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无触点开关、电动工具

基本信息

  • 申请号 CN201920611519.1 
  • 公开号 CN209860882U 
  • 申请日 2019/04/29 
  • 公开日 2019/12/27 
  • 申请人 湖南超泉实业有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 游超龙  
  • 主分类号 H03K17/687 
  • 申请人地址 410311 湖南省长沙市浏阳经济技术开发区康万路长沙E中心B1栋101、102号 
  • 分类号 H03K17/687;H03K17/90 
  • 专利代理机构 长沙智嵘专利代理事务所(普通合伙) 43211 
  • 当前专利状态 实用新型专利授权公告 
  • 代理人 刘宏 
  • 有效性 有效专利 
  • 法律状态
  •  

摘要

本实用新型公开了一种无触点开关和电动工具。
本实用新型的无触点开关和电动工具,通过壳体、盖板、按钮组件三者连接形成一个封闭空间,密封性能好,可以有效地起到防水防尘的作用,可以确保电动工具适用于水汽、粉尘等恶劣环境;通过速度磁感应器来检测按钮组件中的第一感应磁铁的位置,并根据第一感应磁铁的位置来控制MOS管的导通程度,从而实现对电源的输出电压进行调整,从而实现通过控制不同的按压程度来控制电动工具的转速。
本实用新型的无触点开关,通过采用MOS管和磁感应器配合来实现电动工具的转速控制,MOS管不存在机械式接触过程,而且MOS管的内阻小、发热少,使用寿命长,并且磁感应器的检测结果精准,便于安装。
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权利要求书


1.一种无触点开关,适用于电动工具,其特征在于,包括壳体(11)、盖板(12)、按钮组件(13)和电路板(14),所述按钮组件(13)和盖板(12)均与壳体(11)连接并形成一个封闭空间,所述电路板(14)位于该封闭空间内;所述按钮组件(13)包括按钮外壳(131)、推杆(132)、导向座(133)、弹性元件(134)和第一感应磁铁(135),所述按钮外壳(131)与壳体(11)连接,所述按钮外壳(131)和壳体(11)、盖板(12)形成所述封闭空间,所述推杆(132)、导向座(133)、弹性元件(134)和第一感应磁铁(135)均位于该封闭空间内,所述推杆(132)与按钮外壳(131)连接,所述导向座(133)一端与壳体(11)的内壁连接,相对的另一端与推杆(132)连接,所述弹性元件(134)套设在导向座(133)上且位于推杆(132)和壳体(11)的内壁之间,所述第一感应磁铁(135)内嵌在推杆(132)中;所述电路板(14)上设置有用于检测第一感应磁铁(135)位置的速度磁感应器(141)、用于与电动工具的电源连接并控制电源输出大小的MOS管(145)和用于根据速度磁感应器(141)的检测结果控制MOS管(145)的导通程度的控制单元(144),所述速度磁感应器(141)和MOS管(145)均与控制单元(144)连接。
2.如权利要求1所述的无触点开关,其特征在于,所述电路板(14)上还设置有与控制单元(144)连接并用于检测第一感应磁铁(135)位置的待机磁感应器(142),所述控制单元(144)还用于根据待机磁感应器(142)的检测结果控制MOS管(145)导通或者截止。
3.如权利要求1所述的无触点开关,其特征在于,所述无触点开关还包括用于控制电动工具正反转的转向组件(15),所述转向组件(15)包括转向拨杆(151)和第二感应磁铁(152),所述转向拨杆(151)与壳体(11)通过转轴连接,所述第二感应磁铁(152)内嵌在转向拨杆(151)中;所述电路板(14)上还设置有与控制单元(144)连接并用于检测第二感应磁铁(152)位置的转向磁感应器(143),所述控制单元(144)还用于根据转向磁感应器(143)的检测结果控制MOS管(145)的导通方向。
4.如权利要求3所述的无触点开关,其特征在于,所述转向组件(15)还包括限位片(153),所述限位片(153)安装在壳体(11)的内壁上并用于在所述转向拨杆(151)位于初始档位或第一档位或第二档位时对转向拨杆(151)进行定位。
5.如权利要求4所述的无触点开关,其特征在于,所述按钮外壳(131)上开设有两个滑槽(136),两个滑槽(136)的位置分别对应于转向拨杆(151)位于第一档位和第二档位时的位置。
6.如权利要求4所述的无触点开关,其特征在于,所述限位片(153)上设置有凸起,转向拨杆(151)上设置有卡槽,或者所述限位片(153)上设置有卡槽,转向拨杆(151)上设置有凸起;所述限位片(153)通过凸起和卡槽配合实现对转向拨杆(151)进行定位。
7.如权利要求1所述的无触点开关,其特征在于,所述盖板(12)与壳体(11)通过螺纹连接、卡扣连接或者铰链连接。
8.如权利要求1所述的无触点开关,其特征在于,所述电路板(14)通过螺钉安装在壳体(11)上。
9.如权利要求1所述的无触点开关,其特征在于,所述弹性元件(134)为弹簧。
10.一种电动工具,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的无触点开关。
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说明书

技术领域
本实用新型涉及电动工具技术领域,特别地,涉及一种无触点开关,另外,还涉及一种采用上述无触点开关的电动工具。
背景技术
目前市场上所有电动工具上的开关均采用机械式开关,通过按下按柄来调节输出电压,通过按柄的位移来控制输出信号电压的大小来控制工具速度,通过摆动转向器来输出不同信号从而实现控制工具的正反转。
机械式开关主要分三个部件组成:1、主供电过载触点:主供电过载触点经常通过高压电流大,在接触过程中产生电弧,导致触点使用寿命短,通常在50-100小时左右,同时产生高温触点碳化严重导致整个产品失效,影响用户体验和产品使用周期,返修率高;2、换向接触弹片:采用接触式弹片,在长时间摩擦和震动下,容易导致弹片接触不良或者完全失效;3、可调电阻调速组件:采用触点移动来调节位置的变化,输出不同电阻值,来改变输出电压,控制工具输出负载的变化,由于触点接触,长时间接触导致电阻接触不稳,导致产品失效或工作不稳定。
另外,电动工具普遍工作在环境恶劣的地方,例如粉尘和水汽环境下,密封性能要求极高,导致生产加工工艺管控困难,良品率低。
实用新型内容本实用新型提供了一种无触点开关和电动工具,以解决现有的电动工具采用机械式开关存在的触点使用寿命短、返修率高的技术问题。
根据本实用新型的一个方面,提供一种无触点开关,适用于电动工具,包括壳体、盖板、按钮组件和电路板,所述按钮组件和盖板均与壳体连接并形成一个封闭空间,所述电路板位于该封闭空间内;所述按钮组件包括按钮外壳、推杆、导向座、弹性元件和第一感应磁铁,所述按钮外壳与壳体连接,所述按钮外壳和壳体、盖板形成所述封闭空间,所述推杆、导向座、弹性元件和第一感应磁铁均位于该封闭空间内,所述推杆与按钮外壳连接,所述导向座一端与壳体的内壁连接,相对的另一端与推杆连接,所述弹性元件套设在导向座上且位于推杆和壳体的内壁之间,所述第一感应磁铁内嵌在推杆中;所述电路板上设置有用于检测第一感应磁铁位置的速度磁感应器、用于与电动工具的电源连接并控制电源输出大小的MOS管和用于根据速度磁感应器的检测结果控制MOS管的导通程度的控制单元,所述速度磁感应器和MOS管均与控制单元连接。
进一步地,所述电路板上还设置有与控制单元连接并用于检测第一感应磁铁位置的待机磁感应器,所述控制单元还用于根据待机磁感应器的检测结果控制MOS管导通或者截止。
进一步地,所述无触点开关还包括用于控制电动工具正反转的转向组件,所述转向组件包括转向拨杆和第二感应磁铁,所述转向拨杆与壳体通过转轴连接,所述第二感应磁铁内嵌在转向拨杆中;所述电路板上还设置有与控制单元连接并用于检测第二感应磁铁位置的转向磁感应器,所述控制单元还用于根据转向磁感应器的检测结果控制MOS管的导通方向。
进一步地,所述转向组件还包括限位片,所述限位片安装在壳体的内壁上并用于在所述转向拨杆位于初始档位或第一档位或第二档位时对转向拨杆进行定位。
进一步地,所述按钮外壳上开设有两个滑槽,两个滑槽的位置分别对应于转向拨杆位于第一档位和第二档位时的位置。
进一步地,所述限位片上设置有凸起,转向拨杆上设置有卡槽,或者所述限位片上设置有卡槽,转向拨杆上设置有凸起;所述限位片通过凸起和卡槽配合实现对转向拨杆进行定位。
进一步地,所述盖板与壳体通过螺纹连接、卡扣连接或者铰链连接。
进一步地,所述电路板通过螺钉安装在壳体上。
进一步地,所述弹性元件为弹簧。
本实用新型还提供一种电动工具,包括如上所述的无触点开关。
本实用新型具有以下有益效果:本实用新型的无触点开关,通过壳体、盖板、按钮组件三者连接形成一个封闭空间,将电路板置于该封闭空间内,密封性能好,可以有效地起到防水防尘的作用,可以确保电动工具适用于水汽、粉尘等恶劣环境;通过速度磁感应器来检测按钮组件中的第一感应磁铁的位置,并根据第一感应磁铁的位置来控制MOS管的导通程度,从而实现对电源的输出电压进行调整,从而实现通过控制不同的按压程度来控制电动工具的转速。
本实用新型的无触点开关,通过采用MOS管和磁感应器配合来实现电动工具的转速控制,MOS管不存在机械式接触过程,而且MOS管的内阻小、发热少,使用寿命长,并且磁感应器的检测结果精准,便于安装。
另外,本实用新型的电动工具同样具有上述优点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。
下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中:图1是本实用新型优选实施例的无触点开关的爆炸结构示意图。
图2是本实用新型优选实施例的无触点开关的壳体部分的结构示意图。
附图标号说明:11、壳体;12、盖板;13、按钮组件;14、电路板;15、转向组件;131、按钮外壳;132、推杆;133、导向座;134、弹性元件;135、第一感应磁铁;136、滑槽;141、速度磁感应器;142、待机磁感应器;143、转向磁感应器;144、控制单元;145、MOS管;151、转向拨杆;152、第二感应磁铁;153、限位片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1和图2所示,本实用新型的优选实施例提供一种无触点开关,适用于电动工具,所述无触点开关包括壳体11、盖板12、按钮组件13、电路板14和转向组件15,所述按钮组件13安装在壳体11上,所述转向组件15安装在壳体11上并可转动,所述壳体11与盖板12可拆卸式连接,所述按钮组件13、壳体11和盖板12三者在其内部形成一个封闭的空间,所述电路板14位于该封闭空间内,所述按钮组件13和转向组件15均部分位于该封闭空间内。
可以理解,所述壳体11与盖板12之间的可拆卸式连接可以是螺纹连接、卡扣连接或者铰链连接,所述电路板14具体通过螺钉安装在壳体11上。
另外,所述壳体11远离按钮组件13的外壁面包含多个平面,便于通过表面贴装的工艺将无触点开关安装在电动工具上,生产简单,只需要刷涂三防漆既可以实现防尘、防潮的作用,电动工具的生产合格率高。
本实用新型的无触点开关,通过壳体11、盖板12、按钮组件13三者连接形成一个封闭空间,密封性能好,可以有效地起到防水防尘的作用,可以确保电动工具适用于水汽、粉尘等恶劣环境中。
所述按钮组件13包括按钮外壳131、推杆132、导向座133、弹性元件134和第一感应磁铁135,所述按钮外壳131与壳体11连接,按钮外壳131、壳体11和盖板12三者形成一个封闭空间,所述推杆132、导向座133、弹性元件134和第一感应磁铁135均位于该封闭空间内。
所述推杆132与按钮外壳131连接,所述导向座133一端与壳体11内壁连接,相对的另一端与推杆132连接,所述弹性元件134套设在导向座133上且位于壳体11内壁和推杆132之间。
具体地,所述弹性元件134一端与壳体11内壁连接,相对的另一端与推杆132连接;或者,所述弹性元件134仅仅位于壳体11内壁和推杆132之间但并不与壳体11内壁和推杆132连接。
所述导向座133起到对弹性元件134进行导向的作用,所述第一感应磁铁135内嵌在推杆132中。
当用户用手按压按钮外壳131时,推动推杆132和第一感应磁铁135移动,进而对弹性元件134进行挤压,当用户松开按钮外壳131后,弹性元件134会由于自身的反弹作用推动推杆132反向移动,从而实现复位。
可以理解,所述弹性元件134为弹簧。
所述转向组件15包括转向拨杆151、第二感应磁铁152和限位片153,所述转向拨杆151通过转轴安装在壳体11上,所述限位片153安装在壳体11内壁上并用于限定转向拨杆151的转动角度,所述第二感应磁铁152内嵌在转向拨杆151中,具体内嵌在转向拨杆151靠近限位片153的一端内。
具体地,所述限位片153和转向拨杆151之间的限位结构仅允许转向拨杆151在-10°、0°和10°三个角度上进行定位且无法再转动更大的角度,即所述转向拨杆151在-10°、0°和10°三个角度位置上可以进行机械停顿,便于用户操作。
可以理解,具体定位的角度可以根据实际需要进行调整,例如还可以在20°、30°、40°的角度上进行定位,具体定位的角度在此不做具体限定。
本实用新型的无触点开关,通过限位片153和转向拨杆151之间的限位结构可以实现转向组件15的三个档位功能,即0°对应初始档位,-10°对应第一档位,+10°对应第二档位。
可以理解,所述限位片153和转向拨杆151之间的限位结构可以是凸起与卡槽结构,例如所述限位片153上设置有凸起,转向拨杆151上设置有卡槽;或者所述限位片153上设置有卡槽,转向拨杆151上设置有凸起,两者通过凸起与卡槽配合来实现转向拨杆151的定位。
可以理解,作为优选的,所述按钮外壳131上开设有两个滑槽136,两个滑槽136的位置分别对应于转向拨杆151转动不同角度并定位后的位置,例如,一个滑槽136的位置对应于转动-10°时转向拨杆151的位置,另一个滑槽136的位置对应于转动+10°时转向拨杆151的位置。
当转向拨杆151转动一定角度并定位后,用户按下按钮外壳131时,所述按钮外壳131相对于转向拨杆151可移动。
如果转向拨杆151没有转动到定位角度,则滑槽136的位置无法与转向拨杆151配合,按钮外壳131相对于转向拨杆151无法移动,此时用户无法按下按钮外壳131,从而起到安全锁定功能,用户在使用电动工具时的安全性更好。
可以理解,在转向拨杆151位于初始档位时,用户同样无法按下按钮外壳131。
所述电路板14上设置有速度磁感应器141、待机磁感应器142、转向磁感应器143、控制单元144和MOS管145,所述速度磁感应器141和待机磁感应器142均用于检测第一感应磁铁135的位置,所述转向磁感应器143用于检测第二感应磁铁152的位置,所述控制单元144起到控制作用,所述MOS管145与电动工具的电源连接并用于控制电源输出,所述速度磁感应器141、待机磁感应器142、转向磁感应器143和MOS管145均与控制单元144连接。
可以理解,所述控制单元144为控制芯片。
MOS管145不存在机械式接触过程,而且MOS管145的内阻小、发热少,使用寿命长,并且磁感应器检测结果精准,便于安装。
具体地,当用户按压按钮外壳131时,所述第一感应磁铁135随推杆132一起移动,其中待机磁感应器142和速度磁感应器141不断检测第一感应磁铁135的位置,并根据第一感应磁铁135的不同位置输出不同信号强度的电信号,所述待机磁感应器142和速度磁感应器141将输出的电信号均传输至控制单元144,所述控制单元144根据待机磁感应器142传输的电信号分析第一感应磁铁135的移动距离是否超过阈值,当分析出第一感应磁铁135的移动距离超过阈值时,则判定开关处于工作状态,所述控制单元144控制MOS管145导通,从而电动工具的电源开始输出电压,电动工具开始工作;当分析出第一感应磁铁135的移动距离没有超过阈值时,所述控制单元144控制MOS管145截止,此时电动工具的电源不输出电压,电动工具无法工作。
通过设置待机磁感应器142来检测第一感应磁铁135的位置,并根据第一感应磁铁135的移动距离是否超过阈值来判定开关是否处于工作状态,即第一感应磁铁135产生的信号大于某个设定阈值时,控制单元144即可认定开关处于工作状态,于是控制MOS管145输出电流进入工作状态。
当按钮外壳131不受力时,弹性元件134回弹,将推杆132推回至初始位置,此时待机磁感应器142产生的信号小于设定的初始值,控制单元144控制MOS管145不再进行电流的输出,开关则处于关闭状态。
可以有效地防止人误触碰开关导致安全问题,提高了电动工具使用的安全性,并且,待机磁感应器142的待机功耗极低,在5μA以下,可以保证单次充满电后电池可以持续待机5年以上。
另外,所述控制单元144还根据速度磁感应器141传输不同信号强度的电信号控制MOS管145的导通程度,从而对电源的输出电压进行调整,从而实现通过控制按钮组件13的不同按压程度来控制电动工具的转速。
可以理解,所述待机磁感应器142可以省略。
可以理解,当用户拨动转向拨杆151后,第二感应磁铁152随之一起转动,所述转向磁感应器143检测到第二感应磁铁152的不同位置并生成不同的电信号传输至控制单元144,所述控制单元144根据转向磁感应器143反馈的不同电信号控制MOS管145的导通方向,从而实现控制电动工具的正反转。
例如,当转向磁感应器143检测到第二感应磁铁152位于从初始角度(即0°)转动-10°后的定位角度时,即转向组件15位于第一档位,所述转向磁感应器143生成第一信号强度的电信号传输至控制单元144,所述控制单元144根据接收到的第一信号强度的电信号控制MOS管145正向导通,从而控制电动工具正转;当转向磁感应器143检测到第二感应磁铁152位于从初始角度(0°)转动+10°后的定位角度时,即转向组件15位于第二档位,所述转向磁感应器143生成第二信号强度的电信号传输至控制单元144,所述控制单元144根据接收到的第二信号强度的电信号控制MOS管145反向导通,从而控制电动工具反转。
可以理解,也可以是转向组件15位于第一档位时控制电动工具反转,位于第二档位时控制电动工具正转。
还可以理解,在本实用新型的其他实施例中,所述控制单元144可以根据所述转向磁感应器143检测到的第二感应磁铁152的不同位置来判断转向组件15的转动方向,例如当控制单元144分析出转向组件15顺时针转动时则控制MOS管145正向导通,分析出转向组件15逆时针转动时则控制MOS管145反向导通。
另外,本实用新型的另一实施例还提供一种电动工具,其采用如上所述的无触点开关。
所述电动工具可以是电钻、电动螺丝刀、电动扳手、电锤或电刨等。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。
凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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