CN108430703A - 用于快转扳手的马达的保护方法及其快转扳手 - Google Patents

Abstract

一种快转扳手，用以于一电动模式或一手动模式下操作，快转扳手包括：一扳手本体（10），该扳手本体（10）设有一头部（11）及一握柄部（12），头部（11）转动设有一棘轮装置（13）；一马达（20），该马达（20）设于握柄部（12）；一电流传感器（30），该电流传感器（30）与马达（20）电性连接且用以监测马达（20）的一工作电流值（21）；一控制器（40），该控制器（40）与电流传感器（30）电性连接，并具有一设定单元（41）及一比较单元（42），设定单元（41）用以设定一临界电流值（411），比较单元（42）用以将工作电流值（21）与临界电流值（411）进行比较；一开关键（80），用以启动或关闭马达（20）运作；以及一警告器（60），该警告器（60）与控制器（40）电性连接，于电动状态下，当工作电流值（21）大于临界电流值（411）时触发警告器（60），用以提醒工作者让马达（20）停止运作，以便于切换成手动模式下操作。

Description

发明名称： 用于快转扳手的马达的保护方法及其快转扳手 技术领域

[0001] 本发明涉及扳手领域， 尤其是指一种可于使用快转扳手的过程中， 当马达处于 高负荷的情况下， 发出警示信号提醒用户停止马达动作， 防止马达损坏。

背景技术

[0002] 美国专利公幵号 20080271574A1， 其公幵一种可转换手动或电动操作模式的棘 轮扳手工具， 其于电动操作模式吋， 于扳杆后端连接装设有马达的电动握柄， 并使第一传动杆套接于马达的输出轴， 以将输出轴的输出动力传输至第一传动 杆， 通过第一传动杆的啮齿与第二传动杆的卡销啮合， 而可传动至第二传动杆 ， 进而由第二传动杆连动至棘轮头动作， 以进行电动的拆装作业。 而于手动操 模式吋， 可以手动握柄的套接头套接扳杆的第一传动杆， 因此直接以手动的方 式旋转手动握柄， 可使手动握柄带动套接头转动， 进而传动至第一传动杆、 第 二传动杆及棘轮头， 而进行手动的拆装作业。

技术问题

[0003] 前述的棘轮扳手工具是针对以电动或手动方式， 将已松脱或欲锁紧的作业物取 出或定位， 然而， 于螺件上取出或定位的过程中， 若遇到螺件有生锈处或损坏 处吋， 作业物就会被卡住无法顺利移动， 而马达的负载上升， 使马达过热， 导 致马达烧毁， 造成棘轮扳手工具损坏。

[0004] 而前述的棘轮扳手工具并无针对当马达已达高负载吋， 实吋停止作业或提醒用 户停止使用， 在使用上容易造成马达损伤， 也会增加使用上的安全疑虑。 因此 ， 如何增加马达的保护， 减少马达损伤， 增加使用安全性， 有待本领技术人员 解决。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 为解决上述课题， 本发明提供一种用于快转扳手的马达的保护方法， 当紧固件 于螺件上快转的过程中， 通过电流传感器监测马达的工作电流值， 由控制器的 比较单元将工作电流值与设定的临界电流值作比较， 当工作电流值大于临界电 流值吋， 触发警告器， 用以提醒工作者让马达停止运作， 以便于切换成手动模 式下操作， 借此， 当马达遇到高负载的情形， 可立即停止作业， 以达到马达防 护的效果。

[0006] 为达到上述目的， 本发明提供一种快转扳手， 其用以于一电动模式或一手动模 式下操作， 其中， 于电动模式， 以一第一扭力驱动一紧固件于一螺件上快转； 于手动模式， 以一第二扭力驱动紧固件相对螺件上紧或松幵， 第一扭力小于第 二扭力， 快转扳手包括： 一扳手本体， 其一端设有一头部及相反端设有一握柄 部， 头部转动设有一棘轮装置， 棘轮装置用以带动紧固件， 握柄部内设有一传 动轴， 传动轴的一端与棘轮装置连接； 一马达， 其设于握柄部内， 马达连接于 传动轴的另一端； 一电流传感器， 其与马达电性连接， 电流传感器用以监测马 达的一工作电流值； 一控制器， 其与马达及电流传感器电性连接， 控制器具有 一设定单元及一比较单元， 设定单元用以设定一临界电流值， 比较单元用以将 工作电流值与临界电流值进行比较； 一幵关键， 其设于握柄部， 幵关键与控制 器电性连接， 用以启动或关闭马达运作； 以及一警告器， 其与控制器电性连接 ， 其中， 于电动状态下， 当工作电流值大于临界电流值吋， 触发警告器， 用以 提醒工作者让马达停止运作， 以便于切换成手动模式下操作。

[0007] 较佳地， 本发明还具有一供电装置， 其与控制器与马达电性连接， 供电装置具 有一正电极及一负电极， 正电极与负电极用以电连接控制器与马达所需的正负 电压， 且警告器为蜂鸣器。

[0008] 较佳地， 供电装置的输出电流值等同工作电流值， 临界电流值为工作电流值的 70%至 80<¾。

[0009] 较佳地， 工作电流值为 1.5安培至 6.5安培。

[0010] 较佳地， 警告器具有一第一连接脚及一第二连接脚， 第一连接脚与控制器电性 连接， 第二连接脚与正电极电性连接； 控制器给予警告器低准位信号触发警告 器， 控制器给予警告器高准位信号不触发警告器。

[0011] 较佳地， 第一连接脚与控制器之间与一晶体管电性连接， 第二连接脚与正电极 之间与一第一电阻电性连接， 晶体管的基极与一第二电阻的一端电性连接， 第 二电阻的另一端与控制器电性连接， 晶体管的集极与第一连接脚电性连接。

[0012] 较佳地， 供电装置的供电量为 3库伦至 4库伦， 正电极为 3伏特至 12伏特， 负电 极为 0伏特。

[0013] 较佳地， 幵关键用以操控马达带动传动轴作顺吋针或逆吋针转动； 棘轮装置还 具有一换向键， 用以控制棘轮装置可正反向切换， 当幵关键与换向键切换方向 不同， 使传动轴与棘轮装置转动方向不一致吋， 便触发警告器。

[0014] 较佳地， 设定单元可设定一低负载电流值， 比较单元用以将低负载电流值与工 作电流值进行比较， 当工作电流值小于或等于低负载电流值吋， 控制器触发警 告器。

[0015] 较佳地， 临界电流值大于低负载电流值。

[0016] 较佳地， 临界电流值为低负载电流值的 2倍至 3倍。

[0017] 较佳地， 控制器具有一计吋单元， 设定单元用以设定一持续吋间， 计吋单元用 以计算持续吋间， 警告器触发的同吋触发计吋单元， 于持续吋间内， 当工作电 流值小于临界电流值吋， 警告器停止触发； 持续吋间为 2秒钟至 6秒钟。

[0018] 为达到上述目的， 本发明提供一种用于快转扳手的马达的保护方法， 其快转扳 手于一电动模式或一手动模式下操作， 于电动模式， 一马达以第一扭力驱动一 紧固件于一螺件上快转； 于手动模式， 以一第二扭力驱动紧固件相对螺件上紧 或松幵， 第一扭力小于第二扭力， 保护方法包括下列步骤： 马达分别与一电流 传感器、 一控制器及一警告器电性连接， 电流传感器用以监测马达的工作电流 ， 控制器用以设定一临界电流值； 于快转过程中， 电流传感器监测马达的工作 电流值； 以及当工作电流值大于临界电流值吋， 控制器触发警告器， 用以提醒 工作者让马达停止运作， 以便于切换成手动模式下操作。

[0019] 较佳地， 警告器触发的同吋， 于一持续吋间内， 工作电流值已小于临界电流值 吋， 警告器停止触发。

[0020] 较佳地， 控制器可设定一低负载电流值， 当工作电流值小于或等于低负载电流 值吋， 触发警告器， 用以提醒工作者让马达停止运作， 以便于切换成手动模式 下操作。

发明的有益效果 有益效果

[0021] 通过上述设置， 本发明可达成的功效在于： 于电动模式下， 当紧固件于快转过 程中， 遇到螺件上有损坏处或生锈处吋， 经比较单元比较出工作电流值大于临 界电流值吋， 控制器会触发警告器， 用以提醒工作者让马达停止运作， 以便用 户切换成手动模式操作， 使紧固件离幵螺件上的损坏处或生锈处， 借此， 当马 达处于高负载情形吋， 可停止电动模式改由手动模式， 以防止马达烧毁， 保障 使用安全。

[0022] 并且， 当警告器触发的同吋也会触发计吋单元， 若螺件上的损坏处或生锈处范 围不大或紧固件仅一吋卡住吋， 于持续吋间内， 紧固件已离幵螺件的损坏处、 生锈处或卡住处， 比较单元比较出工作电流值小于临界电流值吋， 警告器就会 停止触发， 使用者可继续以第一扭力驱动紧固件于螺件上快转， 借此， 提供使 用上的便利性。

[0023] 另外， 当幵关键与换向键切换的转向不同吋， 比较单元判断马达的工作电流值 小于或等于低负载电流值吋， 控制器触发警告器， 告知使用者目前马达的转向 与棘轮装置的转动方向不一致， 提醒使用者作转向切换动作或停止作业， 借此 ， 达到双重保护与防呆效果。

对附图的简要说明

附图说明

[0024] 图 1为本发明的外观立体图；

[0025] 图 2为本发明的架构图；

[0026] 图 3为本发明的流程图 (一)， 表示工作电流值大于临界电流值触发警告器； [0027] 图 4为本发明的流程图 (二)， 表示触发警告器后于持续吋间内工作电流值是否小 于临界电流值；

[0028] 图 5为本发明的流程图 (三)， 表示确认方向键与幵关键的转向是否一致；

[0029] 图 6为本发明的电路示意图 (一)， 表示控制器、 马达与警告器电连接关系； [0030] 图 7为本发明的电路示意图 (二)， 表示控制器与警告器间电连接晶体管。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式 [0031] 为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想， 现以具体实施例 表达。 实施例中各种不同对象是按适于说明的比例、 尺寸、 变形量或位移量而 描绘， 而非按实际组件的比例予以绘制。

[0032] 请参阅图 1至图 7所示， 本发明提供一种快转扳手， 其用以于一电动模式或一手 动模式下操作， 其中， 于电动模式下， 以一第一扭力驱动一紧固件于一螺件上 快转； 于手动模式下， 以一第二扭力驱动紧固件相对螺件上紧或松幵， 第一扭 力小于第二扭力， 而螺件的纵向长度大于紧固件的高度的 5倍以上， 于本发明中 ， 螺件为螺栓， 紧固件为螺帽。 快转扳手包括：

[0033] 一扳手本体 10， 其一端设有一头部 11， 相反端设有一中空状的握柄部 12， 头部 11转动设有一棘轮装置 13， 棘轮装置 13用以接设紧固件以带动紧固件于螺件上 转动， 握柄部 12的内部设有一传动轴 14， 而传动轴 14的一端与棘轮装置 13连接 。 并且， 棘轮装置 13具有一换向键 131， 换向键 131枢设于头部 11， 其中， 换向 键 131可作正反旋向， 用以控制棘轮装置 13产生顺吋针方向或逆吋针方向的转动

[0034] 一马达 20， 其设于握柄部 12内， 马达 20连接于传动轴 14的另一端， 其中， 马达 20用以驱使传动轴 14转动， 并连动棘轮装置 13带动紧固件相对于螺件上快转。 于本发明中， 马达 20为直流马达。 并且， 马达 20与一电流传感器 30电性连接， 电流传感器 30为模拟信号， 而电流传感器 30用以监测马达 20的一工作电流值 21 ， 其中， 于本发明中， 马达 20的工作电流值 21为 1.5安培至 6.5安培。

[0035] 一控制器 40， 其与马达 20及电流传感器 30电性连接， 控制器 40具有一设定单元 41及一比较单元 42， 设定单元 41用以设定一临界电流值 411及一低负载电流值 41 2， 比较单元 42用以将工作电流值 21与临界电流值 411或低负载电流值 412进行比 较， 其中， 临界电流值 411为工作电流值 21的 70%至 80%， 临界电流值 411大于低 负载电流值 412， 于本发明中， 临界电流值 411为低负载电流值 412的 2倍至 3倍， 低负载电流值 412小于 0.6安培或趋近于 0安培。

[0036] 并且， 控制器 40具有一计吋单元 43， 设定单元 41用以设定一持续吋间 413， 计 吋单元 43用以计算持续吋间 413， 其中， 持续吋间 413为 2秒钟至 6秒钟， 于本发 明中， 持续吋间 413为 3秒钟至 5秒钟。 [0037] 一供电装置 50， 其与马达 20及控制器 40电性连接， 供电装置 50具有一正电极 51 及一负电极 52， 正电极 51与负电极 52用以电性连接马达 20与控制器 40所需的正 负电压， 其中， 供电装置 50的输出电流值等同工作电流值 21。 并且， 供电装置 5 0为充电式或电池式， 于本发明中， 供电装置 50为充电电池， 供电装置 50的供电 量为 3库伦至 4库伦， 正电极 51为 3伏特至 12伏特， 负电极 52为 0伏特。

[0038] 一警告器 60， 其与控制器 40电性连接， 警告器 60为蜂鸣器、 显示灯或震动器至 少其中之一或任两种以上的组合， 于本发明中， 警告器 60为蜂鸣器。 警告器 60 具有一第一连接脚 61及一第二连接脚 62， 第一连接脚 61与控制器 40电性连接， 第二连接脚 62与正电极 51电性连接。 其中， 当控制器 40给予警告器 60低准位信 号吋， 控制器 40与警告器 60之间具有电位差， 因而触发警告器 60， 而当控制器 4 0给予警告器 60高准位信号吋， 控制器 40与警告器 60之间不具有电位差， 因而不 触发警告器 60。 此外， 为将供电装置 50的输出电流值放大， 以触发警告器 60， 因此， 于第一连接脚 61与控制器 40之间与一晶体管 70电性连接， 第二连接脚 62 与正电极 51之间与一第一电阻 71电性连接， 晶体管 70的基极与一第二电阻 72的 一端电性连接， 第二电阻 72的另一端与控制器 40电性连接， 晶体管 70的集极与 第一连接脚 61电性连接， 于本发明中， 晶体管 70为 N-P-N型晶体管。

[0039] 一幵关键 80， 其设于握柄部 12的外侧， 且幵关键 80与控制器 40电性连接， 用以 启动或关闭马达 20运作， 其中， 于本发明中， 幵关键 80为 3段式翘板幵关， 幵关 键 80切换到左右两侧用以操控马达 20带动传动轴 14作顺吋针或逆吋针转动， 而 幵关键 80切换到中间用以停止马达 20运作。 并且， 如图 1至图 2及图 5所示， 当幵 关键 80与换向键 131切换方向不同， 使传动轴 14与棘轮装置 13转动方向不一致吋 ， 换言之， 若当幵关键 80切换至一侧， 并操控马达 20带动传动轴 14作顺吋针转 动， 而换向键 131切换至反旋， 使棘轮装置 13产生逆吋针方向的转动， 此吋， 棘 轮装置 13会产生空转， 马达 20会呈现无负载的情形， 而马达 20的工作电流值 21 会传送至比较单元 42， 比较单元 42将工作电流值 21与低负载电流值 412进行比较 ， 当工作电流值 21小于或等于低负载电流值 412吋， 控制器 40触发警告器 60， 告 知使用者， 目前马达 20的转向与棘轮装置 13的转动方向不一致， 提醒使用者作 转向切换动作或停止作业， 借此， 达到双重保护与防呆效果。 [0040] 借此， 如图 2及图 3所示， 用户可利用电动模式或手动模式操控本发明， 电流传 感器 30用以监测工作电流值 21， 并将工作电流值 21以模拟信号传送至控制器 40 的比较单元 42与临界电流值 411进行比较； 于电动状态下， 幵关键 80操控马达 20 带动传动轴 14转动， 并利用棘轮装置 13带动紧固件相对于螺件快转， 快速将紧 固件螺至定位处上紧， 或将紧固件螺离螺件， 而当快转的过程中， 遇到螺件上 有损坏处或生锈处吋， 紧固件就会被卡住而无法顺利移动， 此吋， 马达 20就会 持续提高工作电流值 21， 驱使传动轴 14转动， 当工作电流值 21大于临界电流值 4 11吋， 控制器 40会将模拟信号通过 A/D转换成数字信号， 并给予警告器 60低准位 信号， 以触发警告器 60， 用以提醒工作者让马达 20停止运作， 并可改切换成手 动模式操作， 以第二扭力扳动本发明的快转扳手， 使紧固件离幵螺件上的损坏 处或生锈处， 借此， 以防止马达 20烧毁， 保障使用安全。

[0041] 并且， 如图 2及图 4所示， 当警告器 60触发的同吋也会触发计吋单元 43， 若螺件 上的损坏处或生锈处范围不大或紧固件仅一吋卡住， 于持续吋间 413内， 紧固件 已离幵螺件的损坏处、 生锈处或卡住处， 比较单元 42比较出工作电流值 21已小 于临界电流值 411， 警告器 60就会停止触发， 使用者可继续以第一扭力驱动紧固 件于螺件上快转， 借此， 提供使用上的便利性。

[0042] 另外， 如图 1至图 2及图 5所示， 为防止马达 20转向与棘轮装置 13的转向不一致 ， 因此， 当幵关键 80与换向键 131切换的转向不同吋， 马达 20会呈现无负载的情 形， 比较单元 42判断工作电流值 21小于或等于低负载电流值 412吋， 控制器 40触 发警告器 60， 告知使用者目前马达 20的转向与棘轮装置 13的转动方向不一致， 提醒使用者作切换至统一转向或停止作业， 借此， 达到双重保护与防呆效果。

[0043] 以上所举实施例仅用以说明本发明而已， 非用以限制本发明的保护范围。 凡不 违本发明精神所从事的种种修改或变化， 都属于本发明所要保护的范围。

Claims (1)

1. 权利要求书

   [权利要求 1] 一种快转扳手， 其特征在于， 其用以于一电动模式或一手动模式下操 作， 其中， 于该电动模式下， 以一第一扭力驱动一紧固件于一螺件上 快转； 于该手动模式下， 以一第二扭力驱动该紧固件相对该螺件上紧 或松幵， 该第一扭力小于该第二扭力， 该快转扳手包括：

   一扳手本体， 其一端设有一头部， 相反端设有一握柄部， 该头部转动 设有一棘轮装置， 该棘轮装置用以带动该紧固件， 该握柄部内设有一 传动轴， 该传动轴的一端与该棘轮装置连接；

   一马达， 其设于该握柄部内， 该马达连接于该传动轴的另一端； 一电流传感器， 其与该马达电性连接， 该电流传感器用以监测该马达 的一工作电流值；

   一控制器， 其与该马达及该电流传感器电性连接， 该控制器具有一设 定单元及一比较单元， 该设定单元用以设定一临界电流值， 该比较单 元用以将该工作电流值与该临界电流值进行比较； 一幵关键， 其设于该握柄部， 该幵关键与该控制器电性连接， 用以启 动或关闭该马达运作； 以及

   一警告器， 其与该控制器电性连接， 其中， 于该电动状态下， 当该工 作电流值大于该临界电流值吋， 触发该警告器， 用以提醒工作者让该 马达停止运作， 以便于该手动模式下操作。

   [权利要求 2] 如权利要求 1所述的快转扳手， 其特征在于， 该快转扳手还具有一供 电装置， 其与该控制器与该马达电性连接， 该供电装置具有一正电极 及一负电极， 该正电极与该负电极用以电性连接该控制器与该马达所 需的正负电压； 该警告器为蜂鸣器。

   [权利要求 3] 如权利要求 2所述的快转扳手， 其特征在于， 该供电装置的输出电流 值等同该工作电流值， 该临界电流值为该工作电流值的 70%至 80%。

   [权利要求 4] 如权利要求 1或 3所述的快转扳手， 其特征在于， 该工作电流值为 1.5 安培至 6.5安培。

   [权利要求 5] 如权利要求 2所述的快转扳手， 其特征在于， 该警告器具有一第一连 接脚及一第二连接脚， 该第一连接脚与该控制器电性连接， 该第二连 接脚与该正电极电性连接； 该控制器给予该警告器低准位信号触发该 警告器， 该控制器给予该警告器高准位信号不触发该警告器。

   [权利要求 6] 如权利要求 5所述的快转扳手， 其特征在于， 该第一连接脚与该控制 器之间与一晶体管电性连接， 该第二连接脚与该正电极之间与一第一 电阻电性连接， 该晶体管的基极与一第二电阻的一端电性连接， 该第 二电阻的另一端与该控制器电性连接， 该晶体管的集极与该第一连接 脚电性连接。

   [权利要求 7] 如权利要求 2、 5或 6所述的快转扳手， 其特征在于， 该供电装置的供 电量为 3库伦至 4库伦， 该正电极为 3伏特至 12伏特， 该负电极为 0伏特

   [权利要求 8] 如权利要求 1所述的快转扳手， 其特征在于， 该幵关键用以操控该马 达带动该传动轴作顺吋针或逆吋针转动； 该棘轮装置还具有一换向键 ， 用以控制该棘轮装置正反向切换， 当该幵关键与该换向键切换方向 不同， 使该传动轴与该棘轮装置转动方向不一致吋， 便触发该警告器

   [权利要求 9] 如权利要求 8所述的快转扳手， 其特征在于， 该设定单元可设定一低 负载电流值， 该比较单元用以将该低负载电流值与该工作电流值进行 比较， 当该工作电流值小于或等于该低负载电流值吋， 该控制器触发 该警告器。

   [权利要求 10] 如权利要求 9所述的快转扳手， 其特征在于， 该临界电流值大于该低 负载电流值。

   [权利要求 11] 如权利要求 10所述的快转扳手， 其特征在于， 该临界电流值为该低负 载电流值的 2倍至 3倍。

   [权利要求 12] 如权利要求 1所述的快转扳手， 其特征在于， 该控制器具有一计吋单 元， 该设定单元用以设定一持续吋间， 该计吋单元用以计算该持续吋 间， 该警告器触发的同吋触发该计吋单元， 于该持续吋间内， 当该工 作电流值小于该临界电流值吋， 该警告器停止触发； 其中， 该持续吋 间为 2秒钟至 6秒钟。

   [权利要求 13] —种用于快转扳手的马达的保护方法， 其特征在于， 其快转扳手于一 电动模式或一手动模式下操作， 于电动模式下， 一马达以第一扭力驱 动一紧固件于一螺件上快转； 于该手动模式下， 以一第二扭力驱动该 紧固件相对该螺件上紧或松幵， 该第一扭力小于该第二扭力， 该用于 快转扳手的马达的保护方法包括下列步骤：

   该马达分别与一电流传感器、 一控制器及一警告器电性连接， 该电流 传感器用以监测该马达的工作电流， 该控制器用以设定一临界电流值 于快转过程中， 该电流传感器监测该马达的工作电流值； 以及 当该工作电流值大于该临界电流值吋， 该控制器触发该警告器， 用以 提醒工作者让该马达停止运作， 以便于切换成该手动模式下操作。

   [权利要求 14] 如权利要求 13所述的用于快转扳手的马达的保护方法， 其特征在于， 该警告器触发的同吋， 于一持续吋间内， 该工作电流值已小于该临界 电流值吋， 该警告器停止触发。

   [权利要求 15] 如权利要求 13所述的用于快转扳手的马达的保护方法， 其特征在于， 该控制器可设定一低负载电流值， 当该工作电流值小于或等于该低负 载电流值吋， 触发该警告器， 用以提醒工作者让该马达停止运作， 以 便于切换成该手动模式下操作。