可侦测螺丝锁固的电动起子的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可侦测螺丝锁固的电动起子，包含有一起子驱动模块、一运转检测单元、一停止侦测单元、一控制单元及一警报模块，该起子驱动模块设有一工具头，该运转检测单元与该起子驱动模块连接，并于该起子驱动模块运转时持续输出一运转信号，该控制单元则与该运转检测单元及该警报模块连接，并于计算该运转信号自开始至结束的时间小于一锁附时间下限时，输出一第一警告信号予该警报模块；如此，即使电动起子非因离合器刹车，仍可借由运转信号中断而得知工具头已停止旋转，以检知非因离合器刹车造成的螺丝浮锁现象，避免使用者疏忽。
【专利说明】可侦测螺丝锁固的电动起子
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动起子，特别是涉及一种可侦测螺丝锁固的电动起子，侦测螺丝是否浮锁、滑牙，并发出警示信号。
【背景技术】
[0002]现有的电动起子，主要借由一起子驱动模块中的电动马达驱动一工具头旋转(如螺丝起子等)，令使用者借由工具头锁紧螺丝、螺帽等元件，而最早期的电动起子为避免螺丝旋紧后，工具头仍继续转动导致内部电路烧坏，因此于起子驱动模块中装设有一离合器单元，该离合器单元具有可以检知工具头已将螺丝锁紧(即工具头旋转的阻力过大)的机械结构，并于检知工具头已将螺丝锁紧时，自动执行刹车动作，而使工具头停止运转，以避免电路烧坏或工具头毁损。
[0003]然而现有一种电动起子利用离合器单元执行刹车动作的时间，自动判定螺丝浮锁或滑牙等状况，其主要如图7，其包含有:
[0004]—起子驱动模块70,其包含有一电动马达71、一离合器单兀72及一工具头73,该离合器单元72连接于该电动马达71及该工具头73之间，并于工具头73旋紧螺丝时使工具头73脱离电动马达71的驱动；
[0005]一停止侦测单元80，与该起子驱动模块70的离合器单元72连接，并于检知离合器单元72将工具头73脱离电动马达71时输出一停止信号，一般而言，停止侦测单元80为感应开关，以于感应离合器单元72将工具头73脱离电动马达71时输出停止信号；
[0006]一控制单元90,与该起子驱动模块70的电动马达71及该停止侦测单元80电连接，且设定有一锁附时间下限，控制单元90检知起子驱动模块70的启动，且接收停止侦测单元80输出的停止信号后，计算起子驱动模块70自开始运转至控制单元90接收停止信号的时间，并判断此时间是否小于锁附时间下限，若小于，则输出一警告信号；
[0007]—警报模块100，与该控制单元电连接，以于接收警告信号时作动，如发出警示音或亮警示灯。
[0008]一般螺丝发生滑牙或浮锁现象时，通常因螺丝螺纹与螺孔的螺纹未对准，两者于尚未螺紧的前已经卡死，因此，起子驱动模块70中的离合器单元72会于锁附时间下限之前执行将工具头73脱离电动马达71的动作，上述电动起子一旦检知起子驱动模块70启动后，离合器单元72快速将工具头73脱离电动马达71 (时间短于锁附时间下限)，则表示螺丝滑牙；然而，若使用上并非螺纹未对准而卡死，而是使用者于螺丝未螺紧之前已停止电动起子运转(例如手指松开启动钮等原因)，此时，螺丝仍处于浮锁状态，但因起子驱动模块70中的工具头73无旋紧外部螺丝的状态，停止侦测单元80便无输出停止信号，使控制单元90无法确认起子驱动模块70自开始运转至控制单元90接收停止信号的时间，故不会输出警告信号，警报模块也不执行警示动作，此种浮锁状况便会被使用者所疏忽，因此，上述电动起子仍需改良。
【发明内容】
[0009]有鉴于上述电动起子以停止信号作为判断依据，使得起子驱动模块非因离合器单元动作而停止时，控制单元接收不到停止信号，无判断依据，造成部分浮锁现象无法被检知的技术缺陷，本发明的主要目的提出一种可侦测螺丝锁固的电动起子。
[0010]作为要达上述目的所使用的主要技术手段，该可侦测螺丝锁固的电动起子包含有:
[0011]一起子驱动模块，其包含有一电动马达、一离合器单元及一工具头，该离合器单元连接于该电动马达及该工具头之间，并于工具头旋紧螺丝时使工具头脱离电动马达的驱动；
[0012]一运转检测单元，与该起子驱动模块的电动马达连接，并于该电动马达运转时持续输出一运转信号，于电动马达停止运转时停止输出该运转信号；
[0013]一停止侦测单元，与该起子驱动模块的离合器单元连接，并于检知离合器单元将工具头脱离电动马达时输出一停止信号；
[0014]一控制单元，与该运转检测单元及该起子驱动模块电连接，并设定有一锁附时间下限，而于开始接收该运转信号后，启动一计时程序及一锁附检查程序，该计时程序计算该运转信号自开始至结束的时间，该锁附检查程序则于判断该运转信号自开始至结束的时间小于锁附时间下限时，输出一第一警告信号，而于接收该停止信号时停止该电动马达的运转;
[0015]一警报模块，与该控制单元电连接，并于接收第一警告信号时作动。
[0016]本发明主要 由该运转检测单元于起子驱动模块中的电动马达持续输出该运转信号，直至电动马达停止运转时停止输出运转信号，因此，若该起子驱动模块因使用者的操作(例如手指松开启动钮等原因)而停止其运转，该运转检测单元则会随之停止输出运转信号，控制单元仍有判断运转信号持续的时间是否小于锁附时间下限的依据，如此，便得以于非因离合器单元动作而造成电动马达停止时，仍有判断检知螺丝是否正确锁附的依据，得以适时警示使用者。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1A为本发明电动起子的一平面图；
[0018]图1B为本发明电动起子的另一平面图；
[0019]图2为本发明电动起子的电路框图；
[0020]图3为图2中控制单元、警报模块及操作界面的详细电路图；
[0021]图4为图2控制单元中处理器内建的锁附检查程序流程图；
[0022]图5为图4中警告程序的流程图；
[0023]图6为图2控制单元中处理器内建的自我学习程序流程图；
[0024]图7为现有电动起子的电路框图。
[0025]附图标记
[0026]10:起子驱动模块11:电动马达
[0027]12:离合器单元13:工具头
[0028]14:启动按键15:正反开关[0029]20:运转检测单元30:停止侦测单元
[0030]40:控制单元41:处理器
[0031]42:内存50:警报模块
[0032]51:LED 灯52:蜂鸣器
[0033]60:操作界面61:显示器
[0034]62:按键70:起子驱动模块
[0035]71:电动马达72:离合器单元
[0036]73:工具头80:停止侦测单元
[0037]90:控制单元100:警报模块
【具体实施方式】
[0038]请参阅图1A、1B至图3，本发明可侦测螺丝锁固的电动起子包含有:
[0039]—起子驱动模块10,其包含有一电动马达11、一离合器单兀12及一工具头13,该离合器单元12连接于该电动马达11及该工具头13之间，并于工具头13旋紧螺丝时使工具头13脱离电动马达11的驱动，于本实施例中，该起子驱动模块10设有一启动按键14及一正反开关15，该启动按键14与该正反开关15连接该电动马达11，并由该启动按键14控制电动马达11启动，该正反开关15切换电动马达11正转及反转；
[0040]一运转检测单元20，与该起子驱动模块10的电动马达11连接，并于该电动马达11运转时持续输出一运转信号，于电动马达11停止运转时则停止输出该运转信号；
[0041]一停止侦测单元30，与该起子驱动模块10的离合器单元12连接，并于检知离合器单元12将工具头13脱离电动马达11时输出一停止信号；
[0042]一控制单元40，与该运转检测单元20及该起子驱动模块10电连接，并设定有一锁附时间下限Lt，而于开始接收该运转信号后，启动一计时程序及一锁附检查程序，该计时程序计算该运转信号自开始至结束的时间，该锁附检查程序则于判断该运转信号自开始至结束的时间小于锁附时间下限时，输出一第一警告信号，而于接收该停止信号时停止该电动马达的运转，于本实施例中，该控制单元40包含一处理器41及一内存42，该处理器41与该运转检测单元20、该停止侦测单元30及该内存42连接，并执行该锁附检查程序,该内存42则储存锁附时间下限Lt，又该处理器41进一步与该起子驱动模块10的正反开关15连接，以检知电动马达11正转及反转；
[0043]一警报模块50，与该控制单元40电连接，并于接收第一警告信号时作动，于本实施例中，该警报模块50包含有多个LED灯51及一蜂鸣器52。
[0044]由于螺丝锁固不正确的状况可分成两种，一种锁固时间太短，即滑牙或螺丝与螺孔未对准，造成工具头13锁紧的时间低于锁附时间下限Lt，此状况以上述电动起子已可检知；另一种状况则是螺丝尺寸与螺孔不匹配，持续空转，未检知此状况，可于上述电动起子控制单元40的内存42中进一步储存一锁附时间上限Ht，且该锁附检查程序进一步判断电动马达11自开始运转超过锁附时间上限Ht而控制单元40仍未接收停止信号时，输出一第二警告信号予该警报模块50，驱动警报模块50作动，以于外部螺丝因持续空转而未能螺固时发出警告通知使用者；而同理，若螺丝并非空转，而是使用者在尚未将螺丝旋紧时即松开启动按键14，此时，该锁附检查程序也会判断出判断电动马达11自开始运转超过锁附时间上限Ht而控制单元40仍未接收停止信号，故本发明的电动起子也能检知此状况而发出警告，确保使用者使用电动起子确实有让工具头13锁紧螺丝而使离合器单元12动作。
[0045]为提供使用者设定上述锁附时间下限Lt、锁附时间上限Ht或本发明随后说明的各种执行模式等，上述电动起子进一步设有一操作界面60，该操作界面60连接该控制单元40的处理器41，并包含有一显示器61及多个按键62。
[0046]以下进一步说明控制单元40执行锁附检查程序的详细步骤，请进一步配合参阅图4，上述锁附检查程序包含以下步骤:
[0047]检知电动马达11启动(步骤S10)，于接收运转信号时判定为该电动马达11启动，并于此时开始执行该计时程序，计算持续接收运转信号的时间，于本实施例中，此步骤进一步读取一预先储存于该内存42中的待锁附螺丝个数，并输出至该显示器61以显示该待锁附螺丝个数；
[0048]判断持续接收运转信号的时间是否已大于该锁附时间下限Lt(步骤S20);若否，则发出该第一警告信号并执行一警告程序(步骤S30)，该警告程序详细步骤随后详述；若是，则进入下一步骤；
[0049]等待接收停止信号，并判断起子电动马达11启动经过对应锁附时间上限Ht的时间以前是否已接收停止信号(步骤S40)，若否，则输出该第二警告信号并执行警告程序(步骤S30);若是，则进入下一步骤；
[0050]判定螺丝正确锁附，并执行各种已致能的特殊操作程序(步骤S50)，且于执行结束后回到检知起子电动马达11启动的步骤S10，于本实施例中，判定螺丝正确锁附后将待锁附螺丝个数减1，并以显示器61显示，该控制单元40内建的特殊操作程序则包含有一缓冲确认程序及一自动反转程序，该缓冲确认程序及该自动反转程序由操作界面60的按键62选择式择其一者致能执行，即于该缓冲确认程序设定为致能时，则不执行该自动反转程序，反之，若致能该自动反转程序，则不执行该缓冲确认程序。
[0051]再请进一步参阅图5，上述警告程序(步骤S30)中设定有一重置操作模式，且警告程序开始后，执行以下步骤:
[0052]判断是否执行该重置操作模式(步骤S31)，若否，则结束警告程序，并回到锁附检查程序中检知电动马达11启动的步骤SlO ;若是，则进入下一步骤；
[0053]锁定该起子驱动模块10 (步骤S32)，使该电动马达11无法启动，并等待接收一锁定解除指令，该锁定解除指令由该操作界面60的多个按键62操作输出；
[0054]接收锁定解除指令后解除该电动马达11的锁定(步骤S33)，并回到锁附检查程序中检知电动马达11启动的步骤SlO ;该锁定解除指令则借由该操作界面60的多个按键62操作输出。
[0055]由于一般电动起子的起子驱动模块10皆具有反转工具头13的功能，且上述起子驱动模块10包含有一正反开关15供切换电动马达11正反转，故上述缓冲确认程序的目的在于使用者若于螺丝锁附正确后反转工具头13螺松螺丝者，则需将减I后的待锁附螺丝个数再加回，又为了配合两种使用习惯，该缓冲确认程序中又设定有一反转重复计算模式及一反转单次计算模式，且该缓冲确认程序执行反转重复计算模式时，于等待一缓冲时间，每检知电动马达11进行一次反转，则将待锁附螺丝个数加I ;该缓冲确认程序执行反转单次计算模式时，则于等待一缓冲时间内检知电动马达11反转时将待锁附螺丝个数加1，但以加I为增加上限；如此，习惯于每个螺丝都确认正确螺固者，可选择反转单次计算模式，习惯一次先螺固多个螺丝后再逐一确认者，则可选择反转重复计算模式，以符合其使用习惯，避免误计算。
[0056]上述自动反转程序设定一自动反转时间Rt,并驱动该电动马达11持续反转一段自动反转时间Rt ;由于某些特定产品(如变电箱)中有部分螺丝并不能在组装时完全锁紧，而必须使其浮锁，以利后端加工或使用者使用，如此，组装员工便可设定执行该自动反转程序，以于螺丝锁附后执行反转动作，使螺丝浮锁。
[0057]上述控制单元40的处理器41又可进一步内建一螺丝组锁附检查程序，其中设定有一单颗检查模式及一整组检查模式，当执行单颗检查模式时，先预设一单颗锁附时间及一要锁附数量，并将该要锁附数量输出至显示器61显示，再依据上述锁附检查程序检查于单颗锁附时间内是否完成至少一个螺丝正确锁附的判定，若有，则使该要锁附数量减I后由显示器61显示，并开始下一个螺丝锁附时间的判断，若否，则输出第三警告信号，驱动警报模块50作动；当执行该整组检查模式时，则预设一整组锁附时间及一要锁附数量，且将要锁附数量输出至该显示器61显示，并依据上述锁附检查程序检查于整组锁附时间内所完成螺丝正确锁附的判定次数是否已达该要锁附数量，若否，则输出第四警告信号，驱动警报模块50作动。
[0058]借此，得以辅助要求使用者于每一段单颗锁附时间内皆锁附完成一个螺丝，或辅助要求使用者于整组锁附时间内完成要锁附数量的螺丝锁附动作。
[0059]为使上述电动起子中设定的锁附时间上限Ht可依实际使用上的螺丝更改，故于控制单元40的处理器41中进一步内建一自我学习程序，该自我学习程序如图6所示，其包含以下步骤:
[0060]检知电动马达11启动(步骤S71)，于接收运转信号时判定为该电动马达11启动；
[0061]开始计时，并等待接收该停止信号(步骤S72)；
[0062]接收停止信号(步骤S73)后，检知电动马达11自启动至离合器单元12将工具头13脱开的时间(即控制单元30接收到停止信号的时间)(步骤S74)；
[0063]判断是否接收一确认指令(步骤S75)，若有，则将所检知电动马达11启动至离合器单元12将工具头13脱开的时间储存于该内存42，且将此时间设定为该锁附时间上限Ht(步骤S76);若无接收该确认指令，则不储存也不设定该锁附时间上限Ht，并回到检知电动马达11启动的步骤S71 ;该确认指令由该操作界面60的多个按键操作输出。
[0064]借由上述手段，使用者即可执行自我学习模式，并将将一任意规格的螺丝锁附于一螺孔中，待该螺丝正确锁附后，上述自我学习模式即可测得锁附该规格螺丝所需花费的时间，当再锁附同规格的螺丝时，借由上述自我学习模式测得的锁附时间上限Ht将能更精确地用来判定螺丝锁附正确与否。
[0065]又由于上述控制单元40会于检知不同状况后发出第一、第二、第三或第四警告信号，该警报模块50中的蜂鸣器52则于接收到第一、第二、第三及第四警告信号时分别发出不同数量的警示音，如发出二短音、三短音、一长音等等。
[0066]当使用者按住本发明起子驱动模块10中的启动按键14时，该电动马达11便开始驱动工具头13旋转，此时，该运转检测单元20便开始持续输出该运转信号；此时，若电动马达11运转时间不超过该锁附时间下限Lt (通常设定为0.1秒)，则表示螺丝滑牙或使用者手指未按妥启动按键14，螺丝并未正确锁附，此时，该控制单元40的处理器31将检知运转信号自开始至结束的时间小于锁附时间下限，进而驱动发出第一警告信号使警报模块50作动，通知使用者；若电动马达11运转时间超过该锁附时间下限Lt，而此时使用者手指却不小心松开启动按键14，则螺丝仍未锁紧，而该控制单元40也会于锁附时间上限Ht的时间内无接收停止信号，也会检知此状况而发出警告；因此，即使电动起子非因刹车动作而停止，本发明的电动起子仍可检知螺丝浮锁况状，并发出警告；再者，本发明电动起子也提供重置操作模式，使得发出警告后，使用者必须动手操作该多个按键62解除起子驱动模块10的锁定，以免使用者忽略警告；除此之外，上述也提及显示待锁附螺丝个数、自我学习程序、自动反转程序、反转时螺丝个数计数的种种功能，使电动起子的功能趋于完备，适合使用者视需求设定执行。
[0067]综上所述，本发明可侦测螺丝锁固的电动起子，得以确保驱动模块各种状况而停止时，控制单元皆能检知螺丝是否正确锁附，并适时警示使用者，避免使用者疏忽，并提供各种辅助功能，使电动起子功能趋于完备，提高实用性。
【权利要求】
1.一种可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，包含有: 一起子驱动模块，其包含有一电动马达、一离合器单元及一工具头，该离合器单元连接于该电动马达及该工具头之间，并于工具头旋紧螺丝时使工具头脱离电动马达的驱动；一运转检测单元，与该起子驱动模块的电动马达连接，并于该电动马达运转时持续输出一运转信号，于电动马达停止运转时停止输出该运转信号； 一停止侦测单元，与该起子驱动模块的离合器单元连接，并于检知离合器单元将工具头脱离电动马达时输出一停止信号； 一控制单元，与该运转检测单元及该起子驱动模块电连接，并设定有一锁附时间下限，而于开始接收该运转信号后，启动一计时程序及一锁附检查程序，该计时程序计算该运转信号自开始至结束的时间，该锁附检查程序则于判断该运转信号自开始至结束的时间小于锁附时间下限时，输出一第一警告信号，而于接收该停止信号时停止该电动马达的运转；一警报模块，与该控制单元电连接，并于接收第一警告信号时作动。
2.根据权利要求1所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，电动起子控制单元的内存中进一步储存一锁附时间上限，且该锁附检查程序进一步判断电动马达自开始运转超过锁附时间上限而控制单元仍未接收停止信号时，输出一第二警告信号予该警报模块，驱动该警报模块作动。
3.根据权利要求1或2项所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该起子驱动丰吴块进一步包含有: 一启动按键，连接该电动马达，以控制电动马达启动；及 一正反开关，连接该电动马达，并切换电动马达正转及反转。
4.根据权利要求3所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该控制单元包含有:一处理器及一内存，该处理器与该运转检测单元、该停止侦测单元及该内存连接，并执行该锁附检查程序，该内存则储存锁附时间下限，又该处理器进一步与该起子驱动模块的正反开关连接，以检知电动马达正 转及反转。
5.根据权利要求4所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该警报模块包含有多个LED灯及一蜂鸣器。
6.根据权利要求5所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该电动起子进一步设有一操作界面，该操作界面连接该控制单元的处理器，并包含有一显示器及多个按键。
7.根据权利要求6所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该锁附检查程序包含以下步骤: 检知电动马达启动，于接收运转信号时判定为该电动马达启动，并于此时开始执行该计时程序，计算持续接收运转信号的时间； 判断持续接收运转信号的时间是否已大于该锁附时间下限；若否，则发出该第一警告信号并执行一警告程序；若是，则进入下一步骤； 等待接收停止信号，并判断电动马达启动经过对应锁附时间上限的时间以前是否已接收停止信号，若否，则输出该第二警告信号并执行警告程序；若是，则进入下一步骤； 判定螺丝正确锁附，则选择式执行一缓冲确认程序及一自动反转程序，且于执行结束后回到检知电动马达启动的步骤。
8.根据权利要求7所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该控制单元的内存进一步储存一待锁附螺丝个数； 上述检知电动马达启动步骤进一步读取储存于该内存中的待锁附螺丝个数，并输出至该显示器以显示该待锁附螺丝个数。
9.根据权利要求8所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该缓冲确认程序中设定有: 一反转重复计算模式，于等待一缓冲时间中，每检知电动马达进行一次反转，则将待锁附螺丝个数加I ;及 一反转单次计算模式，于等待一缓冲时间中，检知电动马达进行一至多次的反转，皆仅将待锁附螺丝个数加I ; 该自动反转程序设定一自动反转时间，并驱动该电动马达持续反转一段自动反转时间。
10.根据权利要求9所述的可侦测螺丝锁固的电动起子，其特征在于，该控制单元的处理器进一步内建一螺丝组锁附检查程序，该螺丝组锁附检查程序中设定有: 一单颗检查模式，于执行前先设定一单颗锁附时间及一要锁附数量，并将该要锁附数量输出至显示器予以显示，再依据上述锁附检查程序检查于单颗锁附时间内是否完成至少一个螺丝正确锁附的判定，若有，则使该要锁附数量减后由显示器显示，并开始下一个螺丝锁附时间的判断，若否，则驱动警报模块；及 一整组检查模式，于执行前设定一整组锁附时间及一要锁附数量，且将要锁附数量输出至该显示器予以显示，并依据上述锁附检查程序检查于整组锁附时间内所完成螺丝正确锁附的判定次数是否已达该·要锁附数量，若否，则驱动警报模块； 该警告程序中设定有一重置操作模式，且警告程序开始后，执行以下步骤: 判断是否执行该重置操作模式，若否，则结束警告程序，并回到锁附检查程序中检知电动马达启动的步骤；若是，则进入下一步骤； 锁定该起子驱动模块，使该电动马达无法启动，并等待接收一锁定解除指令，该锁定解除指令由该操作界面的多个按键操作输出； 接收锁定解除指令后解除该电动马达的锁定，并回到锁附检查程序中检知电动马达启动的步骤。
【文档编号】B25B23/00GK103846849SQ201210505756
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】王德煌 申请人:奇力速工业股份有限公司