一种电动工具自动断电系统及方法与流程

本发明涉及电动工具，尤其是一种电动工具自动断电系统及方法。

背景技术：

1、对于电动工具而言，工作的模式是由使用者手持或手持的同时采用身体或其他部位辅助进行工具机身91的相对位置固定，同时通过工具的机械运动部位进行持续或者往复的动作实现工具的产品功能。

2、大多数电动工具的机械部分，都是由一个电机92作为动力源，带动机械工作部分93以围绕轴向的旋转作为工作的运动模式，使用者持稳机身后，机械工作部分93旋转运动，通过工作接触面94对工具作用对象95进行作业操作，如图1所示。

3、对于正常工作的情况下，工具机身91由使用者身体部位固定，机械工作部分93与工作接触面94、工具作用对象95持续接触产生切削作用。但当工作接触面94突然有特别坚硬的物质（例如坚石、钢筋等）与机械工作部分93发生接触时，机械工作部分93的头部难以立刻对工作接触面94产生有效切削，于是机械部分被硬物突然抱死，停止旋转运动。这个时候，虽然发生了工作异常，但是由于电机92电源依然按照异常前一时刻的状态持续输出，导致机械工作部分93依然有扭力存在，而且电机92的突然抱死停转会使异常时刻的扭力远远大于正常工作时的扭力，也就是说作用在机械工作部分93的旋转扭力值在异常时刻突然升高。根据力的相互作用原理可知，这个时候在工具机身91以及手持部分96需要有一个与扭力方向的反作用力才能保证工具机身的固定，否则工具机身91将会在扭力方向上产生扭转运动。

4、但是，抱死是突然间发生的，具有快速性和不确定性，而且具有瞬间的扭矩增大的特点，具有突变的特性，对于这种复杂条件，通常情况下用户是来不及反应的，所以这个时候会发生使用者持握不住，工具脱手的情况。工具的脱手导致的直接后果就是机身与使用者身体部位发生冲击接触，产生人员被工具击打情况，大概率会使使用者受伤，这种现象叫做电动工具使用中拧手现象，十分危险，工具正常工作状态如图2所示，拧手状态如图3所示，虚线部分表示发生拧手现象时会扭转运动的机身部位。

5、电动工具的机电工作环节主要由以下几个部分组成，如图4所示：

6、电源连接电机驱动器，提供整个工具的动力源，电机驱动器负责将电源能量传递给电机，并同时在过程中对电机的转速、扭矩等参数进行实时控制，电机随电机驱动器输出电压进行受控工作，并带动机械工作部分进行动力输出。

7、目前的电动工具产品针对拧手现象采取的保护方案是基于电机驱动器的工作电流和对于电机转速的判断联合判定拧手发生条件并进行保护。

8、具体实现方法如下：当检测到电机转速低于某一阈值并且电机工作电流高于某一阈值时判定电动工具当前处于拧手异常状态，然后控制器切断电机供电，机械工作部分失去持续运动动力，用以达到避免在机械工作部分被抱死后依然持续输出扭矩而导致的使用者受伤的效果。

9、这种方案在使用时对于防拧手状态进入的判断参数比较敏感，如果设定进入防拧手保护条件的电机电流值较高、电机转速较低，那么会导致脱扣进入判断滞后，待开始进行防拧手保护时工具伤人的结果已经发生；反之，拧手判断条件过于敏感，有可能在工具正常工作时候就误进入防拧手保护条件而导致电动工具错误停机保护，给使用者带来不好的体验。

10、为此，申请人予以改进。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中的不足，提供了一种电动工具自动断电系统及方法，在电动工具传统机电构造的基础上，通过增加加速度传感器的方法准确检测脱扣发生情况，从而进行及时准确的防护，达到既能稳定工作又能安全防护的目的。

2、为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

3、一种电动工具自动断电系统，包括电动工具机身，所述电动工具机身上配置有电机及与所述电机电连接的电源单元，所述电动工具机身内配置有与所述电源单元电连接的传感器单元及控制单元，所述传感器单元与所述控制单元电连接；

4、当所述控制单元通过所述传感器单元识别到电动工具机身沿其机械工作部分轴向旋转或趋于轴向旋转时，所述控制单元控制所述电机断电。

5、上述方案中，优选的，所述传感器单元固定安装于所述电动工具机身上。

6、上述方案中，优选的，所述传感器单元固定安装于所述电动工具机身内部。

7、上述方案中，优选的，当所述电动工具机身沿其机械工作部分轴向旋转或趋于轴向旋转时，所述传感器单元随之旋转。

8、上述方案中，优选的，所述传感器单元为加速度传感器。

9、上述方案中，优选的，所述传感器单元为三轴加速度传感器或三轴陀螺仪。

10、一种电动工具自动断电方法，通过设置于电动工具机身上的控制单元实时监测设置于电动工具机身上的传感器单元，当传感器单元的读值发生变化时控制单元切断电机电源。

11、上述方案中，优选的，所述传感器单元为三轴加速度传感器或三轴陀螺仪，当其y轴方向和/或z轴方向的读值发生变化时，所述控制单元切断电机的电源。

12、上述方案中，优选的，所述传感器单元为三轴加速度传感器或三轴陀螺仪，当其y轴方向和/或z轴方向的读值在短时间内快速发生变化时，所述控制单元切断电机的电源。

13、上述方案中，优选的，所述控制单元监测到传感器单元的x轴方向读值不发生变化、y轴方向读值正向变化、z轴方向读值负向变化时，所述控制单元切断电机的电源。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明通过增加加速度传感器以在电动工具被抱死时能够准确、快速的切断电机电源，消除机械反扭力，从而进行及时准确的防护，达到既能稳定工作又能安全防护的目的。

技术特征：

1.一种电动工具自动断电系统，包括电动工具机身，所述电动工具机身上配置有电机及与所述电机电连接的电源单元，其特征在于：所述电动工具机身内配置有与所述电源单元电连接的传感器单元及控制单元，所述传感器单元与所述控制单元电连接；

2.根据权利要求1所述的一种电动工具自动断电系统，其特征在于：所述传感器单元固定安装于所述电动工具机身上。

3.根据权利要求2所述的一种电动工具自动断电系统，其特征在于：所述传感器单元固定安装于所述电动工具机身内部。

4.根据权利要求1所述的一种电动工具自动断电系统，其特征在于：当所述电动工具机身沿其机械工作部分轴向旋转或趋于轴向旋转时，所述传感器单元随之旋转。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种电动工具自动断电系统，其特征在于：所述传感器单元为加速度传感器。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种电动工具自动断电系统，其特征在于：所述传感器单元为三轴加速度传感器或三轴陀螺仪。

7.一种电动工具自动断电方法，其特征在于：通过设置于电动工具机身上的控制单元实时监测设置于电动工具机身上的传感器单元，当传感器单元的读值发生变化时控制单元切断电机电源。

8.根据权利要求7所述的一种电动工具自动断电方法，其特征在于：所述传感器单元为三轴加速度传感器或三轴陀螺仪，当其y轴方向和/或z轴方向的读值发生变化时，所述控制单元切断电机的电源。

9.根据权利要求7所述的一种电动工具自动断电方法，其特征在于：所述传感器单元为三轴加速度传感器或三轴陀螺仪，当其y轴方向和/或z轴方向的读值在短时间内快速发生变化时，所述控制单元切断电机的电源。

10.根据权利要求9所述的一种电动工具自动断电方法，其特征在于：所述控制单元监测到传感器单元的x轴方向读值不发生变化、y轴方向读值正向变化、z轴方向读值负向变化时，所述控制单元切断电机的电源。

技术总结
本发明公开了一种电动工具自动断电系统及方法。包括电动工具机身，所述电动工具机身上配置有电机及与所述电机电连接的电源单元，所述电动工具机身内配置有与所述电源单元电连接的传感器单元及控制单元，所述传感器单元与所述控制单元电连接；当所述控制单元通过所述传感器单元识别到电动工具机身沿其机械工作部分轴向旋转或趋于轴向旋转时，所述控制单元控制所述电机断电。本发明通过增加加速度传感器以在电动工具被抱死时能够准确、快速的切断电机电源，消除机械反扭力，从而进行及时准确的防护，达到既能稳定工作又能安全防护的目的。

技术研发人员：胡丽姬,吴浩东,李保华,周孟剑
受保护的技术使用者：浙江博大实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13