CN109904896A - 电动工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动工具，在主体上设置至少一个第一电池包接口，以及第二电池包接口，其中一个第一电池包接口连接至控制电路，第一和第二电池包接口上均安装电池包时各电池包彼此串联；其中第二电池包接口配置有电池包断路控制组件，其具有并联在第二正极端子和第二负极端子之间的第一开关；当第二电池包接口安装电池包时，第二正极端子与第二负极端子之间不断路；第二电池包接口未安装电池包时，第一开关导通使第二正极端子与第二负极端子之间短路，使第二负极端子处于接地状态，避免了供电电路的负极突然断开导致电动工具的电路板的接地端处于浮空状态，进而避免导致电动工具的控制板的状态判断错误，甚至导致电动工具的控制板的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及电动工具领域，特别是涉及一种电动工具。
背景技术
目前大多数的电动工具中，需要使用电池对电动工具的工作头进行供电，而且，大部分的电动工具需要多个电池包串联对电动工具的工作头提供工作电压。
当需要更换电动工具中的电池时，操作人员时常在未完全断电的情况下，直接将电池包从电动工具中取出，电动工具中具有多个电池包的情况下如果用户突然拔出电压最低位的电池包，因该电池包的负极是供电电路(电源)的负极向电动工具的控制电路提供地，将导致供电电路的负极突然断开，进而导致电动工具的控制电路的接地端处于浮空状态，这样便容易导致电动工具的控制板的状态判断错误，甚至导致电动工具的控制板的损坏。
发明内容
基于此，有必要针对上述最低位的电池包被取出时，导致电动工具的电池负极处于浮空状态，进而导致电动工具的控制板状态判断错误及损坏的问题，提供一种电动工具。
一种电动工具，其特征在于，包括：
主体；
控制电路，用以控制整个工作电路的通断；
至少一个第一电池包接口，以及第二电池包接口，设置在所述主体上，其中第一电池包接口具有第一正极端子和第一负极端子，并通过其中一个第一电池包接口的第一正极端子连接至控制电路，第二电池包接口具有第二正极端子和第二负极端子；
至少一个的第一电池包接口彼此串联，并通过其中一个第一电池包接口的第一负极端子串联至第二电池包接口的第二正极端子，使得第一和第二电池包接口上均安装电池包时各电池包彼此串联且接入控制电路；
其中所述第二电池包接口配置有电池包断路控制组件，所述电池包断路控制组件，具有并联在第二正极端子和第二负极端子之间的第一开关；
其中所述第二电池包接口安装电池包时，所述第二正极端子与第二负极端子之间不断路；
所述第二电池包接口未安装电池包时，所述第一开关导通使第二正极端子与第二负极端子之间短路。
上述电动工具通过设置电池包短路控制组件，当第二电池包接口未安装电池包时，第一开关导通使第二正极端子与第二负极端子之间短路，使第二负极端子能够处于接地状态，避免了供电电路的负极突然断开导致电动工具的控制电路的接地端处于浮空状态，进而避免导致电动工具的控制板的状态判断错误，甚至导致电动工具的控制板的损坏。
在其中一个实施例中，所述第一开关为机械式触发开关，当所述第二电池包接口未安装电池包时，所述第一开关处于导通状态使第二正极端子与第二负极端子之间短路，当所述第二电池包接口安装电池包时，所述电池包触发所述第一开关使所述第一开关由导通状态切换为断开状态。
在其中一个实施例中，所述第一开关为电子开关，所述电池包断路控制组件还包括：
检测电路，用以检测所述第二电池包接口是否安装有电池包；
控制单元，用以根据所述检测电路的检测结果控制所述第一开关的通断；
其中所述第二电池包接口未安装电池包时，所述控制单元使所述第一开关处于导通状态使第二正极端子与第二负极端子之间短路，当所述第二电池包接口安装电池包时，所述控制单元使所述第一开关处于断开状态。
在其中一个实施例中，所述检测电路包括位于所述第二电池包接口处的压力传感器，用以检测电池包的压力信号，当所述压力传感器未检测到压力信号时，所述控制单元控制所述第一开关导通。
在其中一个实施例中，所述检测电路包括位于所述第二电池包接口处的非接触式检测单元，当所述非接触式检测单元未检测到所述第二电池包接口处安装有电池包时，所述控制单元控制所述第一开关导通，当所述非接触式检测单元检测到所述第二电池包接口处安装有电池包时，所述控制单元控制所述第一开关断开。
在其中一个实施例中，所述非接触式检测单元为光电传感器或者磁感应开关。
在其中一个实施例中，所述检测电路包括瞬间压降检测装置，当所述瞬间压降检测装置检测到瞬间压降信号时，所述控制单元控制所述第一开关导通。
在其中一个实施例中，所述控制单元为单片机。
在其中一个实施例中，所述电子开关为继电器或MOS晶体管。
在其中一个实施例中，所述主体包括外壳，所述第一电池包接口和第二电池包接口设置在外壳外部，所述电池包断路控制组件位于所述外壳内部。
附图说明
图1为本发明电动工具的结构示意图；
图2为本发明实施例的电动工具电池包断路组件的电路示意图；
图3为本发明优选实施例一的电池包断路组件的模块示意图；
图4为本发明优选实施例二的电池包断路组件的模块示意图；
图5为本发明实施例的电动工具的电路示意图。
其中：100.电动工具 110.主体
120.控制电路 121.控制开关
122.控制板 130.第一电池包接口
131.第一正极端子 132.第一负极端子
140.第二电池包接口 141.第二正极端子
142.第二负极端子 150.电池包断路控制组件
151.第一开关 152.控制单元
153.检测电路 160.马达
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
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。
如图1和图2所示，本发明公开了一种电动工具100，包括：主体110；控制电路120，用以控制整个工作电路的通断；至少一个第一电池包接口130，以及第二电池包接口140，设置在主体110上，其中第一电池包接口130具有第一正极端子131和第一负极端子132，第二电池包接口140具有第二正极端子141和第二负极端子142；至少一个的第一电池包接口130彼此串联，且该至少一个第一电池包接口130组成的串联组中的最高位的第一电池包接口130的第一正极端子131连接至所述控制电路120，为其提供电能，并通过该串联组中的最低位第一电池包接口130的第一负极端子132串联至所述第二电池包接口140的第二正极端子141，使得电动工具的所有电池包接口(多个第一电池包接口130和第二电池包接口140)彼此串联成一串且第二电池包接口140位于整体的(电压)最低位，使得第一和第二电池包接口上均安装电池包时各电池包彼此串联且接入控制电路120，并且此时第二电池包接口140的第二负极端子142连接至控制电路120的接地端，为其提供地；其中第二电池包接口140配置有电池包断路控制组件150，电池包断路控制组件150具有并联在第二正极端子141和第二负极端子142之间的第一开关151；其中第二电池包接口140安装电池包时，第二正极端子141与第二负极端子142之间不断路；第二电池包接口140未安装电池包时，第一开关151导通使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路。
上述电动工具100，每个电池包是一个独立的整体，至少两个电池包串联，为电动工具100供电，其中每个电池包中至少包括一个电池，电池包内部的电池可以是形成串联或并联结构。
在一个实施例中，电动工具100的主体110上设置一个第一电池包接口130和一个第二电池包接口140，其中第一电池包接口130具有第一正极端子131和第一负极端子132，并通过第一电池包接口130的第一正极端子131连接至控制电路120对其提供电能，第二电池包接口140具有第二正极端子141和第二负极端子142，并且第一电池包接口130的第一负极端子131串联至第二电池包接口140的第二正极端子141使得第一电池包接口130和第二电池包接口140串联连接，此时，第一电池包接口130处于电压高位，第二电池包接口140处于电压低位，且第二电池包接口140的第二负极端子142连接至控制电路120的接地端，使得控制电路120形成通路，从而电动工具100能够正常工作；第二电池包接口140并联一个电池包断路控制组件150，该电池包断路控制组件150包括第一开关151，并联在第二正极端子141和第二负极端子142之间。当第二电池包接口140安装电池包时，第二正极端子141与第二负极端子142之间不断路；当第二电池包接口140未安装电池包时，第一开关151导通使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，使得所述控制电路120的接地端可以连接到第一电池包接口130的第二负极端子132，从而避免了安装两个电池包正常给控制电路120供电时如用户拔下低位电池包或只安装高位电池包就进行开机操作这两种情形下，控制电路120的地端将处于浮空状态，导致电动工具100的控制电路120的状态判断错误，甚至导致电动工具100的控制电路120的损坏，例如电容、电感等元器件的损坏。
如图2和图3所示，在优选实施例一中，电动工具100的主体110上设置第一电池包接口130和第二电池包接口140各一个，其中第一电池包接口130的第一正极端子131连接至控制电路120，第一负极端子132串联至第二电池包接口140的第二正极端子141，第二负极端子142连接至控制电路120的接地端，第二电池包接口140并联电池包断路控制组件150，该电池包断路控制组件150包括第一开关151，并联在第二正极端子141和第二负极端子142之间。
具体地，上述第一开关151为机械式触发开关，通过机械触发使得开关闭合或断开。当第二电池包接口140未安装电池包时，第一开关151处于导通状态，使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，第一电池包接口130的第一负极端子132与第一开关151的正极相连，第一开关151的负极接入控制电路，使得控制电路120的接地端可连接至第一电池包接口130上电池包的负极，此时工作电路中只有第一电池包接口130接入控制电路120但避免了电动工具100的控制电路120因接地端浮空而损坏；当第二电池包接口140安装电池包时，电池包触发第一开关151使第一开关151由导通状态切换为断开状态，第一负极端子132与第二正极端子141相连，第二负极端子142接入控制电路120，由安装于第一电池包接口130和第二电池包接口140处的两个电池包，同时为工作电路供电，电动工具100正常工作。
如图4所示，在优选实施例二中，与优选实施例一不同之处在于，上述第一开关151为电子开关，上述电池包断路控制组件150还包括检测电路153，用以检测第二电池包接口140是否安装有电池包；控制单元152，用以根据检测电路153的检测结果控制第一开关151的通断。当第二电池包接口140未安装电池包时，控制单元152使第一开关151处于导通状态使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，第一电池包接口130的第一负极端子132与第一开关151的正极相连，第一开关151的负极接入控制电路120，使得控制电路120的接地端连接至第一电池包接口130上电池包的负极，此时工作电路中只有第一电池包接口130接入控制电路120，，但避免了电动工具100的控制电路120因接地端浮空而损坏；当第二电池包接口140安装电池包时，控制单元152使第一开关151由导通状态切换为断开状态，第一负极端子132与第二正极端子141相连，第二负极端子142接入控制电路120，由安装于第一电池包接口130和第二电池包接口140处的两个电池包，同时为工作电路供电，电动工具100正常工作。
可选地，上述电子开关为继电器或MOS晶体管。
可选地，检测电路153不是唯一的，只要可以满足检测到电池包是否安装在电池包接口中即可。
在一个实施例中，检测电路153包括位于第二电池包接口140处的压力传感器，当第二电池包接口140中装入电池包时，因为位置关系压力传感器受到机械式的挤压力，此时压力传感器检测到压力信号，传输给控制单元152。
具体地，当第二电池包接口140未装入电池包时，检测电路153中的压力传感器检测不到电池包的压力信号，控制单元152控制电子开关导通，使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，保证电源的有效接地，从而保证器件的安全；当第二电池包接口140安装电池包时，压力传感器检测到压力信号，控制单元152控制电子开关由导通状态切换成断开状态。
在一个实施例中，检测电路153包括位于第二电池包接口140处的非接触式检测单元，当非接触式检测单元未检测到第二电池包接口140处安装有电池包时，控制单元152控制第一开关151导通，当非接触式检测单元检测到所述第二电池包接口140处安装有电池包时，控制单元152控制第一开关151断开。
可选地，上述非接触式检测单元为光电传感器或磁感测开关。
具体地，当第二电池包接口140未装入电池包时，非接触式检测单元检测不到电池包，控制单元152控制电子开关导通，使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，保证电源的有效接地，从而保证器件的安全；当第二电池包接口140安装电池包时，非接触式检测单元检测到电池包，控制单元152控制电子开关由导通状态切换成断开状态。
在一个实施例中，检测电路153包括瞬间压降检测装置，该瞬间压降检测装置连接于第二电池包接口140的第二正极端子141和第二负极端子142的两端，检测第二电池包接口140两端的电压是否发生瞬间降低，当瞬间压降检测装置检测到瞬间压降信号时，控制单元控制152控制第一开关151导通。
具体地，当第二电池包接口140中已安装有的电池包被操作者拔出时，瞬间压降检测装置检测到瞬间压降信号，则认为上述第二电池包接口140处于断路状态，控制单元152控制电子开关导通，使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，上述第一电池包接口130的第一负极端子132连接至控制电路120，保证控制电路120电源的有效接地，从而保证器件的安全；当第二电池包接口140安装电池包时，瞬间压降检测装置检测不到瞬间压降信号，控制单元152控制电子开关由导通状态切换成断开状态。
为了避免上述瞬间压降检测装置检测发生错误，导致上述第二电池包接口140在安装有电池包时发生短路，进而导致该电池包损坏，因此，本实施方式检测电路153还可以包括大电流检测控制装置，与上述第二电池包接口140串联，当经过该电路的电流过大时，该大电流检测控制装置控制第一开关151断开。
更进一步地，上述控制单元152为单片机。
在一个实施例中，本发明的电动工具100中的主体110还包括外壳，其中第一电池包接口130和第二电池包接口140设置在外壳外部，电池包断路控制组件150位于外壳内部。电池包可拆卸地安装在电池包接口处。
另外，本发明的电动工具100中不限于一个第一电池包接口130，第一电池包接口130的数量可以根据操作者具体的工作要求而设置，电池包的总数量也随之相应地变化。当设置一个以上的第一电池包接口130时，多个第一电池包接口130串联成一路，然后再与第二电池包接口140进行串联，始终保持第二电池包接口140位于电压最低位，电池包断路控制组件150可以采用前述实施例一或实施例二的电池包断路控制组件150，与最低位的第二电池包接口140并联。例如，在主体110上设置两个第一电池包接口130，这时最低位的第二电池包接口140并联一个电池包断路控制组件150，当第二电池包接口140未安装电池包时，第一开关151处于导通状态，使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，第一电池包接口130的第一负极端子132与第一开关151的正极相连，第一开关151的负极接入控制电路120，使得控制电路120的接地端连接至第一电池包接口130上电池包的负极，此时工作电路中只有第一电池包接口130接入控制电路120，但避免了电动工具100的控制电路120因接地端浮空而损坏；当第二电池包接口140安装电池包时，电池包触发第一开关151使第一开关151由导通状态切换为断开状态，第一负极端子132与第二正极端子141相连，第二负极端子142接入控制电路120，由安装于第一电池包接口130和第二电池包接口140处的两个电池包，同时为工作电路供电，电动工具100正常工作。
如图5所示，在实际的工作过程中，电动工具100还包括马达160，控制电路120还包括控制开关121、控制板122。马达160从电源(安装的电池包)获得电能工作，为电动工具100提供动力；控制板122同样从电源(安装的电池包)获得电能工作，用来控制马达160的工作过程。上述马达160和控制板122组成了工作电路。上述控制开关121用来控制电源(安装的电池包)对整个工作电路的电能供给，断开时，电池包无法给工作电路供电，工作电路处于断路状态，电动工具100不工作；闭合时，工作电路处于通路状态，电动工具100获得电能开始工作。
控制开关121闭合，当第二电池包接口140安装电池包时，控制板122获得电能且正确接地，正常工作；当第二电池包接口140未安装电池包时，第一开关151导通，使得使第二正极端子141与第二负极端子142之间短路，使控制板122正确接地，保持正常工作，进而避免导致电动工具100的控制板122的状态判断错误，甚至导致电动工具100的控制板122的损坏。
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 (10)
1.一种电动工具，其特征在于，包括：
主体；
控制电路，用以控制整个工作电路的通断；
至少一个第一电池包接口，以及第二电池包接口，设置在所述主体上，其中第一电池包接口具有第一正极端子和第一负极端子，并通过其中一个第一电池包接口的第一正极端子连接至控制电路，第二电池包接口具有第二正极端子和第二负极端子；
至少一个的第一电池包接口彼此串联，并通过其中一个第一电池包接口的第一负极端子串联至第二电池包接口的第二正极端子，使得第一和第二电池包接口上均安装电池包时各电池包彼此串联且接入控制电路；
其中所述第二电池包接口配置有电池包断路控制组件，所述电池包断路控制组件，具有并联在第二正极端子和第二负极端子之间的第一开关；
其中所述第二电池包接口安装电池包时，所述第二正极端子与第二负极端子之间不断路；
所述第二电池包接口未安装电池包时，所述第一开关导通使第二正极端子与第二负极端子之间短路。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述第一开关为机械式触发开关，当所述第二电池包接口未安装电池包时，所述第一开关处于导通状态使第二正极端子与第二负极端子之间短路，当所述第二电池包接口安装电池包时，所述电池包触发所述第一开关使所述第一开关由导通状态切换为断开状态。
3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述第一开关为电子开关，所述电池包断路控制组件还包括：
检测电路，用以检测所述第二电池包接口是否安装有电池包；
控制单元，用以根据所述检测电路的检测结果控制所述第一开关的通断；
其中所述第二电池包接口未安装电池包时，所述控制单元使所述第一开关处于导通状态使第二正极端子与第二负极端子之间短路，当所述第二电池包接口安装电池包时，所述控制单元使所述第一开关处于断开状态。
4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述检测电路包括位于所述第二电池包接口处的压力传感器，用以检测电池包的压力信号，当所述压力传感器未检测到压力信号时，所述控制单元控制所述第一开关导通。
5.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述检测电路包括位于所述第二电池包接口处的非接触式检测单元，当所述非接触式检测单元未检测到所述第二电池包接口处安装有电池包时，所述控制单元控制所述第一开关导通，当所述非接触式检测单元检测到所述第二电池包接口处安装有电池包时，所述控制单元控制所述第一开关断开。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于，所述非接触式检测单元为光电传感器或者磁感测开关。
7.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述检测电路包括瞬间压降检测装置，当所述瞬间压降检测装置检测到瞬间压降信号时，所述控制单元控制所述第一开关导通。
8.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述控制单元为单片机。
9.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述电子开关为继电器或MOS晶体管。
10.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述主体包括外壳，所述第一电池包接口和第二电池包接口设置在外壳外部，所述电池包断路控制组件位于所述外壳内部。
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