CN209364500U - 一种电动起子 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动工具领域，特别是涉及一种电动起子。其中，电动起子包括：电机；驱动头；超声波测距模块；电流采样模块；霍尔采样模块。控制器，所述控制器分别与所述超声波测距模块、所述电流采样模块和霍尔采样模块连接，用于根据所述驱动头的当前位置、所述电流信号及所述转速信号产生调控信号；驱动模块，所述驱动模块与所述控制器连接，用于根据所述调控信号产生驱动信号驱动所述电机。通过超声波测距，配合电流、转速相关参数经过计算及逻辑控制，达到合适扭力的自动化调节，减少了人为的干预，避免损坏材料。

Description

一种电动起子

技术领域

本实用新型涉及电动工具领域，特别是涉及一种电动起子。

背景技术

随着社会的发展，自动化效率要求越来越高，电动工具的应用也越来越广泛，随着锂电技术的越来越成熟，电动工具已向无绳化发展随着,随之对装配工具的要求也不断提高。在电动工具领域，电动起子已是重要的角色，大量运用于装配工艺中。现有的电动起子通过有刷电机或无刷电机驱动。

但是发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在以下技术问题：在不同材料上打螺丝，使用扭力会不一样，需要根据经验来调节，过小则很难把螺丝打到位，过大则很容易把螺丝打坏或损坏材料。

实用新型内容

本实用新型实施例一个目的旨在提供一种电动起子，以解决传统电动起子容易把螺丝打坏或损坏材料的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电动起子，其包括：电机；驱动头，所述驱动头与所述电机连接，所述电机用于驱动所述驱动头转动；超声波测距模块，其安装于所述驱动头的前端，用于感测所述驱动头的当前位置；电流采样模块，用于感测所述电机的电流信号；霍尔采样模块，用于感测所述电机的转速信号。控制器，所述控制器分别与所述超声波测距模块、所述电流采样模块和霍尔采样模块连接，用于根据所述驱动头的当前位置、所述电流信号及所述转速信号产生调控信号；驱动模块，所述驱动模块与所述控制器连接，用于根据所述调控信号产生驱动信号驱动所述电机。

可选地，所述驱动模块包括转换单元和驱动单元；所述转换单元与控制器连接，所述驱动单元分别与所述转换单元和所述电机连接；所述转换单元用于将所述调控信号转换为模拟调控信号；所述驱动单元用于根据所述模拟调控信号输出驱动信号，进而驱动所述电机。

可选地，所述霍尔采样模块包括霍尔传感元件，所述霍尔传感元件用于检测马达的磁感应极性变化，以计算出所述电机的运转速度并输出转速信号。

可选地，所述电动起子还包括计数模块，所述计数模块与所述控制器电连接，用于根据所述控制器所接收的所述电流信号和所述转速信号计算电动起子从开始至跳脱停止的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数。

可选地，所述电动起子还包括存储模块，所述存储模块与所述控制器电连接，用于预存储的所述电机的所述正转次数、所述反转次数或所述锁固螺丝的次数，所述控制器通过对所述计数模块计算得到的所述正转次数与所述存储模块内预存储的所述正转次数作对比；或通过所述计数模块计算得到的所述反转次数与所述存储模块内预存储的所述反转次数作对比；或通过所述计数模块计算得到的所述锁固螺丝的次数对所述存储模块内预存储的所述锁固螺丝的次数做对比；判断锁固是否正确，进而输出警示信号。

可选地，所述电动起子还包括显示模块，所述显示模块与所述控制器电连接，所述显示模块用于接受所述警示信号并根据所述警示信号显示警示标记。

可选地，所述电动起子还包括发光装置，所述发光装置包括发光元件和与所述发光元件电连接的发光按钮，所述发光元件设置于所述驱动头的前端。

可选地，所述发光元件为发光二极管。

可选地，所述电机为无刷电机或有刷电机。

可选地，所述控制器为PLC控制器或单片机。

本实用新型实施例中的电动起子，包括：电机；驱动头，所述驱动头与所述电机连接，所述电机用于驱动所述驱动头转动；超声波测距模块，其安装于所述驱动头的前端，用于感测所述驱动头的当前位置；电流采样模块，用于感测所述电机的电流信号；霍尔采样模块，用于感测所述电机的转速信号。控制器，所述控制器分别与所述超声波测距模块、所述电流采样模块和霍尔采样模块连接，用于根据所述驱动头的当前位置、所述电流信号及所述转速信号产生调控信号；驱动模块，所述驱动模块与所述控制器连接，用于根据所述调控信号产生驱动信号驱动所述电机。通过超声波测距，配合电流、转速相关参数经过计算及逻辑控制，达到合适扭力的自动化调节，减少了人为的干预，避免损坏材料。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型一实施例提供的一种电动起子的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的一种电动起子的结构示意图；

图3是本实用新型又一实施例提供的一种电动起子的结构示意图；

图4是本实用新型再一实施例提供的一种电动起子的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1和图2，上述电动起子包括电机11、驱动头12、超声波测距模块13、电流采样模块15、霍尔采样模块16、控制器14和驱动模块17。控制器14分别与超声波测距模块13、电流采样模块15和霍尔采样模块16连接，用于根据采集到的驱动头12的当前位置、电机11的电流信号及电机11的转速信号产生调控信号，驱动模块17与控制器14相连，驱动模块根据调控信号输出驱动信号，驱动驱动头12的工作。

上述电机11包括有刷电机和无刷电机，因为此方案同时适合有刷与无刷电机，具有相同的工作原理。

超声波测距模块13用于感测驱动头12的当前位置，其中，超声波测距模块13包括超声波发射器、超声波接受器和测距按钮，测距按钮分别与超声波发射器和超声波接受器电连接，超声波发射器和超声波接受器分别设置于驱动头12的相对两侧，超声波发射器用于向某一方向发射超声波，在发射时同时记录发射时刻，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物产生反射波，超声波接收器收到反射波时记录停止时刻，控制器14可根据停止时刻和发射时刻精确计算出驱动头12距离障碍物的距离。例如，操作前，先校准驱动头12距离，使驱动头12垂直接触障碍物，按下测距按钮，超声波发射器朝向障碍物发射超声波，控制器14记录下发射时刻为T1，超声波碰到障碍物后产生反射波，超声波接收器收到反射波，控制器14记录下停止时刻为T2,控制器14经过换算测出驱动头12距离障碍物的距离为D1；然后进行打螺钉操作，在驱动头12上安装螺钉完毕后，再次按下测距按钮，控制器14记录下发射时刻为T3，超声波碰到障碍物后产生反射波，超声波接收器收到反射波，控制器14记录下停止时刻为T4,控制器14经过换算测出驱动头12距离障碍物的距离为D2；当距离D2大于距离D1时，电机11继续工作，当距离D2小于或等于距离D1时，电机11停止工作，避免了螺钉滑牙及损坏材料。

电流采样模块15用于感测所述电机11的电流信号。电流采样模块与与电机11连接，获取到的电机11的电流信号，并将采集到的电流信号发送至控制器14。例如，电流采样模块可分别采集电机11启动后、电机11打螺丝时和当螺丝达到最底端时电机11对应的电流信号。

霍尔采样模块16用于感测所述电机11的转速信号，其中，霍尔采样模块16包括霍尔传感元件，通过该霍尔传感元件检测电机11的磁感应极性化，以计算出电机11的运转圈数。例如，霍尔采用模块可分别采集电机11启动后、电机11打螺丝时和当螺丝达到最底端时电机11对应的转速信号。

控制器14用于根据所述驱动头12的当前位置、所述电机11的电流信号及电机11的转速信号产生调控信号；控制器14分别从超声波测距模块13接受所检测的驱动头12的当前位置、从电流采样模块接收所检测的电流信号以及从霍尔采样模块接收所检测转速信号，以计算电机11工作时的扭力并输出调控信号。例如：控制器14通过电流采样模块15取得电流信号，根据公式：功率＝电压x电流，估算出当前功率；再通过霍尔采样模块16取得转速信号，根据公式扭矩(T)＝9550*功率(P)/转速信号(n)，可以得出当前的扭矩。控制器14将超声波测距模块13采集的驱动头12的位置和计算出的当前扭矩与对照表中的驱动头12的位置及对应的扭矩进行比对，当采集的驱动头12的位置和计算出的当前扭矩与对照表中驱动头12的位置及相对应的扭矩相符时，则按照电流对照表中相符的驱动头12的位置及对应的扭矩产生调控信号，然而，控制器14产生调控信号的方式并不局限于此，控制器14还可以根据接收到的驱动头12的位置和计算出的当前扭矩与预定驱动头12的位置及对应扭矩的变化范围的比较结果产生调控信号，控制器14可以为PLC控制器14或单片机。

驱动模块用于根据所述调控信号驱动所述电机11。例如，当电动起子开始工作后，控制器14分别从超声波测距模块13接受所检测的驱动头12的当前位置、电流采样模块15接收所检测的电流信号以及从霍尔采样模块16接收所检测转速信号，以计算电机11工作时的扭力并输出调控信号，驱动模块17的输入端接受调控信号，驱动模块17的输出端根据调控信号输出驱动信号。

请参阅图3，在一些实施例中，驱动模块17还包括转换单元172和驱动单元174。转换单元172与控制器14连接，用于接收控制器14输出的调控信号，并将控制器14输出的数字调控信号转换为模拟调控信号。驱动单元174的输入端与转换单元172连接，用于接受转换单元172输出的模拟调控信号，驱动单元174的输出端电机11连接，用于根据模拟调控信号向电机11输出驱动信号，使电机11按照设定的转速信号和扭矩工作。

请参阅图4，在一些实施例中，电动起子还包括警示模块18，其中警示模块18包括计数模块182、存储模块184和显示模块186，计数模块182、存储模块184和显示模块186分别与控制器14相连，上述计数模块182可根据控制器14所接收电流信号和转速信号计算电动起子从开始至跳脱停止的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数等。存储模块184用于预存储的电机11的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数。因此控制器14可以根据计数模块182所计算正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数与存储模块184内预存储的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数对比，进而判断锁固是否正确。若锁固不正确。显示模块186用于显示警示信号，例如，当控制器14根据计数模块182所计算正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数与存储模块184内预存储的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数对比不符时，显示模块186显示红色警示标记，如控制器14根据计数模块182所计算正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数与存储模块184内预存储的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数对比相符时，显示模块186显示绿色警示标记。

另外，控制器14除了可以通过计数模块182计算的正转次数来判断是否正转次数达到锁固螺丝的次数以外，控制器14也可以通过从霍尔采样模块16采集的转速信号信号计算马达的运转圈数判断锁固是否正确。

在一些实施例中，电动起子还包括发光装置，发光装置便于夜间使用电动起子，其中，发光装置包括发光按钮194和发光元件192，发光按钮194与所述发光元件192电连接，发光元件设置于所述驱动头12的前端的相对两侧。例如，当夜间工作时，按下发光按钮194便可开启驱动头12前端的发光元件192，便于安装螺钉于驱动头12内，同时可观察驱动头12的工作状态。在本实施例中，发光元件192为发光LED。

为了更清楚地理解本实用新型的电动起子的工作方式。以下介绍电动起子的具体的工作流程：

1、操作前，先校准驱动头12距离，使驱动头12垂直接触障碍物，按下测距按钮，超声波发射器朝向障碍物发射超声波，控制器14记录下发射时刻为T1，超声波碰到障碍物后产生反射波，超声波接收器收到反射波，控制器14记录下停止时刻为T2,控制器14经过换算测出驱动头12距离障碍物的距离为D1。然后安装螺钉于驱动头12内，在驱动头12上安装螺钉完毕后，再次按下测距按钮，控制器14记录下发射时刻为T3，超声波碰到障碍物后产生反射波，超声波接收器收到反射波，控制器14记录下停止时刻为T4,控制器14经过换算测出驱动头12距离障碍物的距离为D2；此时距离D2大于距离D1时，电机11开始工作，进行打螺钉操作，电机11开始工作后，

2、电机11开始工作后，电机11进入恒转速模式，电流采样模块采集电机11启动后的电流信号、霍尔采样模块采集电机11启动后的转速信号，控制器14通过电流采样模块采集电机11启动后的电流信号、霍尔样模块采集电机11启动后的转速信号，以计算电机11启动后的扭力并输出调控信号。控制器14将超声波测距模块13采集的驱动头12的位置D1和计算出的当前扭矩与对照表中的驱动头12的位置及对应的扭矩进行比对，当采集的驱动头12的位置和计算出的当前扭矩与对照表中驱动头12的位置及相对应的扭矩不相符时，则按照电流对照表中相应的驱动头12的位置及对应的扭矩产生调控信号，驱动模块的输入端接受调控信号，驱动模块的输出端根据调控信号输出驱动信号，此阶段以恒转速信号运行，使电动起子高效运行，存储模块184记录下当前扭矩。

3、接近目标终点时，电机11进入恒扭矩工作模式，避免扭矩不断增加使螺钉打滑及损坏材料。

4、到达终点后，即当距离D2小于或等于距离D1时，自动关闭电动工具，避免长时间工作导致螺钉打滑及损坏材料。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电动起子，其特征在于，包括：

电机；

驱动头，所述驱动头与所述电机连接，所述电机驱动所述驱动头转动；

超声波测距模块，其安装于所述驱动头的前端，用于感测所述驱动头的当前位置；

电流采样模块，用于感测所述电机的电流信号；

霍尔采样模块，用于感测所述电机的转速信号；

控制器，所述控制器分别与所述超声波测距模块、所述电流采样模块和霍尔采样模块连接，用于根据所述驱动头的当前位置、所述电流信号及所述转速信号产生调控信号；

驱动模块，所述驱动模块与所述控制器连接，用于根据所述调控信号产生驱动信号驱动所述电机。

2.根据权利要求1所述的电动起子，其特征在于，

所述驱动模块包括转换单元和驱动单元；所述转换单元与控制器连接，所述驱动单元分别与所述转换单元和所述电机连接；

所述转换单元用于将所述调控信号转换为模拟调控信号；

所述驱动单元用于根据所述模拟调控信号输出驱动信号，进而驱动所述电机。

3.根据权利要求1所述的电动起子，其特征在于，

所述霍尔采样模块包括霍尔传感元件，所述霍尔传感元件用于检测马达的磁感应极性变化，以计算出所述电机的运转速度并输出转速信号。

4.根据权利要求1所述的电动起子，其特征在于，

所述电动起子还包括计数模块，所述计数模块与所述控制器电连接，用于根据所述控制器所接收的所述电流信号和所述转速信号计算电动起子从开始至跳脱停止的正转次数、反转次数或锁固螺丝的次数。

5.根据权利要求4所述的电动起子，其特征在于，

所述电动起子还包括存储模块，所述存储模块与所述控制器电连接，用于预存储的所述电机的所述正转次数、所述反转次数或所述锁固螺丝的次数；

所述控制器通过对所述计数模块计算得到的所述正转次数与所述存储模块内预存储的所述正转次数作对比；或，

通过所述计数模块计算得到的所述反转次数与所述存储模块内预存储的所述反转次数作对比；或，

通过所述计数模块计算得到的所述锁固螺丝的次数对所述存储模块内预存储的所述锁固螺丝的次数做对比；

判断锁固是否正确，进而输出警示信号。

6.根据权利要求5所述的电动起子，其特征在于，

所述电动起子还包括显示模块，所述显示模块与所述控制器电连接，所述显示模块用于接受所述警示信号并根据所述警示信号显示警示标记。

7.根据权利要求1所述的电动起子，其特征在于，

所述电动起子还包括发光装置，所述发光装置包括发光元件和与所述发光元件电连接的发光按钮，所述发光元件设置于所述驱动头的前端。

8.根据权利要求7所述的电动起子，其特征在于，

所述发光元件为发光二极管。

9.根据权利要求1所述的电动起子，其特征在于，

所述电机为无刷电机或有刷电机。

10.根据权利要求1所述的电动起子，其特征在于，

所述控制器为PLC控制器或单片机。