CN111564933A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具，包括一壳体、一马达、多个霍尔传感器、一第一电路板及一第二电路板。该多个霍尔传感器感测马达之转子位置并产生对应的位置信息；第一电路板设有多个换相开关组件与一第一控制器；第二电路板设有一第二控制器，第二控制器可根据操作接口的操作信息传送对应的驱动信息予该第一控制器，该第一控制器可依据该驱动信息及该位置信息控制该多个换相开关组件进行换相，使该马达之转子转动。通过本发明将换相程序与用户操作程序分别由两不同控制器处理的设计，可有效简化各控制器之程序代码，并且利于控制器之维护。

Description

电动工具

技术领域

本发明系与电动工具有关；特别是指一种利于编写与维护程序代码之电动工具之设计。

背景技术

如图1及图2所示，习用的电动工具1，包含壳体10、马达12、霍尔传感器14、控制器16及换相开关组件18，其中，该壳体10包含传动部101与手持部102，传动部101中设置有马达12及驱动机构(未图示)，马达12为三相直流无刷马达，手持部102中设置有一操作界面20，操作界面20供使用者操作，以产生一操作信息。

其中，该霍尔传感器14与该控制器16电性连接，该换相开关组件18分别与该马达12及该控制器16电性连接，该霍尔传感器14用以感测马达12之转子的位置并产生反馈信息，该反馈信息传送至该控制器16，该控制器16判断该反馈信息并传送控制信息至该换相开关组件18以控制马达12的换相，使马达12之转子转动。

当使用者操作该操作界面20时会产生一操作信息，该操作信息如速度信息、转向信息、刹车信息等，该控制器16接收该操作信息后以控制信息传送至该换相开关18，进而控制马达12。由上述可知，习用之电动工具1之马达换相程序及用户操作程序皆由该控制器16所运算，进而使得该控制器16之程序代码编写复杂，且不利于维护。

发明内容

有鉴于此，本发明之目的在于提供一种电动工具，可简化控制器之程序代码，以利于编写及维护。

缘以达成上述目的，本发明提供的一种电动工具包括一壳体、一马达、多个霍尔传感器、一第一电路板及一第二电路板。

其中，该壳体包括一传动部、一手持部与一底部，该手持部位于该传动部与该底部之间；该马达设置于该传动部中；该多个霍尔传感器设置于该传动部中，该多个霍尔传感器感测该马达之转子的位置并产生对应的一位置信息；该第一电路板设置于该手持部中，设置有多个换相开关组件与一第一控制器，其中该第一控制器电性连接该多个换相开关组件及该多个霍尔传感器，该多个换相开关组件电性连接该马达；该第一控制器接收一驱动信息，并依据该驱动信息及该位置信息控制该多个换相开关组件进行换相，使该马达之转子转动；该第二电路板设置于该壳体的底部中，且该第二电路板通过一传输线组电性连接该第一电路板，该第二电路板上设置有一第二控制器，该第二控制器经由该传输线组传送该驱动信息予该第一控制器。

本发明之效果在于该电动工具藉由该第二电路板传送该驱动信息给该第一电路板，再由该第一电路板控制马达转子进行换相，可有效简化习用控制器之程序代码且利于维护。

附图说明

图1为习用之电动工具的示意图。

图2为习用的电动工具之系统方块图。

图3A为本发明一优选实施例之电动工具示意图。

图3B为上述优选实施例之电动工具示意图。

图4为上述优选实施例电动工具之系统方块图。

图5为上述优选实施例电动工具之第一电路板与第二电路板之夹角示意图。

图6为上述优选实施例三个霍尔传感器之输出及转速信息之波形图。

图7为上述优选实施例电动工具之温度传感器的示意图。

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，兹举优选实施例并配合附图详细说明如后。请参图3至图6所示，为本发明一优选实施例之电动工具2，包含一壳体30、一马达34、多个霍尔传感器38、一第一电路板36及一第二电路板40，其中：

该壳体30包括一传动部302、一手持部304与一底部306，其中该手持部304位于该传动部302与该底部306之间；该传动部302供设置马达34及驱动机构(未图示)，该马达34的转轴用以带动驱动机构；该手持部304系供人员握持，且该手持部304设置有一操作界面32，用以供人员操作以产生一操作信息，该底部306设置有一电池(未图示)，用以提供该电动工具2运作之电力，于本实施例中，该操作信息包括启动命令、转向命令、刹车命令及速度命令。实务上，操作信息至少包括启动命令。

该马达34于本实施例中为三相直流无刷马达34，包含定子34a及转子34b，该马达34之转轴连接于转子34b，且，转轴自马达34的前侧突伸而出并连接于驱动机构。

多个霍尔传感器38设置于该传动部302中，于本实施例中，该多个霍尔传感器38为三个且分别用以感测马达34之转子34b的位置，每一该霍尔传感器38的输出是在一第一电压准位V1与一第二电压准位V2之间变换，该多个霍尔传感器38在转子每转120度时，分别依序输出脉波，而形成脉波形式的一位置信息，本实施例中第一电压准位V1以低电压准位为例，第二电压准位V2以高电压准位为例。

第一电路板36设置于该手持部304中，该第一电路板36上设置有多个换相开关组件362与一第一控制器364，其中该多个换相开关组件362于本实施例中为六个MOSFET且电性连接马达34的定子34a，该第一控制器364电性连接该多个换相开关组件362及该多个霍尔传感器38。

第二电路板40设置于该壳体30的底部306中，且该第二电路板40通过一传输线组42电性连接第一电路板36，该第二电路板40电性连接一电池，以接收来自电池的电力，该传输线组42包含一电源线与一接地线，以将电力由第二电路板40传送到第一电路板36。

该第二电路板40电性连接操作界面32，且该第二电路板40上设置有一第二控制器402，该第二控制器402接收来自操作界面32的操作信息后，将该操作信息转换为一驱动信息，再由该传输线组42传送该驱动信息给第一控制器364。

藉此，该第一控制器364接收该驱动信息，并依据该驱动信息及该位置信息控制该多个换相开关组件362进行换相，使该马达34之转子34b转动，由于换相控制系由第一电路板36上的第一控制器364进行，第二电路板40上的第二控制器402无需分别控制该多个换相开关组件362进行换相切换，因此，相较于习用的电动工具，本发明的电动工具2可有效减少传输线组42的信息线数量。另外，本发明的电动工具2将马达换相程序交由第一控制器364处理，将用户操作程序交由第二控制器402处理，如此一来，比起将所有程序交由同一控制器处理而言，可以有效减少、简化第一控制器364与第二控制器402上所载之程序代码的行数与复杂度，而可利于程序代码的维护。

如图5所示，该手持部304为使操作人员于握持时有更佳的掌握度，故设计该手持部304相对于该传动部302倾斜一角度，而为了有效利用该壳体30内之空间，本实施例中该第一电路板36之板面延伸线与该传动部302之水平轴线之夹角θ为八十五度至八十度之间，使该第一电路板36以顺应该手持部304之倾斜角度设置，以利于壳体30内之配线。

为了便于第二控制器402可以取得马达34之转子34b的转速，本实施例中传输线组42包含一转速信息线，第一控制器364将三个霍尔传感器38所感测的位置信息转换为一转速信息，该转速信息系通过转速信息线传送至该第二控制器402，第二控制器402再依据转速信息判断马达34的转速。请配合图6，本实施例中，第一控制器364将位置信息转换为转速信息的方法为，第一控制器364在每一个霍尔传感器38的输出由该第一电压准位V1转变为该第二电压准位V2时，将该转速信息由一第三电压准位V3改变为一第四电压准位V4，并且该第一控制器364在每一该霍尔传感器38的输出由该第二电压准位V2转变为该第一电压准位V1时，将该转速信息由该第四电压准位V4改变为该第三电压准位V3。本实施例中第三电压准位V3以低电压准位为例，第四电压准位V4以高电压准位为例。换言之，转子34b每转动120度，转速信息即会具有一个周期的脉波变化，转子34b每转动一圈，转速信息具有三个周期的脉波，第二控制器402由转速信息的脉波周期即可计算转子34b的转速，藉此，将三个霍尔传感器38的输出整合为一，可以有效减少传输线组42之信息线的数量。实务上，亦可由第一控制器364将该位置信息中的其中一个霍尔传感器38的输出作为转速信息，第二控制器402藉由一个霍尔传感器38输出的脉波周期计算转子34b的转速。

此外，该电动工具2还包含一温度传感器44，如图7所示，该温度传感器44设置于该传动部302，用以检测该马达34之温度，其中该温度传感器44电性连接于该第一控制器364，该传输线组42包含一温度信息线，该温度传感器44侦测该马达34之温度后，该第一控制器364产生一温度信息，该温度信息通过该温度信息线传送至该第二控制器402，当马达34温度高于一预定温度时，该第二控制器402发出一驱动信息以降低马达34转速或是停止马达34运转，防止马达34因长时间运转温度过高而毁损，达到保护的功能，或者驱动电动工具内部的散热风扇加速运转，以将电动工具内部的废热排出。其中，前述预定温度可根据所应用之马达的不同适应性地调整，而不以一特定数值为限。其中该温度传感器44包含一负温度系数电阻(ntc-resistor)，但不以此为限。

本实施例中，第二控制器402依据该操作信息的启动命令产生的驱动信息包含一速度命令、一刹车命令及一转向命令，第一控制器364接收到驱动信息后，依据速度命令控制换相开关组件362进行换相的切换速度，以达到控制转子34b的转动速度，或是依据刹车命令控制换相开关组件362，使转子34b停止转动，亦或是依据转向命令控制换相开关组件362，使转子34b依操作界面32上所设定的转向转动。速度命令于本实施例中系以PWM的方式传送。此外，该传输线组42包括一速度信息线、一刹车信息线及一转向信息线，该速度命令系通过速度信息线传送，刹车命令系通过刹车信息线传送，而转向命令系通过转向信息线传送。

据上所述，本发明的电动工具2将马达换相程序交由第一控制器364处理，将用户操作程序交由第二控制器402处理，如此一来，比起将所有程序交由同一控制器处理而言，可以有效减少、简化第一控制器364与第二控制器402上所载之程序代码的行数与复杂度，而可利于程序代码的维护，另外，对于后续的维护与故障排除作业也有相当的帮助，举例而言，当马达换相程序或用户操作程序发生异常时，便可知悉是哪一块电路板发生问题，便可优先检修或更换该电路板。

以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为之等效变化，理应包含在本发明之专利范围内。

附图标记说明

[习用]

1 电动工具

10 壳体 101 传动部 102 手持部

12 马达 14 霍尔传感器 16 控制器

18 换相开关组件 20 操作界面

[本发明]

2 电动工具

30 壳体 302 传动部 304 手持部

306 底部 32 操作界面 34 马达

34a 定子 34b 转子

36 第一电路板 362 换相开关组件 364 第一控制器

38 霍尔传感器 40 第二电路板 402 第二控制器

42 传输线组 44 温度传感器

V1 第一电压准位 V2 第二电压准位

V3 第三电压准位 V4 第四电压准位

θ 夹角

Claims (10)

1.一种电动工具，包含：

一壳体，包括一传动部、一手持部与一底部，其中所述手持部位于所述传动部与所述底部之间；

一马达，设置于所述传动部中；

多个霍尔传感器，设置于所述传动部中，所述多个霍尔传感器感测所述马达之转子的位置并产生对应的一位置信息；

一第一电路板，设置于所述手持部中，所述第一电路板上设置有多个换相开关组件与一第一控制器，其中所述第一控制器电性连接所述多个换相开关组件及所述多个霍尔传感器，所述多个换相开关组件电性连接所述马达；所述第一控制器接收一驱动信息，并依据所述驱动信息及所述位置信息控制所述多个换相开关组件进行换相，使所述马达之转子转动；

一第二电路板，位于所述壳体的底部中，且所述第二电路板通过一传输线组电性连接所述第一电路板；所述第二电路板上设置有一第二控制器，所述第二控制器经由所述传输线组传送所述驱动信息予所述第一控制器。

2.如权利要求1所述的电动工具，其中所述第一电路板之板面延伸线与所述传动部之水平轴线之夹角为八十五度至八十度之间。

3.如权利要求1所述的电动工具，其中所述第一控制器将所述多个位置信息转换为一转速信息，所述转速信息系通过所述传输线组传送至所述第二控制器，所述第二控制器依据所述转速信息判断所述马达的转速。

4.如权利要求3所述的电动工具，其中每一所述霍尔传感器的输出系在一第一电压准位与一第二电压准位之间变换；所述第一控制器在每一所述霍尔传感器的输出由所述第一电压准位转变为所述第二电压准位时，将所述转速信息由一第三电压准位改变为一第四电压准位；所述第一控制器在每一所述霍尔传感器的输出由所述第二电压准位转变为所述第一电压准位时，将所述转速信息由所述第四电压准位改变为所述第三电压准位。

5.如权利要求1所述的电动工具，还包含一温度传感器，所述温度传感器设置于所述传动部，用以侦测所述马达之温度。

6.如权利要求5所述的电动工具，其中所述温度传感器电性连接所述第一控制器，所述温度传感器侦测所述马达之温度后产生一温度信息，所述温度信息通过所述传输线组传送至所述第二控制器。

7.如权利要求5所述的电动工具，其中所述温度传感器包含一负温度系数电阻。

8.如权利要求1所述的电动工具，其中所述驱动信息包含一速度命令。

9.如权利要求8所述的电动工具，其中所述速度命令系以PWM的方式传送。

10.如权利要求1所述的电动工具，其中所述驱动信息包含一转向命令及一刹车命令。

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