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电动螺丝刀及其控制电路的制作方法
2025-03-07 01:39:32
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返回列表2.螺丝刀是一种用来拧转螺丝钉以迫使其就位的工具，通常有一个薄楔形头，可插入螺丝钉头的槽缝或凹口内，再通过旋转将螺丝固定于指定位置，现有螺丝刀主要有一字(负号)和十字(正号)两种，常见的还有六角螺丝刀等等，随着螺丝的设计和工具使用方式的不断改进，五金厂商和设计者还在针对现有的螺丝刀不断进行着改进与创新。
3.现有的螺丝刀在使用上存在不便，众所周知螺丝刀需要依靠旋转带动螺丝固定在指定位置，但是对于比较狭窄的位置，使用者无法将手伸进该位置，就更不用说是再去旋转螺丝刀了，因此对于这种情况，现有的螺丝刀的使用受限，大大降低了工作效率。
4.本技术的目的在于提供电动螺丝刀及其控制电路，通过主控子电路和驱动电机输出子电路实现对马达的智能调控，适用范围广，工作效率较高。
6.第一方面，本技术提供了一种电动螺丝刀的控制电路，所述控制电路包括主控子电路和驱动电机输出子电路，其中：所述主控子电路包括mcu，所述mcu的第一输出端和第二输出端分别输出第一驱动控制信号和第二驱动控制信号，所述第一驱动控制信号和所述第二驱动控制信号用于控制所述驱动电机输出子电路；所述驱动电机输出子电路包括马达驱动器，所述马达驱动器的第一输入端和第二输入端分别连接至所述mcu的第一输出端和第二输出端，所述马达驱动器的第一输出端和第二输出端分别连接至马达的第一输入端和第二输入端，所述马达驱动器的第一输出端和第二输出端分别输出第一马达控制信号和第二马达控制信号，所述第一马达控制信号和所述第二马达控制信号用于控制所述马达。该技术方案的有益效果在于，控制电路可以包括主控子电路和驱动电机输出子电路，主控子电路可以通过mcu输出第一驱动控制信号和第二驱动控制信号，利用第一驱动控制信号和第二驱动控制信号控制驱动电机输出子电路，驱动电机输出子电路可以通过马达驱动器输出第一马达控制信号和第二马达控制信号，利用第一马达控制信号和第二马达控制信号控制马达，综上，可以通过主控子电路和驱动电机输出子电路实现对马达的智能调控，适用范围广，工作效率较高。
7.在一些可选的实施例中，所述控制电路还包括电流检测子电路，所述电流检测子电路包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端和反相输入端分别连接至所述mcu的第三输出端和第四输出端，所述运算放大器的输出端输出电流检测信号；所述mcu的第一输入端连接至所述运算放大器的输出端。该技术方案的有益效果在于，通过设置运算放大器，可以放大mcu内部的电流信号，并将运算放大器的输出端输出的电流检测信号反馈至mcu。
8.在一些可选的实施例中，所述主控子电路还包括编程接口；所述编程接口的第一
输出端和第二输出端分别输出第一写入信号和第二写入信号；所述mcu的第二输入端和第三输入端分别连接至所述编程接口的第一输出端和第二输出端，所述mcu根据所述第一写入信号和所述第二写入信号将程序写入所述mcu。该技术方案的有益效果在于，利用编程接口，可以根据第一写入信号和所述第二写入信号将预先设置的程序写入mcu。
9.在一些可选的实施例中，所述控制电路还包括按键及旋钮子电路，所述按键及旋钮子电路包括第一按键、第二按键和旋钮；所述第一按键的输出端输出正转控制信号，所述第二按键的输出端输出反转控制信号，所述旋钮的第一输出端和第二输出端分别输出第一挡位信号和第二挡位信号；所述mcu的第四输入端和第五输入端分别连接至所述第一按键的输出端和所述第二按键的输出端，所述m cu根据所述正转控制信号和所述反转控制信号控制所述驱动电机输出子电路，以使所述驱动电机输出子电路控制所述马达正转或者反转；所述mcu的第六输入端和第七输入端分别连接至所述旋钮的第一输出端和第二输出端，所述mcu 根据所述第一挡位信号和所述第二挡位信号控制所述驱动电机输出子电路，以使所述驱动电机输出子电路控制所述马达的扭矩。该技术方案的有益效果在于，通过设置第一按键和第二按键，可以输出正转控制信号和反转控制信号，mcu可以根据正转控制信号和反转控制信号控制驱动电机输出子电路，由驱动电机输出子电路控制马达正转或者反转；通过设置旋钮，可以输出第一挡位信号和第二挡位信号，mcu可以根据第一挡位信号和第二挡位信号控制驱动电机输出子电路，由驱动电机输出子电路控制马达的扭矩。
10.在一些可选的实施例中，所述按键及旋钮子电路还包括第一电阻；所述第一电阻的第一端连接至电池正极，所述第一电阻的第二端分别连接至所述第一按键的输入端、所述第二按键的输入端和所述旋钮的公共端。该技术方案的有益效果在于，通过设置第一电阻，可以增强按键及旋钮子电路的抗干扰能力，提高按键及旋钮子电路的稳定性。
11.在一些可选的实施例中，所述控制电路还包括自动掉电子电路；所述mcu 在检测到所述第一按键和/或所述第二按键被按压的时长大于预设时长时通过第五输出端输出掉电信号；所述自动掉电子电路的掉电控制输入端连接至所述mcu的第五输出端，所述自动掉电子电路用于在接收到所述掉电信号后断开对所述 mcu的供电；所述自动掉电子电路的第一输入端和第二输入端分别连接至所述第一按键的输出端和所述第二按键的输出端。该技术方案的有益效果在于，当第一按键和/或第二按键被按压的时长大于预设时长时，mcu的第五输出端输出掉电信号，自动掉电子电路接收到所述掉电信号后断开对mcu的供电，从而实现电动螺丝刀的控制电路的断电。
12.在一些可选的实施例中，所述驱动电机输出子电路还包括第二电阻和第三电阻；所述第二电阻的第一端连接至电池正极，所述第二电阻的第二端连接至所述马达驱动器的第一输入端；所述第三电阻的第一端连接至所述电池正极，所述第三电阻的第二端连接至所述马达驱动器的第二输入端。该技术方案的有益效果在于，通过设置第二电阻和第三电阻，可以降低驱动电机输出子电路的电流，从而降低驱动电机输出子电路的功耗。
13.在一些可选的实施例中，所述驱动电机输出子电路还包括第一二极管和第一电容；所述第一二极管的正极连接至电池保护板负极，所述第一二极管的负极连接于电池正极和所述马达驱动器的电压输入端之间；所述第一电容的第一端连接至所述电池保护板负极，所述第一电容的第二端连接于所述电池正极和所述马达驱动器的电压输入端之间。该技术方案的有益效果在于，通过设置第一二极管和第一电容，第一二极管可以防止电池反
25.mcu100的第2引脚即mcu的第一输出端111，mcu的第一输出端111 的网络标号例如是dr 1；mcu100的第3引脚即mcu的第二输出端112，mcu的第二输出端112的网络标号例如是dr 2。
26.网络标号(net label)是一个电气连接点，一般由字母、符号、数字等组成,具有相同网络标号的电气连接线、引脚及网络是连接在一起的，网络标号不同的是不连接的。
27.本技术实施例对马达驱动器200的选用不作限定，马达驱动器200的型号例如是tc118s，马达驱动器200可以包含8个引脚。
28.马达驱动器200的第2引脚即马达驱动器的第一输入端201；马达驱动器2 00的第3引脚即马达驱动器的第二输入端202；马达驱动器200的第8引脚即马达驱动器的第一输出端211；马达驱动器200的第5引脚即马达驱动器的第二输出端212。
29.马达的第一输入端201的网络标号例如是m+，马达的第二输入端202的网络标号例如是m-。
30.由此，控制电路可以包括主控子电路和驱动电机输出子电路，主控子电路可以通过mcu100输出第一驱动控制信号和第二驱动控制信号，利用第一驱动控制信号和第二驱动控制信号控制驱动电机输出子电路，驱动电机输出子电路可以通过马达驱动器200输出第一马达控制信号和第二马达控制信号，利用第一马达控制信号和第二马达控制信号控制马达，综上，可以通过主控子电路和驱动电机输出子电路实现对马达的智能调控，适用范围广，工作效率较高。
31.在一些实施方式中，所述控制电路还可以包括电流检测子电路，所述电流检测子电路可以包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端和反相输入端可以分别连接至所述mcu的第三输出端113和第四输出端114，所述运算放大器的输出端可以输出电流检测信号；所述mcu的第一输入端101可以连接至所述运算放大器的输出端。
32.在一具体应用中，运算放大器的同相输入端可以连接至mcu的第三输出端 113，运算放大器的反相输入端可以连接至mcu的第四输出端114。
33.mcu100的第23引脚即mcu的第三输出端113，mcu的第三输出端113 的网络标号例如是op1_p；mcu100的第24引脚即mcu的第四输出端114，m cu的第四输出端114的网络标号例如是op1_n；mcu100的第1引脚即mcu 的第一输入端101，mcu的第一输入端101的网络标号例如是op1_o。
34.由此，通过设置运算放大器，可以放大mcu100内部的电流信号，并将运算放大器的输出端输出的电流检测信号反馈至mcu。
35.在一些实施方式中，所述主控子电路还可以包括编程接口，用于mcu固件升级；所述编程接口的第一输出端和第二输出端可以分别输出第一写入信号和第二写入信号；所述mcu的第二输入端102和第三输入端103可以分别连接至所述编程接口的第一输出端和第二输出端，所述mcu100可以根据所述第一写入信号和所述第二写入信号将程序写入所述mcu100，达到升级mcu固件的功能。其中，编程接口是一种可编程的集成电路写入数据的工具。
36.在一具体应用中，编程接口的第一输出端可以输出第一写入信号，编程接口的第二输出端可以输出第二写入信号；mcu的第二输入端102可以连接至编程接口的第一输出
37.mcu100的第22引脚即mcu的第二输入端102，mcu的第二输入端102 的网络标号例如是dsck；mcu100的第8引脚即mcu的第三输入端103，mc u的第三输入端103的网络标号例如是dsda。
38.在一具体应用中，编程接口还可以包括电压输入端和接地端，编程接口的电压输入端的网络标号例如是vdd，编程接口的接地端的网络标号例如是gnd。
39.由此，利用编程接口可以根据第一写入信号和所述第二写入信号将预先设置的程序写入mcu100。
40.在一些实施方式中，所述控制电路还可以包括按键及旋钮子电路，所述按键及旋钮子电路可以包括第一按键s1、第二按键s2和旋钮sw1；所述第一按键s 1的输出端可以输出正转控制信号，所述第二按键s2的输出端可以输出反转控制信号，所述旋钮的第一输出端311和第二输出端312可以分别输出第一挡位信号和第二挡位信号；所述mcu的第四输入端104和第五输入端105可以分别连接至所述第一按键s1的输出端和所述第二按键s2的输出端，所述mcu100可以根据所述正转控制信号和所述反转控制信号控制所述驱动电机输出子电路，以使所述驱动电机输出子电路控制所述马达正转或者反转；所述mcu的第六输入端106和第七输入端107可以分别连接至所述旋钮的第一输出端311和第二输出端312，所述mcu100可以根据所述第一挡位信号和所述第二挡位信号控制所述驱动电机输出子电路，以使所述驱动电机输出子电路控制所述马达的扭矩。
41.在一具体应用中，旋钮的第一输出端311可以输出第一挡位信号，旋钮的第二输出端312可以输出第二挡位信号；mcu的第四输入端104可以连接至第一按键s1的输出端，mcu的第五输入端105可以连接至第二按键s2的输出端； mcu的第六输入端106可以连接至旋钮的第一输出端311，mcu的第七输入端 107可以连接至旋钮的第二输出端312。
42.本技术实施例对按键的选用不作限定，第一按键s1和第二按键s2的型号例如是ts-1076s。
43.第一按键s1的输出端的网络标号例如是sw_r，第二按键s2的输出端的网络标号例如是sw_l；旋钮的第一输出端311的网络标号例如是ch1，旋钮的第二输出端312的网络标号例如是ch2。
44.mcu100的第12引脚即mcu的第四输入端104，mcu的第四输入端104 的网络标号例如是sw_r；mcu100的第4引脚即mcu的第五输入端105，mcu的第五输入端105的网络标号例如是sw_l；mcu100的第17引脚即mcu 的第六输入端106，mcu的第六输入端106的网络标号例如是ch1；mcu100 的第16引脚即mcu的第七输入端107，mcu的第七输入端107的网络标号例如是ch2。
45.旋钮sw1的第4引脚即旋钮的第一输出端311，旋钮的第一输出端311的网络标号例如是ch1；旋钮sw1的第2引脚即旋钮的第二输出端312，旋钮的第二输出端312的网络标号例如是ch2。
46.由此，通过设置第一按键s1和第二按键s2，可以输出正转控制信号和反转控制信号，mcu100可以根据正转控制信号和反转控制信号控制驱动电机输出子电路，由驱动电机输出子电路控制马达正转或者反转；通过设置旋钮sw1，可以输出第一挡位信号和第二挡位信号，mcu100可以根据第一挡位信号和第二挡位信号控制驱动电机输出子电路，由驱动电
47.在一些实施方式中，所述按键及旋钮子电路还可以包括第一电阻r1；所述第一电阻r1的第一端可以连接至电池正极，所述第一电阻r1的第二端可以分别连接至所述第一按键s1的输入端、所述第二按键s2的输入端和所述旋钮sw 1的公共端。
48.本技术实施例对第一电阻r1的阻值不作限定，第一电阻r1的阻值例如是5 0kω、100kω或150kω，电池正极的网络标号例如是b+。
49.在一具体应用中，旋钮sw1的第3引脚即第三输出端，旋钮sw1的第三输出端可以用于指示零挡位，旋钮sw1的第三输出端的标识例如是ch0；旋钮s w1的第1引脚即旋钮sw1的公共端，旋钮sw1的公共端的标识例如是com。
50.由此，通过设置第一电阻r1，可以增强按键及旋钮子电路的抗干扰能力，提高按键及旋钮子电路的稳定性。
51.在一些实施方式中，所述控制电路还可以包括自动掉电子电路；所述mcu 100在检测到所述第一按键s1和/或所述第二按键s2被按压的时长大于预设时长时通过第五输出端115输出掉电信号；所述自动掉电子电路的掉电控制输入端可以连接至所述mcu的第五输出端115，所述自动掉电子电路可以用于在接收到所述掉电信号后断开对所述mcu100的供电；所述自动掉电子电路的第一输入端和第二输入端可以分别连接至所述第一按键s1的输出端和所述第二按键s2 的输出端。
52.其中，所述自动掉电子电路的第一输入端例如可以连接至第一按键s1的输出端，所述自动掉电子电路的第二输入端例如可以连接至第二按键s1的输出端，用于激活第一按键s1和第二按键s2。
53.其中，预设时长可以是预先设定的时长，例如是3分钟、5分钟或7分钟。
54.在一具体应用中，自动掉电子电路的第一输入端可以连接至第一按键s1的输出端，自动掉电子电路的第二输入端可以连接至第二按键s2的输出端。
55.mcu100的第10引脚即mcu的第五输出端115，mcu的第五输出端115 的网络标号例如是pow_on。
56.由此，当第一按键s1和/或第二按键s2被按压的时长大于预设时长时，mcu的第五输出端115输出掉电信号，自动掉电子电路接收到所述掉电信号后断开对mcu100的供电，从而实现电动螺丝刀的控制电路的断电。
57.在一些实施方式中，所述驱动电机输出子电路还可以包括第二电阻r2和第三电阻r3；所述第二电阻r2的第一端可以连接至电池正极，所述第二电阻r2 的第二端可以连接至所述马达驱动器的第一输入端201；所述第三电阻r3的第一端可以连接至所述电池正极，所述第三电阻r3的第二端可以连接至所述马达驱动器的第二输入端202。
58.本技术实施例对第二电阻r2和第三电阻r3的阻值不作限定，第二电阻r2 的阻值例如是0.5mω、1mω或1.5mω；第三电阻r3的阻值例如是0.5mω、1 mω或1.5mω。
59.由此，通过设置第二电阻r2和第三电阻r3，可以降低驱动电机输出子电路的电流，从而降低驱动电机输出子电路的功耗。
60.在一些实施方式中，所述驱动电机输出子电路还可以包括第一二极管d1和第一电容c1；所述第一二极管d1的正极可以连接至电池保护板负极，所述第一二极管d1的负极可以连接于电池正极和所述马达驱动器的电压输入端203之间；所述第一电容c1的第一端可
以连接至所述电池保护板负极，所述第一电容 c1的第二端可以连接于所述电池正极和所述马达驱动器的电压输入端203之间。
61.其中，电池保护板负极的网络标号例如是p-，马达驱动器的第4引脚即马达驱动器的电压输入端203。
62.本技术实施例对第一二极管d1的选用不作限定，第一二极管d1的型号例如是s1ml，本技术实施例对第一电容c1的容量不作限定，第一电容c1的容量例如是0.08μf、0.1μf或0.12μf。
63.由此，通过设置第一二极管d1和第一电容c1，第一二极管d1可以防止电池反接，第一电容c1具有缓冲保护二极管的作用，在电路接通的瞬间，可以分担二极管的负担。
64.在一具体应用中，马达驱动器200的第6引脚和第7引脚的网络标识例如是 p-。
65.在一些实施方式中，所述驱动电机输出子电路还可以包括第二电容c2；所述第二电容c2的第一端可以连接于所述马达驱动器的第一输出端211和所述马达的第一输入端之间，所述第二电容c2的第二端可以连接于所述马达驱动器的第二输出端212和所述马达的第二输入端之间。
66.本技术实施例对第二电容c2的容量不作限定，第二电容c2的容量例如是0. 08μf、0.1μf或0.12μf。
67.由此，通过设置第二电容c2，可以滤除高频电磁干扰，消除马达运行时产生的干扰，使马达正常工作。
68.在一具体应用中，主控子电路还可以包括第三电容c3，mcu100的电压输入端可以通过第三电容c3连接至接地端。本技术实施例对第三电容c3的容量不作限定，第三电容c3的容量例如是0.08μf、0.1μf或0.12μf。
69.mcu100的第7引脚即mcu100的接地端，mcu100的接地端的网络标识例如是gnd；mcu100的第9引脚即mcu100的电压输入端，mcu100的电压输入端的网络标识例如是vdd。
71.在一具体应用中，mcu100的第5引脚的网络标识例如是chg det；mcu100的第6引脚的网络标识例如是t det；mcu100的第11引脚的网络标识例如是vb_det；mcu100的第14引脚的网络标识例如是wh_en；mcu100 的第15引脚的网络标识例如是red_en；mcu100的第18引脚的网络标识例如是ov chg；mcu100的第19引脚的网络标识例如是chg；mcu100的第2 1引脚的网络标识例如是cur_out。
72.参见图4，本技术实施例还提供了一种电动螺丝刀，所述电动螺丝刀包括上述任一项电动螺丝刀的控制电路。
73.由此，可以将电动螺丝刀的控制电路应用于电动螺丝刀，提高电动螺丝刀的智能化水平。
74.本技术从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本技术以上的说明书及说明书附图，仅为本技术的较佳实施例而已，并非以此局限本技术，因此，凡一切与本技术构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本技术专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本技术的专利申请保护的范围之内。
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