CN108145658A - 一种基于压力感应的气钉枪保护装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于压力感应的气钉枪保护装置及方法，属于气钉枪技术领域。本发明包括压力感应器Ⅰ、压力感应器Ⅱ、控制模块、电动气阀、开关模块、指示灯、信号放大模块；通过气钉枪手柄上下两侧的压力感应器Ⅰ、压力感应器Ⅱ采集到手握时的压力信号，并通过信号放大模块进行放大再传给控制模块，控制模块把压力信号转换数字信号并进行非线性纠正再和阈值进行比较判断进而控制电动气阀的导通，从而改变误触或者误碰导致的气钉枪的误射操作，而且改变了传统式的气阀一直导通的状态。本发明能在多种场合情况下不会通过因为失误的触碰而导致的误射，能在不影响方便使用的情况下提供安全保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于压力感应的气钉枪保护装置及方法，属于气钉枪技术领域。
背景技术
气钉枪作为一种常用的木工和装修使用工具，现在均是采用直接与气压泵相连接的方法，并没有任何的安全保护措施，常有安全事故发生，对自身和周围的人来说都是一种安全隐患。而且气钉枪的威力较大，可能造成严重的伤害。因此，我们需要一种可以判断是否有人抓握的状态，以此控制气钉枪的气阀通断从而达到一定的安全保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于压力感应的气钉枪保护装置级方法，针对现有的气钉枪设备，解决了怎样控制气嘴的供气和怎样判断是否是有人在操作气钉枪的问题，避免了在不使用时气钉枪的误射。
本发明技术方案是：一种基于压力感应的气钉枪保护装置，包括压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2、控制模块3、电动气阀4、开关模块5、指示灯6、信号放大模块；
所述压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2分别设置在气钉枪手柄的上侧、下侧；所述压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2分别用于采集气钉枪手柄上侧、下侧的压力信号并传给信号放大模块，信号放大模块把压力信号放大并传给控制模块3；
所述控制模块3用于把放大后的压力信号进行AD转换转变为数字信号，并对数字信号进行非线性纠正，并把纠正后的数字信号和阈值进行比较进而控制电动气阀4的导通状态；
所述电动气阀4与电源和控制模块3相连；
所述开关模块5用于控制电源供电；
所述指示灯6用于显示电源打开的状态和控制模块3中纠正后数字压力信号大小的状态，其中指示灯6分别与开关模块5、控制模块3连接。
所述压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2为压阻感应片。
所述电动气阀4包括气阀和电磁模块，电磁模块在电流通过时产生磁场，磁场对活动块的吸合控制气阀的导通状态，具体的，控制模块3的信号控制电动气阀4的电磁模块的吸合从而达到控制气阀的目的。
所述开关模块5包括与电源的正负极相连接的触点，以及至少一个熔断保护；开关模块5的另一端通过导线与压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2、控制模块3、电动气阀4、指示灯6相连来提供电源。
所述指示灯6由2个LED灯组成，分别用来显示电源打开的状态和控制模块3中纠正后数字压力信号大小的状态，其中指示灯6通过控制模块3中的单片机的PWM控制指示灯6中的一个LED灯根据压力的大小显示不同的亮度。
利用上述装置进行气钉枪保护的方法：通过气钉枪手柄上下两侧的压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2采集到手握时的压力信号，并通过信号放大模块进行放大再传给控制模块3，控制模块3把压力信号转换数字信号并进行非线性纠正再和阈值进行比较判断进而控制电动气阀4的导通，从而改变误触或者误碰导致的气钉枪的误射操作，而且改变了传统式的气阀一直导通的状态。
所述方法的具体步骤如下：
A、打开开关模块5，分别为压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2、控制模块3、电动气阀4、指示灯6供电，此时，指示灯6中的一个LED灯亮显示电源打开；其中，开关模块5用于把转换好的电源用来满足不同模块的供电，
B、上电后所述保护装置立刻进行初始化操作，控制模块3中的单片机进行端口和寄存器的初始化操作，并设置中断条件开启中断允许；
C、当手持气钉枪时，压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2分别检测压力的大小，并把采集到的压力信号通过信号放大模块进行放大再把信号传给控制模块3；
D、控制模块3把接收到的放大压力信号进行AD转换转换为数字信号；其中，控制模块3所用的单片机包含10位精度的AD转换模块；
E、由于压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2受到压力产生的电压信号并不是与压力完全线性相关的，所以再通过控制模块3对转换后的数字信号进行非线性修正，以便控制模块3更好进行判断；
D、将进行非线性纠正后的数字信号与控制模块3中的阈值进行对比，通过控制模块3判断是否气钉枪手柄两侧同时受到压力；如果两侧同时受力，表示是用手持枪柄，否则判定是其它误触或者误操作，若是误触则不动作，若不是失误操作，且非线性纠正后的上下两侧的压力数字信号的值比设定阈值要大，则控制电动气阀4打开电动气阀；
同时指示灯6通过控制模块3中的单片机的PWM控制指示灯6中的一个LED灯根据压力的大小显示不同的亮度，提示操作员。
打开开关模块5时电源VC提供电流，在压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2的压力大小满足状态时使电动气阀4的气阀状态保持吸合；在压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2的压力大小不满足时，使电动气阀4的状态保持断开。
本发明的有益效果是：
1、采用传感器和电动气阀相结合的方式控制气压的通断，可以防止在不使用时气钉枪的误射；
2、纵然误碰开关，由于上下两侧的压力感应器没有受力也不会接通电动气阀，从而确保了安全。感应器采用上下两段同时受力加以判断的方式，进一步提高了安全性；
3、本发明更加安全极大的减少事故发生的可能性，大大增强了气钉枪的安全操作，对人身安全起到更好的保护作用。
附图说明
图1是本发明的外观结构示意图；
图2是本发明的其中一个压力感应器及信号放大模块的原理图；
图3是本发明的流程图。
图1-3中各标号：1-压力感应器Ⅰ，2-压力感应器Ⅱ，3-控制模块，4-电动气阀，5-开关模块，6-指示灯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-3所示，一种基于压力感应的气钉枪保护装置，包括压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2、控制模块3、电动气阀4、开关模块5、指示灯6、信号放大模块；
所述压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2分别设置在气钉枪手柄的上侧、下侧；所述压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2分别用于采集气钉枪手柄上侧、下侧的压力信号并传给信号放大模块，信号放大模块把压力信号放大并传给控制模块3；
所述控制模块3用于把放大后的压力信号进行AD转换转变为数字信号，并对数字信号进行非线性纠正，并把纠正后的数字信号和阈值进行比较进而控制电动气阀4的导通状态；
所述电动气阀4与电源和控制模块3相连；
所述开关模块5用于控制电源供电；
所述指示灯6用于显示电源打开的状态和控制模块3中纠正后数字压力信号大小的状态，其中指示灯6分别与开关模块5、控制模块3连接。
进一步的，所述压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2可以为压阻感应片。
进一步的，所述电动气阀4包括气阀和电磁模块，电磁模块在电流通过时产生磁场，磁场对活动块的吸合控制气阀的导通状态，具体的，控制模块3的信号控制电动气阀4的电磁模块的吸合从而达到控制气阀的目的。
进一步的，所述开关模块5包括与电源的正负极相连接的触点，以及至少一个熔断保护；开关模块5的另一端通过导线与压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2、控制模块3、电动气阀4、指示灯6相连来提供电源。
进一步的，所述指示灯6由2个LED灯组成，分别用来显示电源打开的状态和控制模块3中纠正后数字压力信号大小的状态，其中指示灯6通过控制模块3中的单片机的PWM控制指示灯6中的一个LED灯根据压力的大小显示不同的亮度。
如图2 所示为压力感应器及信号放大模块的结构图，压力感应器为图2中A。压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2可以为压阻式压力传感器，压力感应器通过软胶手柄受手掌压力变形产生不对称电压，从而判断压力感应的大小；它不同于需要通过弹性敏感器元件间接感受外力的粘贴式应变计，只需通过硅膜片来感知被测压力。图2中的B1与B2为集成放大模块，对压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2产生的微弱电信号进行放大后才能被控制模块3识别。图2中C为控制模块3中的非线性纠正，纠正压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2产生的误差，使产生的数字信号电压更准确，增强控制模块3的判断。
图2中C为控制模块3中的非线性纠正，属于控制模块中的部分，纠正压力感应器由于非线性部分而产生的结果误差，使产生的电压更准确。非线性纠正是对压力感应部分进行事先的测量，并对结果的非线性数据部分进行设定，以数组的方式存储在控制模块中；工作时测量的数字量结果会与数据比较，对落在非线性区域的部分进行一定的修正后，才进行接下来的阈值比较工作。
利用上述装置进行气钉枪保护的方法：通过气钉枪手柄上下两侧的压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2采集到手握时的压力信号，并通过信号放大模块进行放大再传给控制模块3，控制模块3把压力信号转换数字信号并进行非线性纠正再和阈值进行比较判断进而控制电动气阀4的导通，从而改变误触或者误碰导致的气钉枪的误射操作，而且改变了传统式的气阀一直导通的状态。
进一步的，所述方法的具体步骤如下：
A、打开开关模块5，分别为压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2、控制模块3、电动气阀4、指示灯6供电，此时，指示灯6中的一个LED灯亮显示电源打开；其中，开关模块5用于把转换好的电源用来满足不同模块的供电，
B、上电后所述保护装置立刻进行初始化操作，控制模块3中的单片机进行端口和寄存器的初始化操作，并设置中断条件开启中断允许；
C、当手持气钉枪时，压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2分别检测压力的大小，并把采集到的压力信号通过信号放大模块进行放大再把信号传给控制模块3；
D、控制模块3把接收到的放大压力信号进行AD转换转换为数字信号；其中，控制模块3所用的单片机包含10位精度的AD转换模块；
E、由于压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2受到压力产生的电压信号并不是与压力完全线性相关的，所以再通过控制模块3对转换后的数字信号进行非线性修正，以便控制模块3更好进行判断；
D、将进行非线性纠正后的数字信号与控制模块3中的阈值进行对比，通过控制模块3判断是否气钉枪手柄两侧同时受到压力；如果两侧同时受力，表示是用手持枪柄，否则判定是其它误触或者误操作，若是误触则不动作，若不是失误操作，且非线性纠正后的上下两侧的压力数字信号的值比设定阈值要大，则控制电动气阀4打开电动气阀；
同时指示灯6通过控制模块3中的单片机的PWM控制指示灯6中的一个LED灯根据压力的大小显示不同的亮度，提示操作员。
打开开关模块5时电源VC提供电流，在压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2的压力大小满足状态时使电动气阀4的气阀状态保持吸合；在压力感应器Ⅰ1、压力感应器Ⅱ2的压力大小不满足时，使电动气阀4的状态保持断开。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种基于压力感应的气钉枪保护装置，其特征在于：包括压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）、控制模块（3）、电动气阀（4）、开关模块（5）、指示灯（6）、信号放大模块；
所述压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）分别设置在气钉枪手柄的上侧、下侧；所述压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）分别用于采集气钉枪手柄上侧、下侧的压力信号并传给信号放大模块，信号放大模块把压力信号放大并传给控制模块（3）；
所述控制模块（3）用于把放大后的压力信号进行AD转换转变为数字信号，并对数字信号进行非线性纠正，并把纠正后的数字信号和阈值进行比较进而控制电动气阀（4）的导通状态；
所述电动气阀（4）与电源和控制模块（3）相连；
所述开关模块（5）用于控制电源供电；
所述指示灯（6）用于显示电源打开的状态和控制模块（3）中纠正后数字压力信号大小的状态，其中指示灯（6）分别与开关模块（5）、控制模块（3）连接。
2.根据权利要求1所述的基于压力感应的气钉枪保护装置，其特征在于：所述压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）为压阻感应片。
3.根据权利要求1所述的基于压力感应的气钉枪保护装置，其特征在于：所述电动气阀（4）包括气阀和电磁模块，电磁模块在电流通过时产生磁场，磁场对活动块的吸合控制气阀的导通状态，具体的，控制模块（3）的信号控制电动气阀（4）的电磁模块的吸合从而达到控制气阀的目的。
4.根据权利要求1所述的基于压力感应的气钉枪保护装置，其特征在于：所述开关模块（5）包括与电源的正负极相连接的触点，以及至少一个熔断保护；开关模块（5）的另一端通过导线与压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）、控制模块（3）、电动气阀（4）、指示灯（6）相连来提供电源。
5.根据权利要求1所述的基于压力感应的气钉枪保护装置，其特征在于：所述指示灯（6）由2个LED灯组成，分别用来显示电源打开的状态和控制模块（3）中纠正后数字压力信号大小的状态，其中指示灯（6）通过控制模块（3）中的单片机的PWM控制指示灯（6）中的一个LED灯根据压力的大小显示不同的亮度。
6.利用权利要求1-5任一项所述装置进行气钉枪保护的方法，其特征在于：
通过气钉枪手柄上下两侧的压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）采集到手握时的压力信号，并通过信号放大模块进行放大再传给控制模块（3），控制模块（3）把压力信号转换数字信号并进行非线性纠正再和阈值进行比较判断进而控制电动气阀（4）的导通，从而改变误触或者误碰导致的气钉枪的误射操作，而且改变了传统式的气阀一直导通的状态。
7.根据权利要求6所述的气钉枪保护的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
A、打开开关模块（5），分别为压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）、控制模块（3）、电动气阀（4）、指示灯（6）供电，此时，指示灯（6）中的一个LED灯亮显示电源打开；其中，开关模块（5）用于把转换好的电源用来满足不同模块的供电，
B、上电后所述保护装置立刻进行初始化操作，控制模块（3）中的单片机进行端口和寄存器的初始化操作，并设置中断条件开启中断允许；
C、当手持气钉枪时，压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）分别检测压力的大小，并把采集到的压力信号通过信号放大模块进行放大再把信号传给控制模块（3）；
D、控制模块（3）把接收到的放大压力信号进行AD转换转换为数字信号；其中，控制模块（3）所用的单片机包含10位精度的AD转换模块；
E、由于压力感应器Ⅰ（1）、压力感应器Ⅱ（2）受到压力产生的电压信号并不是与压力完全线性相关的，所以再通过控制模块（3）对转换后的数字信号进行非线性修正，以便控制模块（3）更好进行判断；
D、将进行非线性纠正后的数字信号与控制模块（3）中的阈值进行对比，通过控制模块（3）判断是否气钉枪手柄两侧同时受到压力；如果两侧同时受力，表示是用手持枪柄，否则判定是其它误触或者误操作，若是误触则不动作，若不是失误操作，且非线性纠正后的上下两侧的压力数字信号的值比设定阈值要大，则控制电动气阀（4）打开电动气阀；
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