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　　本实用新型涉及一种可直插市电，且具有按设定转矩而自动停转功能的电动螺丝刀。

　　市售的电动螺丝刀品种繁多，为了减小体积，要求换向性能好，成本低，绝大多数采用低压永磁直流电机驱动。因此该类电动螺丝刀都附带了一个经绝缘隔离的整流电源盒，体积大不便携带。目前市售的直插式电动螺丝刀，多采用一个简单的整流桥达到直插市电工作和便携的目的。这种方法因电机工作电压高，迫使电机绕组匝数增多，须采用极细的导线；工艺复杂，须加强绝缘要求，用绝缘材料在传动部件中进行隔离才能可靠地经受耐压试验；整流子片片之间电压较高容易造成换向困难。所以该类直插式电动螺丝刀存在制造工艺复杂、成本高、可靠性低和使用寿命短等缺点。市售的自动停螺丝刀价格昂贵大多是非国产的，由于它可实现精确的转矩控制，在精密产品装配线上配备率最高，在各类螺丝刀中是属高档产品，但也要配备一个价格高、体积大、控制线路复杂的电源盒才能用。

　　本实用新型的发明目的是要提供一种自动停直插式电动螺丝刀，它有带绝缘隔离的进行超音频振荡AC-DC电源变换电路，仍用低压直流电机驱动直插市电可安全工作，还可随转矩要求自动停转进行转矩控制，使电源变换和控制电路小型化，能置于电动螺丝刀尾部的壳体内。

　　本实用新型的技术方案是电源变换电路将市电整流后，由专用集成块和功率场效应管完成半桥式功率振荡，经隔离变压器降压，由倍压整流电路整流滤波为低压直流电，向永磁直流电动机和自动停控制电路供电，永磁直流电动机运转，当转矩达到设定值时机械机构触动微动开关，使自动停控制电路动作，永磁直流电动机断电并进行能耗制动，螺丝刀很快停转。振荡频率为超音频，使隔离变压器只须小磁环绕制。

　　由于采用上述方案，使带有绝缘隔离的AC-DC电源变换电路、按转矩要求自动停控制电路体积很小而可装入螺丝刀尾部壳体内，因而可直插市电安全工作，使用简便。

　　图中1.电源变换电路 2.倍压整流电路 3.自动停控制电路 4.壳体5.手柄 6.手柄弹簧 7.减速箱 8.行星出轴 9.销子 10.输出轴套 11.内齿圈底 12.滚柱 13.触停钢球 14.输出接套 15.压簧座 16. 止推垫片 17.调矩螺母 18.大弹簧 19.锁紧套 20.卡环 21.小弹簧 22.防松钢珠23.弹簧圈 T.隔离变压器 S1.手控主开关 S2.倒顺开关 S3.微动开关 M.永磁直流电动机在

　　图1中，电源变换电路(1)中的各电气元件连接关系是市电火线组成的整流桥输入节点A1，市电的地线，整流桥正输出节点是A3负输出节点是A4，VD1阳极接节点A4阴极经节点A2接VD2阳极，VD2阴极接节点A3，VD3阳极接节点A4阴极经节点A1接VD4阳极，VD4阴极接节点A3，电阻R2一头接节点A3另一头与电容C1经集成块D1的①脚相串联，电容C1另一头接节点A4，电阻R3接于集成块D1的②脚与③脚间，电容C2接于③脚与节点A4之间，集成块D1的④脚直接节点A4，二极管VD5阳极接集成块D1的①脚阴极接⑧脚，电容C5接于⑧脚和⑥脚之间，集成块D1驱动级输出端⑦脚与⑤脚分别经电阻R4与R5同功率场效应管VT1与VT2的栅极相接，VT1漏极接节点A3。VT1的源级与VT2漏级相连后再一起接在集成块D1的⑥脚，VT2源极则接在节点A4，电容C3与C4经串接节点A5相串后接于节点A3与A4之间，隔离变压器T1的原边两头又分别接至D1的⑥脚和节点A5，隔离变压器T1副边的两节点A6与A8接向倍压整流电路(2)。在倍压整流电路(2)中，隔离变压器T1副边节点A6接快恢复二极管VD6与VD7同向串接点，另一节点A8则接于由两组电容相串的串接点，电容C6、C7、C8、C9并为一组与电容C10、C11、C12、C13相并的另一组相串于节点A8，电容C6、C7、C8、C9一组的另一端接至VD6的阴极成为节点A7，手控主开关S1的一个头也接在节点A7，电容C10、C11、C12、C13一组的另一端接至VD7阳极成为节点A9，节点A9上还接有自动停控制电路(3)中好几个元件。手控主开关S1的另一个头接至倒顺开关S2正向正输入头成为节点A10(众所周知，倒顺开关须双刀双掷，它的两个正向输入头应与另两个反向输入头交叉相连，以完成输入极性的对换)，与A10同一刀位的S2输出头同永磁直流电动机M的正端相连成为节点A12，对应地S2另一刀位的输出头同永磁直流电动机M的负端相连成为节点A13。与节点A13同一刀位与节点A10对应的正向负输入头要同自动停控制电路(3)中继电器K1转换触点中心头和电容C15相连成为节点A11。在自动停控制电路(3)中，连于节点A10的元件有继电器K1的线圈及其转换触点的常开端、二极管VD9阴极共三个，电容C15的另一端与继电器K1转换触点的常闭端一起接至倍压整流电路(2)来的节点A9，继电器K1线圈的另一头与二极管VD9阳极同可控硅VT3阳极相连成节点A14，可控硅VT3阴极与电容C14电阻R7各一头又都接至节点A9，电容C14电阻R7两另一头与电阻R6一头三者同接至可控硅VT3控制极成为节点A17，电阻R6另一头经节点A16串向微动开关S3，微动开关S3另一头又经节点A15串向二极管VD8阴极，二极管VD8阳极最终接至倒顺开关S2输出头节点A12。在对电路的工作过程说明之前先介绍一下集成块D1，集成块D1的型号是IR2155或L6569A，其工作原理是①脚和④脚分别接电源的正负极，①脚内有一齐纳二极管能使电压稳压于15～16伏，并有一与555时基电路类同的振荡器，振荡频率取决于接于②脚与③脚间的电阻R3和接于③脚与④脚(节点A4)间的电容C2，本实施例将R3C2取得较小使振荡频率落在34000赫芝左右的超音频段，振荡器输出信号控制驱动级高端输出的⑦脚和低端输出的⑤脚(两脚对④脚都是正电平，但⑦脚电平要高于⑤脚，这样⑦脚对⑥脚的电平就等于⑤脚对④脚的电平，以保证VT1的导通)，用以驱动由两只功率场效应管VT1与VT2为主组成的半桥(时间控制)振荡电路，⑦脚与⑤脚的方波脉冲180°互补匹配且彼此间隔1.2微秒，从而避免被驱动的功率场效应管VT1与VT2“共通”而短路，二极管VD5使电容C5在VT2导通时被充电，于是⑧脚能得到个比①脚更高的自举电压向驱动级高端输出电路供电，振荡时②脚与⑤脚同相位而保证⑦脚与⑤脚方波脉冲的占空比都为50％，外围电路因之简化。现在说明电路的工作过程在电源变换电路(1)中，市电经电阻R1引入由VD1VD2VD3VD4组成的整流桥输入端节点A1和A2，经整流后在输出节点A3(正)和A4(负)得到近200伏的直流电压，电阻R2与电容C1降压滤波后经①脚向集成块D1供电，集成块D1得电工作，并在阻容R3C2决定的频率进行超音频振荡，同时在其驱动级高端的⑦脚与低湍的⑤脚分别输出方波正脉冲。由于两个相等电容C3和C4串联后接于直流电源A3(正)和A4(负)上已经充电，当⑦脚的方波脉冲经电阻R4作用于功率场效应管VT1栅极时VT1因正偏置而导通，于是电容C3经节点A3过VT1过隔离变压器T1原边到节点A5而放电，使T1瞬间正向通电一次，当⑦脚方波脉冲消失令VT1截止经1.2微秒VT2导通后电容C3又被充电以准备下一周期放电工作；同理，当⑤脚的方波脉冲经电阻R5作用于功率场效应管VT2栅极时VT2因正偏置而导通，电容C4经节点A5过隔离变压器T1原边过VT2到节点A4而放电，使T1又瞬间反向通电一次，当⑤脚方波脉冲消失令VT2截止经1.2微秒VT1导通后电容C4又被充电以准备下一周期放电工作；如此循环往复，在集成块D1的控制下，由VT1、VT2、C3、C4、T1所组成的半桥式电路就此完成将直流变换为交流的超音频功率振荡，经隔离变压器T1隔离降压后在副边的两节点A6与A8得到约15伏的安全超音频低压交流电。由变压器原理可知，隔离变压器T1体积很小，只须小磁环绕制。在倍压整流电路(2)中，经二极管VD6正半波对电容组C6C7C8C9充电和二极管VD7负半波对电容组C10C11C12C13充电，因两组电容相串而倍压，所以就在节点A7(正)与A9(负)间得到约28伏已滤波的安全直流电压。至此，有绝缘隔离进行超音频振荡的AC-DC电源变换宣告完成。如果操作者按动手控主开关S1，低压直流的正端(节点A7)经手控主开关S1和倒顺开关S2(这时是拨在右边的正向位)加到永磁直流电动机M的正节点A12，负端(节点A9)已经继电器K1的常闭触点和倒顺开关S2加到永磁直流电动机M的负节点A13，电动机M得电驱动螺丝刀作正向拧紧(若将倒顺开关S2拨向左边反向位则旋松)，这时自动停控制电路(3)也已经得电准备工作，直流电压经继电器K1线上，当拧得转矩达到设定值时机械机构触动微动开关S3触点闭合，正控制电压经二极管VD8、S2、R6加到可控硅VT3的控制极与阴极之间使VT3导通，继电器K1得电使其常闭触点断开令电动机M失电，同时继电器K1常开触点闭合将节点A10与A11短接，使永磁直流电动机M因惯性还在旋转的电枢经倒顺开关S2短接，形成强烈的能耗制动使电枢和螺丝刀很快停转(显然，反向拧松时不会自动停转)。停后操作者松开手控主开关S1，可控硅VT3和继电器K1失电开断复位，准备下一次工作。在自动停控制电路(3)中，VD8是为保证可控硅VT3控制极正向可靠触发而设，电阻R6限流防VT3控制电流过载，阻容R7C14吸收可能出现的杂波电压干扰可控硅VT3控制极防止误触发，二极管VD9是吸收继电器K1线圈在断电时的反峰使可控硅VT3可靠关断，电容C15并在继电器K1的常闭触点两端可以抑制触点断开时的电弧火花。如要省去自动停功能，可以取消自动停控制电路(3)和微动开关S3，并将倍压整流电路(2)的负端节点A9单独直接接倒顺开关S2右边正向位的负输入端，其余都一如前述。

　　在图2中，电动螺丝刀的壳体(4)中，从上端尾部往下依次装着隔离变压器T1、在一块电路板上的电源变换电路(1)和自动停控制电路(3)、分列两边且能从壳体(4)外部进行操作的手控主开关S1和倒顺开关S2、倍压整流电路(2)和永磁直流电动机M；手控主开关S1旁的壳体(4)外侧装有一手柄(5)及手柄弹簧(6)；减速箱(7)以止口同轴地联接于永磁直流电动机M之下，减速箱(7)中的内齿圈(图中未示)及内齿圈底(11)可有条件转动，行星出轴(8)从内齿圈底(11)中心穿下以销子(9)将输出轴套(10)同轴相接，输出轴套(10)与减速箱(7)的下凸底端面之间还穿有止推垫片(16)，内齿圈底(11)底端面的槽内篏有滚柱(12)(一般1～2个，是为简化工艺而做，将内齿圈底整体制成底面有凸起也可)，减速箱(7)的底孔内放有一触停钢球(13)，触停钢球(13)被套在减速箱(7)的下凸上的压簧座(15)顶住不会掉下，输出接套(14)同轴地装于减速箱(7)底部而将压簧座(15)和输出轴套(10)等都套在里面，在输出接套(14)的右侧所设的平面上装了微动开关S3，向输出接套(14)孔内的压簧座(15)下装入大弹簧(18)后将调矩螺母(17)拧在输出接套(14)上，于是旋转调矩螺母(17)就能调节压簧座(15)被顶上的压力，再向输出轴套(10)下装入小弹簧(21)后即套入锁紧套(19)，然后将卡环(20)卡在输出轴套(10)下端槽中(带有凸耳的标准螺丝刀头能方便地插入输出轴套(10)中被卡环(20)卡住不致掉下，还能被输出轴套(10)下开口槽卡着一起旋转)，调矩螺母(17)的凸槽上周向所开三个通孔内放了三粒防松钢珠(22)并由弹簧圈(23)加以箍住，使调矩螺(17)既可旋转调矩又不致因振动而松动失准。下面说明机械机构工作过程操作者按下手柄(5)后(手柄弹簧(6)同时被压下)手控主开关S1被压闭合，由前述的

　　图1电气原理可知将使永磁直流电动机M得电而正向旋转，驱动减速箱(7)中行星机构令行星出轴(8)作低速转动，被销子(9)销住的输出轴套(10)及卡着的螺丝刀(图中未示)也随之作正向旋紧转动，同时减速箱(7)内的内齿圈底(11)可能也会转动，但转过一小角度后篏在内齿圈底(11)底上的滚柱(12)就被触停钢球(13)卡住，因这时螺丝才开始拧所需力矩很小压不下触停钢球(13)故内齿圈底(11)就只能不转，所以行星出轴(8)和输出轴套(10)及螺丝刀得以继续旋转，当拧到由调矩螺母(17)压大弹簧(18)和压簧座(15)经触停钢球(13)所设定力矩时，经螺丝刀将输出轴套(10)和行星出轴(8)卡住不转，行星机构迫使其内齿圈底(11)旋转起来由滚柱(12)将触停钢球(13)压下，继而压下压簧座(15)而压下微动开关S3，微动开关S3触点闭合，由前述的

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　　图1电气原理可知，会使永磁直流电动机M停电并进行能耗制动，螺丝刀很快停转，这时操作者松开手柄(5)，手柄(5)在手柄弹簧(6)的复位力作用下弹起复位，一个工作周期结束。若想反向拧松螺丝，可将倒顺开关S2拨向反向，重复上述操作即可，显然这时不会自动停转，可松开手柄(5)停之。当省去自动停功能时，前述机械机构及其动作过程仍然不变，但没有了永磁直流电动机M自动停电和能耗制动，由操作者听到滚柱(12)打压触停钢球(13)的“啪啪”声后松开手柄(5)，并同时立即移开电动螺丝刀，机械阻力的自由制动使螺丝刀停转。

　　权利要求1.一种直插市电，且具有按设定转矩而自动停转功能的电动螺丝刀，其特征在于电源变换电路(1)将市电整流后，由集成块D1控制功率场效应管VT1和VT2完成半桥式功率振荡，经隔离变压器T1降压，由倍压整流电路(2)整流滤波为安全直流电压，向永磁直流电动机M和自动停控制电路(3)供电，永磁直流电动机M运转，当转矩达到设定值时机械机构触动微动开关S3，自动停控制电路(3)动作，永磁直流电动机M断电并进行能耗制动，螺丝刀很快停转。

　　2.根据权利要求1所述的电动螺丝刀，电源变换电路(1)的特征在于集成块D1的型号是IR2155或L6569A，受集成块D1控制的功率场效应管VT1和VT2在导通与截止时彼此间隔1.2微秒，从而避免VT1和VT2“共通”而短路。

　　3.根据权利要求1所述的电动螺丝刀，电源变换电路(1)的特征在于受集成块D1控制的半桥式功率振荡为超音频，由变压器原理可知，隔离变压器T1体积很小，只须小磁环绕制。

　　4.根据权利要求1所述的电动螺丝刀，转矩设定机械机构及自动停控制电路(3)的特征在于输出轴套(10)及卡着的螺丝刀作正向旋紧转动，拧到由旋转调矩螺母(17)压大弹簧(18)和弹簧座(15)经触停钢球(13)所设定力矩时，螺丝刀将输出轴套(10)和行星出轴(8)卡住不转，行星机构迫使其内齿圈底(11)旋转由滚柱(12)将触停钢球(13)压下，继而压下弹簧座(15)和微动开关S3，微动开关S3触点闭合令可控硅VT3导通继电器K1得电，使永磁直流电动机M断电并进行能耗制动，螺丝刀很快停转；反向拧松螺丝时不会停转。

　　专利摘要一种可直插市电并具有按设定转矩自动停转的电动螺丝刀。电源变换电路将市电整流后由集成块控制进行超音频半桥式功率振荡,经隔离变压器降压后由倍压整流电路整流滤波为低压直流,供电给自动停控制电路和永磁直流电动机,正向拧紧螺丝转矩达到设定值时机械机构触动微动开关,令可控硅导通继电器动作使电机断电并进行能耗制动,螺丝刀很快停转。电路体积很小可置于电动螺丝刀尾部壳体内,便携且用电安全。