CN105301987B - 手持电动工具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手持电动工具，该手持电动工具在工作时间达到预设时间后开始对电机的工作电流进行侦测，当工作电流达到所设定的第一电流阈值时，手持电动工具的电机转速将会下降至第一转速值。这样，使用者在使用该手持电动工具时可以在打孔的深度或者螺丝打入物体的深度达到一定的深度后，电机以较低的转速旋转，从而方便使用者能够准确的控制打孔的深度或螺丝打入物体的深度。

Description

手持电动工具及其控制方法

技术领域

本发明涉及动力工具领域，特别是涉及一种手持电动工具及其控制方法。

背景技术

对于手持电动工具，如电钻或螺丝批，通常需要对其输出的扭矩进行限制，以防止损坏工件或烧毁电机。另外，使用者在使用电钻或者螺丝批时，需要控制钻孔的深度或者控制螺丝打入木头、墙壁等物体的深度。

常用的手持电动工具的转速一般是恒定的，或者是通过控制按下开关的行程来控制手持电动工具的转速。这样的转速控制方式，使用者较难控制手持电动工具的转速维持在合适的速度，从而也就较难控制钻孔的深度或者螺丝打入木头、墙壁等物体的深度。例如，对于通过控制按下开关的行程来控制手持电动工具的转速的控制方式，经验不丰富的使用者较难准确控制手持电动工具的转速，也就很难选择合适的停机的时机。这样，打出来的孔的深度就很难准确控制，螺丝打入木头、墙壁等物体的深度也就很难准确控制。

发明内容

基于此，有必要提供一种手持电动工具，其能够方便使用者准确控制打孔的深度或螺丝打入物体的深度。另外，还提出一种手持电动工具控制方法，其能够准确控制打孔的深度或螺丝打入物体的深度。

一种手持电动工具，包括壳体、位于壳体内的电机、由电机驱动的传动装置以及用于控制电机的控制电路，所述控制电路包括参数设置单元、电流侦测单元和电机转速控制单元；所述参数设置单元用于设定预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值，所述第一转速值的转速低于所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速；所述电流侦测单元用于侦测电机的工作电流；所述电机转速控制单元用于控制电机的转速；当所述手持电动工具的工作时间达到预设时间后，所述电流侦测单元开始侦测电机的电流，当电机的电流达到所述第一电流阈值时，所述电机转速控制单元控制所述电机以第一转速值旋转。

在其中一个实施例中，所述手持电动工具的壳体上设有调节旋钮，所述调节旋钮与所述电机转速控制单元相连，用于调节所述手持电动工具的第一电流阈值和/或所述第一转速值。

在其中一个实施例中，所述手持电动工具内设有通讯模块，所述通讯模块与所述电机转速控制单元相连，外部设备通过所述通讯模块调节所述手持电动工具的第一电流阈值和/或所述第一转速值。

在其中一个实施例中，所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速是电机的第一转速值的2～100倍。

在其中一个实施例中，所述预设时间为0.5～2秒。

一种手持电动工具的控制方法，所述手持电动工具包括电机及控制电路，所述控制电路控制所述电机，所述控制电路还包括对电机的工作电流进行侦测的电流侦测单元，所述手持电动工具的控制方法包括以下步骤：设定预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值，所述第一转速值的转速低于所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速；使所述手持电动工具开始工作；当所述手持电动工具的工作时间达到预设时间后，所述电流侦测单元开始侦测电机的电流；当电机的电流达到所述第一电流阈值时，所述控制电路控制所述电机降低至预设的第一转速值旋转。

在其中一个实施例中，所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速是电机的第一转速值的2～100倍。

在其中一个实施例中，所述第一电流阈值是由使用者设定的。

在其中一个实施例中，所述第一转速值是由使用者设定的。

在其中一个实施例中，所述预设时间为0.5～2秒。

上述手持电动工具在工作时间达到预设时间后开始对电机的工作电流进行侦测，当工作电流达到所设定的第一电流阈值时，手持电动工具的电机转速将会下降至第一转速值。这样，使用者在使用该手持电动工具时可以在打孔的深度或者螺丝打入物体的深度达到一定的深度后，电机以较低的转速旋转，从而方便使用者能够准确的控制打孔的深度或螺丝打入物体的深度。

附图说明

图1为本发明的手持电动工具结构示意图；

图2为图1所示手持电动工具内部电路原理图；

图3为图1所示手持电动工具未采用电机转速控制单元对电机转速进行控制时的电机电流与时间关系曲线图；

图4为本发明的手持电动工具的控制方法流程图。

手持电动工具100 壳体10 电机20 传动装置30

夹具40 供电模组50 控制电路60 启动开关70

电机转速控制单元61 存储单元63 开关检测单元62 参数设置单元64

电流侦测单元65 电压侦测单元66

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，本发明的一个实施例提供一种手持电动工具100。该手持电动工具100包括壳体10、位于壳体10内的电机20、由电机20驱动的传动装置30、用于控制电机20的控制电路60、对工作头(如钻头)进行夹持的夹具、将电机20的动力传递给工作头的传动装置30、为手持电动工具100提供能量的供电模组50及控制电机20开启与关闭的启动开关70。其中，传动装置30可以为行星齿轮传动机构。供电模组50可以为充电电池。启动开关70可以为只有打开与关闭功能的一般开关，也可以为根据按压的行程来控制电机20转速高低的行程开关。

请参考图2，手持电动工具100的控制电路60包括电机转速控制单元61、开关检测单元62、存储单元63、参数设置单元64、电流侦测单元65和电压侦测单元66。

其中，参数设置单元64用于设定预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值。电机20的第一转速值的转速低于手持电动工具100工作至预设时间时电机20对应的转速。预设时间可以设置为0.5～2秒，具体可以根据实际的工作情况进行设定。手持电动工具100工作至预设时间时电机20对应的转速是电机20的第一转速值的2～100倍。第一转速值的大小是由实际使用中使用者能否较为准确的控制钻孔的孔深或者螺丝打入物体的深度决定的。第一电流阈值也是根据实际的使用需要进行设定的。

需要说明的是，预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值等参数可以是手持电动工具100出厂时由生产厂家设定的，也可以是由用户进行设定的。例如，在手持电动工具100的壳体上设有调节旋钮。调节旋钮与电机转速控制单元61相连，用于调节手持电动工具100的第一电流阈值和/或第一转速值。当然，也可以通过调节旋钮调节预设时间。或者，在手持电动工具100内设有通讯模块。通讯模块与电机转速控制单元61相连，外部设备通过通讯模块调节手持电动工具100的第一电流阈值和/或第一转速值。当然，也可以通过通讯模块调节预设时间。此处的通讯模块可以是无线通讯模块，也可以是USB接口。外部设备可以是手机或者电脑等。

电流侦测单元65用于侦测电机20工作时电机20两端的电流。电机转速控制单元61根据电流侦测单元65侦测到的电流来控制电机20的转速。电机转速控制单元61可以为单片机。开关检测单元62用于检测启动开关70是断开状态还是闭合状态，当启动开关70处于闭合状态时，电机转速控制单元61就开始计时从而与预设时间进行比较以判断是否达到预设时间。电机转速控制单元61也可以通过电流侦测单元65或电压侦测单元66是否侦测到电流或者电压来判断是否开始计时。存储单元63用于存储预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值等参数。电压侦测单元66用于侦测电机20两端的电压。

请参考图3，手持电动工具100如果没有设置电机转速控制单元61，手持电动工具100工作时电机20上的电流随时间的变化曲线将如图3所示。其中，电机20由正常工作时的转速切换至电机的第一转速值时所对应的电流为I₂，此时对应的时间为t₂。也就是说，第一阈值电流为I₂。第一阈值电流是根据实际工作的需要根据经验或者多次试验得到的，其大小是由钻孔深度或者螺丝打入物体的深度及电机20的电流-时间曲线(也就是手持电动工具100本身的参数)决定的。电机的预设时间可以设置在t₁附近。需要说明的是，手持电动工具100所设定的电机的预设时间不大于t₂，且比图3中的t₀大。电机的具体的预设时间的值可以根据实际需要进一步确定。

此处以将螺丝打入木板中为例介绍一下手持电动工具100的工作过程。在使用手持电动工具100前，先将手持电动工具100的预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值等参数设置好。当需要使用手持电动工具100将螺丝打入木板时，使用者会首先按动启动开关70，这时手持电动工具100开始工作，电机20会带动夹在夹具40上的工作头旋转。工作头会带动螺丝高速旋转以将螺丝打入木板中。同时，开关检测单元62将检测到开关处于闭合状态，电机转速控制单元61将据此开始进行计时。当手持电动工具100的工作时间达到预设时间后，电流侦测单元65开始侦测电机20的电流。当电流侦测单元65侦测到电机20的电流达到第一电流阈值时，电机转速控制单元61控制电机20以第一转速值旋转。当使用者观察到螺丝打入需要深度时，使用者可以松开启动开关70，从而控制手持电动工具100停机，或者将手持电动工具与螺丝分离实现对螺丝驱动的分离。这样，就完成了一个螺丝的打入木板的作业。由于第一转速值的转速被设置成低于正常转速，螺丝打入木板的速度将会下降，从而方便使用者准确控制螺丝打入木板的深度。这样，螺丝打入木板的深度就能控制的比较精确，有利于提高工艺水平。

请参考图4，本发明的一个实施例提供一种手持电动工具的控制方法。其中，手持电动工具包括电机及控制电路。控制电路控制电机的运转。控制电路包括对电机的工作电流进行侦测的电流侦测单元。该手持电动工具的控制方法包括以下步骤：

步骤S110，设定预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值。其中，第一转速值的转速低于手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速。例如，手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速可以是电机的第一转速值的2～100倍。预设时间可以为0.5～2秒。预设时间、第一转速值和第一电流阈值可以是由使用者设定的，也可以是在出厂时由厂家进行设定的。当由使用者进行设定时，使用者可以利用外界设备，如电脑、手机等根据时间的使用需要而进行设定。也可以在手持电动工具上设置调节旋钮，从而方便使用者通过调节旋钮直接进行设定。

步骤S120，使手持电动工具开始工作。可以通过按下手持电动工具上的启动开关来启动手持电动工具使其开始工作。手持电动工具将开始打孔或者将螺丝打入物体。

步骤S130，当手持电动工具的工作时间达到预设时间后，电流侦测单元开始侦测电机的电流。

步骤S140，当电机的电流达到第一电流阈值时，控制电路控制电机降低至预设的第一转速值旋转。由于第一转速值的转速低于手持电动工具的电机的电流达到第一电流阈值前的转速，此时手持电动工具将打孔或者将螺丝打入物体的速度较慢，使用者就可以较准确的控制打孔的深度或者将螺丝打入物体的深度。当打孔的深度或者将螺丝打入物体的深度符合要求时，使用者可以关闭手持电动工具或者将手持电动工具充孔中拉出等来停止打孔或者将螺丝打入物体的操作。

该手持电动工具及其控制方法在工作时间达到预设时间后开始对电机的工作电流进行侦测，当工作电流达到所设定的第一电流阈值时，手持电动工具的电机转速将会下降至第一转速值。这样，使用者在使用该手持电动工具时可以在打孔的深度或者螺丝打入物体的深度达到一定的深度后，电机以较低的转速旋转，从而方便使用者能够准确的控制打孔的深度或螺丝打入物体的深度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种手持电动工具，包括壳体、位于壳体内的电机、由电机驱动的传动装置以及用于控制电机的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括参数设置单元、开关检测单元、电流侦测单元和电机转速控制单元；

所述参数设置单元用于设定预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值，所述第一转速值的转速低于所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速；

所述开关检测单元用于检测启动开关是否为闭合状态；

所述电流侦测单元用于侦测电机的工作电流；

所述电机转速控制单元用于控制电机的转速，还用于当启动开关处于闭合状态时便开始计时，以判断是否达到所述预设时间；

当所述手持电动工具的工作时间达到预设时间后，所述电流侦测单元开始侦测电机的电流，当电机的电流达到所述第一电流阈值时，所述电机转速控制单元控制所述电机以第一转速值旋转；

所述第一转速值的大小是由实际使用中使用者能够较为准确控制钻孔的深度或者螺丝打入物体的深度决定的；

所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速是电机的第一转速值的2～100倍，所述预设时间为0.5～2秒。

2.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于：所述手持电动工具的壳体上设有调节旋钮，所述调节旋钮与所述电机转速控制单元相连，用于调节所述手持电动工具的第一电流阈值和/或所述第一转速值。

3.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于：所述手持电动工具内设有通讯模块，所述通讯模块与所述电机转速控制单元相连，外部设备通过所述通讯模块调节所述手持电动工具的第一电流阈值和/或所述第一转速值。

4.一种手持电动工具的控制方法，所述手持电动工具包括电机及控制电路，所述控制电路控制所述电机，所述控制电路还包括对电机的工作电流进行侦测的电流侦测单元、检测启动开关是否为闭合状态的开关检测单元和控制电机转速的电机转速控制单元，其特征在于：所述手持电动工具的控制方法包括以下步骤：

设定预设时间、电机的第一转速值和电机的第一电流阈值，所述第一转速值的转速低于所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速；

使所述手持电动工具开始工作；

当所述开关检测单元检测到所述启动开关处于闭合状态时，所述电机转速控制单元同时开始进行计时；

当所述手持电动工具的工作时间达到预设时间后，所述电流侦测单元开始侦测电机的电流；

当电机的电流达到所述第一电流阈值时，所述控制电路控制所述电机降低至预设的第一转速值旋转；

所述第一转速值的大小是由实际使用中使用者能够较为准确控制钻孔的深度或者螺丝打入物体的深度决定的；

所述手持电动工具工作至预设时间时电机对应的转速是电机的第一转速值的2～100倍，所述预设时间为0.5～2秒。

5.根据权利要求4所述的手持电动工具的控制方法，其特征在于：所述第一电流阈值是由使用者设定的。

6.根据权利要求4所述的手持电动工具的控制方法，其特征在于：所述第一转速值是由使用者设定的。