CN108400727A - 电动工具控制方法、装置及电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具控制方法、装置及电动工具，应用于拆卸紧固件的过程中，包括：采集电动工具的电机的第一电流值；根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值；判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。上述电动工具控制方法、装置及电动工具，在确定电动工具进入负载状态后再利用后续检测的第二电流值判断是否进行停机操作，能够降低发生因电流波动而误判停机的概率，从而提高电动工具停机的可靠性。

Description

电动工具控制方法、装置及电动工具

技术领域

本发明涉及电动工具技术领域，特别是涉及一种电动工具控制方法、装置及电动工具。

背景技术

随着电子技术的发展，电动工具得到了越来越广泛的应用，电动工具主要分为金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具。

在利用电动工具拆卸紧固件时，如果在紧固件被拧松之后，电动工具仍然持续运行，极易发生因持续旋转而导致的螺母掉落、卡入套筒等情况，进而可能发生因紧固件高空坠落而伤人的事故。因此，如何能够提高电动工具停机的可靠性是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对如何能够提高电动工具停机的可靠性的问题，提供一种电动工具控制方法、装置及电动工具。

一种电动工具控制方法，应用于拆卸紧固件的过程中，用于实现自停功能，包括：

采集电动工具的电机的第一电流值；

根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。

在其中一个实施例中，所述第一停机条件包括：所述第二电流值开始下降，并且所述第二电流值的持续下降趋势满足第二停机条件。

在其中一个实施例中，所述第二停机条件包括：所述第二电流值下降至预设电流值。

在其中一个实施例中，所述第二停机条件包括：设定数量个所述第二电流值对应的下降斜率达到预设斜率阈值。

在其中一个实施例中，采集电动工具的电机的第一电流值的步骤包括：

以预设采样周期采集电动工具的电机的第一电流值；

对所述第一电流值进行滤波。

在其中一个实施例中，根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值的步骤包括：

若所述第一电流值在预设时间段内持续大于负载电流阈值时，则判定所述电动工具当前工作于负载状态；

继续采集所述电机的第二电流值，并对所述第二电流值进行滤波。

在其中一个实施例中，在采集电动工具的电机的第一电流值的步骤之前，所述电动工具控制方法还包括：

获取用于指示开启或关闭所述自停功能的状态信息；

根据所述状态信息判断是否开始执行采集电动工具的电机的第一电流值的步骤。

在其中一个实施例中，在获取状态信息的步骤之后，所述电动工具控制方法还包括：

存储所述状态信息。

一种电动工具控制装置，应用于拆卸紧固件的过程中，所述电动工具控制装置用于实现自停功能，包括：

第一电流值采集模块，用于采集电动工具的电机的第一电流值；

状态判断模块，用于根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值；

停机判断模块，用于判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。

一种电动工具，包括控制器，所述控制器用于执行所述电动工具控制方法。

上述电动工具控制方法、装置及电动工具具有的有益效果为：其中，采集电动工具的电机的第一电流值，并根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值。之后判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电动停止运行。由于电动工具刚开机后电流的波动较大，而进入负载状态后电流则处于相对稳定状态，故上述电动工具控制方法、装置及电动工具，在确定电动工具进入负载状态后再利用后续检测的第二电流值判断是否进行停机操作，能够降低发生因电流波动而误判停机的概率，从而提高电动工具停机的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例提供的电动工具控制方法的流程图；

图2为图1所示实施例的电动工具控制方法用于标明其中一种第二停机条件实施方式的电流趋势图；

图3为图1所示实施例的电动工具控制方法用于标明另一种第二停机条件实施方式的电流趋势图；

图4为图1所示实施例的电动工具控制方法中步骤S400的其中一种具体实施方式的流程图；

图5为图1所示实施例的电动工具控制方法中步骤S500的其中一种具体实施方式的流程图；

图6为图5所示实施例的电动工具控制方法中步骤S520的其中一种具体实施方式的流程图；

图7为图1所示实施例的电动工具控制方法的其中一种具体实施方式中另外包括内容的流程图；

图8为另一实施例提供的电动工具控制装置的组成框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施例提供了一种电动工具控制方法，用于实现自停功能，应用于拆卸紧固件的过程中。其中，自停功能是指能够自动停机。所述电动工具控制方法可以由电动工具内的控制器来执行，其中，控制器例如为单片机。并且，电动工具例如为电动扳手。所述电动工具控制方法包括以下内容，请参考图1。

步骤S400.采集电动工具的电机的第一电流值。

其中，第一电流值为电机的实时电流。

步骤S500.根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值。

其中，负载状态是指电动工具已经施加了负载，并且电流处于相对稳定状态，这时紧固件处于拧紧的状态。第二电流值同样为电机的实时电流，且第二电流值与第一电流值的区别仅在于采集的时间不同。因此，当判断电动工具处于负载状态时，代表电机电流已经经历过了刚开机后的波动状态，而处于相对稳定状态。

进一步的，若根据第一电流值判断电动工具处于空载状态或停机状态时，可以停止运行，从而避免造成资源浪费。

步骤S600.判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。

其中，第二电流值达到第一停机条件的时间，介于紧固件刚开始被拧松的时间和紧固件完全被旋出的时间之间。换言之，当第二电流值达到第一停机条件时，紧固件已经被拧松但是还没有被完全拧松，因此，这时控制电机停止运行，即可避免发生因持续旋转而导致的紧固件掉落、卡入套筒等情况。

由于电动工具在开机后，电机的电流通常会出现波动情况，而进入负载状态后电流会趋于相对稳定，因此本发明实施例首先通过第一电流值判断电动工具当前工作于负载状态时，再利用后续检测的第二电流值判断是否进行停机操作，能够降低发生因电流波动而误判停机的概率，从而提高电动工具停机的可靠性。

在其中一个实施例中，所述第一停机条件包括：所述第二电流值开始下降，并且所述第二电流值的持续下降趋势满足第二停机条件。

当紧固件被拧松后，电机的电流就会逐渐下降，因此当电动工具处于负载状态之后，如果电流开始出现下降，则代表紧固件已经开始被拧松，这时应该继续监测电机电流的变化趋势，并在紧固件被完全旋出之前执行停机操作。具体的，在步骤S500中，可以采集多个第二电流值I_t-m+1,...,I_t-2,I_t-1,I_t，这时只要判断I_t-m+1＞(I_t-m+2+Δi)＞...＞(I_t+(m-1)Δi)，即可判定第二电流值是否开始下降。

另外，若判断所述第二电流值没有开始下降时，可以继续采集所述电机的第二电流值，并直至判断第二电流值开始下降为止。

关于第二停机条件的具体方式本发明实施例提供了以下两种情况：

第一种情况为：请参考图2，所述第二停机条件包括：所述第二电流值下降至预设电流值。其中，预设电流值I_th2可以为大于电机空载电流值的值，例如为电机空载电流值的5倍或其他倍数，这时，预设电流值I_th2对应紧固件被完全旋出之前的第二电流值。

这时，第一停机条件相当于：所述第二电流值开始下降，并且所述第二电流值下降至预设电流值I_th2。具体的，基于第一停机条件的上述实现方式，只要判断I_t-m+1＞(I_t-m+2+Δi)＞...＞(I_t+(m-1)Δi)，且I_t＝I_th2时，即可在t时刻控制电动工具自停。

另外，为了进一步提高判断的精确性，请继续参考图2，第二停机条件也可以包括：所述第二电流值在设定时间段内连续下降，并且所述第二电流值下降至预设电流值I_th2。其中，设定时间段可以对应紧固件从开始被拧松至被完全旋出之前的时间段Δt₂。

第二种情况为：请参考图3，所述第二停机条件包括：设定数量个所述第二电流值对应的下降斜率达到预设斜率阈值。

其中，预设斜率阈值|K_th|与电机的自身特性有关，当紧固件被拧松后，电机电流会以固定的斜率(即预设斜率阈值|K_th|)下降并直至紧固件被完全旋出。具体的，设定数量m个第二电流值中，第一个(即最早采集的)第二电流值的采集时间在紧固件被拧松之后，并且最后一个(即最晚采集的)第二电流值对应的采集时间在紧固件被完全旋出之前。

这时，第一停机条件相当于：所述第二电流值开始下降，并且设定数量m个所述第二电流值对应的下降斜率达到预设斜率阈值|K_th|。具体的，只要判断I_t-m+1＞(I_t-m+2+Δi)＞...＞(I_t+(m-1)Δi)，且即可以控制电动工具自停。

需要说明的是，上述关于第二停机条件的两种情况也可以同时采用，即第二停机条件包括所述第二电流值下降至预设电流值，且设定数量个所述第二电流值对应的下降斜率达到预设斜率阈值；或者可以在电动工具运行的不同阶段采取不同的第二停机条件，例如：在第一阶段时第二停机条件采取上述第一种情况，在第二阶段时第二停机条件采取上述第二种情况，在第三阶段时第二停机条件同时采取上述第一种情况和上述第二种情况，其中第一阶段、第二阶段、第三阶段分别代表电动工具运行的不同阶段。

在其中一个实施例中，步骤S400包括以下内容，请参考图4。

步骤S410.以预设采样周期采集电动工具的电机的第一电流值。

步骤S420.对所述第一电流值进行滤波。

具体的，可以采用滑动平均滤波方法进行滤波，即

其中，i_t-n+1+...i_t-1+i_t指分别以采样周期T采集的n个第一电流值，故本发明实施例采用的各第一电流值I_t，均是利用之前采集的n-1个第一电流值及当前时刻采集的第一电流值进行滑动平均滤波后而得出的电流值。滑动平均滤波更能体现出电流的变换趋势。

可以理解的是，对第一电流值的处理方法不限于上述情况，例如也可以采用其他类型的均值滤波方法对第一电流值进行滤波。

在其中一个实施例中，步骤S500包括以下内容，请参考图5。

步骤S510.若所述第一电流值在预设时间段内持续大于负载电流阈值时，则判定所述电动工具当前工作于负载状态。

请同时参考图2或图3，预设时间段大于或等于刚开机后电机电流出现波动的时间段Δt₁。负载电流阈值I_th1同样与电机特性有关，第一电流值大于负载电流阈值时，代表紧固件处于拧紧状态还未被拧松。本发明实施例中，可以按预设采样周期T采集n个第一电流值I_t-n+1,...,I_t-2,I_t-1,I_t，并且采集过程共经历的时间段与Δt₁相同，即Δt₁＝(n-1)*T，那么只要判断I_t-n+1,...,I_t-2,I_t-1,I_t均大于I_th1时，相当于第一电流值在预设时间段内持续大于负载电流阈值，即可判定电动工具当前工作于负载状态。

由于电机电流发生变动时也会出现下降趋势，而后续紧固件被拧松后电机电流也会出现下降趋势，因此为了避免发生误判停机，本发明实施例首先需要排除掉电流发生波动的时间段。另外，当电机电流发生波动时，虽然会出现电流下降的趋势，但是电流值始终保持在负载电流阈值I_th1之上，而且电流波动也通常仅在电动工具刚开机后发生，因此本发明实施例利用这一特性来排除电流发生波动的时间段，即：由于预设时间段大于或等于电机电流波动的时间Δt₁，因此只要确定第一电流值在预设时间段内持续大于负载电流阈值I_th1，则可以判定已经经过了电机电流波动的时间段Δt₁而进入负载状态。

步骤S520.继续采集所述电机的第二电流值。

具体的，也可以对第二电流值进行滤波，这时步骤S520具体包括以下内容，请参考图6。

步骤S521.以预设采样周期采集所述电机的第二电流值。

步骤S522.对所述第二电流值进行滤波。

具体的，可以采用滑动平均滤波方法进行滤波，更能体现出电流的变换趋势。

可以理解的是，对第二电流值的处理方法不限于上述情况，也可以采用其他类型的均值滤波方法对第二电流值进行滤波。

进一步的，步骤S510可以包括：判断所述第一电流值是否在预设时间段内持续大于负载电流阈值时，若是，则判定所述电动工具当前工作于负载状态；否则，继续执行步骤S400或其他初始操作。

其中，其他初始操作是指在其他具体实施方式中可能出现在步骤S400之前的其他操作。另外，如果否，则代表电动工具处于空载或关机状态，因此无需判断是否进行自停操作。

可以理解的是，步骤S500的具体实现方式不限于上述情况，只要能够根据第一电流值判断电动工具是否处于负载状态即可。

在其中一个实施例中，在步骤S400之前，电动工具控制方法还包括以下内容，请参考图7。

步骤S100.获取用于指示开启或关闭所述自停功能的状态信息。

本发明实施例中，电动工具可以设有开关，并与控制器连接，这时状态信息则可以对应开关的导通和断开两种状态，从而供用户开启或关闭自停功能。

步骤S200.存储所述状态信息。

由于电动工具在一次操作过程中存在多次开机、关机状态，因此通过存储自停开关的状态信息，可以使电动工具在关机后再次开机时能够自动读取用户在操作最初开始时选择的开关信息，而无需用户重新设置自停开关的状态，以提高用户的使用体验。可以理解的是，步骤S200并不限于上述情况，例如如果用户在电动工具内提前设置无需存储状态信息，那么则无需执行步骤S200。

步骤S300.根据所述状态信息判断是否开始执行采集电动工具的电机的第一电流值的步骤。

具体的，若根据所述状态信息判断所述开关处于导通状态，则开启自停功能，从而开始执行采集电动工具的电机的第一电流值的步骤。

进一步的，电动工具还可以设置显示模块，例如显示屏，用于显示自停功能的状态信息，便于用户随时查看，进一步提高电动工具的运行可靠性。

可以理解的是，电动工具控制方法的实现方式不限于上述情况，例如还可以是用户利用智能设备向电动工具无线发送自停功能的状态信息，这时电动工具只要安装有无线通信模块，即能够无线接收用户选择的信息。

需要说明的是，图1、图4至图7为本发明实施例的方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1、图4至图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图1、图4至图7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在另一实施例中，提供了一种电动工具控制装置，应用于拆卸紧固件的过程中，用于实现自停功能，请参考图8，包括以下内容：

第一电流值采集模块100，用于采集电动工具的电机的第一电流值。

状态判断模块200，用于根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值。

停机判断模块300，用于判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。

需要说明的是，本实施例提供的电动工具控制装置与上一实施例提供的电动工具控制方法对应，这里就不再赘述。

在另一实施例中，提供了一种电动工具，包括控制器，所述控制器用于执行上述实施例提供的电动工具控制方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动工具控制方法，应用于拆卸紧固件的过程中，用于实现自停功能，包括：

采集电动工具的电机的第一电流值；

根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值；

判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。

2.根据权利要求1所述的电动工具控制方法，其特征在于，所述第一停机条件包括：所述第二电流值开始下降，并且所述第二电流值的持续下降趋势满足第二停机条件。

3.根据权利要求2所述的电动工具控制方法，其特征在于，所述第二停机条件包括：所述第二电流值下降至预设电流值。

4.根据权利要求2所述的电动工具控制方法，其特征在于，所述第二停机条件包括：设定数量个所述第二电流值对应的下降斜率达到预设斜率阈值。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电动工具控制方法，其特征在于，采集电动工具的电机的第一电流值的步骤包括：

以预设采样周期采集电动工具的电机的第一电流值；

对所述第一电流值进行滤波。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电动工具控制方法，其特征在于，根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值的步骤包括：

若所述第一电流值在预设时间段内持续大于负载电流阈值时，则判定所述电动工具当前工作于负载状态；

继续采集所述电机的第二电流值，并对所述第二电流值进行滤波。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电动工具控制方法，其特征在于，在采集电动工具的电机的第一电流值的步骤之前，所述电动工具控制方法还包括：

获取用于指示开启或关闭所述自停功能的状态信息；

根据所述状态信息判断是否开始执行采集电动工具的电机的第一电流值的步骤。

8.根据权利要求7所述的电动工具控制方法，其特征在于，在获取状态信息的步骤之后，所述电动工具控制方法还包括：

存储所述状态信息。

9.一种电动工具控制装置，应用于拆卸紧固件的过程中，其特征在于，所述电动工具控制装置用于实现自停功能，包括：

第一电流值采集模块，用于采集电动工具的电机的第一电流值；

状态判断模块，用于根据所述第一电流值判断所述电动工具当前工作于负载状态时，继续采集所述电机的第二电流值；

停机判断模块，用于判断所述第二电流值达到第一停机条件时，控制所述电机停止运行。

10.一种电动工具，包括控制器，其特征在于，所述控制器用于执行权利要求1至4中任一权利要求所述的电动工具控制方法。