电动工具、电动工具和电池包的组合

文档序号:1584123 发布日期:2020-02-04 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 电动工具、电动工具和电池包的组合 (Electric tool, combination of electric tool and battery pack ) 是由 杨玉伟 崔三伟 段俊雅 于 2019-05-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电动工具,使用电池包供电,包括壳体、功能件、电机、电机驱动电路、储能元件、电磁开关以及断电保护模块。其中,电磁开关包括线圈、第一开关、第二开关;第一开关与线圈电连接,用于接通和断开线圈与电池包的电连接,第二开关与电机驱动电路电连接,用于接通和断开电池包与电机驱动电路的电连接;断电保护模块电连接至线圈和储能元件,用于在电动工具与电池包断开电连接时断开所述线圈与所述储能元件的电连接。本发明还公开了一种包括上述电动工具和电池包的组合。本发明的电动工具可以避免因电池包松动断电后,再次快速插入电池包发生立即启动的安全隐患。(The invention discloses an electric tool which is powered by a battery pack and comprises a shell, a functional piece, a motor driving circuit, an energy storage element, an electromagnetic switch and a power-off protection module. The electromagnetic switch comprises a coil, a first switch and a second switch; the first switch is electrically connected with the coil and used for switching on and switching off the electrical connection between the coil and the battery pack, and the second switch is electrically connected with the motor driving circuit and used for switching on and switching off the electrical connection between the battery pack and the motor driving circuit; the power-off protection module is electrically connected to the coil and the energy storage element and used for disconnecting the coil and the energy storage element when the electric tool is electrically disconnected from the battery pack. The invention also discloses a combination comprising the electric tool and the battery pack. The electric tool can avoid the potential safety hazard of immediate starting caused by fast inserting the battery pack again after the battery pack is loosened and powered off.)

电动工具、电动工具和电池包的组合

技术领域

本发明涉及一种电动工具以及电动工具和电池包的组合,具体涉及一种防止电动工具断电后立即启动的电动工具。

背景技术

对于一些使用电磁开关作实现开关功能以及电池包作为供电装置的电动工具,在电动工具运行过程中,如果电池包因震动等原因发生松动而与电动工具断开电连接,如若再次快速***电池包,电动工具可能会由于电磁开关未能及时断电而使电动工具在用户未触发电磁开关的情况下立即启动,从而导致危险。

发明内容

为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种防止电动工具断电后立即启动的电动工具。本发明还提供一种电动工具和电池包的组合。

为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:

一种电动工具,使用电池包供电,所述电池包可拆卸地安装至所述电动工具,所述电动工具包括:功能件,用于实现所述电动工具的功能;电机,用于输出动力以驱动所述功能件;电机驱动电路,用于驱动所述电机输出动力;储能元件,并联连接至所述电机驱动电路;电磁开关,包括线圈、第一开关和第二开关;所述第一开关与所述线圈电连接,用于接通和断开所述线圈与所述电池包的电连接;所述第二开关与所述电机驱动电路电连接,用于接通和断开所述电池包与所述电机驱动电路的电连接;断电保护模块,电连接至所述线圈和所述储能元件,所述断电保护模块用于在所述电动工具与所述电池包断开电连接时断开所述线圈与所述储能元件的电连接。

可选地,所述断电保护模块包括断电保护端子,所述断电保护端子与所述线圈电连接,且与所述储能元件电连接;所述断电保护端子包括:设置于所述电动工具上的第一接触端子和第二接触端子,所述第一接触端子和所述第二接触端子隔离设置;所述第一接触端子和所述第二接触端子中的一个与所述线圈电连接,所述第一接触端子和所述第二接触端子中的另一个与所述储能元件电连接;以及设置于所述电池包上的第三接触端子,所述第三接触端子用于使所述第一接触端子和所述第二接触端子实现电连接。

可选地,所述第三接触端子由导电材料构成,所述第一接触端子和第二接触端子至少部分由导电材料构成。

可选地,所述断电保护模块包括:触发开关,所述触发开关设置于所述电动工具上,所述触发开关连接至所述线圈和所述储能元件电连接;所述触发开关能够被所述电池包触动,用于在所述电池包从所述电动工具移除时断开所述线圈与所述储能元件的电连接。

可选地,所述断电保护模块包括:电子开关,电连接至所述线圈和所述储能元件;断电检测电路,用于检测所述电池包与所述电动工具是否断开电连接;控制器,与所述断电检测电路电连接,且与所述电子开关电连接,用于根据所述断电检测电路的信号控制所述电子开关断开所述线圈与所述储能元件的电连接。

另一种电动工具,使用电池包供电,所述电池包可拆卸地安装至所述电动工具,所述电动工具包括:功能件,用于实现所述电动工具的功能;电机,用于输出动力以驱动所述功能件;电机驱动电路,用于驱动所述电机输出动力;储能元件,并联连接至所述电机驱动电路;主开关,包括第一线圈和第一开关,所述第一开关电连接至所述电机驱动电路,用于接通和断开所述电机驱动电路与所述电池包的电连接;控制开关,与所述主开关的所述第一线圈电连接,用于控制所述主开关的所述第一线圈与所述电池包的电连接;断电保护模块,电连接至所述储能元件和所述第一线圈;所述断电保护模块用于在所述电动工具与所述电池包断开电连接时断开所述第一线圈和所述储能元件的电连接。

可选地,所述断电保护模块包括断电保护端子,所述断电保护端子与所述线圈电连接,所述断电保护端子包括:设置于所述电动工具上的第一接触端子和第二接触端子,所述第一接触端子和所述第二接触端子隔离设置;所述第一接触端子和所述第二接触端子中的一个与所述第一线圈电连接,所述第一接触端子和所述第二接触端子中的另一个与所述储能元件电连接;以及设置于所述电池包上的第三接触端子,所述第三接触端子用于与使所述第一接触端子和所述第二接触端子实现电连接。

可选地,所述断电保护模块包括:设置于所述电动工具上的触发开关,所述触发开关的一端与所述第一线圈电连接,所述触发开关的另一端与所述储能元件电连接;所述触发开关用于在所述电池包从所述电动工具移除时断开所述第一线圈与所述储能元件的电连接。

可选地,所述断电保护模块包括:电子开关,电连接至所述第一线圈和所述储能元件;断电检测电路,用于检测所述电池包与所述电动工具是否断开电连接;控制器,与所述断电检测电路电连接,且与所述电子开关电连接,用于根据所述断电检测电路的信号控制所述电子开关断开所述第一线圈与所述储能元件的电连接。

一种电动工具和电池包的组合,包括如上述任意一种电动工具和电池包。

本发明的有益之处在于:能够避免电动工具因电池包松动而断电后,再次快速***电池包,电动工具立即启动的安全隐患;进一步地,电动工具能承受较大电流且成本较低。

附图说明

图1是作为第一实施方式的电动工具和电池包的外观结构图;

图2是图1所示的电动工具的电路系统示意图;

图3是作为第二实施方式的电动工具的电路系统示意图;

图4是作为第三实施方式的电动工具的电路系统示意图;

图5是作为第三实施方式的电动工具和电池包的外观结构图;

图6是作为第四实施方式的电动工具的电路系统示意图;

图7是作为第四实施方式的电动工具和电池包的外观结构图;

图8是作为第四实施方式的电动工具和电池包的部分外观结构图;

图9是电池包即将安装至第四实施方式的电动工具的工具端子座上的示意图;

图10是作为第五实施方式的电动工具的电路系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明的电动工具可以为台式电动工具、手持式电动工具、花园类工具,在此并非有所限制。本发明的电动工具包括但不限于以下内容:台锯、往复锯、圆锯、曲线锯、角磨等切割类电动工具,螺丝批、电钻等需要调速的电动工具,电锤等可能用来做冲击使用的电动工具。这些工具也可能是园林类工具,比如修枝机、链锯;另外这些工具也可能作为其它用途,比如搅拌机。只要这些电动工具能够采用以下披露的技术方案的实质内容即可落在本发明的保护范围内。

电动工具包括但不限于:壳体、功能件、电机、把手、供电装置、电路板以及设置在电路板上的电子部件。

功能件用于实现电动工具的功能,例如钻孔、打磨、切削等。功能件与电机可操作地连接,具体地,功能件通过输出轴与电机连接。对电钻而言,功能件为钻头,用于实现钻孔功能。而对于其他电动工具,例如,对台锯而言,功能件为切割刀具,对角磨而言,功能件为磨片。

电机用于输出动力驱动功能件,为功能件提供动力。电机可操作地与功能件连接。在一些实施方式中,电机通过传动机构和输出轴与功能件连接,电机的驱动力通过传动机构和输出轴传递至功能件。

把手供用户握持,把手可以作为独立的零件也可以由壳体形成。在一些实施例中,电动工具还可以包括操作件或操作开关,操作件或操作开关用于启动或关闭电机,其设置于壳体或把手。当操作件或操作开关触发时电机启动,当操作件或操作开关被释放时电机关闭。

供电装置用于为电动工具提供电能。可以理解地,这里的供电装置可以是内置于电动工具中,也可以外置于电动工具中。在本实施例中,供电装置为电池包。电池包可拆卸地安装至电动工具。

电动工具的运转还需依赖安装于电路部件,电路部件包括但不限于电机驱动电路,电机驱动电路用于驱动电机输出动力。壳体用于容纳上述电机、传动机构、电路板以及电子元器件或部件等,壳体至少部分地容纳供电装置。

参照图1,作为一种实施方式,电动工具30为电钻,电钻使用电池包20供电,电钻主要包括:壳体11、握持部12、电池包结合部13、操作机构14、电机15。当然,电钻还包括传动机构、钻头、电路板等(未暴露在图1的视角中)。

对电钻而言,功能件为钻头(未示出),用于实现钻孔功能。钻头与电机15可操作地连接,具体地,钻头通过输出轴和传动机构与电机15电连接。

壳体11还形成有握持部12,握持部12供用户握持,当然,握持部12可以作为独立的零件。壳体11包括头壳11a和机壳11b,构成电钻的主体部分,其用于容纳电机、传动机构以及其他诸如电路板等电子部件。头壳11a用于安装钻头,头壳11a包括一个能夹持钻头的夹头16。机壳11b用于容纳电机、传动机构、电路板等。电机、传动机构、电路板等均设置在壳体11内,在本实施例中,电钻采用电池包20供电。电钻还包括电池包结合部13,用于使电池包40连接至电钻。

电池包结合部13,用于接收电池包20,其可接收具有不同电压的电池包20。在电池包结合部13中设置有工具连接端子17,用于与电池包20的电池包连接端子23接触连接。工具连接端子17包括正极连接端子17a和负极连接端子17b。

电钻还包括操作机构14,用于启动或关闭电动工具10,或用于电机调速。操作机构14设置于壳体11的表面方便用户操作的位置。

参照图1和图2,电池包20包括电芯22和壳体21。电芯22容纳在壳体21中,用于存储能量,其能被反复充放电。壳体21用于容纳电芯22以及其他部件,并且壳体21形成有连接界面24,用于使电池包20连接至电动工具10的电池包结合部13。电池包20还包括电池包连接端子23,用于与外部设备构成电连接。例如,与电动工具10的工具连接端子17接触连接。

电芯22电连接构成电芯组25。电池包连接端子23包括正极电源端子23a和负极电源端子23b,其中,正极电源端子23a电连接至电芯组25的正极,负极电源端子23b电连接至电芯组25的负极。电池包20适用于电动工具10,可以作为电动工具10的动力源使用。当电池包20连接至电动工具10时,电动工具10的正极连接端子17a与电池包20的正极电源端子23a接触连接,电动工具10的负极连接端子17b与电池包20的负极电源端子23b接触连接。

电动工具10的运行还依赖与电路部件,电路部件至少部分地设置在电路板(未示出)上,电路板容纳与电动工具10的壳体11中。电动工具10还包括电路系统,用于驱动电机15工作。

参照图2,作为一种实施方式的电动工具10的电路系统包括:电磁开关110、电机驱动电路120、储能元件130、电机15。

电机驱动电路120与电机15电连接,用于驱动电机15输出动力。作为一种实施方式,电机15采用无刷电机。电机驱动电路120与电磁开关110连接,电磁开关110用于接通和断开电机驱动电路120与电池包20的电连接。电机驱动电路120可以采用包括电机驱动芯片、开关电路等,为本领域技术人员熟知的技术,在此不再详述。

在一些具体的实施方式中,电机驱动电路120的一端通过电磁开关110电连接至电动工具10的正极连接端子 17a,电机驱动电路120的另一端与电动工具10的负极连接端子17b电连接。

为了滤波和吸收浪涌电压,电机驱动电路120并联连接有储能元件130。在一些具体的实施例中,所述储能元件130为电解电容,电解电容用于滤波或吸收驱动电路产生的浪涌电压。

电磁开关110包括操作部113、与操作部关联连接的开关组件111、线圈112,以及被线圈112缠绕的活动铁芯、推杆等其他结构(未示出)。

其中,操作部113供用户操作使用,操作部113可以是一个按钮。线圈112和活动铁芯组成电磁铁,电磁铁在线圈112通电后能够产生磁力。开关组件111包括第一开关111a和第二开关111b,第一开关111a与线圈112电连接,用于接通和断开线圈112和电池包20之间的电连接,第二开关111b与电机驱动电路120电连接,用于接通和断开电池包20与电机驱动电路120之间的电连接。

第一开关111a和第二开关111b联动地接通和断开。当电磁开关110的操作部113被触发后,与操作部113关联的第一开关111a和第二开关111b联动地被触发至接通状态,电池包20和线圈112实现电连接,线圈112通电,线圈112通电后产生电磁吸力,使活动铁芯移动,活动铁芯产生磁力使得第一开关111a和第二开关111b锁定在接通状态,这样第一开关111a和第二开关111b继续保持接通状态。电池包20和电机驱动电路120之间实现稳定的电连接。

具体地,第一开关111a的一端与电动工具10的正极连接端子17a电连接,第一开关111a的另一端与线圈112电连接。第二开关111b的一端与电动工具10的正极连接端子17a电连接,第二开关111b的另一端与电机驱动电路120电连接。

电动工具10还包括续流二极管D1,其与第二开关111b并联连接,用于在第二开关111b断开后,仍允许电流流动,起续流保护作用。

参照图2,电动工具10还设置有断电保护模块140,所述的断电保护模块140电连接至线圈112和储能元件110,其设置在电磁开关110的线圈112的导电路径上,用于在所述电动工具10与所述电池包20断开电连接时断开线圈112与所述储能元件130的电连接。

具体地,断电保护模块140的第一端141a电连接至电磁开关110的线圈112的一端110a,断电保护模块140的第二端141b与储能元件130电连接以及电动工具的负极连接端子17b电连接。这里的断电保护模块140可以包括软件和硬件,可以仅涉及软件,也可以仅涉及硬件电路。

图2所示的第一实施方式的电动工具10,其断电保护模块140仅涉及软件。具体地,断电保护模块140包括用于判断电动工具10是否断电的断电判断逻辑,断电判断逻辑配合断电检测电路(未示出),用于根据外部断电检测电路的电信号判断电动工具10是否断电,在判断发生过断电后,断电保护模块140通过软件方式将线圈112的第二端112b端的电压拉高,使线圈112与储能元件的电连接断开,使得电磁开关110的线圈112无法从储能元件130获得电能而工作,这样电动工具10就不能在断电恢复后立刻启动。

本实施方式中,在电动工具10正常工作时,断电保护模块140将线圈112的第二端112b的电压拉低,使得电磁开关110正常工作,电动工具10可以正常运行,具体地,电磁开关110的操作部113被触发,电磁开关110的第一开关111a和第二开关111b被联动的被触发至接通状态,电磁开关110的线圈112得电,由于线圈112通电,活动铁芯产生磁力使得第一开关111a和第二开关111b被锁定在接通状态,这样电机驱动电路120和电池包20之间的电路被接通,电池包20提供的电能通过电机驱动电路120驱动电机15输出动力,电机15转动带动钻头旋转工作;而当电池包20因松动而使电动工具10断电后再次快速***电池包20时,在电磁开关110未***作的状态下,由于断电保护模块140通过将线圈112的第二端112b端的电压拉高,使线圈112与储能元件130的电连接断开,使得电磁开关110的线圈112无法从储能元件130获得电能而工作,这样电动工具10就不能在断电恢复后立刻启动。

由此,本实施方式设置的断电保护模块140,在判断发生过断电后,将线圈112的第二端112b端的电压拉高,使线圈112与储能元件130的电连接断开,使得电磁开关110的线圈112无法从储能元件130获得电能而工作,从而电磁开关110的开关组件111断块,即第一开关111a和第二开关111b联动地断开,这样能够避免电动工具10在断电恢复后立即启动的危险状况发生。

参照图3所示的第二实施方式的电动工具30,具有正极连接端子37a和负极连接端子37b,分别用于与电池包20的正极电源端子23a和负极电源端子23b电连接。

电动工具30的电路系统部件包括:电磁开关310、电机驱动电路320、储能元件330、续流二极管D3、断电保护模块340、电机35。电动工具30的电路系统部件与图2所示的电动工具10电路系统部件结构组成、连接关系和功能相同或相似,其区别在于:电动工具30的断电保护模块340与电动工具10的断电保护模块410不同。

在本实施方式中,电磁开关310包括开关组件311、线圈312。其中,开关组件311包括第一开关311a和第二开关311b,第一开关311a与线圈312的第一端312a电连接,用于接通和断开线圈312和电池包20之间的电连接,第二开关311b与电机驱动电路320电连接,用于接通和断开电池包20与电机驱动电路320之间的电连接。第一开关311a和第二开关311b联动地接通和断开。

具体地,第一开关311a的一端与电动工具30的正极连接端子37a电连接,第一开关311a的另一端与线圈312的第一端312a电连接。第二开关311b的一端与电动工具30的正极连接端子37a电连接,第二开关311b的另一端与电机驱动电路320电连接。电动工具30还包括续流二极管D3,其与第二开关311b并联连接,用于在第二开关311b断开后,仍允许电流流动,起续流保护作用。

断电保护模块340的第一端341a电连接至电磁开关310的线圈312的第二端312b,断电保护模块340的第二端341b与储能元件130电连接。断电保护模块340用于接通和断开线圈312的导电路径。

本实施方式的电机驱动电路320、储能元件330、续流二极管D3与图2所示的电动工具10结构组成、连接关系和功能相同或相似,此处不再赘述。电动工具30与图2所示的电动工具10的区别在于断电保护模块340与图2所示电动工具10的断电保护模块140不同。

图3所示的电动工具30的断电保护模块340包括电子开关341、断电检测电路342、控制器343。

电子开关341的一端341a与线圈312的一端312电连接,电子开关341的另一端341b与储能元件330的一端电连接,电子开关341的控制端341c电连接至控制器343电连接,电子开关341能够根据控制器343的信号接通和断开。

作为一种实施方式,断电检测电路342为电压检测电路,断电检测电路342电连接至电动工具30的正极连接端子37a和负极连接端子37b,用于检测电动工具30的正极连接端子37a和负极连接端子37b之间的电压差。断电检测电路342的输出端电连接至控制器343。

控制器343根据断电检测电路342检测到的结果,判断电池包20是否与电动工具20断开电连接。作为一种实施方式,控制器343为控制芯片,例如MCU。由于电池包20与电动工具30断开电连接时,电动工具30的正极连接端子37a和负极连接端子37b之间的电压差发生变化,因此控制器343可以通过将断电检测电路342检测到的电压值与预设阈值进行比较的方式来判断电池包20是否与电动工具20断开电连接。当然,所述的控制器343还可以是具有控制功能的电子元件(例如,双极型晶体管、场效应管),或电平转换电路。

电动工具30的断电保护模块340具体工作原理如下:在电池包20与电动工具30正常连接时,电子开关341处于接通状态,电动工具10可以正常运行。而当电池包20与电动工具30断开连接时,断电保护模块340的断电检测电路342检测电动工具30的正极连接端子37a和负极连接端子37b电压基本相等,控制器343根据断电检测电路342的检测结果或接收到的来自断电检测电路342的信号,输出控制信号控制电子开关341切断线圈312与储能元件的电连接。这样,电磁开关310的线圈312无法从储能元件330获得电能而工作,从而电磁开关310的第一开关311a和第二开关311b断开,这样能够避免电动工具10在断电恢复后立即启动的危险状况发生。

参照图4和图5,作为第三实施方式的电动工具40,具有正极连接端子47a和负极连接端子47b,分别用于与电池包20的正极电源端子23a和负极电源端子23b电连接。

电动工具40的电路系统部件包括:电磁开关410、电机驱动电路420、储能元件430、续流二极管D4、断电保护模块440、电机45。电动工具40的电路系统部件与图2和图3所示的电动工具10电路系统部件结构组成、连接关系和功能相同或相似,其区别在于:电动工具40的断电保护模块440与电动工具10的断电保护模块410不同,且与电动工具30的断电保护模块340不同。

在本实施方式中,电磁开关410包括开关组件411、线圈412。其中,开关组件411包括第一开关411a和第二开关411b,第一开关411a与线圈412的第一端412a电连接,用于接通和断开线圈412和电池包20之间的电连接,第二开关411b与电机驱动电路420电连接,用于接通和断开电池包40与电机驱动电路420之间的电连接。第一开关411a和第二开关411b联动地接通和断开。

具体地,第一开关411a的一端与电动工具40的正极连接端子47a电连接,第一开关411a的另一端与线圈412的第一端412a电连接。第二开关411b的一端与电动工具40的正极连接端子47a电连接,第二开关411b的另一端与电机驱动电路420电连接。电动工具40还包括续流二极管D4,其与第二开关411b并联连接,用于在第二开关411b断开后,仍允许电流流动,起续流保护作用。

断电保护模块440的第一端441a电连接至电磁开关410的线圈412的第二端412b,断电保护模块440的第二端441b与储能元件430电连接,断电保护模块440用于接通和断开线圈412的导电路径。

参照图4和图5,在本实施方式中,断电保护模块440包括至少一个触发开关441,所述触发开关441设置在电动工具40一侧。触发开关441能够被电池包20触动,其至少在电池包20从电动工具40移除或断开电连接时,触发开关441被释放而处于断开状态。作为可选地,触发开关441在电池包20安装至电动工具40时被电池包20按压而处于接通状态,

触发开关441的第一端441a电连接至电磁开关410的线圈412的第二端412b,触发开关441的第二端441b电连接至储能元件430和电动工具40的负极连接端子47b。作为一种具体实施方式,触发开关441具体地设置于电动工具40上的电池包结合部43(图5),其能够在电池包20接合至电动工具40时与电池包20接触,且被电池包20的机械结构或至少部分壳体21按压至接通状态,从而使电磁开关410的线圈412与电池包20实现电连接,使得线圈412的导电路径被接通。在电池包20从电动工具40移除时,触发开关441被释放,使电磁开关410的线圈412与电池包20断开电连接,从而使电磁开关410的线圈412与电池包20断开电连接,线圈412的导电路径被断开。

作为一种具体的实施方式,触发开关441包括第一端441a、第二端441b和弹性件441c。第一端441a、第二端441b和弹性件441c至少相互接触的部分是由导电材料制成。触发开关441的第一端441a与线圈412的第二端412b电连接,触发开关441的第二端441b与储能元件430电连接,且与电动工具40的负极连接端子47b电连接。触发开关441的弹性件441c能够被按压和释放,其一端与第一端441a固定电连接,其能够在电池包20结合至电动工具40时与电池包20接触,且被电池包20的机械结构按压而与第二端441b接触连接,而在电池包20从电动工具40移除时,弹性件441c与第二端441b断开接触连接。

本实施方式中,电动工具40的断电保护模块440的工作原理如下:当电池包20安装至电动工具40时,触发开关441被触发至接通状态,此时若电磁开关410被触发而使第一开关411a和第二开关412联动地接通,线圈412通电,电机驱动电路420与电池包20实现稳定电连接,电机驱动电路420驱动电机45工作;当电池包20从电动工具40移除或与电动工具40断开电连接时,触发开关441被释放,电磁开关410的线圈412与电池包20以及与储能元件430的电连接被断开,电磁开关410无法获得储能元件130的短暂供电,从而电磁开关410的开关组件411在电动工具40短暂断电立即断开。当电池包20再次***电池包20时,需要重新触发电磁开关410使开关组件411接通,电动工具40才会启动,以此来达到断电保护的目的,避免电动工具40在短暂断电后再次与电池包20连接时发生立即重启的危险。

参照图6至图9,作为第四实施方式的电动工具50,具有正极连接端子57a和负极连接端子57b,分别用于与电池包60的正极电源端子63a和负极电源端子63b电连接。

电动工具50的电路系统部件包括:电磁开关510、电机驱动电路520、储能元件530、续流二极管D5、断电保护模块540、电机55。电动工具50的电路系统部件与图2至图4所示的电动工具(10、30、40)的电路系统部件结构组成、连接关系和功能相同或相似,其区别在于:电动工具50的断电保护模块540与图2至图4所示的电动工具(10、30、40)的断电保护模块(110、310、410)不同。

在本实施方式中,电磁开关510包括开关组件511、线圈512。其中,开关组件511包括第一开关511a和第二开关511b,第一开关511a与线圈512的第一端512a电连接,用于接通和断开线圈512和电池包60之间的电连接,第二开关511b与电机驱动电路520电连接,用于接通和断开电池包60与电机驱动电路520之间的电连接。第一开关511a和第二开关511b联动地接通和断开。

具体地,第一开关511a的一端与电动工具50的正极连接端子57a电连接,第一开关511a的另一端与线圈512的第一端512a电连接。第二开关511b的一端与电动工具50的正极连接端子57a电连接,第二开关511b的另一端与电机驱动电路520电连接。电动工具50还包括续流二极管D5,其与第二开关511b并联连接,用于在第二开关511b断开后,仍允许电流流动,起续流保护作用。

断电保护模块540的第一端541a电连接至电磁开关510的线圈512的第二端512b,断电保护模块540的第二端541b与储能元件530电连接。

本实施方式中,断电保护模块540包括断电保护端子541,断电保护端子541至少部分与线圈512和储能元件530电连接,其用于接通和断开线圈512的导电路径。

在一些具体的实施方式中,断电保护端子541包括:设置于电动工具50一侧的第一接触端子541a和第二接触端子541b,第一接触端子541a和第二接触端子541b隔离设置;第一接触端子541a和第二接触端子541b中的一个与线圈512电连接,第一接触端子541a和第二接触端子541b中的另一个与储能元件530电连接;以及设置于电池包60侧的第三接触端子541c,第三接触端子541c用于与第一接触端子541a和第二接触端子541b连接,以使第一接触端子541a和第二接触端子541b能够实现电连接。

电动工具50的正极连接端子57a、负极连接端子57b、第一接触端子541a和第二接触端子541b具体设置于电动工具50的工具端子座52上,工具端子座52设置于电动工具50的电池包结合部51中(图7),电池包结合部51用于使电池包60接合至电动工具50。

第三接触端子541c由导电材料构成,至少第一接触端子541a和第二接触端子541b与第三接触端子541c接触的部分由导电材料构成,第三接触端子541c用于使第一接触端子541a和第二接触端子541b实现电连接,具体地,在电池包60安装至电动工具50时,第一接触端子541a和第二接触端子541b均与第三接触端子541c接触连接,由于第三接触端子541c、第一接触端子541a和第二接触端子541b接触的部分由导电材料构成,这样第一接触端子541a和第二接触端子541b通过共同连接的第三接触端子541c而实现电连接。

参照图6至图9,断电保护端子541包括隔离设置的第一接触端子541a和第二接触端子541b,第一接触端子541a与线圈512电连接,第二接触端子541b与储能元件530电连接。

具体地,断电保护端子541的第一接触端子541a与所述线圈512的第二端512b电连接,第二接触端子541b与储能元件电530以及电动工具50的负极连接端子57b电连接。第三接触端子541c设置与电池包20上,第三接触端子541c具体设置于电池包20的连接界面64上,第三接触端子541c与电池包60的正极电源端子63a和负极电源端子63b并排设置。

当电池包60安装至电动工具50时,工具端子座58上的正极连接端子57a和负极连接端子57b分别与电池包60的正极电源端子63a和负极电源端子63b连接,而断电保护端子541的第一接触端子541a和第二接触端子541b则与电池包60上的断电保护端子541的第三连接端子541c连接。第三接触端子541c用于使第一接触端子541a和第二接触端子541b实现电连接。

在本实施方式中,断电保护端子541的第一接触端子541a和第二接触端子541b相互绝缘地隔离设置,其相互隔离设置的间距以使得第一接触端子541a和第二接触端子541b在电池包60未安装到电动工具50时不能实现电连接,而在电池包60安装至电动工具60时,二者均能够与电池包60侧的第三接触端子541c接触连接,此时由于电池包60侧的第三接触端子541c和工具侧的第一接触端子541a和第二接触端子541b的接触部分均由电材料构成,第一接触端子541a和第二接触端子541b通过与电池包60侧的第三接触端子541c接触连接而实现电连接。

图6至图9所示的电动工具50的断电保护模块540的工作原理如下:

当电池包60安装至电动工具50时,电动工具50侧的第一接触端子541a和第二接触端子541b均与电池包60侧的第三接触端子541c连接,这样当电磁开关110被触发使得开关组件511的第一开关511a和第二开关511b被触发至接通状态,第一接触端子541a和第二接触端子541b通过第三接触端子541c实现相互电连接,电池包20与线圈112的导电路径被接通,电机驱动电路520与电池包60实现电连接,从而驱动电机55工作,电动工具10正常工作。

当电池包60被移除或松动时,断电保护端子541的第一接触端子541a和第二接触端子541b由于与第三接触端子541c失去接触连接而断开电连接,线圈回路通电路径断开,此时电磁开关510的线圈512与储能元件530以及电池包60之间的电连接被断电保护端子541断开,因此电磁开关510的线圈512不能从储能元件530获取电能,线圈512的导电路径被立即断开,线圈512立即失电,电磁开关510第二开关511b由于线圈512立即失电而立刻断开,这样,当电池包60再次与电动工具50实现连接时,需要重新触发电磁开关510使第一开关511a和第二开关511b接通,电动工具50才会启动,以此来达到断电保护的目的。

上述电动工具(10、30、40、50),能够很好的解决电池包因松动而使电动工具(10、30、40、50)断电后再次快速***电池包,可能出现的电磁开关未触发而电动工具50立即启动的安全隐患。

另外,考虑到,现有的电磁开关触点承受电流能力较小,例如台锯,其工作电流、启动电流以及储能元件充电电流都比较大,长时间使用承受电流能力较小的电磁开关可能导致触点烧蚀粘黏,开关失效。

为此,本发明提供进一步提供第五实施方式的电动工具70,电动工具70使用电池包80供电,其具有正极连接端子77a和负极连接端子77b,分别用于与电池包80的正极电源端子83a和负极电源端子83b电连接。

电动工具70的电路系统包括:主开关710、电机驱动电路720、储能元件730、断电保护模块740、电机750、控制开关760。其中,电机驱动电路720、储能元件730、电机750等与前述实施方式相同或类似,此处不再赘述。

在本实施方式中,主开关710电连接至所述电机驱动电路720,用于接通和断开电池包80与电机驱动电路720之间的电连接。主开关710包括第一线圈712和第一开关711。作为一种具体实施方式,主开关710为继电器开关。主开关710的第一开关711的一端电连接至电动工具70的正极连接端子77a,第一开关711的第二端电连接至电机驱动电路720。

电动工具70还包括续流二极管D7,其与主开关710的第一开关711并联连接,用于在第一开关711断开后,仍允许电流流动,起续流保护作用。

控制开关760与主开关710电连接,用于控制主开关710的接通和断开。具体地,控制开关760与主开关710的第一线圈712电连接,用于接通和断开第一线圈712与电池包80的电连接,从而控制主开关710的第一开关711的接通和断开。

作为一种具体地实施方式,控制开关760包括第二开关761a、第三开关761b和第二线圈762。其中,第二开关761a的一端与电动工具70的正极连接端子77a电连接,第二开关761a的另一端与第一线圈712电连接;第三开关761b的一端与电动工具70的正极连接端子77a电连接,第三开关761b的另一端与第一线圈712电连接;第二线圈762的一端电连接到第二开关761a的一端,第二线圈762的另一端电连接到端电保护模块740。所述第二开关761a和第三开关761联动地接通或断开。作为可选地,控制开关760为电磁开关。

断电保护模块740电连接至所述第一线圈712和所述储能元件730,断电保护模块740用于在电动工具70与电池包80断开电连接时断开第一线圈712和储能元件730的电连接,从而避免主开关710的第一线圈712在电动工具10短暂断电后由于储能元件130的短暂供电而使得第一开关711仍然处于接通状态,从而导致电动工具70再次***电池包80后立即启动的危险。

在其他实施方式中,断电保护模块740的一端同时电连接至所述第一线圈712和第二线圈762,断电保护模块740的另一端电连接至所述储能元件730,用于在电动工具70与电池包80断开电连接时断开第一线圈712、第二线圈762与储能元件730的电连接。

在本实施例中,断电保护模块740可采用上述实施方式中的任意一种,在此不再赘述。

本实施方式的电动工具70的具体工作方式过程如下:

当电池包80安装至电动工具10后,若控制开关760被触发,则第二开关761a和第三开关761b接通,从而第二线圈762与电池包80实现电连接,由于第三开关761b接通,主开关710的第一线圈712的导电路径被接通,主开关710的第一开关711被推动或拉动至接通状态,这样,电机驱动电路720与电池包80之间的导电路径被接通,电动工具70上电启动。

当电池包80与电动工具70断开电连接时,断电保护模块740至少断开主开关710的第一线圈712与储能元件730的电连接,主开关710的第一线圈712的导电路径被切断,主开关710的第一开关711断开,从而电机驱动电路720与电池包80之间的导电路径被断开,若再次快速***电池包80,则由于第一开关711已经断开,因此,不会发生电动工具70立即重启的危险,需要再次触发控制开关760。在其他的实施方式中,断电保护模块740还能同时断开控制开关760的第二线圈762与储能元件730的电连接。

在本实施方式中,主开关710的电流承受能力大于控制开关760的电流承受能力。具体地,第一开关711的电流承受能力大于控制开关760的第二开关761a和第三开关761b。

由于将电流承受能力较小的控制开关760设置在控制回路中,而将电流承受能力较大的主开关710设置在主电路中,以控制开关760控制主开关710,有效保护了主开关710的触点,延长寿命,且无需重新设计电磁开关,节约了成本。

本发明还公开一种电动工具和电池包的组合,包括如上所述的任意一种电动工具和电池包。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

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