CN109995279A - 机械式缝纫机的闭回路控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，该机械式缝纫机包含一脚踏板以及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压、工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：取得该脚踏板的一旋转角度；依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；计算该直流马达实际输出的一输出功率；判断该输出功率是否等于该预设功率，其中，若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。
Description
本申请为中国专利申请号201710154226.0(发明名称：机械式缝纫机的闭回路控制装置及方法；申请日2017年3月15日)的分案。
技术领域
本发明是涉及一种机械式缝纫机的闭回路的控制装置及方法，尤指一种于直流马达与处理器之间设置电压、电流检测模块，将该直流马达的工作信息回授至该处理器，利用处理器通过闭回路控制该直流马达的工作电压的控制装置及方法。
背景技术
目前市面上常见的缝纫机包含了计算机式缝纫机及机械式缝纫机，计算机式缝纫机，利用程控一转动编码器来进行车缝动作，虽有刺绣功能，但其单价较高；机械式缝纫机并无刺绣功能，无转动编码器，价格较低，机械式缝纫机其车缝的速度快慢由用户自行调整，使用者借着控制机械式缝纫机的脚踏板，调整脚踏板的角度或是深度，改变机械式缝纫机的直流马达的转速，以调整其车缝速度。因此，现有的机械式缝纫机其车缝速度皆由用户的习惯、或车缝需求来自行调整，并无精确控制。
请参阅图7所示，是直流马达的等效电路，Vm为工作电压，Ra为马达的电枢内组，Ia为马达的电枢电流，E为电枢切割磁场所产生的感应电动势，可以得知：
Vm＝IaR+E
另外，E可表示为：
E＝KφN
其中，K为电枢绕组因子，φ为磁通量，N为转速。
因此马达的转速N可以表示为：
由以上公式可以得知，可通过控制该工作电压Vm，进而调整马达的转速N。
目前的机械式缝纫机中，通过踩踏脚踏板的旋转角度或深度可改变直流马达的工作电压Vm，调整该直流马达的转速。然而，当用户欲固定工作电压Vm使直流马达可以固定转速运作时，由于反电动势E会阻碍线圈转动，因此如果要使线圈维持定速转动时，必须提供多余能量，才能使直流马达定转速工作，导致电枢电流Ia必须上升，才能使直流马达定转速工作。然而，当马达的转速固定，电枢电流Ia的上升，会使工作电压Vm开始下降，而工作电压Vm下降会造成马达的转速下降，造成又必须增加脚踏板旋转角度，以再次增加工作电压Vm，因此，目前的机械式缝纫机的马达皆需要功率较高的高压马达，才足以正常工作，但目前的机械式缝纫机使的该直流高压马达的电枢电流Ia及工作电压Vm居高不下，该直流高压马达的工作温度向上提升，造成直流高压马达具有寿命短、消耗功率高以及工作温度高等问题，并且其电刷会有火花产生，以至于直流高压马达的安全性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械式缝纫机的闭回路控制装置，利用处理器来提升车缝效率、降低功率消耗、延长直流马达寿命。
为了达到上述目的，本发明提供一种机械式缝纫机的闭回路控制装置，该闭回路控制装置包含有：
一隔离式降压高频切换电源模块，该隔离式降压高频切换电源模块具有一输入端与一输出端，该输入端是连接一交流电源，并于该输出端输出一工作电压；
一直流马达，该直流马达连接该输出端以接收该工作电压；
一速度控制模块，该速度控制模块输出一速度信号；
一处理器，该处理器连接该速度控制模块，依据该速度信号发出一控制信号；
一电子式开关，该电子式开关连接于该直流马达与该处理器之间，依据该控制信号控制该电子式开关的工作周期，调整施加在该直流马达的该工作电压；
一电流检测模块，该电流检测模块连接于该电子式开关与该处理器之间，该电流检测模块检测该直流马达的一工作电流，以产生一工作电流信号；
一电压检测模块，该电压检测模块连接于该直流马达与该处理器之间，该电压检测模块检测该直流马达的该工作电压，以产生一工作电压信号；
其中，该处理器根据该工作电流信号及该工作电压信号，进一步调整该控制信号以重新调整该电子式开关的工作周期。
优选的，该隔离式降压高频切换电源模块包含有：一整流单元，该整流单元连接该输入端，将该交流电源整流为一直流电压；一变压器，该变压器一次侧连接该整流单元，以接收该整流单元输出的该直流电压；一调压电路，该调压电路连接于该变压器的一次侧，该调压电路包含一脉波调变器及一电子式电源开关，该脉波调变器调整该电子式电源开关的工作周期，调整该变压器其一次侧的该直流电压；一整流滤波电路，该整流滤波电路连接于该变压器的二次侧与该输出端之间。
优选的，该输出端与该脉波调变器之间设有一电压回授电路，该电压回授电路包含有：一稳压器，其连接该输出端，该稳压器将该工作电压调变至一回授电压；一光耦合器，该光耦合器连接该稳压器，该光耦合器根据该回授电压获得一回授电压信号，并将该回授电压信号传输至该脉波调变器，让该脉波调变器依据该回授电压信号调整该变压器一次侧的该直流电压。
优选的，该速度控制模块连接有一脚踏板，该脚踏板连接一电源，根据改变该脚踏板的一旋转角度，调整产生该速度信号。
优选的，该隔离式降压高频切换电源模块的输出端连接一照明灯，该照明灯可为一发光二极管。
优选的，该处理器根据接收到的该工作电压信号及该工作电流信号计算出一输出功率，当该处理器判断该输出功率大于一预设功率，则产生一对应的控制信号令该直流马达操作在一重载控制模式。
本发明的另一目的是提供一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，该机械式缝纫机包含有一脚踏板及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压及工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：
取得该脚踏板的一旋转角度；
依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；
计算该直流马达实际输出的一输出功率；
判断该输出功率是否等于该预设功率，其中：
若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。
优选的，其中调整该输出功率包含有以下步骤：判断该预设功率是否高于该输出功率，其中；若该预设功率高于该输出功率，提升该直流马达的输出功率；若该预设功率低于该输出功率，判断该输出功率是否高于一重载功率。
优选的，其中：若该输出功率低于该重载功率，降低该输出功率；若该输出功率高于该重载功率，进入一重载控制模式。
优选的，其中该重载控制模式还包含以下步骤：调整该直流马达至一额定功率；计算该直流马达实际输出的该输出功率；判断该输出功率是否高于该额定功率，其中：若该输出功率低于该额定功率，调整该输出功率进行补偿，回到该计算该直流马达实际输出的该输出功率步骤；若该输出功率高于该额定功率，于一预定时间内停止输入该工作电压及该工作电流至该直流马达；回到该取得该脚踏板的该旋转角度步骤。
由上述可以得知，利用该隔离式降压高频切换电源模块将交流电源转换为直流电源，并提供至该直流马达，该处理器利用脉波宽度调变技术(PWM)，于频率不变的情况下调整该电子式开关的工作周期，进而调整该直流马达的工作电压、工作电流，根据控制该直流马达的功率来调整其转速，并依据该脚踏板的该旋转角度将该直流马达提升至该预设功率，并且，利用电流检测模块检测流过该直流马达的该工作电流，以产生工作电流信号，及使用该电压检测模块检测该直流马达的工作电压以产生工作电压信号，利用该工作电流信号与该工作电压信号计算该直流马达其实际输出的输出功率，并判断该输出功率是否与该预设功率相同，若不相同，则利用闭回路控制调整该直流马达的该输出功率，使该输出功率与该预设功率相同，以达到闭回路控制的功效，由上述可知，依据直流马达的电枢电流及工作电压，该处理器调整该工作电压Vm的占空比(duty cycle)以提升该工作电压，且用户无需再次增加脚踏板的旋转角度，即可维持直流马达的转速，避免当电流上升时，电压下降，如要固定转速，需要再次增加该直流马达的工作电压，造成该直流马达的负担，增加功率及减少该直流马达的寿命，因此，相对于传统机械缝纫机中的高压直流电机，本发明的直流马达电机可以在较低的工作电压下稳定地工作，并且，与计算机式缝纫机相比，无须转动编码器即可达到闭回路控制。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1是本发明机械式缝纫机的闭回路控制装置的电路方块图；
图2A、2B是本发明机械式缝纫机的闭回路控制装置的电路图；
图3是本发明机械式缝纫机的闭回路控制装置另一实施例的电路方块图；图4～6是本发明机械式缝纫机的闭回路控制方法的流程图；
图7是直流马达的等效电路图。
其中，附图标记：
10 隔离式降压高频切换电源模块
11 整流单元
12 调压电路
121 脉波调变器
13 变压器
14 整流滤波电路
15 电压回授电路
16 稳压电路
20 直流马达
30 电子式开关
40 处理器
50 速度控制模块
51 脚踏板
60 电流检测模块
70 电压检测模块
80 照明灯
J1 输入接头
J2 输出接头
J3 连接器
Q1 电子式电源开关
D1 二极管
Q2 稳压器
U 光耦合器
A1、A2、A3、A4、C1、C2、C3、C4 接脚
B2 电压回授接脚
B5 栅极驱动接脚
B6 电源输入接脚
D1、D8 电源接脚
D2 输出接脚
D3 辅助接脚
D4 输入接脚
D5 电流信号接脚
D6 速度信号接脚
D7 电压信号接脚
具体实施方式
以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
请参阅图1所示，本发明的机械式缝纫机的闭回路控制装置包含有一隔离式降压高频切换电源模块10，一直流马达20、一电子式开关30、一处理器40、一速度控制模块50、一电流检测模块60、一电压检测模块70，该隔离式降压高频切换电源模块10的输入端连接一外部交流电源，该隔离式降压高频切换电源模块10的输出端连接该直流马达20，该电子式开关30的输出端连接该直流马达20，该电子式开关30的输入端连接该处理器40的输出端，该速度控制模块50的输出端连接至该处理器40的输入端，该电流检测模块60的输入端连接于该电子式开关30，该电流检测模块60的输出端连接至该处理器40的输入端，该电压检测模块70的输入端连接于该直流马达20，该电压检测模块70的输出端连接该处理器40的输入端。
请参阅图2A及图2B所示，该隔离式降压高频切换电源模块10的输入端可通过一输入接头J1连接一外部交流电源，并将该交流电源转为一工作电压Vo以提供至该直流马达20。该隔离式降压高频切换电源模块10其包含有一整流单元11、一调压电路12、一变压器13、一整流滤波电路14以及一电压回授电路15。
该整流单元11是一全波整流器，其输入端(A1、A3接脚)连接至外部交流电源，将该外部交流电源整流为一直流电压Vdc，并由该整流单元11的输出端(A2、A4接脚)输出该直流电压Vdc，以输出该直流电压Vdc至该变压器13的一次侧。
该调压电路12包含一脉波调变器121以及一电子式电源开关Q1，该脉波调变器121包含有一栅极驱动接脚B5、一电源输入接脚B6、一电压回授接脚B2，该电子式电源开关Q1连接于该脉波调变器121与该变压器13的一次侧之间，该电子式电源开关Q1可为一金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，其漏极连接至该变压器13的一次侧，其源极接地，其栅极连接该脉波调变器121的该栅极驱动接脚B5，其中，该直流电压Vdc为一脉波直流电压，该脉波调变器121控制该电子式电源开关Q1的工作周期，调整该直流电压Vdc的占空比，以调整该直流电压Vdc的平均电压输出。
该变压器13的一次侧具有一输入绕组与一辅助绕组，二次侧具有一输出绕组。该辅助绕组输出一辅助电压Vaux，该辅助电压Vaux输出至该脉波调变器121的该电源输入接脚B6，以提供电力给该脉波调变器121。
该变压器13的输出绕组连接该整流滤波电路14，该变压器13调变该直流电压Vdc，并通过该整流滤波电路14整流滤波后，输出该工作电压Vo至一输出接头J2。其中，该变压器13的输出绕组利用中间抽头通过一二极管D1，输出一发光二极管(LED)电压Vs。该LED电压Vs通过一稳压电路16转为一处理器电压Vcc，该处理器电压Vcc提供给该处理器40。
另外，该电压回授电路15连接于该整流滤波电路14与该脉波调变器121之间，该电压回授电路15连接至该脉波调变器121的该电压回授接脚B2，用以将该整流滤波电路14其输出的该工作电压Vo的信息回馈至该脉波调变器121，使该脉波调变器121依据该工作电压Vo的信息控制该电子式电源开关Q1的工作周期，以调整该直流电压Vdc的占空比，调整输入至该变压器13的输入绕组的该直流电压Vdc的脉冲值，使该整流滤波电路14稳定输出该工作电压Vo。该电压回授模块15包含有一稳压器Q2及一光耦合器U，该工作电压Vo通过分压后，经由该稳压器Q2输出一回授电压Vz至该光耦合器U的输入端(光发射器，光耦合器的接脚C1、C2)，该光耦合器U利用光信号来进行传输，将光信号传递至该光耦合器U的输出端(光接收器，光耦合器的接脚C3、C4)，以输出一回授电压信号，并将该回授电压信号输入至该脉波调变器121的电压回授接脚B2；根据该光耦合器U的输入端与输出端之间利用光信号传输，未具有实体连接，使该光耦合器U具有良好的隔离功效，隔离该变压器13的一、二次侧。因此，该隔离式降压高频切换电源模块10根据该电压回授电路15测量该输出端的该工作电压Vo，并回授给该脉波调变器121，用以调整该工作电压Vo，达到闭回路控制的效果，减少误差。
该电子式开关30连接于该直流马达20与该处理器40之间，该电子式开关30是为一N通道增强型场效应管(FET)，其栅极连接至该控制器40的输出端，其漏极连接至该直流马达20，其源极连接该电流检测模块60。
该处理器40分别连接该电子式开关30、该速度控制模块50、该电流检测模块60、该电压检测模块70。该处理器40包含有两电源接脚D1、D8、一电压信号接脚D7、一速度信号接脚D6、一电流信号接脚D5、一输入接脚D4、一辅助接脚D3、一输出接脚D2，其中一电源接脚D1接收该处理器电压Vcc，另一电源接脚D8为接地。该输出接脚D2连接至该电子式开关30的栅极，以输出该控制信号至该电子式开关30，操控该电子式开关30的工作周期，控制将输入至该直流马达20的该工作电压Vm、该工作电流的占空比，借以调整该工作电压Vm、该工作电流的平均值，以调整该直流马达20的功率，进一步控制其转速；该输入接脚D4、该电压信号接脚D7及该速度信号接脚D6经由一连接器J3连接一外部控制器，该外部控制器输入指令至该处理器40，让该处理器40依据输入的指令运作。
该速度控制模块50的输入端连接该机械式缝纫机的一脚踏板51，该脚踏板51连接一电源，当使用者踩踏该脚踏板51，使该脚踏板51的一旋转角度产生改变，该速度控制模块50的输出端是对应输出一速度信号，该速度信号输出至该处理器40的该速度信号接脚D6，其中该速度信号为一电压信号，其电压值根据脚踏板51的该旋转角度而相应改变。该处理器40根据接收的该速度信号，调整至该电子式开关30的该控制信号以改变该工作电压Vm的平均值，其中，该脚踏板51连接的电源可为该变压器13的输出绕组的该处理器电压Vcc。
该电流检测模块60的输入端连接该电子式开关30的源极，该电流检测模块60的输出端连接该处理器40的该电流信号接脚D5，使流经该直流马达20的一工作电流，通过该电流检测模块60而产生一工作电流信号，并将该工作电流信号输入至该处理器40。
该电压检测模块70的输入端连接至该直流马达20，该电压检测模块的输出端连接该处理器40的该电压信号接脚D7，将该直流马达20目前的该工作电压Vm信息通过该电压检测模块70产生一工作电压信号，并将该工作电压信号输入至该处理器40中。
因此，该处理器40根据该电流检测模块60与该电压检测模块70，将该直流马达20的工作电压Vm与工作电流的信息回授至该处理器40，供该处理器40进一步调整该控制信号，修正该直流马达20的该工作电压下降的问题，达到闭回路控制的效果。
请参阅图3所示，该隔离式降压高频切换电源模块10的输出端可再连接一照明灯80，该照明灯80可为一发光二极管(LED)灯具，其中，由该变压器13的输出绕组的该LED电压Vs传递至该照明灯80，用以提供电力。
依据上述结构，请参阅图4所示，本发明所提供机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：
取得该脚踏板51的该旋转角度(S101)；
依据该脚踏板51的该旋转角度，调整该直流马达20至一预设功率Pc(S102)；
计算该直流马达实际输出的一输出功率Pr(S103)；
判断该预设功率Pc是否等于该输出功率Pr(S104)；
若该预设功率Pc不等于该输出功率Pr，调整该直流马达20的该输出功率Pr(S105)。
取得使用者踩踏该机械式缝纫机的该脚踏板51的该旋转角度(步骤S101)，该脚踏板51利用不同的旋转角度，输入不同电压的速度信号至该处理器40，该处理器40依据该速度信号产生该控制信号，并将该控制信号传递至该电子式开关30的栅极，操控该电子式开关30的工作周期，调整传递至该直流马达20的工作电流、工作电压的占空比，来将直流马达20的功率提升至该预设功率Pc(步骤S102)，以进一步控制该直流马达20的转速；该电流检测模块60、电压检测模块70分别把该直流马达20的该工作电流、该工作电压的信息回馈至该处理器40，该处理器40计算该直流马达20实际输出的该输出功率Pr(S103)，并且判断该预设功率Pc是否等于该输出功率Pr(S104)，若该预设功率Pc与该输出功率Pr相同，即可回到“取得该脚踏板51的该旋转角度(S101)”步骤；若该预设功率Pc与该输出功率Pr不同，则利用闭回路控制调整该输出功率(S105)，其中，请审阅图5所示，调整该输出功率还包含有以下步骤：
判断该预设功率Pc是否高于该输出功率Pr(S106)；
若该预设功率Pc高于该输出功率Pr，则提升该直流马达20的该输出功率Pr(S107)，并且回到“计算该直流马达20的该输出功率Pr(S103)”的步骤，重新计算该直流马达20的输出功率Pr；
若预设功率Pc低于该输出功率Pr，则判断该输出功率Pr是否大于一重载功率(S108)；
若该输出功率Pr低于该重载功率，则降低该直流马达20的该出输出功率Pr(S109)，并且回到“计算该直流马达20的该输出功率Pr(S103)”的步骤，重新计算该直流马达20的输出功率Pr；
若该输出功率Pr高于该重载功率，则进入一重载模式(S110)。
调整该输出功率Pr前，应先判断该预设功率Pc是否高于该输出功率Pr(S106)，若该预设功率Pc高于该输出功率Pr，则代表该输出功率Pr不足，因此通过闭回路控制，利用该处理器40提升将输入至该直流马达20的该工作电流与该工作电压的占空比，以提升该直流马达20的该输出功率Pr(S107)，提升该输出功率Pr后，回到步骤S103“计算该直流马达20的该输出功率Pr”。此外，若该预设功率Pc低于该输出功率Pr，则判断该输出功率Pr是否大于该重载功率(S108)，来确认目前的该机械式缝纫机是否在对多层布料执行贯布动作，若该输出功率Pr低于该重载功率，则可确认该机械式缝纫机并非对该些布料进行贯布动作，因此该处理器40降低将输入至该直流马达20的该工作电压与该工作电流的占空比，以降低该直流马达20的该输出功率Pr(S109)，并且在降低该直流马达20的该输出功率Pr后，回到步骤S103“计算该直流马达20的该输出功率Pr”。
借着以上叙述可以确认，本发明利用闭回路控制使该直流马达20的输出功率Pr能够与该预设功率Pc相同，避免该直流马达20其输出功率Pr不足，持续增加该脚踏板51的旋转角度，增加该直流马达20的功率及负担，造成该直流马达20的耗电量增加、寿命降低。
其中，若该输出功率Pr高于该重载功率，则可确认目前该机械式缝纫机为执行贯布动作，进入该重载模式(S110)。
请参阅图6所示，上述的重载模式为执行以下步骤：
调整该直流马达至一额定功率Pm(S111)；
计算该直流马达的输出功率Pr(S112)；
判断该输出功率Pr是否高于该额定功率Pm(S113)，其中：
若该输出功率Pr高于该额定功率Pm，于一预定时间内停止输入该工作电压及该工作电流至该直流马达(S114)，并且回到前述“取得该脚踏板51的该旋转角度(S101)”的步骤，以重新取得该脚踏板51的该旋转角度；
若该输出功率Pr低于该额定功率Pm，调整该直流马达的输出功率Pr进行补偿(S115)，并且回到“计算该直流马达的输出功率Pr(S112)”的步骤，以重新计算该直流马达的输出功率Pr。
本发明的机械式缝纫机的闭回路控制方法执行该重载模式时，该处理器40调整将输入至该直流马达20的该工作电压与该工作电流的占空比，将该直流马达20提升至该额定功率Pm(S111)，并利用该电流检测模块60、电压检测模块70回授该直流马达20的工作电压、工作电流，使该处理器40计算该直流马达20实际输出该输出功率Pr(S112)；判断该输出功率Pr是否高于该额定功率Pm(S113)，用来确认该重载模式下，是否已对该些布料完成贯布动作，若该输出功率Pr低于该额定功率Pm，该处理器40调整输入至该直流马达20的该工作电压与该工作电流的占空比，以调整该直流马达的输出功率Pr进行补偿(S115)。具体来说，因为输出功率在贯布过程中受布料的抵消，因此需要增加该输出功率Pr，使该直流马达的输出功率Pr足够进行贯布，并且在调整完该输出功率Pr后回到“计算该直流马达的输出功率Pr(S112)”步骤，以重新计算该直流马达的输出功率Pr，借此持续补偿增加该输出功率Pr，在贯布过程中保持足够的输出功率Pr。若该输出功率Pr高于该额定功率Pm时，代表完成对该些布料的贯布动作，于该额定时间内停止输入该工作电压、该工作电流至该直流马达20(S114)后，回到步骤S101“取得该脚踏板51的该旋转角度(S101)”，让该直流马达恢复到待机状后，若该脚踏板51有旋转时，重新取得该脚踏板51的该旋转角度。
本发明利用重复步骤S111至S113和S115用以对该些布料进行贯布动作，于贯布动作时，利用闭回路控制对该直流马达20的输出功率Pr进行补偿增加输出功率Pr，将该直流马达20稳定在该额定功率Pm下进行贯布，使本发明能够使用功率较低的直流马达，借着较低的功率、较少的电力来完成传统的机械式缝纫机需要使用高功率马达、高功率才可完成的贯布动作，于本发明的实际实验中，传统的机械式缝纫机若欲贯穿12层的PC布(其成分为涤纶(polyester)占65％、棉(cotton)占35％)需要80瓦的功率，而使用本发明的机械式缝纫机的闭回路控制方法使用30至40瓦即可贯穿相同的布料，有效降低其电力消耗、减少马达的负担及工作温度，延长马达寿命，此外，更可将传统的机械式缝纫机其马达的寿命由500小时延长至2000小时以上，延长机械式缝纫机的使用时间，使使用者无需频繁地更换直流马达。
其中，高压直流马达其成本高于低压直流马达，使用本发明的机械式缝纫机可使用电压较低的低压直流马达，与传统的机械式缝纫机相比，其设备成本较低，并且可较省电，无高压直流马达电刷发生火花及工作温度过高的问题，安全性较高。此外，使用本发明的机械式缝纫机与计算机式缝纫机相比无需装置转动编码器，也无复杂的控制电路，具有较低的设备成本，更容易地被使用者接受。
通过上述结构可以得知，本发明的机械式缝纫机的闭回路控制装置及方法，控制该脚踏板的该旋转角度，输入不同电压的速度信号至该控制器，该控制器依据该速度信号，调整该控制信号，利用该控制信号控制该电子式开关的工作周期，借此调整将输入至该直流马达的该工作电压、工作电流的占空比，根据调整该直流马达的功率，用以进一步调整该直流马达的转速，并根据该速度信号提升该直流马达的功率至该预设功率；另外，通过该电流检测模块、电压检测模块取得流过该直流马达的该工作电流、工作电压，以获得该工作电流信号、该工作电压信号，该处理器依据该工作电流信号、该工作电压信号计算该直流马达实际输出的该输出功率，并且利用闭回路控制调整该直流马达的该工作电流、该工作电压，使该直流马达的该输出功率与该预设功率相同，避免因为流过该直流马达的工作电流增加，导致该直流马达的工作电压下降，如欲维持或增加该直流马达的转速，需要再次因此增加该脚踏板的旋转角度，提升该工作电压，衍生出电流、电压过高，该直流马达的负载功率上升、增加耗电、降低该直流马达的寿命的问题。
此外，根据该直流马达的该输出功率来判断该机械式缝纫机是否正在用以贯穿多层布料，当该直流马达的输出功率Pr大于额定功率Pm，代表该些布料已经被该机械式缝纫机的缝纫针贯穿，可以重新检测该脚踏板51的转动角度以确认该机械式裁缝机的运作状态。当正在贯穿该些布料时，利用闭回路控制使该机械式缝纫机执行该重载模式，使该直流马达能随时根据输出功率进行补偿增加，以使输出功率操作在该额定功率下，直到当输出功率超过额定功率时，代表已经完成贯布，并且在预定时间内停止输入至该直流马达的工作电压及电流，减少功率消耗及需求，降低设备成本及消耗电力。
最后，本发明的机械式缝纫机的闭回路控制装置及方法，本发明的电源模块使用隔离式降压高频切换电源模块，将使用者与电源端隔离，提升安全性，且利用处理器依据该速度控制模块提供的速度信号来调整该直流马达的工作电压，具有较高的精确性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，该机械式缝纫机包含一脚踏板以及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压、工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：
取得该脚踏板的一旋转角度；
依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；
计算该直流马达实际输出的一输出功率；
判断该输出功率是否等于该预设功率，其中：
若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。
2.根据权利要求1所述的机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，其中调整该输出功率包含有以下步骤：
判断该预设功率是否高于该输出功率，其中；
若该预设功率高于该输出功率，提升该直流马达的输出功率；
若该预设功率低于该输出功率，判断该输出功率是否高于一重载功率。
3.根据权利要求2所述的机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，其中：
若该输出功率低于该重载功率，降低该输出功率；
若该输出功率高于该重载功率，进入一重载控制模式。
4.根据权利要求2所述的机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，其中该重载控制模式还包含以下步骤：
调整该直流马达至一额定功率；
计算该直流马达实际输出的该输出功率；
判断该输出功率是否高于该额定功率，其中：
若该输出功率低于该额定功率，调整该输出功率进行补偿，回到该计算该直流马达实际输出的该输出功率步骤；
若该输出功率高于该额定功率，于一预定时间内停止输入该工作电压及该工作电流至该直流马达；
回到该取得该脚踏板的该旋转角度步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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