TWI704760B - 具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述電池驅動設備係包括有一供電單元及一驅動電路及一有刷馬達，該驅動電路具有一中央處理單元，而該有刷馬達設置有一傳動軸及至少一電極腳位及一感測電路及一磁轉盤，且該有刷馬達係以所述傳動軸組設所述磁轉盤，另該感測電路具有一霍爾感測晶片，藉此，所述有刷馬達運轉時，係由所述傳動軸轉動該磁轉盤，而該霍爾感測晶片係感測所述磁轉盤於有刷馬達上之圈數且產生有一轉數訊號，而該感測電路則將該轉數訊號傳送至所述中央處理單元，使該中央處理單元可透過所述轉數訊號判斷轉動圈數或由轉動圈數設定輸出扭力或極限扭力，進而達到可取代無刷馬達構造複雜且高成本之問題，並同時達到維修容易且降低成本之功效者。

Description

具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備

本發明係有關於一種電池驅動設備，尤指一種維修容易且降低成本之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備。

按，於目前的生活環境中，以電池來驅動之動力工具使用相當頻繁，而以電力啟動的機具皆與馬達不可分，馬達主要就是連接至電源以供動力至工具，而馬達的應用原理主要在於將電流產生磁場所形成的電能轉換為機械能，以便驅動機械作旋轉、振動或直線運動，尤其是一般的手工具，而一般先前技術的手工具因為模組化的關係，所以只要內部零件有損壞時，都需要耗費整組更換的成本，更且先前技術的動力工具主要都是使用無刷馬達，但使用無刷馬達的動力工具構造相對複雜，進而造成維修上相對複雜與耗費維修成本，並且無刷馬達之單價高，進而造成使用無刷馬達之動力工具成本相對提高，另外，目前以電池來驅動之動力工具大多會使用大電流或是高電壓運轉，且其動力工具通常以機械式的方式來控制其運作扭力，但目前市面上之動力工具並無最完善之保護機制，進而造成動力工具損壞率提高且使用壽命減短等問題產生。

是以，要如何解決上述習用使用無刷馬達高成本且保護機制不夠完善之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的在於提供一種利用霍爾電路組設於有刷馬達，以取代無刷馬達構造複雜且高成本，達到維修容易且降低成本之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備。

本發明之次要目的，在於提供一種可偵測有刷馬達電流，以於電流產生異常具自動斷電保護機制之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備。

本發明之次要目的，在於提供一種可偵測有刷馬達輸出扭力，以於扭力過大具自動斷電保護機制之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備。

本發明之次要目的，在於提供一種可經由燈光顏色輸出來判斷運作狀況之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備。

本發明之次要目的，在於提供一種可固定輸出轉數以達到定位/定量運作輸出之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備。

為達上述目的，本發明係提供一種具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述電池驅動設備係包括有一供電單元及一驅動電路及一有刷馬達，其中所述驅動電路電性連接所述供電單元及有刷馬達，並該驅動電路具有一中央處理單元，而該有刷馬達設置有一傳動軸及至少一電極腳位，並該有刷馬達上設置有一感測電路及組設有一磁轉盤，且該有刷馬達係以所述傳動軸組設所述磁轉盤，另該感測電路具有一霍爾感測晶片，藉此，所述有刷馬達運轉時，係由所述傳動軸轉動該磁轉盤，而該霍爾感測晶片係感測所述磁轉盤於有刷馬達上之圈數且產生有一轉數訊 號，而該感測電路則將該轉數訊號傳送至所述中央處理單元，使該中央處理單元可透過所述轉數訊號判斷轉動圈數或由轉動圈數設定輸出扭力或極限扭力，進而達到可取代無刷馬達構造複雜且高成本之問題，並同時達到維修容易且降低成本之功效者。

1‧‧‧電池驅動設備

2‧‧‧供電單元

3‧‧‧驅動電路

31‧‧‧中央處理單元

32‧‧‧溫度感知單元

33‧‧‧發光指示單元

4‧‧‧有刷馬達

41‧‧‧傳動軸

42‧‧‧電極腳位

43‧‧‧感測電路

431‧‧‧霍爾感測晶片

44‧‧‧磁轉盤

5‧‧‧板機控制電路

51‧‧‧板機開關

52‧‧‧穩壓單元

53‧‧‧可變電阻

6‧‧‧橋式電路

7‧‧‧電流偵測電路

S1‧‧‧操控訊號

S2‧‧‧指示訊號

S3‧‧‧轉數訊號

S4‧‧‧溫度感測訊號

第1圖係為本發明之方塊示意圖。

第2圖係為本發明之局部示意圖。

第3圖係為本發明之方塊實施示意圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

首先，請參閱第1圖及第2圖所示，係為本發明之方塊示意圖及局部示意圖，由圖中可清楚看出，其中所述電池驅動設備1係包括有一供電單元2及一驅動電路3及一有刷馬達4及一板機控制電路5及一橋式電路6及一電流偵測電路7。

其中所述供電單元2係為電池，而該供電單元2係電性連接所述驅動電路3，該驅動電路3具有一中央處理單元31及一溫度感知單元32及一發光指示單元33，該溫度感知單元32及發光指示單元33係電性連接所述中央處理單元31。

其中所述有刷馬達4係電性連接所述驅動電路3，且該有刷馬達4係經由所述橋式電路6電性連接所述驅動電路3，並該有刷馬達4中心位置處設置有一傳動軸41及側邊設置有至少一電極腳位42，另該有刷馬達4上設置有一感測電路43及一磁轉盤44，而該有刷馬達4係經由所述傳動軸41組設所述磁轉盤44且相對設置於所述感測電路43相對該有刷馬達4另一側，該感測電路43具有一霍爾感測晶片431。

其中所述該板機控制電路5具有一板機開關51及一穩壓單元52，且該板機控制電路5電性連接所述驅動電路3及供電單元2並以板機開關51控制所述有刷馬達4，又該板機控制電路5更具有至少一可變電阻53，該可變電阻53係可為滑動式電阻或旋轉式電阻，且該可變電阻53係調整所述有刷馬達4轉速，另該電流偵測電路7電性連接所述中央處理單元31及有刷馬達4，而該供電單元2係經由所述板機控制電路5之穩壓單元52電性連接所述驅動電路3。

再請同時參閱前述附圖及第3圖所示，係為本發明之方塊實施示意圖，其中使用所述電池驅動設備1時，係經由操控所述板機開關51，而該板機控制電路5產生有一操控訊號S1且輸入所述供電單元2之電池電源，而其電池電源首先經過所述穩壓單元52輸出3.3V穩定電壓至所述驅動電路3之中央處理單元31，而該中央處理單元31接收所述穩定電壓後則啟動所述有刷馬達4，又其中該有刷馬達4之轉速係可透過所述可變電阻53之調整而變化，其可變電阻53調整後之阻值調整則是經由所述中央處理單元31來調整其馬達之轉速，又其中央處理單元31係可依照其有刷馬達4運轉之運轉狀況來產生有一指示訊號S2至所述發光指示單元33，而其中運轉狀況可為電池過電壓/馬達過電流/馬達過溫/電池電力/正常工作/馬達堵轉等狀況，且該中央處理單元31依照其指示訊號S2來使發光指示單元33分別產生有不同顏色指示代表不同狀況發生，以達到可經由燈光顏色輸出來判斷運作狀況之功效者，進而降低該電池驅動設備1損壞率且避免使用壽命減短等問題產生。

又其中所述有刷馬達4運轉時，係由所述傳動軸41轉動該磁轉盤44，而該霍爾感測晶片431係感測所述磁轉盤44於有刷馬達4上之圈數且產生有一轉數訊號S3，而該感測電路43則將該轉數訊號S3傳送至所述中央處理單元31，使該中央處理單元31可透過所述轉數訊號S3判斷轉動圈數或由轉動圈數來設定輸出扭力或極限扭力，而其設定模式可為固定圈數即停止模式，也就是固定輸出轉數，而其固定輸出轉數則可應用於定位/定量之電池驅動設備1上，又或者另一設定模式可為做定扭力或極限扭力設定模式，因為其有刷馬達4受負載特性關係，負載越大轉數越低，而該轉數訊號S3下降之情況下，便可對其電池驅動設備1做定扭力或極限扭力設定，藉此，所述有刷馬達4運轉時，係由所述傳動軸41轉動該磁轉盤44，而該霍爾感測晶片431係感測所述磁轉盤44於有刷馬達4上之圈數且產生有所述轉數訊號S3，而該感測電路43則將該轉數訊號S3傳送至所述中央處理單元31，使該中央處理單元31可透過所述轉數訊號S3判斷轉動圈數或由轉動圈數設定輸出扭力或極限扭力，進而達到可取代無刷馬達構造複雜且高成本之問題，並同時達到維修容易且降低成本之功效者，且同時達到可定位/定量運作輸出之功效。

又其中有刷馬達4經由所述中央處理單元31啟動後，該電流偵測電路7係針對其有刷馬達4之電流進行偵測，以於該有刷馬達4電流產生異常時自動斷電，又或者該中央處理單元31也可依照其有刷馬達4特性曲線 及轉數之偵測來判斷電流值，又或者經由所述溫度感知單元32來感測其溫度且產生溫度感測訊號S4至所述中央處理單元31，而該中央處理單元31經由所述溫度感測訊號S4判斷產生異常時自動斷電，以使該電池驅動設備1達到電流或溫度產生異常及扭力過大具自動斷電保護機制，進而降低該電池驅動設備1損壞率且避免使用壽命減短等問題產生。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍。

1‧‧‧電池驅動設備

2‧‧‧供電單元

3‧‧‧驅動電路

31‧‧‧中央處理單元

32‧‧‧溫度感知單元

33‧‧‧發光指示單元

4‧‧‧有刷馬達

41‧‧‧傳動軸

42‧‧‧電極腳位

43‧‧‧感測電路

431‧‧‧霍爾感測晶片

44‧‧‧磁轉盤

5‧‧‧板機控制電路

51‧‧‧板機開關

52‧‧‧穩壓單元

53‧‧‧可變電阻

6‧‧‧橋式電路

7‧‧‧電流偵測電路

Claims (8)

1. 一種具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述電池驅動設備係包括：一供電單元；一驅動電路，該驅動電路電性連接所述供電單元，且該驅動電路具有一中央處理單元；一有刷馬達，該有刷馬達電性連接所述驅動電路，且該有刷馬達設置有一傳動軸及至少一電極腳位，並該有刷馬達上設置有一感測電路且以所述傳動軸組設有一磁轉盤，而該感測電路具有一霍爾感測晶片且由該霍爾感測晶片感測所述磁轉盤與該電極腳位間之磁性變化而產生一轉數訊號傳送至所述中央處理單元，使該中央處理單元可透過所述轉數訊號判斷轉動圈數或由轉動圈數設定輸出扭力；一電流偵測電路，該電流偵測電路電性連接所述中央處理單元及有刷馬達，該電流偵測電路係針對其有刷馬達之電流進行偵測，以於該有刷馬達電流產生異常時自動斷電。
2. 如請求項1所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述電池驅動設備更包括有一板機控制電路。
3. 如請求項2所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述板機控制電路具有一板機開關及一穩壓單元，且該板機控制電路電性連接所述驅動電路並以板機開關控制所述有刷馬達。
4. 如請求項3所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述板機控制電路更具有至少一可變電阻，該可變電阻係調整所述有刷馬達轉速。
5. 如請求項1所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所 述驅動電路更具有一溫度感知單元，該溫度感知單元係電性連接所述中央處理單元。
6. 如請求項1所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述驅動電路更具有一發光指示單元，該發光指示單元係電性連接所述中央處理單元。
7. 如請求項1所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述電池驅動設備更具有一橋式電路，該橋式電路電性連接所述中央處理單元及有刷馬達。
8. 如請求項3所述之具定位及定扭力控制電路的電池驅動設備，其中所述板機開關控制所述有刷馬達轉動，而該有刷馬達轉動時其傳動軸同時帶動該磁轉盤轉動於該感測電路上，以使該磁轉盤與該電極腳位產生磁性變化。

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