CN216265725U - 具备压感调速功能的精密电动螺丝刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及螺丝刀技术领域，提出了具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，包括第一压力传感器、第二压力传感器、第一比较电路、第二比较电路和控制器，所述第一压力传感器的输出端通过第一比较电路连接所述开关管Q1的栅极，所述第二压力传感器的输出端通过第二比较电路连接所述开关管Q2的栅极，所述第一压力传感器和第二压力传感器的输出端连接所述控制器，所述控制器连接所述开关管Q3的栅极和所述开关管Q4的栅极并向其输出PWM信号。通过两个压力传感器，实现了电机的正反转和转速的调节，取缔了通用的机械按键调速开关，不需要预留较多的按键空间，解决了现有技术中手持笔式螺丝刀无法实现电动调速的问题。

Description

具备压感调速功能的精密电动螺丝刀

技术领域

本实用新型涉及螺丝刀技术领域，具体的，涉及具备压感调速功能的精密电动螺丝刀。

背景技术

螺丝刀是一种用来拧转螺丝以使其就位的常用工具，通常有一个薄楔形头，可插入螺丝钉头的槽缝或凹口内，利用轮轴的工作原理，将螺丝或者顶头拧紧或者拧出。为了更加便于人们的使用，现在出现了很多电动螺丝刀，电动螺丝刀主要是通过一个微型直流电机来驱动刀头旋转，实现将螺丝拧紧的目的。

现有的电动螺丝刀大多是手握枪式螺丝刀，其采用机械按键实现转速的调节，但是这种螺丝刀多为体积较大并且转速较快，并不能适用于类似眼镜等小物件上的螺丝装卸，而手持笔式螺丝刀虽然适用于小物件上，但是因为其体积较小，没有足够的空间来安装机械按键，所以难以实现电动调速。

实用新型内容

本实用新型提出具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，采用压力控制转速的方法，解决了现有技术中手持笔式螺丝刀无法实现电动调速的问题。

本实用新型的技术方案如下：

具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，包括供电电池、电机U1、电机驱动电路，所述电机驱动电路包括以H桥形式连接的开关管Q1-Q4，所述开关管Q1的源极连接所述开关管Q3的漏极，所述开关管Q2的源极连接所述开关管Q4的漏极，所述电机U1的正极连接所述开关管Q2的源极，所述电机U1的负极连接所述开关管Q1的源极，

进一步，本实用新型还包括第一压力传感器、第二压力传感器、第一比较电路、第二比较电路和控制器，所述第一压力传感器的输出端通过第一比较电路连接所述开关管Q1的栅极，所述第二压力传感器的输出端通过第二比较电路连接所述开关管Q2的栅极，所述第一压力传感器和第二压力传感器的输出端连接所述控制器，所述控制器连接所述开关管Q3的栅极和所述开关管Q4的栅极并向其输出PWM信号。

进一步，所述第一压力传感器和第二压力传感器均为压电薄膜传感器。

进一步，所述第一比较电路包括比较器U3，所述比较器U3的同相输入端连接所述第一压力传感器的输出端，所述比较器U3的反相输入端接地，所述比较器U3的输出端通过上拉电阻R7连接5V电压源，所述比较器U3的输出端连接所述开关管Q1的栅极；所述第二比较电路包括比较器U4，所述比较器U4的同相输入端连接所述第二压力传感器的输出端，所述比较器U4的反相输入端接地，所述比较器U4的输出端通过上拉电阻R11连接5V电压源，所述比较器U4的输出端连接所述开关管Q2的栅极。

进一步，所述开关管Q3和三极管Q4的栅极分别通过第一调整电路和第二调整电路连接所述控制器，第二调整电路与第一调整电路连接方式相同，所述第一调整电路包括三极管Q5、二极管D1和电阻R9、R10，所述二极管D5的阴极连接所述控制器，所述二极管D1的阴极连接所述开关管Q3的栅极，所述三极管Q5的基极连接所述控制器，所述三极管Q5的发射极连接所述开关管Q3的栅极，所述三极管Q5的集电极通过电阻R10连接5V电压源，所述三极管Q5的基极还通过电阻R9连接5V电压源。

进一步，本实用新型还包括开关电路，所述开关电路包括触摸片P1、P2，三级管Q6、Q7和继电器KA1，所述触摸片P1的输出端通过电阻R11连接所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极通过所述继电器KA1的线圈后连接5V电压源，所述继电器KA1的公共端连接控制器，所述继电器KA1的常开端连接5V电压源，所述继电器KA1的常闭端接地，所述继电器KA1的公共端还通过电阻R13连接所述三极管Q6的基极，所述触摸片P2的输出端通过电阻R12连接所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的集电极连接所述三极管Q6的基极。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中电机驱动电路采用H桥控制方法，第一压力传感器和第二压电传感器分别通过第一比较电路和第二比较电路控制上桥臂两个开关管Q1、Q2的通断状态，通过控制器运算处理后控制下桥臂两个开关管Q3、Q4的通断状态，并根据压力转换为电信号的大小，来控制输出PWM信号的占空比，不仅实现了电机U1的正反转，还实现了转速的调节。

本实用新型采用两个压电薄膜传感器作为电机U1正转和翻转的驱动开关，设置在螺丝刀的外壳上，并且通过施加压力的不同实现了电机U1转速的调节，取缔了通用的机械按键调速开关，不需要预留较多的按键空间，解决了现有技术中手持笔式螺丝刀无法实现电动调速的问题。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中电机驱动电路的电路图；

图3为本实用新型中第一放大电路的电路图；

图4为本实用新型中第二放大电路的电路图；

图5为本实用新型中第一调整电路的电路图；

图6为本实用新型中开关电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图2所示，本实施例提出了具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，

包括供电电池、电机U1、电机驱动电路、第一压力传感器、第二压力传感器、第一比较电路、第二比较电路和控制器，第一压力传感器和第二压力传感器均为压电薄膜传感器，设置在螺丝刀壳体外部，用于采集信号。第一压力传感器和第二压力传感器的输出端分别通过第一比较电路和第二比较电路连接电机驱动电路，第一压力传感器和第二压力传感器的输出端还连接控制器，并通过控制器向电机驱动电路发送PWM信号，电机驱动电路连接电机U1,控制电机U1的正反转和转速。

如图2所示，电机驱动电路包括以H桥形式连接的开关管Q1-Q4，开关管Q1的源极连接开关管Q3的漏极，开关管Q2的源极连接开关管Q4的漏极，电机U1的正极连接开关管Q2的源极，电机U1的负极连接开关管Q1的源极，第一压力传感器的输出端通过第一比较电路连接开关管Q1的栅极，第二压力传感器的输出端通过第二比较电路连接开关管Q2的栅极，第一压力传感器和第二压力传感器的输出端连接控制器，控制器连接开关管Q3的栅极和开关管Q4的栅极。

如图3和图4所示，第一比较电路包括比较器U3，比较器U3的同相输入端连接第一压力传感器的输出端，比较器U3的反相输入端接地，比较器U3的输出端通过上拉电阻R7连接5V电压源，比较器U3的输出端连接开关管Q1的栅极；第二比较电路包括比较器U4，比较器U4的同相输入端连接第二压力传感器的输出端，比较器U4的反相输入端接地，比较器U4的输出端通过上拉电阻R11连接5V电压源，比较器U4的输出端连接开关管Q2的栅极。

在本实施例中，第一压力传感器作为反转调节开关，当按下第一压力传感器时，第一压力传感器将压力信号转换为电信号，一方面通过第一比较电路输出高电平驱动开关管Q1导通，另一方面输出给控制器运算处理后，向开关管Q4发送PWM信号，电机U1开始反转，并且施加给第一压力传感器的压力越大，PWM信号的占空比越大，电机U1的转速越快。第二压力传感器作为正转调节开关，当按下第二压力传感器时，第二力传感器将压力信号转换为电信号，一方面通过第二比较电路输出高电平驱动开关管Q2导通，另一方面输出给控制器运算处理后，向开关管Q3发送PWM信号，电机U1开始正转，并且施加给第二压力传感器的压力越大，PWM信号的占空比越大，电机U1的转速越快。

进一步，基于与上述实施例1相同的构思，

如图5所示，开关管Q3和三极管Q4的栅极分别通过第一调整电路和第二调整电路连接控制器，第二调整电路与第一调整电路连接方式相同，第一调整电路包括三极管Q5、二极管D1和电阻R9、R10，所述二极管D5的阴极连接所述控制器，所述二极管D1的阴极连接所述开关管Q3的栅极，所述三极管Q5的基极连接所述控制器，所述三极管Q5的发射极连接所述开关管Q3的栅极，所述三极管Q5的集电极通过电阻R10连接5V电压源，所述三极管Q5的基极还通过电阻R9连接5V电压源。

由于开关管Q3和开关管Q4是通过控制器输出的PWM信号来控制导通程度的，为了使开关管Q3和Q4具有足够的上升和下降陡度，驱动电流要具有较大的数值，如果直接驱动开关管，则电路在开关管带感性负载时，上升时间过长，会造成动态损耗增大的情况。通过第一调整电路，当控制器输出PWM信号为低电平时，开关管Q3被二极管D1短路至地，二挡控制器输出PWM信号为高电平时，开关管Q3的栅极通过三极管Q5获得电压和电流，充电能力提高，开通速度加快。第二调整电路控制开关管Q4的导通时间同上。

实施例2

如图6所示，基于与上述实施例1相同的构思，

本实施例中还包括开关电路，开关电路包括触摸片P1、P2，三级管Q6、Q7和继电器KA1，触摸片P1的输出端通过电阻R11连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极通过继电器KA1的线圈后连接5V电压源，继电器KA1的公共端连接控制器，继电器KA1的常开端连接5V电压源，继电器KA1的常闭端接地，继电器KA1的公共端还通过电阻R13连接三极管Q6的基极，触摸片P2的输出端通过电阻R12连接三极管Q7的基极，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极连接三极管Q6的基极。

本实施例中通过两个触摸片P1和P2控制继电器KA1的闭合状态，从而向控制器发送高电平或低电平信号，控制器通过识别此信号控制螺丝刀的开关工作状态，触摸片P1和P2安装在螺丝刀的外壳上，通过触摸就能控制，比机械按键控制更节省空间，适用于手持笔式的螺丝刀。其中，触摸片P1作为开启触片，触摸片P2作为关断触片，用手指触摸一下触摸片P1后，电源经手指和电阻R11注入三极管Q6的基极，三极管Q6导通，继电器KA1的线圈导通，由常闭端切换至常开端，向控制器发送高电平信号，控制器通过识别此信号接触休眠状态，此时通过第一压力传感器和第二压力传感器就能够驱动电机U1的正反转。同时5V电压源经过继电器KA1的常开触点和电阻R13连接三极管Q6的基极，因此当手指离开触摸片P1后，三极管Q6仍保持导通状态。当需要关闭螺丝刀时，用手指触摸一下触摸片P2，此时三极管Q7导通，将三极管Q6的基极电位拉低，三极管Q6截止，继电器KA1不导通，由常开端切回至常闭端，向控制器发送低电平信号，控制器处理该信号后进入休眠状态，此时无法通过第一压力传感器和第二压力传感器驱动电机U1。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，包括供电电池、电机U1、电机驱动电路，所述电机驱动电路包括以H桥形式连接的开关管Q1-Q4，所述开关管Q1的源极连接所述开关管Q3的漏极，所述开关管Q2的源极连接所述开关管Q4的漏极，所述电机U1的正极连接所述开关管Q2的源极，所述电机U1的负极连接所述开关管Q1的源极，

其特征在于，还包括第一压力传感器、第二压力传感器、第一比较电路、第二比较电路和控制器，所述第一压力传感器的输出端通过第一比较电路连接所述开关管Q1的栅极，所述第二压力传感器的输出端通过第二比较电路连接所述开关管Q2的栅极，所述第一压力传感器和第二压力传感器的输出端连接所述控制器，所述控制器连接所述开关管Q3的栅极和所述开关管Q4的栅极并向其输出PWM信号，所述第一压力传感器和第二压力传感器均为压电薄膜传感器。

2.根据权利要求1所述的具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，其特征在于，所述第一比较电路包括比较器U3，所述比较器U3的同相输入端连接所述第一压力传感器的输出端，所述比较器U3的反相输入端接地，所述比较器U3的输出端通过上拉电阻R7连接5V电压源，所述比较器U3的输出端连接所述开关管Q1的栅极；所述第二比较电路包括比较器U4，所述比较器U4的同相输入端连接所述第二压力传感器的输出端，所述比较器U4的反相输入端接地，所述比较器U4的输出端通过上拉电阻R11连接5V电压源，所述比较器U4的输出端连接所述开关管Q2的栅极。

3.根据权利要求1所述的具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，其特征在于，所述开关管Q3和三极管Q4的栅极分别通过第一调整电路和第二调整电路连接所述控制器，第二调整电路与第一调整电路连接方式相同，所述第一调整电路包括三极管Q5、二极管D1和电阻R9、R10，所述二极管D5的阴极连接所述控制器，所述二极管D1的阴极连接所述开关管Q3的栅极，所述三极管Q5的基极连接所述控制器，所述三极管Q5的发射极连接所述开关管Q3的栅极，所述三极管Q5的集电极通过电阻R10连接5V电压源，所述三极管Q5的基极还通过电阻R9连接5V电压源。

4.根据权利要求1所述的具备压感调速功能的精密电动螺丝刀，其特征在于，还包括开关电路，所述开关电路包括触摸片P1、P2，三极管Q6、Q7和继电器KA1，所述触摸片P1的输出端通过电阻R11连接所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极通过所述继电器KA1的线圈后连接5V电压源，所述继电器KA1的公共端连接控制器，所述继电器KA1的常开端连接5V电压源，所述继电器KA1的常闭端接地，所述继电器KA1的公共端还通过电阻R13连接所述三极管Q6的基极，所述触摸片P2的输出端通过电阻R12连接所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的集电极连接所述三极管Q6的基极。

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