电槌式螺丝扳手的扭力控制电路的制作方法

专利名称：电槌式螺丝扳手的扭力控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路。
背景技术：
电槌式螺丝扳手是以连续撞击方式来锁紧被锁物，以传感器侦测被 锁物在瞬间被撞击后的紧度，做为扭力控制是相当困难的，过去有用位 移传感器来侦测，但该位移传感器不准确，产品结构不易制造，所以商品 化的产品很少看到。
而随着电动工具的不断演进，也有了充电式的电槌式螺丝扳手
(Impact tool),比伸长电线插用建物市电的电槌式螺丝扳手体积更小、 重量更轻，更适合携带，且其输出扭力依然够大到能处理螺丝螺锁工具， 但因其没有适当的扭力控制，所以无法扩大应用范围，使生产量较少， 如果能加上扭力控制功能，将可大量取代体积大、重量重的电钻工具
(Drill tool)。
较理想的解决方法，是利用充电式的电槌式螺丝扳手(Impact tool) 壳内，主要做功的直。流电动马达，测量其旋转带动板手前端撞击块槌旋 转做功遇到阻力时，电动马达转速降低对应功率，可换算出扭力的特性， 用电子电路自动侦测其转速，加以换算成对应扭力值，并于到达预定扭 力时，施以停转控制，但此毕竟为理想状态，仍无法精准地控制扭力。
因为只有理论上电压不变，也不考虑电动马达工作温度的影响下， 电动马达出力受阻，转速降低，会使内部等效阻抗降低、电流增大，输 出扭力也随之增大的特性产生，得以借由侦测转速来对应电动马达输出 扭力，取得调控电动马达最大最终旋锁扭力的依据，但侦测转速来对应 电动马达扭力，仍然存在很多变量，加上电子线路对电动马达转速的监 控分辨率和实时性都不足，况且实际上，很多充电电池的电压会随着使 用时间下降，加上温度也会对电动马达电阻产生影响，使得感应电动马 达转速，就能算出马达瞬间实时扭力加以控制的精确度，颇值得怀疑。且环保问题将使得以锂或锂为基础的充电电池成为主流，而锂电池 有一异于过去镍镉或镍氢电池的特性，它的输出电压会随着电池容量降 低而下降，使现有以锂电池为电源的电槌式螺丝扳手，在刚充饱电和锂 电池使用一段时间后的输出最大扭力有很大差异，足以对使用者造成很 大的困扰。

发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有电槌式螺丝扳手有 扭力无法精确控制的缺点，而提供一种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路， 容易达到对电槌式螺丝扳手准确的冲击扭力控制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于主要由一推动 电动马达线路、 一电动马达工作电流侦测线路、 一参考电压产生线路、 一电动马达最大电流设定线路、 一电动马达抗阻扭力设定线路、 一讯息 输出线路、 一稳压供电线路、及一控制线路所构成，由稳压供电线路输 出供电电压，而由控制线路以集成电路负责向讯息侦测来源探读、处理、 命令控制扭力执行所有功能，将参考电压产生线路、电动马达最大电流 设定线路，与电动马达抗阻扭力设定线路的输出端，分别接至集成电路 对应输入接点，且集成电路分别对推动电动马达线路、参考电压产生线 路传讯控制，并向ffl'息输出线路输出实时的电动马达扭力数值，而推动 电动马达线路接往电动马达，且串接电动马达工作电流侦测线路，又将 电动马达最大电流设定线路输入端接至电动马达工作电流侦测线路，和 推动电动马达线路之间，并将电动马达最大电流设定线路接往集成电路 的另一输出端，接往推动电动马达线路的闸极控点。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中推动电动马达线路是 以一二极管并连电动马达，再以一半导体功率元件串接在电动马达和电 动马达工作电流侦测线路之间，且该半导体功率元件的闸极接往电动马 达最大电流设定线路，及控制线路对应输出端。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达工作电流侦 测线路为一低欧姆值功率电阻。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中参考电压产生线路由
8第一晶体管的基极串接第六电阻接至控制线路对应输出端；集极串接第 五电阻至电动马达最大电流设定线路对应接点；射极接地，又于第一晶 体管与第六电阻之间，叉接第七电阻，并于第五电阻至控制线路对应输 入端叉分接第三电容接地，及叉接第四电阻连接供电电压所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达最大电流设 定线路由两组运算放大线路组成第一组运算放大电路是由第一运算放 大器负入端接地；正输入端和输出端之间，并接第二电阻、第一电容， 且正输入端串接第一电阻接到电动马达工作电流侦测线路和推动电动马 达线路之间，又于输出端串接第三电阻经第二电容接地，于第二电容和 第三电阻之间，叉连接到第二组运算放大电路所构成，而第二组运算放 大电路即以第二运算放大器正输入端接往第三电阻；负输入端接经参考 电压产生线路的第五电阻；输出端串接第八电阻到控制线路对应输入端， 且叉分接第九电阻到第二晶体管基极，并于第九电阻到第二晶体管基极 之间，叉接第十电阻接地，而第二晶体管射极接地，第二晶体管集极接 往半导体功率元件闸极所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达抗阻扭力设 定线路是以可变电阻一端接往控制线路对应输入端，及经由第十四电阻 连接供电电压，而可变电阻接往控制线路另端接地所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中讯息输出线路为STN规 格的显示屏加上驱动晶体管、接口和控制线路连结而成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中稳压供电线路由第十 六电阻串接第四电容接地，且第四电容连接第十六电阻之间，叉接齐纳 二极管接地，且另叉接到控制线路对应输入供电电压接点所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中半导体功率元件为金 属半导体场效晶体管MOSFET。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中半导体功率元件为双 极性(Bipolar)功率晶体管。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中控制线路命令半导体 功率元件断开推动电动马达线路是采用频宽改变P丽方式。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中扭力设定线路、讯息输出线路、及控制线路完全整合在单一控制面板内。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中扭力设定线路为数字 逻辑按控调变扭力的调控接口结构。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中讯息输出线路为完全 取代扭力设定线路实体，具触控调整扭力设定的显示屏幕调控接口结构。
前述的电动马达抗阻扭力控制暨电池放电保护电路，其中控制线路 自电动马达最大电流设定线路输出与电动马达工作电流侦测电路，取得 侦测比值变化已达设定值时，就开始自动计时，等待一小段预设时间后， 向半导体功率元件发出开断讯号，使电动马达停止。
本发明解决其技术问题还可采用如下技术方案
一种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于主要由一推动 电动马达线路、 一电动马达工作电流侦测线路、 一参考电压产生线路、 一电动马达最大电流设定线路、 一电动马达抗阻扭力设定线路、 一讯息 输出线路、 一稳压供电线路、 一电动马达工作温度侦测线路，及一控制 线路所构成，由稳压供电线输出供电电压，而由控制线路以集成电路负 责向讯息侦测来源探读、处理、命令控制扭力执行所有功能，将参考电 压产生线路、电动马达最大电流设定线路、电动马达工作温度侦测线路， 与电动马达抗阻扭力设定线路的输出端，分别接至集成电路对应输入接 点，且集成电路分别对推动电动马达线路，参考电压产生线路传讯控制， 并向讯息输出线路输出实时的电动马达扭力数值，而推动电动马达线路 接往电动马达，且串接电动马达工作电流侦测线路，又将电动马达最大 电流设定线路输入端接至电动马达工作电流侦测线路，和推动电动马达 线路之间，并将电动马达最大电流设定线路接往集成电路的另一输出端， 接往推动电动马达线路的闸极控点。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中推动电动马达线路是 以一二极管并连电动马达，再以一半导体功率元件串接在电动马达和电 动马达工作电流侦测线路之间，且该半导体功率元件的闸极接往电动马 达最大电流设定线路，及控制线路对应输出端。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达工作电流侦 测线路为一低欧姆值功率电阻。
10前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中参考电压产生线路由 第一晶体管的基极串接第六电阻接至控制线路对应输出端；集极串接第 五电阻至电动马达最大电流设定线路对应接点；射极接地，又于第一晶 体管与第六电阻之间，叉接第七电阻，并于第五电阻至控制线路对应输 入端叉分接第三电容接地，及叉接第四电阻连接供电电压所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达最大电流设
定线路由两组运算放大线路组成第一组运算放大电路是由第一运算放
大器负入端接地；正输入端和输出端之间，并接第二电阻、第一电容，
且正输入端串接第一电阻接到电动马达工作电流侦测线路和推动电动马
达线路之间，又于输出端串接第三电阻经第二电容接地，于第二电容和
第三电阻之间，叉连接到第二组运算放大电路所构成，而第二组运算放
大电路即以第二运算放大器正输入端接往第三电阻；负输入端接经参考
电压产生线路的第五电阻；输出端串接第八电阻到控制线路对应输入端，
且叉分接第九电阻到第二晶体管基极，并于第九电阻到第二晶体管基极
之间，叉接第十电阻接地，而第二晶体管射极接地，第二晶体管集极接 往半导体功率元件闸极所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达抗阻扭力设 定线路是以可变电阻一端接往控制线路对应输入端，及经由第十四电阻 连接供电电压，而可变电阻接往控制线路另端接地所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中讯息输出线路为STN规 格的显示屏加上驱动晶体管、接口和控制线路连结而成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中稳压供电线路由第十六 电阻串接第四电容接地，且第四电容连接第十六电阻之间，叉接齐纳二 极管接地，且另叉接到控制线路对应输入供电电压接点所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中电动马达工作温度侦 测线路由供电电压经第十三电阻串联热敏电阻接地，并于第十三电阻和 热敏电阻之间，叉连接到控制线路对应接点所构成。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中半导体功率元件为金 属半导体场效晶体管MOSFET。 '
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中半导体功率元件是为双极性功率晶体管。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中控制线路命令半导体 功率元件断开推动电动马达线路是采用频宽改变P丽方式。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中扭力设定线路、讯息 输出线路，及控制线路完全整合在单一控制面板内。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中扭力设定线路为数字 逻辑按控调变扭力的调控接口结构。
前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中讯息输出线路为完全 取代扭力设定线路实体，具触控调整扭力设定的显示屏幕调控接口结构。 前述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其中控制线路自电动马达 最大电流设定线路输出与电动马达工作电流侦测电路，取得侦测比值变 化已达设定值时，就开始自动计时，等待一小段预设时间后，向半导体 功率元件发出开断讯号，使电动马达停止。
电槌式螺丝扳手是由壳内的电动马达输出轴带动撞击块、弹簧、滑 动块转动，且滑动块跟着被锁物(例如螺丝)转动，当滑动块遇到阻力 时，撞击块会被滑动块堵住而往下压縮弹簧，直到弹簧压縮程度超过一 定距离后，撞击块和滑动块脱离，使撞击块被弹簧推出顺着旋切方向弹 回，以水平冲量撞击滑动块，使滑动块瞬间对被锁物撼敲扭绞锁紧或从 锁紧位置扭绞旋退(在拆锁紧螺丝状态下，所遇到的阻力是解锁阻力)， 而撞击块一撞回后，复随即再被滑动块堵住往下压縮弹簧，如此一来， 撞击块会连续冲击滑动块将螺丝锁紧或从锁紧位置旋退。
而撞击块在磨擦压縮弹簧时段中，因承受到电动马达转速的水平压 迫和往下压迫弹簧的阻力，而使电动马达电流逐渐上升，在此过程当中， 电流的大小变化就可以对应电动马达速度和撞击块压縮的位置，因此滑 动块遇到阻力，受撞击磨擦上升的时段中，电流到达一个准位后，以定 电流线路来管制流过电动马达的最大电流，就能以电流一提升到电流准 位瞬间时点，决定维持电动马达最大的转速和撞击块被开始控制的位置， 一进入电流准位点后，电动马达阻力虽然再增加，但因电流己被限制保 持住，电动马达转速也就不会再增加，使撞击块脱离滑动块被弹簧推出 顺着旋切方向，以向滑动块撞回的水平冲量就会跟着被限制住，因而供电电压不变，侦测到电动马达电流到达设定值(即调整出预定的电流准 位点)时，也就代表电动马达速度到达一定的准位，也决定了往后每一 次撞击的固定冲量，因而本发明此种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路， 首先就是要设置一电动马达到工作电流侦测线路，及一电动马达最大电 流设定线路(即前述的定电流线路)，两相比较，以使电动马达最大电流 设定线路控制住电动马达电流不超出设定电流准位，及到达准位的时间 点。
但是在充足稳定的电压下，以固定的力量撞击一螺丝或螺母，经撞 击固定次数后，再撞击的冲量对螺丝或螺母的紧度影响将会逐渐降低， 因而为了节省能源，本发明此种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，设计 成电动马达电流一升到设定的电流准位时点后，就以前述的电动马达最 大电流设定线路控制住电流，并停留一小段固定时间(固定时间亦即固 定撞击次数)后，自动停止，因而能以最节能的方法取得所需的扭力值。 又，与电动起子遇到扭旋阻力，会有一段时间动作在电动马达几近 停止状态下不同，电槌式螺丝扳手每次受阻产生的往复撞击，电动马达 都还在高速运转，而高速运转也就是快速耗电，因而使用一段时间后， 电池电压下降，会使得流入电动马达的电流也随着下降，对抗螺锁阻力 的扭转力量变小，此使得撞击过程电动马达的最大电流也会下降，也等 同于每次最大撞击方量降低，而在这种状况下，为求得更大的扭力控制 范围，本发明此种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，就在电动马达电流 到达一定准位后，增长撞击时间来达到更大的锁紧力，以增大扭力的控 制范围，也因此，为了得到稳定的输出扭力，本发明此种电槌式螺丝扳 手的扭力控制电路遂有因应供电电压变量，进行扭力管制的设计。
而由于电槌式螺丝扳手的扭力控制电路撞击程序是要连续撞击n次， 需要一段时间才能完成，例如需要到电流准位前的撞击加上固定冲量的 撞击次数，电压的侦测就可以不必在非常短时间内完成，本发明此种电 槌式螺丝扳手的扭力控制电路，便以其控制线路的集成电路在动态中侦 测，再依需要调整电流准位来对应需求的扭力，而进一步地，以先实测 出不同电压、不同电流准位下对应输出扭力的对应数值表，将此对应数 值表内容内建在其集成电路内，这样在操作时其集成电路会在动态中，反复依设定的扭力值和侦测到的电压，提供一定电流准位给其电动马达 最大电流设定线路，因而不论供应电压如何变化都可得到一固定的输出 扭力。
以锂电池作为电槌式螺丝扳手使用电源为例说明，锂电池电压有输 出电压会随电池容量下降而降低的特性，此特性虽然可以用电压补偿的 扭力控制来克服，但在电池容量降低时，最大输出扭力降低会使扭力设
定范围縮小，以四颗串联的锂电池为例，充饱电电压为16.4V，低压保护 的电压为11.0V，在充饱电16.4V时空转电流已达7.0安培，要达到撞击 产生的电流就要大于7.0安培，大于7.0安培的输出扭力就己大于 700kg-cm (最大扭力在1800kg-cm附近)。当电池电压降至14.3V (距最 低电压ll.OV还有一段距离)输出的最大扭力就只有800kg-cm，所以锂 电池作为电槌式螺丝扳手的电源还是有缺陷。
这主要的原因是电动马达在撞击块的负载下，其供电电压的高或低 效率差很多，高压供电时电动马达转速高，高速旋转虽然使撞击块摩擦 阻力提高，但相对的可以使撞击块脱离水平撞击速度(V)增大，冲量P =MV增大使输出扭力增大；而低压供电动马达转速低撞击块阻力小，整 个冲撞行程在电流不大就能完成，所以每次撞击的最大冲量小，整体输 出最大扭力就无法很大，而为了使电槌式螺丝扳手可以长时间以固定扭 力操作、扭力控制范預可以增加成五个串联电池，这样的最低电压可以 提升至14.0V附近，但高压会到20V，以20V直接驱动工作电压约14.4V
的电动马达又会有过热烧损危险。
因而本发明此种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，以电动马达最大 电流设定线路，加上该控制线路命令半导体功率元件断开推动电动马达 线路，是以频宽改变PWM方式进行解决，如前述于集成电路有内建不同 电压、不同电流准位下对应输出扭力的对应数值表，在此再补充说明的， 所内建的对应数值表亦有电压、扭力对应脉宽调变(P丽)工作负荷的输 出，因而在电池电量足额，供给高电压或为了提高扭力设定范围，增加 一电池数提高电压时，电动马达非全以ON动作，而是受脉宽调变(P丽) 的ON/OFF动作，这样电动马达工作在高电压下运转效率高，平均瓦特数 可以被具脉宽调变(P丽)的线路控制方式，和电动马达最大电流设定线路控制，不会过热。
另外，电动马达温度也会影响效率，因而本发明此种电槌式螺丝扳 手的扭力控制电路，也将温度视为影响因将温度造成的对应影响关系， 也列入于其集成电路内建的对应数值表中，由集成电路向其设有的电动 马达工作温度侦测线路，读取侦测温度，加以判定执行，因而总体有电 池电压、脉宽调变(P丽)，及工作温度变化多个变量因子，使扭力控制 会很复杂，但皆可在集成电路内预先内建这些变量的对应数值表，就容 易达到对电槌式螺丝扳手准确的冲击扭力控制。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图l为本发明电槌式螺丝扳手的扭力控制电路的构成及讯号传递方 块图。
图2为本发明电槌式螺丝扳手的扭力控制电路的电路图。 图中标号说明
I. ...推动电动马达线路
2....电动马达工作电流侦测线路
3....参考电压产生线路
4....电动马达最大电流设定线路
5....电动马达抗阻扭力设定线路
6....讯息输出线路
7....稳压供电线路
8....电动马达工作温度侦测线路
9....控制线路
10....电动马达
II. ...二极管
12....半导体功率元件 41....第一组运算放大电路 42....第二组运算放大电路
具体实施例方式
图1为本发明电槌式螺丝扳手的扭力控制电路的构成及讯号传递方
15块图，由此图所示可知，本发明此种电槌式螺丝扳手的扭力控制曁电池 放电保护电路，主要由一推动电动马达线路l、 一电动马达工作电流侦测
线路2、 一参考电压产生线路3、 一电动马达最大电流设定线路4 (于电 动马达最终受阻时的定电流作用)、 一电动马达抗阻扭力设定线路5、 一 讯息输出线路6、 一稳压供电线路7，及一控制线路9所构成，或再加设 一电动马达工作温度侦测线路8，由稳压供电线路7供给控制线路9电源， 而由控制线路9以集成电路负责向讯息侦测来源探读、处理、命令控制 扭力执行等所有功能，将参考电压产生线路3、电动马达最大电流设定线 路4、电动马达工作温度侦测线路8，与电动马达抗阻扭力设定线路5的 输出端，分别接至集成电路对应输入接点，且集成电路分别对推动电动 马达线路l，参考电压产生线路3传讯控制，并向讯息输出线路6输出即 时的电动马达扭力数值，而推动电动马达线路1接往电动马达10的推动 电动马达线路，且将电动马达最大电流设定线路4输入端接至电动马达 工作电流侦测线路2，和推动电动马达线路l之间，并将电动马达最大电 流设定线路4接往集成电路的另一输出端，接往推动电动马达线路1的 闸极控点，且参考电压产生线路3还有一参考电压输出端接往电动马达 最大电流设定线路4。
该讯息输出线路6可由一显示屏幕为之，且该推动电动马达线路1 是以一二极管11并连电动马达10，再以一半导体功率元件12串接在电 动马达10和电动马达工作电流侦测线路2之间，且该元件12的闸极接 往电动马达最大电流设定线路4，及控制线路9对应输出端，当内设电动 马达10的电动工具启动工具按控开关SW1，经由稳压供电线路7建立一 稳压电源供予控制线路9，于稳压电源建立后，控制线路9仍使半导体功 率元件12维持切断电马10导通，控制线路9先由电动马达抗阻扭力设 定线路5取得预设的抗阻扭力值，并由讯息输出线路6显示预设扭力值， 并向电动马达工作温度侦测线路8取得电动马达现况的温度，再由控制 线路9中，预设在集成电路内的温度、电压、扭力、电流的对应表(曲 线)找出对应的比较电压，再由控制线路9命令参考电压产生线路3输 出一参考电压予电动马达最大电流设定线路4。
当比较电压到达需要值后，控制线路9启动半导体功率元件12接通
16电动马达10线路，使电动马达10旋转，电动马达输出因螺丝被旋紧阻 力增大、转速下降，电流增加，流经电动马达工作电流侦测线路2的电 流会被转换成电压输入电动马达最大电流设定线路4,电流在尚未到达参 考电压值时，半导体功率元件12保持接通电动马达10线路，使电动马 达10继续旋转，当电流电压大于或等于参考电压时，电动马达最大电流 设定线路4会向半导体功率元件12闸极输出开断讯号，瞬间开断电动马 达10，使流经电动马达IO的电流降低或消失，且控制线路9接收到电流 到达预设值的讯息，也会瞬间命令半导体功率元件12断开电动马达10 线路，使测得的电流电压又低于参考电压，电动马达最大电流设定线路4 又输出启动半导体功率元件12接通电动马达10讯号，再启动电动马达 10扭转，随即又受阻抗导致电流增加，使电流电压再次超出参考电压， 停断电动马达10运转，如此在参考电压值下，电动马达10快速反复地 转停动作，就可使流经电动马达10的最高工作电流维持在一预设值，另 且该控制线路9命令半导体功率元件断开推动电动马达线路1 ，可以频 宽改变P丽方式为之，使增加一电池数提高最大工作电压额度下，电动 马达10也不会因持续全电压扭转而过热烧毁。
且撞击螺锁过程中，当控制线路9自电动马达最大电流设定线路4 输出与电动马达工作电流侦测电路2，取得侦测电流比值变化后，就得知 此次撞击力量是否已达设定值， 一到达预设值控制线路9，控制线路9就 开始自动计时，等待一小段预设时间后(此等待时间即对应撞击次数， 为输入控制线路9内，依条件启动的记忆定时数值)，向半导体功率元件 12发出开断讯号，使电动马达10停止，此时，因阻抗固定加上电流也固 定在设定值上，所以电动马达10输出的最后平均功率几乎是固定的，使 螺丝停在最终需求的敲击锁紧扭力，并可借由调整控制线路9内的定时 数值，微调控制出更精准的扭力值。
而控制线路9的集成电路可执行许多功能，并配合讯息输出线路6 输出向使用者显示，使讯息输出线路6不仅可显示预设扭力值、调校扭 力值、最终扭力值或最后平均功率外，还可增加例如对电池的进一步保 护；在电池电压低到一定程度后，扭力设定就不能高于对应值以上；电 池温度高过一定程度后，扭力设定就不能高于对应值以上等扩充功能，
17而为求扭力准确性，消除不同只工具及零件的变异影响，对温度、扭力、 电流对应表的建立，可以在工具装配完成后，以单一微处理器的集成电 路对应单一只工具实际测试求得温度、扭力、电流对应曲线后，再烧录
装上工具内(lt匕艮卩in—ckt programming方式)。
至于本发明其它线路的详细构成，如图2的电路图所示，以下分别叙述。
1. 电动马达工作电流侦测线路2为一低欧姆值功率电阻Rs，当电 流流过推动电动马达线路1后，会产生一工作电压Vs给低欧姆值功率电 阻Rs，而如图所示，该低欧姆值功率电阻Rs是为金属半导体场效晶体管 M0SFET，或为具同等效用的双极性功率晶体管。
2. 参考电压产生线路3由第一晶体管Ql的基极串接第六电阻R6 接至控制线路9对应输出端；集极串接第五电阻R5至电动马达最大电流 设定线路4对应接点；射极接地，又于第一晶体管Ql与第六电阻R6之 间，叉接第七电阻R7，并于第五电阻R5至控制线路9对应输入端叉分接 第三电容C3接地，及叉接第四电阻R4连接供电电压所构成。
3. 电动马达最大电流设定线路4由两组运算放大线路组成 第一组运算放大电路41是由第一运算放大器0P1负输入端接地；正
输入端和输出端之间，并接第二电阻R2、第一电容C1，且正输入端串接 第一电阻Rl接到电动马达工作电流侦测线路2和推动电动马达线路1之 间，复于输出端串接第三电阻R3经第二电容C2接地，于第二电容C2和 第三电阻R3之间，叉连接到第二组运算放大电路42所构成，通过第一 组运算放大电路41将工作电压Vs滤波和放大成待比电压VI。
而第二组运算放大电路42即以第二运算放大器0P2正输入端接往第 三电阻R3;负输入端接经参考电压产生线路3的第五电阻R5，接受控制 线路9与参考电压产生线路3传来的参考电压Vref;输出端串接第八电 阻R8到控制线路9对应输入端，且叉分接第九电阻R9到第二晶体管Q2 基极，并于第九电阻R9到第二晶体管Q2基极之间，叉接第十电阻RIO 接地，而第二晶体管Q2射极接地，第二晶体管Q2集极接往前述半导体 功率元件12闸极构成，通过第二组运算放大电路42将待比电压VI与参 考电压Vref比较，当待比电压Vl低于参考电压Vref时，即向第二晶体管Q2输出低电值，切断第二晶体管Q2导通，连带使前述半导体功率元 件12维持导通电动马达10运转，反之，当待比电压V1—高于参考电压 Vref时，即向第二晶体管Q2输出高电值，使第二晶体管Q2导通，连带 使前述半导体功率元件12断开导通，将电动马达10断电停转。
4. 电动马达抗阻扭力设定线路5是以可变电阻R15—端接往控制线 路9对应输入端，及经由第十四电阻R14连接供电电压，而可变电阻R15 接往控制线路9另端接地所构成，此可变电阻R15的调控部位可形成露 出工具壳的手转钮或拨杆，且可搭配讯息输出线路6显示，做为预设扭 力和校正使用。
5. 讯息输出线路6可用STN加上驱动晶体、接口和控制线路9连结， 这都有标准线路可用，因而不在此处及图中赘示。
6. 稳压供电线路7由第十六电阻R16—端接到工具按控开关SW1， 另端串接第四电容C4接地，且第四电容C4连接第十六电阻R16之间， 叉接齐纳二极管ZD1接地，且另叉接到控制线路9对应输入供电电压接 点所构成。
7. 电动马达工作温度侦测线路8由供电电压经第十三电阻R13串联 热敏电阻Rth接地，并于第十三电阻R13和热敏电阻Rth之间，叉连接 到控制线路9对应接点所构成。
经由实验验证的'确能得到准确的扭力控制，而由于现今技术进步， 单一控制面板上，能高度整合多项软硬件，故也可将上述扭力设定线路5、 讯息输出线路6，及控制线路9完全整合在单一控制面板内，且扭力设定 线路5不限于须以具调旋钮的可变电阻R15组构而成，也可为非可变电 阻R15的调控接口结构，例如改用数字逻辑按控调变扭力，或改以完全 取代扭力设定线路5实体，显示屏幕具触控调整扭力设定的讯息输出线 路6为之。
至于工具按控开关SW1可为只有切断(OFF)及导通(ON)功能的一 般开关，或可改变速度(VSR)开关，而若电动马达10为需要正反转功 能，则可加上转换开关，由于可改变速度(VSR)开关，及转换开关亦为 普通标准元件，有既成配接法，因而不在此处及另图赘示。
从上所述可知，本发明的此种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，确实具有定电流控制，及以集成电路因应温度、电压变动因素，精确控制 出预定槌锁扭力的功效，且未见公开使用，符合专利法的规定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形 式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单 修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于主要由一推动电动马达线路、一电动马达工作电流侦测线路、一参考电压产生线路、一电动马达最大电流设定线路、一电动马达抗阻扭力设定线路、一讯息输出线路、一稳压供电线路、及一控制线路所构成，由稳压供电线路输出供电电压，而由控制线路以集成电路负责向讯息侦测来源探读、处理、命令控制扭力执行所有功能，将参考电压产生线路、电动马达最大电流设定线路，与电动马达抗阻扭力设定线路的输出端，分别接至集成电路对应输入接点，且集成电路分别对推动电动马达线路、参考电压产生线路传讯控制，并向讯息输出线路输出实时的电动马达扭力数值，而推动电动马达线路接往电动马达，且串接电动马达工作电流侦测线路，又将电动马达最大电流设定线路输入端接至电动马达工作电流侦测线路，和推动电动马达线路之间，并将电动马达最大电流设定线路接往集成电路的另一输出端，接往推动电动马达线路的闸极控点。
2. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在 于所述推动电动马达线路是以一二极管并连电动马达，再以一半导体 功率元件串接在电动马达和电动马达工作电流侦测线路之间，且该半导 体功率元件的闸极接桂电动马达最大电流设定线路，及控制线路对应输 出端。
3. 根据权利要求1所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述电动马达工作电流侦测线路为一低欧姆值功率电阻。
4. 根据权利要求1所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述参考电压产生线路由第一晶体管的基极串接第六电阻接至控 制线路对应输出端；集极串接第五电阻至电动马达最大电流设定线路对 应接点；射极接地，又于第一晶体管与第六电阻之间，叉接第七电阻， 并于第五电阻至控制线路对应输入端叉分接第三电容接地，及叉接第四 电阻连接供电电压所构成。
5. 根据权利要求1所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述电动马达最大电流设定线路由两组运算放大线路组成.-第一组运算放大电路是由第一运算放大器负入端接地；正输入端和输 出端之间，并接第二电阻、第一电容，且正输入端串接第一电阻接到电 动马达工作电流侦测线路和推动电动马达线路之间，又于输出端串接第 三电阻经第二电容接地，于第二电容和第三电阻之间，叉连接到第二组 运算放大电路所构成，而第二组运算放大电路即以第二运算放大器正输 入端接往第三电阻；负输入端接经参考电压产生线路的第五电阻；输出端串接第八电阻到 控制线路对应输入端，且叉分接第九电阻到第二晶体管基极，并于第九 电阻到第二晶体管基极之间，叉接第十电阻接地，而第二晶体管射极接 地，第二晶体管集极接往半导体功率元件闸极所构成。
6. 根据权利要求1所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述电动马达抗阻扭力设定线路是以可变电阻一端接往控制线路 对应输入端，及经由第十四电阻连接供电电压，而可变电阻接往控制线 路另端接地所构成。
7. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在 于所述讯息输出线路为STN规格的显示屏加上驱动晶体管、接口和控制 线路连结而成。
8. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在 于所述稳压供电线路由第十六电阻串接第四电容接地，且第四电容连 接第十六电阻之间，叉接齐纳二极管接地，且另叉接到控制线路对应输 入供电电压接点所构成。
9. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在 于所述半导体功率元件为金属半导体场效晶体管MOSFET。
10. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述半导体功率元件为双极性功率晶体管。
11. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述控制线路命令半导体功率元件断开推动电动马达线路是采用 频宽改变P籠方式。
12. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述扭力设定线路、讯息输出线路、及控制线路完全整合在单一控制面板内。
13. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述扭力设定线路为数字逻辑按控调变扭力的调控接口结构。
14. 根据权利要求l所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述讯息输出线路为完全取代扭力设定线路实体，具触控调整扭 力设定的显示屏幕调控接口结构。
15. 根据权利要求2所述的电动马达抗阻扭力控制暨电池放电保护电路，其特征在于所述控制线路自电动马达最大电流设定线路输出与电 动马达工作电流侦测电路，取得侦测比值变化已达设定值时，就开始自 动计时，等待一小段预设时间后，向半导体功率元件发出开断讯号，使 电动马达停止。
16. —种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于主要由一推 动电动马达线路、 一电动马达工作电流侦测线路、 一参考电压产生线路、 一电动马达最大电流设定线路、 一电动马达抗阻扭力设定线路、 一讯息 输出线路、 一稳压供电线路、 一电动马达工作温度侦测线路，及一控制 线路所构成，由稳压供电线输出供电电压，而由控制线路以集成电路负 责向讯息侦测来源探读、处理、命令控制扭力执行所有功能，将参考电 压产生线路、电动马达最大电流设定线路、电动马达工作温度侦测线路， 与电动马达抗阻扭力设定线路的输出端，分别接至集成电路对应输入接 点，且集成电路分别对推动电动马达线路，参考电压产生线路传讯控制， 并向讯息输出线路输出实时的电动马达扭力数值，而推动电动马达线路 接往电动马达，且串接电动马达工作电流侦测线路，又将电动马达最大 电流设定线路输入端接至电动马达工作电流侦测线路，和推动电动马达 线路之间，并将电动马达最大电流设定线路接往集成电路的另一输出端， 接往推动电动马达线路的闸极控点。
17. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述推动电动马达线路是以一二极管并连电动马达，再以一半导 体功率元件串接在电动马达和电动马达工作电流侦测线路之间，且该半 导体功率元件的闸极接往电动马达最大电流设定线路，及控制线路对应 输出端。
18. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述电动马达工作电流侦测线路为一低欧姆值功率电阻。
19. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述参考电压产生线路由第一晶体管的基极串接第六电阻接至 控制线路对应输出端；集极串接第五电阻至电动马达最大电流设定线路 对应接点；射极接地，又于第一晶体管与第六电阻之间，叉接第七电阻， 并于第五电阻至控制线路对应输入端叉分接第三电容接地，及叉接第四 电阻连接供电电压所构成。
20. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特 征在于所述电动马达最大电流设定线路由两组运算放大线路组成第一组运算放大电路是由第一运算放大器负入端接地；正输入端和 输出端之间，并接第二电阻、第一电容，且正输入端串接第一电阻接到 电动马达工作电流侦测线路和推动电动马达线路之间，又于输出端串接 第三电阻经第二电容接地，于第二电容和第三电阻之间，叉连接到第二 组运算放大电路所构成，而第二组运算放大电路即以第二运算放大器正 输入端接往第三电阻；负输入端接经参考电压产生线路的第五电阻；输出端串接第八电阻 到控制线路对应输入端，且叉分接第九电阻到第二晶体管基极，并于第 九电阻到第二晶体管'基极之间，叉接第十电阻接地，而第二晶体管射极 接地，第二晶体管集极接往半导体功率元件闸极所构成。
21 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特 征在于所述电动马达抗阻扭力设定线路是以可变电阻一端接往控制线 路对应输入端，及经由第十四电阻连接供电电压，而可变电阻接往控制 线路另端接地所构成。
22.根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述讯息输出线路为STN规格的显示屏加上驱动晶体管、接口和控 制线路连结而成。
23.根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述稳压供电线路由第十六电阻串接第四电容接地，且第四电容 连接第十六电阻之间，叉接齐纳二极管接地，且另叉接到控制线路对应输入供电电压接点所构成。
24. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述电动马达工作温度侦测线路由供电电压经第十三电阻串联 热敏电阻接地，并于第十三电阻和热敏电阻之间，叉连接到控制线路对 应接点所构成。
25. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征 在于所述半导体功率元件为金属半导体场效晶体管MOSFET。
26. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述半导体功率元件是双极性功率晶体管。
27. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述控制线路命令半导体功率元件断开推动电动马达线路是采用频宽改变PWM方式。
28. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述扭力设定线路、讯息输出线路，及控制线路完全整合在单一控制面板内。
29. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述扭力设定线路为数字逻辑按控调变扭力的调控接口结构。
30. 根据权利要求16所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述讯息输出线路为完全取代扭力设定线路实体，具触控调整扭力设定的显示屏幕调控接口结构。
31. 根据权利要求17所述的电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，其特征在于所述控制线路自电动马达最大电流设定线路输出与电动马达工作电流侦测电路，取得侦测比值变化已达设定值时，就开始自动计时， 等待一小段预设时间后，向半导体功率元件发出开断讯号，使电动马达 停止。
全文摘要
一种电槌式螺丝扳手的扭力控制电路，主要由推动电动马达线路、电动马达工作电流侦测线路、参考电压产生线路、电动马达最大电流设定线路、电动马达抗阻扭力设定线路、讯息输出线路、稳压供电线路、及控制线路构成，由稳压供电线路输出供电电压，而由控制线路以集成电路负责向讯息侦测来源探读、处理、命令控制扭力执行所有功能，将参考电压产生线路、电动马达最大电流设定线路，与电动马达抗阻扭力设定线路的输出端，分别接至集成电路对应输入接点，且集成电路分别对推动电动马达线路、参考电压产生线路传讯控制，并向讯息输出线路输出实时的电动马达扭力数值，而推动电动马达线路接往电动马达。本发明易达到对电槌式螺丝扳手准确的冲击扭力控制。
文档编号B25B23/147GK101604169SQ20081011118
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者魏成榖 申请人:车王电子股份有限公司