本发明公开了一种电动工具的档位调节电路及其方法，电路正极端子通过逆变器电连接于电机，逆变器电连接于控制器，控制器电连接于档位切换模块，逆变电路电连接有电流采集模块，运算模块电连接于电流采集模块，检测电动工具负载时的电流；计时单元电连接于运算模块，计数电动工具在每个档位负载时的电流维持的时间；运算模块调用并比较运算模块分档累计的电流维持的时间，调节电动工具再次启动的档位。本发明改变常规电动工具档位切换模式，采用更加人性化档位切换模式，使得电动工具的档位调节更加智能化，能自动适配用户的使用习惯，满足用

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114024481 A (43)申请公布日 2022.02.08 (21)申请号 3.9 (22)申请日 2022.01.05 (71)申请人 江苏东成工具科技有限公司 地址 226244 江苏省南通市启东市天汾电 动工具产业园 (72)发明人 崔亚东龚雨华 (51)Int.Cl. H02P 23/00 (2016.01) H02P 23/28 (2016.01) H02P 25/16 (2006.01) H02P 27/06 (2006.01) 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 (54)发明名称 电动工具的档位调节电路及其方法 (57)摘要 本发明公开了一种电动工具的档位调节电 路及其方法，电路正极端子通过逆变器电连接于 电机，逆变器电连接于控制器，控制器电连接于 档位切换模块，逆变电路电连接有电流采集模 块，运算模块电连接于电流采集模块，检测电动 工具负载时的电流；计时单元电连接于运算模 块，计数电动工具在每个档位负载时的电流持续 时间；运算模块调用并比较运算模块分档累计的 电流维持的时间，调节电动工具再次启动的档位。 本发明改变常规电动工具档位切换模式，采用更 加人性化档位切换模式，使得电动工具的档位调 节更加智能化，能够自动适配用户的使用习惯， A 满足用户惯用需求，减少多余的档位切换操作进 1 而提高用户的工作效率。 8 4 4 2 0 4 1 1 N C CN 114024481 A 权利要求书 1/2 页 1.一种电动工具的档位调节电路，包括电路正、负极端子，所述电路正极端子通过逆变 器电连接于电机，所述逆变器电连接于控制器，所述控制器电连接于档位切换模块，所述控 制器包括运算模块和计时单元，所述逆变电路电连接有电流采集模块，所述电流采集模块 采样所述电动工具运行时的电流；其特征在于：所述运算模块电连接于所述电流采集模块， 检测所述电动工具负载时的电流；所述计时单元电连接于所述运算模块，计数所述电动工 具在每个档位负载时的电流维持的时间；所述运算模块将所述电动工具在每个档位负载时对 应的电流持续时间进行分档累计；所述运算模块调用并比较所述运算模块中分档累计的电 流持续时间，将所述电流持续时间累计最长的档位作为所述电动工具再次启动的档位。 2.根据权利要求1所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述控制器还包括存 储单元、I/O口模块，所述存储单元与所述运算模块均通过所述I/O口模块电连接于所述档 位切换模块，所述存储单元电连接于所述运算模块，用于将所述运算模块中分档累计的电 流持续时间存储于存储单元中。 3.根据权利要求2所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述电流持续时间为 所述计时单元从所述运算模块检测到所述电动工具开始负载时至此次负载结束时的间隔 时间，所述存储单元中预设有所述电动工具负载判定电流I，当所述运算模块检测到所述电 动工具的电流大于所述电动工具负载判定电流I时，所述计时单元开始计数，所述计时单元 每计数一个所述电流持续时间，所述运算模块累计一次且累计的实际次数记为N1。 4.根据权利要求3所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述存储单元中还预 设有所述电动工具停机判定时间T和所述运算模块累计判定次数N，所述电动工具再次启动 的档位先根据所述电动工具停机时至所述电动工具再次启动时的时间间隔T1与所述电动 工具停机判定时间T比较大小来判定，再根据所述运算模块累计的实际次数N1与所述运算 模块累计判定次数N比较大小来判定。 5.根据权利要求1所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述逆变器一端与所 述电路正极端子之间串联有所述电动工具的启动按钮SW1，另一端与所述电路负极端子电 连接。 6.根据权利要求1所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述电流采集模块包 括串联于所述逆变器与所述电路负极端子之间的电流采样电阻RS、并联于所述电流采样电 阻RS两端的电压采集模块、与所述电压采集模块电连接的滤波单元，所述滤波单元电连接 于所述运算模块。 7.根据权利要求2所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述档位切换模块包 括档位切换按键K1、第一档位、第二档位、第三档位，以及对应所述第一档位、第二档位、第 三档位的指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3，所述档位切换按键K1一端接地，另一端连 接有上拉电源且连接所述I/O口模块。 8.根据权利要求7所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述指示灯LED1、指 示灯LED2、指示灯LED3均采用发光二极管，三者正极端分别对应电连接于所述I/O口模块， 负极端采用并联模式接地。 9.一种电动工具的档位调节方法，其特征在于：其基于权利要求1～8任一项所述的电 动工具的档位调节电路进行档位切换，以自动适配用户的使用习惯，步骤如下： S1：通过所述电动工具停机时至所述电动工具再次启动时的时间间隔T1与所述电动工 2 2 CN 114024481 A 权利要求书 2/2 页 具停机判定时间T比较大小来判定所述电动工具再次启动的档位； S2：当所述时间间隔T1小于所述电动工具停机判定时间T时，所述电动工具再次启动档 位仍为上次停机前使用的档位； S3：当所述时间间隔T1不小于所述电动工具停机判定时间T时，转至S4； S4：通过所述运算模块累计的实际次数N1与所述运算模块累计判定次数N比较大小来 判定所述电动工具再次启动的档位； S5：当所述运算模块累计的实际次数N1小于所述运算模块累计判定次数N次时，所述电 动工具再次启动的档位仍为上次停机前使用的档位； S6：当所述运算模块累计的实际次数N1不小于所述运算模块累计判定次数N次时，所述 运算模块调用并比较所述运算模块中分档累计的电流持续时间，将所述电流持续时间累计 最长的档位作为所述电动工具再次启动的档位。 10.根据权利要求9所述的电动工具的档位调节电路，其特征在于：所述电动工具停机 判定时间T取值为10mins～20mins，所述运算模块累计判定次数N取值为10次～30次。 3 3 CN 114024481 A 说明书 1/4 页 电动工具的档位调节电路及其方法 [0001] 【技术领域】 本发明涉及电动工具领域，特别涉及一种电动工具的档位调节电路及其方法。 [0002] 【背景技术】 电动工具主要有电钻、电锤、冲击钻、曲线锯、角磨机、电圆锯、切割机、电刨、砂轮 机、冲击扳手等，其多应用于汽车装配、铁路、医疗、工程机械、冶金、矿山、装修、家具汽修、 建筑等领域。 [0003] 众所周知，很多电动工具都存在多个可调节的档位，用户可以根据自己的需求来 调节适配的档位进行操作，而电动工具在使用时，其档位是否能够快速匹配用户的习惯操 作，极大地影响着用户的工作效率。 [0004] 目前，现有的电动工具在再次使用时，其再次开启的档位基本上都是初始化到固 定档位（一般为第一档位），或者为上次停机前使用的档位，这样的智能设定不能完全匹配 用户的使用习惯，无法满足用户的惯用需求，需要用户自主进行档位调节，无形中增加了多 余的操作步骤，进而降低了用户的工作效率。 [0005] 【发明内容】 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动工具的档位调节电路及其 方法，解决现有电动工具的档位不能完全智能匹配用户使用习惯，无法满足用户惯用需求 的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种电动工具的档位调节电路，包括电路正、负极端子，所述电路正极端子通过逆 变器电连接于电机，所述逆变器电连接于控制器，所述控制器电连接于档位切换模块，所述 控制器包括运算模块、计时单元，所述逆变电路电连接有电流采集模块，所述电流采集模块 采样所述电动工具运行时的电流，所述运算模块电连接于所述电流采集模块，检测所述电 动工具负载时的电流；所述计时单元电连接于所述运算模块，计数所述电动工具在每个档 位负载时的电流持续时间；所述运算模块将所述电动工具在每个档位负载时对应的电流持 续时间进行分档累计；所述运算模块调用并比较所述运算模块中分档累计的电流持续时 间，将所述电流持续时间累计最长的档位作为所述电动工具再次启动的档位。 [0007] 进一步地，所述控制器还包括存储单元、I/O口模块，所述存储单元与所述运算模 块均通过所述I/O口模块电连接于所述档位切换模块，所述存储单元电连接于所述运算模 块，将所述运算模块中分档累计的电流持续时间存储于存储单元中。 [0008] 进一步地，所述电流持续时间为所述计时单元从所述运算模块检测到所述电动工 具开始负载时至此次负载结束时的间隔时间，所述存储单元中预设有所述电动工具负载判 定电流I，当所述运算模块检测到所述电动工具的电流大于所述电动工具负载判定电流I 时，所述计时单元开始计数，所述计时单元每计数一个所述电流持续时间，所述运算模块累 计一次且累计的实际次数记为N1。 [0009] 进一步地，所述存储单元中还预设有所述电动工具停机判定时间T和所述运算模 块累计判定次数N，所述电动工具再次启动的档位先根据所述电动工具停机时至所述电动 4 4 CN 114024481 A 说明书 2/4 页 工具再次启动时的时间间隔T1与所述电动工具停机判定时间T比较大小来判定，再根据所 述运算模块累计的实际次数N1与所述运算模块累计判定次数N比较大小来判定。 [0010] 进一步地，所述逆变器一端与所述电路正极端子之间串联有所述电动工具的启动 按钮SW1，另一端与所述电路负极端子电连接。 [0011] 进一步地，所述电流采集模块包括串联于所述逆变器与所述电路负极端子之间的 电流采样电阻RS、并联于所述电流采样电阻RS两端的电压采集模块、与所述电压采集模块 电连接的滤波单元，所述滤波单元电连接于所述运算模块。 [0012] 进一步地，所述档位切换模块包括档位切换按键K1、第一档位、第二档位、第三档 位，以及对应所述第一档位、第二档位、第三档位的指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3， 所述档位切换按键K1一端接地，另一端连接有上拉电源且连接所述I/O口模块。 [0013] 优选地，所述指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3均采用发光二极管，三者正极 端分别对应电连接于所述I/O口模块，负极端采用并联模式接地。 [0014] 一种电动工具的档位调节方法，其基于电动工具的档位调节电路进行档位切换， 以自动适配用户的使用习惯，步骤如下： S1：通过所述电动工具停机时至所述电动工具再次启动时的时间间隔T1与所述电 动工具停机判定时间T比较大小来判定所述电动工具再次启动的档位； S2：当所述时间间隔T1小于所述电动工具停机判定时间T时，所述电动工具再次启 动档位仍为上次停机前使用的档位； S3：当所述时间间隔T1不小于所述电动工具停机判定时间T时，转至S4； S4：通过所述运算模块累计的实际次数N1与所述运算模块累计判定次数N比较大 小来判定所述电动工具再次启动的档位； S5：当所述运算模块累计的实际次数N1小于所述运算模块累计判定次数N次时，所 述电动工具再次启动的档位仍为上次停机前使用的档位； S6：当所述运算模块累计的实际次数N1不小于所述运算模块累计判定次数N次时， 所述运算模块调用并比较所述运算模块中分档累计的电流持续时间，将所述电流持续时间 累计最长的档位作为所述电动工具再次启动的档位。 [0015] 优选地，所述电动工具停机判定时间T取值为10mins～20mins，所述运算模块累计 判定次数N取值为10次～30次。 [0016] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 本发明改变常规电动工具档位切换模式，采用更加人性化档位切换模式，通过运 算模块调用并比较运算模块中分档累计的电流持续时间，将电流持续时间累计最长的档位 作为电动工具再次启动的档位，整个模式使得电动工具的档位调节更加智能化，能自动 适配用户的使用习惯，使用户得到满足惯用需求，减少多余的档位切换操作，进而提高用户的工作 效率。 [0017] 【附图说明】 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明： 图1是本发明电动工具的档位调节电路图； 图2是本发明电动工具的档位调节流程图； 图3是本发明电动工具在步骤S6中的档位判定流程图。 5 5 CN 114024481 A 说明书 3/4 页 [0018] 图中附图标记的含义： 1、逆变器 2、电机 3、控制器 4、档位切换模块 5、运算模块 6、计时单元 7、电流 采集模块 71、电压采集模块 72、滤波单元 8、存储单元 9、I/O口模块 【具体实施方式】 如图1所示的一种电动工具的档位调节电路，包括电路正、负极端子，所述电路正 极端子通过逆变器1电连接于电机2，所述逆变器1电连接于控制器3，所述控制器3电连接于 档位切换模块4，所述控制器3包括运算模块5、计时单元6，所述逆变器3电连接有电流采集 模块7，所述电流采集模块7采样所述电动工具运行时的电流，所述运算模块5电连接于所述 电流采集模块7，检测所述电动工具负载时的电流；所述计时单元6电连接于所述运算模块 5，计数所述电动工具在每个档位负载时的电流维持的时间；所述运算模块5将所述电动工具 在每个档位负载时对应的电流维持的时间进行分档累计；所述运算模块5调用并比较所述运 算模块5分档累计的电流维持的时间，将所述电流维持的时间累计最长的档位作为所述电动工 具再次启动的档位。 [0019] 所述控制器3还包括存储单元8、I/O口模块9，所述存储单元8与所述运算模块5均 通过所述I/O口模块9电连接于所述档位切换模块7，所述存储单元8电连接于所述运算模块 5，用于将所述运算模块5中分档累计的电流维持的时间存储于存储单元8中。 [0020] 所述电流维持的时间为所述计时单元6从所述运算模块5检测到所述电动工具开始 负载时至此次负载结束时的间隔时间，所述存储单元6中预设有所述电动工具负载判定电 流I，当所述运算模块5检测到所述电动工具的电流大于所述电动工具负载判定电流I时，所 述计时单元6开始计数，所述计时单元6每计数一个所述电流维持的时间，所述运算模块5累计 一次，其中，所述电动工具负载判定电流I为所述电动工具空载时的电流，如空载时电流为 10A的直流无刷冲击扳手，当所述运算模块检测到所述电动工具负载的电流大于10A时，所 述计时单元6开始计时。 [0021] 所述存储单元8中还预设有所述电动工具停机判定时间T和所述运算模块累计判 定次数N，所述电动工具再次启动的档位先根据所述电动工具停机时至所述电动工具再次 启动时的时间间隔T1来判定：当所述时间间隔T1小于所述电动工具停机判定时间T时，所述 电动工具再次启动档位仍为上次停机前使用的档位；当所述时间间隔T1不小于所述电动工 具停机判定时间T时，所述电动工具再次启动的档位再根据所述运算模块5累计的实际次数 N1与所述运算模块5累计判定次数N比较大小来判定，其中，所述运算模块5累计的实际次数 N1为当前所述运算模块5中累计所述电流维持的时间的次数。 [0022] 所述逆变器1一端与所述电路正极端子之间串联有所述电动工具的启动按钮SW1， 另一端与所述电路负极端子电连接。 [0023] 所述电流采集模块7包括串联于所述逆变器与所述电路负极端子之间的电流采样 电阻RS、并联于所述电流采样电阻RS两端的电压采集模块71、与所述电压采集模块电连接 的滤波单元72，所述滤波单元72电连接于所述运算模块5，其中，所述运算模块5通过所述电 压采集模块71采集的电压值除以所述电流采样电阻RS，得到所述电动工具运行时的电流。 [0024] 所述档位切换模块4包括档位切换按键K1、第一档位、第二档位、第三档位，以及对 应所述第一档位、第二档位、第三档位的指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3，所述档位切 换按键K1一端接地，另一端连接有“+5V”的上拉电源且连接所述I/O口模块9，所述指示灯 6 6 CN 114024481 A 说明书 4/4 页 LED1、指示灯LED2、指示灯LED3均采用发光二极管，三者正极端分别对应电连接于所述I/O 口模块9，负极端采用并联模式接地。 [0025] 如图2、图3所示的一种电动工具的档位调节方法，其基于所述电动工具的档位调 节电路进行档位切换，以自动适配用户的使用习惯，步骤如下： S1：通过所述电动工具停机时至所述电动工具再次启动时的时间间隔T1与所述电 动工具停机判定时间T比较大小来判定所述电动工具再次启动的档位； S2：当所述时间间隔T1小于所述电动工具停机判定时间T时，所述电动工具再次启 动档位仍为上次停机前使用的档位； S3：当所述时间间隔T1不小于所述电动工具停机判定时间T时，转至S4； S4：通过所述运算模块5累计的实际次数N1与所述运算模块5累计判定次数N比较 大小来判定所述电动工具再次启动的档位； S5：当所述运算模块5累计的实际次数N1小于所述运算模块5累计判定次数N次时， 所述电动工具再次启动的档位仍为上次停机前使用的档位； S6：当所述运算模块5累计的实际次数N1不小于所述运算模块5累计判定次数N次 时，所述运算模块5调用并比较所述运算模块5中分档累计的电流维持的时间，将所述电流持 续时间累计最长的档位作为所述电动工具再次启动的档位。 [0026] 所述电动工具停机判定时间T取值为10mins～20mins，所述运算模块累计判定次 数N取值为10次～30次。 [0027] 其中，所述电动工具停机判定时间T取值为15mins，所述运算模块累计判定次数N 取值为20次，步骤S5中，所述电动工具再次启动的档位可以为第一档位，即所述电动工具第 一次使用时的初始档位； 所述步骤S6中，三个档位的比较方式为：当第一档位累计的所述电流持续时间大 于第二档位累计的所述电流持续时间且大于第三档位累计的所述电流持续时间时，则所述 电动工具再次启动的档位为第一档位；当第二档位累计的所述电流持续时间大于第一档位 累计的所述电流持续时间且大于第三档位累计的所述电流持续时间时，则所述电动工具再 次启动的档位为第二档位；当第三档位累计的所述电流持续时间大于第一档位累计的所述 电流持续时间且大于第二档位累计的所述电流持续时间时，则所述电动工具再次启动的档 位为第三档位；当第一档位累计的所述电流持续时间等于第二档位累计的所述电流持续时 间且等于第三档位累计的所述电流持续时间时，则所述电动工具再次启动的档位为第一档 位。 [0028] 本发明改变常规电动工具档位切换模式，采用更加人性化档位切换模式，先通过 所述电动工具停机时至所述电动工具再次启动时的时间间隔T1与所述电动工具停机判定 时间T比较大小来判定所述电动工具再次启动的档位，再通过所述运算模块5累计的实际次 数N1与所述运算模块5累计判定次数N比较大小来判定，整个模式使得所述电动工具的档位 调节更加智能化，能够自动适配用户的使用习惯，使用户得到满足惯用需求，减少多余的档位切换 操作，进而提高用户的工作效率。 [0029] 本发明不局限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员可以很容易地理解到， 在不脱离本发明原理和范畴的前提下，本发明电动工具的档位调节电路级其方法还有其他 很多的替代方案，本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。 7 7 CN 114024481 A 说明书附图 1/3 页 图1 8 8 CN 114024481 A 说明书附图 2/3 页 图2 9 9 CN 114024481 A 说明书附图 3/3 页 图3 10 10

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