无刷驱动装置及电动螺丝批的制作方法

1.本实用新型涉及无刷电机，具体涉及一种无刷驱动装置及电动螺丝批。


背景技术：

2.电动螺丝刀是用于拧紧和旋转螺丝钉用的电动工具。该电动工具具有独立供电、使用方便、扭力精度相对高、操作手感舒适等优点，是现代工业生产装配中提升工作效率和产品品质必不可少的生产工具。目前市场上传统的电动螺丝刀大多采用串励有刷直流电动机作为动力源，功率密度较低，且电机在运转过程中碳刷易磨损产生电火花，长时间高频率的操作螺丝刀容易发烫，导致日后的维护成本高，寿命短。随着电机以及控制技术的不断发展，无刷电机以其优异的性能，稳定可靠，长寿命等优点，使得无刷电机替代有刷电机已经成为一种趋势。越来越多的应用场合采用无刷电机来作为动力的执行机构。在使用无刷电机时，用户无法直观地获知无刷电机的运行状态信息，使用时带来极大的不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是克服现有技术中的不足，提供一无刷驱动装置及电动螺丝批，旨在实时监控无刷电机的运行状态，在无刷电机运行异常时，输出报警信息。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种无刷驱动装置，包括：
5.电机驱动器，与无刷电机电连接，所述电机驱动器用于驱动所述无刷电机工作，以及检测所述无刷电机的运行参数，并输出所述运行参数；
6.显示装置，所述显示装置与所述电机驱动器电连接，所述显示装置用于接收并显示所述运行参数。
7.在一实施例中，所述显示装置还用于根据所述运行参数确定所述无刷电机故障时，输出报警信息。
8.在一实施例中，所述显示装置包括主控制器和显示板；
9.所述主控制器的输入端与所述电机驱动器连接，所述主控制器的输出端与所述显示板连接；
10.所述主控制器用于接收所述运行参数，并控制所述显示板工作，以显示相应的内容。
11.在一实施例中，所述显示板包括显示屏和显示驱动电路；
12.所述显示驱动电路的受控端与所述主控制器连接，所述显示驱动电路的控制端与所述显示屏连接；
13.所述显示驱动电路用于在所述主控制器的控制下，驱动所述显示屏工作。
14.在一实施例中，所述显示装置具有信号输入端子，所述主控制器通过所述信号输入端子与所述电机驱动器电连接，以接收所述电机驱动器输出的运行参数。
15.在一实施例中，所述无刷驱动装置还包括：
16.按键模块，所述按键模块与所述主控制器电连接，所述按键模块用于被用户触发
时，输出无刷电机运行标准参数至所述主控制器，以供所述主控制器存储。
17.在一实施例中，所述按键模块包括：
18.复位按键电路，与所述主控制器连接，用于在被用户触发时，输出复位信号至所述显示装置，以控制所述显示装置进行复位；
19.开/关按键电路，与所述主控制器连接，用于在被用户触发时，输出开启/ 关闭信号至所述显示装置，以控制所述显示装置开启/关闭；
20.菜单按键电路，与所述主控制器连接，用于在被用户触发时，输出调用菜单信号至所述显示装置，以控制所述显示装置显示具体菜单信息；
21.上移按键电路，与所述主控制器连接，用于在被用户触发时，输出上移信号至所述显示装置，以控制所述显示装置进行上移操作；
22.下移按键电路，与所述主控制器连接，用于在被用户触发时，输出下移信号至所述显示装置，以控制所述显示装置进行下移操作。
23.在一实施例中，所述无刷驱动装置还包括：
24.存储器，与所述主控制器电连接，所述存储器用于存储所述主控制器输出的运行参数和所述按键模块输出的无刷电机运行标准参数。
25.在一实施例中，所述无刷驱动装置还包括：
26.声光报警器，与所述主控制器电连接，用于在所述无刷电机运行异常时在所述主控制器的控制下输出报警信息。
27.本实用新型还提供一种电动螺丝批，包括上述的无刷驱动装置。
28.本实用新型通过设置电机驱动器，以驱动无刷电机工作，以及检测所述无刷电机的运行参数，并输出运行参数至与其电连接的显示装置，以使显示装置接收并显示运行参数。本实用新型通过显示板可以显示无刷电机运行状态信息，方便工作人员监控无刷电机的运行状态，在无刷电机运行异常时可以及时发现并处理，解决了用户在使用无刷电机时无法直观地获知无刷电机的运行参数的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
30.图1为本实用新型一实施例电机驱动器结构示意图；
31.图2本实用新型一实施例无刷驱动装置结构示意图；
32.图3本实用新型一实施例显示板结构示意图；
33.图4为本实用新型一实施例显示驱动电路结构示意图；
34.图5为本实用新型一实施例按键模块电路结构示意图；
35.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
37.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
38.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
39.参照图1～2，本实用新型提出一种无刷驱动装置，包括电机驱动器10和显示装置20。
40.参照图1，电机驱动器10与无刷电机电连接，电机驱动器10用于驱动无刷电机工作，以及检测所述无刷电机的运行参数，并输出运行参数。显示装置20与电机驱动器10电连接，显示装置20用于接收并显示运行参数。
41.本实施例中，电机驱动器10可以采用控制芯片11、逆变器12等来实现。控制芯片11可以是电机专用的驱动ic，驱动ic与显示装置20电连接，计数器13、计时器14、电流检测电路15和电压检测电路16与控制芯片11电连接，用于检测无刷电机的运行参数并输出至控制芯片11，控制芯片11将运行参数输出至显示装置20。
42.其中，无刷电机的运行参数包括电机运行次数、运行时长、电流、电压、转速和功率等。对应地，电机驱动器10可以设置有计数器13、计时器14、电流检测电路15和电压检测电路16等用于检测无刷电机的运行参数，并输出至显示装置20显示。其中，电流检测电路15可以采用电流互感器、采样电阻等来实现，电压检测电路16可以采用电阻组成的分压电路，电压传感器等来实现。
43.其中，显示装置20可以通过数字、字母、文字、图形、表格等方式显示运行参数。
44.显示装置20的与电机驱动器10的控制芯片11连接，无刷电机正常运行时，
45.显示装置20还用于根据所述运行参数确定所述无刷电机故障时，输出报警信息。
46.无刷电机运行异常时，控制芯片11输出异常运行参数至显示装置20，显示装置20判断为无刷电机异常运行，输出报警信息。
47.本实用新型通过设置电机驱动器10，以驱动无刷电机工作，以及检测所述无刷电机的运行参数，并输出运行参数至与其电连接的显示装置20，以使显示装置20接收并显示运行参数。方便工作人员监控无刷电机的运行状态，在无刷电机运行异常时可以及时发现并处理，解决了用户在使用无刷电机时无法直观地获知无刷电机的运行状态信息的问题。
48.在一实施例中，显示装置20包括主控制器21和显示板22。
49.主控制器21的输入端与所述电机驱动器10的控制芯片11连接，主控制器21的输出端与显示板22连接。主控制器21用于接收运行参数，并控制所述显示板22工作，以显示相应的内容。
50.电机驱动器10的控制芯片11将检测到的运行参数输出至主控制器21，主控制器21判断运行参数正常时，控制显示板22显示运行参数；主控制器 21判断运行参数异常时，控制显示板22显示报警信息。
51.本实用新型通过显示板22显示无刷电机的运行参数，并在无刷电机运行异常时输出报警信息，方便工作人员监控无刷电机的运行状态，在无刷电机运行异常时可以及时发现并处理，解决了用户在使用无刷电机时无法直观地获知无刷电机的运行状态信息的问题。
52.参照图3，在一实施例中，显示板22包括显示屏22a和显示驱动电路22b。
53.显示驱动电路22b的受控端与主控制器21连接，显示驱动电路22b的控制端与显示屏22a连接。显示驱动电路22b用于在主控制器21的控制下，驱动显示屏22a工作。
54.需要显示信息时，主控制器21通过显示驱动电路22b的受控端发出一驱动信号，控制显示驱动电路22b导通，使能显示屏22a。
55.在上述实施例中，显示屏22a可以是数码管、led显示屏或者lcd显示屏。
56.参照图4，在一实施例中，显示屏22a包括位移缓存器221和2位数码管222。
57.位移缓存器221的10～14脚与主控制器21连接，位移缓存器221的16脚连接 5v电源输入端，位移缓存器221的1～7脚和15脚与2位数码管222的1～4脚和6～9 脚对应连接，位移缓存器221的8脚接地。主控制器21通过位移缓存器221驱动 2位数码管222显示菜单和当前电机运行状态参数信息。主控制器21向位移缓存器221发送待显示数据，位移缓存器221向2位数码管222输出段选信号，控制2位数码管222显示菜单和当前电机运行状态参数信息。
58.显示驱动电路22b包括十位控制电路223和个位控制电路224。
59.十位控制电路223的受控端连接主控制器21，十位控制电路223的输入端连接2位数码管222的5脚，十位控制电路223的输出端接地；个位控制电路224 的受控端连接主控制器21，个位控制电路224的输入端连接2位数码管222的10 脚，个位控制电路224的输出端接地。
60.十位控制电路223包括第一电阻r1、第一电容c1和第一开关管q1，第一电阻r1的第一端为第一受控端w1，连接主控制器21，第一电阻r1的第二端与第一电容c1的第一端和第一开关管q1的第一受控端w1均连接，第一电容c1 的第二端与地和第一开关管q1的输出端均连接，第一开关管q1的输入端连接 2位数码管222的5脚。2位数码管222的十位数码管不需要显示信息时，主控制器21通过第一受控端w1输入低电平信号，控制第一开关管q1断开；2位数码管222的十位数码管需要显示信息时，主控制器21通过第一受控端w1输入高电平信号，控制第一开关管q1导通，2位数码管222的5脚接地，使能十位数码管。
61.个位控制电路224包括第二电阻r2、第二电容c2和第二开关管q2，第二电阻r2的第一端为第二受控端w2，连接主控制器21，第而电阻的第二端与第二电容c2的第一端和第二开关管q2的第二受控端w2均连接，第二电容c2的第二端与地和第二开关管q2的输出端均连接，第二开关管q2的输入端连接2 位数码管222的10脚。2位数码管222的个位数码管不需要显示信息时，主控制器21通过第二受控端w2输入低电平信号，控制第二开关管q2断开；2位数码管222的个位数码管需要显示信息时，主控制器21通过第二受控端w2输入高电平信号，控制第二开关管q2导通，2位数码管222的10脚接地，使能个位数码管。在上述实施例中，第
一开关管q1和第二开关管q2可以是npn三极管或者mos管。
62.在一实施例中，显示装置20具有信号输入端子，主控制器21通过信号输入端子与电机驱动器10电连接，以接收电机驱动器10输出的运行参数。
63.在上述实施例中，信号输入端子可以是串口或者排针，也可以是导线。对应地，电机驱动器10的控制芯片11上则设置有信号输出端子，通过在显示装置20上设置信号输入端子，可以实现与电机驱动器10之间的可插拔电连接，方便安装、运输及检修等。
64.在一实施例中，无刷驱动装置还包括按键模块30。按键模块30与主控制器21电连接，按键模块30用于被用户触发时，输出无刷电机运行标准参数至主控制器21，以供主控制器21存储。
65.在上述实施例中，按键模块30可以是触摸按键、机械按键、旋钮等，也可以是触摸按键、机械按键、旋钮等的组合。
66.本实用新型通过设置按键模块30可以设定无刷电机的运行标准参数，用户可以在不同的应用场景设定合适的运行标准参数，操作方便。
67.参照图5，在一实施例中，按键模块30包括复位按键电路31、开/关按键电路32、菜单按键电路33、上移按键电路34和下移按键电路35。
68.复位按键电路31与主控制器21连接，用于在被用户触发时，输出复位信号至显示装置20，以控制显示装置20进行复位。
69.开/关按键电路32与主控制器21连接，用于在被用户触发时，输出开启/ 关闭信号至显示装置20，以控制显示装置20开启/关闭。
70.菜单按键电路33与主控制器21连接，用于在被用户触发时，输出调用菜单信号至显示装置20，以控制显示装置20显示具体菜单信息。
71.上移按键电路34与主控制器21连接，用于在被用户触发时，输出上移信号至显示装置20，以控制显示装置20进行上移操作。
72.下移按键电路35与主控制器21连接，用于在被用户触发时，输出下移信号至显示装置20，以控制显示装置20进行下移操作。
73.在上述实施例中，复位按键电路31包括r3和第一按键s1，r3的第一端连接主控制器21的nrst脚，r3的第二端第一按键s1的第一端，第一按键s1的第二端接地。按下第一按键s1，r3的第二端与地之间的通路接通，即主控制器21的nrst脚接地，nrst脚变为低电平，主控制器21根据该低电平信号控制主控装置复位；松开第一按键s1，r3的第二端与地之间的通路断开，主控制器21的nrst脚悬空。
74.开/关按键电路32包括第四电阻r4、第五电阻r5、第三电容c3和第二按键s2。第四电阻r4的第一端连接主控制器21的s1_power脚，第四电阻 r4的第二端与第五电阻r5的第一端、第二按键s2的第一端和第三电容c3 的第一端均连接，第三电容c3的第二端连接5v电源输入端，第二按键s2 的第二端与地和第三电容c3的第二端均连接。按下第二按键s2，第四电阻 r4的第二端与地之间的通路接通，即主控制器21的s1_power脚接地， s1_power脚变为低电平，主控制器21根据该低电平信号控制主控装置开启/ 关闭；松开第二按键s2，第四电阻r4的第二端与地之间的通路断开，s1_power 脚变为高电平。
75.菜单按键电路33包括第六电阻r6、第七电阻r7、第四电容c3和第三按键s3。第六电阻r6的第一端连接主控制器21的s2_menu脚，第六电阻 r6的第二端与第七电阻r7的第一
端、第三按键s3的第一端和第四电容c3 的第一端均连接，第四电容c3的第二端连接5v电源输入端，第三按键s3 的第二端与地和第四电容c3的第二端均连接。按下第三按键s3，第六电阻 r6的第二端与地之间的通路接通，即主控制器21的s2_menu脚接地， s2_menu脚变为低电平，主控制器21根据该低电平信号打开菜单显示具体菜单信息；松开第三按键s3，第六电阻r6的第二端与地之间的通路断开， s2_menu脚为高电平。
76.上移按键电路34包括第八电阻r8、第九电阻r9、第五电容c5和第四按键s4。第八电阻r8的第一端连接主控制器21的s3_up脚，第八电阻r8 的第二端与第九电阻r9的第一端、第四按键s4的第一端和第五电容c5的第一端均连接，第五电容c5的第二端连接5v电源输入端，第四按键s4的第二端与地和第五电容c5的第二端均连接。按下第四按键s4，第八电阻r8的第二端与地之间的通路接通，即主控制器21的s3_up脚接地，s3_up脚变为低电平，主控制器21根据该低电平信号实现上移操作；松开第四按键s4，第八电阻r8的第二端与地之间的通路断开，s3_up脚为高电平。
77.下移按键电路35包括第十电阻r10、第十一电阻r11、第六电容c6和第五按键s5。第十电阻r10的第一端连接主控制器21的s4_down脚，第十电阻r10的第二端与第十一电阻r11的第一端、第五按键s5的第一端和第六电容c6的第一端均连接，第六电容c6的第二端连接5v电源输入端，第五按键s5的第二端与地和第六电容c6的第二端均连接。按下第五按键s5，第十电阻r10的第二端与地之间的通路接通，即主控制器21的s4_down脚接地，s4_down脚变为低电平，主控制器21根据该低电平信号实现下移操作；松开第五按键s5，第十电阻r10的第二端与地之间的通路断开，s4_down脚为高电平。
78.在一实施例中，无刷驱动装置还包括存储器40，存储器40与主控制器 21电连接，存储器40用于存储主控制器21输出的运行参数和按键模块30输出的无刷电机运行标准参数。
79.本实用新型通过设置存储器40可以存储无刷电机运行标准参数和无刷电机运行参数，即使断电后数据也不会丢失，方便通电后用户快速恢复使用。
80.在上述实施例中，存储器40可以是独立的，也可以和主控制器21集成于同一集成电路里。
81.在一实施例中，无刷驱动装置还包括声光报警器50，与主控制器21电连接，用于在无刷电机运行异常时在所述主控制器21的控制下输出报警信息。
82.在上述实施例中，声光报警器50包括状态灯和蜂鸣器。状态灯与主控制器21电连接，用于指示无刷电机当前运行状态。蜂鸣器与所述主控制器21 电连接。
83.电机正常运行时，主控制器21控制状态灯长亮绿灯，蜂鸣器不工作，2 位数码管222显示无刷电机的运行状态参数；电机待机时，主控制器21控制状态灯闪烁绿灯，蜂鸣器不工作，2位数码管222显示待机信息；电机运行异常或超出设定的无刷电机运行标准参数时，主控制器21控制状态灯闪烁红灯，蜂鸣器按一定频率(例如间隔1s)发声，2位数码管222显示“ee”。如此，用户可以及时查看无刷电机的运行状态，出现异常时可以及时发现并处理。
84.本实用新型还提出一种电动螺丝批，包括如上所述的无刷驱动装置。该无刷驱动装置的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型电动螺丝批中使用了上述无刷驱动装置，因此，本实用新型电动螺丝批的实施例包括上述无刷
驱动装置全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
85.电动螺丝批还包括壳体、齿轮机构和无刷电机。齿轮机构、无刷电机以及无刷驱动装置的电机驱动器和存储器设置在壳体内部，无刷驱动装置的显示装置、按键模块和声光报警器安装在壳体上。
86.本实用新型通过在电动螺丝批上安装显示装置显示无刷电机运行参数，方便工作人员监控电动螺丝批的运行状态，在电动螺丝批运行异常时可以及时发现并处理，解决了用户在使用电动螺丝批时无法直观地获知无刷电机的运行状态信息的问题。
87.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。