通斷開關(guān)Kl、 K2,用于使電機瞬間停止 轉(zhuǎn)動的剎車開關(guān)K3，和用于改變電機旋轉(zhuǎn)方向的換向開關(guān)K4。這些開關(guān)可以 是機械式的開關(guān)，可以是電子開關(guān)，也可以由通過固化在微處理器內(nèi)的指令來 實現(xiàn)，由于這些開關(guān)的構(gòu)造或?qū)崿F(xiàn)均為現(xiàn)有技術(shù)，且為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員
所熟知，所以申請人在此不再予以贅述。需要注意的是，其中通斷開關(guān)Kl、 K2和剎車開關(guān)K3呈反向設(shè)置，也就是說，當(dāng)使用者按壓扳機11時，剎車開 關(guān)K3先斷開，而后通斷開關(guān)K1、 K2順序接通，而當(dāng)使用者松開扳機11后， 通斷開關(guān)K2、 Kl順序斷開，接著剎車開關(guān)K3閉合接通而使電機瞬間停轉(zhuǎn)。
圖3揭示了本實施方式中采用上述開關(guān)的電動螺絲刀的主要構(gòu)成。該電動 螺絲刀6包括工作部分6 0 、電源7 0 、電子控制組件8 0和開關(guān)1 。其中工作部 分6 0被布置在工具機殼(未圖示)的水平部分，其包括電機61，用于驅(qū)動一 工作頭64旋轉(zhuǎn)，以將一螺絲65鉆進木板66中。電機61到工作頭64之間依次 通過彈簧與離合器系統(tǒng)62、以及一卡盤63連接。本實施方式中，電源70是直 流電源，或者是可充電電池，其可以被布置在工具機殼(未圖示)豎直部分的 底部，也可以是插接到機殼上的外部電池包。當(dāng)然，本領(lǐng)城的普通技術(shù)人員可 輕易想到用交流電源來為本實用新型的電動工具提供電力，如在電動工具上增 設(shè)一個電纜插頭。開關(guān)1和電子控制組件80依次被布置在工具機殼豎直部分的 上部和下部。電子控制組件80包括有處理單元和高頻電子開關(guān)元件，在本實施 方式中，分別為微處理器(MCU) 81和MOS管82。其中微處理器81通過設(shè)置 在開關(guān)內(nèi)的第一與第二信號線31、 32與電機61電性連接，從而來控制電機的 運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在本實施方式中，電機61的運轉(zhuǎn)狀態(tài)包括正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、和空閑三種狀態(tài)。 當(dāng)電機61的運轉(zhuǎn)狀態(tài)為正轉(zhuǎn)時，通過電機61的電流由Ml流向M2,此時，由 于第一信號線31與第二導(dǎo)電端子22或電機61的輸入端直接連接，其將監(jiān)測到 一個高電平信號，并將該信號輸出給微處理器81。當(dāng)電機61的運轉(zhuǎn)狀態(tài)為反 轉(zhuǎn)時，通過電機61的電流則由M2流向Ml，此時，第一信號線31將監(jiān)測到一 個低電平信號，并將該信號輸出給微處理器81。當(dāng)電機61的運轉(zhuǎn)狀態(tài)為空閑 時，表明無電流通過電機，此時，第一信號線31將監(jiān)測到一個高阻值信號，并 將該信號輸出給微處理器81。在具體實現(xiàn)過程中，微處理器81接收到的可以 是三個電壓值信號，當(dāng)電壓值高于某一高預(yù)設(shè)值時，則判斷接收到的是高電平 信號；當(dāng)電壓值低于某一低預(yù)設(shè)值時，則判斷接收到的是低電平信號；而當(dāng)電 壓值位于該兩預(yù)設(shè)值之間時，則判斷接收到的是髙阻值信號。當(dāng)然，對于本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員可輕易想到的是，第一信號線31也可以直接連接到第三導(dǎo)電 端子23或電機61的輸出端，與上述實施方式不同的是，當(dāng)電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)為正 轉(zhuǎn)時，第一信號線將會輸出一個低電平信號，而當(dāng)電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)為反轉(zhuǎn)時，第 一信號線將會輸出一個高電平信號。
微處理器8 1在得知電機6 1的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)后會很據(jù)需要執(zhí)行相應(yīng)的控制功能， 以下配合圖4以電動螺絲刀6的電機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能為例進行說明。 首先，使用者啟動電機。 然后，電機進入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 接著，開始監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
當(dāng)探測到電機處于正轉(zhuǎn)時，表明電動螺絲刀正在執(zhí)行搮作將螺絲鉆入木板 中。螺絲鉆入木板中的恰當(dāng)位置是螺絲的頭部貼到木板表面，所以為防止電機 在正轉(zhuǎn)過程中將螺絲鉆到恰當(dāng)位置后仍繼續(xù)工作，需要微處理器在電機正轉(zhuǎn)過 程中啟動電機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能。這種調(diào)節(jié)功能可以是，在電機正轉(zhuǎn)時監(jiān)測通 過電機的電流值，當(dāng)該電流值大于某一預(yù)定值時，表明螺絲已到達恰當(dāng)位置， 這時，微處理器會自動調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，如將電機轉(zhuǎn)速降低到一個較低的水平、 或者降低到零，或者是改變通過電機的電流流向而使電機迅速停轉(zhuǎn)，從而確保 螺絲在到達恰當(dāng)位置后不會被進一 步鉆入木板中。
當(dāng)探測到電機處于反轉(zhuǎn)時，表明電動螺絲刀可能正在將螺絲從木板中起出， 此時不需要啟動電機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能，只需要維持電機現(xiàn)有運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
當(dāng)探測到電機處于空閑時，即電機處于停轉(zhuǎn)時，這時微處理器會啟動電機 自鎖功能以防止電機被意外啟動。該自鎖功能可以是通過關(guān)閉MOS管等方式 來切斷電源供給電機的電力。另外，這種自鎖功能可以配合前述機械式自鎖桿 4 0 —起使用來實現(xiàn)雙重保護。
上述電機的轉(zhuǎn)向監(jiān)測和空閑監(jiān)測可根據(jù)應(yīng)用需要同時執(zhí)行，也可以單獨執(zhí) 行。如僅監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)向或僅監(jiān)測電機是否處于空閑狀態(tài)。另外，在本實施方 式中，只有電機在正轉(zhuǎn)才需要啟動相關(guān)功能，在其他實施方式中，可以設(shè)定只 有在電機反轉(zhuǎn)時啟動相關(guān)功能，或者在電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時分別啟動不同的功能。
上述實施方式中是通過監(jiān)測電機的輸入端或輸出端的電壓值來實現(xiàn)輸出表 示電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號的。當(dāng)然，也可以采用其他實施方式來監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn) 狀態(tài)，如設(shè)置反映換向開關(guān)位置的位置傳感器，第一信號線與位置傳感器電性 連接，當(dāng)換向開關(guān)被撥動到相應(yīng)檔位(如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、空閑檔位)時會觸發(fā)位 置傳感器，并將該檔位信號通過第一信號線傳遞給微處理器，從而實現(xiàn)電機運 轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)測。
本實用新型通過在電動工具的開關(guān)內(nèi)增設(shè)電性連接微處理器和電機的信號 線來輔助監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而減小了在微處理器和電機之間直接布線的
困難度。
權(quán)利要求1.一種電動工具開關(guān)，用于控制電動工具的電機的運轉(zhuǎn)，其特征在于包括本體；扳機，安裝在本體上并可相對于本體活動來控制電機運轉(zhuǎn)；第一導(dǎo)電端子，由本體延伸出用于電性連接供給電機電力的電源；第二導(dǎo)電端子和第三導(dǎo)電端子，由本體延伸出用于分別和電機的輸入端和輸出端電性連接；信號線，由本體延伸出用于輸出表示電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具開關(guān)，其特征在于所述信號線與第二導(dǎo) 電端子或第三導(dǎo)電端子直接連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具開關(guān)，其特征在于所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài) 包括正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動工具開關(guān)，其特征在于當(dāng)所述電機的運轉(zhuǎn)狀 態(tài)為正轉(zhuǎn)時，所述信號線輸出高電平信號；當(dāng)所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)為反轉(zhuǎn)時， 所述信號線輸出低電平信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的電動工具開關(guān)，其特征在于所述電 機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)包括空閑狀態(tài)，在此狀態(tài)下所述信號線輸出高阻值信號。
6. —種電動工具，其包括工作頭，用于操作外部工作件進行作業(yè)；電機，驅(qū)動所述工作頭旋轉(zhuǎn)；電子控制組件，控制所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開關(guān)，其包括有第一信號線，所述電子控制組件通過所述第一信號線來 監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動工具，其特征在于所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)包 括正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動工具，其特征在于當(dāng)所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)為 正轉(zhuǎn)時，所述第一信號線向電子控制組件輸出高電平信號；當(dāng)所述電機的運轉(zhuǎn) 狀態(tài)為反轉(zhuǎn)時，所述第一信號線向電子控制組件輸出低電平信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動工具，其特征在于所述開關(guān)組件還包括電性 連接電子控制組件和電機的第二信號線，用于霧現(xiàn)電子控制組件對電機的調(diào)速控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電動工具，其特征在于當(dāng)電子控制組件接 收到高電平信號時，電子控制組件啟動電機轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能；當(dāng)電子控制組 件接收到低電平信號時，電機保持原有的工作狀態(tài)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6、 7或8所述的電動工具，其特征在于所述電機的運轉(zhuǎn) 狀態(tài)包括空閑狀態(tài)，在此狀態(tài)下所述第 一 信號線向電子控制組件輸出高阻值信 號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動工具，其特征在于當(dāng)電子控制組件接收 到高阻值信號時，電子控制組件切斷供給電機的電力。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動工具，其特征在于所述電子控制組件包括 有微處理器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動工具，其特征在于該電動工具還包括直流電源，用來供給電動工具工作所需的電力。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動工具，其特征在于所述開關(guān)還包括本體，安裝在本體上的扳機，由本體延伸出與電源電性連接的第一導(dǎo)電端子，由本體 延伸出分別和電機的輸入端和輸出端電性連接的第二導(dǎo)電端子和第三導(dǎo)電端 子，所述第 一 信號線和電機的輸入端或輸出端電性導(dǎo)通。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電動工具，其特征在于所述第一信號線與第 二導(dǎo)電端子或第三導(dǎo)電端子直接連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的電動工具，其特征在于所述電子控制 組件包括有MOS管，所述開關(guān)組件包括有與MOS管電性連接的第四導(dǎo)電端子。
專利摘要本實用新型涉及一種電動工具，其包括工作頭，用于操作外部工作件進行作業(yè)；電機，驅(qū)動所述工作頭旋轉(zhuǎn)；電源，供給電動工具工作所需的電力；電子控制組件，控制所述電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開關(guān)，用于驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，其包括有第一信號線，所述電子控制組件通過所述第一信號線與電機電性連接來監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。本實用新型通過在電動工具的開關(guān)內(nèi)增設(shè)電性連接微處理器和電機的信號線來輔助監(jiān)測電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而減小了在微處理器和電機之間直接布線的困難度。
文檔編號H01H13/64GK201060770SQ20072003525
公開日2008年5月14日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日
發(fā)明者沈建成 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司