电机控制模块和包括电机控制模块的电动工具制造技术

本申请涉及一种电机控制模块(100)，包括电机(110)，电机开关(120)，和电机控制器(130)，其被配置为响应于电机开关(120)的致动而执行自动控制逻辑或实时控制逻辑，在自动控制逻辑中电机(110)的输出转速从0变化到预设阈值转速(Npre)并在该预设阈值转速处持续预设时间段(Tpre)，然后变化到最终稳定转速，在实时控制逻辑中在电机(110)的实时转速达到预设阈值转速时在预设阈值转速处持续预设时间段，其中预设阈值转速为电机的空载额定转速(NR)的1/6

【技术实现步骤摘要】
电机控制模块和包括电机控制模块的电动工具


[0001]本申请涉及用于电动工具的电机控制模块及包括电机控制模块的电动工具，特别是输出往复直线运动(冲击或锤击运动)的电动工具。

技术介绍

[0002]诸如电锤或锤钻等输出往复直线运动的电动工具在日常生活中较为常见。这种电动工具总体上包括包含电机的驱动部分，内部容置有冲击装置的管状本体(或称为锤管)，以及用于保持电动工具的刀具(例如钻头)的刀具夹持装置。
[0003]操作过程中，通过致动电机开关而启动电机时，电机输出轴的旋转运动被经由传动转换结构、例如摆动轴承传递到在锤管内往复运动的冲击装置，冲击装置进而驱动电动工具的刀具一起作往复直线运动。电动工具的冲击装置具有不被电机驱动(与电机脱离耦合)因而不产生冲击力的空载位置和与电机耦合而被驱动因而产生冲击力的负载位置，并且能够在两者之间往复运动。
[0004]通常，出于安全和延长工具使用寿命的考虑，电动工具操作完成之后停机时，希望同时设计成冲击装置回到并停留在空载位置。然而，如果由于某些原因、例如发生了故障或其它人为因素，电动工具停机时冲击装置并未正确返回空载位置，而是停留在与电机相耦合的负载位置。那么电动工具在下次开机时，电机短时间内即输出高转速并且在冲击装置上产生冲击力，这一方面会造成浪费能量的无效撞击动作(空锤)，另一方面可能产生安全事故。
[0005]安全事故中包括不合适的刀具的高速飞出或弹出。众所周知，电动工具为了实现不同的功能，通常会配置不同柄部构造(形状和/或尺寸)的钻头。如果因为操作不当工作人员在电动工具内安装了柄部尺寸较小的钻头、但并未将其夹紧或锁定牢固，或者由于错误操作工作人员可能在电动工具上安装了柄部尺寸太小、本就不允许在该电动工具上使用的钻头，那么在电动工具启动过程中，如若在冲击装置处于负载位置的情况下电机迅速输出高转速使电动工具产生巨大能量并且冲击装置产生巨大冲击力，钻头会突然、高速“冲”或“弹”出电动工具的夹持装置。在这种情况下钻头被弹射出速度快、能量高，可能对周围的人员或物品造成破坏，引发安全事故。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是解决上述技术问题中的至少一个。
[0007]为此，在本申请的第一方面中，提供了一种用于电动工具的电机控制模块，所述电动工具被配置用于至少输出往复直线运动，所述电机控制模块包括：电机；用于启动电机的电机开关，所述电机开关具有档位设定转速为零的关档位和至少一个开档位，所述至少一个开档位中的每一个开档位具有各自的档位设定转速；和电机控制器，其配置为执行下述自动控制逻辑，所述自动控制逻辑包括：在所述电机开关被从所述关档位致动到所述至少一个开档位中的目标开档位时自动控制所述电机以：使其输出转速从0变化到预设阈值转
速并在所述预设阈值转速处持续预设时间段，然后从所述预设阈值转速变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，其中预设阈值转速为电机的空载额定转速的1/6
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2/3并且所述预设时间段为0.2s
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3s。
[0008]在本申请的第二方面中，提供了一种用于电动工具的电机控制模块，所述电动工具被配置用于输出往复直线运动，所述电机控制模块包括：电机；用于启动电机的电机开关，所述电机开关具有档位设定转速为零的关档位和多个开档位，所述多个开档位中的每一个开档位具有各自的档位设定转速；和电机控制器，其配置为基于实时测得的电机转速控制所述电机以执行实时控制逻辑，所述实时控制逻辑包括：在所述电机开关被从档位设定转速小于预设阈值转速的第一档位致动到所述多个开档位中的档位设定转速大于等于预设阈值转速的目标开档位时，使电机的输出转速从对应于所述第一档位的档位设定转速变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，并且在此变化过程中，在所述实时测得的电机转速到达所述预设阈值转速时执行在所述预设阈值转速处持续预设时间段，其中预设阈值转速为电机的空载额定转速的1/6
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2/3并且所述预设时间段为0.2s
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3s。
[0009]在本申请的第三方面中，提供了一种用于电动工具的电机控制模块，所述电动工具被配置用于输出往复直线运动，所述电机控制模块包括：电机；用于启动电机的电机开关，所述电机开关具有档位设定转速为零的关档位和至少一个开档位，所述至少一个开档位中的每一个开档位具有各自的档位设定转速；模式选择器，其被配置用于在与电机的实时转速无关地控制电机的输出转速的第一控制模式和与电机的实时转速相关地控制电机的输出转速的第二控制模式中进行择一性选择；和电机控制器，其配置为在所述第一控制模式下执行自动控制逻辑以及在所述第二控制模式下执行实时控制逻辑，其中，所述自动控制逻辑包括：在所述电机开关被从所述关档位致动到所述至少一个开档位中的目标开档位时自动控制所述电机以：使其输出转速变化到预设阈值转速并在所述预设阈值转速处持续预设时间段，然后从所述预设阈值转速变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，其中预设阈值转速为电机的空载额定转速的1/6
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2/3并且所述预设时间段为0.2s
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3s；其中，所述实时控制逻辑包括：所述至少一个开档位包括多个开档位，在所述电机开关被从档位设定转速小于预设阈值转速的第一档位致动到所述多个开档位中的档位设定转速大于预设阈值转速的目标开档位时，使电机的输出转速从对应于所述第一档位的档位设定转速变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，并且在此变化过程中，在所述实时测得的电机转速到达所述预设阈值转速时执行在所述预设阈值转速处持续预设时间段，其中预设阈值转速为电机的空载额定转速的1/6
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2/3并且所述预设时间段为0.2s
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3s。
[0010]在本申请的第四方面中，提供了一种电动工具，包括：上述电机控制模块；管状本体，其限定出内孔，冲击装置被容置于所述内孔内；和夹持装置，其包括夹持体，夹持体具有适于接收所述电动工具的刀具的柄部的刀具接收孔，其中，所述电动工具的操作过程中，所述电机控制模块的电机驱动所述冲击装置、并且所述冲击装置进而驱动所述刀具进行往复直线运动，所述冲击装置具有脱离与电机的耦合的空载位置和与电机相耦合而产生冲击力的负载位置。
[0011]利用本申请的电机控制模块的电动工具，当在电动工具操作的开始过程中致动电机控制模块的电机开关而启动电机时，电机的输出转速在第一时间段内从0上升到预设阈值转速并在该预设阈值转速处持续预设时间段，然后变化(升高或降低)到最终稳定转速。
其中，预设阈值转速为电机的空载额定转速的1/6
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2/3，并且预设时间段为0.2s
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3s。
[0012]在电机启动过程中设定此预设阈值转速和预设时间段使得：在此时间段内电机的运转在如上所述可能处于负载位置(未正确返回空载位置)的冲击装置上产生的冲击力足以使其移动至空载位置。此移动过程一方面能够确保未正确锁定的钻头或者被错误安装的尺寸过小的钻头被以相对较低的速度、相对较低的能量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电动工具的电机控制模块(100)，所述电动工具被配置用于至少输出往复直线运动，所述电机控制模块(100)包括：电机(110)；用于启动电机(110)的电机开关(120)，所述电机开关(120)具有档位设定转速为零的关档位和至少一个开档位，所述至少一个开档位中的每一个开档位具有各自的档位设定转速；和电机控制器(130)，其配置为执行下述自动控制逻辑，所述自动控制逻辑包括：在所述电机开关(120)被从所述关档位致动到所述至少一个开档位中的目标开档位时自动控制所述电机(110)以：使其输出转速从0变化到预设阈值转速(Npre)并在所述预设阈值转速(Npre)处持续预设时间段(Tpre)，然后从所述预设阈值转速(Npre)变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，其中预设阈值转速(Npre)为电机的空载额定转速(NR)的1/6
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2/3并且所述预设时间段(Tpre)为0.2s
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3s。2.根据权利要求1所述的电机控制模块(100)，其中，所述电机开关(120)是仅包括所述目标开档位和所述关档位的ON/OFF开关，所述档位设定转速为所述电机(110)的空载额定转速(NR)；或者所述电机开关(120)是多级开关并且所述至少一个开档位包括以离散的形式提供的多个开档位，或者所述电机开关(120)是无级开关并且所述至少一个开档位包括以连续的形式提供的多个开档位，所述多个开档位的各档位设定转速中的最大值等于所述电机(110)的空载额定转速(NR)。3.一种用于电动工具的电机控制模块(100)，所述电动工具被配置用于输出往复直线运动，所述电机控制模块(100)包括：电机(110)；用于启动电机(110)的电机开关(120)，所述电机开关(120)具有档位设定转速为零的关档位和多个开档位，所述多个开档位中的每一个开档位具有各自的档位设定转速；和电机控制器(130)，其配置为基于实时测得的电机(110)转速控制所述电机(110)以执行实时控制逻辑，所述实时控制逻辑包括：在所述电机开关(120)被从档位设定转速小于预设阈值转速(Npre)的第一档位致动到所述多个开档位中的档位设定转速大于等于预设阈值转速(Npre)的目标开档位时，使电机(110)的输出转速从对应于所述第一档位的档位设定转速变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，并且在此变化过程中，在所述实时测得的电机(110)转速到达所述预设阈值转速(Npre)时执行在所述预设阈值转速(Npre)处持续预设时间段(Tpre)，其中预设阈值转速(Npre)为电机的空载额定转速(NR)的1/6
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2/3并且所述预设时间段(Tpre)为0.2s
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3s。4.根据权利要求3所述的电机控制模块(100)，其中，所述电机开关(120)是多级开关并且所述多个开档位是以离散的形式提供的多个开档位，或者所述电机开关(120)是无级开关并且所述多个开档位是以连续的形式提供的多个开档位，所述多个开档位的各档位设定转速中的最大值等于所述电机(110)的空载额定转速(NR)。5.一种用于电动工具的电机控制模块(100)，所述电动工具被配置用于输出往复直线运动，所述电机控制模块(100)包括：
电机(110)；用于启动电机(110)的电机开关(120)，所述电机开关(120)具有档位设定转速为零的关档位和至少一个开档位，所述至少一个开档位中的每一个开档位具有各自的档位设定转速；模式选择器(140)，其被配置用于在与电机(110)的实时转速无关地控制电机(110)的输出转速的第一控制模式和与电机(110)的实时转速相关地控制电机(110)的输出转速的第二控制模式中进行择一性选择；和电机控制器(130)，其配置为在所述第一控制模式下执行自动控制逻辑以及在所述第二控制模式下执行实时控制逻辑，其中，所述自动控制逻辑包括：在所述电机开关(120)被从所述关档位致动到所述至少一个开档位中的目标开档位时自动控制所述电机(110)以：使其输出转速变化到预设阈值转速(Npre)并在所述预设阈值转速(Npre)处持续预设时间段(Tpre)，然后从所述预设阈值转速(Npre)变化到对应于所述目标开档位的档位设定转速，其中预设阈值转速(Npre)为电机的空载额定转速(NR)的1/6
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2/3并且所述预设时间段(Tpre)为0.2s

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥格，
申请(专利权)人：博世电动工具中国有限公司，
类型：发明
国别省市：