CN108312114B - 电动切割工具 - Google Patents
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Abstract
一种电动切割工具，包括电机、由电机所驱动的切割件、照明装置、以及用于控制所述照明装置的控制器。该切割件适于在工作期间进行重复运动。该控制器适于控制照明装置根据切割件的运动速度而产生以特定频率变化的光照，该特定频率使得切割件以所述速度运动时在视觉上呈现静止的效果。由于本发明利用了频闪效应，使得电动切割工具不需要以停止电机或降低切割速度作为代价来进行对准，因而保证了工作的高效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动工具，特别是一种具有可重复运动的工作部件的切割工具。
背景技术
各种类型的电动切割工具在日常生活和生产中被大量的使用，这其中包括曲线锯、斜切锯、往复锯等等。通常而言，在使用过程中用户将电动切割工具的切割件接触待切割的工件，并且精确控制切割的方向、角度和速度以实现预期的切割效果。
但是，现有的电动切割工具中存在的问题是在工作期间，用户会难以对锯片进行与工件的对准或者判断锯片的进入深度。这是因为在工作时锯片通常发生高速的重复运动，这使得人眼难以判断锯片的具体位置或者说延伸长度。现有技术中提供的一种解决方式是使得电动切割工具“记忆”锯片的位置，然后暂停锯片的运动，使其变成静止状态。在用户完成锯片的对准之后再恢复锯片的运动。这样的方法仍然存在不足之处，因为要实现这样的位置记忆功能不但需要在电动切割工具中增加大量的部件以辅助实现该功能，而且时时需要电动切割工具暂停工作也严重地影响了工作的效率。
发明内容
因此，本发明的实施例提供了一种改进的电动工具以克服或至少缓解上述的技术问题。
在本发明的一个方面，提供了一种电动切割工具，包括电机、由电机所驱动的切割件、照明装置、以及用于控制所述照明装置的控制器。该切割件适于在工作期间进行重复运动。该控制器适于控制照明装置根据切割件的运动速度而产生以特定频率变化的光照，该特定频率使得切割件以所述速度运动时在视觉上呈现静止的效果。
优选地，该电动切割工具还包括用于检测电机的旋转速度的传感器。该传感器在工作期间检测电机的旋转速度并将其反馈给控制器。控制器根据电机的旋转速度以产生信号以控制照明装置产生以特定频率变化的光照。
更优选地，传感器为固定到所述电机的霍尔传感器。
在一个变化实施方案中，电动切割工具还包括连接到控制器的开关。该开关能够使得控制器控制照明装置以产生以特定频率变化的光照或禁止其产生以特定频率变化的光照。
在另一个变化实施方案中，控制器适于在切割件的运动速度低于阈值的时候，禁止照明装置产生以特定频率变化的光照。
在一个具体实施例中，电动切割工具为曲线锯。
在另一个具体实施例中，照明装置为发光二极管。
因此，本发明利用了频闪效应来克服由于电动切割工具中的切割件运动造成的虚影模糊不清而难以对准和度量位置的问题。频闪效应的应用不需要通过改动切割工具的机械传动部分或者电机控制电路来进行，而是作为一个额外的部分存在于电动切割工具中。由于在切割过程中用户通常需要在切割之前和切割期间进行对准，因此本发明提供的技术方案完全不需要以停止电机或降低切割速度作为代价来进行对准，从而保证了工作的高效率。
此外，本发明中的电动切割工具也不需要额外的传感器来实现对照明闪动频率的控制，而是充分利用了现有的电机霍尔传感器作为感应切割件运动速度的方式。这实现了对现有电动切割工具结构的最小化改动，并且也节约了成本。另外，本发明能够动态地适于电机从低速到全速工作的宽范围，而不会受限于某一特别的速度区间。还有，本发明在电动切割工具无负载和实际切削条件下都能很好地工作。
附图说明
参照本说明书的余下部分和附图可以对本发明的性能和优点作进一步的理解；这些附图中同一个组件的标号相同。在某些情况下，子标记被放在某个标号与连字符后面以表示许多相似组件的其中一个。当提到某个标号但没有特别写明某一个已有的子标记时，就是指所有这些类似的组件。
图1示出了根据本发明的第一个实施例的曲线锯的外观立体图。
图2是图1中的曲线锯的前视图，其中示出了安装在底板上的发光二极管(LED)。
图3是图1中的曲线锯的顶视图，其中示出了安装在底板上的LED。
图4是图1中的曲线锯中和LED有关的控制电路的示意框图。
图5示出了LED的光照变化频率快慢所造成的视觉效果之间的区别。
具体实施方式
本发明的实施例使用了利用频闪效应来减少运动的切割部件在人眼中产生的虚影和模糊不清的问题。从以下的叙述可以轻易得知本发明的各个实施例所提供的其它不同的好处和优点。
如图1所示，本发明的第一个实施例是曲线锯(jig saw)20，其包含机壳30、锯条28、以及底板24。其中机壳30内包含一套以无刷电机为核心的动力系统(图中未显示)，用于驱动锯条28，使之做往复运动，从而切割位于底板24外侧的待切割物件(即工件)。底板24的中间位置具有开口26以允许锯条28以垂直的方向穿过底板24。机壳30相对于锯条28的后部还形成有手柄部22以供用户在使用中抓握该曲线锯。关于曲线锯的一般性结构及工作原理是本领域技术人员所熟知的，所以在此不再赘述。
现在来看图2和图3，在底板24的开口26的一端，安装了作为照明装置的LED 32。该LED 32位于能够直接照射到锯条28的位置。优选地，LED32位于锯条28的正下方，也就是底板24的中线位置，从而使得用户不管从锯条28的哪一侧看过去都能有LED光照的存在，并实现本发明中的视觉静止效果。LED 32完全容纳于开口26的内部，而不会从开口26突出，这防止在工作过程中LED 32妨碍底板24被完全地抵靠在工件上。
图4中示出了上述的曲线锯中实现本发明的效果的LED的控制电路。上述的曲线锯内部包括无刷电机以及无刷电机内安装的电机霍尔传感器42。如本领域技术人员所熟知的，无刷电机通常在电机端盖或者电机内部的霍尔电路板上安装有一个或多个霍尔传感器，从而通过感应转子上固定的磁铁产生的磁场变化而检测电机的旋转速度。控制器40连接到电机霍尔传感器42以接收其提供的信号，并且控制器40也连接到LED 32来控制LED 32的光照变化的频率。
在工作过程中，用户通过操纵曲线锯上的开关例如扳机等来启动电机的旋转，并且电机的旋转速度可以根据用户的输入而产生变化，例如根据扳机的压下程度。然后，电机的旋转速度被霍尔传感器42检测到，并将其作为电信号在图4中从电机霍尔传感器42反馈到LED 32的控制器40。控制器40根据电机的旋转速度能够将其换算成切割件的运动频率/速度。要注意电机的旋转速度不会直接等于切割件的运动频率/速度，因为电机和切割件之间还有一系列的传动机构和速度变换装置。然后，根据切割件的运动频率/速度，控制器40就能控制LED 32的光照变化频率，这样的对LED 32的控制可以通过产生脉冲输出电流来获得。LED 32在接收到脉冲电流之后就会产生闪烁的效果，而这样的闪烁效果导致了其光照变化的频率和脉冲的频率相同。
要注意的是，LED的光照变化频率的不同，会导致用户肉眼看到的锯条的效果产生不同。图5中示出了LED的光照变化频率由高到低变化时产生的三种不同的视觉效果。在LED的光照变化频率的特定频率上，如图5中箭头60指示的，用户肉眼看到的视觉效果是锯条好像静止不动。这样的特定频率是锯条本身的运动频率的整数倍。而当LED的光照变化频率低于特定频率但仍大于特定频率的上一个整数倍，例如当LED的光照变化频率位于锯条本身的运动频率的1倍和2倍之间时，则会产生锯条反向移动的错觉，如图5中区域62所指示的。相反，当LED的光照变化频率高于特定频率但仍低于特定频率的下一个整数倍，例如当LED的光照变化频率位于锯条本身的运动频率的2倍和3倍之间时，则会产生锯条正向运动但是运动速度缓慢的错觉，如图5中区域64所指示的。要注意上述的三种静止、反转、运动速度缓慢的视觉效果都是由于频闪效应造成的，而且这三种视觉效果随着LED的光照变化频率一直增加或减少会周期性地重复。
因此，在介绍了上述的实施例之后，本领域的技术人员可以认识到，不同的改动、另外的结构、等同物，都可以被使用而不会背离本发明的本质。相应的，以上的描述不应该被视为对如以下的权利要求所确定的本发明范围的限制。
例如，虽然在上述实施例中使用了曲线锯作为电动切割工具的范例来说明本发明，但是本领域技术人员应该认识到其它类型的电动切割工具例如往复锯和斜切锯也可以应用本发明。这是因为频闪效应除了能用在沿着直线往复运动的锯条上以外，也可以用于沿着其它轨迹重复运动的切割件，例如斜切锯中安装的圆形举牌。
另外，虽然在上述实施例中对切割件(也就是锯条)的运动速度的检测是通过无刷电机中存在的电机霍尔传感器实现的，但是要明白其它类型的传感器也是可以使用的。例如，在有刷电机的情况中，可以通过在电机中加装专门的速度传感器来实现本发明的目的。
在一个变化实施方案中，电动切割工具还包括连接到控制器的开关。该开关能够被用户操作而简单地启用或禁止上述的光照闪烁效果。也就是说，当用户想暂时禁止该功能的时候，他可以操作开关临时地使得LED一直常亮或者熄灭。而当用户想再次恢复该功能的时候，他也可以操作开关进行。
在另一个变化实施方案中，电动切割工具所装载的固件可以具有规避功能，即在切割件的运动速度低于一阈值(例如12Hz)的时候，禁止LED产生变化的光照。这样的设计可以避免由于LED光照闪烁频率的过低而导致用户视觉上产生的不适感或者疾病。
Claims (7)
1.一种电动切割工具，包括：
电机；
由所述电机所驱动的切割件，该切割件适于在工作期间进行重复运动；
包括开口的底板，切割件穿过所述开口；
照明装置；以及
用于控制所述照明装置的控制器；
控制器适于控制所述照明装置根据所述切割件的运动速度而产生以特定频率变化的光照，该特定频率使得所述切割件以所述速度运动时在视觉上呈现静止的效果；以及
其中照明装置位于底板上。
2.如权利要求1所述的电动切割工具，还包括用于检测所述电机的旋转速度的传感器；该传感器在工作期间检测所述电机的旋转速度并将其反馈给所述控制器；所述控制器根据所述电机的旋转速度以产生信号以控制所述照明装置产生所述以特定频率变化的光照。
3.如权利要求2所述的电动切割工具，其中所述传感器为固定到所述电机的霍尔传感器。
4.如权利要求1所述的电动切割工具，还包括连接到所述控制器的开关；所述开关能够使得控制器控制所述照明装置以产生所述以特定频率变化的光照或禁止其产生所述以特定频率变化的光照。
5.如权利要求2所述的电动切割工具，其中所述控制器适于在所述切割件的所述运动速度低于阈值的时候，禁止所述照明装置产生所述以特定频率变化的光照。
6.如权利要求1-5中任意一条所述的电动切割工具，其中所述电动切割工具为曲线锯。
7.如权利要求1-5中任意一条所述的电动切割工具，其中所述照明装置为发光二极管。
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