大功率負(fù)載控制電路及基于該電路的射釘電磁擊發(fā)裝置的制造方法
【專利摘要】大功率負(fù)載控制電路及基于該電路的射釘電磁擊發(fā)裝置，本實(shí)用新型創(chuàng)新性地在電動(dòng)工具中采用法拉電容組為電磁鐵提供瞬間大電流，使得小容量電池組同樣可以在超大電流下正常工作，基于這種電路本實(shí)用新型還提出了一種簡單可靠的射釘彈擊發(fā)裝置，利用電磁鐵產(chǎn)生的推力，替代原來需要人工壓縮彈簧帶動(dòng)撞針擊發(fā)射釘彈，本擊發(fā)裝置具有結(jié)構(gòu)可靠簡單、成本低、維修方便、使用輕松省力，推廣后經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【專利說明】
大功率負(fù)載控制電路及基于該電路的射釘電磁擊發(fā)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及對(duì)負(fù)載供電控制回路，尤其涉及對(duì)電動(dòng)工具的負(fù)載供電電路，具體說是涉及一種大電流負(fù)載電路的射釘電磁擊發(fā)裝置。【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池(或小型電池組)是生活生產(chǎn)中為負(fù)載供電的常用電源裝置，特別是在常見的手持式的電動(dòng)工具較為多見。但對(duì)于大電流的負(fù)載，往往無法滿足要求，如生活中常見的電動(dòng)工具一一射釘器，其擊發(fā)力量需要電磁鐵提供較大的擊打力，一般在12千克以上，此時(shí)磁鐵的瞬間工作電流達(dá)到15-20A，一般的小型電池組無法提供，而且采用普通的電容緩沖的方式電容的容量又不夠，(一般常見大電容只能達(dá)到幾千微法拉)。因而如何為像類似射釘器這樣的大負(fù)載(或大電流)提供動(dòng)力是本實(shí)用新型亟待解決的問題。
[0003]射釘固定技術(shù)是一種高效率的現(xiàn)代緊固技術(shù)，其原理為射釘器擊發(fā)射釘，直接打入鋼鐵、混凝土和磚砌體或巖石等基體中，因?yàn)樯溽攺椬陨砗锌僧a(chǎn)生爆炸性推力的藥品， 把鋼釘直接射出，從而將需要固定的構(gòu)件和基體牢固地連接在一起。其中目前射釘固定技術(shù)有幾個(gè)缺陷:1、由于射釘彈擊發(fā)采用人工壓縮彈簧推動(dòng)撞針擊發(fā)射釘彈彈藥，施工時(shí)間長了操作者容易疲勞;2、采用擊發(fā)火藥機(jī)械機(jī)構(gòu)龐大而笨重，操作精度及易用性受到限制。 根據(jù)以上缺陷，提供一種運(yùn)用電磁鐵原理，利用電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，推動(dòng)電磁鐵芯快速運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)擊錘擊打射釘彈彈藥，從而實(shí)現(xiàn)電磁方式擊發(fā)射釘彈。本擊發(fā)裝置具有電路可靠簡單、成本低、維修方便、使用安全以及體積重量大大縮小，推廣后經(jīng)濟(jì)效益顯著?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型在解決為電動(dòng)工具、手持電動(dòng)工具這一類大電流負(fù)載的工具進(jìn)行供電電路設(shè)計(jì)的同時(shí)，還提供了一種基于該電路的射釘電磁擊發(fā)裝置。具體來說包括以下技術(shù)方案，一種大功率負(fù)載控制電路，包括:電池組、電阻、二極管、開關(guān)、電磁鐵，其特征在于還包括:法拉電容組；電池組的正極與電阻和二極管串聯(lián)后分別與法拉電容組和帶開關(guān)的電磁鐵并聯(lián)，再連到電池組的負(fù)極?；谠摽刂齐娐返纳溽旊姶艙舭l(fā)裝置，包括電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電磁擊發(fā)控制機(jī)構(gòu);其中電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:射釘彈、射釘彈底火藥、射釘擊發(fā)導(dǎo)管、撞針護(hù)套、撞針、撞針回位彈簧、撞針聯(lián)動(dòng)頂桿、撞針擊錘、套筒;射釘擊發(fā)導(dǎo)管一端置于套筒內(nèi)， 可沿套筒內(nèi)部滑動(dòng)，并可抵住壓縮撞針回位彈簧，撞針護(hù)套穿過撞針回位彈簧，撞針聯(lián)動(dòng)頂桿設(shè)置在撞針護(hù)套的末端與其內(nèi)的撞針相觸；電磁擊發(fā)控制機(jī)構(gòu)包括:撞針擊錘、推拉式電磁鐵、電源開關(guān)、電磁鐵護(hù)套、法拉電容組、電池組；電池組的正極與電阻和二極管串聯(lián)后分別與法拉電容組和帶開關(guān)的推拉式電磁鐵并聯(lián)，再連到電池組的負(fù)極，電磁鐵護(hù)套套在推拉式電磁鐵的外部，起保護(hù)作用，推拉式電磁鐵內(nèi)部還包括電磁鐵芯，電磁鐵芯的一端連接撞針擊錘。
[0005]針對(duì)該類電動(dòng)工具中特別是采用電磁擊發(fā)的電動(dòng)工具，電磁鐵瞬間工作電流較大而常規(guī)小容量電池?zé)o法提供，本實(shí)用新型創(chuàng)新性地在電動(dòng)工具中采用法拉電容組為電磁鐵提供瞬間大電流，使得小容量電池組同樣可以在超大電流下正常工作。本實(shí)用新型還提出了基于這種回路的射釘擊發(fā)裝置?！靖綀D說明】
[0006]圖1法拉電容充放電控制電路示意圖；
[0007]圖2電磁擊發(fā)射釘裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3推拉式電磁鐵的原理示意圖。
[0009]1.射釘彈、2.射釘彈底火藥、3.射釘擊發(fā)導(dǎo)管、4.撞針護(hù)套、5.撞針、6.撞針回位彈簧、7.撞針聯(lián)動(dòng)頂桿、8.撞針擊錘、9.電磁鐵芯、10.推拉式電磁鐵、11.電源開關(guān)、12.套筒、 13.電磁鐵護(hù)套、14.法拉電容組、15.電池組【具體實(shí)施方式】
[0010]本實(shí)用新型對(duì)瞬間大負(fù)載供電控制回路是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0011]如圖1所示:電池組15(BT)的正極與電阻R和二極管D串聯(lián)后分別與法拉電容組14 (C)和帶開關(guān)11(S)的推拉式電磁鐵10(EM)并聯(lián)，再連到電池組15(BT)的負(fù)極。五個(gè)法拉電容&?(:5并聯(lián)成法拉電容組14。二極管D的作用為防止法拉電容組14對(duì)電池組BT反充電。
[0012]該供電電路可以對(duì)一般的電動(dòng)工具、或手持電動(dòng)工具進(jìn)行供電，比如電動(dòng)錘、電動(dòng)剪或者手持式金屬點(diǎn)焊機(jī)等，特別是采用電磁擊發(fā)的電動(dòng)工具，并不僅限于:射釘裝置。
[0013]本實(shí)用新型以射釘彈電磁擊發(fā)裝置為例進(jìn)行具體說明:
[0014]—種射釘彈的電磁擊發(fā)裝置，包括電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電磁擊發(fā)控制機(jī)構(gòu)；其中電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:射釘彈1、射釘彈底火藥2、射釘擊發(fā)導(dǎo)管3、撞針護(hù)套4、撞針5、撞針回位彈簧 6、撞針聯(lián)動(dòng)頂桿7、撞針擊錘8、套筒12;射釘擊發(fā)導(dǎo)管3—端置于套筒12內(nèi)，可沿套筒12內(nèi)部滑動(dòng)，并可抵住壓縮撞針回位彈簧6，撞針護(hù)套4穿過撞針回位彈簧6，撞針聯(lián)動(dòng)頂桿7設(shè)置在撞針護(hù)套4的末端與其內(nèi)的撞針5相觸。電磁擊發(fā)控制機(jī)構(gòu)包括:撞針擊錘8、推拉式電磁鐵 10、電源開關(guān)11、電磁鐵護(hù)套13、法拉電容組14、電池組15。[〇〇15]電池組15的正極與電阻R和二極管D串聯(lián)后分別與法拉電容組14和帶開關(guān)11的推拉式電磁鐵10并聯(lián)，再連到電池組15的負(fù)極。五個(gè)法拉電容Ci?C5并聯(lián)成法拉電容組14。電磁鐵護(hù)套13套在推拉式電磁鐵10的外部，起保護(hù)作用。推拉式電磁鐵10為成品，其內(nèi)部還包括電磁鐵芯9,電磁鐵芯9的一端連接撞針擊錘8。
[0016]使用時(shí)，將帶有底火藥2的射釘彈1放入射釘擊發(fā)導(dǎo)管3內(nèi)，射釘擊發(fā)導(dǎo)管3—端抵住緊固面，另一端向后滑動(dòng)，壓縮撞針回位彈簧6,最終使射釘彈底火藥2與在撞針護(hù)套4內(nèi)的撞針5緊密接觸。正常狀態(tài)下(即圖2中的開關(guān)S開路)，電池組15為法拉電容組14充滿電， 當(dāng)按動(dòng)電源開關(guān)11(即圖2中的開關(guān)S閉合)，法拉電容組14瞬間大電流放電，接通推拉式電磁鐵10的電源，此時(shí)推拉式電磁鐵10中的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)將電磁鐵芯9磁化，由于電磁鐵線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)極性與被磁化的電磁鐵芯9極性相同，電磁鐵芯9在電磁鐵線圈產(chǎn)生的磁力線方向快速向左移動(dòng)，其原理如圖3所示。連接于電磁鐵芯9上的撞針擊錘8也快速向左移動(dòng)，擊打到左側(cè)的撞針聯(lián)動(dòng)頂桿7，撞針聯(lián)動(dòng)頂桿7帶動(dòng)撞針護(hù)套4內(nèi)及撞針5快速向左擠壓射釘彈底火藥2,從而擊發(fā)射釘彈底火藥2,使射釘彈1射入緊固面。擊發(fā)后，擊發(fā)裝置離開緊固面，松開電源開關(guān)11，推拉式電磁鐵10斷電磁場(chǎng)消失，電磁鐵芯9磁性消失，并在推拉式電磁鐵10內(nèi)部回位彈簧的作用下回彈原位，撞針聯(lián)動(dòng)頂桿7和射釘擊發(fā)導(dǎo)管3也在撞針回位彈簧6的作用下回復(fù)原位，電池組15繼續(xù)為法拉電容組14充電，整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)再次準(zhǔn)備擊發(fā)狀〇
[0017]法拉電容屬于雙電層電容器，它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容中容量最大的，是一種介于充電電池與常規(guī)電容之間的儲(chǔ)電設(shè)備，具有內(nèi)阻小，放電電流極大，深充放電次數(shù)可以到50萬次，沒有記憶效應(yīng)也沒有過放電的問題，是一種新型的充放電設(shè)備，其應(yīng)用將會(huì)越來越普及。本射釘器裝置采用小型電池組充電，法拉電容組瞬間大電流放電，正好應(yīng)用于這種提供瞬時(shí)功率輸出的場(chǎng)合。
[0018]法拉電容充放電控制電路示意圖見圖2。電池組BT通過限流電阻R持續(xù)為法拉電容組C1至C5充電，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，充滿電的法拉電池組瞬間大電流放電，本裝置中電磁鐵EM 的工作電流為20A，工作電壓12V。[〇〇19] 推拉式電磁鐵的原理如圖3所示，主要應(yīng)用了螺旋管的漏磁通原理。中間的推拉式電磁鐵滑動(dòng)鐵芯，在推拉式電磁鐵通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)將鐵芯磁化，鐵芯形成疊加磁場(chǎng)， 磁力線由一極向另一極運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生力，鐵芯的一端可以帶動(dòng)一個(gè)物體做位移運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能動(dòng)作。圖中箭頭所示的方向?yàn)橥评诫姶盆F線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁力線方向，推拉式電磁鐵中的鐵芯材料為軟鐵，即有磁場(chǎng)時(shí)可被迅速磁化，而磁場(chǎng)消失時(shí)被磁化的磁力消失。圖中9-1所示為電磁鐵芯9的初始位置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率負(fù)載控制電路，其特征在于:用于靠電磁擊發(fā)的電動(dòng)工具的電路設(shè)計(jì);包 括:電池組(BT)、電阻(R)、二極管(D)、開關(guān)(S)、電磁鐵(EM)，其特征在于還包括:法拉電容 組(14);電池組(BT)的正極與電阻(R)和二極管(D)串聯(lián)后分別與法拉電容組(14)和帶開關(guān) (S)的電磁鐵(EM)并聯(lián)，再連到電池組(BT)的負(fù)極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率負(fù)載控制電路，其特征在于:電磁鐵(EM)為推拉式 電磁鐵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率負(fù)載控制電路，其特征在于:由多個(gè)法拉電容并聯(lián) 成法拉電容組(14)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率負(fù)載控制電路，其特征在于:二極管(D)的作用為 防止法拉電容組(14)對(duì)電池組(BT)反充電。5.—種基于大功率負(fù)載控制電路的射釘電磁擊發(fā)裝置，包括電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電磁擊發(fā) 控制機(jī)構(gòu);其中電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:射釘彈(1 )、射釘彈底火藥(2 )、射釘擊發(fā)導(dǎo)管(3 )、撞針 護(hù)套(4)、撞針(5)、撞針回位彈簧(6)、撞針聯(lián)動(dòng)頂桿(7)、撞針擊錘(8)、套筒(16);射釘擊發(fā) 導(dǎo)管(3)—端置于套筒(16)內(nèi)，可沿套筒(16)內(nèi)部滑動(dòng)，并可抵住壓縮撞針回位彈簧(6)，撞 針護(hù)套(4)穿過撞針回位彈簧(6)，撞針聯(lián)動(dòng)頂桿(7)設(shè)置在撞針護(hù)套(4)的末端與其內(nèi)的撞 針(5)相觸；電磁擊發(fā)控制機(jī)構(gòu)包括:撞針擊錘(8)、推拉式電磁鐵(10)、電源開關(guān)(11 )、電磁 鐵護(hù)套(13)、法拉電容組(14)、電池組(15);電池組(15)的正極與電阻(R)和二極管(D)串聯(lián) 后分別與法拉電容組(14)和帶開關(guān)(11)的推拉式電磁鐵(10)并聯(lián)，再連到電池組(15)的負(fù) 極，電磁鐵護(hù)套(13)套在推拉式電磁鐵(10)的外部，起保護(hù)作用，推拉式電磁鐵(10)內(nèi)部還 包括電磁鐵芯(9)，電磁鐵芯(9)的一端連接撞針擊錘(8)。
【文檔編號(hào)】B25C1/06GK205572336SQ201620112882
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】劉焱, 陳斌
【申請(qǐng)人】劉焱, 陳斌