一种无刷电机集成控制开关及电动工具的制作方法

1.本实用新型涉及调速开关技术领域，尤其涉及一种无刷电机集成控制开关及电动工具。


背景技术：

2.无刷电机因为其噪音小、效率高、工作时不会产生粉尘等特点，在越来越多的地方被使用。为了实现无刷电机集成控制开关的功能，需选用大体积的线路板，但现有技术中，电动工具要求选用的无刷电机集成控制开关占用空间较小。为此，目前常将选用两块线路板的方式实现开关占用空间的缩减，进而产生了两块线路板之间的连接的问题。
3.现有的线路板常借助金属弹片连接或端子焊接的方式完成，金属弹片的接触不可靠，当电动工具震动时，容易导致接触不良的情况发生；金属弹片在安装或电镀过程中容易变形，会导致每个位置接触力不一致；且金属弹片与线路板的接触位置易氧化。端子焊接的操作效率低、焊接难度高，且焊接时容易连锡；同时焊接的方式使两块线路板分别与端子刚性连接，在电动工具震动时，两块线路板之间不同的振幅和频率，容易使焊点的铜皮震断，导致开关失效。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种无刷电机集成控制开关及电动工具，以解决无刷电机集成控制开关线路板之间连接稳定性差的问题。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种无刷电机集成控制开关，用于调节无刷电机的转速及转向，包括壳体、推杆组件、换向组件和线路板；所述推杆组件包括推杆件主体，所述推杆件主体活动安装于所述壳体上，能沿所述推杆件主体的延伸方向往复运动；所述换向组件包括换向件主体，所述换向件主体转动连接于所述壳体上；所述线路板包括功率调节板、控制单元板和软连接件，所述软连接件的两端分别连接所述功率调节板和所述控制单元板，使所述功率调节板和所述控制单元板通信连接；所述控制单元板能根据所述推杆件主体的位移控制所述功率调节板改变所述无刷电机转速，所述控制单元板能根据所述换向件主体的位置控制所述功率调节板改变所述无刷电机转向。
7.其中，所述壳体包括依次可拆卸连接的侧壳、第一中央壳、第二中央壳和散热板；所述侧壳与所述第一中央壳形成用于容纳所述控制单元板的控制单元板腔；所述第一中央壳与所述第二中央壳形成用于容纳所述推杆组件和所述换向组件的中央腔，所述第二中央壳外侧开设有用于容纳所述功率调节板的功率调节板槽，所述散热板盖设于所述功率调节板上且与所述第二中央壳螺接。
8.优选地，所述侧壳的材料为塑胶。
9.优选地，所述第一中央壳的材料为塑胶。
10.优选地，所述第二中央壳的材料为塑胶。
11.优选地，所述侧壳、所述第一中央壳和所述第二中央壳均通过注塑成型。
12.优选地，所述软连接件为柔性电路板。
13.优选地，所述柔性电路板与所述功率调节板连接的一端被焊接于所述功率调节板上。
14.优选地，所述柔性电路板与所述控制单元板连接的一端被焊接于所述控制单元板上。
15.一种电动工具，包括电动工具主体和无刷电机集成控制开关，所述无刷电机集成控制开关为如上所述的无刷电机集成控制开关。
16.本实用新型的有益效果：
17.通过将线路板分为功率调节板和控制单元板，不仅调整了各构件在线路板上的位置，还简化了线路板的设计，降低了生产的难度，减少了开关占用的空间。软连接件的设置使得功率调节板能相对控制单元板移动，避免了因震动而导致因功率调节板和控制单元板之间振幅不一致而导致线路板连接件遭受损伤的情况发生。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例提供的无刷电机集成控制开关的爆炸图；
19.图2是本实用新型实施例提供的推杆组件的爆炸图。
20.图中：
21.100、壳体；101、侧壳；102、第一中央壳；103、第二中央壳；104、散热板；110、定接触片；
22.200、推杆组件；210、推杆件主体；211、第二公卡接端；220、推杆件发射器；230、动接触片；240、伸缩弹簧；250、推杆按钮；251、第一公卡接端；
23.300、传感组件；310、推杆件传感器；320、换向件传感器；331、功率调节板；332、控制单元板；333、软连接件；340、无刷电机连接端子；350、电源连接端子；
24.400、换向组件；410、换向件主体；411、第一母卡接端；412、第二母卡接端；420、换向件发射器；430、换向件抵接件；440、换向件限位件。
具体实施方式
25.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
29.如图1所示，本实施例提供了一种无刷电机集成控制开关，用于调节无刷电机的转速及转向，包括壳体100、推杆组件200、换向组件400和传感组件300；推杆组件200包括推杆件主体210，推杆件主体210活动安装于壳体100上，能沿推杆件主体210的延伸方向往复运动；换向组件400包括换向件主体410，换向件主体410转动连接于壳体100上；传感组件300安装于壳体100内，包括推杆件传感器310和换向件传感器320，推杆件传感器310用于检测推杆件主体210的位移以控制无刷电机转速；换向件传感器320用于检测换向件主体410的位置以控制无刷电机转向。转动换向件主体410能相对壳体100转动，推杆件传感器310通过检测换向件主体410的位置，能得到无刷电机的转动方向的信号，推动推杆件主体210能沿其延伸方向往复运动，推杆件传感器310根据推杆件主体210与推杆件传感器310的间距，能得到无刷电机的转动速度的信号；上述设置使得操作人员通过控制换向件主体410和推杆件主体210便能完成对无刷电机转向和速度的选定。简化了操作人员调整的流程，提高了工作的效率；通过选用传感组件300的方式减少了构件因摩擦而导致的损伤，延长了开关的使用寿命。
30.作为优选，推杆组件200还包括安装于推杆件主体210上的推杆件发射器220，推杆件发射器220用于向推杆件传感器310发送信号；换向组件400还包括安装于换向件主体410上的换向件发射器420，换向件发射器420用于向换向件传感器320发送信号。推杆件发射器220的设置方便了推杆件传感器310对推杆件主体210所处位置的确定；换向件发射器420的设置方便了换向件传感器320与换向件主体410间距的确定。选用发射器与传感器相配合的方式，保证了传感器检测操作的准确性。
31.在本实施例中，推杆件传感器310、控制单元和无刷电机依次通信连接，推杆件传感器310安装于壳体100上；当推杆件主体210靠近壳体100时，推杆件发射器220靠近推杆件传感器310；当推杆件主体210远离壳体100时，推杆件发射器220远离推杆件传感器310。操作人员推动推杆件主体210，改变了推杆件发射器220与推杆件传感器310的间距，使得控制单元接受和输出的无刷电机转速的信号变化，进而使得无刷电机按控制单元限定的转速转动。上述设置结构简单，占用空间小，且便于维护。
32.具体地，当推杆件主体210靠近壳体100时，推杆件传感器310输出的速度信号控制无刷电机的转速提高；当推杆件主体210远离近壳体100时，推杆件传感器310输出的速度信号控制无刷电机的转速降低。
33.作为优选，推杆件发射器220和换向件发射器420优选为磁铁；推杆件传感器310优选为霍尔调速元件，换向件传感器320优选为霍尔换向元件。磁铁造价低、结构简单；霍尔调速元件和霍尔换向元件结构牢固、体积小、重量轻，且安装方便。选用上述结构避免了机械磨损，延长了开关的使用寿命。
34.在本实施例中，换向组件400还包括换向件抵接件430和与换向件抵接件430相配
合的换向件限位件440，换向件抵接件430设置于换向件主体410的一端，换向件限位件440使换向件主体410能在第一位置、第二位置和第三位置停留；第二位置位于第一位置和第三位置之间，当换向件主体410位于第二位置时，换向组件400与推杆组件200相互卡接，使推杆件主体210锁固于远离壳体100的位置上。卡接设置使得换向组件400与推杆组件200之间力的作用点不变，故二者之间不会发生相对偏斜；换向组件400与推杆组件200相互卡接的设置能避免因误触而导致速度信号变化的情况发生，降低了意外情况发生的概率。
35.作为优选，当换向件主体410位于第二位置时，换向件传感器320输出不转动信号，使得无刷电机不进行转动。换向组件400与推杆组件200的相互卡接设置能避免因误触而导致换向件主体410偏移第二位置，无刷电机开始转动的情况发生，进一步地保障了开关的安全性。
36.在本实施例中，换向件传感器320、控制单元和无刷电机依次通信连接，换向件传感器320安装于壳体100上。当换向件主体410朝向第一位置转动时，换向件发射器420远离换向件传感器320；当换向件主体410朝向第三位置转动时，换向件发射器420靠近换向件传感器320。通过上述设置保证位于不同位置的换向件发射器420与换向件传感器320的间距不同，通过配置三个换向件主体410的位置能够使换向件发射器420输出三种不同的信号，且能分别对应无刷电机正向转动、逆向转动以及不转动的三种状态。操作人员转动换向件主体410，改变了换向件发射器420与换向件传感器320的间距，使换向件主体410位置变化，导致控制单元接受和输出的无刷电机转速的信号变化，进而使得无刷电机按控制单元限定的方向转动。上述设置结构简单，占用空间小，且便于维护。
37.具体地，当换向件主体410位于第一位置上时，换向件发射器420输出正向转动信号；当换向件主体410位于第三位置上时，换向件发射器420输出逆向转动信号。在本实用新型的其他实施方式中，当换向件主体410位于第一位置上时，换向件发射器420输出逆向转动信号；当换向件主体410位于第三位置上时，换向件发射器420输出正向转动信号。
38.在本实施例中，换向件抵接件430为换向钢珠，换向钢珠通过抵接件弹簧连接于换向件主体410朝向壳体100的一端；换向件限位件440上开设有三个与换向钢珠相配合的半球槽，换向钢珠抵接于三个半球槽内时，换向件主体410分别位于第一位置、第二位置和第三位置上。上述设置使得换向件主体410能在第一位置、第二位置和第三位置停留，简化了换向组件400的结构。
39.如图2所示，推杆组件200还包括伸缩弹簧240和推杆按钮250，推杆按钮250可拆卸连接于推杆件主体210远离壳体100的一侧，伸缩弹簧240套设于推杆件主体210上，且两端分别抵接壳体100和推杆按钮250；伸缩弹簧240能够推动推杆件主体210，使推杆件主体210位于远离壳体100的位置上，动接触片230与两个定接触片110均断开。上述设置说明了在不对推杆组件200进行操作时，推杆件主体210远离壳体100；且同时保证了换向组件400与推杆组件200相互卡接时，电源和无刷电机断开。上述设置进一步的提高了开关的安全性。
40.继续参考图1和图2，换向组件400靠近推杆组件200设置，换向件主体410上设置有第一母卡接端411和第二母卡接端412，推杆按钮250上设置有与第一母卡接端411相配合的第一公卡接端251，推杆件主体210上设置有与第二母卡接端412相配合的第二公卡接端211。上述设置避免了因换向件主体410相对推杆件主体210之间产生相对运动使得卡接的位置偏移，进而导致对推杆件主体210锁固失效的情况发生。
41.作为优选，第一公卡接端251上远离推杆按钮250的一侧设置有第一公卡接端凸台，第一母卡接端411上远离换向件主体410的一侧设置有第一母卡接端凸台，第一公卡接端凸台与第一母卡接端凸台互相卡接；使第一公卡接端251与第一母卡接端411不会因按压于推杆按钮250上的力而互相脱离，降低了操作人员误操作产生的风险，规避了因误触而造成的安全隐患。
42.作为优选，第二母卡接端412上设有母卡接件，第二公卡接端211上公卡接件，公卡接件能卡接于母卡接件上。上述设置使不会因垂直推杆件主体210延伸方向的力而发生相对偏转，进一步地提高了对推杆件主体210的锁固效果。具体地，母卡接件为u形槽，公卡接件为定位凸起，定位凸起能卡接于u形槽内。
43.在本实施例中，推杆件主体210朝向壳体100的一侧设置有动接触片230，壳体100内安装有两个定接触片110，一个定接触片110电连接电源，另一个定接触片110电连接无刷电机；当动接触片230与两个定接触片110分别抵接时，电源电连接无刷电机。动接触片230与两个定接触片110的设置使得控制推杆件主体210能电连接/断开电源和无刷电机，令电源在非工作状态下不再向供能无刷电机，节约电源用电的同时，还能进一步的保证开关在非工作状态下不会因为误触而导致无刷电机开始运行。
44.具体地，动接触片230通过接触片弹簧连接于推杆件主体210朝向壳体100的一端。
45.继续参考图1，传感组件300还包括线路板，推杆件传感器310和换向件传感器320均安装于线路板上，且均与线路板通信连接。线路板的设置整合了开关的结构，使得各构件密集且有序的设置于其上，简化了各构件拆装步骤、提高了开关生产效率的同时还减少了装置占用的空间。由于选用线路板，减少了对导线的使用，避免了因导线断裂或彼此干扰而导致开关产生误判或是停止工作的情况发生。
46.具体地，线路板优选为铝基板。铝基板传热与散热性能好，使得安装于其上的构件快速散热，大大提升了开关的使用寿命。
47.进一步地，线路板上还设置有用于连接无刷电机的无刷电机连接端子340和用于电连接电源的电源连接端子350。作为优选，无刷电机连接端子340和电源连接端子350均卡接于壳体100上。上述设置不仅简化了开关拆装的流程，还提高了开关的稳定性。
48.更进一步地，线路板包括功率调节板331和与功率调节板331通信连接的控制单元板332，控制单元板332能根据推杆件传感器310和换向件传感器320输出的信号控制功率调节板331；控制单元板332上设有控制芯片，操作人员通过编写控制芯片的程序能够设定在推杆件主体210位移到任意位置时电机对应的转速，以及换向件主体410位于各个位置上时电机对应的转向。控制芯片通过调整通过无刷电机的电流，进而改变无刷电机的转速；控制芯片还与无刷电机通信连接，以控制无刷电机的转向。通过将线路板分为功率调节板331和控制单元板332，不仅调整了各构件在线路板上的位置，还简化了线路板的设计，降低了生产的难度。同时，功率调节板331安装有构件的一面和控制单元板332安装有构件的一面正对设置，进一步的减少了开关占用的空间。具体地，控制单元板332上还安装有用于输出整合后电源的电源整合单元，电源整合单元的输出端与无刷电机电连接；两个定接触片110均安装于控制单元板332上，一个与电源整合单元的输入端电连接，另一个与电源的电源连接端子350电连接。
49.在本实施例中，壳体100包括依次可拆卸连接的侧壳101、第一中央壳102、第二中
央壳103和散热板104；侧壳101与第一中央壳102形成用于容纳控制单元板332的控制单元板腔，第一中央壳102与第二中央壳103形成用于容纳推杆组件200和换向组件400的中央腔，第二中央壳103外侧开设有用于容纳功率调节板331的功率调节板槽，散热板104盖设于功率调节板331上且与第二中央壳103螺接。具体地，侧壳101、第一中央壳102和第二中央壳103的材料优选为塑胶，通过注塑成型。
50.再进一步地，线路板还包括软连接件333，软连接件333电连接及通信连接功率调节板331和控制单元板332，且功率调节板331能相对控制单元板332移动。软连接件333的设置使得功率调节板331能相对控制单元板332移动，避免了因震动而导致因功率调节板331和控制单元板332之间振幅不一致而导致线路板连接件遭受损伤的情况发生。
51.具体地，软连接件333优选为柔性电路板，与功率调节板331和控制单元板332均通过焊接的方式固连。柔性电路板体积小、质量轻且组装密度高；焊接的方式连接牢固，且使用寿命长。柔性电路板的设置减弱了工具震动时功率调节板331和控制单元板332对软连接件333的拉扯，进而避免了线路板的铜皮脱落等会导致开关功能不良的情况发生。且柔性电路板的焊接位置可随意变动，降低了对线路板连接件焊接位置的要求，进一步地空间小了开关占用的空间。
52.本实施例还提供了一种电动工具，包括电动工具主体和无刷电机集成控制开关，无刷电机集成控制开关为上述的无刷电机集成控制开关。
53.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种无刷电机集成控制开关，用于调节无刷电机的转速及转向，其特征在于，包括：壳体(100)；推杆组件(200)，包括推杆件主体(210)，所述推杆件主体(210)活动安装于所述壳体(100)上，能沿所述推杆件主体(210)的延伸方向往复运动；换向组件(400)，包括换向件主体(410)，所述换向件主体(410)转动连接于所述壳体(100)上；线路板，包括功率调节板(331)、控制单元板(332)和软连接件(333)，所述软连接件(333)的两端分别连接所述功率调节板(331)和所述控制单元板(332)，使所述功率调节板(331)和所述控制单元板(332)通信连接；所述控制单元板(332)能根据所述推杆件主体(210)的位移控制所述功率调节板(331)改变所述无刷电机转速，所述控制单元板(332)能根据所述换向件主体(410)的位置控制所述功率调节板(331)改变所述无刷电机转向。2.根据权利要求1所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述壳体(100)包括依次可拆卸连接的侧壳(101)、第一中央壳(102)、第二中央壳(103)和散热板(104)；所述侧壳(101)与所述第一中央壳(102)形成用于容纳所述控制单元板(332)的控制单元板腔；所述第一中央壳(102)与所述第二中央壳(103)形成用于容纳所述推杆组件(200)和所述换向组件(400)的中央腔，所述第二中央壳(103)外侧开设有用于容纳所述功率调节板(331)的功率调节板槽，所述散热板(104)盖设于所述功率调节板(331)上且与所述第二中央壳(103)螺接。3.根据权利要求2所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述侧壳(101)的材料为塑胶。4.根据权利要求2所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述第一中央壳(102)的材料为塑胶。5.根据权利要求2所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述第二中央壳(103)的材料为塑胶。6.根据权利要求2所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述侧壳(101)、所述第一中央壳(102)和所述第二中央壳(103)均通过注塑成型。7.根据权利要求1所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述软连接件(333)为柔性电路板。8.根据权利要求7所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述柔性电路板与所述功率调节板(331)连接的一端被焊接于所述功率调节板(331)上。9.根据权利要求7所述的无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述柔性电路板与所述控制单元板(332)连接的一端被焊接于所述控制单元板(332)上。10.一种电动工具，包括电动工具主体和无刷电机集成控制开关，其特征在于，所述无刷电机集成控制开关为根据权利要求1-9任一项所述的无刷电机集成控制开关。

技术总结
本实用新型涉及调速开关技术领域，具体公开了一种无刷电机集成控制开关及电动工具。该开关用于调节无刷电机的转速及转向，包括壳体、推杆组件、换向组件和线路板；推杆组件包括活动安装于壳体上的推杆件主体，能沿自身延伸方向往复运动；换向组件包括转动连接于壳体上的换向件主体；线路板包括功率调节板、控制单元板和软连接件，软连接件两端分别连接功率调节板和控制单元板，使功率调节板和控制单元板通信连接；控制单元板能根据推杆件主体位移控制功率调节板改变无刷电机转速，控制单元板能根据换向件主体位置控制功率调节板改变无刷电机转向。该开关通过选用软连接件提高了线路板之间连接的稳定性，延长了开关的使用寿命。延长了开关的使用寿命。延长了开关的使用寿命。


技术研发人员：梁勇 郭锐
受保护的技术使用者：上海拜骋电器有限公司
技术研发日：2021.01.04
技术公布日：2022/3/8