CN203660940U - 电批电机控制电路及螺丝机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电批电机控制电路及螺丝机，该电批电机控制电路包括微控制器、转换单元、控制单元、抱死信号输入检测单元，微控制器的输入端经抱死信号输入检测单元与电批系统连接；微控制器的输出端经转换单元与控制单元连接，控制单元还与电批系统中的电批电机连接；抱死信号输入检测单元检测是否有抱死信号输入，并发送电平输入信号至微控制器；微控制器根据电平输入信号发送电平输出信号至转换单元；转换单元将电平输出信号转换为控制信号，控制单元根据控制信号控制电批系统中的电批电机转动或抱死。本实用新型由于能通过微控制器自动控制电批电机转动或抱死，极大地节约了人力成本，提高了打螺丝的效率和质量。

Description

电批电机控制电路及螺丝机

技术领域

本实用新型涉及电动工具领域，尤其涉及一种电批电机控制电路及螺丝机。

背景技术

目前，通过螺丝机中的电批来打螺丝时，一般采用人工来手动控制电批进行打螺丝，这样，导致生产效率十分低下，且人工手动控制电批来打螺丝的精度不能得到保证，容易在螺丝已经打紧后继续操作从而影响打螺丝的质量。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种简单可靠的电批电机控制电路及螺丝机。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种电批电机控制电路，包括微控制器、转换单元、控制单元、抱死信号输入检测单元，其中：

所述微控制器的输入端经所述抱死信号输入检测单元与电批系统连接；所述微控制器的输出端经所述转换单元与所述控制单元连接，所述控制单元还与所述电批系统中的电批电机连接；

所述抱死信号输入检测单元用于检测是否有抱死信号输入，并发送电平输入信号至所述微控制器；

所述微控制器用于接收所述电平输入信号，并根据所述电平输入信号发送一电平输出信号至所述转换单元；

所述转换单元用于将所述电平输出信号转换为控制信号，并将所述控制信号发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据所述控制信号来控制所述电批系统中的电批电机转动或抱死。

优选地，当所述抱死信号输入检测单元没有检测到抱死信号输入时，发送一第一电平输入信号至所述微控制器，所述微控制器根据所述第一电平输入信号发送一第一电平输出信号至所述转换单元；所述转换单元将所述第一电平输出信号转换为第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述第一控制信号来控制所述电批系统中的电批电机转动；

当所述抱死信号输入检测单元检测到有抱死信号输入时，发送一第二电平输入信号至所述微控制器，所述微控制器根据所述第二电平输入信号发送一第二电平输出信号至所述转换单元；所述转换单元将所述第二电平输出信号转换为第二控制信号，并将所述第二控制信号发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述第二控制信号来控制所述电批系统中的电批电机抱死。

优选地，所述转换单元包括第一直流电源、第二直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一光耦合器、肖特基二极管及场效应管，所述第一光耦合器包括第一发光二极管及第一光敏三极管，所述第一直流电源经所述第一电阻与所述微控制器的输出端连接，所述第二电阻的一端与所述微控制器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一发光二极管的阳极连接，所述第一发光二极管的阴极接地，所述第二直流电源经所述第三电阻与所述第一光敏三极管的集电极连接，所述第一光敏三极管的发射极接地，所述第二直流电源还与所述肖特基二极管的阴极连接，所述肖特基二极管的阳极与所述场效应管的漏极连接，所述场效应管的栅极与所述第一光敏三极管的集电极连接，所述场效应管的源极接地。

优选地，所述转换单元还包括电容，所述电容并联在所述第一光敏三极管的集电极与发射极之间。

优选地，所述控制单元包括继电器、第三直流电源及第四直流电源，所述继电器的线圈一端与所述第三直流电源连接，所述继电器的线圈另一端与所述场效应管的漏极连接，所述继电器的公共端与电批电机的电源输入端负极连接，所述继电器的常开端与所述第四直流电源连接，所述继电器的常闭端接地。

优选地，所述电批电机的电源输入端正极与第五直流电源连接。

优选地，所述抱死信号输入检测单元包括第六直流电源、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第二光耦合器，所述第二光耦合器包括第二发光二极管及第二光敏三极管，所述第六直流电源经所述第四电阻与所述微控制器的输入端连接，所述第二光敏三极管的集电极与所述微控制器的输入端连接，所述第二光敏三极管的发射极接地，所述第二发光二极管的阴极接地，所述第二发光二极管的阳极经所述第五电阻与所述电批系统连接，所述第六电阻的一端与所述电批系统连接，所述第六电阻的另一端接地。

优选地，所述抱死信号输入检测单元还包括第三发光二极管，所述第二发光二极管的阳极经所述第三发光二极管与所述第五电阻连接，所述第二发光二极管的阳极与所述第三发光二极管的阴极连接，所述第三发光二极管的阳极与所述第五电阻连接。

本实用新型还提出一种螺丝机，包括上料器、XYZ三轴控制系统及电批系统，该螺丝机还包括如上所述的电批电机控制电路。

优选地，所述电批系统还包括抱死检测单元，所述抱死检测单元用于当检测到所述电批系统中的电批电机的电流超过预设阈值时，发出抱死信号。

本实用新型提出的一种电批电机控制电路及螺丝机，通过抱死信号输入检测单元来检测电批系统是否发送有抱死信号，由微控制器根据该抱死信号来控制电批系统中的电批电机抱死，从而保证了打螺丝的质量，且由于能通过微控制器来自动控制电批电机的转动和抱死，极大地节约了人力成本，提高了打螺丝的效率和质量。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例电批电机控制电路的结构框图；

图2是本实用新型较佳实施例电批电机控制电路的电路图。

为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，图1是本实用新型较佳实施例电批电机控制电路的结构框图。

本实用新型较佳实施例提出一种电批电机控制电路，包括微控制器1（Microcontroller Unit，简称MCU）、转换单元2、控制单元3以及抱死信号输入检测单元4。

其中，所述微控制器1的输入端P1经所述抱死信号输入检测单元4与电批系统5连接；所述微控制器1的输出端P2经所述转换单元2与所述控制单元3连接，所述控制单元3还与所述电批系统5中的电批电机M连接；

所述抱死信号输入检测单元4用于检测所述电批系统5是否发送有抱死信号，并发送电平输入信号至所述微控制器1；所述微控制器1用于接收所述电平输入信号，并根据所述电平输入信号发送一电平输出信号至所述转换单元2；所述转换单元2用于将所述电平输出信号转换为控制信号，并将所述控制信号发送至所述控制单元3；所述控制单元3用于根据所述控制信号来控制所述电批系统5中的电批电机M转动或抱死。

具体地，当所述抱死信号输入检测单元4没有检测到抱死信号输入时，发送一第一电平输入信号至所述微控制器1，所述微控制器1根据所述第一电平输入信号发送一第一电平输出信号至所述转换单元2；所述转换单元2将所述第一电平输出信号转换为第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述控制单元3；所述控制单元3根据所述第一控制信号来控制所述电批系统5中的电批电机M转动；

当所述抱死信号输入检测单元4检测到有抱死信号输入时，发送一第二电平输入信号至所述微控制器1，所述微控制器1根据所述第二电平输入信号发送一第二电平输出信号至所述转换单元2；所述转换单元2将所述第二电平输出信号转换为第二控制信号，并将所述第二控制信号发送至所述控制单元3；所述控制单元3根据所述第二控制信号来控制所述电批系统5中的电批电机M抱死。

本实施例由于能通过微控制器1来自动控制电批电机M的转动和抱死，极大地节约了人力成本，提高了打螺丝的效率和质量。

具体地，参照图2，图2是本实用新型较佳实施例电批电机控制电路的电路图。

上述转换单元2包括第一直流电源U1、第二直流电源U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一光耦合器21、肖特基二极管D0及场效应管22，所述第一光耦合器21包括第一发光二极管D1及第一光敏三极管Q1，所述第一直流电源U1经所述第一电阻R1与所述微控制器1的输出端P2连接，所述第二电阻R2的一端与所述微控制器1的输出端P2连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第一发光二极管D1的阳极连接，所述第一发光二极管D1的阴极接地，所述第二直流电源U2经所述第三电阻R3与所述第一光敏三极管Q1的集电极连接，所述第一光敏三极管Q1的发射极接地，所述第二直流电源U2还与所述肖特基二极管D0的阴极连接，所述肖特基二极管D0的阳极与所述场效应管22的漏极D连接，所述场效应管22的栅极G与所述第一光敏三极管Q1的集电极连接，所述场效应管22的源极S接地。

所述转换单元2还包括电容C0，所述电容C0并联在所述第一光敏三极管Q1的集电极与发射极之间，本实施例中，电容C0优选为陶瓷电容，场效应管22优选为N沟道场效应管。

进一步地，上述控制单元3包括继电器31、第三直流电源U3及第四直流电源U4，所述继电器31的线圈一端b与所述第三直流电源U3连接，所述继电器31的线圈另一端a与所述场效应管22的漏极D连接，所述继电器31的公共端c与电批电机M的电源输入端负极M-连接，电批电机M的电源输入端正极M+与第五直流电源U5连接，所述继电器31的常开端e与所述第四直流电源U4连接，所述继电器31的常闭端d接地。

上述抱死信号输入检测单元4包括第六直流电源U6、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第二光耦合器41，所述第二光耦合器41包括第二发光二极管D2及第二光敏三极管Q2，所述第六直流电源U6经所述第四电阻R4与所述微控制器1的输入端P1连接，所述第二光敏三极管Q2的集电极与所述微控制器1的输入端P1连接，所述第二光敏三极管Q2的发射极接地，所述第二发光二极管D2的阴极接地，所述第二发光二极管D2的阳极经所述第五电阻R5与所述电批系统5连接，所述第六电阻R6的一端与所述电批系统5连接，所述第六电阻R6的另一端接地。

进一步地，上述抱死信号输入检测单元4还包括第三发光二极管D3，所述第二发光二极管D2的阳极经所述第三发光二极管D3与所述第五电阻R5连接，所述第二发光二极管D2的阳极与所述第三发光二极管D3的阴极连接，所述第三发光二极管D3的阳极与所述第五电阻R5连接。

本实用新型较佳实施例电批电机控制电路的工作原理具体描述如下：

本实施例中，U1、U6优选为+5V直流电源，U2、U3优选为+12V直流电源，U4、U5优选为+36V直流电源，且为了便于说明，在MCU的输出端P2设定一C点，在场效应管22的栅极设定一D点，在场效应管22的漏极设定一E点，在MCU的输入端P1设定一B点，在电批系统5与第五电阻R5之间设定一A点。

在利用螺丝机打螺丝的过程中，首先由螺丝机中的XYZ三轴控制系统将电批系统中的电批移动到需打螺丝的位置，并控制电批下压。MCU通过输出端P2输出高电平信号，则C点为高电平状态，第一发光二极管D1导通发光，第一光敏三极管Q1也相应的导通，则U2经第三电阻R3、第一光敏三极管Q1接地导通，D点为低电平状态，也即场效应管22栅极为低电平，则场效应管22截止，E点为+12V高电平状态，即继电器31的线圈a端为+12V高电平状态，而由于继电器31的线圈另一端b端也为+12V高电平状态，则继电器31的公共端c维持与常闭端d相连，此时电批电机M的电源输入端负极Ｍ-接地，电批电机M的电源输入端正极M+接+36V直流电源，则+36V直流电源为电批电机M供电，电批电机M正常转动进行打螺丝操作。此时由于抱死信号输入检测单元4没有收到电批系统5发送的抱死信号，则A点为低电平状态，第二发光二极管D2截止熄灭，第二光敏三极管Q2也相应的截止，则B点为+5V高电平状态，则MCU的输入端P1接收到高电平信号。

当电批系统5检测到螺丝打紧时，向抱死信号输入检测单元4发送抱死信号，该抱死信号为+36V的高电平信号，则A点变为高电平状态，抱死信号经第五电阻R5、第六电阻R6分压之后进入第二光耦合器41，则第二发光二极管D2导通发光，第二光敏三极管Q2也相应的导通，则U6经第四电阻R4、第二光敏三极管Q2接地导通，B点变为低电平状态，则MCU的输入端P1接收到低电平信号，MCU根据输入端P1接收到的低电平信号获知螺丝已打紧，需控制电批电机M抱死，则MCU通过输出端P2输出低电平信号，则C点变为低电平状态，第一发光二极管D1截止熄灭，第一光敏三极管Q1也相应的截止，则U2无法经过第三电阻R3、第一光敏三极管Q1接地导通，D点变为+12V高电平状态，也即场效应管22栅极为高电平，则场效应管22饱和导通，E点变为低电平状态，即继电器31的线圈a端为低电平状态，而由于继电器31的线圈另一端b端为+12V高电平状态，则继电器31的线圈得电吸合，继电器31的公共端c与常开端e相连，此时电批电机M的电源输入端负极Ｍ-接+36V直流电源，电批电机M的电源输入端正极M+也接+36V直流电源，则电批电机M的电源输入端负极Ｍ-与正极M+短接，电批电机M抱死。

则由上述分析可知，在正常状态下，抱死信号输入检测单元4没有收到电批系统5发送的抱死信号，则MCU的输入端P1接收到高电平信号，MCU根据输入端P1接收到的高电平信号获知需进行打螺丝操作，则MCU通过输出端P2输出高电平信号，控制电批电机M正常转动进行打螺丝操作。当螺丝打紧时，电批系统5向抱死信号输入检测单元4发送抱死信号，则抱死信号输入检测单元4根据该抱死信号发送低电平信号至MCU的输入端P1，MCU根据输入端P1接收到的低电平信号分析获知螺丝已打紧，需控制电批电机M抱死，则MCU通过输出端P2输出低电平信号，控制电批电机M抱死。

本实施例中，抱死信号输入检测单元4将电批系统5发送的+36V高电平的抱死信号与MCU进行隔离，有效地保护了MCU，避免其受到过高电压的损坏。

进一步地，陶瓷电容C0能吸收D点的干扰脉冲，防止干扰脉冲影响场效应管22的工作状态，使电路更加稳定可靠，肖特基二极管D0能起到吸收继电器31的线圈反向冲击电流的作用，使电路更加安全。抱死信号输入检测单元4还包括第三发光二极管D3，能在抱死信号输入检测单元4接收到电批系统5发送的抱死信号后，第三发光二极管D3导通发光，以提示螺丝已打好，便于使用者观察，更加方便。

本实用新型还提出一种螺丝机，包括上料器、XYZ三轴控制系统及电批系统，该螺丝机还包括上述电批电机控制电路，其工作原理如上所述，在此不再赘述。由于采用了上述电批电机控制电路，在螺丝机中的XYZ三轴控制系统将电批系统中的电批移动到需打螺丝的位置后，可通过MCU自动控制电批电机转动来进行打螺丝操作，且所述电批系统还包括抱死检测单元，所述抱死检测单元在检测到所述电批系统中的电批电机的电流超过预设阈值时，发出抱死信号。MCU根据该抱死信号控制电批电机快速锁死，实现抱死，XYZ三轴控制系统再将电批系统中的电批移动到下一需打螺丝的位置，重复上述操作，即可持续的进行打螺丝操作，由于能通过微控制器来自动控制电批电机的转动和抱死，极大地节约了人力成本，可持续工作，提高了打螺丝的效率和质量。

上述电批电机控制电路及螺丝机，通过抱死信号输入检测单元来检测电批系统是否发送有抱死信号，由微控制器根据该抱死信号来控制电批系统中的电批电机抱死，从而保证了打螺丝的质量，且由于能通过微控制器来自动控制电批电机的转动和抱死，极大地节约了人力成本，提高了打螺丝的效率和质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电批电机控制电路，其特征在于，包括微控制器、转换单元、控制单元、抱死信号输入检测单元，其中：

所述微控制器的输入端经所述抱死信号输入检测单元与电批系统连接；所述微控制器的输出端经所述转换单元与所述控制单元连接，所述控制单元还与所述电批系统中的电批电机连接；

所述抱死信号输入检测单元用于检测是否有抱死信号输入，并发送电平输入信号至所述微控制器；

所述微控制器用于接收所述电平输入信号，并根据所述电平输入信号发送一电平输出信号至所述转换单元；

所述转换单元用于将所述电平输出信号转换为控制信号，并将所述控制信号发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据所述控制信号来控制所述电批系统中的电批电机转动或抱死。

2.根据权利要求1所述的电批电机控制电路，其特征在于，当所述抱死信号输入检测单元没有检测到抱死信号输入时，发送一第一电平输入信号至所述微控制器，所述微控制器根据所述第一电平输入信号发送一第一电平输出信号至所述转换单元；所述转换单元将所述第一电平输出信号转换为第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述第一控制信号来控制所述电批系统中的电批电机转动；

当所述抱死信号输入检测单元检测到有抱死信号输入时，发送一第二电平输入信号至所述微控制器，所述微控制器根据所述第二电平输入信号发送一第二电平输出信号至所述转换单元；所述转换单元将所述第二电平输出信号转换为第二控制信号，并将所述第二控制信号发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述第二控制信号来控制所述电批系统中的电批电机抱死。

3.根据权利要求2所述的电批电机控制电路，其特征在于，所述转换单元包括第一直流电源、第二直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一光耦合器、肖特基二极管及场效应管，所述第一光耦合器包括第一发光二极管及第一光敏三极管，所述第一直流电源经所述第一电阻与所述微控制器的输出端连接，所述第二电阻的一端与所述微控制器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一发光二极管的阳极连接，所述第一发光二极管的阴极接地，所述第二直流电源经所述第三电阻与所述第一光敏三极管的集电极连接，所述第一光敏三极管的发射极接地，所述第二直流电源还与所述肖特基二极管的阴极连接，所述肖特基二极管的阳极与所述场效应管的漏极连接，所述场效应管的栅极与所述第一光敏三极管的集电极连接，所述场效应管的源极接地。

4.根据权利要求3所述的电批电机控制电路，其特征在于，所述转换单元还包括电容，所述电容并联在所述第一光敏三极管的集电极与发射极之间。

5.根据权利要求3或4所述的电批电机控制电路，其特征在于，所述控制单元包括继电器、第三直流电源及第四直流电源，所述继电器的线圈一端与所述第三直流电源连接，所述继电器的线圈另一端与所述场效应管的漏极连接，所述继电器的公共端与电批电机的电源输入端负极连接，所述继电器的常开端与所述第四直流电源连接，所述继电器的常闭端接地。

6.根据权利要求5所述的电批电机控制电路，其特征在于，所述电批电机的电源输入端正极与第五直流电源连接。

7.根据权利要求3所述的电批电机控制电路，其特征在于，所述抱死信号输入检测单元包括第六直流电源、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第二光耦合器，所述第二光耦合器包括第二发光二极管及第二光敏三极管，所述第六直流电源经所述第四电阻与所述微控制器的输入端连接，所述第二光敏三极管的集电极与所述微控制器的输入端连接，所述第二光敏三极管的发射极接地，所述第二发光二极管的阴极接地，所述第二发光二极管的阳极经所述第五电阻与所述电批系统连接，所述第六电阻的一端与所述电批系统连接，所述第六电阻的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的电批电机控制电路，其特征在于，所述抱死信号输入检测单元还包括第三发光二极管，所述第二发光二极管的阳极经所述第三发光二极管与所述第五电阻连接，所述第二发光二极管的阳极与所述第三发光二极管的阴极连接，所述第三发光二极管的阳极与所述第五电阻连接。

9.一种螺丝机，包括上料器、XYZ三轴控制系统及电批系统，其特征在于，还包括权利要求1-8中任一项所述的电批电机控制电路。

10.根据权利要求9所述的螺丝机，其特征在于，所述电批系统还包括抱死检测单元，所述抱死检测单元用于当检测到所述电批系统中的电批电机的电流超过预设阈值时，发出抱死信号。

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