CN110238800B - 电动工具及其扭力侦测装置 - Google Patents

Abstract

一种电动工具，包含：一外壳、及设置于外壳中的一马达、一传动装置、一扭力侦测装置与一控制装置，其中，外壳具有一第一定位部；传动装置包括一转动件供工具头装设，且转动件随马达的转轴转动；扭力侦测装置包含一行星齿轮组、一固定件与一扭力感测组件，其中，行星齿轮组设置于转动件上，固定件套设于行星齿轮组，固定件的内齿环与行星齿轮啮合，固定件与外壳相抵接，而不随转动件而转动。扭力感测组件设置于固定件上。控制装置依据扭力感测组件的感测结果控制马达的转轴停止转动。借此，可精确控制扭力。

Description

电动工具及其扭力侦测装置

技术领域

本发明涉及电动工具，尤其涉及一种具有扭力控制功能的电动工具及其扭力侦测装置。

背景技术

现有技术的电动工具，如电动起子、电动扳手，包含有一控制装置、一马达、一传动装置与一扭力侦测装置，该控制装置电性连接马达及扭力侦测装置，该马达的转轴连接该传动装置，传动装置的一转动轴供装设工具头。扭力侦测装置设置于马达与传动装置之间，用于侦测马达的转轴至传动装置之间的扭力。控制装置在扭力侦测装置所侦测的扭力达到一预定扭力时，则控制马达停止转动。

现有技术的电动工具虽可达到在扭力控制的目的，然而，其所侦测到的扭力是马达的转轴至传动装置之间的扭力，与装设工具头的转动轴仍有一段距离，因此，扭力侦测装置所侦测到的扭力与实际上转动轴所受的扭力仍有误差存在，导致电动工具的实际上输出的扭力不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动工具及其扭力侦测装置，可达到精确的扭力控制。

为了达成上述目的，本发明提供的一种电动工具，用于连接一工具头，包含：一外壳、一马达、一传动装置、一扭力侦测装置与一控制装置，其中，该外壳具有一第一定位部；该马达设置于该外壳中；该传动装置设置于该外壳中且连接该马达的转轴，该传动装置包括一转动件供工具头装设，且该转动件随该马达的转轴转动而沿一预定轴线转动；该扭力侦测装置设置于该外壳中且包含一行星齿轮组、一固定件与一扭力感测组件，其中，该行星齿轮组设置于该转动件上，该行星齿轮组包括有多个行星齿轮受该转动件带动而环绕该预定轴线移动；该固定件套设于该行星齿轮组，该固定件具有一内齿环与所述行星齿轮啮合，该固定件另具有一第二定位部与该外壳的第一定位部相抵接，以限制该固定件不随该转动件而转动；该扭力感测组件设置于该固定件上，用于感测该固定件上所受的扭力；该控制装置电性连接该扭力感测组件及该马达，该控制装置依据该扭力感测组件的感测结果控制该马达的转轴停止转动。

本发明提供的电动工具的扭力侦测装置，其中该电动工具包括一外壳与一转动件位于该外壳中，该外壳具有一第一定位部；该扭力侦测装置包含：一行星齿轮组、一固定件与一扭力感测组件，其中，该行星齿轮组设置于该转动件上，该行星齿轮组包括有多个行星齿轮受该转动件带动而环绕一预定轴线移动；该固定件套设于该行星齿轮组，该固定件具有一内齿环与所述行星齿轮啮合，该固定件另具有一第二定位部与该外壳的第一定位部相抵接，以限制该固定件不随该转动件而转动；该扭力感测组件设置于该固定件上，用于感测该固定件上所受的扭力。

本发明的效果在于，通过扭力侦测装置的扭力感测组件间接测得转动件所受的扭力，而控制装置再依据扭力感测组件的感测结果控制该马达的转轴停止转动，借此达到精确的扭力控制。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的电动工具的部分立体图。

图2为上述较佳实施例的电动工具的部分分解立体图。

图3为上述较佳实施例的电动工具的另一部分分解立体图。

图4为上述较佳实施例的电动工具的局部剖视图。

图5为图2的5-5方向剖视图。

图6为上述较佳实施例的控制装置的电性连接方块图。

图7为上述较佳实施例的扭力侦测装置所测得的扭力对应的电压与时间的关系的示意图。

图8为本发明第二较佳实施例的电动工具的部分立体图。

图9为上述较佳实施例的电动工具的部分分解立体图。

图10为上述较佳实施例的电动工具的局部剖视图。

图11为本发明第三较佳实施例的电动工具的部分立体图。

图12为上述较佳实施例的电动工具的部分分解立体图。

图13为上述较佳实施例的电动工具的局部剖视图。

图14为上述较佳实施例的扭力侦测装置所测得的扭力对应的电压与时间的关系的示意图。

【符号说明】

100电动工具

10外壳 102壳体 102a第一定位部

12马达 122转轴 14传动装置

16减速器 18转动件 20传动轴

22输出轴 24离合器 242第一挡垣

244第二挡垣 246滚珠 248弹簧

26第三挡垣 28扭力侦测装置 30行星齿轮组

302行星齿轮 32固定件 32a内齿环

32b第二定位部 34定位环 342第一环段

344第二环段 344a凹部 36衬套

362结合槽 362a凸部 38扭力感测组件

40控制装置 42启动开关

200电动工具

44转动件 46传动轴 48输出轴

50离合器 502第一挡垣 504第二挡垣

52扭力侦测装置 54行星齿轮组 542挡板

542a六角形孔 544行星齿轮 56固定件

58衬套 582结合槽 582a凹部

60定位环 602第二环段 602a凸部

300电动工具

62转动件 64传动轴 66输出轴

68行星齿轮组

V预定电压

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，现例举较佳实施例并配合附图详细说明如后。请参图1至图6所示，为本发明第一较佳实施例的电动工具100，包含一外壳10、一马达12、一传动装置14、一扭力侦测装置28与一控制装置40，其中：

该外壳10由两个壳体102合而成(图1中仅显示一个壳体)，外壳10具有至少一第一定位部102a，本实施例中为两个壳体102各具有第一定位部102a，且第一定位部102a的结构为一定位柱。

该马达12设置于外壳10中。该传动装置14设置于该外壳10中且连接该马达12的转轴122，该传动装置14包括一减速器16与一转动件18，本实施例中减速器16采用行星齿轮减速器；该转动件18连接该减速器16的出力轴(图未示)，且该转动件18随该马达12的转轴122转动而沿一预定轴线转动。该转动件18的一端供装设工具头(图未示)。

本实施例中，该转动件18包含一传动轴20、一输出轴22与一离合器24设置于该传动轴20与该输出轴22之间，其中，该传动轴20的一端连接该减速器16，且该传动轴20通过该离合器24带动该输出轴22转动。该输出轴22供工具头装设。更详而言，该离合器24包括一第一挡垣242与一第二挡垣244及多个滚珠246位设置该两个挡垣242、244之间，以及一弹簧248，其中，该第一挡垣242连接于该输出轴22，该第二挡垣244连接于该传动轴20，弹簧248套于传动轴20且将该第二挡垣244往该第一挡垣242的方向推抵。此外，该输出轴22上还设置有一第三挡垣26，该第三挡垣26与该第一挡垣242之间相隔一间距。

该扭力侦测装置28设置于该外壳10中且包含一行星齿轮组30、一固定件32与一扭力感测组件38，其中，该行星齿轮组30设置于该转动件18上，更详而言，该行星齿轮组30连接该离合器24。该行星齿轮组30包括有多个行星齿轮302受该转动件18带动而环绕该预定轴线移动。本实施例中，所述行星齿轮302枢设于该第一挡垣242，且通过该第三挡垣26限制所述行星齿轮302的位置，避免行星齿轮302脱离。实施上，也可不设置该第三挡垣26，只要在行星齿轮302的枢轴上设置一限位部，限制行星齿轮302不会脱离即可。

该固定件32套设于该行星齿轮组30，该固定件32具有一内齿环32a与所述行星齿轮302啮合，该固定件32另具有至少一第二定位部32b与该外壳10的第一定位部102a相抵接，以限制该固定件32不随该转动件18而转动。本实施例中，该固定件32包含一定位环34与一衬套36，该定位环34的两相对位置各具有第二定位部32b，且第二定位部32b以定位孔为例，以供作为第一定位部102a的定位柱穿入。该衬套36具有该内齿环32a，该定位环34结合于该衬套36的一端。更详而言，该衬套36的一端凹入形成有一结合槽362该定位环34结合于该结合槽362中。结合槽362的壁面具有多个凸部362a；定位环34包含分为内外两侧且相连接的一第一环段342与一第二环段344，第一环段342的外周具有该二第二定位部32b，该第二环段344的外周凹入形成有多个凹部344a。该第二环段344位于该结合槽362中，且该结合槽362的凸部362a伸入第二环段344的凹部344a中。

该扭力感测组件38设置于该固定件32上，用于感测该固定件32上所受的扭力并输出对应的电压。本实施例中，该扭力感测组件38为一应变规，该扭力感测组件38设置于定位环34上，更详而言，设置于第一环段342上面对结合槽362的槽面的一面上。实际上，扭力感测组件38也可设置于衬套36上，例如设置于结合槽362的槽面。固定件32也可为一体的设计。

该控制装置40电性连接该扭力感测组件38及该马达12，该控制装置40依据该扭力感测组件38的感测结果控制该马达12的转轴122停止转动。本实施例中，该控制装置40还电性连接有一启动开关42，当该启动开关42受触动后，控制装置40控制马达12的转轴122转动，通过减速器16带动转动件18转动。请配合图5，由于固定件32相对于外壳10为不动，行星齿轮302环绕固定件32的内齿环32a移动，因此，当该转动件18顺畅转动时，该扭力感测组件38可以感测该固定件32上所受的扭力并输出对应的电压，亦即，间接感测到转动件的扭力。请配合图7，其中的波形为转动件18上的扭力增加至离合器24产生离合的过程中，扭力感测组件38所感测到的扭力所对应的电压的变化。由前述的电压的变化我们便可于控制装置40中设定一预定电压V，该控制装置40判断扭力感测组件38输出的电压达到该预定电压V(对应扭力达到一预定扭力)时，则控制该马达12的转轴122停止转动，而后，扭力感测组件38输出的电压可能会因转动件18的惯性而升到峰值，直至离合器24产生离合后电压下降。借此，让控制装置40可以达到精确的扭力控制。离合器24可作为缓冲之用，于转轴122停止转动之际不易产生震动，使用者握持电动工具100时，可以获得较佳的握持手感。

图8至图10所示为本发明第二较佳实施例的电动工具200(未显示外壳)，其具有大致相同于第一实施例的结构，其中，转动件44同样包含一传动轴46、一输出轴48与一离合器50设置于该传动轴46与该输出轴48之间，且离合器50同样具有一第一挡垣502、一第二挡垣504与多个滚珠(图未示)位于该两个挡垣502、504之间。不同的是，本实施例的扭力侦测装置52的行星齿轮组54设置于该传动轴46上。该行星齿轮组54包含两个挡板542，该两个挡板542设置于该传动轴46，行星齿轮544枢设于该两个挡板542之间。更详而言，该两个挡板542各具有以一六角形孔542a为例的非圆形孔，六角形孔542a为传动轴46穿设，传动轴46具有六角形外周形状与六角形孔542a配合。

此外，扭力侦测装置52的固定件的衬套58的结合槽582的槽壁具有多个凹部582a，定位环60的第二环段602具有多个凸部602a与所述凹部582a相配合。

当转动件44转动后，控制装置40在扭力感测组件38感测的扭力所对应的电压达到预定电压V时(即扭力达到预定扭力)，控制该马达12的转轴122停止转动。借此，同样可以达到精确的扭力控制。

图11至图13所示为本发明第三较佳实施例的电动工具300(未显示外壳)，其具有大致相同于第二实施例的结构，不同的是转动件62的传动轴64与输出轴66之间未设置有离合器，行星齿轮组68设置于该传动轴64上。本实施例中，传动轴64与输出轴66为一体连接。实际上，传动轴64与输出轴66也可为可拆离的连接，例如二者相配合的方式连接；或一者具有凸部，另一者具有对应的凹部的方式连接。当然，传动轴64与输出轴66也可为间接的连接，例如通过套筒、连轴器相连。

请配合图14，本实施例中，当该转动件62顺畅转动时，扭力感测组件38可以感测固定件56上所受的的扭力而输出对应的电压。当转动件62上的扭力增加，使得该扭力感测组件38感测的扭力对应的电压达到预定电压V(即扭力达到预定扭力)时，该控制装置40在此状态下控制该马达12的转轴122停止转动，而后扭力感测组件38输出的电压随之下降。

据上所述，本发明的电动工具可通过扭力侦测装置的扭力感测组件测得转动件所受的扭力输出对应的电压，而控制装置再依据扭力感测组件的感测结果控制该马达的转轴停止转动，借此达到精确的扭力控制。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电动工具，用于连接一工具头，包含：

一外壳，具有一第一定位部；

一马达，设置于该外壳中；

一传动装置，设置于该外壳中且连接该马达的转轴，该传动装置包括一转动件供工具头装设，且该转动件随该马达的转轴转动而沿一预定轴线转动；

一扭力侦测装置，设置于该外壳中且包含一行星齿轮组、一固定件与一扭力感测组件，其中，该行星齿轮组设置于该转动件上，该行星齿轮组包括有多个行星齿轮受该转动件带动而环绕该预定轴线移动；该固定件套设于该行星齿轮组，该固定件具有一内齿环与所述行星齿轮啮合，该固定件另具有一第二定位部与该外壳的第一定位部相抵接，以限制该固定件不随该转动件而转动，该固定件包含一定位环与一衬套，该定位环的内外两侧分为一第一环段以及一第二环段，该定位环的该第一环段具有该第二定位部，该衬套具有该内齿环，该定位环的该第二环段结合于该衬套的一端；该扭力感测组件设置于该定位环的该第一环段面对该衬套的一面上，用于感测该固定件上所受的扭力；以及

一控制装置，电性连接该扭力感测组件及该马达，该控制装置依据该扭力感测组件的感测结果控制该马达的转轴停止转动。

2.如权利要求1所述的电动工具，其中该衬套的一端凹入形成有一结合槽，该定位环设置于该结合槽中。

3.如权利要求1所述的电动工具，其中该转动件包含一传动轴、一输出轴与一离合器设置于该传动轴与该输出轴之间，该传动轴通过该离合器带动该输出轴转动；该输出轴供装设；该行星齿轮组连接该离合器。

4.如权利要求3所述的电动工具，其中该离合器包括一第一挡垣与一第二挡垣及多个滚珠位设置两个挡垣之间，其中，该第一挡垣连接于该输出轴，该第二挡垣连接于该传动轴；所述行星齿轮枢设于该第一挡垣。

5.如权利要求3所述的电动工具，其中该控制装置在该扭力感测组件所感测的扭力对应的电压达一预定电压时，控制该马达的转轴停止转动。

6.如权利要求1所述的电动工具，其中该转动件包含一传动轴、一输出轴与一离合器设置于该传动轴与该输出轴之间，该传动轴通过该离合器带动该输出轴转动；该输出轴供装设；该行星齿轮组设置于该传动轴上。

7.如权利要求6所述的电动工具，其中该行星齿轮组包含两个挡板，该两个挡板设置于该传动轴，所述行星齿轮枢设于该两个挡板之间。

8.如权利要求6所述的电动工具，其中该控制装置在该扭力感测组件所感测的扭力对应的电压达到一预定电压时，控制该马达的转轴停止转动。

9.如权利要求1所述的电动工具，其中该转动件包含相连接的一传动轴与一输出轴，该传动轴带动该输出轴转动；该输出轴供装设；该行星齿轮组设置于该传动轴上。

10.如权利要求9所述的电动工具，其中该行星齿轮组包含两个挡板，该两个挡板设置于该传动轴，所述行星齿轮枢设于该两个挡板之间。

11.如权利要求9所述的电动工具，其中该控制装置在该扭力感测组件所感测的扭力对应的电压达到一预定电压时，控制该马达的转轴停止转动。

12.一种电动工具的扭力侦测装置，其中该电动工具包括一外壳与一转动件位于该外壳中，该外壳具有一第一定位部；该扭力侦测装置包含：

一行星齿轮组，设置于该转动件上，该行星齿轮组包括有多个行星齿轮受该转动件带动而环绕一预定轴线移动；

一固定件，套设于该行星齿轮组，该固定件具有一内齿环与所述行星齿轮啮合，该固定件另具有一第二定位部与该外壳的第一定位部相抵接，以限制该固定件不随该转动件而转动，该固定件包含一定位环与一衬套，该定位环的内外两侧分为一第一环段以及一第二环段，该定位环的该第一环段具有该第二定位部，该衬套具有该内齿环，该定位环的该第二环段结合于该衬套的一端；

一扭力感测组件，设置于该定位环的该第一环段面对该衬套的一面上，用于感测该固定件上所受的扭力。

13.如权利要求12所述的电动工具的扭力侦测装置，其中该衬套的一端凹入形成有一结合槽，该定位环设置于该结合槽中。

14.如权利要求12所述的电动工具的扭力侦测装置，其中该行星齿轮组包含两个挡板，该两个挡板供传动轴穿设，所述行星齿轮枢设于该两个挡板之间。

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