CN110328386A - 一种旋转类电动工具及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种旋转类电动工具及其控制方法，其中，旋转类电动工具包括钻头、钻身、角位移传感器、角速度传感器、控制器；所述角位移传感器安装于所述钻身上，所述角位移传感器用于感测所述钻身转过的角度；所述角速度传感器安装于所述钻身上，所述角速度传感器用于感测所述钻身的转动角速度；所述控制器电连接所述角位移传感器与所述角速度传感器；所述控制器电连接所述钻头，所述控制器用于根据所述角位移传感器与角速度传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。使用本发明实施例提供的旋转类电动工具，可以提高提高作业人员在使用旋转类电动工具过程中的安全性。

Description

一种旋转类电动工具及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动工具技术领域，特别是涉及一种旋转类电动工具及其控制方法。
背景技术
旋转类电动工具是一种常见的电动工具，以其独特且强大的钻孔功能和便捷的使用方式广泛应用于建筑和装饰等工程领域。作业人员可以手持旋转类电动工具的钻身，用旋转类电动工具的钻头进行钻孔等操作。
现有的旋转类电动工具在使用过程中，经常发生一些伤人事故，例如在使用旋转类电动工具进行钢筋混凝土钻孔作业时，钻头容易遇到钢筋突然卡住，致使钻身发生反转而扭伤作业人员的手臂，从而导致作业人员的安全性较低。
为了提高作业人员使用旋转类电动工具过程中的安全性，本发明实施例提供了一种旋转类电动工具及旋转类电动工具的控制方法。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种旋转类电动工具及其控制方法，以提高作业人员在使用旋转类电动工具过程中的安全性。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种旋转类电动工具，包括：钻头、钻身，所述旋转类电动工具还包括：角位移传感器、角速度传感器、控制器；
所述角位移传感器安装于所述钻身上，所述角位移传感器用于感测所述钻身转过的角度；
所述角速度传感器安装于所述钻身上，所述角速度传感器用于感测所述钻身的转动角速度；
所述控制器电连接所述角位移传感器与所述角速度传感器；
所述控制器电连接所述钻头，所述控制器用于根据所述角位移传感器与角速度传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。
可选的，所述旋转类电动工具还包括：电机、开关；
所述电机输出端与所述钻头连接，所述电机用于驱动所述钻头转动；
所述控制器电连接所述开关；
所述开关输入端与外接电源连接，所述开关的输出端与所述电机输入端电连接；
所述控制器具体用于根据所述角位移传感器与角速度传感器的感测结果控制所述开关的开闭。
可选的，所述旋转类电动工具还包括：角加速度传感器；
所述角加速度传感器安装于所述钻身上，所述角加速度传感器用于感测所述钻身的转动角加速度；
所述角加速度传感器与所述控制器电连接；
所述控制器具体用于根据所述角位移传感器、所述角速度传感器、所述角加速度传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。
可选的，所述旋转类电动工具还包括：振动频率传感器；
所述振动频率传感器安装于所述钻身上，所述振动频率传感器用于感测所述钻身的振动频率；
所述振动频率传感器与所述控制器电连接；
所述控制器用于根据所述角位移传感器、所述角速度传感器、所述振动频率传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。
另一方面，本发明实施例还提供了一种旋转类电动工具的控制方法，应用于所述旋转类电动工具的控制器，所述方法包括：
获取所述钻身转过的角度以及所述钻身的转动角速度，其中，所述钻身转过的角度由所述旋转类电动工具的角位移传感器感测，所述钻身的转动角速度由所述旋转类电动工具的角速度传感器感测；
判断所述钻身转过的角度是否大于预设角度；
若大于预设角度，则判断所述钻身的转动角速度是否大于预设角速度；
若大于预设角速度，则控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动。
可选的，所述控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动，包括：
控制所述旋转类电动工具的开关断开，使得与所述开关连接的电机停止转动，从而使得与所述电机连接的钻头停止转动。
可选的，所述方法还包括：
获取所述钻身的转动角加速度，其中，所述钻身的转动角加速度由所述旋转类电动工具的角加速度传感器感测；
相应的，所述控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动，包括：
判断所述钻身的转动角加速度是否大于预设角加速度；
若大于预设角加速度，则控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动。
可选的，所述方法还包括：
获取所述钻身的振动频率，其中，所述钻身的振动频率由所述旋转类电动工具的振动频率传感器感测；
相应的，所述控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动，包括：
判断所述钻身的振动频率是否大于预设频率；
若大于预设频率，则控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动。
可选的，所述预设角度为50°～120°中的任一值，所述预设角速度为80r/min～120r/min中的任一值。
可选的，所述预设角加速度为1.5r/s2～3.0r/s2中的任一值。
本发明实施例提供的旋转类电动工具，通过角位移传感器和角速度传感器可以感测钻身转过的角度和钻身的转动角速度，当钻身转过的角度大于预设角度，且钻身的转动角速度大于预设角速度时，说明因钻头卡住而导致钻身反转的概率较大，此时，控制器控制钻头停止转动，可以减少因钻身反转导致的扭伤作业人员手臂的现象，从而可以提高作业人员的安全性。
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。
图1为本发明实施例提供的一种旋转类电动工具的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种旋转类电动工具的局部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种旋转类电动工具的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种旋转类电动工具控制结构的连接示意图；
图5为本发明实施例提供的旋转类电动工具的控制方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的另一种旋转类电动工具的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
为了提高使用旋转类电动工具的作业人员的安全性，本发明实施例提供了一种旋转类电动工具的控制方法。下面首先对本发明实施例所提供的旋转类电动工具进行介绍。
如图1-图4所示，本发明实施例所提供的旋转类电动工具包括：钻头1、钻身2、角位移传感器3、角速度传感器4、控制器5；角位移传感器3安装于钻身2上，角位移传感器3用于感测钻身2转过的角度；角速度传感器4安装于钻身2上，角速度传感器4用于感测钻身2的转动角速度；控制器5电连接角位移传感器3与角速度传感器4；控制器5电连接钻头1，控制器5用于根据角位移传感器3与角速度传感器4的感测结果控制钻头1是否转动。
在本发明实施例中，作业人员可以手持钻身2并用钻头1进行钻孔作业，钻身2可以为空心壳状结构，角位移传感器3与角速度传感器4可以固定安装于钻身2的内壁上，从而可以减少角位移传感器3与角速度传感器4占旋转类电动工具的体积，从而减少了旋转类电动工具的体积。角位移传感器3与角速度传感器4也可以固定安装在钻身2的其他位置，本发明实施例不具体限定。
在一种实施方式中，控制器5可以安装在钻身2上，当钻身2是空心壳状结构时，控制器5可以安装在钻身2的内壁上，从而进一步减小旋转类电动工具的体积。在本发明实施例中，控制器5也可以安装在旋转类电动工具外的其他位置。控制器5可以是单片机、微型计算机等设备。
在本发明实施例中，控制器5可以通过无线连接来电连接角位移传感器3、角速度传感器4，上述无线连接例如可以是wifi连接、蓝牙连接等，控制器5也可以通过有线连接来电连接角位移传感器3与角速度传感器4。
在本发明实施例中，角位移传感器3与角速度传感器4可以通过螺栓固定、胶粘、卡接等方式固定安装在钻身2上。
本发明实施例提供的旋转类电动工具，该旋转类电动工具可以是电钻，也可以是任何通过电动控制的旋转类工具。通过角位移传感器3和角速度传感器4可以感测钻身2转过的角度和钻身2的转动角速度，当钻身2转过的角度大于预设角度，且钻身2的转动角速度大于预设角速度时，说明因钻头1卡住而导致钻身2反转的概率较大，此时，控制器5控制钻头1停止转动，可以减少因钻身2反转导致的扭伤作业人员手臂的现象，从而可以提高作业人员的安全性。
在一种实施方式中，旋转类电动工具还可以包括：电机6、开关7；电机6输出端与钻头1连接，电机6用于驱动钻头1转动；控制器5电连接所述开关7；开关7输入端与外接电源连接，开关7的输出端与电机6输入端电连接；控制器5具体用于根据角位移传感器3与角速度传感器4的感测结果控制所述开关7的开闭。
在一种实施方式中，旋转类电动工具还可以包括：角加速度传感器8；角加速度传感器8安装于钻身2上，角加速度传感器8用于感测钻身2的转动角加速度；角加速度传感器8与控制器5电连接；控制器5具体用于根据角位移传感器3、角速度传感器4、角加速度传感器8的感测结果控制所述钻头1是否转动。当操作人员手持钻身2快速转动钻身2时，若控制器5仅通过角位移传感器3与角速度传感器4的感测结果控制钻头1是否转动，会出现误将操作人员正常的快速转动操作确定为钻身2发生反转的情况，这样会增加误判断的情况，从而导致操作人员工作效率较低，当钻身2的角加速度较大时，说明钻身2发生了速度的瞬时较大变化，此时，钻身2发生反转的概率很大，本实施方式增设角加速度传感器8来感测钻身2的转动角加速度后，可以更准确地判断是否钻身2发生了反转，从而提高了操作人员的工作效率。
在另一种实施方式中，旋转类电动工具还可以包括：振动频率传感器9；振动频率传感器9安装于钻身2上，振动频率传感器9用于感测钻身2的振动频率；振动频率传感器9与控制器5电连接；控制器5用于根据角位移传感器3、角速度传感器4、振动频率传感器9的感测结果控制钻头1是否转动。当钻身2的振动频率较大时，说明钻身2发生了较大的振动，此时，钻身2发生反转的概率很大，本实施方式增设振动频率传感器9来感测钻身2的振动频率后，可以更准确地判断是否钻身2发生了反转，从而提高了操作人员的工作效率。
与上述旋转类电动工具相对应，本发明实施例还提供了一种旋转类电动工具的控制方法，应用于旋转类电动工具的控制器5，如图5-图6所示，该方法包括以下步骤：
S100：获取钻身2转过的角度以及钻身2的转动角速度，其中，钻身2转过的角度由旋转类电动工具的角位移传感器3感测，钻身2的转动角速度由旋转类电动工具的角速度传感器4感测；
S200：判断钻身2转过的角度是否大于预设角度；
S300：若步骤S200的判断结果为是，则判断钻身2的转动角速度是否大于预设角速度；
S400：若步骤S300的判断结果为是，则控制旋转类电动工具的钻头1停止转动。
本发明实施例提供的旋转类电动工具的控制方法，当钻身2转过的角度大于预设角度，且钻身2的转动角速度大于预设角速度时，说明因钻头1卡住而导致钻身2反转的概率较大，此时，控制器5控制钻头1停止转动，可以减少因钻身2反转导致的扭伤作业人员手臂的现象，从而可以提高作业人员的安全性。
在一种具体实施方式中，步骤S400中，可以按以下步骤控制旋转类电动工具的钻头1停止转动：控制旋转类电动工具的开关断开，使得与旋转类电动工具的开关连接的电机6停止转动，从而使得与电机6连接的钻头1停止转动。
在一种实施方式中，上述方法还可以包括以下步骤S500：
S500：获取钻身2的转动角加速度，其中，钻身2的转动角加速度由旋转类电动工具的角加速度传感器8感测；
相应的，步骤S400中，可以按以下步骤控制旋转类电动工具的钻头1停止转动：
判断钻身2的转动角加速度是否大于预设角加速度；
若大于预设角加速度，则控制旋转类电动工具的钻头1停止转动。
当操作人员手持钻身2快速转动钻身2时，若控制器5仅通过角位移传感器3与角速度传感器4的感测结果控制钻头1是否转动，会出现误将操作人员正常的快速转动操作确定为钻身2发生反转的情况，这样会增加误判断的情况，从而导致操作人员工作效率较低，当钻身2的角加速度较大时，说明钻身2发生了速度的瞬时较大变化，此时，钻身2发生反转的概率很大，本实施方式当角加速度大于预设角加速度时，控制旋转类电动工具的钻头1停止转动，可以更准确地判断是否钻身2发生了反转，从而提高了操作人员的工作效率。
在一种实施方式中，上述方法还可以包括以下步骤S600：
S600：获取钻身2的振动频率，其中，钻身2的振动频率由旋转类电动工具的振动频率传感器9感测；
相应的，步骤S400中，可以按以下步骤控制旋转类电动工具的钻头1停止转动：
判断钻身2的振动频率是否大于预设频率；
若大于预设频率，则控制旋转类电动工具的钻头1停止转动。
当钻身2的振动频率较大时，说明钻身2发生了较大的振动，此时，钻身2发生反转的概率很大，本实施方式当钻身2的振动频率大于预设频率才控制钻头1停止转动，可以更准确地判断是否钻身2发生了反转，从而提高了操作人员的工作效率。
在一种实施方式中，上述预设角度可以为50°～120°中的任一值，上述预设角速度可以为80r/min～120r/min中的任一值。本领域技术人员也可以根据实际情况设置预设角度和预设角速度的具体值，本发明实施例不具体限定。
在一种实施方式中，上述预设角加速度可以为1.5r/s2～3.0r/s2中的任一值，也可以为其他具体值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于旋转类电动工具实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋转类电动工具，包括：钻头、钻身，其特征在于，所述旋转类电动工具还包括：角位移传感器、角速度传感器、控制器；
所述角位移传感器安装于所述钻身上，所述角位移传感器用于感测所述钻身转过的角度；
所述角速度传感器安装于所述钻身上，所述角速度传感器用于感测所述钻身的转动角速度；
所述控制器电连接所述角位移传感器与所述角速度传感器；
所述控制器电连接所述钻头，所述控制器用于根据所述角位移传感器与角速度传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。
2.根据权利要求1所述的旋转类电动工具，其特征在于，所述旋转类电动工具还包括：电机、开关；
所述电机输出端与所述钻头连接，所述电机用于驱动所述钻头转动；
所述控制器电连接所述开关；
所述开关输入端与外接电源连接，所述开关的输出端与所述电机输入端电连接；
所述控制器具体用于根据所述角位移传感器与角速度传感器的感测结果控制所述开关的开闭。
3.根据权利要求1所述的旋转类电动工具，其特征在于，所述旋转类电动工具还包括：角加速度传感器；
所述角加速度传感器安装于所述钻身上，所述角加速度传感器用于感测所述钻身的转动角加速度；
所述角加速度传感器与所述控制器电连接；
所述控制器具体用于根据所述角位移传感器、所述角速度传感器、所述角加速度传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。
4.根据权利要求1所述的旋转类电动工具，其特征在于，所述旋转类电动工具还包括：振动频率传感器；
所述振动频率传感器安装于所述钻身上，所述振动频率传感器用于感测所述钻身的振动频率；
所述振动频率传感器与所述控制器电连接；
所述控制器用于根据所述角位移传感器、所述角速度传感器、所述振动频率传感器的感测结果控制所述钻头是否转动。
5.一种旋转类电动工具的控制方法，其特征在于，应用于所述旋转类电动工具的控制器，所述方法包括：
获取所述钻身转过的角度以及所述钻身的转动角速度，其中，所述钻身转过的角度由所述旋转类电动工具的角位移传感器感测，所述钻身的转动角速度由所述旋转类电动工具的角速度传感器感测；
判断所述钻身转过的角度是否大于预设角度；
若大于预设角度，则判断所述钻身的转动角速度是否大于预设角速度；
若大于预设角速度，则控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动，包括：
控制所述旋转类电动工具的开关断开，使得与所述开关连接的电机停止转动，从而使得与所述电机连接的钻头停止转动。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述钻身的转动角加速度，其中，所述钻身的转动角加速度由所述旋转类电动工具的角加速度传感器感测；
相应的，所述控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动，包括：
判断所述钻身的转动角加速度是否大于预设角加速度；
若大于预设角加速度，则控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述钻身的振动频率，其中，所述钻身的振动频率由所述旋转类电动工具的振动频率传感器感测；
相应的，所述控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动，包括：
判断所述钻身的振动频率是否大于预设频率；
若大于预设频率，则控制所述旋转类电动工具的钻头停止转动。
9.根据权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，所述预设角度为50°～120°中的任一值，所述预设角速度为80r/min～120r/min中的任一值。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设角加速度为1.5r/s2～3.0r/s2中的任一值。
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