沖擊扭矩電動工具制造技術

本實用新型專利技術涉及一種輸出定量扭矩的電動工具，該工具包括位于殼體內的電機、控制器及其監控的電機轉速偵測單元和電子開關，及與所述控制器相連的扭矩設定裝置，還包括第一循環周期閾值設定單元和參數預值設定單元；與所述控制器相連的電機電流偵測單元或電機電壓偵測單元；所述控制器首先根據扭矩設定裝置預設輸出扭矩值，預設第一循環周期閾值和參數預設單元預設的電機轉速；接著監控電機轉速偵測單元和電子開關，以PWM閉環調制方式控制電機的轉速保持在預定值；然后測算儲能-沖擊循環的循環周期，直至其達到第一循環周期閾值時，通過電子開關控制電機停機，該電動工具能輸出高精度的扭矩。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種沖擊扭矩電動工具，屬于電動旋轉儲能沖擊工具。
技術介紹
在對擰緊工藝有嚴格要求的裝配線，對螺栓預緊力有要求，以使生產出來的產品質量有保障；在一些設備安裝、調試的工作環境中，更需要嚴格控制螺栓的預緊力，由于螺栓預緊力與扭矩的對應關系，這需要電動工具能保證定量的扭矩輸出。動態扭矩傳感器式電動工具是在擰緊軸上安裝有傳感器，時刻監測扭力值的變化，當達到預定扭矩時，電機即停止工作，這種方案似乎能解決問題，但是成本太高，體積大且壽命不長，因而實用性欠佳。對于電動儲能沖擊工具，如電動沖擊扳手、電動沖擊螺絲批、電動沖擊鉆等，定量扭矩輸出的一般措施是通過調速開關調節電機的供電電壓比例來實現的；然而，由于電源電壓的波動、開關本身的調節比例的波動，都會影響該電動工具扭矩的輸出精度。特別是，調節電機工作電壓的方式，導致電機一直工作在較低的轉速下，嚴重影響工作效率。另有些電動工具，采用檔位開關來調節電機的供電電壓比例來實現扭矩的調節，雖然比調速開關穩定一些，但也存在隨著供電電壓的變化導致精度難以保證，而且也存不同的負載下，沖擊作用時間不同，導致輸出精度差異很大。這是現有技術的缺陷。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本技術解決的技術問題是提供一種能更精確輸出扭矩的扭矩電動工具，本技術的沖擊扭矩電動工具，包括位于殼體內的電機、由電機驅動的儲能-沖擊組件、MCU控制器及其監控的電機轉速偵測單元和電子開關，及與所述控制器相連的扭矩設定裝置，其特征在于還包括：與所述控制器相連的第一循環周期閾值設定單元和參數預值設定單元；用于測算儲能-沖擊循環的循環周期的與所述控制器相連的電機電流偵測單元或電機電壓偵測單元；所述控制器首先根據扭矩設定裝置預設輸出扭矩值，預設第一循環周期閾值和參數預設單元預設的電機轉速；接著監控電機轉速偵測單元和電子開關，以PWM閉環調制方式控制電機的轉速保持在預定值；然后測算儲能-沖擊循環的循環周期，直至其達到第一循環周期閾值時，通過電子開關控制電機停機，從而輸出預定量扭矩。電機轉速恒定之前，所述控制器還測算該時刻電機實測轉速相對應的第二循環周期閾值TX和對應該儲能-沖擊循環的循環周期，直至測算的循環周期達到該第二循環周期閾值TX時為止。本技術通過設定第一循環周期閾值和維持電機轉速恒定，可使循環周期與輸出扭矩之間建立精確的對應關系，當循環周期達到第一循環周期閾值時控制電機停機，即輸出更精確的預定量扭矩。本技術通過測算第二循環周期閾值，當循環周期達到第二循環周期閾值時即維持電機轉速，而且保持了工作的高效。附圖說明圖1是本技術的電動工具的結構示意圖。圖2是圖1的局部剖視圖，顯示了本技術的儲能-沖擊組件的結構。圖3是本技術的儲能-沖擊組件工作過程示意圖。圖4是圖3的左視圖。圖5是本技術的電機在不同階段的電流變化示意圖。圖6是本技術的控制電路的結構示意圖。圖7是本技術的扭矩\\循環周期與工作時間的關系示意圖。圖8是本技術的電動工具的第一實施例工作時的主要流程圖。圖9是本技術的電動工具的第二實施例工作時的主要流程圖。10-殼體；20-電機；30-儲能-沖擊組件；40-供電模塊；50-控制電路；60-扭矩設定裝置；31-儲能彈簧；32-儲能沖擊塊；33-輸出沖擊塊；34-傳動軸；35-滾珠；51-控制器；52電機轉速偵測單元；53-第一循環周期閾值設定單元；54-電機電流或電壓偵測單元；55-參數預值設定單元；56-存儲單元；57-扭矩轉換單元具體實施方式現結合附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明。參照圖1，為本技術的電動沖擊扳手，其為一種電動旋轉儲能沖擊工具，具有殼體10，設置于殼體10內的電機20，與電機20相連的儲能-沖擊組件30，用于給電機20供電的供電模組40，用于對電機20進行監測和控制的控制電路50，以及與控制電路50相連的扭矩設定裝置60。參照圖2~圖4，儲能-沖擊組件30由儲能彈簧31、儲能沖擊塊32、輸出沖擊塊33、傳動軸34和滾珠35和包含該滾珠的導向槽等組成。電動沖擊扳手開機后，電機帶動傳動軸旋轉；傳動軸的扭矩和轉速通過儲能彈簧傳遞給儲能沖擊塊；并在儲能彈簧的擠壓下，儲能沖擊塊和輸出沖擊塊的凸臺或齒輪部緊密嚙合，形成剛性連接，這樣，傳動軸的扭矩和轉速就進一步傳遞到輸出沖擊塊，進而傳遞給工作頭，開機后負載一般都較小，電機工作參數（電壓、電流或轉速）是相對穩定的，該階段為小負載工作狀態，之后，在儲能-沖擊組件協同作用下，電動工具工作于沖擊工作模式，其包括儲能階段、釋能階段和沖擊階段。不同階段的電機參數如電機工作電流與時間的關系具有不同的特征，分別對應如圖5中的A區、B區、C區、D區。隨著外部負載的逐漸變大，輸出沖擊塊受到的阻力扭矩也漸增，直至使其停止轉動；但是，在旋轉著的傳動軸的導向柱上的導向槽和位于該導向槽內的滾珠的共同作用下，儲能沖擊塊被迫沿遠離輸出沖擊塊的軸向移動，從而壓縮儲能彈簧，此過程為儲能階段。由于儲能過程中需要額外的能量，會導致電機輸入功率增加，其工作參數發生快速變化，如電流上升、電壓下降、轉速下降，如圖5中的B區，其對應的儲能時間為T1。遠離輸出沖擊塊一段距離后，儲能沖擊塊和輸出沖擊塊的嚙合面相互錯開，儲能沖擊塊在周向和軸向均無來自輸出沖擊塊的障礙，在壓縮后的儲能彈簧的擠壓下，儲能沖擊塊沿著上述導向槽向靠近輸出沖擊塊的方向移動，同時沿相對傳動軸相同方向加速旋轉起來，此過程為釋能階段。電機由于無需儲能，電流下降，轉速上升，如圖5中的C區，對應的釋能時間為T2。當儲能沖擊塊旋轉并軸向移動到與輸出沖擊塊的再次嚙合位置時，二者撞擊，使輸出沖擊塊產生沖擊扭矩，此過程為沖擊階段。此階段會產生一個反沖擊能量，該反沖擊能量作用到電機上，導致電機阻力突然增加，產生一個電流沖擊，電流短時間急劇上升，如圖5中的D區，對應的沖擊時間為T3。參考圖6，控制電路50上設有與控制器51相連的電子開關S1、電機轉速偵測單元52、第一循環周期閾值設定單元53、電機電流偵測單元54、參數預值設定單元55、存儲單元56和連接控制器51與扭矩設定裝置60的扭矩轉換單元57。電子開關S1具有三端頭，其第一端與電機負極相連，第二端與控制器相連，第三端與供電模組的負極相連。本實施例中，控制器為MCU。控制器控制電機的具體途徑是通過電子開關的兩種工作狀態實現兩種控制，其一是當電子開關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種沖擊扭矩電動工具，包括位于殼體內的電機、由電機驅動的儲能?沖擊組件、控制器及其監控的電機轉速偵測單元和電子開關，及與所述控制器相連的扭矩設定裝置，其特征在于還包括：與所述控制器相連的第一循環周期閾值設定單元和參數預值設定單元；用于測算儲能?沖擊循環的循環周期的與所述控制器相連的電機電流偵測單元或電機電壓偵測單元；所述控制器首先根據扭矩設定裝置預設輸出扭矩值，預設第一循環周期閾值和參數預設單元預設的電機轉速；接著監控電機轉速偵測單元和電子開關，以PWM閉環調制方式控制電機的轉速保持在預定值；然后測算儲能?沖擊循環的循環周期，直至其達到第一循環周期閾值時，通過電子開關控制電機停機，從而輸出預定量扭矩。

【技術特征摘要】
1.一種沖擊扭矩電動工具，包括位于殼體內的電機、由電機驅動的儲能-沖擊組件、控
制器及其監控的電機轉速偵測單元和電子開關，及與所述控制器相連的扭矩設定裝置，其
特征在于還包括：
與所述控制器相連的第一循環周期閾值設定單元和參數預值設定單元；
用于測算儲能-沖擊循環的循環周期的與所述控制器相連的電機電流偵測單元或電機
電壓偵測單元；
所述控制器首先根據扭矩設定裝置預設輸出扭矩值，預設第一循環周期閾值和參數預
設單元預設的電機轉速；接著監控電機轉速偵測單元和電子開關，以PWM閉環調制方式控制
電機的轉速保持在預定值；然后測算儲能-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田角峰，
申請(專利權)人：蘇州市紐萊克電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32