CN107979254A

CN107979254A - 一种电机以及电动工具

Info

Publication number: CN107979254A
Application number: CN201710582795.5A
Authority: CN
Inventors: 张伟; 李伟锋; 李光
Original assignee: Positec Power Tools Suzhou Co Ltd
Current assignee: Positec Power Tools Suzhou Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2018-05-01
Also published as: WO2018010699A1

Abstract

本发明涉及一种电机，用于电动工具，所述电机包括定子、相对于定子可转动的转子、固定于电机内部的磁极片、转轴以及用于将定子固定于电动工具的定子支架，所述电机在通电后产生磁场并与所述磁极片相互作用使转子转动，所述转轴与所述的转子固定连接，并随所述转子一起转动，以带动电动工具的工作部件执行相关工作，所述电机的体积为v，所述电机工作时的功率为P，电机的额定功率为P_额，所述电机的额定功率P_额与电机的体积v的比为k，k≥16.5w/cm³。通过提高电机的功率密度，其不仅可以使电机自身的体积和质量减小，还可以使安装有电机的电动工具的体积和质量减小，使电动工具方便携带。

Description

一种电机以及电动工具

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是一种用于带动电动工具工作的电机。

本发明还涉及一种电动工具，尤其是一种具有带动电动工具工作的电机的电动工具。

本发明涉及一种工具主体。本发明还涉及一种电动工具。

背景技术

在现有的安装于电动工具的电机结构中，当电动工具的额定功率在900w 以上时，由于电机功率P，P＝K*D2*L*N，其中K为常数。D为电机的转子直径、L为电机的定子的叠长，N为电机的转速。由该公式可知，增大转速、叠厚、或外径中的任何一个，即可增大马达的功率输出。由于电机的转速N 提高后，电机所受离心力较大，在较大的离心力作用下，电机容易出现较多问题，如电机的轴承失效、断裂等。因此，现有技术中通过增大电机的电机的体积来提高转速，在功率达到900w左右时，电机转子的直径D大概在60mm 以上，定子叠长L大概在40mm以上。因此，单位体积内或单位重量下电机的功率比较低，也即，电机的功率密度比较低。这样，不仅使电机自身的体积大、重量高，当将电机安装于电动工具或其他一些工具、设备时，会使相应的电动工具或其他一些工具的体积以及重量均比较大。尤其是当这些工具为手持工具时，因工具的体积较大且工具质量比较重，给操作者带来了极大的不方便。

传统的电动工具包括工作部件，马达，传动机构，启动开关，控制电路，能量提供单元等，闭合启动开关，能量提供单元与马达之间的回路接通，控制电路控制马达开始转动，传动机构将马达的转动传递给工作部件，执行相应的工作。其中，当能量提供单元为电池包时，电池包可拆卸地与电动工具连接。

传统的电动工具存在的问题是，每一种电动工具均需设置马达、能量提供单元、控制电路等模块。当一个用户购买N种不同的电动工具时，其付出的成本相当于N个马达，N个控制电路，N个能量提供单元，N个工作部件的成本的总和。但通常情况下，用户在某一时刻仅使用一种电动工具，使得其他N-1种电动工具闲置，即其他N-1个马达，N-1个控制电路、N-1个能量提供单元均处于闲置状态。此种现状极大地降低了用户的投入产出比。基于此，提出开发一种新型的电动工具，将马达、控制电路做成一个可通用的部件，该部件可通用于多种不同的电动工具，从而提高马达、控制电路的使用率，进而提高用户的投入产出比。

为实现上述马达在不同电动工具之间的通用，最大的困难在于，不同电动工具的功率、转速、扭矩、效率等要求各不相同，马达如何在不同的功率、转速、扭矩下实现高效率，如何兼顾最小功率的工具对马达的工作效率要求的同时，实现在最高功率的工具上工作时，保证马达不烧机等问题，如何满足不同工具要求的最大转速与最小转速。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电机，电机在单位体积体积或单位质量下可输出较高的功率。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明还提供一种电机，用于电动工具，所述电机包括定子、相对于定子可转动的转子、转轴以及用于将定子固定于电动工具的定子支架，所述电机在通电后产生磁场，所述转子在磁场的作用下转动，所述转轴与所述的转子固定连接，并随所述转子一起转动，以带动电动工具的工作部件执行相关工作，所述电机的体积为v，所述电机工作时的功率为P，电机的额定功率为 P_额，所述电机的额定功率P_额与电机的体积v的比为k，k≥16.5w/cm³。

优选的，所述电机的额定功率960w≤P_额≤1440w，所述电机的体积58 cm³≤v≤83.1cm³。

优选的，所述电机的额定功率P_额为1200w。

优选的，所述电机为外转子电机。

优选的，所述转子包括两端开口的呈筒状的转子本体，所述转子本体的内壁上设有磁极片，所述转子本体套设于所述定子外部，且所述转子本体的外径为D，45mm≤D≤55mm；所述定子包括轴向贯通定子内部的定子通孔，且所述定子的叠长为L，25mm≤L≤35mm；所述转轴贯穿定子通孔并与所述转子本体固定连接；所述电机的额定功率960w≤P_额≤1440w。

优选的，所述转子本体的直径D为50mm，所述定子的叠长L为30mm。

优选的，所述电机工作时转速为N，电机额定转速为N_额，12800转/分 ≤N_额≤19200转/分。

优选的，所述电机在工作时转速12800转/分≤N_额≤19200转/分，电机的累计工作寿命为t，1000小时≤t≤1500小时。

优选的，所述电机为无刷电机。

优选的，所述定子支架的一端与所述定子固定连接，另一端与电动工具连接，用以通过定子支架将电机固定于电动工具，所述电机还包括设置于转轴外侧的轴承，所述轴承包括位于定子支架和转轴外壁之间的第一轴承，且所述第一轴承靠近定子支架与电动工具固定的一端。

优选的，所述转轴贯穿所述定子支架的两端，所述定子支架远离定子的一端固定于所述电动工具，并由该端沿着定子通孔向定子通孔内部延伸形成套设于所述转轴外侧的中空套管，所述定子支架通过位于所述定子通孔内的中空套管与所述定子固定，所述的第一轴承位于转轴外壁和套设于转轴上的中空套管的内壁之间。

优选的，所述定子支架的成分包括航空铝材料。

优选的，所述轴承包括位于定子通孔内壁与转轴外壁之间的第二轴承，所述第二轴承用以使转轴可相对于定子转动。

优选的，所述第二轴承由两个以上并列的轴承组成。

优选的，所述第二轴承由两个并列滚珠轴承组成，所述两个并列的滚珠轴承之间设有挡圈，用以防止两个并列轴承之间相互干涉。

优选的，所述第二轴承为滚针轴承，且所述滚针的轴向与转轴的轴向相平行。

优选的，所述转子还包括位于转子本体一端的端盖，且所述端盖固定于转子本体远离定子支架的一端，所述电机还包括位于转子通孔内壁和转轴外壁所形成空腔中的第三轴承，且所述第三轴承位于所述定子远离定子支架的一端与端盖之间。

优选的，所述第三轴承内壁至第三轴承外壁的距离大于等于转轴外壁至定子通孔内壁的距离。

优选的，所述第三轴承通过与所述定子紧固配合的轴承固定架进行固定。

优选的，所述定子包括设有通电线圈的定子电枢，所述定子电枢在通电后产生磁场并通过磁场与所述磁极片相互作用使电机转动，所述磁极片的数量大于等于10片。

优选的，所述电机的输入功率为P1，电机的输出功率为P2，电机的效率为η，η＝P2/P1，当电机工作时的输出功率300w≤P≤1200w时，η≥75％。

优选的，所述电机功率500w≤P≤1200w时，所述电机的效率为η≥80％。

优选的，所述磁极片在电机额定转速N_额下对应的线速度V2越大，则所述磁极片和转子内壁的粘贴面积S越大，且S/V2大于等于6.4，以增大磁极片和转子内壁之间的粘接力。

优选的，所述磁极片的数量为n1，n1≤20。

优选的，所述磁极片的数量n1为10，磁极片的线速度V2≤41.87米/秒，且所述磁极片的有效粘贴面积s≥272平方毫米。

优选的，所述电机可拆卸的安装于至少两种电动工具，分别为第一电动工具以及第二电动工具，所述第一电动工具的额定功率为第一额定功率P_f，第二电动工具的额定功率为第二额定功率P_f，P_S≥P_f，所述电机的额定功率P _额≥P_S。

优选的，所述第一额定功率P_f为300w至1200之间，所述第二额定功率 P_S为300w至1200w之间，当所述Pf≤P≤P_S时，所述电机的工作效率为75％以上。

优选的，所述电机包括定子以及可相对于定子转动的转子，所述转子包括磁极片，所述定子包括定子电枢，所述电机在通电后，所述定子电枢产生磁场与所述的磁极片相互作用使转子转动，所述磁极片的数量为10片以上。

优选的，所述电机为外转子电机，所述转子包括呈两端开口的筒状的转子本体，所述转子本体套设于所述定子的外部，所述磁极片位于转子本体的内壁上，且所述磁极片的数量不超过20片。

优选的，所述第一电动工具和/或第二电动工具上设有转速匹配装置，用以使电机的转速和电动工具的转速相匹配。

优选的，所述转速匹配装置为齿轮减速器、蜗杆减速器、行星齿轮减速器、皮带以及同步带中的至少一种。

优选的，所述转速匹配装置为电子控制开关，所述电子控制开关通过降低电机的输入电压或输入电流使电机的转速降低，进而使电机转速和电动工具的转速相匹配。

本发明还提供一种电机，所述电机包括定子、相对于定子可转动的转子、固定于电机内部的磁极片、转轴以及用于将定子固定于电动工具的定子支架，所述电机在通电后产生磁场并与所述磁极片相互作用使转子转动，所述转轴与所述的转子固定连接，并随所述转子一起转动，以带动电动工具的工作部件进行工作，所述电机的质量为M，所述电机工作时的输出功率为P，电机的额定功率为P_额，所述电机的额定功率P_额与所述电机的质量M的比为ρ， ρ≥2.4w/g。

优选的，所述电机工作时允许输出功率960w≤P_额≤1440w，所述电机的质量350≤M≤450g。

本发明还提供一种电动工具，所述电动工具包括工具壳体、由工具壳体支撑的工作部件、握持手柄以及上述的电机，所述电机用于带动电动工具的工作部件执行相关工作。

本发明要解决的技术问题是提供一种能为不同的电动工具的工具主体提供动力的动力装置。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案如下：一种动力装置，可以为电动工具的工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置包括，主壳体，由所述主壳体支撑的马达和线路板；所述主壳体能够与所述工具壳体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，所述工作部件可由所述马达驱动。

优选的，所述动力装置还包括为马达提供能量的能量提供单元，所述能量提供单元包括背负结构，通过背负结构可将能量提供单元背负于操作者后背。

优选的，所述能量提供单元还包括柔性装置，柔性装置连接于工具壳体或主壳体使得所述能量提供单元与所述马达电性连接。

优选的，所述线路板包括识别单元和控制单元，所述识别单元识别与所述动力装置安装的工具主体的类型，并生成与工具主体类型相对应的信号发送给控制电路；所述控制电路，根据识别单元传递的信号控制马达输出与工具主体类型相匹配的旋转运动。

优选的，所述动力装置的额定输出功率为200w至2500w之间的某一个数值。

优选的，所述动力装置还包括为马达提供能量的能量提供单元，所述能量提供单元可拆卸地被所述主壳体支撑。

本发明还提供一种动力装置，可以为电动工具的工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置包括，主壳体，由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述工具壳体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种电动工具，包括工具主体和动力装置，所述动力装置为所述工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置包括，主壳体，由所述主壳体支撑的马达和线路板；所述主壳体能够与所述工具壳体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，所述工作部件可由所述马达驱动。

优选的，所述电动工具还包括为马达提供能量的能量提供单元，所述能量提供单元包括背负结构，通过背负结构可将能量提供单元背负于操作者后背。

优选的，所述线路板还包括识别单元和控制电路，所述识别单元识别与所述动力装置安装的工具主体的类型，并生成与工具主体类型相对应的信号发送给控制电路；所述控制电路，根据识别单元传递的信号控制马达输出与工具主体类型相匹配的旋转运动。

优选的，所述工具主体还包括由所述工具壳体支撑的握持手柄，所述工作部件由所述马达驱动时，所述握持手柄由操作者握持。

优选的，所述电动工具还进一步包括启动开关，当所述工具壳体与所述主壳体分离时，闭合所述启动开关，所述马达与所述能量提供单元之间无法形成闭合回路，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，闭合所述启动开关，所述马达与所述能量提供单元之间形成闭合回路。

优选的，所述电动工具还包括为马达提供能量的能量提供单元，所述能量提供单元可拆卸地被所述主壳体支撑或所述工具壳体支撑。

本发明还提供一种电动工具，包括工具主体和动力装置，所述动力装置为所述工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置包括，主壳体，由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述工具壳体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种电动工具系统，包括动力装置和至少两种工具主体，所述动力装置能够为所述至少两种工具主体提供动力，所述至少两种工具主体中的每一种工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置包括，主壳体，由所述主壳体支撑的马达和线路板；所述主壳体能够与所述工具壳体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，所述工作部件可由所述马达驱动。

优选的，所述电动工具包括能量提供单元，所述能量提供单元包括背负结构，通过背负结构可将能量提供单元背负于操作者后背。

优选的，所述线路板包括识别单元和控制电路，所述识别单元识别与所述动力装置安装的工具主体的类型，并生成与工具主体类型相对应的信号发送给控制电路；所述控制电路，根据识别单元传递的信号控制马达输出与工具主体类型相匹配的旋转运动。

优选的，所述电动工具包括能量提供单元，所述能量提供单元可拆卸地被所述主壳体支撑。

本发明还提供一种电动工具系统，包括动力装置和至少两种工具主体，所述动力装置能够为所述至少两种工具主体提供动力，所述至少两种工具主体中的每一种工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置包括，主壳体，由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述工具壳体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具壳体时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种动力装置，可以为电动工具的工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置由主壳体，由所述主壳体支撑的马达和线路板组成；所述动力装置能够与所述工具主体可拆卸地连接，当所述动力装置与所述工具主体连接时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种动力装置，可以为电动工具的工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置由主壳体，由所述主壳体支撑的马达组成；所述动力装置能够与所述工具主体可拆卸地连接，当所述动力装置与所述工具主体连接时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种电动工具，包括工具主体和动力装置，所述动力装置为所述工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置由主壳体，由所述主壳体支撑的马达和线路板组成；所述动力装置能够与所述工具主体可拆卸地连接，当所述动力装置与所述工具主体连接时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种电动工具，包括工具主体和动力装置，所述动力装置为所述工具主体提供动力，所述工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置由主壳体，由所述主壳体支撑的马达组成；所述动力装置能够与所述工具主体可拆卸地连接，当所述动力装置与所述工具主体连接时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种电动工具系统，包括动力装置和至少两种工具主体，所述动力装置能够为所述至少两种工具主体提供动力，所述至少两种工具主体中的每一种工具主体包括，工具壳体，以及由所述工具壳体支撑的工作部件；所述动力装置由主壳体，由所述主壳体支撑的马达和线路板组成；所述动力装置能够与所述工具主体可拆卸地连接，当所述动力装置与所述工具主体连接时，所述工作部件可由所述马达驱动。

本发明还提供一种动力装置，至少可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体可拆卸地安装于第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，所述第一电动工具的额定功率为第一额定功率，所述第二电动工具的额定功率为第二额定功率，第一额定功率与第二额定功率的差值为200W以上，当所述主壳体安装于所述第一电动工具的工具主体时，所述第一电动工具的工具主体由所述马达驱动，所述马达的工作效率为75％以上；当所述主壳体安装于所述第二电动工具的工具主体时，所述第二电动工具的工具主体由所述马达驱动，所述马达的工作效率为75％以上。

可选的，所述第一额定功率与第二额定功率的差值为800w以上。

可选的，所述第一额定功率为200W至400W之间，第二额定功率为 1000W至1400W之间。

本发明还提供一种动力装置，至少可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具主体时，所述工具主体由所述马达驱动，所述马达的输出功率为第一预设功率至第二预设功率之间时，所述马达的工作效率为75％以上，第一预设功率与第二预设功率的差值为200W以上。

可选的，所述第一预设功率大于350W，所述第二预设功率小于2500W。

可选的，所述第一预设功率大于400w，第二预设功率小于2300w时，马达的工作效率为78％以上。

可选的，所述马达的输出功率为600w至800w之间时，马达的工作效率为80％以上。

可选的，所述马达为外转子无刷电机。

可选的，所述外转子无刷电机的转子外径为45mm～64mm，定子叠厚为 15mm～35mm。

可选的，所述外转子无刷电机的转子外径为45mm-55mm，定子叠厚为 25mm-35mm。

可选的，所述马达的空载转速为15000转/分～16000转/分之间。

可选的，所述马达的重量为350g～450g之间。

本发明还提供一种电动工具系统，其特征在于，所述电动工具系统至少包括第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，以及可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力的动力装置；所述第一电动工具的额定功率为第一额定功率，所述第二电动工具的额定功率为第二额定功率，第一额定功率与第二额定功率的差值为200W以上；当所述主壳体安装于所述第一电动工具的工具主体时，所述第一电动工具的工具主体由所述马达驱动，所述马达的工作效率为75％以上；当所述主壳体安装于所述第二电动工具的工具主体时，所述第二电动工具的工具主体由所述马达驱动，所述马达的工作效率为75％以上。

本发明还提供一种电动工具系统，所述电动工具系统至少包括第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，以及可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力的动力装置；当所述主壳体安装于所述工具主体时，所述工具主体由所述马达驱动，所述马达的输出功率为第一预设功率至第二预设功率之间时，所述马达的工作效率为75％以上，第一预设功率与第二预设功率的差值为200W以上。

可选的，所述第一额定功率为560w～600w之间，所述动力装置安装到第一电动工具的工具主体上时，所述马达的工作效率为82％以上。

可选的，所述第一额定功率为400w-500w之间，所述动力装置安装到第一电动工具的工具主体上时，所述马达的工作效率为82％以上。

可选的，所述第一额定功率为750w-850w，所述动力装置安装到第一电动工具的工具主体上时，所述马达的工作效率为84％以上。

可选的，所述第一额定功率为1100w-1300w，所述动力装置安装到第一电动工具的工具主体上时，所述马达的工作效率为85％以上。

本发明还提供一种动力装置，可以至少择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体可拆卸地安装于第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，所述马达的输出扭矩为第一预设扭矩至第二预设扭矩之间时，所述马达的工作效率为75％以上，第一预设扭矩与第二预设扭矩的差值为0.5NM以上。

可选的，所述马达的输出扭矩为0.2NM～2NM之间时，所述马达的工作效率为75％以上。

可选的，所述马达的输出扭矩为0.25NM～1.8NM之间时，所述马达的工作效率为78％以上。

可选的，所述马达为外转子无刷电机。

可选的，所述外转子无刷电机的转子外径为45mm～64mm之间，定子叠厚为15mm～35mm之间。

可选的，所述外转子无刷电机的转子外径为45mm-55mm之间，定子叠厚为25mm-35mm之间。

可选的，所述马达的空载转速为15000转/分～16000转/分之间。

可选的，所述马达的重量为350g～450g之间。

本发明还提供一种电动工具系统，其特征在于，所述电动工具系统至少包括第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，以及可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力的动力装置；所述动力装置为如权利要求19-26任意一项所述的动力装置。

本发明还提供一种动力装置，至少可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体可拆卸地安装于第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，所述第一电动工具的额定功率为第一额定功率，所述第二电动工具的额定功率为第二额定功率，第一额定功率与第二额定功率不相同，所述马达为外转子无刷电机。

可选的，所述第一额定功率和第二额定功率的差值为200W以上。

可选的，所述第一额定功率和第二额定功率的差值为800W以上。

本发明还提供一种动力装置，可以至少择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述工具主体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具主体时，所述工具主体由所述马达驱动，所述马达的输出扭矩为第一预设扭矩至第二预设扭矩之间，第一预设扭矩与第二预设扭矩不相同，所述马达为外转子无刷电机。

可选的，所述第一预设扭矩与所述第二预设扭矩的差值为0.5NM以上。

可选的，所述马达为外转子无刷电机。

可选的，所述马达的空载转速为15000转/分～16000转/分之间。

可选的，所述马达的重量为350g～450g之间。

本发明还提供一种电动工具系统，其特征在于，所述电动工具系统至少包括第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，以及可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力的动力装置；所述动力装置为如权利要求28-39任意一项所述的动力装置。

本发明还提供一种动力装置，可以至少择一地为两种电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述电动工具的工具主体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述电动工具的工具主体时，所述电动工具的工具主体由所述马达驱动，所述马达的重量为350g～450g之间。

可选的，所述马达的空载转速为15000转/分～16000转/分之间。

可选的，所述马达的输出功率与重量的比值大于2.6w/g。

可选的，所述动力装置进一步包括储能单元，所述储能单元的电压为60V 以上。

可选的，所述动力装置的重量为2Kg～2.1Kg，所述动力装置的额定输出功率与重量的比值为523w/Kg～550w/Kg。

可选的，所述动力装置的重量为2Kg～2.1Kg，所述动力装置的输出能量与重量的比值为57Wh/kg～60Wh/kg。

本发明还提供一种电动工具系统，其特征在于，所述电动工具系统至少包括两种电动工具的工具主体，以及可以至少择一地为两种电动工具的工具主体提供动力的动力装置，所述动力装置为如前所述的动力装置。

本发明还提供一种动力装置，可以至少择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力，其特征在于，所述动力装置包括，主壳体，以及由所述主壳体支撑的马达；所述主壳体能够与所述工具主体可拆卸地安装，当所述主壳体安装于所述工具主体时，所述工具主体由所述马达驱动，所述马达的空载转速为10000转/分以上。

可选的，所述马达的空载转速为15000～16000转/分之间。

可选的，所述马达的重量低于500g。

本发明还提供一种电动工具系统，其特征在于，所述电动工具系统至少包括第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体，以及可以择一地为第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体提供动力的动力装置，所述动力装置为如前所述的动力装置。

可选的，所述第一电动工具的额定转速为第一预设转速，所述第二电动工具的额定转速为第二预设转速，所述第一预设转速与所述第二预设转速的差值为7000转/分以上。

可选的，所述第一电动工具的工具主体包括减速箱，所述减速箱的输入端与马达的输出轴连接，所述减速箱将马达的输出转速转换为适合所述第一电动工具输出的转速，所述第二电动工具的输出转速与马达的输出转速基本相同。

可选的，所述第一电动工具为修枝剪，所述减速箱的减速比为12:1～13:1；或所述第一电动工具为打草机，所述减速箱的减速比为2.3:1～3:1；或所述第一电动工具为割草机，所述减速箱的减速比为4.4:1～5.2:1；或所述第一电动工具为链锯，所述减速箱的减速比为2：1～6:1；或所述第一电动工具为高压清洗机，所述减速箱的减速比为4.5:1～6.4:1。

可选的，所述第一电动工具的工具主体包括具有第一减速比的第一减速箱，所述第二电动工具的工具主体包括具有第二减速比的第二减速箱，所述第一减速比以及所述第二减速比为下列比值中的任意一个：12:1～13:1，或 2.3:1～3:1，或4.4:1～5.2:1，或2：1～6:1，或4.5:1～6.4:1。

附图说明

图1是一较佳实施方式的电动工具系统的结构图；

图2是图1所示动力装置第一较佳实施方式的结构示意图；

图3是图1所示动力装置第二较佳实施方式的结构示意图；

图4是图1所示动力装置第三较佳实施方式的结构示意图；

图5是图1所示动力装置第四较佳实施方式的结构示意图；

图6是图4所示动力装置识别工具主体的类型的第一较佳实施方式的示意图；

图7是图4所示动力装置识别工具主体的类型的第二较佳实施方式的示意图；

图8是图1所示动力装置与工具主体的电性连接的第一较佳实施方式的示意图；

图9是图1所示动力装置与工具主体的电性连接的第二较佳实施方式的示意图；

图10是图1所示动力装置与工具主体的连接结构的一较佳实施方式的示意图；

图11是图10所示动力装置与工具主体处于安装的过程中的示意图；

图12是图10所示动力装置与工具主体安装完毕的示意图；

图13是图1所示动力装置与工具主体的电性连接的第四较佳实施方式的示意图；

图14是图1所示动力装置与工具主体的连接结构的另一较佳实施方式的示意图；

图15是图14所示动力装置与工具主体安装完毕的示意图；

图16是一较佳实施方式的电动工具系统的结构图；

图17是本发明提供的工具主体的第一较佳实施例的结构图；

图18是本发明提供的工具主体的第二较佳实施例的结构图；

图19是本发明提供的电动工具的第三较佳实施例的结构图；

图20为大功率、小体积下第一较佳实施方式中电机的立体图；

图21为图20的剖视图；

图22为图20所示电机的转子本体的立体图；

图23为图20所示电机的端盖的立体图；

图24为缺槽设置于端盖其他位置时的端盖的结构示意图；

图25为图20所示电机的第二风扇立体图；

图26为第一风扇未设置于端盖上时电机的部分结构示意图；

图27为大功率、小体积下第二较佳实施方式中结构示意图；

图28为第二轴承为滚针轴承时电机的结构示意图。

100动力装置 1121第三壳体

102主壳体 114按压开关

1022收容部 116第三节点

104马达 118第四节点

106输出轴 120第二安装部

108识别单元 122第二抵靠面

1080处理电路 124突耳

1082第一霍尔元件 124’突台

1084第二霍尔元件 126导轨

1086第三霍尔元件 128外花键

1088第四霍尔元件 130背负结构

110控制电路 132柔性装置

1101控制器 300吹吸机工具主体

1102开关元件 301,401,501,601握持手柄

112能量提供单元 302,402,502,602工具壳体

304,404,504,604工作部件 710动力提供单元

306,406,506,606工具接口 712能量提供单元

306输入轴 700a,700’a,700”a电机

308,115启动开关 701a定子

310磁铁 7011a,7011”a通孔

312第一节点 702a,702’a转子

314第二节点 7022a,7022’a转子本体

316第一安装部 703a转轴

318第一抵靠面 704a磁极片

320卡扣 705a,705a’端盖

320’突块 7050a配接部

322按钮 7051a,7051’a第一轴孔

322’旋钮 7052a,7052’a端盖本体

324导向槽 7053’a连接面

326内花键 7054a缺槽

400打草机工具主体 7055’a开槽

500链锯工具主体 706a第二风扇

600修枝剪工具主体 7061a风扇本体

700工具主体 7062a第二轴孔

701工具壳体 7071a扇叶

702第一配接部 7081a第一轴承

704第二配接部 7082a第二轴承

706功能组件 7082”a第三轴承

708操作组件 709a,709”a定子支架

具体实施方式

有关本发明的详细说明和技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示为一较佳实施方式的电动工具系统的结构示意图。电动工具系统包括动力装置100和至少两种电动工具的工具主体，其中动力装置100 可拆卸地安装与该至少两种电动工具的工具主体，为该至少两种电动工具的工具主体提供动力。本实施方式中，电动工具系统包含的工具主体有四种，分别为吹吸机工具主体300，打草机工具主体400，链锯工具主体500，修枝剪工具主体600。在四种工具主体上均设置有相同的安装动力装置100的接口。上述工具主体还可以为割草机工具主体等手推式电动工具主体。动力装置100可拆卸的安装与该四种工具主体，并为该四种工具主体提供动力。当动力装置100安装于该四种工具主体中的任意一个时，即组成一个完整的电动工具，执行该种类型的电动工具执行的工作。

为实现不同的工具主体能共用动力装置100，动力装置100的最大输出功率与所有能安装动力装置100的工具主体所需的最高输入功率相匹配；动力装置100的最大输出转速与所有能安装动力装置100的工具主体所需的最高输入转速相匹配。举例说明，若所有能安装动力装置100的工具主体所需的最高输入功率为1000w，所有能安装动力装置100的工具主体所需的最低输入功率为100w，则动力装置100能提供的输出功率必须高于1000w。通常链锯和割草机的额定功率较高，为1500w左右。打草机的额定功率较低，为300w左右。根据工具主体的类型不同，其额定输出功率不同，如2500w、1000w、 500w等。为通用上述吹吸机工具主体300，打草机工具主体400，链锯工具主体500，修枝剪工具主体600，割草机主体等花园类常见电动工具主体，动力装置100的额定输出功率为2500w左右。当动力装置100仅为上述部分工具主体通用时，其额定输出功率可以为300w、或500w、或1000w、或1500w、或2000w、或200w。

当该动力装置100安装于所需输入功率仅为100w的工具主体时，动力装置100的功率设计过大，造成了不必要的浪费。若所有能安装动力装置100 的工具主体所需的最高输入转速为20000转/分，所有能安装动力装置100 的工具主体所需的最低输入转速为1000转/分，则动力装置100能提供的输出转速必须高于20000转/分。当该动力装置100安装于所需输入转速仅为1000转/分的工具主体时，动力装置100的转速设计过高，造成了不必要的浪费。为达到动力装置100在不同的工具主体之间最经济的共用效果，优选的，电动工具系统包含的不同类型的工具主体所需的最高输入功率相近似；如500w到1000w之间。优选的，电动工具系统包含的不同类型的工具主体所需的最高输入转速相近似。

如图1所示，吹吸机工具主体300包括工具壳体302，以及由工具壳体 302支撑的工作部件304和握持手柄301。打草机工具主体400包括工具壳体402，以及由工具壳体402支撑的工作部件404和握持手柄401。链锯工具主体500包括工具壳体502，以及由工具壳体502支撑的工作部件504和握持手柄501。修枝剪工具主体600包括工具壳体602，以及由工具壳体602 支撑的工作部件604和握持手柄601。工作部件304(404,504,604)接收动力装置100传输的动力，并将其转化为与工具主体相匹配的动力输出。握持手柄 301(401,501,601)用于在电动工具工作时，即动力装置100为工具主体提供动力，且工作部件304(404,504,604)具有输出时，由操作者握持。握持手柄 301(401,501,601)设置在工具主体上，使得可以为不同类型的工具主体配置不同类型的握持手柄301(401,501,601)。本领域技术人员可以理解的是，握持手柄301(401,501,601)也可以设置在动力装置100上，此结构下，所有类型的电动工具其握持手柄301(401,501,601)均相同，不会跟随工具主体类型的改变而改变。相较而言，将握持手柄301(401,501,601)设置在工具主体上，由于每种握持手柄301(401,501,601)的结构与工具主体类型相适应，可以明显提高操作者握持的舒适性。

如图2所示为动力装置100的第一较佳实施方式的具体结构。动力装置 100包括主壳体102，马达104，控制电路110。控制电路110控制马达104 的旋转运动。主壳体102可拆卸地安装于工具壳体302(402,502,602)。当主壳体102安装于所述工具壳体302(402,502,602)时，工作部件304(404,504,604) 可由马达104驱动，即马达104的动力可以传递给工作部件304(404,504,604)。优选的，马达104为无刷电机。控制电路110控制无刷电机的换向及其旋转速度。本实施方式中，动力装置100的输出不会根据工具主体的类型的不同而改变。此结构下，为实现动力装置100在不同的工具主体之间通用，可以在工具主体内设置相应的结构，将一个恒定的输入转换为与工具主体类型相匹配的输入。

如图3所示为动力装置100的第二较佳实施方式的具体结构。第二较佳实施方式相对第一较佳实施方式的改进在于，动力装置100可识别不同的工具主体类型，相应的输出与工具主体类型相匹配的旋转运动。具体的，动力装置100包括主壳体102，马达104，识别单元108，控制电路110。主壳体 102可拆卸地安装于工具壳体302(402,502,602)。当主壳体102安装于所述工具壳体302(402,502,602)时，工作部件304(404,504,604)可由马达104驱动，即马达104的动力可以传递给工作部件304(404,504,604)。马达104可选择地输出旋转运动。识别单元108识别与动力装置100安装的工具主体的类型，并生成与工具主体类型相对应的信号发送给控制电路110。控制电路110根据识别单元108发送的信号控制马达104输出与工具主体类型相匹配的旋转运动。当动力装置100安装于不同的工具主体时，控制电路110根据识别单元108发送的信号，可以控制马达104输出不同的旋转运动，从而向工作部件304传递不同的动力，进而使得安装有该动力装置100的工具主体能够输出与工具主体类型相匹配的动力输出。由此实现动力装置100在不同的工具主体之间共用。

如图4所示为动力装置100的第三较佳实施方式的具体结构。动力装置 100包括主壳体102，马达104，识别单元108，控制电路110以及能量提供单元112。主壳体102可拆卸地安装于工具壳体302(402,502,602)。当主壳体 102安装于所述工具壳体302(402,502,602)时，工作部件304(404,504,604)可由马达104驱动，即马达104的动力可以传递给工作部件304(404,504,604)。马达104可选择地输出旋转运动。能量提供单元112为马达104提供动力。能量提供单元112可以为AC电源线，也可以为可充电的储能单元，或可以同时提供AC或DC电源。识别单元108识别与动力装置100安装的工具主体的类型，并生成与工具主体类型相匹配的信号发送给控制电路110。控制电路110根据识别单元108发送的信号控制马达104的旋转运动。当动力装置 100安装于不同的工具主体时，控制电路110根据识别单元108发送的信号，可以控制马达104输出不同的旋转运动，从而向工作部件304传递不同的动力，进而使得安装有该动力装置100的工具主体能够输出与工具主体类型相匹配的动力输出。由此实现动力装置100在不同的工具主体之间共用。此外，本实施方式中，能量提供单元112与马达104等其他元件一起，共同设置在主壳体102中。此种结构使得动力装置100的结构单一，便于在不同的电动工具之间进行转换使用。

如图5所示，本发明还提供动力装置100的第四较佳实施方式。第四较佳实施方式相对第三较佳实施方式的区别在于，当能量提供单元112为可充电的储能单元时，能量提供单元112具有独立的第三壳体1121。动力装置 100中设置有收容第三壳体1121并固定安装第三壳体1121的收容部1022。能量提供单元112可拆卸地被动力装置100的主壳体102安装与支撑，由此产生的有益效果是，能量提供单元112保留了传统的结构，可以使用传统的充电器为其充电，充电更加便捷。

本发明还提供动力装置100的第五较佳实施方式。第五较佳实施方式相对第三较佳实施方式的区别在于，动力装置100不包含识别单元108。

本发明还提供动力装置100的第六较佳实施方式。第六较佳实施方式相对第四较佳实施方式的区别在于，动力装置100不包含识别单元108。

在动力装置100的六种实施方式中，第一和第二较佳实施方式的动力装置100不包含能量提供单元112。此结构下，能量提供单元112设置于工具主体上。能量提供单元112不可拆卸地设置在工具主体上，或可拆卸地设置在工具主体上。

前述各种实施方式中，动力装置100可以不包含控制电路110。此情景下，控制电路110包含在工具主体中。控制电路110可以一部分设置在动力装置100中，另一部分设置在工具主体中。

前述各种实施方式中，控制电路110可以控制马达104的旋转运动外，还可以控制能量提供单元112的放电过程。具体为，控制电路110检测动力装置100放电过程中能量提供单元112的放电状态，如放电电流、当前电压等，并根据检测到的放电状态，允许或禁止能量提供单元112向马达104的能量提供。

前述各种实施方式中，当能量提供单元112为电池包时，电池包电压为 20V及以上电压。

动力装置100的识别单元108识别电动工具的工具主体的类型的方式有多种，包括自动识别和半自动识别两种方式。自动识别电动工具的工具主体的类型可通过以下方式实现：在工具主体上设置与特定的工具主体类型相匹配的标识元件。当动力装置100安装至工具主体上时，识别单元108通过设置在其内的检测元件检测标识元件，通过检测元件检测到的信号识别标识元件的类型，进而识别该工具主体的类型。半自动方式识别电动工具的类型可通过以下方式实现：识别单元108包括设置在主壳体102上设置供用户操作的选择元件，选择元件可操作地处于不同状态。用户通过操作选择元件处于不同的状态设定工具主体的类型，识别单元108识别用户对选择元件的状态的操作结果，从而识别用户设定的工具主体的类型。以下以动力装置100的第三较佳实施方式为例，结合图6和图7对该两种识别方式进行介绍。本领域技术人员可以理解的是，以下介绍的识别方式同样适用于动力装置100的其他实施方式。

如图6所示为自动识别工具主体类型的一较佳实施方式的结构示意图。本实施方式中，识别单元108通过非接触的方式自动识别与动力装置100安装的工具主体的类型。具体的，识别单元108包括处理电路1080和四个位于不同位置上的霍尔元件，分别为位于第一位置的第一霍尔元件1082，位于第二位置的第二霍尔元件1084，位于第三位置的第三霍尔元件1086，位于第四位置的第四霍尔元件1088。在四种工具主体的工具壳体302(402,502,602) 上分别设置一个磁铁310，其位置分别与上述四个霍尔元件中的一个对应，以保证动力装置100安装至工具主体时，霍尔元件能感应到磁铁310。当主壳体102安装于工具壳体302(402,502,602)时，由于霍尔元件的安装位置与磁铁的安装位置的对应关系，磁铁310靠近第一霍尔元件1082，远离第二霍尔元件1084、第三霍尔元件1086和第四霍尔元件1088。此时第一霍尔元件 1082产生霍尔信号，第二霍尔元件1084、第三霍尔元件1086和第四霍尔元件1088不产生霍尔信号。处理电路1080接收到霍尔信号，并识别出该霍尔信号来自第一霍尔元件1082，随后即可识别出安装动力装置100的工具主体的类型。

在其他实施方式中，标识元件也可以为机械触点，识别单元108包括两个以上设置于不同位置的机械开关，机械开关的位置与机械触点的位置相对应。当动力装置100安装于工具主体上时，工具主体上的机械触点触发相应位置上的机械开关。机械开关经触发后闭合。识别单元108根据状态由断开转为闭合的机械开关的位置，识别出安装动力装置100的工具主体的类型。此外，标识元件还可以为光电开关，二维编码，识别电阻等任意其他形式。

图7所示为动力装置100通过半自动方式识别电动工具类型的一种较佳实施方式。识别单元108包括处理电路1080和设置在主壳体102上且可由用户手动操作的选择元件。本实施方式中，选择元件为按压开关114。预设时间内，操作者按压一次按压开关114，代表用户选择的是第一种类型的电动工具；按压两次按压开关114，代表用户选择的是第二种类型的电动工具。依此类推，预设时间内，按压开关114被按压不同的次数，代表用户选择了不同类型的电动工具。处理电路1080识别预设时间内按压开关114被按压的次数，即可识别到用户选择的电动工具的类型。从而实现半自动地识别安装动力装置100的工具主体的类型。

在其他实施方式中，选择元件可以为具有特定标记的多个按压开关114，一种特定标记的按压开关114，代表一种类型的工具主体。选择元件还可以为具有多个档位拨钮，拨钮被操作地处于某一特定档位时，代表用户选择了某一种特定类型的工具主体。

动力装置100作为一个独立的动力主体，需对其工作时带来的安全问题进行防护。本发明中，通过动力装置100与工具主体之间的电路设置和电性连接来保证动力装置100独立设置时不工作，只有当动力装置100安装到工具主体上时才可以启动工作，由此避免动力装置100作为一个独立的动力主体带来的安全问题。以下以动力装置100为第三较佳实施方式为例，对电动工具的几种较佳实施方式的电路框图进行介绍。本领域技术人员可以理解的是，以下电路框图所体现的动力装置100与工具主体之间的电性连接关系同样适用于动力装置100的其他实施方式。

如图8所示为电动工具的第一较佳实施方式的电路框图。本实施方式中，动力装置100包括马达104，能量提供单元112，识别单元108，控制电路 110以及两个电气节点，第三节点116和第四节点118。其中第三节点116 与能量提供单元112电性连接，第四节点118与马达104电性连接。工具主体包括启动开关308以及与启动开关308的两侧电性连接的两个电气节点，第一节点312和第二节点314。启动开关308具有闭合和断开两种状态，经操作者触发可由断开状态转换为闭合状态。动力装置100和工具主体包含的各模块的功能与前述实施方式相同。如图8所示，第三节点116与第四节点 118之间为断开状态，因此马达104与能量提供单元112之间尚未形成闭合回路。当主壳体102安装于工具壳体302时，第三节点116和第四节点118 通过第一节点312和第二节点314电性连接。此时闭合启动开关308，马达 104与能量提供单元112之间形成闭合回路，能量提供单元112为马达104 提供能量，控制电路110控制马达104开始旋转。当工具壳体302与主壳体102相互分离时，马达104与能量提供单元112之间尚未形成闭合回路，闭合启动开关308，马达104与能量提供单元112之间仍无法形成闭合回路，能量提供单元112无法为马达104提供能量，马达104无法运转。

如图9所示为电动工具的第二较佳实施方式的电路框图。本实施方式中，动力装置100包括马达104，能量提供单元112，识别单元108，控制电路 110，启动开关115以及两个电气节点，第三节点116和第四节点118。其中第三节点116与能量提供单元112电性连接，第二节点314与马达104电性连接。启动开关115设置在能量提供单元112与马达104之间，具有闭合和断开两种状态。启动开关115经操作者触发可由断开状态转换为闭合状态。工具主体包括两个相互连通的电气节点，第一节点312和第二节点314。动力装置100和工具主体包含的各模块的功能与前述实施方式相同。如图9所示，第三节点116与第四节点118之间为断开状态，因此马达104与能量提供单元112之间尚未形成闭合回路。当主壳体102安装于工具壳体302时，第三节点116和第四节点118通过第一节点312和第二节点314电性连接。此时闭合启动开关308，马达104与能量提供单元112之间形成闭合回路，能量提供单元112为马达104提供能量，控制电路110控制马达104开始旋转。当工具壳体302与主壳体102相互分离时，马达104与能量提供单元112 之间尚未形成闭合回路，闭合启动开关308，马达104与能量提供单元112 之间仍无法形成闭合回路，能量提供单元112无法为马达104提供能量，马达104无法运转。

第三节点116与第四节点118断开设置的结构保证动力装置100与电动工具建立电性连接之前，亦即动力装置100安装到电动工具上之前，动力装置100不能启动工作。由此提高了动力装置100的安全性。

动力装置100与工具主体之间建立电性连接的方式有多种。可以通过无线的方式或有线的方式实现第一节点312与第三节点116的电性连接，第二节点314与第四节点118的电性连接从而实现动力装置100与工具主体之间建立电性连接。其中，有线的方式可以为，工具主体上设置与第一节点312 电性连接的第一连接端子，与第二节点314电性连接的第二连接端子。动力装置100上设置与第三节点116电性连接的第三连接端子，与第四节点118 电性连接的第四连接端子。第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子、第四连接端子可以为相互独立的端子，且第一连接端子的位置与第三连接端子的位置相对应，第二连接端子的位置与第四连接端子的位置相对应。当动力装置100安装至工具主体时，第一连接端子与第三连接端子连接，第二连接端子与第四连接端子连接，使得动力装置100与工具主体之间建立电性连接。此时，闭合启动开关308，马达104与能量提供单元112之间的回路被接通。第一连接端子和第二连接端子也可以设置为一体，相应地，第三连接端子和第四连接端子也设置为相匹配的一体结构。同样可实现，当动力装置 100安装至工具主体时，第一连接端子与第三连接端子连接，第二连接端子与第四连接端子连接，实现动力装置100与工具主体之间建立电性连接。

本发明还提供第三较佳实施方式实现当工具壳体302与主壳体102分离时，闭合启动开关115，马达104与能量提供单元112之间无法形成闭合回路，当主壳体102安装于工具壳体302时，闭合启动开关115，马达104与能量提供单元112之间形成闭合回路。第三较佳实施方式与第二较佳实施方式的区别在于，第三节点116和第四节点118之间设置检测元件及受检测元件控制的开关元件。当检测元件检测到主壳体102安装于工具壳体302时，发出相应的控制信号控制开关元件闭合。此时，第三节点116和第四节点118 电性连通，闭合启动开关115，马达104与能量提供单元112之间形成闭合回路，马达104开始旋转。反之，检测元件检测到主壳体102没有安装于工具壳体302时，发出相应的控制信号控制开关元件断开。此时，第三节点116 和第四节点118无法电性连通，闭合启动开关115，马达104与能量提供单元112之间无法形成闭合回路，马达104无法旋转。

如图13所示为电动工具的第四较佳实施方式的电路框图。本实施方式中，动力装置100包括马达104，能量提供单元112，控制电路110以及两个电气节点，第三节点116和第四节点118。第三节点116和第四节点118 均与控制电路110电性连接。控制电路110进一步包括控制器1101和开关元件1102。工具主体包括启动开关308以及与启动开关308的两侧电性连接的两个电气节点，第一节点312和第二节点314。启动开关308设置在工具壳体上，可操作地处于闭合或断开状态。当主壳体102安装于工具壳体302 时，第三节点116和第四节点118与第一节点312和第二节点314分别电性连接。通过第三节点116和第四节点118分别与第一节点312和第二节点314 的电性连接，控制器1101可以检测启动开关308处于闭合或断开状态。当控制器1101检测到启动开关308处于断开状态时，控制开关元件1102处于断开状态，能量提供单元112至马达104的能量提供被禁止。当控制器1101 检测到启动开关308处于闭合状态时，控制开关元件1102处于闭合状态，能量提供单元112至马达104的能量提供被允许。

上述各实施方式中，动力装置100可选择地包含或不包含识别单元108 和控制电路110中的一个或两个。当动力装置100包含控制电路110时，控制电路110可仅具有放电控制功能，或同时具有放电控制功能和控制马达的旋转运动的功能。

根据上述实施方式可知，电动工具的电路框图至少包括控制电路和能量提供电路。能量提供电路将能量提供单元112和马达104电性连接，形成能量提供单元112至马达104的能量传输回路。当能量提供电路形成闭合回路时，能量提供单元112的能量传递给马达104，马达104旋转。当能量提供电路形成断开回路时，能量提供单元112的能量无法传递给马达104，马达 104停转旋转或保持静止。能量提供电路可择一地设置在动力装置100中或者工具主体中，还可以一部分设置在动力装置100中，另一部分设置在工具主体中。控制电路可择一地设置在动力装置100中或者工具主体中，还可以一部分设置在动力装置100中，另一部分设置在工具主体中。

在如图8所示的第一较佳实施方式、图9所示的第二较佳实施方式、以及图13所示的第四较佳实施方式中，工具主体和动力装置分别包括一部分电路。两部分电路之间的电性连接通过第一节点312和第二节点314分别与第三节点116和第四节点118的电性连接实现。其中，工具主体中的电路可以简化称之为第一电路。动力装置100中的电路至少包括两部分，一部分电路与第三节点116和第四节点118电性连接，这部分电路简化称之为第二电路。另一部分电路则与第二电路连接。当然，动力装置100可以包含更多其他的电路，或仅包含第二部分电路。工具主体可以包含更多其他电路。

在如图8所示的第一较佳实施方式和在如图9所示的第二较佳实施方式中，第一电路和第二电路共同构成能量提供单元112至马达104的能量提供电路。并且，在如图8所示的较佳实施方式中，启动开关308位于第一电路中。启动开关308可操作地被触发，进而控制能量提供电路是否形成闭合回路。具体的，当动力装置100与工具主体完成电性连接，且启动开关308被触发闭合时，能量提供单元112至马达104的能量提供电路形成闭合回路，能量提供单元112向马达104提供的能量经启动开关308返回能量提供单元。当动力装置100与工具主体完成电性连接，但启动开关308被触发断开时，能量提供单元112至马达104的能量提供电路无法形成闭合回路。

在如图13所示的第四较佳实施方式中，能量提供单元112至马达104 的能量提供电路设置在动力装置中。第二电路根据第一电路的信号，控制能量提供电路是否形成闭合回路。在本实施方式中，第一电路包括设置在工具壳体上的启动开关308。启动开关308具有闭合和断开两种状态。启动开关的一端连接第一节点312，另一端连接第二节点314。第一电路包括第一节点312、第二节点314、启动开关308、将第一节点312和启动开关308连接的电路、以及将第二节点314和启动开关308连接的电路。当主壳体102安装于工具壳体302时，第三节点116和第四节点118与第一节点312和第二节点314分别电性连接。通过启动开关308的闭合或断开的状态可检测到操作者对电动工具的控制指令启动或停止。通过第三节点116和第四节点118 分别与第一节点312和第二节点314的电性连接，启动开关308将其状态信息传递给控制器1101，从而获得操作者对电动工具的控制指令。当控制器 1101检测到启动开关308处于断开状态时，控制开关元件1102处于断开状态，能量提供单元112至马达104的能量提供电路断开。当控制器1101检测到启动开关308处于闭合状态时，控制开关元件1102处于闭合状态，能量提供单元112至马达104的能量提供电路闭合。在本实施例的启示下，本领域技术人员可根据具体情况，将第一电路设计为任何其他的方式。如将启动开关308替换为旋钮开关，旋钮开关具有第一状态和第二状态，当旋钮开关处于第一状态时，控制器1101控制开关元件1102处于断开状态，能量提供单元112至马达104的能量提供电路断开；当旋钮开关处于第二状态时，控制器1101控制开关元件1102处于闭合状态，能量提供单元112至马达104 的能量提供电路闭合。还可以将启动开关设置为触发件，触发件具有触发状态和释放状态，当触发件处于释放状态时，控制器1101控制开关元件1102处于断开状态，能量提供单元112至马达104的能量提供电路断开；当触发件处于触发状态时，控制器1101控制开关元件1102处于闭合状态，能量提供单元112至马达104的能量提供电路闭合。

以上阐述了动力装置100与工具主体之间的电性连接。以下结合图10 至图12，阐述动力装置100与工具主体之间的机械连接。

在对动力装置100与工具主体之间的机械连接进行描述时，以吹吸机工具主体300为例对动力装置100与工具主体之间的连接进行详细描述，动力装置100与打草机工具主体400、链锯工具主体500、修枝剪工具主体600、以及其他任意工具主体之间的连接结构均可参考动力装置100与吹吸机工具主体300之间的连接结构。动力装置100与工具主体之间的机械连接包括工具壳体302与主壳体102的机械连接，以及动力装置100的马达104与工具主体的工作部件304之间的连接结构。

工具壳体302设置有第一安装部316，主壳体102设置有第二安装部120。第一安装部316与第二安装部120可选择地相互配合。当第一安装部316与第二安装部120配合时，主壳体102由工具壳体302支撑，工具壳体302与主壳体102相对不可移动的固定。如图10所示为第一安装部316与第二安装部120实现相互配合的一种较佳的实施方式。第一安装部316包括设置于工具壳体302内侧的第一抵靠面318、设置于工具壳体302外侧的卡扣320、触发卡扣320的按钮322以及起导向作用的导向槽324。按压按钮322可以使卡扣320处于释放状态或锁紧状态。第二安装部120包括设置于主壳体102 外侧的第二抵靠面122、突耳124以及导轨126。突耳124的位置及个数与卡扣320的位置及个数相匹配。导轨126的位置及个数与导向槽324的位置及个数相匹配。工具壳体302与主壳体102安装完毕时，第一抵靠面318与第二抵靠面122相互抵靠，导轨126收容于导向槽324中，卡扣320处于锁紧状态，从而锁紧突耳124，使得工具壳体302与主壳体102相对不可移动的固定。

按压按钮322，使卡扣320处于释放状态。随后，将动力装置100的导轨126与工具主体的导向槽324对齐，沿导向槽324的纵长方向推压动力装置100使其向工具主体靠近，到达如图11所示的位置。进一步推压动力装置100，直到第一抵靠面318与第二抵靠面122相互抵靠。随后，释放按钮 322，使卡扣320处于锁紧状态，使得工具壳体302与主壳体102安装完毕，达到如图12所示的状态。图12所示的状态下，主壳体102部分收容于工具壳体302中。优选的，主壳体102至少1/3的部分收容于工具壳体302的第一安装部316中。此结构使得动力装置100与工具主体之间的安装更加稳固，整机的重心布局更加合理。

在如图14至15所示的实施方式中，与如图10至12所示的实施方式的区别在于，突耳124由突台124’替换，按钮322由旋钮322’替换，卡扣320 由突块320’替换。突台124’沿主壳体102的外周设置一圈。旋钮322’的转动带动突块320’与突台124’抵靠或不抵靠。当突块320’与突台124’抵靠时，动力装置100被锁紧至工具主体。当突块320’与突台124’不抵靠时，动力装置100被可相对工具主体移动。

由图10至图15所示的实施方式可知，工具壳体上设置有按钮322或旋钮322’等触发部件，以及卡扣320或突块320’等锁紧部件；主壳体102上设置有与锁紧部件配合的被锁紧部件突耳124或突台124’。当动力装置100与工具主体连接时，触发部件使锁紧部件将被锁紧部件锁紧，从而将动力装置 100锁紧至工具主体上。当工具主体需要更换时，触发部件得锁紧部件释放被锁紧部件，从而使得动力装置与工具主体可相对移动。

如图10至图15所示，动力装置100与工具主体之间的机械连接还包括动力装置100的马达104与工具主体的工作部件304之间的连接。动力装置 100包括与马达104连接的输出轴106。工具主体包括与工作部件304连接的输入轴306。马达104与输出轴106之间以及工作部件304与输入轴306 之间均可选择设置动力传输机构。典型的，动力传输机构为齿轮结构。当马达104与输出轴106之间没有设置动力传输机构时，马达104与输出轴106 直接相连。当工作部件304与输入轴306之间没有设置动力传输机构时，工作部件304与输入轴306直接相连。通过输入轴306与输出轴106之间的连接实现马达104与工作部件304的连接。输出轴106与输入轴306之间的连接可拆卸。当主壳体102安装于工具壳体302时，输出轴106与输入轴306 处于连接状态，输出轴106相对输入轴306围绕输出轴106的周向不可移动。动力装置100的输出轴106与工具主体的输入轴306机械连接的一较佳实施方式为，输入轴306上设置有收容槽，输出轴106上设置有突块。当主壳体 102安装于工具壳体302时，突块收容于收容槽中，收容槽限制突块围绕输出轴106的周向移动。在一较佳实施方式中，收容槽为内花键326，突块为外花键128。在其他实施方式中，收容槽和突块还可以为想不匹配的四方体、法兰等其他结构。

由于马达104与输出轴106之间，以及工作部件304与输入轴306之间，均可选择地设置传动机构，因此，动力装置100可以为工作部件304的输出轴与马达104的输出轴平行或重合的工具主体提供动力，也可以为工作部件 304的输出轴与马达104的输出轴成角度设置的工具主体提供动力。优选的，电动工具系统包含的至少两种工具主体的工作部件的输出轴均与马达104的输出轴平行或重合。由此带来的有益效果是工具主体的结构简单，无需额外设置传动结构在马达104的输出轴与工作部件304的输出轴进行角度转换。

如图16提供了另外一较佳实施方式的电动工具系统的结构图。与图1 所示的电动工具系统相同，动力装置100可以为不同种类的工具主体提供动力。本系统的改进在于，能量提供单元112包括背负结构130，通过背负结构130可将能量提供单元112背负于操作者的后背。能量提供单元112还包括柔性装置132。通过柔性装置132实现能量提供单元112与电动工具的其他部件实现电性连接和/或机械连接。

本实施方式中，动力装置100可仅包含马达104。动力装置100可拆卸地安装于工具主体连接或可拆卸地安装于能量提供单元112且被工具主体或能量提供单元112支撑。当动力装置100可拆卸地安装于能量提供单元112 时，能量提供单元112与动力装置100直接电性连接，能量提供单元112通过柔性装置132与工具接口306,406,506,606中的任意一个连接，以实现动力装置100及能量提供单元112与工具主体的机械和/或电性连接，以向工具主体传递动力。

当动力装置100可拆卸地安装于任意一个工具主体时，能量提供单元112 通过柔性装置132与工具接口306,406,506,606中的任意一个连接，以实现能量提供单元112与工具主体的机械和/或电性连接。同时动力装置100与工具主体直接连接。能量提供单元112与动力装置100可通过工具主体内的电路实现间接的电性连接。能量提供单元112与动力装置100还可以通过柔性装置132实现直接的电性连接。

本实施方式中动力装置100可仅包含马达104和线路板。动力装置100 可拆卸地安装于工具主体连接或可拆卸地安装于能量提供单元112且被工具主体或能量提供单元112支撑。当动力装置100可拆卸地安装于能量提供单元112时，能量提供单元112与动力装置100直接电性连接，能量提供单元 112通过柔性装置132与工具接口306,406,506,606中的任意一个连接，以实现动力装置100及能量提供单元112与工具主体的机械和/或电性连接，以向工具主体传递动力。

本实施方式中动力装置100包含马达104和能量提供单元112。此时背负结构130可设置在动力装置100上。马达104可拆卸地安装于动力装置100 且被动力装置100支撑。能量提供单元112与马达104直接电性连接，动力装置100通过柔性装置132与工具接口306,406,506,606中的任意一个连接，以实现动力装置100与工具主体的机械和/或电性连接，以向工具主体传递动力。

本实施方式中动力装置100包括马达104、线路板和能量提供单元112。此时背负结构130可设置在动力装置100上。马达104可拆卸地安装于动力装置100且被动力装置100支撑。能量提供单元112与马达104直接电性连接，动力装置100通过柔性装置132与工具接口306,406,506,606中的任意一个连接，以实现动力装置100与工具主体的机械和/或电性连接，以向工具主体传递动力。

为实现动力装置100的动力能平稳地传递给工具主体，优选的，输出轴 106与输入轴306之间设置柔性缓冲件，缓冲输出轴106与输入轴306之间的冲击，运行平稳。

本发明中，启动开关308设置在工具壳体上的情形包括启动开关308直接设置在工具壳体上的情形，也包括启动开关308通过转接部件间接设置在工具壳体上的情形，也包括启动开关308通过转接部件设置在电动工具上的情形。

本发明的能量提供单元112可以向马达104提供直流电源或交流电源。当能量提供单元112提供的是直流电源时，能量提供单元112可以为电池包、或者为超级电容等能量存储单元，还可以为包含交流电源线和AC-DC变换电路的集成单元。当能量提供单元112提供的是交流电源时，能量提供单元112 可以是交流电源线，或者是包含直流电源和DC-AC逆变电路的集成单元。

本发明的线路板可以包括无刷电机自带的hall检测板或其他检测板，此时，线路板优选设置在无刷电机中。线路板也可以包括控制电路110或识别单元108中的至少一个。线路板也可以包含无刷电机自带的检测板或控制电路110或识别单元108中的至少两个。

本发明的动力装置100还可以包括马达和线路板中的至少一个，或动力装置100包括马达和能量提供单元中的至少一个。

本发明中，能够实现动力装置在不同的电动工具主体之间进行共用的基础，是因为动力装置为不同的电动工具所共有的部件。在共用的基础上，优选的，本发明的动力装置采用了寿命长的电机，如无刷电机，使得在共用的基础上能将电机的性能发挥到极致。在共用的过程中，电池包的寿命相对无刷电机的寿命短，因此，本发明提出电池包相对动力装置的主壳体可拆卸。此外，若动力装置的马达为普通马达，则由于普通马达在额定功率一定的情况下，其能输出的功率范围有限，会导致动力装置通用的工具主体类型有限，必须要求其为额定功率相近似的工具主体。为解决该问题，优选的，本发明的马达为一种特殊材料制成的电机，其在额定功率一定的情况下，可输出的功率范围较大，从而使得额定功率差异较大的工具主体，之间也能实现动力装置的通用，进一步扩大了动力装置的通用范围。在当前技术环境下，本发明的马达为无刷电机。随着技术的发展，无刷电机可以为相应的新电机所替换。该替换均是本发明保护的内容。在此还需要说明的是，本发明的马达优选为能量密度高的马达，即在相同的功率输出的情况下，马达的体积更小。

本发明还提供第五较佳实施方式的动力装置。本实施例中的动力装置与图2所示第一较佳实施例基本相同，改进的地方在于，本实施例中，动力装置可以仅包括马达，而不包括控制电路。当马达为无刷电机时，马达内配置检测转子位置的检测线路板。本实施例中定义，检测线路板不属于控制电路。

本发明还提供第六较佳实施方式的动力装置。本实施例中的动力装置与图4所示第一较佳实施例基本相同，改进的地方在于，本实施例中，动力装置可以仅包括马达和能量提供单元，而不包括控制电路和识别单元。

本发明提供的动力装置可拆卸地、择一地、连接于以下电动工具的工具主体，为其提供动力，修枝剪、打草机、吹风机、割草机、链锯、高压清洗机、小推车、松土机、扫雪机、割灌机、耕地机、碎叶机、高枝锯、播种机、多功能提升机。当然，本发明提供的动力装置还可为任何其他电动工具的工具主体提供动力。

定义在上述多种电动工具中，额定功率最小的电动工具为最小功率电动工具，额定功率最大的电动工具为最大功率电动工具；额定转速最小的电动工具为最小转速电动工具，额定转速最大的电动工具为最大转速电动工具。其中，设置有减速装置的电动工具的额定转速指的是额定功率下减速装置的输出转速，没有设置减速装置的电动工具的额定转速指的是额定功率下马达的输出转速。

表1中示出了典型的电动工具的特性参数。根据以下参数可知，最小功率电动工具为修枝剪，最大功率电动工具为割草机和链锯，最小转速电动工具为修枝剪，最大转速电动工具为吹风机。

表1典型电动工具的典型工作特性参数表

工具类型	额定功率(W)	额定转速(转/分)
			修枝剪	300	1300
打草机	800	5000～6500
			吹风机	560～600	15000
割草机	1200	2800-3200
			链锯	1200	2500～7000
高压清洗机	450	3000

为实现不同电动工具的工具主体之间动力装置的通用，动力装置的马达的输出功率和输出转速要达到一定的范围，才能为多种不同的电动工具的工具主体提供动力。因此，最基本的要求是，马达输出的功率范围能够涵盖最小功率电动工具输出的最小功率和最大功率电动工具输出的最大功率，马达输出的转速范围能够涵盖最大转速电动工具的最大转速。

其次，当电动工具使用的电源为直流电源时，为提高对直流电源的利用率，要求马达的工作效率高，即马达的输出功率与输入功率的比值大，由此，可将直流电源的化学能更多地转换为机械能而非电机内的热量损耗，从而延长能量提供单元充满电后，可供电动工具连续工作的时间，也叫做单包工作时间。基于此，进一步要求动力装置的马达在一定的输出功率范围和输出转速范围内，具有较高的工作效率。定义该输出功率范围的最小值为第一预设功率，最大值为第二预设功率。定义该输出转速范围的最小值为第一预设转速，最大值为第二预设转速。动力装置可择一地为第一电动工具的工具主体或第二电动工具的工具主体提供动力。定义第一电动工具的额定功率为第一额定功率，定义第二电动工具的额定功率为第二额定功率。为实现动力装置在第一电动工具的工具主体和第二电动工具的工具主体之间实现通用，必须要求第一预设功率与第二预设功率构成的功率范围大于第一额定功率与第二额定功率构成的功率范围。

在一种实施例的中，动力装置通用于打草机和吹风机这两种量大产品的工具主体。此时，第一额定功率为560w～600w，第二额定功率为800w，第一额定功率与第二预设功率的差值为200w～240w。优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率为75％以上。由于第一额定功率与第二额定功率的差值较小，更为优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率高达80％以上。更为优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率高达82％以上。

在另一种实施例中，动力装置通用于打草机、吹风机、割草机、链锯四种电动工具的工具主体，此时第一额定功率560w～600w，第二额定功率为 1200w，第二额定功率与第一额定功率的差值为600w～640w。优选的，马达的工作效率为75％以上。更为优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率高达80％以上。更为优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率高达82％以上。

在另一种实施例中，动力装置通用于打草机、吹风机、割草机、链锯、高压清洗机5种电动工具的工具主体，此时第一额定功率450w，第二额定功率为1200w，第二额定功率与第一额定功率的差值为750w。优选的，马达的工作效率为75％以上。更为优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率高达80％以上。更为优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率高达81％以上。

在还有一种实施例中，动力装置通用于花园电动工具的主流产品的工具主体，包括表1中的所有产品，此时，第一额定功率和第二额定功率分别为 300w和1200w，第一额定功率与第二额定功率的差值为900w。优选的，马达的输出功率为第一额定功率和第二额定功率之间时，马达的工作效率为75％以上。更为优选的，在马达的设计过程中，即要求其输出300w～1200w的功率，同时要求其在该功率范围内均能达到较高的工作效率，导致马达的成本过高。折中的办法是，在通用的这些电动工具中，保证销量高的电动工具的效率达到较高的值，而销量较小的电动工具的马达的效率在一个相对较低的数值。基于此，为动力装置设计的马达在输出功率为300w-400w时，其工作效率为75％以上，在输出功率为560w～1200w时，其工作效率为82％以上。在另一种折中的办法中，马达的输出功率在300w左右时，马达的效率为70％左右，在输出功率为560w～1200w时，其工作效率为82％以上。

根据不同的设计需求，动力装置通用的电动工具的工具主体的类型可以不同，相应的，第一额定功率和第二额定功率也不相同。在其他可选的实施例中，第二额定功率与第一额定功率的差值还可以为任意其他值，如700w， 800w，1000w等。在其他可选的实施例中，第一额定功率还可以为200w～400w 之间的其他数值，如250w,270w,310w。在其他可选的实施例中，第二额定功率还可以为1000w～1600w之间的其他数值，如1100w，1400w。

基于上述设计需求对马达进行设计。通常地，马达的类型有多种，有刷电机、无刷电机、外转子电机、内转子电机。针对上述类型的马达分别进行了设计和选型。不同类型的电机对应有不同的电机平台。电机平台一般通过外径尺寸和叠厚尺寸进行编号。其中，外径为转子的外圆周的直径。叠厚为定子铁芯沿电机轴向的尺寸。如：D6325的含义是电机的外径为63mm，且电机的叠厚为25mm；D6425的含义是电机的外径为64mm，且电机的叠厚为25mm；D6415的含义是电机的外径为64mm，且电机的叠厚为15mm；D5030 的含义是电机的外径为50mm，且电机的叠厚为30mm。下表2示出了本发明设计的5种典型马达的参数。

表2：不同电机所具有的高效率的功率输出范围、扭矩输出范围

根据表2可知，不同的电机其工作效率较高时，输出的功率大小是不同的。当第一额定功率与第二额定功率的差值为200w以上时，5种电机均能达到工作效率高于75％。当第一额定功率与第二额定功率的差值为800w以上时，有四种无刷电机的工作效率均能达到75％以上，该4种无刷电机的尺寸范围是：外径为45mm-64mm，叠厚为15mm-35mm。当第一预设功率与第二预设功率的差值为1000w以上时，有3种外转子无刷电机的工作效率均能达到75％以上，该3种外转子无刷电机的尺寸范围为：外径为45mm-64mm，叠厚为15mm-35mm。

基于动力装置通用的目标电动工具的额定功率在300W～1200W之间，选择D5030电机。该电机的额定输出功率为1100w。电机的额定输出功率指的是电机最大效率点的功率输出值。该电机在输出功率为第一预设功率与第二预设功率之间即350w～2500w之间时，工作效率为75％以上；在输出功率为 400w～2300w之间时，工作效率为78％以上，恰好能保证在动力装置与目标电动工具匹配时，马达在目标电动工具上的工作效率均能保持在较高的效率值。

此外，根据表2可知，不同的电机其工作效率较高时，马达的输出扭矩大小是不同的。定义马达高效率的输出扭矩区间为第一预设扭矩和第二预设扭矩之间。当第一预设扭矩与第二预设扭矩的差值为0.3NM以上时，5种电机均能达到效率高于75％。当第一预设扭矩与第二预设扭矩的差值为0.5NM 以上时，有四种无刷电机的效率均能达到75％以上，该4种无刷电机的尺寸范围是：外径为45mm-64mm，叠厚为15mm-35mm。当第一预设扭矩与第二预设扭矩的差值为1NM以上时，有3种外转子无刷电机的效率均能达到75％以上，该3种外转子无刷电机的尺寸范围为：外径为45mm-64mm，叠厚为 15mm-35mm。

此外，由于动力装置是可拆卸的模块，需要在不同的电动工具之间进行移动，且与动力装置配合的部分工具为手持式电动工具，这些场景均要求动力装置的重量较轻。动力装置包括的核心模块之一就是马达，因此，要求马达的重量轻。

为降低马达的重量，首选的方式是提高马达的功率密度。功率密度指的是马达的额定功率与重量的比值。由于马达的材质是基本固定的，提高马达功率密度的方法优选为减小马达的体积，或者说，在体积一定的情况下提高马达的额定功率。在体积一定的情况下，外转子无刷电机的转子外径D大于内转子无刷电机的转子外径D。又由于马达的输出功率与转速(N)、叠厚(L)、外径(D)成正比，具体可通过以下公式表达，P＝K*D²*L*N，其中K为常数。根据该公式可知，在转速一定的情况下，外径D越大，则功率P越大。因此，优选外转子无刷电机。外转子无刷电机的功率密度大于2w/g；更为优选的，马达的功率密度大于2.6w/g。

此外，由于马达的输出功率与转速(N)、叠厚(L)、外径(D)成正比，具体可通过以下公式表达，P＝K*D²*L*N，其中K为常数。由该公式可知，增大转速、叠厚、或外径中的任何一个，即可增大马达的功率输出。但增大叠厚或外径会导致马达的体积增大，重量增加。因此，在不增加重量的情况下，要求马达能输出较高的功率，则可以采用增加转速的方式。基于此，优选的，马达的空载转速为10000转/分以上。更为优选的，马达的空载转速为15000转/分～16000转/分。

需要说明的是，本说明书中上述的马达又称电动机，即通过将电能或其他能源转化为机械能的一种电机，以下对马达以电机进行命名。

为了使马达(或电机)的输出功率可以达到1200w以上或使电机的输出功率位于第二预设功率以上，且电机的体积较小，也即在缩小体积或不增加电机体积的情况下，要求电机能输出较高的功率，使电机的功率与体积的比或电机的功率与质量的比相对于普通的电机比较高。对于小体积、大功率的电机，一直以来都是业界长期需求却没有被满足的技术难题。小体积、大功率的电机，在输出功率相同的情况下，不仅电机自身的体积小、质量轻，当将电机安装于电动工具时，电动工具的整体体积和质量都会减小，尤其是当电动工具为手持类工具时，电动工具的体积小、重量轻会给操作者带来很大的便利。因此，小体积、大功率的电机也越来越受人们的青睐。但是，现有电机中，当体积比较小的时候，其额定功率往往较低。如现有技术中的D5030 的电机，电机的转子直径D为50mm，定子叠长L为30mm，体积为58cm³，其工作时的额定功率最高只能达到800w，功率密度为14w/cm³，且电机的转速最高只能达到12000转/分。所以在该体积下电机的功率达不到上述要求，但当额定功率做的比较高时，能满足上述的额定功率1200w的打草机功率需求时，由于电机功率P＝K*D2*L*N，其中K为常数，D为电机的转子的直径， L为定子的叠长，N为电机的转速，所以在转速N不变的情况下，通过增大电机转子的直径D和定子的叠长L来增加功率时，电机的体积会比较大。现有技术中，对于提高功率，通常做法是增大电机的体积，因为对于普通的电机体积在58cm³左右且功率在800w左右的电机，业界的人通常认为该转速12000/分已经达到电机在该体积下所能输出的转速的极限，很难或不可能再将转速提高。因为现有技术所能做出的电机中，电机的转速N与电机的转子直径D以及定子叠长L的乘积D2*L的比不能太大，太大时，现有技术中电机的结构将无法承受太高的转速。在上述的电机中，当直径45mm≤D≤55mm，所述定子的叠长25mm≤L≤35mm时，电机的质量也基本固定，大概在400-500g左右。现有技术中的电机在质量为400-500g时，只能承受转速小于12000转以下所产生的离心力。所以在该体积下通过提高转速增加功率，是业界人士不会考虑的因素。

本实施例提供一种电机，用于电动工具，可以在小体积下输出较高的功率，工作时的额定功率为P_额与电机的体积比可以达到15.5W/cm³，具体的，所述电机的额定功率P_额≥900w，所述电机的体积v≤58cm³；优选地，P_额 ≥1300w，所述电机的体积v≤58cm³；更为优选地，P_额≥1300w，所述电机的体积v≤58cm³；可以理解地，由于电机的制作材料基本是固定不变的，当电机的体积一定时，电机的质量M基本也是固定不变的。因此，上述的额定功率P_额同体积比还可以通过另一种方式来表达，也即，工作时的额定功率为P_额与电机的质量M比可以达到2W/g。其中，所述电机的额定功率P_额 ≥900w，所述电机的质量M≤450g；优选地，P额≥900w，所述电机的质量 M≤400g；更为优选地，P_额≥1300w，所述电机的质量M≤400g。

以下以具体的实施例对高功率且小体积的电机进行说明，在本发明的高功率、小体积的第一实施例中，提供一种电机，用于电动工具，本实施例中的电机可以在小体积下输出较大的功率。相对于一般的电机，在同等功率下，电机具有轻巧灵便的特性，当电机安装于电动工具上时，电动工具的整体体积也会相对较小，相应的质量也会较低，使产品更加人性化。因此，体积小、功率高的电机，越来越受欢迎。此外，如果电机需要在多种不同的电动工具之间可拆卸的通用时，如电机既可以用在额定功率300w的修枝剪上、额定功率560-600w的吹风机上、额定功率800w的打草机上、额定功率1200w的割草机、额定功率1200w的链锯上以及额定功率450w高压清洗机上等。具体典型电动工具的典型工作特性参数，可参见本说明书中的表1。所述的电机因体积小、重量轻，还具有拆卸方便的特性。

由于P＝K*D2*L*N，其中K为常数，D为电机的转子的半径，L为定子的叠长，N为电机的转速。为使相同体积下的电机中转子的半径较大，本是实施例中，优选采用外转子电机。

为使电机可以达到上述的额定功率体积比或上述的额定功率质量比，本实施例中通过提高电机的转速N来提高电机的额定功率P_额。具体地，本实施例的电机的额定转速N_额≥12000转/分，优选地，电机的额定转速N_额≥ 16000转/分。可以理解地，当电机的转速提高时，电机所受的离心力也会增大，常规的电机很容易因转速的提高出现一系列问题，如轴承失效，转轴断裂或磁瓦脱落。本实例通过现有电机结构的改进，使电机可以在高转速下转动，且电机在额定转速N_额≥12000转/分或N_额≥16000转/分，累计工作寿命至少在600小时以上，不会出现上述轴承失效、转轴断裂以及磁瓦脱落的问题，优选地，电机在额定转速N_额≥12000转/分或N_额≥16000转/分，累计工作寿命可达到1000小时以上。

当电机在上述多种工具主体之间使用时，要求电机可拆卸的安装于上述多种电动工具，此处以第一电动工具和第二电动工具命名，代表上述本说明书的表1中的多种电动工具中的一种。所述第一电动工具的额定功率为第一额定功率P_f，第二电动工具的额定功率为第二额定功率P_S，P_S≥P_f，所述电机的额定功率P_额≥P_S，第一额定功率300w≤P_f≤1200w，第二额定功率300w ≤P_S≤1200w。

由于电机可拆卸的安装于不同的电动工具上，不同电动工具其具有的转速是不同的，修枝剪的额定转速1300转/分，打草机的转速是5000-6000转/ 分，吹风机的转速是16000转/分，具体地，其他电动工具的额定转速，参见本说明书中的上述表1。为了通用不同的电机，本实施例中的电机的额定转速需要与第一电动工具和第二电动工具中的额定转速最高的电动工具的转速相匹配，或者说电机的额定转速需要大于等于第一电动工具和第二电动工具中最高的额定转速，因此，本实施例中的第一电动工具和/或第二电动工具上还设有转速匹配装置，以使电动工具和电机之间的转速相匹配。所述转速匹配装置为齿轮减速器、蜗杆减速器、行星齿轮减速器、皮带以及同步带中的至少一种。所述转速匹配装置还可以为电子控制开关，所述电子控制开关通过改变电机的输入电压或输入电流使电机的转速改变，进而使电机转速和电动工具的转速相匹配。

由于无刷电机相对于有刷电机具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命且简单易用等优点，本实施例中具体以直流无刷电机为例，对大功率、小体积下的第一较佳实施方式中外转子无刷电机的具体结构进行相关说明。

如图20-图21所示，图20为本实施例中，所采用的电机700a的立体结构图，电机700a包括定子701a以及可转动的套设于定子701a圆周外部的转子702a，电机700a还包括位于定子701a一端的端盖705a，定子701a设有沿轴向贯通定子701a两端的定子通孔7011a，电机700a还包括沿定子701a 中心轴线穿过定子通孔7011a且与转子702a固定的转轴703a。

如图22，转子702a包括两端开口的呈桶状的转子本体7022a，转子本体 7022a的内壁上周向设有磁极片704a，优选的，磁极片704a为永磁体。

为了使电机的体积较小，本实施例中电机外转子直径D≤55mm，所述定子的叠长为L，L≤35mm；优选地，所述转子的直径45mm≤D≤55mm，所述定子的叠长25mm≤L≤35mm。更为优选地，转子的直径D为50mm，定子的叠长L为30mm。

通常，上述的磁极片704a通过粘贴的方式固定于上述转子本体7022a。由于电机700a在高速旋转时，电机700a的空载转速达到12000转/分，甚至高达16000转/分，磁极片704a所受的离心力较大，所以磁极片704a容易出现脱落的情况。为了防止磁极片704a脱落，当电机700a的转速越高时，必须使每一个磁极片704a与转子本体7022a之间的有效粘贴面积增大，用以通过增大粘贴面积来保证磁极片704a和转子本体7022a之间的粘接力。为了使电机700a高速旋转下，磁极片704a不脱落，所述磁极片的在电机额定转速N额下对应的线速度V2越大，则所述磁极片709a和转子内壁的粘贴面积S越大，且S/V2大于等于6.4。进一步地，磁极片的线速度V2≤41.87米 /秒，且所述磁极片的有效粘贴面积s≥272平方毫米。优选地，所述磁极片的有效面积s≥243平方毫米，磁极片的线速度V2≤41.87米/秒。可以理解地，为了使磁极片704a不脱落，在电机700体积相同的情况下，转子本体内部的磁极片704a的数量越少越好，这样，每一片磁极片704a对应的粘贴面积比较大，磁极片704a不容易脱落。但磁极片704a较少时，电机700a 的工作效率以及电机700a输出的扭矩均受到影响，使输出的扭矩不能够满足电动工具的需求，且供电的电源得不到合理的应用，尤其当供电电源为电池包时，由于电机效率低，电池包待机时间短，需要多次更换电池包或给电池包进行充电，会比较麻烦。本实施例中，电动工具对电机的转换效率也有较高要求，当电机工作时输出功率为300w-1200w时，电机的转换效率为75％以上。本实施例中电机的磁极片704a必须大于10片以上。但磁极片704a 数量过多时，电机在同等体积下，磁极片704a的粘贴面积会较小，磁极片704容易脱落。为了使磁极片不容脱落，在本实施例电机700a允许的体积范围内，外转子直径D≤60，L≤40时，磁极片704a不超过20片。本实施例中，为了使电机700a不仅具有较高的转化效率和较大的输出扭矩，且电机 700a的体积和质量都比较小，方便在不同工具主体之间拆装和不同功率范围内使用，优选地，电机700a的转子702a的直径D设置为50mm，定子701a 叠长L设置30mm，并将磁极片的数量设置为10，来保证磁极片704a的有效粘贴面积m≥272平方毫米以及电机700a的在电机工作时功率P为300w-1200w之间的工作效率在75％以上。且当电机的功率P位于800w至 1200w时，电机的工作效率为80％以上。在其他实施例中，还可以将电机的直径D以及定子的叠长L设置成其他值，来保证有效粘贴面积，此处不再赘述。

转子702a还包括上述端盖705a，端盖705a固定于转子本体7022a一端，端盖705a包括与转子本体7022a紧固配接的配接部7050a以及设有第一轴孔7051a的端盖本体7052a，且配接部7050a与端盖本体连接，当转子702a 转动时，端盖705a随转子702a一起转动。在本实施例中，配接部7050a具体的呈环状，配接部7050a通过过盈配合的方式与转子本体7022a配接，当然，配接部7050a也可以通过其他方式与上述的转子本体7022a进行配合，如粘接、螺纹配合或通过螺钉固定等。

在电机700a工作过程中，电机700a自身以及其他一些周边的结构，如电路板等往往会存在一些发热问题，当电机发热时，尤其是电机温度超过一定值时，会使电机内的磁极片退磁，使电机失效、无法转动。为了较好地给电机700a自身或其他一些周边的结构进行散热，电机的转子702a还包括风扇。

如图23，在本实施例中，上述风扇包括用于冷却电机700a内部的第一风扇，上述第一风扇包括扇叶7071a，扇叶7071a位于端盖本体7052a和配接部7050a之间。并通过扇叶使7071a使配接部7050a与端盖本体7052a固定连接，可以理解地，扇叶7071a也可以由端盖本体7052a向外延伸得到。需要说明的是，不同电机中，端盖的设置方式不同，所以本实施例中定义电机功率密度时，电机的额定功率P_额和电机的体积v相比时，电机体积v仅为由定子和位于定子外部的转子本体7022a所组成的体积，不包括上述的端盖705a以及定子支架709a。

继续参见图23，所述端盖本体7052a背离配接部7050a的一侧面设有缺槽7054a，所述缺槽7054a周向设置于第一轴孔7051a的外侧，通过缺槽的设置，可以减轻电机700a中端盖的质量。优选地，所述缺槽7054a之间周向等间隔设置，用以使所述的端盖705a周向上质量分布均匀。避免端盖705a 随转子转动过程中，因周向质量不均衡产生噪音。此外，当端盖705a因制造过程中周向质量不均衡而产生噪音时，通过缺槽7054a之间等间隔设置于第一轴孔7051a的外侧，可以在周向上对应质量轻的缺槽中添加或补充平衡泥或其他材料，消除端盖在转动过程中因周向质量不均衡产生的噪音。

可以理解地，如图24所示，在其他实施例中，所述缺槽7054a也可以设置于端盖本体7052a面向配接部7050a的一侧面，且所述缺槽7054a之间周向上间隔的大小以及缺槽7054a自身的大小均可以根据实际需要进行变化，此处不再赘述。

如图25，在本实施例中，上述风扇还包括用于冷却电机700a外部其他部件的第二风扇706a，第二风扇706a包括风扇本体7061a，风扇本体7061a 上设有与转轴703a配合作用的第二轴孔7062a，在本实施例中，为了防止第一风扇将电机内部的热风吹至其他部件，上述第二风扇706a的风扇本体 7061a与上述端盖本体7052a之间形成用以隔离第一风扇和第二风扇706a的遮挡面。可以理解地，也可以在第一风扇和第二风扇706a之间设置其他类型的隔离件，用于防止电机700a内部的热风被第二风扇706a继续吹至其他地方，影响冷却效果。

在本发明的其他的实施例中，可以理解地，上述的端盖705a以及第一风扇也可以采用其他结构。如图25，端盖705’a包括与转子本体7022’a紧固配接的配接部(图中未示出)以及设有第一轴孔7051’a的端盖本体7052a’，端盖本体7052’a与配接部之间通过由端盖本体7052’向外延伸的连接面7053a’ 连接。且端盖705a’上设有开槽7055’a用以使第一风扇所产生的风可以送达电机700’a内部。也即第一风扇的扇叶(图中未示出)并非直接设置于端盖 705’a上。

上述定子701a包括设有通电线圈的定子电枢(图中未示出)，定子电枢在通电后形成磁场，并与上述的转子702a内部的磁极片704a相互作用，使转子702a转动。

如图20和图21，所述电机700a还包括用于将电机700a安装于电动工具的定子支架709a，在本实施例中，定子支架709a与电动工具固定连接，需要说明的是，定子支架709a可直接与工具电动工具固定连接，也可以将定子支架709a与上述的动力装置的主壳体固定连接，并通过主壳体与电动工具进行固定连接。定子支架709a与定子701a紧固连接，这样，当电机700a 安装于电动工具后，通过转轴703a带动电动工具的工具头进行工作。参见图 21，具体地，在本实施例中，定子支架709a远离定子701a的一端固定于电动工具，另一端向电机定子701a的定子通孔7011a内延伸形成套设于转轴 703a外侧的中空套管，且定子支架709a通过位于定子701a内部的中空套管与定子701a固定。由于转轴703a与上述的转子702a紧固配合，转子702a 在磁力作用下带动转轴703a转动进而带动工具头进行工作。需要说明的是，为了降低上述电机700a的重量，优选地，定子支架709a使用铝材料，但高速旋转时，定子支架709a容易折断，因此，本实施例中为了使定子支架709a 适合在高速旋转下使用，定子支架709a可主要由航空铝材料制作。电机700a 还包括位于转轴703a外侧用于使转轴703a可相对于电机700a其他固定部件转动的轴承。

如图21所示，所述轴承包括位于定子支架709a和转轴703a外壁之间的第一轴承7081a，且所述第一轴承7081a位于定子支架709a靠近工具主体的一端，用以使转轴703a可相对于定子支架709a转动。所述轴承还包括位于定子701a定子通孔内壁与转轴703a外壁之间的第二轴承7082a。本实施例中，由于所述的电机700a仅通过定子支架709a的一端与工具主体进行固定，也即电机700a仅一端与工具主体或上述主壳体进行固定，因而转轴703a对电机700a的支撑为单臂梁支撑，相对于双壁梁支撑的结构，第二轴承7082a 需要承受较大的来自电机700a的载荷；此外，第二轴承7082a受定子701a 和转轴703a之间的体积的限制，第二轴承7082a通常体积较小；因此，轴承在受载荷高速旋转时，相对于低速旋转时的电机700a以及双壁梁支撑的电机更容易出现轴承失效问题。可以理解地，本实施例中也可以将上述的电机换成双壁梁支撑的电机，即电机700a的转轴703a两端均与上述主壳体或工具主体固定连接，但双壁梁支撑会进一步加大电机700a的体积或重量，本说明书中上述其他实施例中的动力装置的体积和重量。优选的，为了解决第二轴承7082a容易失效，同时电机700a或动力装置的体积或重量增加较小，第二轴承7082a采用双轴承。轴承包括轴承座以及滚珠，轴承座形成供滚珠滚动的滚道，在本实施例中，上述双轴承可以由2组具有单滚道和单组滚珠的轴承座并列放置，也可以为具有双滚道的轴承座和2组滚珠组成的轴承。通过采用双轴承结构，可以通过两个轴承分担原本由一个轴承承担的载荷，降低了轴承失效的风险。本实施例中，两个并列的轴承之间还设有挡圈，用以防止两个并列的轴承之间相互干涉。当然，本实施例中的轴承还可以为多轴承，在此不再赘述。

参见图28，可以理解地，为了使本发明中的第二轴承7082a能够更好的承担载荷，所述的第二轴承可以为滚针轴承，且所述滚针的轴向方向与转轴的轴向方向相平行，滚针轴承相对于上述的滚珠轴承具有较大的承载面积，单位面积上的承担的载荷相对较小，因而失效的风险降低。

可以理解地，本发明由于第二轴承设置于转轴外壁和定子通孔内壁之间，由于转轴外壁和定子通孔内壁之间的体积狭小，不能够将轴承的体积做大，因此，本发明的其他实施例中可以通过改变第二轴承7082a的设置位置来增大轴承的体积，使其适合在高速旋转的情况下使用。

如图27所示，图27为大功率、小体积下的第二较佳实施方式中所采用的电机700”a的剖视图。电机700”a包括定子701”a以及可转动的套设于定子701”圆周外部的转子702”a，电机还包括位于电机700”a一端的端盖 705”a，所述电机700”a还包括上述的定子支架709”a。

在本实施例中，第三轴承7082”a位于转子702”a内壁和转轴703”a外壁所形成空腔中，且第三轴承7082”a位于定子701”a与端盖705”之间，也即位于定子701”a远离定子支架709”a的一端与端盖705”a之间，且第二轴承7082”a通过设置的轴承固定架710”a将第三轴承7082”a固定于转轴703”a外侧。具体的，所述轴承固定架709”a可通过与定子701”a定子通孔7011”a过盈配合的方式进行固定，所述第三轴承7082”a轴承内壁至第三轴承7082”a轴承外壁的距离大于转轴外壁至定子通孔7011”a内壁的距离。在本实施例中，所述端盖705”a可以与上述实施例1中的端盖705a 相同也可以与上述端盖705a的不同，同样定子支架与电动工具的固定方式可以与上述高功率、小体积的第一实施例中定子支架与电动工具的固定方式相同，也可以与上述高功率、小体积的第一实施例定子支架与电动工具的固定方式不同，此处不做限定。电机的其他结构和特性可均与上述高功率、小体积的第一实施例相同。

如表2所示，D5030为外转子无刷电机，该结构使得其功率密度高于2W/g，同时由于其转速为15000转/分～16000转/分，使得其体积进一步减小，重量进一步降低至400g左右，功率密度进一步提高为2.75w/g。

以下，结合表3说明，配有D5030电机的动力装置装配到不同电动工具的工具主体上时，各电动工具的工作特性参数。其中，电机负载转速指的是电机在对应负载情况下的输出转速。举例说明，修枝剪的电机负载转速的含义为：电机的输出功率为300w时，电机的输出转速为15000转/分～15700 转/分。

表3：配有D5030电机的动力装置装配到不同电动工具的工具主体上时，各电动工具的典型工作特性参数。

根据电机的特性曲线，在不同的功率输出条件下，电机的工作效率、电机的负载转速各不相同。因此，当动力装置安装到具有不同额定功率的电动工具上时，其在额定功率下工作时，电机的工作效率和电机的负载转速不同，具体数值参见表3。

此外，如表3所示，不同负载下，电机的负载转速相差较小，而不同的电动工具的额定转速相差较大，因此，需要对马达的负载转速进行不同程度的减速，才能使得电动工具可以获得其所需的额定转速。减速的方式有至少两种，一种为机械减速，即通过减速装置减速；另一种为电子减速，即通过调整占空比或导通角降低电机的输出转速。电子减速的原理是降低马达的输入电压或输入电流，从而实现减速。此时，马达的输入功率相应降低，在马达工作效率一定的情况下，马达的输出功率也降低。机械减速的原理是通过减速装置将马达的输出转速降低，不会降低马达的输入电压或输入电流。相应的，马达输入功率不会降低，在马达工作效率一定的情况下，马达的输出功率也不会降低。本发明中，由于马达要通用于不同种类的电动工具的工具主体，每一种电动工具对马达的输出功率的要求跨度较大。例如在本发明的一种实施例中，最大输出功率与最小输出功率之间差值超过900w。如果采用电子减速，则会进一步加大马达的输出功率的跨度，加大马达的设计难度。为降低马达的设计难度，本发明优选通过减速装置减速。根据不同的电动工具的额定转速与电机的额定转速之间的差异，设置具有对应的减速比的减速装置，各电动工具的减速装置的减速比如表3所示。

本发明中，动力装置可以包括能量提供单元，也可以不包括能量提供单元。以下结合表4对包括能量提供单元的动力装置及安装有该动力装置的电动工具的功率、能量、重量进行说明。本实施例中，能量提供单元为电池包。

如表4所示，电池包的电压为60V，容量为2Ah，也就是说，电池包提供的能量为120Wh。此时，动力装置的整机重量为2Kg～2.1Kg。因此，动力装置的能量重量比为57Wh/kg～60Wh/kg。又由于所选马达为D5030电机，其额定功率为1100w，因此动力装置的额定功率与重量的比为 523W/kg～550W/kg。安装有该动力装置的各电动工具的重量及能量重量比、功率重量比如表4所示。其中整机重量指的当动力装置安装到电动工具上时，电动工具的重量。整机能量重量比指的是电池包提供的能量与整机重量的比值。整机功率重量比指的是整机的额定功率与整机重量的比值。

表4为电池包为120Wh时各电动工具的能量重量比和功率重量比

在另一种实施例中，电池包的电压为60V，容量为4Ah。也就是说，电池包提供的能量为240Wh。此时，动力装置的整机重量为2.7Kg-2.8Kg。因此，动力装置的能量重量比为85.7Wh/kg～88.9Wh/kg。又由于所选马达为D5030 电机，其额定功率为1100w，因此动力装置的额定功率与重量的比为 392.8W/kg～407.4W/kg。安装有该动力装置的各电动工具的重量及能量重量比、功率重量比如表5所示。

表5为电池包为240Wh时各电动工具的能量重量比和功率重量比

在还有一种实施例中，动力装置不包括能量提供单元。此时，动力装置的重量为0.9Kg-1.1Kg，由于所选马达为D5030电机，其额定功率为1100w，因此动力装置的额定功率与重量的比为1000W/kg～1222.2W/kg。当动力装置安装到电动工具上时，电池包的电压、容量、整机的重量及整机的能量重量比和整机的功率重量比可参考表4和表5的数据。

本发明中的60V指的是电池包充满电时的电压，具体为标称电压为54V 的锂电充满电时的电压，也就是15节标称电压为3.6V/Cell的锂电池串联起来充满电后的电压。本发明的60V电池包包括15节串联的锂电池，每节电池的标称电压为3.6V。本发明的60V电池包还可以为其他任意多个电池单元串并联组成。考虑到实际设计过程中，多种因素影响设计参数，本发明中记载的数值正负波动1％～5％的范围均是该数值所表达的范围，本发明记载的百分比数值包括其数值本身以及增加或减少1％。举例说明，功率为800W的含义是功率为760W-840W之间的任意数值，该范围包括的典型值有760W (＝800-800*5％)，792W(＝800-800*1％)，800W，808W(＝800+800*1％)，840W (＝800+800*5％)。效率为70％的含义是效率为69％-71％，该范围包括的典型值有69％(＝70％-1％)，70％，71％(＝70％+1％)。

本发明的部分实施例中，动力装置不包括能量提供单元，此种情况下，动力装置与能量提供单元相互分离设置，分别与工具主体进行直接的配接，从而组合成一个完整的电动工具。相应地，工具主体上分别设置有与动力装置配接的配接部以及与能量提供单元配接的配接部。两个配接部相互独立设置，分别独立地与能量提供单元和动力装置起配接作用。

如图17所示为本发明提供的工具主体700的第一较佳实施例的结构图。本实施例中，工具主体700包括工具壳体701、功能组件706、以及设置在工具壳体701上的第一配接部702和第二配接部704。第一配接部702可拆卸地与能量提供单元712配接。第二配接部704可拆卸地与动力提供单元710 配接。当能量提供单元712和动力提供单元710分别与第一配接部702和第二配接部704配接时，能量提供单元712提供的能量经工具主体700传递给动力提供单元710，动力提供单元710将接收的能量转换为动力输出，驱动功能组件706执行预设的工作。本实施例中，功能组件706为修枝组件，在其他实施例中，功能组件706还可以为吹风组件、吹吸组件、打草组件、割草组件、摆动组件、往复组件、抛雪组件、清洗组件、以及任何其他电动工具的执行组件等。

第一配接部702包括第一结合部和第一电气接口，第一结合部与能量提供单元712实现机械连接，第一电气接口与能量提供单元712实现电性连接。第二配接部704包括第二结合部和第二电气接口，第二结合部与动力提供单元710实现机械连接，第二电气接口与动力提供单元710实现电性连接。

第一电气接口包括与能量提供单元712的正极电性连接的第一正极端子和与能量提供单元712的负极电性连接的第一负极端子，第二电气接口包括与第一正极端子电性连接的第二正极端子和与第一负极端子电性连接的第二负极端子。第一电气接口和第二电气接口可以直接电性连接，也可以经过工具主体700中的电路间接电性连接。

优选的，第一电气接口包括第一正极端子和第一负极端子，第二电气接口包括第二正极端子和第二负极端子。能量提供单元712的能量依次经第一正极端子和第二正极端子流入动力提供单元710，然后依次经第二负极端子和第一负极端子流回能量提供单元712。

优选的，第一电气接口还包括第一信号传输端子组，第二电气接口还包括第二信号传输端子组。第一信号传输端子组和第二信号传输端子组分别至少包括一个信号端子。第一信号传输端子组和第二信号传输端子组可以直接或间接地传递信号。第一信号传输端子组和第二信号传输端子组之间可以通过有线的方式传递信号，也可以通过无线的方式传递信号。优选的，第一信号端子组包括两个信号端子，一个端子向外传递信号，另一端子接收外界的信号。第二信号端子组包括两个信号端子，一个端子向外传递信号，另一端子接收外界的信号。

如图17所示，第一配接部702与第二配接部704相互独立且相互分离设置。定义工具壳体701的延伸方向如图中的X方向，定义与X方向垂直的方向为Y方向。由图可知，第一配接部702与第二配接部704沿X方向的距离小于20厘米。优选的，小于10厘米。更为优选的，小于5厘米。更为优选的，距离为0厘米。第一配接部702与第二配接部704沿Y方向的距离小于 20厘米。优选的，小于10厘米。更为优选的，小于5厘米。更为优选的，距离为0厘米。第一配接部702与第二配接部704的距离由X方向的距离和 Y方向的距离共同确定，上述列出的X方向的距离数值与Y方向的距离数值可以进行任意的组合。

如图17所示，工具主体700还包括操作组件708。操作组件708可以为手柄、开关等在电动工具执行工作的过程中，由用户握持或操作的部件。本实施例中，第一配接部702和第二配接部704均靠近操作组件708设置。

如图18所示为工具主体700的第二较佳实施例的结构图。本实施例中，工具主体700的结构与图17所示实施例的结构基本相同，区别仅在于，本实施例中，第一配接部702在工具壳体701上的位置靠近操作组件708设置的位置，第二配接部704在工具壳体701上的位置靠近功能组件706设置的位置。在其他实施例中，第一配接部702和第二配接部704可以均靠近功能组件706设置，或第一配接部702靠近功能组件706设置，第二配接部704靠近操作组件708设置。

如图19所示，本发明还提供一种电动工具，包括工具主体700，能量提供单元712，以及动力提供单元710。工具主体700的结构如前所述，在此不再赘述。其中，动力提供单元710包括马达和控制马达运转的线路板A。能量提供单元712包括多个电池单元和监控多个电池单元的放电状态的线路板B。工具壳体701中设置连接能量提供单元712与动力提供单元710之间的电性连接的线路板C。本实施例中的马达可以为本说明书的前面部分记载的马达。

在一种实施例中，线路板A控制马达的运转，如调速、稳速、正反转、反转自停、正转自停、脉冲功能等；线路板B监控多个电池单元的放电状态，如检测电池单元的电压、能量提供单元712的整包电压、温度、放电电流等；线路板C控制能量提供单元712的放电过程，如过流保护、过放保护、过温保护等。在另一种实施例中，线路板C不具有任何控制功能，仅电性连接线路板A和线路板B；线路板A控制马达的运转，且控制能量提供单元712的放电过程；线路板B监控多个电池单元的放电状态。在另一种实施例中，线路板A检测马达的运转状态，如转速、相位等；线路板B监控多个电池单元的放电状态；线路板C控制马达的运转和能量提供单元712的放电过程。

上述对各元件的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。

本领域技术人员可以想到的是，本发明还可以有其他的实现方式，但只要其采用的技术精髓与本发明相同或相近似，或者任何基于本发明做出的变化和替换都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电机，用于电动工具，其特征在于，所述电机包括：定子、相对于定子可转动的转子、转轴以及用于将定子固定于电动工具的定子支架，所述电机在通电后产生磁场，所述转子在磁场的作用下转动，所述转轴与所述的转子固定连接，并随所述转子一起转动，以带动电动工具的工作部件执行相关工作，所述电机的体积为v，所述电机工作时的功率为P，电机的额定功率为P_额，所述电机的额定功率P_额与电机的体积v的比为k，k≥16.5w/cm³。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机的额定功率960w≤P_额≤1440w，所述电机的体积58cm³≤v≤83.1cm³。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述电机的额定功率P_额为1200w。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机为外转子电机。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述转子包括两端开口的呈筒状的转子本体，所述转子本体的内壁上设有磁极片，所述转子本体套设于所述定子外部，且所述转子本体的外径为D，45mm≤D≤55mm；所述定子包括轴向贯通定子内部的定子通孔，且所述定子的叠长为L，25mm≤L≤35mm；所述转轴贯穿定子通孔并与所述转子本体固定连接；所述电机的额定功率960w≤P_额≤1440w。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述转子本体的直径D为50mm，所述定子的叠长L为30mm。

7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述电机工作时转速为N，电机额定转速为N_额，12800转/分≤N_额≤19200转/分。

8.根据权利要求7所述电机，其特征在于，所述电机在工作时转速12800转/分≤N_额≤19200转/分，电机的累计工作寿命为t，1000小时≤t≤1500小时。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的电机，其特征在于，所述电机为无刷电机。

10.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述定子支架的一端与所述定子固定连接，另一端与电动工具连接，用以通过定子支架将电机固定于电动工具，所述电机还包括设置于转轴外侧的轴承，所述轴承包括位于定子支架和转轴外壁之间的第一轴承，且所述第一轴承靠近定子支架与电动工具固定的一端。

11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述转轴贯穿所述定子支架的两端，所述定子支架远离定子的一端固定于所述电动工具，并由该端沿着定子通孔向定子通孔内部延伸形成套设于所述转轴外侧的中空套管，所述定子支架通过位于所述定子通孔内的中空套管与所述定子固定，所述的第一轴承位于转轴外壁和套设于转轴上的中空套管的内壁之间。

12.根据权利要求10或11所述的电机，其特征在于，所述定子支架的成分包括航空铝材料。

13.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述轴承包括位于定子通孔内壁与转轴外壁之间的第二轴承，所述第二轴承用以使转轴可相对于定子转动。

14.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述第二轴承由两个以上并列的轴承组成。

15.根据权利要求14所述的电机，其特征在于，所述第二轴承由两个并列滚珠轴承组成，所述两个并列的滚珠轴承之间设有挡圈，用以防止两个并列轴承之间相互干涉。

16.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述第二轴承为滚针轴承，且所述滚针的轴向与转轴的轴向相平行。

17.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述转子还包括位于转子本体一端的端盖，且所述端盖固定于转子本体远离定子支架的一端，所述电机还包括位于转子通孔内壁和转轴外壁所形成空腔中的第三轴承，且所述第三轴承位于所述定子远离定子支架的一端与端盖之间。

18.根据权利要求17所述的电机，其特征在于，所述第三轴承内壁至第三轴承外壁的距离大于等于转轴外壁至定子通孔内壁的距离。

19.根据权利要求17所述的电机，其特征在于，所述第三轴承通过与所述定子紧固配合的轴承固定架进行固定。

20.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述定子包括设有通电线圈的定子电枢，所述定子电枢在通电后产生磁场并通过磁场与所述磁极片相互作用使电机转动，所述磁极片的数量大于等于10片。

21.根据权利要求20所述的电机，其特征在于，所述电机的输入功率为P1，电机的输出功率为P2，电机的效率为η，η＝P2/P1，当电机工作时的输出功率300w≤P≤1200w时，η≥75％。

22.根据权利要求21所述的电机，其特征在于，所述电机功率500w≤P≤1200w时，所述电机的效率为η≥80％。

23.根据权利要求21所述的电机，其特征在于，所述磁极片在电机额定转速N下对应的线速度V2越大，则所述磁极片和转子内壁的粘贴面积S越大，且S/V2大于等于6.4，以增大磁极片和转子内壁之间的粘接力。

24.根据权利要求23所述的电机，其特征在于，所述磁极片的数量为n1，n1≤20。

25.根据权利要求24所述的电机，其特征在于，所述磁极片的数量n1为10，磁极片的线速度V2≤41.87米/秒，且所述磁极片的有效粘贴面积s≥272平方毫米。

26.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机可拆卸的安装于至少两种电动工具，分别为第一电动工具以及第二电动工具，所述第一电动工具的额定功率为第一额定功率Pf，第二电动工具的额定功率为第二额定功率PS，PS≥Pf，所述电机的额定功率P_额≥PS。

27.根据权利要求26所述的电机，其特征在于，所述第一额定功率Pf为300w至1200之间，所述第二额定功率PS为300w至1200w之间，当所述Pf≤P≤PS时，所述电机的工作效率为75％以上。

28.根据权利要求27所述的电机，其特征在于，所述转子包括磁极片，所述定子包括定子电枢，所述电机在通电后，所述定子电枢产生磁场与所述的磁极片相互作用使转子转动，所述磁极片的数量为10片以上。

29.根据权利要求28所述的电机，其特征在于，所述电机为外转子电机，所述转子包括呈两端开口的筒状的转子本体，所述转子本体套设于所述定子的外部，所述磁极片位于转子本体的内壁上，且所述磁极片的数量不超过20片。

30.根据权利要求26所述的电机，其特征在于，所述第一电动工具和/或第二电动工具上设有转速匹配装置，用以使电机的转速和电动工具的转速相匹配。

31.根据权利要求30所述的电机，其特征在于，所述转速匹配装置为齿轮减速器、蜗杆减速器、行星齿轮减速器、皮带以及同步带中的至少一种。

32.根据权利要求30所述的电机，其特征在于，所述转速匹配装置为电子控制开关，所述电子控制开关通过改变电机的输入电压或输入电流使电机的转速改变，进而使电机转速和电动工具的转速相匹配。

33.一种电机，用于电动工具，其特征在于，所述电机包括：定子、相对于定子可转动的转子、固定于电机内部的磁极片、转轴以及用于将定子固定于电动工具的定子支架，所述电机在通电后产生磁场并与所述磁极片相互作用使转子转动，所述转轴与所述的转子固定连接，并随所述转子一起转动，以带动电动工具的工作部件进行工作，所述电机的质量为M，所述电机工作时的输出功率为P，电机的额定功率为P_额，所述电机的额定功率P _额与所述电机的质量M的比为ρ，ρ≥2.4w/g。

34.根据权利要求33所述的电机，其特征在于，所述电机工作时允许输出功率960w≤P_额≤1440w，所述电机的质量350≤M≤450g。

35.一种电动工具，其特征在于，所述电动工具包括工具壳体、由工具壳体支撑的工作部件、握持手柄以及上述权利要求1-8、10-34任意一项所述的电机，所述电机用于带动电动工具的工作部件执行相关工作。