[发明专利]具有电机速度监控器的动力工具

说明书

技术领域

本发明涉及便携式动力工具，更具体地涉及一种具有用于检测并控制其电机转速的装置的便携式动力工具。

背景技术

现有技术中公知锤钻之类的动力工具，这些动力工具通常设有用于驱动主轴的电机，该主轴用于接收刀具或刀头(例如钻头或凿头)的柄。这种锤钻包括冲击机构，其用于将来自电机的旋转驱动转换成往复驱动，从而致使活塞在主轴内往复运动。活塞借助于位于活塞与锤体之间的封闭气垫往复驱动锤体，来自锤体的冲击继而传递至锤的刀具或刀头。电机的旋转运动和往复活塞引起具有多种叠加频率的振动，此振动是通过动力工具传递和从动力工具传来的。

此外，现有技术中，刀头的切削速度主要取决于刀头的直径、电机的适当转速以及对具体作业材料产生的锤击频率。因此，现有技术的动力工具公知包括电机速度控制旋钮，其可由操作者手动调节而将电机的速度以及/或者锤击频率设定至针对给定刀头直径和/或作业材料的推荐速度。使用动力工具时，作业材料对刀头切削动作的阻力不定，这可使电机转速产生无法预测的变化，因此影响动力工具的效率。而且，如果刀具遇到过大阻力，电机在操作期间也可能过热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式动力工具，其具有在操作期间自动确定并控制电机转速的装置。

根据本发明，提供一种动力工具，该动力工具包括：壳体：位于所述壳体内的电机，该电机用于驱动该工具的输出部；振动传感器，该振动传感器用于感测所述电机产生的振动，并根据感测到的振动产生振动信号；控制器，该控制器用于控制所述电机的转速；以及信号处理器，该信号处理器用于接收来自所述振动传感器的振动信号，基于该振动信号确定所述电机的转速，并向所述控制器提供输出信号，以使所述控制器控制所述电机的转速。

通过设置用于接收来自振动传感器的振动信号、基于该振动信号确定电机的转速并向控制器提供输出信号以使控制器控制电机转速的信号处理器，提供了不管操作期间作业材料产生的阻力如何都能使电机的转速相对稳定的优点。这例如使动力工具的切削效率最高，并能使电机免于过热。

所述控制器和所述信号处理器可集成在单个电子模块内。

这提供了节约动力工具的壳体内的空间并降低复杂性和制造成本的优点。

所述信号处理器可适于增强和/或分离由所述电机的旋转所产生的振动信号分量。

这通过改善所关注的振动信号(例如由电机的径向振动产生的信号)的可选性和品质而提供了将错读减至最少的优点。

所述信号处理器可适于生成所感测振动信号的频谱，并适于根据幅值和/或频率选择至少一个已选择的频率分量。

这提供了以下优点，即：例如仅通过(i)选择具有最高幅值的频率分量和/或(ii)选择从手动选择的动力工具的速度设置得知的具体频率范围内的频率分量而利于找出可用于确定电机转速的频率分量的选择过程。

所述信号处理器可适于提供根据所确定的转速与所述电机的预先选定的目标转速之差来确定的输出信号。

所述振动传感器可与所述电机相邻地安装在壳体上。

所述振动传感器可适于检测由所述电机引起的径向振动。

所述振动传感器可包括至少一个压电传感器。

附图说明

以下将参照附图仅以实施例而决非任何限制的方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1表示实施本发明的锤钻的侧剖视图；

图2表示从图1的振动传感器接收到的典型振动信号的曲线图；

图3表示图2中所示的振动信号的傅立叶变换图(幅值对频率)；以及

图4表示由控制器执行的主程序的流程图以及在主程序内执行的软启动及电机控制子程序。

具体实施方式

参照图1，锤钻包括其中安装有电机4的主体或壳体2。电机4通过齿轮箱8旋转驱动用于接收钻头(未示出)的卡盘6。电机4的转速由包括控制器10a和信号处理器10b的电子模块10进行控制，以下将详细描述电子模块10的功能。

在主体或壳体2上安装有振动传感器12，其位于电机4附近但不在电机4的主轴16的旋转轴线14上。振动传感器12可以是任何类型的传感器(例如，压电传感器)，但是必须能检测频率范围内的振动。振动传感器12测量从主轴16的旋转轴线14沿径向由电机4引起的振动的幅值。