本發明涉及電動工具領域，尤其涉及一種雙脈沖反饋電動螺絲刀。

背景技術：

隨著磁性材料的發展以及新型磁性材料的出現，磁力傳動聯軸器傳遞的扭矩將愈來愈大，體積將愈來愈小，它的應用范圍將愈來愈廣，除了泵和反應釜以外，閥門、液壓缸和氣缸以及其他一些需解決動密封泄漏問題的場合都可應用。可以預計，磁力傳動聯軸器將會有一個非常廣闊的市場前景。

磁力傳動聯軸器屬非接觸式聯軸器，它一般由內外2個磁體組成，內磁體與被傳動件相連，外磁體與動力件相連。磁力傳動聯軸器除了具有彈性聯軸器緩沖吸振的功能外，其最大的特點在于它打破傳統聯軸器的結構形式，采用全新的磁耦合原理，實現主動軸與從動軸之間不通過直接接觸便能進行力與力矩的傳遞，并可將動密封化為靜密封，實現零泄漏。因此它廣泛應用于對泄漏有特殊要求的場合。

電動螺絲刀是裝有調節和限制扭矩的機構，用于擰緊和旋松螺釘用的電動工具，其主要用于裝配線，是大部分生產企業必備的工具之一。

一般而言，電動螺絲刀的結構由電動機、齒輪減速器、離合器裝置、螺絲刀頭和保護套、正反轉電源開關及電源聯接裝置件等組成。其中，電動機通過齒輪減速器與螺絲刀頭連接，即目前電動螺絲刀中，電動機與螺絲刀頭是硬連接的，硬連接在過載堵轉時會直接沖擊電機，容易損壞電機。

因此，有必要設計一種非接觸式且帶過載快速保護的電動螺絲刀。

技術實現要素：

本發明為解決上述問題提供一種雙脈沖反饋電動螺絲刀，采用非接觸式聯軸器來進行力與力矩的傳遞，通過設置有檢測器組件來產生兩組波形，根據波形得出各自的轉速、負載大小，用來作為速度控制以及功率控制的反饋；同時根據兩組波形的對比來判斷是否過載，使得控制器在過載的情況下，能快速檢測到進而關閉電機，為電動螺絲刀提供了快速的過載保護；并能進一步判斷出是批頭過載還是電機堵轉，便于用戶根據具體故障進行及時有效的改善。

為實現上述目的，達到上述效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種雙脈沖反饋電動螺絲刀，包括批頭、主動軸、外套、輸出軸、電機、減速器以及控制器，批頭與主動軸連接，輸出軸和減速器連接，減速器和電機連接，主動軸通過外轉子套連接有外轉子，輸出軸通過內轉子磁力軸連接有內轉子，電機通過減速器，驅動輸出軸進行轉動，從而使內轉子轉動，在磁性耦合的作用下，外轉子與內轉子一起轉動，通過主動軸帶動批頭轉動，從而完成對螺釘的擰緊或旋松；在外轉子套的外圍設置有一組檢測外轉子轉動的檢測器組件，在內轉子磁力軸的外圍設置有一組檢測內轉子轉動的檢測器組件，檢測器組件隨內轉子、外轉子轉動產生脈沖，控制器根據兩個脈沖所產生波形的占空比、信號頻率、信號波形的穩定性可以得出負載大小和轉速，用來作為速度控制、功率控制的反饋以及判斷是否過載。

作為檢測器組件的一種優選方式，檢測器組件包括霍爾傳感器與至少一個磁鐵，磁鐵放置在外轉子套與內轉子磁力軸的外圍，霍爾傳感器放置在磁鐵的相對側，其中磁鐵轉到霍爾傳感器放置的位置時，就會因為受到磁場變化，并切割磁力線，霍爾傳感器就會輸出脈沖信號。

作為檢測器組件的一種優選方式，檢測器組件包括紅外傳感器與至少一個紅外反射區域，紅外傳感器包括紅外發射器和紅外接收器，紅外反射區域放置在外轉子套與內轉子磁力軸的外圍，紅外傳感器放置在紅外反射區域的相對側，紅外發射器發出紅外信號，在遇到紅外反射區域后，反射紅外信號至紅外接收器接收，從而產生脈沖。

作為檢測器組件設置位置的一種優選方式，外轉子套上連接有聯軸器套，減速器包括減速器端蓋，檢測器組件中的傳感器分別設置在聯軸器套上和減速器端蓋上，聯軸器套和減速器端蓋均不發生轉動，從而使內轉子和外轉子在轉動到一定位置后，在聯軸器套和減速器端蓋上的傳感器，在觸發裝置的作用下，從而產生波形。

作為磁鐵的一種優選方式，在外轉子套上的磁鐵與在內轉子磁力軸上的磁鐵數量相同，位置相應，相應位置的長度相同，便于對兩個波形進行比較分析。

作為磁鐵的進一步優化，在外轉子套與內轉子磁力軸上均設置有兩個以上的磁鐵，設置在外轉子套上的磁鐵在長度上不相互對稱，設置在內轉子磁力軸上的磁鐵在長度上不相互對稱，這樣在電機正轉和反轉時出現的波形有所差異，可以以此來檢測電機的正反轉。

為了便于用戶更換批頭，該批頭上連接有批頭拆裝裝置，批頭拆裝裝置包括批頭連接套、設置在批頭連接套上且用來固定批頭的批頭定位鋼珠、批頭固定時用來頂住批頭定位鋼珠的批頭定位套、與批頭定位套連接的批頭彈簧；批頭定位套上設置有與批頭定位鋼珠相對應的開口，在更換時，用戶向下作用力于批頭定位套上，批頭彈簧開始壓縮至開口對應批頭定位鋼珠處，此時用戶取出批頭，擠壓批頭定位鋼珠露在開口上，插入適合的批頭至合適的位置，松開批頭定位套，批頭彈簧開始回彈，使得開口與批頭定位鋼珠錯位，此時批頭定位套的側壁擠壓批頭定位鋼珠，從而固定批頭。

作為本發明的一種優選方式，雙脈沖反饋電動螺絲刀包括扭矩調節螺母，扭矩調節螺母通過調節外轉子與內轉子之間的間隔距離或耦合面積來調節扭矩，外轉子與內轉子之間的間隔距離越遠或耦合面積越少，則產生的扭矩力度越小，反之越大。

作為磁聯軸器的一種優選方式，在內轉子的外圓周部分、外轉子的內圓周部分分別裝有磁體，內轉子與外轉子上的磁體工作面相對齊，磁體為偶數極，且按照NS交叉方式圓周排列，采用同軸型磁聯軸器，能夠在一定的尺寸內提供較大的扭矩力度。

本發明的有益效果是：

一種雙脈沖反饋電動螺絲刀，通過外轉子和內轉子的磁性耦合，達到了采用非接觸式聯軸器來進行力與力矩傳遞的技術效果；通過設置有兩組檢測器組件，從而產生兩組波形，根據波形分別得到內轉子和外轉子的轉速和帶載大小，用來作為速度控制以及功率控制的反饋；同時根據兩組波形的對比情況來判斷是否過載，使得控制器在電動螺絲刀過載的情況下，能快速檢測到進而關閉電機，即為電動螺絲刀提供了快速的過載保護；并能進一步判斷出是批頭過載還是電機堵轉，便于用戶根據具體故障進行及時有效的改善；同時，通過批頭拆裝裝置，使得用戶能隨時更換合適的批頭，通過扭矩調節螺母來調節鎖緊扭力，從而適應各種不同螺釘的擰緊或旋松。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后，本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明涉及的雙脈沖反饋電動螺絲刀的示意圖；

圖2為圖1的剖面圖；

圖3為圖1的部分拆解示意圖；

圖4為圖1另一部分的拆解示意圖；

圖5為圖2中A區域的放大示意圖；

圖6為圖4中B區域的放大示意圖。

其中，上述附圖包括如下附圖標記：批頭1、批頭拆裝裝置2、批頭定位套21、批頭連接套22、批頭定位鋼珠23、批頭彈簧24、扭矩調節螺母3、聯軸器座套4、主動軸41、聯軸器套5、霍爾傳感器51、外套6、控制器7、外轉子套8、外轉子81、磁鐵82、內轉子磁力軸9、內轉子91、輸出軸10、減速器11、減速器套111、減速器端蓋112、電機軸12、電機13。

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明：

如圖1所示，一種雙脈沖反饋電動螺絲刀，包括批頭1、批頭拆裝裝置2、扭矩調節螺母3、聯軸器座套4、聯軸器套5、外套6、控制器7，其中批頭1與批頭拆裝裝置2連接，扭矩調節螺母3設置在聯軸器座套4外，控制器7設置在尾部，在本實施例當中，通過旋轉扭矩調節螺母3，改變外轉子81與內轉子91之間的耦合面積，從而調節至合適的扭矩，以適應不同螺絲對不同鎖緊扭力的需求。

如圖2所示，為圖1的剖面圖，在聯軸器套5設置有外轉子套8，在外套6下包括有輸出軸10、減速器11、電機軸12、電機13，其中輸出軸10與減速器11連接，電機13通過電機軸12與減速器11連接，電機13啟動后，通過減速器11達到合適的速度后，驅動輸出軸10轉動。

如圖3所示，為圖1的部分分解圖，其中批頭拆裝裝置2包括批頭定位套21、批頭連接套22、批頭定位鋼珠23、批頭彈簧24，批頭1與批頭連接套22連接，批頭定位鋼珠23設置在批頭連接套22上，批頭定位套21套在批頭連接套22的外邊，且在固定時頂住了批頭定位鋼珠23，批頭定位套21上設置有與批頭定位鋼珠23相對應的開口，批頭彈簧24與批頭定位套21連接，用戶在更換不同批頭1時，向下作用力于批頭定位套21上，批頭彈簧24開始壓縮至開口對應批頭定位鋼珠23處，此時用戶取出批頭1，擠壓批頭定位鋼珠23露在開口上，插入適合的批頭至合適的位置，松開批頭定位套21，批頭彈簧24開始回彈，使得開口與批頭定位鋼珠23錯位，此時批頭定位套21的側壁擠壓批頭定位鋼珠23，從而固定批頭1。

同時在圖3中，主動軸41與批頭拆裝裝置2、批頭1連接；減速器11包括減速器套111與減速器端蓋112。

如圖4所示，圖1另一部分的拆解示意圖，其中外轉子套8的內部裝有外轉子81，在外轉子81的內圓周部分裝有磁體，輸出軸10上套裝有與外轉子81磁性耦合的內轉子91，在內轉子91的外圓周部分裝有磁體，且內轉子91與外轉子81上的磁體工作面相對齊，磁體為偶數極，以及按照NS交叉方式圓周排列，即使用同軸型磁聯軸器，平面型同步磁聯軸器雖然結構簡單，安裝時對兩個軸的同軸度要求不高，價格低廉，但由于傳遞的扭矩大小與圓盤面積有關，因此，平面型同步磁聯軸器的扭矩不能做的太大，否則會導致尺寸過大，安裝困難，故而在本實施例中，為了保證在一定的尺寸內提供較大的扭矩力度，采用同軸型磁聯軸器。

在圖2中A區域的放大示意圖如圖5所示，圖4中B區域的放大示意圖如圖6所示，結合圖2、4、5、6可知，在聯軸器套5和減速器端蓋112上均設置有霍爾傳感器51，在外轉子套8與內轉子磁力軸9的外圍分別設置有一圈邊，在圈邊上均放置有多個磁鐵82，在外轉子套8與內轉子磁力軸9上的磁鐵82數量相同，位置大小相同，且在外轉子套8與內轉子磁力軸9上各自的磁鐵82之間大小長度也相同，如圖5所示，此時外轉子套8上的磁鐵82與相對側的聯軸器套5上的霍爾傳感器51形成一組檢測器組件，內轉子磁力軸9上的磁鐵82與相對側的減速器端蓋112上的霍爾傳感器51形成另一組檢測器組件，，當磁鐵82轉到霍爾傳感器51放置的位置時，就會因為受到磁場變化，并切割磁力線，霍爾傳感器51就會輸出脈沖信號。

同時，未在上述附圖1-6中標出，在外套6外面還設置有外殼，并在外殼上顯示有扭矩調節力度的刻度表以及按鍵，其刻度表、按鍵與控制器7連接。

綜上所述，本實施例在使用時，根據所要操作的螺釘，通過扭矩調節螺母3，調節至合適的扭矩力度，通過批頭拆裝裝置2，換上合適的批頭1，按下開關按鍵，啟動電機13轉動，通過減速器11、輸出軸10、內轉子磁力軸9帶動內轉子9轉動，在磁性耦合的作用下，帶動外轉子81轉動，并通過主動軸41帶動批頭1旋轉，完成對螺釘的旋緊或松開。

當內轉子91和外轉子81轉動時，因外轉子81所連接的主動軸41需要一定的扭矩力度，使得內轉子91和外轉子81之間以偏離初始位置來同步轉動，此時，外轉子套8上的磁鐵82與內轉子磁力軸9上的磁鐵82形成一定的偏移，在旋轉的過程中，外轉子套8與內轉子磁力軸9的霍爾傳感器51在轉動至磁鐵82時能產生脈沖信號，即根據霍爾傳感器51與磁鐵82的相對位置能產生變化信號，利用控制器7對信號波形進行分析，由信號頻率可以算出轉速，兩個信號出現占空比的時間差反應出內轉子91和外轉子81之間的偏離距離，即根據占空比和相位差算出磁聯軸器的帶載情況。

帶載情況和轉速信息可以用來作為速度控制以及功率控制的反饋；當兩組的信號波形進行比對，波形相似時為正常工作，當波形產生劇烈變化，兩個波形出現明顯差異時，說明批頭1出現過載，導致批頭1、外轉子81停止轉動，此時外轉子套8的霍爾傳感器51與磁鐵82處于固定的位置，恒輸出脈沖或恒不輸出脈沖，而此時在電機13的帶動下，內轉子91依然不停的轉動，與外轉子81之間的氣隙內的磁場迅速變化，內轉子91、外轉子81的磁體同時被對方充退磁，產生熱量，短時間內溫度即可迅速上升到100攝氏度以上，從而導致磁體退磁，磁聯軸器報廢，設置多個磁鐵82來與霍爾傳感器51配合，在極短的時間內，控制器7可以快速檢測到進而關閉電機13，避免出現磁體退磁的現象，從而起到了過載保護。

當兩組的信號波形處于一個穩定的狀態下，即說明外轉子81、內轉子91均處于停止轉動的狀態，此時，霍爾傳感器51與磁鐵82處于固定的位置，恒輸出脈沖或恒不輸出脈沖，從而使兩組的信號波形處于一個穩定的狀態，此時，電機13受控制器7控制依然輸出扭矩，而電機13的轉速為0，即電機13發生堵轉，控制器7快速檢測到進而關閉電機13，從而起到堵轉保護，此為單組檢測器組件所產生的單組波形所無法得知的，用戶根據兩組波形進行對比并分析，從而能有效的區分是批頭1過載還是電機13堵轉，便于用戶根據具體故障進行及時有效的改善。

本發明的第二實施例，在優選實施例的基礎上，將磁鐵82等效替換為能反射紅外的紅外反射區域，將霍爾傳感器51等效替換為包括紅外發射器和紅外接收器的紅外傳感器，即在外轉子套8與內轉子磁力軸9上均設置有一組紅外檢測器組件，紅外發射器發出紅外信號，在遇到紅外反射區域后，反射紅外信號至紅外接收器接收，從而產生脈沖。

本發明的第三實施例，在優選實施例的基礎上，改變磁鐵82的

設置，將優選實施例中“且在外轉子套8與內轉子磁力軸9上各自的磁鐵82之間大小長度也相同”替換為“且在外轉子套8與內轉子磁力軸9上各自的磁鐵82之間大小長度不同”，為了便于說明，本實施例在外轉子套8與內轉子磁力軸9上均設置有三個磁鐵82，此時在外轉子套8上依次稱為第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵，在內轉子磁力軸9依次稱為第四磁鐵、第五磁鐵、第六磁鐵，其中第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵之間的長度依次遞減，第四磁鐵、第五磁鐵、第六磁鐵之間的長度依次遞減，而第一磁鐵與第四磁鐵的位置對應且長度相同，第二磁鐵與第五磁鐵的位置對應且長度相同，第三磁鐵與第六磁鐵的位置對應且長度相同，在正轉時，穿過三個長度依次遞減的磁鐵82時，所產生的占空比也依次遞減，而在反轉時，穿過三個長度不同的磁鐵82時，所產生的占空比為依次遞增，從而可以根據電機13正轉或反轉時所產生的信號波形不同，用來檢測電機13的正反轉，當然了，以上的第三實施例中，只要在同一圈邊上的磁鐵82在長度上不相互對稱，使得電機13的正反轉時所產生的信號波形不同，均為本實施例的等效實施例。

本發明的第四實施例，在第二實施例的基礎上，改變紅外反射區域，使其在同一圈邊上的紅外反射區域在長度上不相互對稱，使得電機13的正反轉時所產生的信號波形不同，依次來測出電機13的正反轉。

當然了，測試內轉子91與外轉子81轉動的兩組檢測器組件也可以為不相同，即測試內轉子91采用紅外檢測，測試外轉子81采用霍爾感應或者是測試內轉子91采用霍爾感應，測試外轉子81采用紅外檢測所，這樣所形成的第五、第六實施例均屬于優選實施例或第二實施例的等同實施例，以第五、第六實施例來結合第三、第四實施例來檢測電機13的正反轉，這樣所形成的第七、八實施例屬于第三實施例或第四實施例的等同實施例。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制；凡本行業的普通技術人員均可按說明書附圖所示和以上所述而順暢地實施本發明；但是，凡熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時，凡依據本發明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬于本發明的技術方案的保護范圍之內。