大家好，我是梦和猪。今天给大家带来一个很小的内容。

大概是因为之前在工地呆过，所以一直对电动工具很感兴趣。这些年，我陆续收集了一些。手里工具多了，自然会开始研究这些工具的一些结构设计和工作原理，也算是一种爱好吧。

说起来，其实我手里最多的电动工具应该就是各种锂电钻和锂电螺丝刀了。这种电压各种各样的产品肯定有二三十个，从1.5V到20V不等。在平时玩和使用它们的过程中，我开始好奇它们的离合方式。

不知道大家有没有注意到，除了一些价格极低或者功能非常单一的电钻、螺丝刀之外，这些产品大部分都是在夹具后端设计了一个扭矩调节环，并且标上了很多档位，从十几档到二十几档不等。当我们使用它时，我们可以通过旋转这个环来调整不同的扭矩齿轮。

不同的扭矩齿轮适用于不同的工况。比如我们平时拧一些固定螺丝的时候，可以用1-6档，而在木板上攻自攻螺丝的时候，一般用7-12档。当在金属板上拧紧燕尾形螺钉时，我们至少需要12档或更多。

螺丝拧到位，可以听到电动螺丝刀内部“哒哒哒”的声音。此时意味着扭矩已经达到预设的最大值。即使你继续按下开关，批次头也不会继续转动。这其实就是电动工具跳闸里面的离合器。其实这种设计的主要目的是防止螺丝被奇迹扭曲或折断。属于电动工具的劳动保护设计范畴。

这种电动工具的离合器是如何工作的？有哪些不同的工作方式？这是我很好奇也很想了解的。相信有很多朋友和我有同样的疑惑。

在搞清楚电动工具的离合器之前，我觉得有必要了解一下这类电动工具的工作原理。

当你拆开一个锂电钻，你可以看到它的内部结构。这个锂电钻是一个由电机驱动的卡盘。然而，电机和卡盘不是直接连接在一起，而是通过齿轮箱连接。一般这种变速箱都有多级精密齿轮传动，通过变速箱内不同大小齿轮的不同配比可以获得不同的转速和扭矩。

我们拆开变速箱后，可以看到里面有多个精密齿轮，离合器部分也设计在这个变速箱里。一般来说，电动螺丝刀的离合装置由牙嵌式离合器、压簧、调节螺母和夹紧刀头的主轴组成。

螺丝刀刀头的旋转运动由电机通过二级齿轮减速，然后带动空主轴旋转。空主轴的前端是爪式离合器的驱动部分。电机启动后空主轴空旋转，螺丝刀头静止。当螺丝刀刀头受到轴向压力时，空主轴弹簧压缩，使离合器从动件端面上的齿与空主轴前端上的离合器驱动件的齿啮合，使主轴由爪式离合器的钢球单向转动。轴销与螺丝刀头连接成一体，螺丝刀头一起转动，即可拧紧或拆卸螺钉。

爪式离合器接合后，扭矩由中间的三个钢球传递。工作时，如果达到要求的扭矩或扭矩过大，牙嵌离合器的从动部分压缩弹簧，从牙嵌离合器的主动部分和从动部分滑脱，防止螺纹损坏和电机过载。

调节螺母用于调节螺丝刀头的输出扭矩，通过工作弹簧调节牙嵌离合器从动件的压紧力，保证牙嵌离合器在一定扭矩下能够顺利分离。可以通过转动调节螺母来获得扭矩。如果调节螺母向牙嵌离合器方向转动，弹簧会压缩，传递扭矩大；如果调整螺母向牙嵌式离合器的相反方向转动，弹簧的力很小，传动扭矩也很小。

这就是机械离合器的工作原理。实际上，离合器脱扣后，轴向压力并没有去掉，电动螺丝刀的电源也没有切断。离合器仍会产生冲击和额外的拧紧力矩。所以当我们听到电动螺丝刀内部有“哒哒哒哒”的离合器脱扣声时，要及时松开电源开关。

市面上除了机械离合的电动螺丝刀，还有电子离合的电动螺丝刀，比如我手里的米沃奇M4D、松下7410、牧田DF012D。在使用过程中，当达到设定的扭矩时，内部不会有“咔嚓-咔嚓-咔嚓”的离合脱扣声，而是会有一个停顿然后直接切断电机的供电电流。

实际上，限位开关、霍尔转换器等位置检测器是用来将离合器在脱扣过程中的轴向位移改变成电信号，进而切断电机的电源。与机械离合器相比，这种电子离合器响应时间更快，不容易磨损离合器，对新手更友好。

但无论是机械离合器还是电子离合器，其扭矩调节都是通过机械手段实现的，夹钳后端装有调节扭矩档位的旋钮。还有电子扭矩设计，摒弃机械调节方式，通过驱动电路完全改变电机转动时的扭矩。达到预设扭矩后，还会切断电机的电源。

小米和肖某的12V无刷电动螺丝刀就采用了这种设计。另外，据说奢侈品牌festo和潘音也有这个设计。但由于从未接触过这两个品牌，无从考证。

从小米和猴子的两款12V电动螺丝刀来看，控制方式都是通过按键选择来代替机械扭矩转环，变速箱的设计应该更简单。但从实际使用来看，扭矩达到预设临界值切断电机电源后，会有短暂的惯性转动，电子刹车不够果断。

机械离合应该是机械结构中最复杂的离合方式，但也是电动螺丝刀中应用最广泛的离合方式。利用这种模式实现离合，不需要电力电子电路的参与，在复杂工况下也能实现相对可靠的运行。但是在操纵上需要注意一定的技巧，不熟悉手艺的朋友可能需要熟悉工具的使用。

由于电子离合器采用功率电子电路，响应时间快，性能相对更好。但是很少用的原因是成本比较高，或者可能有专利限制。

至于电子扭矩的设计，目前很少使用。国产品牌好像在小米和猴子的两款12V无刷电动螺丝刀上看到过。这可能需要一些时间来验证。毕竟对于大部分电动工具来说，机械属性所占比重大于电子属性，就像传统燃油车和新能源车的区别一样。

编者按:本文作者@梦是猪，有什么值得买的？他的微信微信官方账号:梦是猪。提升个人品牌是生活家庭的新福利。更多详情请看《活着的家庭》公告。欢迎大家踊跃申请住家。《生活家》表现突出的用户还将有机会成为“首席生活家”。欢迎有特殊居住体验的尊贵朋友踊跃加入生活家大家庭！