CN102388753A - 切割工具的刀齿重叠控制系统及其控制方法 - Google Patents

切割工具的刀齿重叠控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种切割工具的刀齿重叠控制系统，包括壳体和双刀片，其特征在于：在壳体内设置一霍尔PCB板，在霍尔PCB上设置有霍尔元件，在刀片一的首端固定设置有磁铁，刀片一为动刀片，所述磁铁的运动轨迹中有一点在霍尔PCB上的投影与霍尔元件重合，磁铁在霍尔PCB上的投影与霍尔元件重合时,两个刀片的刀齿相重叠,所述霍尔元件与马达控制电路相连。本发明的刀齿重叠控制系统及其控制方法使切割工具在切割过程中卡住切割物后工具容易从切割物脱开。

Description

切割工具的刀齿重叠控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有双刀片的切割工具的刀齿重叠控制系统及其控制方法，属于电动工具技术领域。
背景技术
具有两个刀片的切割工具,比如修枝机,在切割过程中,常会遇到切不动而堵转的情况,此时，树枝卡在静刀片与动刀片之间，使机器无法脱开,影响进一步切割，如果用手去清理,容易碰到刀片而受伤。另外，很多切割工具具有主、副开关两个开关，当两个开关全部闭合后，切割工具进行运转、剪切，当松开任何一个开关时，一般的产品会选择直接刹车，切割工具急停，静刀齿与动刀齿常常会交叉，如附图2所示，由于锋利的动刀齿可能会露在钝的静刀齿外面，当人尤其是小孩碰到刀齿时很容易受伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是切割工具在切割过程中卡住切割物后工具不易从切割物脱开；
本发明所要解决的另一个技术问题是在工具存放过程中，锋利的刀齿露在钝刀齿外面，对周围的人或物体造成安全隐患。
如果切割工具在任何一个开关松开后，静刀片的刀齿与动刀片的刀齿自动重叠在一起，上述问题会得到解决。
为解决上述技术问题，本发明提供1.一种切割工具的刀齿重叠控制系统，包括壳体和双刀片，以及至少一个开关，其特征在于：在壳体内设置一马达控制电路以及一刀片位置检测装置，当至少一个开关断开后所述马达控制电路通过所述刀片位置检测装置检测所述刀片位置并控制所述双刀片在重叠的位置停止。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：所述刀片位置检测装置包括设置在工具外壳内的霍尔元件及刀片上的磁铁。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：所述马达控制电路包括MCU，所述霍尔元件与MCU相连，MCU通过各驱动模块与马达相连。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：每个驱动模块通过一晶体管与马达相连。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：MCU同时与电池电压检测电路、电池电流检测电路及电流检测电路相连。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)切割工具在正向运转的过程中，马达控制电路中的MCU时刻检测主、副开关是否松开；
2)如果检测到主、副开关的任何一个开关松开，MCU立即停止正转状态，进入反转状态；
3)在反转的时间段内，MCU（微处理单元）通过霍尔元件及刀片一上的磁铁检测刀片一的位置状态，如果两个刀片的刀齿相重叠, MCU立即停止反转运行状态并刹车，从而实现刀齿重叠的功能。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤3）中，两个刀片的刀齿相重叠时霍尔元件输出低电平，两个刀片的刀齿非重叠时，霍尔元件输出高电平。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤1）之前还包括MCU检测电池的电流、电压、温度是否超限的步骤，如果电池的电流、电压、温度没有超限，按步骤1）开始进行控制，如果电池的电流、电压、温度有一项或多项超限，则发出报警信息，关断马达正向运转的输出，进入反转状态，重复步骤3）的过程。
前述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：在检测电池的电流、电压、温度是否超限的步骤中，如果松开主、副开关的任何一个开关，则继续按步骤2）和步骤3）的过程进行控制。
本发明的切割工具的刀齿重叠控制系统及其控制方法，通过霍尔元件检测出动刀片的位置信息，使切割时若堵转，松开扳机，马达反转，被卡住的切割物自动脱开刀齿，工具本身很容易取出来；同时，控制马达在动刀片的刀齿与静刀片的刀齿相重叠时刹车，任何时候松开扳机，动刀片的刀齿都会藏到静刀片的刀齿里面（即刀齿重叠），避免了当工作中离开或工具储存时人手由于碰到锋利的动刀片而造成伤害。
附图说明
图1为本发明的一种实施例中的修枝机的整体结构示意图；
图2为本发明的动刀片的刀齿与静刀片的刀齿相重叠位置示意图；
图3为本发明的动刀片的刀齿与静刀片的刀齿非重叠位置示意图；
图4为本发明的霍尔PCB板的示意图；
图5为本发明的霍尔元件与磁铁感应位置示意图；
图6为本发明的霍尔元件输出电平示意图；
图7为本发明的马达控制电路电路图；
图8为本发明的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图并以修枝机为例，对本发明做进一步的说明。
在本发明的修枝机中，包括壳体1、壳体1内包括马达2，马达2通过传动机构进控制动刀片7的运动，使动刀片7与静刀片6作相对运动，对树枝进行修剪，对于传动机构与动刀片7、静刀片6的具体结构不是本发明的重点内容，其可以是现有的各种结构方式，在这里不做详细描述。
本发明提供的是一种修枝机的刀齿重叠控制系统，在壳体内靠近动刀片7处设置一霍尔PCB板5，在霍尔PCB板5上设置有霍尔元件3，在动刀片7的首端，也就是靠近马达的一端固定设置有磁铁4，所述磁铁4的运动轨迹中有一点在霍尔PCB上的投影与霍尔元件重合，也就是动刀片7带动磁铁4作旋转运动时，磁铁4某一位置时正好与霍尔元件位置相重合，使霍尔元件与磁铁4相感应，并输出感应电位。磁铁在霍尔PCB上的投影与霍尔元件重合时, 动刀片的刀齿与静刀片的刀齿相重叠,霍尔元件与马达控制电路相连。霍尔元件设置一个或两个。
所述马达控制电路包括MCU，所述霍尔元件与MCU相连，MCU分别通过驱动模块一、驱动模块二、驱动模块三、驱动模块四与马达相连。驱动模块一、驱动模块二、驱动模块三、驱动模块四分别通过晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4与马达相连。晶体管Q1、晶体管Q2同时与电源的正极相连，晶体管Q3、晶体管Q4同时接RC电路后接地。MCU同时与电池电压检测电路、电池电流检测电路及电流检测电路相连。
晶体管Q1、Q2、Q3、Q4在电路控制系统中，组成一个H桥，马达接在H桥之间。4个晶体管在系统中相当于无触点的电子开关，它们的工作状态（导通或截止）是由MCU控制驱动电路1-4来实现。
Rc 是一颗检测放电电流的功率电阻，当放电的电流从该电阻上流过时会在该电阻上产生电压，电流检测模块检测该电压送给MCU进行处理。
本发明的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，包括以下步骤：
1)MCU检测电池的电流、电压、温度是否超限的步骤，如果电池的电流、电压、温度没有超限转入步骤2), 如果电池的电流、电压、温度有一项或多项超限，则发出报警信息，关断马达正向运转的输出，进入反转状态，进入步骤4）的过程；
2)切割工具在正向运转的过程中，马达控制电路中的MCU时刻检测主、副开关是否松开;
3)如果检测到主、副开关的任何一个开关松开，MCU立即停止正转状态，进入反转状态;
4)在反转的时间段内，MCU（微处理器单元）通过霍尔元件及动刀片上的磁铁检测动刀片的位置状态，动刀片的刀齿与静刀片的刀齿相重叠时霍尔元件输出低电平，动刀片的刀齿与静刀片的刀齿非重叠时，霍尔元件输出高电平,如果动刀片的刀齿与静刀片的刀齿相重叠, MCU立即停止反转运行状态并刹车，从而实现刀齿重叠的功能。
在检测电池的电流、电压、温度是否超限的步骤中，如果松开主、副开关的任何一个开关，则继续按步骤3）和步骤4）的过程进行控制。
利用本发明的修枝机的刀齿重叠控制系统,当刀片被堵住后，需松开任何一个扳机开关或两个都松开，才能使电机反转，电机的反转需扳机的松开作为输入信号，这时，对于双动作式刀片的两刀片或对于单动作式刀片的动刀片均沿原来运动方向相反的方向运动，从而使卡在刀齿内的树枝自动脱开，此时切割物可方便取出。同时,任何时候松开扳机，动刀片的刀齿都会藏到静刀片的刀齿里面，避免了当工作中离开或工具储存时人手由于碰到锋利的动刀片而造成伤害。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种切割工具的刀齿重叠控制系统，包括壳体和双刀片，以及至少一个开关，其特征在于：在壳体内设置一马达控制电路以及一刀片位置检测装置，当至少一个开关断开后所述马达控制电路通过所述刀片位置检测装置检测所述刀片位置并控制所述双刀片在重叠的位置停止。
2.根据权利要求1所述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：所述刀片位置检测装置包括设置在工具外壳内的霍尔元件及刀片上的磁铁。
3.根据权利要求1或2所述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：所述马达控制电路包括MCU，所述霍尔元件与MCU相连，MCU通过各驱动模块与马达相连。
4.根据权利要求1或2所述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：每个驱动模块通过一晶体管与马达相连。
5.根据权利要求1或2所述的切割工具的刀齿重叠控制系统，其特征在于：MCU同时与电池电压检测电路、电池电流检测电路及电流检测电路相连。
6.根据权利要求1所述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)切割工具在正向运转的过程中，马达控制电路中的MCU时刻检测主、副开关是否松开；
2)如果检测到主、副开关的任何一个开关松开，MCU立即停止正转状态，进入反转状态；
3)在反转的时间段内，MCU通过霍尔元件及刀片一上的磁铁检测刀片一的位置状态，如果两个刀片的刀齿相重叠, MCU立即停止反转运行状态并刹车，从而实现刀齿重叠的功能。
7.根据权利要求6所述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤3）中，两个刀片的刀齿相重叠时霍尔元件输出低电平，两个刀片的刀齿非重叠时，霍尔元件输出高电平。
8.根据权利要求6所述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤1）之前还包括MCU检测电池的电流、电压、温度是否超限的步骤，如果电池的电流、电压、温度没有超限，按步骤1）开始进行控制，如果电池的电流、电压、温度有一项或多项超限，则发出报警信息，关断马达正向运转的输出，进入反转状态，重复步骤3）的过程。
9.根据权利要求8所述的切割工具的刀齿重叠控制系统的控制方法，其特征在于：在检测电池的电流、电压、温度是否超限的步骤中，如果松开主、副开关的任何一个开关，则继续按步骤2）和步骤3）的过程进行控制。
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