霍尔开关在新型直流电动螺丝刀中的应用

现有的直流电动螺丝刀，都是采用机械接触式开关进行控制，包括电动螺丝刀的启动、停止、正反转等，而其电机的换相也是通过机械接触式的碳刷来完成，这种结构方式存在以下不足：其一，电动螺丝刀的启动/停止每天重复成千。上万次，即其机械开关的触点每天也要接触/分开成千。上万次，因此使其触点磨损很快、易氧化，从而导致接触不良、打火以及产生机械故障等；其二，现有电动螺丝刀的电机是采用碳刷电机来实现换相，而碳刷的平均工作寿命仅300小时，因此碳刷磨损非常快，需要经常更换；其三，碳刷在磨损后会产生碳粉污染，影响电机转动性能；其四，碳刷换相会产生电火花以及很大的电磁干扰，也影响电机的性能；其五，碳刷换相摩擦声音大，产生较大的机械噪声，不利于环保以及操作者身体健康。

组成结构

新型实现其目的采用的技术方案是：霍尔开关式直流电动螺丝刀，包括控制器部分和螺丝刀主体部分，所述控制器部分与螺丝刀主体部分之间连接有电机控制线，其中：所述控制器部分安装有控制螺丝刀启动与停止的第一霍尔、控制螺丝刀正反旋转方向的第二霍尔以及控制螺丝刀转子扭矩的第三霍尔。

操作第一、第二霍尔开关中活动磁铁改变其它所处的磁场，使它产生变化的电压信号传送给控制器部分从而使控制器部分发出相应的指令，从而控制电动螺丝刀的启动、停止、正反转等，并且在工作力矩达到设定的力矩时，可通过第三霍尔开关即刻停止螺丝刀出力，防止扭矩过大，起到保护电动螺丝刀以及外物的作用。此外，本实用新型采用霍尔传感器检测电机转子磁极的位置，控制线圈的导电时间和方向，使电机达到换相的目的，克服了原有碳刷换相的各种不足之处，并可大大增加了电动螺丝刀的使用寿命，节省了维护成本和时间，减少环境污染。

如图1所示，本实用新型直流电动螺丝刀包括控制器部分1和螺丝刀主体部分2，其中控制器部分1接入直流电源，其与螺丝刀主体部分2之间连接有电机控制线3，电机控制线3与螺丝刀主体部分2的定子21即线圈连接，即由控制器部分1发出指令通过电机控制线3来驱动和控制螺丝刀主体部分2工作。

具体而言，在控制器部分1中共安装有三个霍尔，每个都是由活动磁铁a和b构成，其原理在于通过操作其活动磁铁a，以改变b所处的磁场，从而使b产生变化的电压信号，变化的电压信号传输给控制器部分1的主芯片，再由控制器主芯片发出相应的指令，来控制螺丝刀主体部分2的工作。其中，第一个即第一霍尔开关11安装在控制器部分1的外部，是用于控制螺丝刀主体部分2的启动与停止的；第二个即第二霍尔开关12也安装在控制器部分1的外部，是用于控制螺丝刀主体部分2的正反转，以实现拧紧和拧松的功能；而第三个即第三霍尔开关13则安装在控制器部分1的内部，而且其活动磁铁13a通过一-结构件(图中未示出)与螺丝刀主体部分2的转子22联动，该结构件包括例如飞轮装置，当转子22的转动力矩未达到设定值时，飞轮装置是静止的；而当转子22力矩超过设定值时，飞轮装置运动从而驱动第三霍尔13的活动磁铁13a运动，从而使其13b产生对应的电压信号，使控制器立刻发出指令停止供电，防止转动力矩过大而损坏电动螺丝刀和螺丝等外物，起到保护的作用。