CN108214383B - 一种机械式离合器全自动电动螺丝刀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种机械式离合器全自动电动螺丝刀，本发明通过智能操控，采取了MOSFET驱动器和IGBT半桥驱动电路，有效的解决了在电动螺丝刀的工艺操作过程中的精度不精确的问题，而且采用定轴轮系结构，转速可以多种调节，实现了精确的操纵，更加简单化、智能化、耗时及成本低，简化了操作工艺步骤，尤其是增设了辅助手柄，对手持过程进行了高效的提升，解决实际生产中的难题，提高生产效率精确度极高，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

Description

一种机械式离合器全自动电动螺丝刀及其使用方法

技术领域

本发明涉及电动螺丝刀领域，更具体地讲，涉及一种机械式离合器全自动电动螺丝刀。

背景技术

电动螺丝刀是装配作业用电动工具中的一种，它的主要功能是通过螺丝刀头的正反向旋转来拧紧或旋松螺钉，实现螺纹连接工件间的紧固与拆卸。当前的电动螺丝刀主要通过正、反转调速开关来实现正反旋向切换和旋拧速度调节。在一些需要频繁改变螺钉旋向的狭小工作场合，单手操作机器同时切换开关时使用不太方便，装配效率较低。而且在一些需要频繁改变螺丝安装时速度和转向的装配领域，无法对所需要的转速进行实时调节，致使装配工作变得繁琐，降低了装配效率。且操作工人疲劳操作，易导致装配误操作，使得产品合格率下降。因此，针对这一现状，迫切需要开发一种全自动电动螺丝刀，以满足实际使用的需要。

发明内容

因此，针对现有技术上存在的不足，提供本发明的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。

按照本发明提供的技术方案，该机械式离合器全自动电动螺丝刀包括座壳体和臂壳体，座壳体内设有电源组、驱动电机组、臂壳体设有传动离合组，电源组包括电源底座，电源底座内设有多节可充电的蓄电池，蓄电池与驱动电机组连接，驱动电机组包括挡圈，挡圈通过连接件与马达壳连接，马达壳内设有马达主轴，马达主轴的前端和后端连接有转动轴承和外换式碳刷，外换式碳刷上设有碳刷帽，马达主轴上还连接有马达转子壳，马达转子壳上设有开关按钮，驱动电机组与传动离合组相连，传动离合组包括一个定轴轮系，定轴轮系由一个滑移齿轮、两个双联滑移齿轮、一个三联滑移齿轮、一个主动齿轮和多个从动齿轮组成，定轴轮系能够具有至少3组输出转速，传动离合组内还设有一个隔离座，隔离座内设滚珠轴承以稳定主齿轮中心，臂壳体的端部连接有扭力调整组，扭力调整组包括扭力调整头、扭力弹簧、钢珠、扭力螺旋杯，座壳体和臂壳体的通过转轴、转动轴承和转动齿轮可转动连接，臂壳体上设有稳定夹持手柄，座壳体外部设有电源控制开关、转速调节按钮开关、正反转调节按钮开关，扭力螺旋杯螺旋连接有批嘴夹头，批嘴夹头可更换的连接多种不同尺寸的螺丝刀头。

进一步的，稳定夹持手柄包括夹持杆和夹持座，夹持座位于夹持杆的下部，夹持杆和夹持座一体成型并呈“L”形，夹持座上设有三组夹爪，三组夹爪呈等边三角形分布，夹爪为弧形，夹持杆上套接有防滑套，稳定夹持手柄为硬质塑料，夹爪的内侧包覆有软膜。

进一步的，电动螺丝刀的臂壳体上还设有照明装置，所述照明装置包括电路板和安装在电路板上的电源，电路板上设有光感传感器和自动控制器，光感传感器和自动控制器用于控制电源的亮度，座壳体上设有蓄电池电量指示灯。

进一步的，座壳体和臂壳体为可拆卸形式，座壳体的底部还设有放置槽，放置槽内部设有电源充电线和螺丝刀头存储腔。

进一步的，定轴轮系具有18组输出转速。

进一步的，臂壳体及包覆的机头整体可绕着转轴中心旋转成与座壳体及包覆的柄头整体成 80～120 度角操作或 180 度角操作。

进一步的，臂壳体及包覆的机头整体与座壳体及包覆的柄头整体还具有可相互运动并可以相互锁紧的锁销部件。

进一步的，驱动电机组的驱动电路由 MOSFET 驱动器和 IGBT半桥驱动电路两部分组成。

进一步的，IGBT半桥驱动电路包括输入信号、低端电路单元、高端电路单元和输出信号，低端电路单元包括高端输入接口电路、低端输入接口电路、使能输入接口电路、输入逻辑电路、电源电路、欠压锁定电路、过温保护电路、脉宽拓展电路以及低端驱动电路，高端电路单元包括电源电路、欠压锁定电路、逻辑控制电路、过温保护电路以及高端驱动电路。

总之，随着推动发展清洁高效的新能源技术、带动电力电子技术的快速发展的实际要求，新能源的使用已广泛深入人心，而IGBT的应用是节约能源、发展低碳经济的关键支撑技术之一，它具有输入阻抗高、导通压降低、峰值电流容量大等优点，因此本发明通过智能操控，采取了MOSFET 驱动器和 IGBT半桥驱动电路，有效的解决了在电动螺丝刀的工艺操作过程中的精度不精确的问题，而且采用定轴轮系结构，转速可以多种调节，实现了精确的操纵，更加简单化、智能化、耗时及成本低，简化了操作工艺步骤，尤其是增设了辅助手柄，对手持过程进行了高效的提升，解决实际生产中的难题，提高生产效率精确度极高，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明的爆炸示意图（仅作示意，部分部件未显示）。

图3为本发明的爆炸示意图（仅作示意，部分部件未显示）。

图4为本发明的工作示意图。

图5为本发明的转动示意图。

图6为本发明的驱动电机组示意图。

图7为本发明的扭力调整组示意图。

图8为本发明的定轴轮系示意图。

图9为本发明的IGBT半桥驱动电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如附图1-3所示，该机械式离合器全自动电动螺丝刀包括座壳体1和臂壳体2，座壳体内设有电源组3、驱动电机组4、臂壳体2设有传动离合组5，电源组3包括电源底座，电源底座内设有多节可充电的蓄电池，蓄电池与驱动电机组4连接，驱动电机组4包括挡圈，挡圈通过连接件与马达壳连接，马达壳内设有马达主轴，马达主轴的前端和后端连接有转动轴承和外换式碳刷，外换式碳刷上设有碳刷帽，马达主轴上还连接有马达转子壳，马达转子壳上设有开关按钮，驱动电机组4与传动离合组5相连，传动离合组5包括一个定轴轮系，定轴轮系由一个滑移齿轮、两个双联滑移齿轮、一个三联滑移齿轮、一个主动齿轮和多个从动齿轮组成，定轴轮系能够具有至少3组输出转速，传动离合组内还设有一个隔离座，隔离座内设滚珠轴承以稳定主齿轮中心，臂壳体的端部连接有扭力调整组6，扭力调整组6包括扭力调整头、扭力弹簧、钢珠、扭力螺旋杯，座壳体1和臂壳体2的通过转轴、转动轴承和转动齿轮可转动连接，臂壳体上设有稳定夹持手柄7，座壳体1外部设有电源控制开关、转速调节按钮开关、正反转调节按钮开关，扭力螺旋杯螺旋连接有批嘴夹头，批嘴夹头可更换的连接多种不同尺寸的螺丝刀头。

稳定夹持手柄7包括夹持杆和夹持座，夹持座位于夹持杆的下部，夹持杆和夹持座一体成型并呈“L”形，夹持座上设有三组夹爪，三组夹爪呈等边三角形分布，夹爪为弧形，夹持杆上套接有防滑套，稳定夹持手柄7为硬质塑料，夹爪的内侧包覆有软膜。通过稳定夹持手柄的设置，大大提升了手持的稳定性。

电动螺丝刀的臂壳体2上还设有照明装置，所述照明装置包括电路板和安装在电路板上的电源，电路板上设有光感传感器和自动控制器，光感传感器和自动控制器用于控制电源的亮度，座壳体1上设有蓄电池电量指示灯。

座壳体1和臂壳体2为可拆卸形式，座壳体1的底部还设有放置槽，放置槽内部设有电源充电线和螺丝刀头存储腔。

定轴轮系具有18组输出转速，可以满足不同工况的实际使用需求。

臂壳体2及包覆的机头整体可绕着转轴中心旋转成与座壳体1及包覆的柄头整体成 80～120 度角操作或 180 度角操作。手枪式和直筒式随意转换，完全可以用于狭窄的空间。

臂壳体2及包覆的机头整体与座壳体1及包覆的柄头整体还具有可相互运动并可以相互锁紧的锁销部件。

驱动电机组4的驱动电路由 MOSFET 驱动器和 IGBT半桥驱动电路两部分组成。

IGBT半桥驱动电路包括输入信号、低端电路单元、高端电路单元和输出信号，低端电路单元包括高端输入接口电路、低端输入接口电路、使能输入接口电路、输入逻辑电路、电源电路、欠压锁定电路、过温保护电路、脉宽拓展电路以及低端驱动电路，高端电路单元包括电源电路、欠压锁定电路、逻辑控制电路、过温保护电路以及高端驱动电路。

该机械式离合器全自动电动螺丝刀的使用步骤如下：

A）检查整个机构，核实各个部件是否正常，

B）根据所要操作的工件的尺寸情况选择相适配的螺丝刀头，将螺丝刀头安装在批嘴夹头上，

C）根据实际操作的空间的要求，转动机头与柄座的角度，调整至合适的角度，

D）打开电源开关，根据工况要求，操控正反转调节按钮开关、转速调节按钮开关，选择正转或反转模式以及相适配的转速，

E）通过手持柄座及其稳定夹持手柄的配合使用，对螺纹紧固件工件进行操作，

F）操作完成后，对转速进行复位，关闭电源开关，取出螺丝刀头，放回存储箱内。

本发明通过智能操控，采取了MOSFET 驱动器和 IGBT半桥驱动电路，有效的解决了在电动螺丝刀的工艺操作过程中的精度不精确的问题，而且采用定轴轮系结构，转速可以多种调节，实现了精确的操纵，更加简单化、智能化、耗时及成本低，简化了操作工艺步骤，尤其是增设了辅助手柄，对手持过程进行了高效的提升，解决实际生产中的难题，提高生产效率精确度极高，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

本说明书中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中，对技术术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种机械式离合器全自动电动螺丝刀，所述的机械式离合器全自动电动螺丝刀包括座壳体和臂壳体，所述的座壳体内设有电源组、驱动电机组、所述的臂壳体设有传动离合组，其特征在于，所述的电源组包括电源底座，所述的电源底座内设有多节可充电的蓄电池，所述的蓄电池与所述的驱动电机组连接，所述的驱动电机组包括挡圈，所述的挡圈通过连接件与马达壳连接，所述的马达壳内设有马达主轴，所述的马达主轴的前端和后端连接有转动轴承和外换式碳刷，所述的外换式碳刷上设有碳刷帽，所述的马达主轴上还连接有马达转子壳，所述的马达转子壳上设有开关按钮，所述的驱动电机组与所述的传动离合组相连，所述的传动离合组包括一个定轴轮系，所述的定轴轮系由一个滑移齿轮、两个双联滑移齿轮、一个三联滑移齿轮、一个主动齿轮和多个从动齿轮组成，所述的定轴轮系能够具有18组输出转速，所述的传动离合组内还设有一个隔离座，所述的隔离座内设滚珠轴承以稳定主齿轮中心，所述的臂壳体的端部连接有扭力调整组，所述的扭力调整组包括扭力调整头、扭力弹簧、钢珠、扭力螺旋杯，所述的座壳体和所述的臂壳体的通过转轴、转动轴承和转动齿轮可转动连接，所述的臂壳体上设有稳定夹持手柄，所述的稳定夹持手柄包括夹持杆和夹持座，所述的夹持座位于所述的夹持杆的下部，所述的夹持杆和所述的夹持座一体成型并呈“L”形，所述的夹持座上设有三组夹爪，所述的三组夹爪呈等边三角形分布，所述的夹爪为弧形，所述的夹持杆上套接有防滑套，所述的稳定夹持手柄为硬质塑料，所述的夹爪的内侧包覆有软膜，所述的座壳体外部设有电源控制开关、转速调节按钮开关、正反转调节按钮开关，所述的扭力螺旋杯螺旋连接有批嘴夹头，所述的批嘴夹头可更换的连接多种不同尺寸的螺丝刀头，所述的电动螺丝刀的所述的臂壳体上还设有照明装置，所述照明装置包括电路板，所述的电路板上设有光感传感器和自动控制器，所述的光感传感器和自动控制器用于控制照明亮度，所述的座壳体上设有蓄电池电量指示灯，所述的驱动电机组的驱动电路由 MOSFET 驱动器和 IGBT半桥驱动电路两部分组成，所述的IGBT半桥驱动电路包括输入信号、低端电路单元、高端电路单元和输出信号，所述的低端电路单元包括高端输入接口电路、低端输入接口电路、使能输入接口电路、输入逻辑电路、电源电路、欠压锁定电路、过温保护电路、脉宽拓展电路以及低端驱动电路，所述的高端电路单元包括电源电路、欠压锁定电路、逻辑控制电路、过温保护电路以及高端驱动电路。

2.根据权利要求1所述的一种机械式离合器全自动电动螺丝刀，其特征在于，所述的座壳体和所述的臂壳体为可拆卸形式，所述的座壳体的底部还设有放置槽，所述的放置槽内部设有电源充电线和螺丝刀头存储腔。

3.根据权利要求2所述的一种机械式离合器全自动电动螺丝刀，其特征在于，所述的臂壳体及包覆的机头整体可绕着转轴中心旋转并与所述的座壳体及包覆的柄头整体成 80～120 度角操作或 180 度角操作。

4.根据权利要求3所述的一种机械式离合器全自动电动螺丝刀，其特征在于，所述的臂壳体及包覆的机头整体与所述的座壳体及包覆的柄头整体还具有可相互运动并可以相互锁紧的锁销部件。

5.一种基于权利要求4所述的机械式离合器全自动电动螺丝刀的使用方法，其特征在于，该机械式离合器全自动电动螺丝刀的使用步骤如下：

A）检查整个机构，核实各个部件是否正常，

B）根据所要操作的工件的尺寸情况选择相适配的螺丝刀头，将螺丝刀头安装在批嘴夹头上，

C）根据实际操作的空间的要求，转动机头与柄头的角度，调整至合适的角度，

D）打开电源控制开关，根据工况要求，操控正反转调节按钮开关、转速调节按钮开关，选择正转或反转模式以及相适配的转速，

E）通过座壳体及其稳定夹持手柄的配合使用，对螺纹紧固件工件进行操作，

F）操作完成后，对转速进行复位，关闭电源控制开关，取出螺丝刀头，放回存储箱内。