CN216265834U - 控制装置及电动工具系统 - Google Patents

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CN216265834U CN202021772666.6U CN202021772666U CN216265834U CN 216265834 U CN216265834 U CN 216265834U CN 202021772666 U CN202021772666 U CN 202021772666U CN 216265834 U CN216265834 U CN 216265834U
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electric
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沃伦·布朗
格雷厄姆·格哈德
庞晓丽
梁冰
陆骏
杨智涵
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Abstract

一种控制装置及电动工具系统,控制装置用于适配多种电动工具;控制装置包括:第一壳体;电池包安装部;第一控制单元,其设于第一壳体内,用于当电池包异常时切断电池包向电动工具的电力传输;第一用户操作单元,设于第一壳体上,供用户操作以控制电动工具;第一接口,与第一用户操作单元电性连接。电动工具系统包括控制装置及电动工具。本申请提供的控制装置能够适配不同种类的电动工具,本申请提供的电动工具系统中的控制装置不设置用于调节电动工具的工作参数的控制部分,仅负责生成控制信号给电动工具,电动工具根据控制信号进行自身工作参数的调节,如此,控制装置能够更加灵活的与更新换代的新的电动工具匹配,提升了应用广度,适用性高。

Description

控制装置及电动工具系统
技术领域
本实用新型涉及电动工具领域,特别是涉及一种控制装置及电动工具系统。
背景技术
现有的电动工具通常与电池包直接连接组合在一起,导致电动工具体积较大,用户使用过程中,移动工具主体时电池包会跟随电动工具主体移动,不便携带和存储。且当用户长时间操作时不易控制,尤其对于精细操作操作难度加大。
因此,有必要提出一种控制装置及电动工具系统以克服上述缺陷。
实用新型内容
有鉴于此,本申请实施方式提供了一种应用广、体积更小、人机体验更佳、效率高的电动工具及其控制装置。
为实现上述目的,本申请提供了如下的技术方案:
一种控制装置,用于适配至少两种电动工具,所述控制装置包括:
第一壳体;
电池包安装部,其包括一对导轨,用于可拆卸地连接电池包,所述电池包能够沿所述一对导轨滑动从而与所述控制装置接合或脱开;
第一控制单元,其设置于所述第一壳体内,用于监测所述电池包的电压、电流和温度参数中的至少一个判断所述电池包的工作状态,当所述电池包异常时切断所述电池包向所述电动工具的电力传输;
第一用户操作单元,设置于所述第一壳体上,供用户操作以控制所述电动工具的工作部件;
第一接口,与所述第一用户操作单元电性连接,其通过线缆与所述电动工具电性连接。
进一步的,所述第一控制单元用于保护所述电池,所述电动工具包括工作部件和第二控制单元,所述第二控制单元用于控制所述工作部件。
进一步的,所述第一控制单元用于控制所述电池及所述电动工具的工作部件,所述第一控制单元包括识别模块,所述识别模块用于识别与其连接的电动工具的类型,以选择与电动工具匹配的工作参数。
进一步的,所述第一用户操作单元包括第一开关和/或第一调节开关,所述第一开关用于控制所述电池包与所述电动工具之间的电连接,所述第一调节开关用于调节所述电动工具的工作参数。
实现上述目的,本申请还提供了如下的技术方案:
一种电动工具系统,其包括:控制装置及与控制装置匹配的电动工具,所述电动工具至少涵盖两种类型的电动工具,其中,
所述控制装置包括第一壳体、设置于所述第一壳体上且用于连接电池包的电池包安装部、设置于所述第一壳体内可控制所述电池包放电的第一控制单元、供用户操作以控制所述电动工具的第一用户操作单元以及与所述第一用户操作单元电性连接的第一接口;
所述电动工具包括第二壳体、工作部件以及第二接口;
电池包安装部包括一对导轨,用于可拆卸地连接电池包,所述电池包能够沿所述一对导轨滑动从而与所述控制装置接合或脱开;
所述第一接口通过线缆与所述第二接口连接,使得所述控制装置与所述电动工具电性连接。
进一步的,所述第一控制单元用于保护所述电池,所述电动工具包括用于控制工作部件的第二控制单元,所述第二控制单元根据内部存储的预设控制指令控制所述工作部件。
进一步的,所述第一用户操作单元包括第一开关和/或第一调节开关,所述第一开关用于控制所述电池包与所述电动工具之间的电连接,所述第一调节开关用于调节所述电动工具的工作参数。
进一步的,所述电动工具涵盖未设置第二调节开关的电动工具及设置第二调节开关的电动工具,所述第二调节开关用于调节所述第二电动工具的工作参数。
进一步的,所述第二调节开关连接至所述第二控制单元,并用于生成第二调节信号,所述第一调节开关用于生成第一调节信号;
所述第二控制单元接收所述第二调节信号,并根据预先设定的优先级选择所述第一调节信号或所述第二调节信号中的一个,用于调节所述工作部件的工作参数。
进一步的,所述电动工具涵盖未设置电机的电动工具及设置电机的电动工具,所述电机为有刷电机或无刷电机,所述第二控制单元包括电机驱动电路,所述工作部件的工作参数包括电机的输出扭矩、电压、转速和功率中的任一种。
进一步的,所述电动工具为电烙铁,所述第二控制单元包括温度控制单元及加热电路。
进一步的,所述第一控制单元包括识别模块;用于识别与其连接的电动工具的类型,以选择与电动工具匹配的工作参数。
进一步的,所述至少两种电动工具包括角磨、直磨机、吹风机、热风枪、电烙铁中的至少两种。
进一步的,所述线缆内部设置有三根导线,其中,两根导线为导电线,用于将电池包的电力传输给电动工具,一根导线为信号线,用于电性连接所述工具控制单元和所述第一用户操作单元,所述工具控制单元通过所述信号线检测所述用户输入的控制指令。
借由以上的技术方案,本申请实施方式所述的控制装置,其能够适配不同种类的电动工具。通过设置第一壳体、电池包安装部和第一接口,使得电动工具内不需要设置用于为电机提供电力的电源,也即将电源与电动工具分开设置,如此能减小电动工具的体积。本申请提供的电动工具系统,控制装置不设置用于调节电动工具的工作参数的控制部分,仅负责生成控制信号给电动工具,电动工具根据控制信号进行自身工作参数的调节,如此,控制装置能够更加灵活的与更新换代的新的电动工具匹配,提升了应用广度,适用性高;控制装置的重复利用,不仅可以提升本申请实施方式所述的控制装置的适配性,还可以降低电动工具系统的生产成本。另一方面,操作时只需要将线缆的另一端与电动工具的电机电性连接,即可手持第二壳体对电动工具进行操作,由于线缆能发生弯曲,所以操作时电动工具与控制装置之间的距离能发生变化,进而方便移动电动工具;人机体验更佳。又因为本申请实施方式所述的电动工具采用无刷电机,因此,效率更高。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本申请的理解,并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中:
图1为本申请实施方式所述的控制装置的结构示意图;
图2为本申请实施方式所述的电动工具系统的结构示意图;
图3为图2所示的电动工具系统中,线缆未连接至电动工具的结构示意图;
图4为图3所示的电动工具系统中,线缆局部剥离的细节图;
图5为本申请实施方式所述的电动工具系统中,电动工具为角磨时,角磨拆去一半壳体时的结构示意图;
图6为本申请实施方式所述的电动工具系统中,电动工具为直磨机时,直磨机的结构示意图;
图7为图6所示的角磨在拆去一半壳体时的结构示意图;
图8为本申请实施方式所述的电动工具系统中,电动工具为吹风机时,吹风机的结构示意图;
图9为图8所示的吹风机在拆去一半壳体时的结构示意图;
图10为本申请实施方式所述的电动工具系统中,电动工具为热风枪时,热风枪的结构示意图;
图11为图10所示的热风枪在拆去一半壳体时的结构示意图;
图12为本申请实施方式所述的电动工具系统中,电动工具为电烙铁时,电烙铁的结构示意图;
图13为图12所示的电烙铁在拆去一半壳体时的结构示意图;
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,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方式,都属于本申请保护的范围。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。
请参阅图1至图4。本申请实施方式提供了一种控制装置12,用于与电动工具11配合,为电动工具11提供电力。所述控制装置12包括:第一壳体15;第一控制单元;电池包安装部25,其设置于所述第一壳体15上,用于安装电池包27;所述电池包27用于为电动工具11提供电力;第一控制单元,其设置于所述第一壳体内,用于监测所述电池包的电压、电流和温度参数中的至少一个判断所述电池包的工作状态,当所述电池包异常时切断所述电池包向所述电动工具的电力传输;第一用户操作单元35,设置于第一壳体15上,供用户操作以控制所述电动工具的工作部件,用于产生调节电动工具11的工作参数的第一控制信号,并将该第一控制信号发送至电动工具11,或者电动工具11主动获取该第一控制信号,以使电动工具11可以根据第一控制信号调节电动工具的工作参数。电池包安装部包括一对导轨,用于可拆卸地连接电池包,所述电池包能够沿所述一对导轨滑动从而与所述控制装置接合或脱开。其中,本实施例中,第一用户操作单元35可以为手动调速按钮,供用户手动调节,所述第一控制信号为操作者根据当前使用的电动工具类型操作第一用户操作单元35产生,在一个实施例中,第一用户操作单元35可以用于产生调速信号或调温信号或者其他待调节信号;第一接口21,与所述第一用户操作单元35电性连接,第一接口21通过线缆23与电动工具11连接,使得第一用户操作单元35与电动工具11连接,并可发送第一控制信号至电动工具11,或由电动工具11向控制装置12主动获取该第一控制信号,当第一接口21通过线缆23与所述电动工具11连接时,控制装置12能够控制电动工具11工作。
在使用电动工具11时,可以通过线缆23将控制装置12与电动工具11电性连接,则电池包27可以为电动工具提供电能。在操作时,用户只需手持电动工具11本体即可进行操作,电池包27及控制装置12可以放置在一旁,无需承担电池包27的重量,便于用于采用电动工具11进行精细化操作。
上述实施例提供的控制装置12,其能够适配不同种类的电动工具。上述实施例提供的电动工具系统,控制装置12不设置用于调节电动工具11的工作参数的控制部分,仅负责生成控制信号给电动工具11,控制功能仍旧由电动工具11承担,电动工具11根据控制信号进行自身工作参数的调节。具体的,所述第一控制单元用于保护电池包27,所述电动工具包括工作部件和第二控制单元,所述第二控制单元用于控制所述工作部件。由于不同的电动工具及更新换代的电动工具通常会有不同的工作参数,而如果将控制功能集成在控制装置12上,势必控制装置需要存储很多的控制策略供选择,而对于更新换代的产品,旧的控制装置要么被抛弃,要么需要对配置进行升级以便于匹配新的电动工具产品,如此,会频繁需要对控制装置12进行调节甚至替换,而本申请通过将控制功能仍旧放在电动工具11上,控制装置12只负产生控制信号给电动工具11,使得控制装置12能够更加灵活的与更新换代的新的电动工具匹配,提升了应用广度,适用性高;控制装置12的重复利用,不仅可以提升本申请实施方式所述的控制装置12的适配性,还可以降低电动工具系统的生产成本。
上述实施例提供的控制装置12通过设置第一壳体15、电池包安装部25和第一接口21,使得电动工具11无需设置用于连接电池包27的电池包安装部,通过将电池包27与电动工具11分离设置,一方面可以减小电动工具11的体积与重量,便于携带和存储;另一方面,用户在操作电动工具11时,只需将电动工具11通过线缆23与控制装置12连接,然后将控制装置12放置在一边,便于进行精细化操作,且由于线缆23能够弯曲并具有一定长度,操作时电动工具11与控制装置12之间的距离可以发生变化,进而移动电动工具11更为方便,人机体验更佳。另外,通过在控制装置12上设置第一用户操作单元35,可以将电动工具11主体的调节功能集成至控制装置12上,也即可以采用控制装置12输出调节信号至电动工具11,进而电动工具11上可以无需集成调节功能,降低电动工具11主体的功能集成度,从而提高电动工具11的可靠性和使用寿命。
所述第一用户操作单元包括第一调节开关,所述第一调节开关用于调节所述电动工具的工作参数。在一个实施例中,第一用户操作单元35用于产生调速信号,第一调节开关为调速钮,第一控制信号为调速信号时,是将电动工具11主体的调速功能集成至控制装置12上,也即可以采用控制装置12输出调速信号至电动工具11,进而电动工具11上可以无需集成调速功能。在另一个实施例中,第一用户操作单元35用于产生调温信号,第一调节开关为调温钮,第一控制信号为调温信号时,是将电动工具11主体的调温功能集成至控制装置12上,也即可以采用控制装置12输出调温信号至电动工具11,进而电动工具11上可以无需集成调温功能。
本实施方式中,控制装置12能够通过线缆23与多种电动工具连接,控制其工作。电动工具包括但不限于:角磨,直磨机,热风枪,吹风机,电烙铁,吹吸机,油漆喷枪等等。如此,控制装置12能够重复利用,不仅可以提升本申请实施方式所述的控制装置12的适配性,还可以降低电动工具系统的生产成本。
本申请实施方式提供了电动工具系统,其包括上述的控制装置12及与控制装置12匹配的电动工具,所述电动工具至少涵盖两种类型的电动工具。所述电动工具包括第二壳体、工作部件以及第二接口;所述第一接口通过线缆与所述第二接口连接,使得所述控制装置与所述电动工具电性连接。所述第一控制单元用于保护所述电池,所述电动工具包括用于控制工作部件的第二控制单元,所述第二控制单元根据内部存储的预设控制指令控制所述工作部件。
在一个实施方式中,该电动工具系统中的控制装置12不用于控制电动工具的工作部件,具体的,所述第一控制单元用于保护所述电池,所述电动工具包括用于控制工作部件的第二控制单元,所述第二控制单元根据内部存储的预设控制指令控制所述工作部件。在一个进一步的实施方式中,所述线缆内部设置有三根导线,其中,两根导线为导电线,用于将电池包的电力传输给电动工具,一根导线为信号线,用于电性连接所述工具控制单元和所述第一用户操作单元,所述工具控制单元通过所述信号线检测所述用户输入的控制指令。
在一个实施方式中,所述电动工具涵盖未设置第二调节开关的电动工具及设置第二调节开关的电动工具,所述第二调节开关用于调节所述第二电动工具的工作参数。所述第二调节开关连接至所述第二控制单元,并用于生成第二调节信号,所述第一调节开关用于生成第一调节信号;所述第二控制单元接收所述第二调节信号,并根据预先设定的优先级选择所述第一调节信号或所述第二调节信号中的一个,用于调节所述工作部件的工作参数。
在一个实施方式中,所述电动工具涵盖未设置电机的电动工具及设置电机的电动工具,所述电机为有刷电机或无刷电机,所述第二控制单元包括电机驱动电路,所述工作部件的工作参数包括电机的输出扭矩、电压、转速和功率中的任一种。
当所述电动工具为电烙铁时,所述电动工具包括烙铁头,所述第二控制单元包括温度控制单元及加热电路。
在一个实施方式中,该电动工具系统中的控制装置不用于控制电动工具的工作部件,所述第一控制单元包括识别模块;用于识别与其连接的电动工具的类型,以选择与电动工具匹配的工作参数。在一个进一步的实施方式中,线缆的内部设置有5根导电线。对应的,插入口设置5个插入槽,连接端子设置有5个圆柱凸起。其中,3根导电线用于将电池包的电力传输给电机,另两根导电线用于为识别功能服务。关于线缆中另两根导电线如何为识别功能服务,下文将有所提及。
以角磨为例,如图3、5所示,电动工具11包括第二壳体18、设置于第二壳体18内的电机16、工作部件、第二控制单元以及设置于第二壳体18上的第二接口22。具体地,该第二壳体18为中空结构。该中空部分形成容置空腔。该电机16收容于该容置空腔内,进而能通过该第二壳体18对电机16进行保护,提升安全性。第一接口21通过线缆与所述第二接口22连接,使得所述控制装置12与所述电动工具11电性连接。进一步地,该第二接口22与电机16电性连接,从而当第二接口22通过线缆23与控制装置12电性连接时,该电机16能通过线缆23与第一控制单元电性连接。
如图3所示,线缆23具有与控制装置12连接的第一端230以及与电动工具11连接的第二端231。其中,线缆23的第一端230与控制装置12固定连接,其内部的导电线与第一控制单元电性连接。线缆23的第二端231与电动工具11可拆卸地连接。
本实施方式中,线缆23的第二端231通过连接器24与电动工具11连接。连接器24包括插入口240以及连接件241。其中,插入口240与线缆23内部的导电线电性连接,连接件241用于使得线缆23与电动工具11可拆卸地连接。
具体的,电动工具11的末端设置有与电机16电性连接的第二接口22。第二接口22被构造为可与插入口240形状适配的连接端子。当将连接端子22插入连接器24的插入口240时,电机16通过线缆23与控制装置12的第一控制单元电性连接。
连接件241的内部设置有内螺纹。对应的,第二壳体18上设置有与连接件241的内螺纹配合的外螺纹。并且,连接件241在沿线缆23的轴线方向的运动被限位。即连接件241只能绕着线缆23的轴线方向转动。本实施方式中,连接器24的壳体上设置有限制连接件241移动的台阶部。
当将电动工具11的连接端子22插入插入口240时,电机16通过线缆23与控制装置12的第一控制单元电性连接。再旋转连接件241,使其与第二壳体18的外螺纹螺纹配接。如此,线缆23便可拆卸地连接到电动工具11上。
本实施方式中,如图3-4所示,线缆23的内部设置有5根导电线232。对应的,插入240口设置5个插入槽,连接端子22设置有5个圆柱凸起。其中,3根导电线232用于将电池包27的电力传输给电机16,另两根导电线232用于为识别功能服务。关于线缆23中另两根导电线232如何为识别功能服务,下文将有所提及。
需要说明的是,由于本实施方式中,电机16为无刷电机,需要设置3根导电线232为其供电;当电机选用有刷电机时,也可仅设置2根导电线232为电机16供电。
当然,线缆23可通过其它方式被可拆卸地连接至电动工具11上,对此,本申请不做限定。
一种可能的实施方式中,线缆23可以独立于控制装置12设置。即,线缆23的第一端230与控制装置12可拆卸地连接,线缆23的第二端231与电动工具11可拆卸地连接。
本实施方式中,第一控制单元通过控制电动工具11的电机16的工作参数来改变电机16的工作转速。该工作参数包括但不限于电机16的电压,电机16的电流,或者电机16的电压与电流的组合。对此本申请不做规定。该第一控制单元可以是包括单片机在内的电路模块。
并且,本实施方式中,控制装置12还包括与第一控制单元电性连接的第一用户操作单元,在本实施方式中,第一用户操作单元为手动调速钮35。该手动调速钮35供用户操纵,用于调节电机16的转速。
如图1所示,控制装置12的第一壳体15上设置有第一开关28。第一开关28用于控制电池包27向电动工具11的电力传输,从而控制电机16的开启与关闭。使用电动工具11时,用户只需触发第一壳体15上的第一开关28,电力便通过控制装置12从电池包27流向电机16。
将用于控制电机16启停的开关28设置在控制装置12上,虽然简化了电动工具11的结构,但一定程度上也带来了操作的不便。例如在进行具体操作时,用户握持的仅仅是电动工具11本身,控制装置12通过线缆23被放置在一边;当需要改变电机16的工作状态时,用户必须前往放置控制装置12的地方对控制装置12进行操作,才能控制电机16。
为此,一种可能的实施方式中,也可仅仅在电动工具11的第二壳体18上设置第二开关。该第二开关用于控制电机16的开启和关闭。当用户握持第二壳体18时,通过该第二开关即可控制电机16的开启和关闭。该第二开关可以是薄膜开关。当然该第二开关不限于为薄膜开关,还可以是其他的开关,例如光感开关,对此本申请不做规定。
一种可能的实施方式中,也可以在第一壳体15以及第二壳体18上分别设置第一开关和第二开关。为了防止误操作,电池包27向电动工具11的电力传输只发生在第一开关先被操作,第二开关再被操作之后。此时,电机16的停止只需操作前述任意一个开关即可。
本实施方式中,如图1所示,控制装置12的侧边还设置有2个USB输出接口26。USB输出接口26输出目标电压,用于为外部电力设备,诸如手机等充电。为此,第一控制单元还包括电压转换模块,用于将电池包27的供电电压转换成目标电压。
目标电压的大小根据外部设备的需求而设定。一种可能的实施方式中,USB输出接口26可以输出目标电压值为5V,电流为1A的电力。
出于安全性的考虑,控制装置12上还可以设置一操作钮。控制装置12通过电池包25安装部连接电池包27时,用户需首先操作该操作钮,方能通过USB输出接口26为外部设备供电。
当控制装置12连接电池包27,并通过USB输出接口26为外部设备充电时,控制装置12也可以通过线缆23同时连接电动工具11,为电动工具11供电,控制其工作。当然,控制装置12也可以择一地为外部设备充电或者为电动工具11供电。
为了适配不同外部设备的接口类型,控制装置12上也可设置其他类型的输出接口,诸如TYPE C接口,或者是USB接口与TYPE C接口的组合,对此,本申请不做限定。
本实施方式中,如图2所示,电池包安装部25设置于第一壳体15上。具体地,电池包安装部25设置于第一壳体15的下侧,电池包安装部25与电池包27滑移配接。当电池包27连接于电池包安装部25上且控制装置12通过线缆23连接电动工具11时,该电池包27与第一控制单元和电机16形成回路;从而电池包27能够为电机16提供电力。如此控制装置12使得电池包27与电动工具11分开设置。即,控制装置12使得电池包27相对于电动工具11外置。进而相对于现有技术中的电动工具来说,本实施方式的电动工具体积更小、操作更为轻便,人机体验更佳。
本实施方式中,电池包27的电池容量为2AH。
一种可能的实施方式中,如图2所示,本申请实施方式的控制装置12还包括:用于连接在电池包安装部25上的电池包27。
在一个实施例方式中,所述第一控制单元用于控制所述电池及所述电动工具的工作部件,所述第一控制单元包括识别模块,所述识别模块用于识别与其连接的电动工具的类型,以选择与电动工具匹配的工作参数。具体的,第一控制单元具有识别功能。在控制装置12连接电池包27且控制装置12通过线缆23连接电动工具11时,按下第一开关28,第一控制单元即上电工作;第一控制单元首先识别与其连接的电动工具11的类型;然后第一控制单元选择与电动工具11匹配的电机工作参数,并将与该工作参数对应的电力通过线缆23传输给电动工具11。
第一控制单元也可以识别与其连接的电动工具12的电机16的类型,从而选择与电机16所匹配的工作参数。
本实施方式中,如图3所示,连接端子22的其中两圆柱凸起之间设置有一识别电阻。电动工具11的类型不同,其所设置的设别电阻的阻值大小也会不同。当控制装置12通过线缆23连接电动工具11时,该识别电阻将通过线缆23中的另两根导电线232接入到第一控制单元的识别电路中;用户按下第一开关28,第一控制单元即上电工作;第一控制单元获取该识别电阻的阻值大小并根据该阻值大小确定电动工具11的类型,选择与其匹配的电机参数控制电机16工作。
一种可能的实施方式中,可在电动工具12内部设置一电路板,用于与第一控制单元进行信息传递,实现控制装置12的识别功能。此时,线缆23中的另两根导电线232分别用于实现第一控制单元向前述电路板发送识别信号,以及实现电路板向第一控制单元发送身份信号。当控制装置12通过线缆23连接电动工具11时,用户按下开关28;第一控制单元与电路板均上电工作;第一控制单元通过前述的其中之一导电线向电路板发送识别信号;电路板在接收该识别信号后,通过其中另一导电线向第一控制单元发送能够表示其工具类型或电机类型的身份信号;第一控制单元在接收该身份信息后,判定与其连接的电动工具11的类型以及电机16类型,控制电动工具11工作。
一种可能的实施方式中,第一控制单元可以通过无线通信的方式,诸如蓝牙技术等,识别电动工具的类型。具体的,第一控制单元设置有第一无线模块;对应的,电动工具11设置有第二无线模块。当控制装置12连接电池包27且控制装置12通过线缆23连接电动工具11时,按下第一开关28;控制装置12与电动工具11共同接收来自电池包27的电力,使得第一无线模块,第二无线模块分别上电工作;第二无线模块将能够表示电动工具11身份信息的无线信号发出,第二无线模块接收该信号,并反馈给第一控制单元;第一控制单元根据接收到的无线信号判定与其连接的电动工具11的类型,并最终选择与电动工具11匹配的电机工作参数。
一种可能的实施方式中,第一控制单元还可以包括温度检测模块和过载保护模块。具体地,该温度检测模块用于检测第一控制单元的工作温度。过载保护模块用于在第一控制单元的工作电流超过预设值时,切断电源或者切换电机16的工作模式。
无刷电机的负载能力强;并且,同等功率下,无刷电机具有比有刷电机更小的结构尺寸。为此,本实施方式的电动工具均采用无刷电机作为驱动源。该无刷电机的直径D1在17-28mm之间。进一步的,无刷电机的直径不大于25mm。
故,相较于现有技术中的由2AH电池容量的电池包供电的电动工具,本申请实施方式所提供的电动工具具有更小的电机尺寸,甚至是结构尺寸。相较于具有小结构尺寸的电动工具,本申请实施方式的电动工具能够由更大容量的电池包供电。
当然,也可以根据不同电动工具的工作特性,选择有刷电机作为驱动源。
一种可能的实施方式中,无刷电机选用外转子无刷电机。
根据电动工具11的不同类型,控制装置12需要实现的功能也有所不同。下文将针对不同的电动工具分别进行说明。
如图2-5所示,电动工具11为角磨。此类电动工具的输出轴输出旋转运动,从而驱动工作头45完成特定操作。诸如,利用角磨切削或打磨玻璃钢等工件。
电动工具为角磨时,壳体18包括用于收容电机16以及传动机构14的第一筒部17以及第二筒部19。第二筒部19被构造为供用户抓握的手柄。其中,第一筒部17包括收容电机16的电机壳体170以及收容传动机构14的传动壳体171。并且,传动壳体171的径向尺寸小于电机壳体170的径向尺寸;第一筒部17大致沿竖直方向布置,第二筒部19大致沿水平方向布置。
由于控制单元以及电源均独立于电动工具11设置,电动工具11的结构尺寸得以小型化。本实施方式中,第二筒部19在沿水平方向的尺寸L1在80-150mm之间。也即,当用户握持第二筒部19时,用户的手几乎握住了第二筒部19的绝大部分。同时,为了保证良好的握持体验,第二筒部19的径向尺寸应设置在合理的范围内。本实施方式中,第二筒部19的直径D2在25-41mm之间,电池容量与握持尺寸的比值在2/25-2/41之间。
如图5所示,角磨在切削过程中,其真正能执行切削操作的为——工作头45超出传动壳体171外壁的那部分。换句话说,在工作头45的径向尺寸相对固定的情况下,电机轴线X1与传动壳体171外壁之间的距离L2越大,工作头45所能切削的工件厚度越小。本实施方式中,电机轴线X1与传动壳体171外壁之间的距离L2在10-18mm之间。
如图6-7所示,电动工具11为直磨机。与角磨类似,直磨机的输出轴也输出旋转运动,从而驱动工作头完成特定操作。诸如,利用直磨机进行工件的表面磨削等工作。
直磨机11的壳体18为一沿纵长方向延伸的筒状壳体,其提供了供用户抓握的握持部180,并且壳体18内部收容有电机16以及传动机构。
直磨机选用无刷电机作为驱动源,其握持部180的直径D3在23-34mm之间。壳体18在沿纵长方向的尺寸L3在120-180mm之间。
角磨,直磨机类的电动工具,其工作形式仅仅为工作头的旋转运动,控制装置12所能实现的功能也较为简单。即,当连接的电动工具11为直磨机或角磨时,控制装置12主要实现电池包27的电力传输以及电机16的转速控制。
如图8-9所示,电动工具11为吹风机。吹风机的工作形式为向外界输出气流。吹风机的壳体18上设置有出风口19,壳体18内还设置有电机16和风扇13。其中,风扇13由电机16驱动转动,产生气流。
一种可能的实施方式中,风扇13选用离心式风扇。
如图10-11所示,电动工具11为热风枪。热风枪的工作形式是向外界输出热风。壳体18上设置有出风口19;壳体18内还设置有电机16,电阻丝17以及风扇13。风扇13由电机16驱动转动,产生气流;电阻丝17接收电池包27的电力发热,为风扇13产生的气流加热。在沿气流的流通路径上,电阻丝17比风扇13更靠近出风口19设置;如此,风扇13所产生的气流在流经出风口19的过程中,其能够被电阻丝17加热。
电动工具11为热风枪时,壳体18的内部还设置有温度保护模块。当气流的温度高于预设温度时,温度保护模块工作,切断传输给电机16以及电阻丝17的电力。
前述的直磨机、角磨等电动工具,其通过电机16驱动工作头转动完成特定作业,电池包27的电力主要用于驱动电机16转动。而在热风枪中,电池包27的电力除驱动电机16旋转,产生气流外,还需供给给电阻丝17,为其加热。为此,第一控制单元在识别电动工具11的类型后,将控制电池包27的一部分电力传输给电阻丝17。
需要说明的是,电池包27供给给电阻丝17的电力也通过前述的为电机16供电的导电线232传输。
如图12-13所示,电动工具11为电烙铁。电烙铁11的主要用途是焊接元件及导线。为此,电烙铁11主要设置有烙铁芯41和烙铁头43。其中,烙铁芯41位于壳体18的内部,用于接收电池包27的电力发热,烙铁头43设置在壳体18的一端,用于焊接。区别于前述的动力工具,电烙铁11的壳体18内部没有电机。
当控制装置12连接电池包27且线缆23连接电烙铁11时,按下第一开关28;电池包27的电力便输出至烙铁芯41,使其加热。
本实施方式中,当连接的电动工具为电烙铁时,控制装置12所实现的功能为向其传输电力,不涉及控制转速等功能。
一种可能的实施方式中,电烙铁11的壳体18内部还设置有第二控制单元,用于进行温度控制。其壳体18上还设置有温度选择钮,供用户根据实际的需要选择温度。
请参阅图2。本申请实施方式提供了一种电动工具系统10,其包括:前述的控制装置12和电动工具11;其中,所述控制装置12包括第一壳体15、第一控制单元、电池包安装部25以及第一接口21;所述第一控制单元设置于所述第一壳体15内,用于在电动工具11与控制装置12连接时,控制所述电动工具11的电机的工作参数;所述电池包安装部25设置于所述第一壳体15上,用于连接电池包27;所述电池包27用于为所述电机提供电力;电动工具11包括第二壳体18、设置于所述第二壳体18内的电机以及设置于所述第二壳体18上的第二接口22;其中,所述第二接口22与所述电机电性连接;当所述第一接口21通过线缆23与所述第二接口22连接时,所述第一控制单元与所述电机电性连接。
使用时,可手持第二壳体18对电动工具11进行操作,而控制装置12可以被放置在一边,用户不用承担其重量。
由以上方案可以看出,本申请实施方式所述的电动工具系统10通过设置外置的具有第一控制单元与电池包安装部25的控制装置12;使得电动工具11内不需要设置用于控制电机的工作参数的第一控制单元;且使得电动工具11内不需要设置用于为电机16提供电力的电源。也即将第一控制单元、电源与电动工具11分开设置。如此一方面减小了电动工具11的体积和重量。另一方面,在手持第二壳体18对电动工具11进行操作时,控制装置12可以放置在一边,用户不用承担其重量;并且,本申请实施方式所提供的电动工具系统中,电动工具同控制单元以及电池包安装部分开设置,电动工具的结构尺寸小,重量轻,更易于握持;同时,小结构尺寸的电动工具采用电池容量为2AH的电池包供电,续航能力更强。
并且,本申请实施方式所述的电动工具系统10中的控制装置12通用于多种电动工具11中,这样,不仅可以提升控制装置12的适配性,还可以降低电动工具11的生产成本。又因为本申请实施方式所述的电动工具系统10中的电动工具11采用无刷电机16,因此,效率更高。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象,两者之间并不存在先后顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (14)

1.一种控制装置,用于适配至少两种电动工具,其特征在于,所述控制装置包括:
第一壳体;
电池包安装部,其包括一对导轨,用于可拆卸地连接电池包,所述电池包能够沿所述一对导轨滑动从而与所述控制装置接合或脱开;
第一控制单元,其设置于所述第一壳体内,用于监测所述电池包的电压、电流和温度参数中的至少一个判断所述电池包的工作状态,当所述电池包异常时切断所述电池包向所述电动工具的电力传输;
第一用户操作单元,设置于所述第一壳体上,供用户操作以控制所述电动工具的工作部件;
第一接口,与所述第一用户操作单元电性连接,其通过线缆与所述电动工具电性连接。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述第一控制单元用于保护所述电池,所述电动工具包括工作部件和第二控制单元,所述第二控制单元用于控制所述工作部件。
3.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述第一控制单元用于控制所述电池及所述电动工具的工作部件,所述第一控制单元包括识别模块,所述识别模块用于识别与其连接的电动工具的类型,以选择与电动工具匹配的工作参数。
4.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述第一用户操作单元包括第一开关和/或第一调节开关,所述第一开关用于控制所述电池包与所述电动工具之间的电连接,所述第一调节开关用于调节所述电动工具的工作参数。
5.一种电动工具系统,其特征在于,其包括:控制装置及与控制装置匹配的电动工具,所述电动工具至少涵盖两种类型的电动工具,其中,
所述控制装置包括第一壳体、设置于所述第一壳体上且用于连接电池包的电池包安装部、设置于所述第一壳体内可控制所述电池包放电的第一控制单元、供用户操作以控制所述电动工具的第一用户操作单元以及与所述第一用户操作单元电性连接的第一接口;
所述电动工具包括第二壳体、工作部件以及第二接口;
电池包安装部包括一对导轨,用于可拆卸地连接电池包,所述电池包能够沿所述一对导轨滑动从而与所述控制装置接合或脱开;
所述第一接口通过线缆与所述第二接口连接,使得所述控制装置与所述电动工具电性连接。
6.根据权利要求5所述的电动工具系统,其特征在于:所述第一控制单元用于保护所述电池,所述电动工具包括用于控制工作部件的第二控制单元,所述第二控制单元根据内部存储的预设控制指令控制所述工作部件。
7.根据权利要求6所述的电动工具系统,其特征在于:所述第一用户操作单元包括第一开关和/或第一调节开关,所述第一开关用于控制所述电池包与所述电动工具之间的电连接,所述第一调节开关用于调节所述电动工具的工作参数。
8.根据权利要求6所述的电动工具系统,其特征在于:所述电动工具涵盖未设置第二调节开关的电动工具及设置第二调节开关的电动工具,定义未设置有所述第二调节开关的电动工具为第一电动工具,定义设置有所述第二调节开关的电动工具为第二电动工具,所述第二调节开关用于调节所述第二电动工具的工作参数。
9.根据权利要求8所述的电动工具系统,其特征在于:所述第二调节开关连接至所述第二控制单元,并用于生成第二调节信号;所述第一用户操作单元包括第一调节开关,所述第一调节开关用于生成第一调节信号;
所述第二控制单元接收所述第二调节信号,并根据预先设定的优先级选择所述第一调节信号或所述第二调节信号中的一个,用于调节所述工作部件的工作参数。
10.根据权利要求6所述的电动工具系统,其特征在于:所述电动工具涵盖未设置电机的电动工具及设置电机的电动工具,所述电机为有刷电机或无刷电机,所述第二控制单元包括电机驱动电路,所述工作部件的工作参数包括电机的输出扭矩、电压、转速和功率中的任一种。
11.根据权利要求6所述的电动工具系统,其特征在于:所述电动工具为电烙铁,所述第二控制单元包括温度控制单元及加热电路。
12.根据权利要求5所述的电动工具系统,其特征在于:所述第一控制单元包括识别模块;用于识别与其连接的电动工具的类型,以选择与电动工具匹配的工作参数。
13.根据权利要求5所述的电动工具系统,其特征在于:所述电动工具的类型包括角磨、直磨机、吹风机、热风枪、电烙铁。
14.根据权利要求5所述的电动工具系统,其特征在于:所述电动工具包括用于控制所述工作部件的第二控制单元;所述线缆内部设置有三根导线,其中,两根导线为导电线,用于将电池包的电力传输给电动工具,一根导线为信号线,用于电性连接所述第二控制单元和所述第一用户操作单元,所述第二控制单元通过所述信号线检测所述用户输入的控制指令。
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