CN110768361A - 电动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动工具，包括电机以及为电机提供电力且并联设置的至少两个电池包，还包括用于连接电机和电池包的继电器控制电路，继电器控制电路包括控制器和与控制器连接设置的继电器开关电路，控制器用于检测电池包的电能和/或使用状态并生成选包信号，继电器开关电路与电池包一一对应设置，以接收选包信号并控制其内部的继电器开关的吸合/断开，进一步切换处于导通状态的电池包，使得在同一时间内有且仅有一个电池包处于导通状态。本发明的电动工具通过设置继电器控制电路可方便快速的完成多个并联电池包之间的切换，保证了电动工具的续航；同时，避免由于电池包之间存在电压差造成的电池包之间的互充电。

Description

电动工具
技术领域
本发明涉及一种电动工具，属于园林类电动工具技术领域。
背景技术
目前消费者对园林类电动工具的要求越来越高，园林类电动工具向着高电压、高功率、长时间续航的方向发展。
为了实现此目的，在园林类电动工具上配置多电池包的设计也逐渐成为行业的共同认识。在园林类电动工具上配置串联或者并联的电池包来实现园林类电动工具的高电压、高功率、长时间续航的需求。但是由于电池包的电压已经高于安全电压，因此存在电池包漏电的风险，会对操作者造成伤害。同时，由于采用多电池包设计，电池包的端子之间也是电连接导通的，在使用或者更换电池包的过程中有可能存在端子裸露的情况发生，操作者有可能会误碰触到端子，发生触电。此外，在电池包并联连接的情况下，由于电池包之间通过端子电连接，有可能会出现电池包之间互充的现象。
有鉴于此，确有必要提供一种新的电动工具，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动工具，该电动工具通过设置继电器控制电路可方便快速的完成多个并联电池包之间的切换，保证了电动工具的续航；同时，避免由于电池包之间存在电压差造成的电池包之间的互充。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种电动工具，包括电机以及为所述电机提供电力且并联设置的至少两个电池包，还包括用于连接所述电机和所述电池包的继电器控制电路，所述继电器控制电路包括控制器和与所述控制器连接设置的继电器开关电路，所述控制器用于检测所述电池包的电能和/或使用状态并生成选包信号，所述继电器开关电路与所述电池包一一对应设置，以接收所述选包信号并控制其内部的继电器开关的吸合/断开，进一步切换处于导通状态的电池包，使得在同一时间内有且仅有一个所述电池包处于导通状态。
作为本发明的进一步改进，所述继电器开关电路包括与所述控制器信号连接的选包信号接收端、控制信号发射端，所述继电器开关连接在所述选包信号接收端和所述控制信号发射端之间，且所述继电器开关可在所述选包信号接收端接收的选包信号和所述控制信号发射端发射的控制信号的配合作用下吸合/断开。
作为本发明的进一步改进，所述电池包包括第一电池包和第二电池包，所述继电器开关电路包括用于控制所述第一电池包导通/切断的第一继电器开关电路及用于控制所述第二电池包导通/切断的第二继电器开关电路，所述选包信号包括用于生成控制所述第一继电器开关电路的第一选包信号以及控制所述第二继电器开关电路的第二选包信号。
作为本发明的进一步改进，所述第一继电器开关电路包括第一继电器开关，且当所述第一电池包的电压高于一个预设值或仅有所述第一电池包连接在所述继电控制电路中时，所述控制器发送第一选包信号以控制所述第一继电器开关电路中的第一继电器开关吸合，所述第一电池包处于导通状态，此时所述第二继电器开关电路中的第二继电器开关处于断开状态。
作为本发明的进一步改进，所述第一继电器开关电路还包括第一继电器开关并联设置的第一二极管、连接在第一选包信号接收端与所述第一继电器开关之间的第一三极管和第二三极管；以及连接在所述第一控制信号发射端和所述第一继电器开关之间的第三三极管。
作为本发明的进一步改进，所述第二继电器开关电路包括第二继电器开关，当所述第一电池包的电压低于一个预设值或仅有所述第二电池包连接在所述继电控制电路中时，所述控制器发送第二选包信号以控制所述第二继电器开关电路中的第二继电器开关吸合，所述第二电池包处于导通状态，此时所述第一继电器开关电路中的第一继电器开关处于断开状态。
作为本发明的进一步改进，所述第二继电器开关电路还包括与所述第二继电器开关并联设置的第二二极管、连接在第二选包信号接收端与所述第二继电器开关之间的第四三极管、第五三极管及第六三极管；以及连接在所述第二控制信号发射端和所述第二继电器开关之间的第七三极管。
作为本发明的进一步改进，所述第一选包信号为高电平选包信号，所述第二选包信号为低电平选包信号。
作为本发明的进一步改进，所述电动工具还包括用于***述电机和所述电池包的壳体、用于带动所述电动工具移动的移动组件以及与所述电机驱动连接的工作组件。
作为本发明的进一步改进，所述工作组件为割草组件。
本发明的有益效果是：本发明的电动工具通过设置用于连接电机和电池包的继电器控制电路，可方便快速的完成电池包的切换，保证了电动工具的续航；同时，通过设置在继电器控制电路的控制器以及连接在控制器上的且与电池包一一对应设置的继电器开关电路，可使得在同一时间内有且仅有一个电池包处于导通状态，如此设置一方面可防止在更换异常/低电量的电池包时，因误触电池包连接端子造成触电；另一方面可在并联设置的电池包之间存在电压差时，避免电池包之间互充电的情况的发生，进一步提升了电动工具的实用性和续航能力。
附图说明
图1是为本发明电动工具的结构框图。
图2是本发明一较佳实施例中继电器控制电路的电路示意图。
图3是图2中继电器控制电路的使用流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，本发明提供了一种电动工具100，包括电机(未图示)以及与电机电性连接的电池包1。其中，电机用于驱动连接在电机上的工作组件，完成相应的工作任务。电池包1用于为电机提供电力，以保证电机的正常运行。
在本发明中，电池包1至少设置有2个，且各个电池包1之间并联设置，进一步的，电机与电池包1之间通过继电器控制电路2控制连接，且继电器控制电路2可以用于切换处于导通状态的电池包1，使得在同一时间内有且仅有一个电池包1处于导通状态。
继电器控制电路2包括控制器21、与控制器21连接设置的继电器开关电路22以及用于连接继电器开关电路22和电机的电压输出电路23。
控制器21用于检测电池包1的电能和/或使用状态并生成选包信号，以控制继电器控制电路2的通断。在本发明中，继电器开关电路22与电池包1一一对应设置，以控制连接在相应的继电器开关电路22中的电池包1的导通。
在本发明的实施例中，继电器开关电路22包括与控制器21信号连接的选包信号接收端221、控制信号发射端222以及连接在选包信号接收端221和控制信号发射端222之间的继电器开关223，且控制继电器开关223可在选包信号接收端221接收的选包信号和控制信号发射端222发射的控制信号的配合作用下吸合，使得继电器控制电路2导通。
请参阅图2所示，为本发明一较佳实施例中继电器控制电路2的电路示意图。请结合图1及图2所示，在本实施例中，电池包1包括并联设置的第一电池包11和第二电池包12，控制器21具有双信号继电器控制功能，可在检测第一电池包11和第二电池包12的电量和/或使用状态的同时，发送用于控制的继电器开关电路22连通/断开的第一选包信号和第二选包信号。优选的，第一选包信号为高电平选包信号，所述第二选包信号为低电平选包信号。
继电器开关电路22包括用于接收第一选包信号、并控制第一电池包11导通/切断的第一继电器开关电路224以及用于接收第二选包信号、并控制第二电池包12导通/切断的第二继电器开关电路225。
进一步的，第一继电器开关电路224包括用于控制第一继电器开关电路224导通/切断的第一继电器开关2231、与控制器21信号连接的第一选包信号接收端2211和第一控制信号发射端2221，第一继电器开关电路224还包括连接在第一选包信号接收端2211与第一继电器开关2231之间的第一三极管Q1和第二三极管Q2；以及连接在第一控制信号发射端2221和第一继电器开关2231之间的第三三极管Q3。
第二继电器开关电路225包括用于控制第二继电器开关电路225导通/切断的第二继电器开关2232、与控制器21信号连接的第二选包信号接收端2212和第二控制信号发射端2222；进一步的，第二继电器开关电路225还包括连接在第二选包信号接收端2212与第二继电器开关2232之间的第四三极管Q4、第五三极管Q5及第六三极管Q6；以及连接在第二控制信号发射端2222和第二继电器开关225之间的第七三极管Q7。
优选的，本实施例中的第一继电器开关电路224还包括与第一继电器开关2231并联设置的第一二极管D1，第二继电器开关电路225还包括与第二继电器开关2232并联设置的第二二极管D2，如此设置，可有效防止第一继电器开关2231和第二继电器开关1141同时处于吸合状态。
请参阅图3并结合图2所示，在使用本实施例中的电动工具100进行园林工作时，首先开启电动工具100的总开关，控制电动工具100上电，此时控制器21开始检测电池包1的电能和/或使用状态，具体来讲，当控制器21检测到电动工具100中仅有第一电池包11连接在继电控制电路2中时，控制器21发送第一选包信号，第一选包信号接收端2211接收第一选包信号并控制第一继电器开关电路224中的第一三极管Q1导通、第二三极管Q2导通，同时，第一控制信号发射端2221向第一继电器开关2231发送控制信号，第三二极管Q3导通，第一继电器开关2231的两端有电压，第一继电器开关2231吸合，电压输出电路23有电压输出，电动工具100通过第一电池包11为电机提供电力；且此时，由于第二继电器开关电路225中的第二继电器开关2232处于断开状态，第二继电器开关电路225不带电，可有效防止触电情况的发生。
当控制器21检测到仅有第二电池包12连接在继电控制电路2中时，控制器21发送第二选包信号，第二选包信号接收端2212接收第二选包信号并控制第二继电器开关电路225中的第四三极管Q4导通、第五三极管Q5以及第六三极管Q6导通，同时，第二控制信号发射端2222向第二继电器开关114发送控制信号且第七二极管Q7导通，第二继电器开关2232的两端有电压，第二继电器开关2232吸合，电压输出电路23有电压输出，电动工具100通过第二电池包12为电机提供电力；且此时，由于第一继电器开关电路224中的第一继电器开关2231处于断开状态，第一继电器开关电路224不带电，同样可以防止触电情况的发生。
进一步的，当继电控制电路2同时连接有第一电池包11和第二电池包12时，控制器21首先自第一电池包11开始检测电池包1的电能和/或使用状态，若第一电池包11的电压正常，则控制器21发送第一选包信号，控制第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第三二极管Q3导通，第一继电器开关2231吸合，第一继电器开关电路224处于通路状态，电动工具100通过第一电池包11为连接在电压输出电路23上的电机提供电压；且此时第二继电器开关2232处于断开状态，第二继电器开关电路225处于开路状态。
当第一电池包11的电量低于一个预设值时，控制器21进行报错提示并发送第二选包信号，第一继电器开关2231断开，第一继电器开关电路224处于开路状态，而第二继电器开关电路225中的第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6以及第七二极管Q7在第二选包信号的控制作用下导通，第二继电器开关2232吸合，第二电池包12通过电压输出电路23为电机提供电力；且在此时，由于第一继电器开关电路224处于开路状态，因此第二电池包12无法通过第一继电器开关电路224为第一电池包11进行充电，避免因第一电池包11和第二电池包12之间存在电压差在成的相互充电的情况的发生，有效防止了因电池包1之间的互充电造成的电池包1电量的消耗，进一步保证了电动工具100的续航能力。
而当第一电池包11出现异常时，控制器21进行报错提示并发送第二选包信号，以控制第一电池包11停止放电第二电池包12开始放电，保证电动工具100的正常使用。同时，由于在该过程中，第一继电器开关电路224处于开路状态，因此即使需要拆卸第一电池包11进行充电和/或维修也不会发生触电等情况的发生，有效提升了电动工具100的安全性。
进一步的，当第二电池包12的电量低于一个预设值时，控制器21重新执行电池包1检测任务，此时，若第一电池包11的电量经充电后重新恢复至预设值以上或者第一电池包11的异常解除，则控制器21发出第一选包信号，第二继电器开关2232断开，第一继电器开关2231吸合，电动工具100转而通过第一电池包11为电机供电。若第一电池包11的电量仍处于预设值以下或者第一电池包11的异常尚未解除，则控制器21停止发送选包信号，电动工具100断电。
需要说明的是，用于被控制器21检测的预定值为可控制第一电池包11或第二电池包12正常下电的下电阈值，即，当控制器21检测到第一电池包11的电量低于下电阈值时，控制器21发送第二选包信号，控制第一电池包11停止放电第二电池包12开始放电工作，以保证电动工具100的续航使用；且当控制器21检测到第一电池包11的电量低于下电阈值时，上述方法同样适用。
在本发明中，电动工具100还包括用于收容电机和电池包1的壳体、连接在壳体上用于带动电动工具100移动的移动组件以及与电机驱动连接的工作组件。进一步的，在本发明的一较佳实施例中，工作组件为用于执行割草任务的割草组件，以使得本实施例中的电动工具100可执行相应的割草任务。
当然，在本发明的其它实施例中，工作组件还可以为其他用于执行相应的园林工作任务的园林工作组件或其它用于执行其它工作任务的其它工作组件，即本发明的电动工具100所连接的工作组件可根据实际需要进行选择，于此不予限制。
综上所述，本发明的电动工具100通过设置用于连接电机和电池包1的继电器控制电路2，可方便快速的完成电池包1的切换，保证了电动工具100的续航；同时，通过在继电器控制电路2中设置控制器21以及连接在控制器21上、且与电池包1一一对应设置的继电器开关电路22，可使得在同一时间内有且仅有一个电池包1处于导通状态，如此设置，一方面可防止在更换异常/低电量的电池包1时，因误触其连接端子造成的触电；另一方面可在并联设置的电池包1之间存在电压差时，避免电池包1之间互充电的情况的发生，进一步提升了电动工具100的实用性和续航能力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动工具，包括电机以及为所述电机提供电力且并联设置的至少两个电池包，其特征在于：还包括用于连接所述电机和所述电池包的继电器控制电路，所述继电器控制电路包括控制器和与所述控制器连接设置的继电器开关电路，所述控制器用于检测所述电池包的电能和/或使用状态并生成选包信号，所述继电器开关电路与所述电池包一一对应设置，以接收所述选包信号并控制其内部的继电器开关的吸合/断开，进一步切换处于导通状态的电池包，使得在同一时间内有且仅有一个所述电池包处于导通状态。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述继电器开关电路包括与所述控制器信号连接的选包信号接收端、控制信号发射端，所述继电器开关连接在所述选包信号接收端和所述控制信号发射端之间，且所述继电器开关可在所述选包信号接收端接收的选包信号和所述控制信号发射端发射的控制信号的配合作用下吸合/断开。
3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电池包包括第一电池包和第二电池包，所述继电器开关电路包括用于控制所述第一电池包导通/切断的第一继电器开关电路及用于控制所述第二电池包导通/切断的第二继电器开关电路，所述选包信号包括用于生成控制所述第一继电器开关电路的第一选包信号以及控制所述第二继电器开关电路的第二选包信号。
4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述第一继电器开关电路包括第一继电器开关，且当所述第一电池包的电压高于一个预设值或仅有所述第一电池包连接在所述继电控制电路中时，所述控制器发送第一选包信号以控制所述第一继电器开关电路中的第一继电器开关吸合，所述第一电池包处于导通状态，此时所述第二继电器开关电路中的第二继电器开关处于断开状态。
5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：所述第一继电器开关电路还包括第一继电器开关并联设置的第一二极管、连接在第一选包信号接收端与所述第一继电器开关之间的第一三极管和第二三极管；以及连接在所述第一控制信号发射端和所述第一继电器开关之间的第三三极管。
6.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述第二继电器开关电路包括第二继电器开关，当所述第一电池包的电压低于一个预设值或仅有所述第二电池包连接在所述继电控制电路中时，所述控制器发送第二选包信号以控制所述第二继电器开关电路中的第二继电器开关吸合，所述第二电池包处于导通状态，此时所述第一继电器开关电路中的第一继电器开关处于断开状态。
7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于：所述第二继电器开关电路还包括与所述第二继电器开关并联设置的第二二极管、连接在第二选包信号接收端与所述第二继电器开关之间的第四三极管、第五三极管及第六三极管；以及连接在所述第二控制信号发射端和所述第二继电器开关之间的第七三极管。
8.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述第一选包信号为高电平选包信号，所述第二选包信号为低电平选包信号。
9.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电动工具还包括用于***述电机和所述电池包的壳体、用于带动所述电动工具移动的移动组件以及与所述电机驱动连接的工作组件。
10.根据权利要求9所述的电动工具，其特征在于：所述工作组件为割草组件。
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