引言
人类与动物最大的区别就是人类会制造工具，用工具创造自己的幸福。那么现如今的工具成为了什么样子呢?工具应当如何发展才能更加方便我们的生活呢?接下来由我带大家进入电动工具的世界。
电动工具结构特点
电动工具通常以小容量（小额定功率）电动机或电磁铁为动力，通过传动结构来驱动工作头，是一种手持式或便携式的机械化工具。
图1 电动工具
电动工具应用领域
电动工具根据使用领域不同，可将其分为专业电动工具（企业生产用）和 DIY （自己动手做）两大类。
常见的电动工具有电钻、 电动砂轮机、 电动扳手和电动螺丝刀、电锤和冲击电钻、混凝土振动器、电刨。分别用于：
- 机械工业中的钻孔、锯割、抛光、去锈、打磨和螺钉、螺栓、螺母的紧固等。
- 建筑装潢中的水泥钻孔，植筋，墙壁开槽，混泥土搅拌，瓷砖石材切割等。
- 农田矿山中的水利建设，隧道施工，开凿岩石，混泥土加实等。
- 园艺林业建设中伐木，取材，植树，修剪，草坪修理，碎枝等。
- 木材加工制造中锯，刨，割，雕刻、抛光等。
- 另外还有应用医疗行业、工艺美术行业等其他特殊工种行业的一些偏门的应用，所以说电动工具的应用已经深入各行各业，非常的广泛。
图2 电动工具应用领域
行业现状
2017 年至 2021 年，全球电动工具市场预计将实现增长逾 74.4 亿美元。据 Zion Market Research 的数据显示，到 2018 年底，全球电动工具市场规模已达到 270 亿美元左右。展望未来，到 2025 年，这一数字预计将达到 360 亿美元。这意味着预期复合年增长率为 4.14%。 全球城市化趋势只是导致电动工具市场销售增长强劲的因素之一。另一个因素是 DIY 文化的兴起，DIY 兴起的部分原因可以归结为家居装修真人秀节目的流行。 电动工具品牌较出名的有 Bosch（博世）、3M（Minnesota Mining and Manufacturing）明尼苏达矿务及制造业公司、Stanley Black & Decker（史丹利百德公司）、Techtronic（创科集团）、Makita（牧田）。
1、Bosch（博世）
总部位于德国的 Bosch (博世) 是全球较大的电动工具制造商，2018 年的收入近 890亿美元。Bosch 起初名为 Werkstätte für Feinmechanik und Elektrotechnik，意思是精密机械和电气工程车间。
如今，Bosch 已成为德国较大的企业集团之一，其业务分为四个部门：移动解决方案、工业技术、消费品、能源及建筑技术。
2、3M（Minnesota Mining and Manufacturing）明尼苏达矿务及制造业公司
尽管 3M 最初并不是以电动工具公司而闻名，但 3M 是全球较大的金属加工电动工具公司之一。该公司于 1902 年在美国明尼苏达州成立，当时是明尼苏达州矿务及制造公司，现已成为较具标志性和较为成功的企业集团之一，拥有几项发明，如 scotch tape 透明胶带。
3M 的电动工具部门主要涉及金属加工工具。他们提供一系列先进的工具，如截止砂轮工具、模具磨床、盘式砂光机、研磨工具、便携式砂带机和随机轨道砂光机。
3、Stanley Black & Decker（史丹利百德公司）
Stanley Black & Decker 是历史悠久且较为知名的品牌之一。2018 年，该公司迎来了他们的第 175 个年头，全球营收近 140 亿美元。总部位于美国康涅狄格州新不列颠的 Stanley Black & Decker 公司是全球发展较快且具创新性的电动工具和存储公司。
4、Techtronic（创科集团）
Techtronic 是多家知名电动工具品牌的母公司。该集团于 1985 年在中国香港成立，负责监管 Milwaukee、AEG、Ryobi、Homelite、Empire、Stiletto、Hoover US、Hart、Oreck、Vax 和 Dirt Devil 等。他们的产品线包括电动工具、户外动力设备、配件、手动工具、布局和测量工具、地板护理和家用电器。
5、Makita（牧田）
Makita 是一家在电动工具领域家喻户晓的日本公司。Makita 成立于 1915 年，起初是一家电动机维修公司，现已成长为电动工具行业领头羊之一。该公司总部设在日本, 2018 年的收入超过 45 亿美元。
Makita 较为出名的可能是为 20 世纪 50 年代后期推出的某些电动工具和无绳工具。1958 年，他们推出便携式电动刨床，进入电动工具行业。
十多年后，他们推出了 6500D 电池供电的电钻，这是一款可充电的电动工具。如今，他们拥有一个完整的无绳工具系列产品，包括螺丝刀、冲击扳手、旋转锤、角磨机、刨床和金属剪
电动工具的组成
抛开外形设计，无绳电动工具主要由三大部分组成：电机，电池 和充电器。
图3 电动工具—电机
电机是电动工具功能使用的基础，充电式电机是由直流的电池驱动。随着家庭化的普及，一机多用会比较普遍，一般会搭配全套的钻头，通过更换钻头可以实现不同的功能。
电机内部结构一般如下：
图4 电动工具内部结构
- 钻夹头； 2. 传动机构；3. 开关；4. 机壳；5. 电缆线；6. 内部导线；7. 电动机
若是无绳电机，电池提供的电流是直流，此时驱动部分需要根据情况使用 MCU 来控制不同的电动机。常用的电机类型有直流有刷电机、直流无刷电机等。
图5 电动工具—电池
电池是电动工具的动力，电动工具上使用的电池一般是锂电池，电压高，容量密度大，一般会多颗电池串联或并联，以提升动力和续航能力。当然，电池部分里面不止锂电池，还会有保护板，由于锂电池的化学特性，在某些条件下对电池进行过充电、过放电和过电流会严重影响电池性能和寿命。保护板的功能便是电池的管理系统，有效监测电池的状态，提供相应的保护。
图6 电动工具—充电器
充电器是电池补充动力的核心，电池能否快速的充满电，需要充电器与电池管理系统 BMS 去沟通和调节。
世平集团推出电动工具 252W Charger方案，该方案采用全压 AC 100-240V 输入，适合全球范围应用。宽输出电压 12.5-42V，适应 3-10 串锂电充电。支持过温，输出过压，输出过流保护，支持输入欠压保护。可与 BMS 通过串口通信，支持私有化协议。
产品方案框图：
电动工具发展方向
1. 随着锂电技术的突破，电池的容量和安全性大大提高，电池成本大幅度降低，电动工具从原来的单相、三相电源供电，逐步转为清洁能源供电（即采用锂电池供电）。
2. 随着家庭化的普及，一机多用或成套复合式工具应运而生。
3. 电动工具行业会逐步向智能控制发展，按键控制，屏幕显示将逐步取代手动调节转速，扭矩，电动工具将会更加智能和精确。
参考资料
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