專利名稱：一種安全保護(hù)控制器及應(yīng)用該安全保護(hù)控制器的手電鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動工具的安全保護(hù)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于手電鉆的安全保護(hù) 控制器及應(yīng)用該安全保護(hù)控制器的手電鉆。
背景技術(shù)：
手電鉆是應(yīng)用電力進(jìn)行打孔的常用小型工具，現(xiàn)有的手電鉆主要由鉆夾頭、鉆軸、 馬達(dá)、中間盤減速器、機(jī)殼、手柄、手柄開關(guān)及轉(zhuǎn)向器等部分組成，在實際操作過程中，通過 馬達(dá)驅(qū)動鉆頭高速旋轉(zhuǎn)完成鉆孔工作。
作為一種手握式電動工具，手電鉆在實際操作中需對鉆頭方向施以壓力，并對手 電鉆手柄提供相應(yīng)的平衡支撐力，因而不僅勞動強(qiáng)度大，而且也存在著較高的安全隱患。特 別是在機(jī)械、金屬冷加工領(lǐng)域的大孔徑鉆孔作業(yè)加工過程中，操作人員在對鉆頭施壓的同 時，往往無法兼顧到對手電鉆手柄平衡支撐力的有效掌控，當(dāng)鉆頭的摩擦阻力大于操作人 員手臂為手電鉆手柄提供的平衡支撐力度時，手電鉆機(jī)殼會受手電鉆馬達(dá)慣性驅(qū)動順勢甩 動并急速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)手電鉆手柄位置瞬間左旋超過90度，或右旋超過120度時，會對操作人員 手腕造成直接傷害，存在較高的安全隱患。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的手電鉆在實際應(yīng)用過程中的安全問 題而提供一種安全保護(hù)控制器及應(yīng)用該安全保護(hù)控制器的手電鉆。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種安全保護(hù)控制器，包括自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器、同步跟蹤定位延時觸 控電路、電源電路、啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)；所述自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器連接同步跟蹤 定位延時觸控電路和電源電路，并通過啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)分別導(dǎo)通；所述自力式可旋轉(zhuǎn) 角度移位傳感器，包括外殼、一中心轉(zhuǎn)軸、一指針重心體和若干感應(yīng)電子元件；感應(yīng)電子元 件以中心轉(zhuǎn)軸為圓心均勻環(huán)形排列，并逐級依序連接，構(gòu)成若干組角度移位檢測單元；指針 重心體與中心轉(zhuǎn)軸相連并維持一自由端，并利用指針重心體的自由落體移動變化產(chǎn)生的動 能，以中心轉(zhuǎn)軸為圓心繞中心轉(zhuǎn)軸做環(huán)形運(yùn)動；指針重心體的長度等于感應(yīng)電子元件的中 心到中心轉(zhuǎn)軸的距離。
所述感應(yīng)電子元件之間的夾角為20°到60° ；所述角度移位檢測單元的組數(shù)不低 于三組，并且感應(yīng)電子元件的數(shù)量是角度移位檢測單元組數(shù)的倍數(shù)。
所述指針重心體的自由端為永磁體，所述感應(yīng)電子元件為磁敏電阻。
所述指針重心體移動的角度范圍為360°全角度范圍；當(dāng)指針重心體移動的角度 范圍大于感應(yīng)電子元件的夾角時，指針重心體脫離原角度移位檢測單元的檢測范圍，進(jìn)入 下一組角度移位檢測單元的檢測范圍。
所述同步跟蹤定位延時觸控電路為多單元控制電路，其組數(shù)與角度移位檢測單元 的組數(shù)相對應(yīng)/相同；每組同步跟蹤定位延時觸控單元電路均為放電延時電路；每組同步跟蹤定位延時觸控單元電路彼此交替跨越串聯(lián)。
所述同步跟蹤定位延時觸控電路的延時時間不超過2s。
所述安全保護(hù)控制器的安全響應(yīng)角度值介于30°以上、60°以內(nèi)，且從定位角度 值到安全響應(yīng)角度值的速度/時間不超過同步跟蹤定位延時觸控電路的延時時間。
一種應(yīng)用上述安全保護(hù)控制器的手電鉆，包括鉆夾頭、鉆軸、馬達(dá)、中間盤減速器、 機(jī)殼、手柄及手柄開關(guān)，還包括一安全保護(hù)控制器；所述安全保護(hù)控制器安裝于手電鉆機(jī) 殼內(nèi)；所述安全保護(hù)控制器的自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器以鉆軸為中心平行固定安裝在 中間盤減速器后方的手電鉆機(jī)殼的內(nèi)殼上，所述安全保護(hù)控制器的同步跟蹤定位延時觸控 電路、電源電路、啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)安裝于手電鉆手柄內(nèi)部。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種用于手電鉆的安全保護(hù)控制器及應(yīng)用該安全 保護(hù)控制器的手電鉆，具有以下有益效果
在手電鉆工作狀態(tài)中，實時自動監(jiān)控手柄位置的移動方向、速度及角度變化，并對 其進(jìn)行同步跟蹤定位，當(dāng)手電鉆手柄的移動速度、角度變化均同時大于本安全保護(hù)控制器 的安全設(shè)定值時，本安全保護(hù)控制器會快速切斷電源，強(qiáng)制馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，彳寺安全隱患消除 于萌發(fā)狀態(tài)，保障操作人員的安全。


圖1為本發(fā)明一實施例的自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一實施例的電路示意圖3為本發(fā)明一實施例的電鉆結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
如圖1-圖3所示，1-安全保護(hù)控制器、2-馬達(dá)、3-鉆軸、4-鉆夾頭、5-中間盤 減速器、6-手柄、7-手柄開關(guān)、8-機(jī)殼、10-自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器、101-中心轉(zhuǎn) 軸、102-指針重心體、103-指針重心體自由端、啟用開關(guān)S1、復(fù)位開關(guān)&、感應(yīng)電子元件冊「冊12。
一種安全保護(hù)控制器1，包括自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10、同步跟蹤定位延 時觸控電路、電源電路、啟用開關(guān)S1和復(fù)位開關(guān)& ；自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10連接 同步跟蹤定位延時觸控電路和電源電路，并通過啟用開關(guān)S1和復(fù)位開關(guān)&分別導(dǎo)通；安全 保護(hù)控制器1的安全響應(yīng)角度值介于30°以上、60°以內(nèi)，且從定位角度值到安全響應(yīng)角 度值的速度/時間不超過同步跟蹤定位延時觸控電路的延時時間。
自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10，包括外殼、一個中心轉(zhuǎn)軸101、一個指針重心體 102和十二個感應(yīng)電子元件(這里以十二個感應(yīng)電子元件為例，但并不僅限于十二個感應(yīng) 電子元件)RM1-RM12 ；該十二個感應(yīng)電子元件RM1-RM12以中心轉(zhuǎn)軸101為圓心呈均勻圓環(huán)形 排列，每兩個感應(yīng)電子元件的夾角均為30 ° ；并且十二個感應(yīng)電子元件RM1-RM12逐級依序連 接，構(gòu)成A、B、C三組角度移位檢測單元(這里以三組角度移位檢測單元為例，但并不僅限于 三組角度移位檢測單元)，即RMp RM4, RM7, RM10構(gòu)成A組角度移位檢測單元，RM3> RM6, RM9, RM12構(gòu)成B組角度移位檢測單元，冊2、冊5、RM8, RM11構(gòu)成C組角度移位檢測單元。4
指針重心體102的一端與中心轉(zhuǎn)軸101相連并維持一自由端103，以中心轉(zhuǎn)軸 101為圓心繞中心轉(zhuǎn)軸101做環(huán)形運(yùn)動；指針重心體102的長度等于任意一個感應(yīng)電子元 件的中心到中心轉(zhuǎn)軸101的距離，即指針重心體102的自由端103正好命中感應(yīng)電子元件 RM1-RM12的中心。指針重心體102的自由端103為永磁體，感應(yīng)電子元件RM1-RM12為磁敏電 阻。
工作狀態(tài)中，指針重心體102利用自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10在偏角狀態(tài) 中的落差變化產(chǎn)生的動能自由移動，指針重心體102移動的角度范圍為360°全角度范圍， 而感應(yīng)電子元件RM1-RM12則作為無觸點電子開關(guān)使用。當(dāng)指針重心體102移動的角度范圍 大于感應(yīng)電子元件之間的夾角30°時，指針重心體102脫離原角度移位檢測單元的檢測范 圍，進(jìn)入下一組角度移位檢測單元的檢測范圍。
同步跟蹤定位延時觸控電路為多單元控制電路，其組數(shù)與自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位 傳感器10內(nèi)的角度移位檢測單元的組數(shù)相同，分為a、b、c三組單元控制電路；每組同步跟 蹤定位延時觸控單元電路均為放電延時電路，其中，a組同步跟蹤定位延時觸控單元電路由 一個開關(guān)三極管VT1、一個延時電容C3、一個限流電阻&與一個開關(guān)二極管VD3組成；b組同 步跟蹤定位延時觸控單元電路由一個開關(guān)三極管VT2、一個延時電容C4、一個限流電阻R3與 一個開關(guān)二極管VD4組成；c組同步跟蹤定位延時觸控單元電路由一個開關(guān)三極管VT3、一個 延時電容C5、一個限流電阻R4與一個開關(guān)二極管VD5組成。a、b、c三組同步跟蹤定位延時 觸控單元電路彼此交替跨越串聯(lián)，即a組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的開關(guān)三極管 VT1W基極與c組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的延時電容C5相連接；b組同步跟蹤定 位延時觸控單元電路中的開關(guān)三極管VT2的基極與a組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中 的延時電容C3相連接；c組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的開關(guān)三極管VT3的基極與b 組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的延時電容C4相連接。電路中還包括限流電阻R5、降 壓電阻&、雙向可控硅VS1和單向可控硅VS2，單向可控硅作為單穩(wěn)態(tài)控制開關(guān)使用。電 路中的延時電容C3、C4、C5各自僅能在Is的延時時間內(nèi)，正常驅(qū)動開關(guān)三極管VT1、VT2, VT3 導(dǎo)通。
電源電路包括降壓元件電阻禮、電容C1,穩(wěn)壓元件開關(guān)二極管VD1、整流元件開關(guān) 二極管VD2及濾波元件電容C2。交流電源經(jīng)過降壓、穩(wěn)壓、整流和濾波后形成穩(wěn)定的直流電 源，為自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10及后續(xù)電路供電。
手電鉆工作時，打開手電鉆安全保護(hù)控制器1的啟用開關(guān)S1，手電鉆安全保護(hù)控制 器1進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)手電鉆安全保護(hù)控制器1啟用時，自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10 中心轉(zhuǎn)軸101上的指針重心體102并不固定于某一位置，這里僅舉例說明，如，自力式可旋 轉(zhuǎn)角度移位傳感器10中心轉(zhuǎn)軸101上的指針重心體102的自由端103在A組角度移位檢 測單元中所處位置的感應(yīng)電子元件RM1導(dǎo)通，信號電源開始對與A組角度移位檢測單元相 連接的a組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的延時電容C3充電，同電路中的開關(guān)三極管 VT1及與本延時電容C3串聯(lián)的開關(guān)三極管VT2，此時均因基極或是集電極的單極得電而無法 飽和導(dǎo)通，單向可控硅因此處于截止?fàn)顟B(tài)。
手電鉆在操作過程中，自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10中心轉(zhuǎn)軸101上的指針重 心體102，可根據(jù)手電鉆手柄6位置的移動而相應(yīng)運(yùn)動，指針重心體102移動的角度范圍為 360°全角度范圍；當(dāng)自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10中心轉(zhuǎn)軸101上的指針重心體102移動的角度范圍大于感應(yīng)電子元件RM1-RM12沿中心轉(zhuǎn)軸環(huán)形排列的平均角度30°時，指針 重心體102會脫離原A組角度移位檢測單元感應(yīng)電子元件RM1的檢測范圍，進(jìn)入至B組角度 移位檢測單元感應(yīng)電子元件RM12的檢測范圍。B組角度移位檢測單元輸出的信號電源會立 即對與之連接的b組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的延時電容C4、開關(guān)三極管VT2及 與本延時電容C4串聯(lián)的開關(guān)三極管VT3,充電和供電，同時，原A組同步跟蹤定位延時觸控 單元電路中的延時電容C3則通過同組電路中的限流電阻&與開關(guān)二極管VD3放電，實現(xiàn)對 手電鉆手柄運(yùn)動方向、速度及角度變化的同步逐級交替跟蹤、定位。
自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10中心轉(zhuǎn)軸101上的指針重心體102，因手電鉆手 柄6的持續(xù)移動，而由B組角度移位檢測單元中感應(yīng)電子元件RM12的檢測范圍進(jìn)入C組角 度移位檢測單元中感應(yīng)電子元件RM11檢測范圍時的時間大于同步跟蹤定位延時觸控電路 中延時電容設(shè)定的延時時間“2s”時，與C組角度移位檢測單元連接的c組同步跟蹤定位延 時觸控單元電路中的延時電容C5、開關(guān)三極管VT3,充電和供電，此時，本開關(guān)三極管VT3因 與之串聯(lián)的延時電容(；無法提供所需的工作電壓仍舊處于截止?fàn)顟B(tài)，與此同時，b組同步跟 蹤定位延時觸控單元電路中的延時電容C4則通過同組單元電路中的限流電阻R3及開關(guān)二 極管VD4放電，繼續(xù)延續(xù)對手電鉆手柄的移動方向、速度及角度變化進(jìn)行同步跟蹤定位。
反之，當(dāng)自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10中心轉(zhuǎn)軸101上的指針重心體102，由 B組角度移位檢測單元中感應(yīng)電子元件RM12的檢測范圍進(jìn)入C組角度移位檢測單元中感應(yīng) 電子元件RM11檢測范圍的時間小于同步跟蹤定位延時觸控電路中延時電容設(shè)定的延時時 間“2s”時，本c組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的開關(guān)三極管VT3基極會通過a組同 步跟蹤定位延時觸控單元電路中的延時電容C3提供的工作電壓飽和導(dǎo)通，并經(jīng)&觸發(fā)單向 可控硅導(dǎo)通，雙向可控硅VS1控制極因單向可控硅的導(dǎo)通由高電平轉(zhuǎn)為低電平而截 止，通過關(guān)閉電源強(qiáng)制馬達(dá)2停止工作，從而避免手電鉆手柄6的急速旋轉(zhuǎn)造成對操作人員 的人身傷害。
在松開手電鉆手柄開關(guān)7時，會自動觸動復(fù)位電子開關(guān)&導(dǎo)通，使單向可控硅VS2 復(fù)位截止，雙向可控硅VS1控制極因單向可控硅的截止而由低電平轉(zhuǎn)為高電平再次導(dǎo)O
一種應(yīng)用安全保護(hù)控制器的手電鉆，包括馬達(dá)2、鉆軸3、鉆夾頭4、中間盤減速器 5、手柄6、手柄開關(guān)7及機(jī)殼8，還包括一個安全保護(hù)控制器1。安全保護(hù)控制器1安裝于手 電鉆機(jī)殼8內(nèi)；安全保護(hù)控制器1的自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器10以鉆軸3為中心平行 固定安裝在中間盤減速器5的后方的手電鉆機(jī)殼8的內(nèi)殼上，安全保護(hù)控制器1的同步跟 蹤定位延時觸控電路、電源電路、啟用開關(guān)S1和復(fù)位開關(guān)&安裝于手電鉆手柄6內(nèi)部。該 安全保護(hù)控制器1體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單、對手電鉆原有的工作性能不構(gòu)成任何影響。
工作狀態(tài)中，以中心轉(zhuǎn)軸101為圓心均勻環(huán)形排列的十二個感應(yīng)電子元件 RM1-RM12可根據(jù)指針重心體102的自由端103位置的移動變化相繼導(dǎo)通、關(guān)閉。同時，a、b、 c三組同步跟蹤定位延時觸控單元電路，只要其中任何一組同步跟蹤定位延時觸控單元電 路處于延時狀態(tài)時，指針重心體102位置移動至與另一組同步跟蹤定位延時觸控單元電路 相連接的角度移位檢測單元感應(yīng)電子元件的檢測范圍時，原處于放電延時狀態(tài)的同步跟蹤 定位延時觸控單元電路抑或是第三組同步跟蹤定位延時觸控單元電路中的三極管將得電 飽和導(dǎo)通，并觸發(fā)單向可控硅舊2導(dǎo)通，反之，則實現(xiàn)各組同步跟蹤定位延時觸控單元電路6對手電鉆手柄移動方向、速度及角度變化的交替跟蹤定位。
在本發(fā)明基礎(chǔ)及技術(shù)原理內(nèi)所做的任何改變、元器件的等同替換及技術(shù)改進(jìn)均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域 的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，包括自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器、同步跟蹤 定位延時觸控電路、電源電路、啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)；所述自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器連 接同步跟蹤定位延時觸控電路和電源電路，并通過啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)分別導(dǎo)通；所述自 力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器，包括外殼、一中心轉(zhuǎn)軸、一指針重心體和若干感應(yīng)電子元件； 感應(yīng)電子元件以中心轉(zhuǎn)軸為圓心均勻環(huán)形排列，并逐級依序連接，構(gòu)成若干組角度移位檢 測單元；指針重心體與中心轉(zhuǎn)軸相連并維持一自由端，并利用指針重心體的自由落體移動 變化產(chǎn)生的動能，以中心轉(zhuǎn)軸為圓心繞中心轉(zhuǎn)軸做環(huán)形運(yùn)動；指針重心體的長度等于感應(yīng) 電子元件的中心到中心轉(zhuǎn)軸的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，所述感應(yīng)電子元件之間的 夾角為20°到60° ；所述角度移位檢測單元的組數(shù)不低于三組，并且感應(yīng)電子元件的數(shù)量 是角度移位檢測單元組數(shù)的倍數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，所述指針重心體的自由端 為永磁體，所述感應(yīng)電子元件為磁敏電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，所述指針重心體移動的角 度范圍為360°全角度范圍；當(dāng)指針重心體移動的角度范圍大于感應(yīng)電子元件的夾角時， 指針重心體脫離原角度移位檢測單元的檢測范圍，進(jìn)入下一組角度移位檢測單元的檢測范 圍。
5.如權(quán)利要求1所述的一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，所述同步跟蹤定位延時觸 控電路為多單元控制電路，其組數(shù)與角度移位檢測單元的組數(shù)相對應(yīng)/相同；每組同步跟 蹤定位延時觸控單元電路均為放電延時電路；每組同步跟蹤定位延時觸控單元電路彼此交 替跨越串聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，所述同步跟蹤定位延時觸 控電路的延時時間不超過2s。
7.如權(quán)利要求1所述的一種安全保護(hù)控制器，其特征在于，所述安全保護(hù)控制器的安 全響應(yīng)角度值介于30°以上、60°以內(nèi)，且從定位角度值到安全響應(yīng)角度值的速度/時間 不超過同步跟蹤定位延時觸控電路的延時時間。
8.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的安全保護(hù)控制器的手電鉆，包括鉆夾頭、鉆軸、馬達(dá)、中 間盤減速器、機(jī)殼、手柄及手柄開關(guān)，其特征在于，還包括一安全保護(hù)控制器；所述安全保 護(hù)控制器安裝于手電鉆機(jī)殼內(nèi)；所述安全保護(hù)控制器的自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器以鉆 軸為中心平行固定安裝在中間盤減速器后方的手電鉆機(jī)殼的內(nèi)殼上，所述安全保護(hù)控制器 的同步跟蹤定位延時觸控電路、電源電路、啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)安裝于手電鉆手柄內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種安全保護(hù)控制器及應(yīng)用該安全保護(hù)控制器的手電鉆，該安全保護(hù)控制器包括自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器、同步跟蹤定位延時觸控電路、電源電路、啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)；自力式可旋轉(zhuǎn)角度移位傳感器連接同步跟蹤定位延時觸控電路和電源電路，并通過啟用開關(guān)和復(fù)位開關(guān)分別導(dǎo)通。與現(xiàn)有技術(shù)相此，本發(fā)明提供的安全保護(hù)控制器在手電鉆工作狀態(tài)中，實時自動監(jiān)控手柄位置的移動方向、速度及角度變化，并對其進(jìn)行同步跟蹤定位，當(dāng)手電鉆手柄的移動速度、角度變化均同時大于本安全保護(hù)控制器的安全設(shè)定值時，本安全保護(hù)控制器會快速切斷電源，強(qiáng)制馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，將安全隱患消除于萌發(fā)狀態(tài)，保障操作人員的安全。
文檔編號B23B45/02GK102035174SQ201010526290
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者滕德坤 申請人:滕德坤