CN106332663A - 电动切割工具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动切割工具及其控制方法，该工具包括：电机，检测装置，切割元件，控制装置，操作装置；其中，控制装置具有输出模式和往复模式；控制装置处于输出模式时控制电机单向转动；控制装置处于往复模式时控制电机反复由一个转向切换至另一个转向，根据温度确定每次切换的时间间隔；该方法还包括：检测电动切割工具内部的温度；切换电动切割工具的电机转动方向；从上一次切换电机转动起开始计时；判断计时时长是否满足预设时长，当满足预设时长时，切换电机的转向；其中，所检测的温度越高，预设时长越短。采用以上的方案能使工具快速摆脱堵转并且保护了电机和相应的电子元件。

Description

电动切割工具及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动切割工具及其控制方法。

背景技术

现有的电动切割工具，比如修枝机和割草机，它们一般包括电机、传动机构和切割元件，电机通过驱动传动结构使切割元件运动从而实现切割的功能；并且一般而言传动机构会驱动切割元件做周期性的运动，比如在修枝机中，修枝刀片做直线的往复运动；在割草机中割草刀片绕一个中心轴线的转动。

现有的电动切割工具在进行切割作业时，往往会被诸如树枝或石子等硬物堵转，如果切割元件不能及时切断硬物则会卡死机器。尤其是像修枝机这种切割工具尤为显著。

发明内容

电动切割工具，包括：电机，能双向转动；检测装置，用于检测温度；切割元件，能被电机驱动执行切割动作；控制装置，用于控制电机；操作装置，能被用户操作向控制装置发送控制信号；其中，控制装置具有输出模式和往复模式；控制装置处于输出模式时控制电机单向转动；控制装置处于往复模式时控制电机反复由一个转向切换至另一个转向，根据检测装置所检测的温度确定每次切换的时间间隔；操作装置所发送的控制信号使控制装置切换至往复模式。

进一步地，该电动切割工具还包括：驱动模块，用于驱动电机转动；驱动模块中至少包括一个控制电机的半导体元件，检测装置检测驱动模块的温度，控制装置通过向驱动模块发送驱动信号控制电机的转动；控制模块在往复模式时每次切换电机转动方向的时间间隔与驱动模块的温度成反比。

进一步地，检测装置检测电机的温度；控制模块在往复模式时每次切换电机转动方向的时间间隔与电机的温度成反比。

进一步地，控制模块比较驱动模块和电机的温度，根据它们中较高的一个确定每次切换电机转动方向的时间间隔。

进一步地，半导体元件为场效应管。

进一步地，检测装置检测电机的温度；控制模块在往复模式时每次切换电机转动方向的时间间隔与电机的温度成反比。

进一步地，该电动切割工具还包括：传动装置，能够驱动切割元件周期性的运动；控制装置切换电机转动方向的时间间隔小于切割元件运动周期。

进一步地，控制装置判断切换电机转动方向的次数，当切换次数满足预设值时使电机停转。

一种电动切割工具的控制方法，包括如下步骤：检测电动切割工具内部的温度；切换电动切割工具的电机转动方向；从上一次切换电机转动起开始计时；判断计时时长是否满足预设时长，当满足预设时长时，切换电机的转向；其中，所检测的温度越高，预设时长越短。

进一步地，该控制方法还包括如下步骤：判断切换电机转向的次数，当电机转向的次数满足预设值时，使电机停止切换转向。

附图说明

图1是本发明的电动切割工具的一个优选实施例；

图2是图1所示实施例的模块框图；

图3是本发明的控制方法的一个优选实施例的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1所示的修枝机100作为本发明的电动切割工具一个优选实施例，其包括：壳体10、电池包20、切割元件30等。

其中，壳体10形成有操作把手，为了使用户方便的操作该工具，壳体10分别形成有前把手11和后把手12。另外，在壳体10的内部容纳有电机、由电机驱动的传动机构以及相应用于实现电控制的电子元件和电路板。

电池包20作为修枝机100的电能来源，其用于为电机以及相应的电子元件供电，当然本发明的电动切割工具也可以通过电缆连接至供电设备。

切割元件30用于实现修枝功能，在图1所示实施例中，两个切割刀片31、32可以作为切割元件，它们均设有多个切割刃，在电机转动时，传动机构驱动它们沿图1所示的A反向往复运动，它们彼此的切割刃被设置为不断交错从而实现切割功能，以上是本领域技术人员所熟知的技术方案，在此不加赘述。

如果切割刃交错时遇到难以切断的硬物，两个切割刀片将难以继续执行往复运动，从而使电机发生堵转，阻碍用户继续工作。

为了解决这个问题，如图2所示，修枝机还包括：操作装置和控制装置，该操作装置能向控制装置发送控制信号，其可以由一个信号开关和相应硬件按钮构成，其硬件按钮既可以设置在前把手11处也可以设置后把手12处。而控制装置可有由电路板上的MCU芯片以及相应外围电路组成。

操作装置与控制装置构成电连接，设置控制装置的程序使其具有输出模式和往复模式，在其处于输出模式时控制相应的电子元件使电机保持单向转动；在其处于往复模式时，控制电机反复由一个转向切换至另一个转向。

这样一来，在电机反复由一个转向切换至另一个转向的过程中，两个切割刀片31、32也被相应的驱动向与刚才相反的方向移动，对于一个阻碍运转的硬物而言，两个切割刀片31、32均相当于向远离的方向运动，这样用户可以手动移动修枝机摆脱堵转的情况。

由于修枝机100的切割刀片31、32均具有多个切割刃所以其往往会在多个位置被多个硬物堵转，由于切割刀片31、32的结构和运动方式，往往需要不断的切换电机的转动方向，才使时切割刀片31、32完全脱离硬物消除堵转，尤其是在切割刀片31、32的切割刃较为密集的情况下。

频繁的切换电机的转向，会导致壳体100内部一些位置温度升高，比如传动机构因为反复切换和摩擦导致温度升高，再比如电机因为电流方向的切换也会升高温度。壳体100的温度升高会导致修枝机100产生故障的几率升高，不利于其使用寿命。

为了解决这个问题，如图2所示，修枝机还包括：检测装置，该检测装置能检测壳体100内部的温度，并向控制装置反馈反映温度的电信号，控制装置根据检测装置所检测温度确定每次切换电机转向的时间间隔。

作为一种优选方案，控制装置切换电机转向的时间间隔与检测装置所检测的温度成反比。即所检测到的温度越高，切换时间越短，这样能够使切割元件快速摆脱堵转情况，缩短处于往复模式的时间。

另外，在机壳100中，电机的温度对电机的寿命影响较大，作为一种优选方案，检测装置可以检测电机或电机附近温度，从而由电机的温度确定电机换向的时间间隔，具体而言，检测装置可以包括一个设置在电机内部或电机附件的温度检测元件，比如热敏电阻等。

作为优选方案，如图2所示，修枝机还包括：驱动模块，其用于驱动电机转动，在该模块中设有包含半导体元件的驱动电路，比如采用场效应管的六臂全桥电路，控制模块可以通过控制驱动模块改变电机的转向，在反复通断驱动模块相应的半导体元件时也会产生大量的热，如果驱动模块温度过高，也会影响修枝机的寿命，所以检测装置可以检测驱动模块的温度，从根据驱动模块的温度控制电机切换转向的时间间隔，具体而言，检测装置可以包括一个设置驱动模块的半导体元件附近的温度检测元件。

当然，作为一种优选方案，也可以对电机和驱动模块的温度均进行检测，根据它们中温度较高的一个确定最终的电机转向切换的时间间隔。或者，根据电机的温度确定一个时间间隔，根据驱动模块的温度确定另一个时间间隔，比较两个时间间隔根据其中较短的一个确定最终所采用的时间间隔。

作为一种优选方案，在电机向一个方向转动时，传动装置驱动切割元件周期性的运动，这种周期性的运动既可以是如图1所示实施例中切割刀片31、32的往复运动，也可以是周期性的圆周运动。

作为优选，控制模块在往复模式下切换电机的转向的时间间隔应当小于切割元件周期性运动的运动周期。这样能够保证正反转频率能使切割元件尽快摆脱堵转的情况并且避免因周期性运动而再次造成堵转。

另一方面，本发明介绍一种电动切割工具的控制方法，该方法主要包括如下步骤（并无顺序）：切换电机的转动方向并开始计时，检测电动切割工具的内部温度，然后根据所检测的温度计算切换转向的时间间隔，判断计时时长是否满足时间间隔，如果满足就再次切换电机的转向，如果不满足则继续当前的转向。

作为优选方案，以上步骤所实现的控制可以由操作装置所触发，更具体的可以由一个设置在前把手11和后把手12处的冲击开关所发出的信号所触发。

作为进一步地的优选方案，在控制装置处于往复模式时，其会判断切换电机转向的次数，当切换次数满足预设值时使电机停止切换转向，这里所指的停止切换转向至少包括停转和保持在一个转动方向。

作为更具体的优选方案，可以以图3所示的控制流程来实现本发明的控制方法。其主要包括以下控制步骤：

S1:用户按下冲击开关后冲击开关会发出触发控制装置进入往复模式。当然作为优选的方案，控制装置也可以由其他代表工具进入堵转状态的电信号比如在电机通过大电流时产生的信号所触发。

S2:检测装置检测温度。如前所述，既可以检测电机或驱动模块的温度也可以综合检测机壳内部的温度。这里作为优选方案，检测的是驱动模块中半导体元件的温度T

S3：计算时间间隔t，该时间间隔与检测装置检测的温度成反比,即满足Tt=k，其中k为一个常数。当然也可以采用设置一些温度区间的方式，如果现在检测的温度落在该温度区间内就对应输出一个时间间隔,温度越高时间间隔越短。

S4：切换电机的转向。

S5: 开始计时。

S6: 判断时间是否满足时间间隔的设定，如果不满足就继续计时；如果满足就进入步骤S7

S7: 判断换相次数是否为预设值N，如果是就退出往复模式，如果否就返回步骤S2。返回S2的好处在于每次换换向之后都会再次根据温度更新时间间隔，但是在两次换向之间插入检测和计算的步骤会降低程序的执行效率；作为另一种方案，如果设定时间间隔相对较短且次数相对有限的话，在往复模式中，温度变化并不明显，尤其是在采用一个温度区间对应一个时间间隔的情况下，此时S7可以返回至S4，直接切换转向，即在往复模式持续的过程中仅采用一个由一开始检测并且循环使用的时间间隔。

需要说明的是，由于在真实的执行时，MCU的运算频率很高，所以步骤S2至S4的顺序并不会影响最终的效果。另外，该控制进程可以由用户操作所触发的信号或其他代表工具已经不堵转的信号所触发，比如在电机电流小到一定程度时的信号所终止，而不必一定要完成预设的转向次数。

当然，可以设置较小的换相次数，可以使程序在人为控制和电路反馈之前完成往复模式的控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动切割工具，包括：

电机，能双向转动；

检测装置，用于检测温度；

切割元件，能被所述电机驱动执行切割动作；

控制装置，用于控制所述电机；

操作装置，能被用户操作向所述控制装置发送控制信号；

其中，

所述控制装置具有输出模式和往复模式；

所述控制装置处于输出模式时控制所述电机单向转动；

所述控制装置处于往复模式时控制所述电机反复由一个转向切换至另一个转向，根据所述检测装置所检测的温度确定每次切换的时间间隔；

所述操作装置所发送的控制信号使所述控制装置切换至往复模式。

2.根据权利要求1所述的电动切割工具，其特征在于：

所述电动切割工具还包括：

驱动模块，用于驱动所述电机转动；

所述驱动模块中至少包括一个控制所述电机的半导体元件，所述检测装置检测所述驱动模块的温度，所述控制装置通过向所述驱动模块发送驱动信号控制所述电机的转动；

所述控制模块在所述往复模式时每次切换所述电机转动方向的时间间隔与所述驱动模块的温度成反比。

3.根据权利要求2所述的电动切割工具，其特征在于：

所述检测装置检测所述电机的温度；

所述控制模块在所述往复模式时每次切换所述电机转动方向的时间间隔与所述电机的温度成反比。

4.根据权利要求3所述的电动切割工具，其特征在于：

所述控制模块比较所述驱动模块和所述电机的温度，根据它们中较高的一个确定每次切换所述电机转动方向的时间间隔。

5.根据权利要求2至4任意一项所述的电动切割工具，其特征在于：

所述半导体元件为场效应管。

6.根据权利要求1所述的动力切割工具，其特征在于：

所述检测装置检测所述电机的温度；

所述控制模块在所述往复模式时每次切换所述电机转动方向的时间间隔与所述电机的温度成反比。

7.根据权利要求1所述的电动切割工具，其特征在于：

所述电动切割工具还包括：

传动装置，能够驱动所述切割元件周期性的运动；

所述控制装置切换所述电机转动方向的时间间隔小于所述切割元件运动周期。

8.根据权利要求1所述的电动切割工具，其特征在于：

所述控制装置判断所述切换所述电机转动方向的次数，当切换次数满足预设值时使所述电机停转。

9.一种电动切割工具的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

检测所述电动切割工具内部的温度；

切换所述电动切割工具的电机转动方向；

从上一次切换所述电机转动起开始计时；

判断计时时长是否满足预设时长，当满足预设时长时，切换所述电机的转向；

其中，所检测的温度越高，所述预设时长越短。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

判断切换所述电机转向的次数，当所述电机转向的次数满足预设值时，使所述电机停止切换转向。