CN112806143A - 一种新型甘蔗剪及其控制电路和智能识别控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及甘蔗剪技术领域，具体为一种新型甘蔗剪及其控制电路和智能识别控制方法，在单片机控制电路的单片机U1中烧录电流检测程序、剪切负载计时程序、电机驱动程序、扳机监控程序、剪切状态识别程序、剪切计数程序；本申请采用智能识别计数算法，利用甘蔗的固有属性，在剪切甘蔗时候的能量稳定，并且剪切功率也属相对稳定，利用单片机U1实时检测当前电流，并结合剪切负载持续时间做功率计算，实现在剪切甘蔗的同时进行计数的功能；能够在剪切甘蔗时识别是否剪切或者是空剪还是剪不断的情况，使用者在剪切甘蔗时，便能够大大提高工作效率。

Description

一种新型甘蔗剪及其控制电路和智能识别控制方法

技术领域

本发明涉及甘蔗剪技术领域，具体为一种新型甘蔗剪及其控制电路和智能识别控制方法。

背景技术

甘蔗是温带和热带农作物，是制造蔗糖的原料，在进行甘蔗的收割时，是通过将甘蔗的底部切断；目前，为了能够给人们在收割甘蔗时的效率提高，市面上设计了甘蔗剪，甘蔗剪是具有切割主体、加长杆和手柄的电动设备，在进行剪切时，使用者手握手柄，在手柄上会设置有扳机，扣动扳机便能够驱动切割主体完成剪切动作，而加长杆的设计，使得使用者在剪切甘蔗时，不需要弯腰剪切，能够大大提高了工作效率；

然而，现有的甘蔗剪还存在如下的问题：

其一，在甘蔗剪的结构上，由于甘蔗剪整体较长，手柄和切割主体是分别分布在加长杆的两端，甘蔗剪的切割主体部分经常与地面接触，为了克服湿地或者雨水天气，其结构上必须要保证密封性，因此在结构设计上难度要求较大；

其二，在甘蔗剪的电路部分，传统的甘蔗剪电路结构简单，仅仅通过驱动电机完成正反转来完成剪切动作，而缺少对电机进行稳定运行的控制，不能够对电机的运行情况进行监控；

其三，在控制上，切割主体基本通过电机的带动完成剪切操作，而不能够记录剪切情况，不能够在剪切甘蔗时识别是否剪切或者是空剪还是剪不断的情况，导致不能够对剪切甘蔗的数量进行自动的计算，使用者在剪切甘蔗时，还需要记录剪切甘蔗的数量，在剪切数量较大的甘蔗时，将会带来计数的困扰。

综上所述，有必要设计出一款智能的甘蔗剪来提高人们的工作效率。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型甘蔗剪，包括剪切主体、加长管、手握主体、联动单元、电动单元和控制单元，其中：

剪切主体包括剪切外壳和活动连接在剪切外壳的剪刀头，剪切外壳后部设置有管连接座，加长管的下端连接在管连接座上；

手握主体包括手握外壳和扳机，手握外壳包括扣动部位、位于扣动部位后端的手握部位、位于手握部位后端的电动部位、位于电动部位下端的连接部位、位于扣动部位和连接部位之间的控制部位以及位于控制部位前端的供电部位；扳机活动连接在扣动部位上，加长管的上端与连接部位连接；

联动单元包括刀头连接杆、摆动机构和拉杆，刀头连接杆的前端与剪刀头尾部活动连接，摆动机构铰接在剪切外壳的后部，摆动机构的前部与刀头连接杆活动连接，摆动机构的后部与拉杆的下端活动连接，拉杆滑动设置在加长管内；

电动单元包括驱动电机和丝杆组件，驱动电机安装在电动部位中，丝杆组件与驱动电机转动连接，拉杆的上端与丝杆组件动力连接；

控制单元包括控制电路、主控开关、显示板和电池组件，控制电路安装在控制部位中，主控开关安装在控制部位外部，显示板安装在扣动部位的前部，电池组件安装在供电部位上，扳机、驱动电机、主控开关、显示板和电池组件分别与控制电路电连接。

优选的，管连接座倾斜朝后设置，管连接座的前部设置有贯通内部的安装腔室，摆动机构包括三角摆动板、第一连接件、第二连接件，三角摆动板的其中一端转动连接在安装腔室内，三角摆动板的另外两端分别与第一连接件和第二连接件铰接，第一连接件的另一端与刀头连接杆的后部连接，第二连接件的另一端与拉杆的下端连接。

优选的，剪刀头包括固定刀头和活动刀头，固定刀头的尾部安装在剪切外壳上，活动刀头的尾部与固定刀头的中部转动连接，活动刀头的尾部向旁侧成型有连接部，刀头连接杆的前端与连接部铰接；剪切主体的前端设置有供刀头连接杆伸出的伸缩口，刀头连接杆上套设有可拉伸的防尘罩，防尘罩后部与伸缩口封闭式连接。

优选的，丝杆组件包括丝杆、轴承圈、筒状滑块、杆连接件，轴承圈安装在电动部位的内部，筒状滑块活动连接在轴承圈内部，丝杆穿过筒状滑块，并于筒状滑块动力连接，杆连接件的上端连接在筒状滑块下端，杆连接件的下端与拉杆连接。

一种新型甘蔗剪的控制电路，包括控制电路，控制电路包括单片机控制电路、电机驱动电路、扳机信号接收电路、电流检测电路、峰值过流值检测电路、电机过零检测电路、电机高速过零检测电路、电池电压检测电路、电源电路和显示板驱动电路，电机驱动电路、扳机信号接收电路、电流检测电路、峰值过流值检测电路、电机过零检测电路、电机高速过零检测电路、电池电压检测电路、电源电路和显示板驱动电路分别与单片机控制电路电连接；其中：

电机驱动电路与驱动电机电连接，扳机信号接收电路与扳机电连接，显示板与显示板驱动电路电连接，电池组件与电源电路电连接，主控开关与电源电路的供电端电连接。

优选的，峰值过流值检测电路包括有电阻R7、电阻R14和电容C6，两个电阻R7和电阻R14分压之后经电容C6的滤波后接到单片机控制电路。

优选的，电机过零检测电路包括电阻R29、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R39、电阻R41、电容C40、电容C41和电容C42，电阻R29、电阻R30和电阻R32的一端分别与三相无刷直流电机的每一相连接，电阻R29、电阻R30和电阻R32的另一端分别经过电阻R41、电阻R33和电阻R39分压后，再分别经过电容C41、电容C42和电容C40的滤波后接到单片机控制电路。

优选的，电机高速过零检测电路包括电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R61、电阻R62、电阻R64、电容C23、电容C24、电容C37、比较器U4B、比较器U4C和比较器U4D，其中电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R61、电阻R62、电阻R64、电容C23、电容C24和电容C37组成3个分压取样电路，分别与三相无刷直流电机的每一相连接，再分别通过比较器U4B、比较器U4C和比较器U4D与单片机控制电路电连接。

一种新型甘蔗剪的智能识别控制方法，应用于上述的控制电路，包括如下步骤：

步骤1：烧录程序，在单片机控制电路的单片机U1中烧录电流检测程序、剪切负载计时程序、电机驱动程序、扳机监控程序、剪切状态识别程序、剪切计数程序；

步骤2：程序执行，当控制电路上电时，单片机U1开始工作，扳机监控程序监控扳机的状态，当扣动扳机时，扳机监控程序监控到扳机扣动产生的电平变化，甘蔗剪进入闭口运行模式，执行电机驱动程序、电流检测程序和剪切负载计时程序；此时电机驱动程序控制电机驱动电路驱动甘蔗剪进行闭口剪切动作，电流检测程序控制电流检测电路读取闭口剪切动作过程中的电流，剪切负载计时程序对单位时间内读取的电流值做量化处理，剪切状态识别程序将量化处理后的数据进行识别和判断，得出甘蔗剪的剪切状态；

步骤3：剪断计数，将剪切状态识别程序得出的剪切状态分为空剪状态、剪断状态和未剪断状态，当判断剪切状态为剪断状态时，单片机U1执行剪切状态识别程序，剪切状态识别程序做加一的运算，并控制显示板驱动电路显示对应的数字。

优选的，将剪切负载计时程序对单位时间内读取的电流值做量化处理分为启动阶段、匀速阶段、剪切甘蔗阶段和剪切减速阶段，其中，设置启动阶段与驱动电机的加速阶段进行相对应，设置匀速阶段和剪切减速阶段与驱动电机的匀速阶段相对应，设置剪切减速阶段与驱动电机的减速阶段相对应。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本申请通过设置剪切主体、加长管、手握主体、联动单元、电动单元和控制单元构成甘蔗剪的结构部分，通过将电动单元设置在手握主体内，采用联动单元来带动剪刀头完成剪切动作，使剪切主体上不会有电路部分，因此不需要保证剪切主体的密封性，在结构设计上能够进行简化，并且使用更安全；

设置峰值过流值检测电路、电池电压检测电路、电流检测电路、电机过零检测电路、电机高速过零检测电路，实现驱动电机的多种环境下均能够持续稳定运行；

本申请采用智能识别计数算法，利用甘蔗的固有属性，在剪切甘蔗时候的能量稳定，并且剪切功率也属相对稳定，利用单片机U1实时检测当前电流，并结合剪切负载持续时间做功率计算，实现在剪切甘蔗的同时进行计数的功能；能够在剪切甘蔗时识别是否剪切或者是空剪还是剪不断的情况，使用者在剪切甘蔗时，便能够大大提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中手握主体的结构示意图；

图3是本发明中剪切主体的结构示意图；

图4是本发明的结构爆炸示意图；

图5是本发明中丝杆组件的结构爆炸示意图；

图6是本发明中控制电路的电路模块连接图；

图7是本发明中单片机控制电路的电路结构示意图；

图8是本发明中电机驱动电路的电路结构示意图；

图9是本发明中扳机信号接收电路、显示板驱动电路、电流检测电路、电池电压检测电路的电路结构示意图；

图10是本发明中电机过零检测电路、峰值过流值检测电路、电机高速过零检测电路的电路结构示意图；

图11是本发明中电源电路的电路结构示意图；

图12是本发明中单片机U1的程序模块示意图；

图13是本发明中实施例1的量化电流数据图；

图14是本发明中实施例2的量化电流数据图；

图15是本发明中实施例3的量化电流数据图。

图中的附图标记及名称如下：

剪切主体-10、加长管-20、手握主体-30、联动单元-40、电动单元-50、剪切外壳-11、剪刀头-12、手握外壳-31、扳机-32、刀头连接杆-41、摆动机构-42、拉杆-43、驱动电机-51、丝杆组件-52、控制电路-61、主控开关-62、显示板-63、电池组件-64、电流检测程序-71、剪切负载计时程序-72、电机驱动程序-73、扳机监控程序-74、剪切状态识别程序-75、剪切计数程序-76、管连接座-111、安装腔室-112、固定刀头-121、活动刀头-122、防尘罩-123、伸缩口-124、扣动部位-311、手握部位-312、电动部位-313、连接部位-314、控制部位-315、供电部位-316、三角摆动板-421、第一连接件-422、第二连接件-423、丝杆-521、轴承圈-522、筒状滑块-523、杆连接件-524、显示板驱动电路-610、控制电路-611、电机驱动电路-612、扳机信号接收电路-613、电流检测电路-614、峰值过流值检测电路-615、电机过零检测电路-616、电机高速过零检测电路-617、电池电压检测电路-618、电源电路-619、连接部-1221。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明中，一种新型甘蔗剪，包括剪切主体10、加长管20、手握主体30、联动单元40、电动单元50和控制单元，其中：

剪切主体10包括剪切外壳11和活动连接在剪切外壳11的剪刀头12，剪切外壳11后部设置有管连接座111，加长管20的下端连接在管连接座111上；

手握主体30包括手握外壳31和扳机32，手握外壳31包括扣动部位311、位于扣动部位311后端的手握部位312、位于手握部位312后端的电动部位313、位于电动部位313下端的连接部位314、位于扣动部位311和连接部位314之间的控制部位315以及位于控制部位315前端的供电部位316；扳机32活动连接在扣动部位311上，加长管20的上端与连接部位314连接；

联动单元40包括刀头连接杆41、摆动机构42和拉杆43，刀头连接杆41的前端与剪刀头12尾部活动连接，摆动机构42铰接在剪切外壳11的后部，摆动机构42的前部与刀头连接杆41活动连接，摆动机构42的后部与拉杆43的下端活动连接，拉杆43滑动设置在加长管20内；

电动单元50包括驱动电机51和丝杆组件52，驱动电机51安装在电动部位313中，丝杆组件52与驱动电机51转动连接，拉杆43的上端与丝杆组件52动力连接；

控制单元（图未标出）包括控制电路61、主控开关62、显示板63和电池组件64，控制电路61安装在控制部位315中，主控开关62安装在控制部位315外部，显示板63安装在扣动部位311的前部，电池组件64安装在供电部位316上，扳机32、驱动电机51、主控开关62、显示板63和电池组件64分别与控制电路61电连接。

进一步如图3-4所示，管连接座111倾斜朝后设置，管连接座111的前部设置有贯通内部的安装腔室112，摆动机构42包括三角摆动板421、第一连接件422、第二连接件423，三角摆动板421的其中一端转动连接在安装腔室112内，三角摆动板421的另外两端分别与第一连接件422和第二连接件423铰接，第一连接件422的另一端与刀头连接杆41的后部连接，第二连接件423的另一端与拉杆43的下端连接。

进一步如图3-4所示，剪刀头12包括固定刀头121和活动刀头122，固定刀头121的尾部安装在剪切外壳11上，活动刀头122的尾部与固定刀头121的中部转动连接，活动刀头122的尾部向旁侧成型有连接部1221，刀头连接杆41的前端与连接部1221铰接；剪切主体10的前端设置有供刀头连接杆41伸出的伸缩口124，刀头连接杆41上套设有可拉伸的防尘罩123，防尘罩123后部与伸缩口124封闭式连接。

进一步如图5所示，丝杆组件52包括丝杆521、轴承圈522、筒状滑块523、杆连接件524，轴承圈522安装在电动部位313的内部，筒状滑块523活动连接在轴承圈522内部，丝杆521穿过筒状滑块523，并于筒状滑块523动力连接，杆连接件524的上端连接在筒状滑块523下端，杆连接件524的下端与拉杆43连接。

本申请通过设置剪切主体10、加长管20、手握主体30、联动单元40、电动单元50和控制单元构成甘蔗剪的结构部分，通过将电动单元50设置在手握主体30内，采用联动单元40来带动剪刀头12完成剪切动作，使剪切主体10上不会有电路部分，因此不需要保证剪切主体10的密封性，在结构设计上能够进行简化，并且使用更安全。

请参阅图1-11，本发明中，一种新型甘蔗剪的控制电路，包括控制电路61，控制电路61包括单片机控制电路611、电机驱动电路612、扳机信号接收电路613、电流检测电路614、峰值过流值检测电路615、电机过零检测电路616、电机高速过零检测电路617、电池电压检测电路618、电源电路619和显示板驱动电路610，电机驱动电路612、扳机信号接收电路613、电流检测电路614、峰值过流值检测电路615、电机过零检测电路616、电机高速过零检测电路617、电池电压检测电路618、电源电路619和显示板驱动电路610分别与单片机控制电路611电连接；其中：

电机驱动电路612与驱动电机51电连接，扳机信号接收电路613与扳机32电连接，显示板63与显示板驱动电路610电连接，电池组件64与电源电路619电连接，主控开关62与电源电路619的供电端电连接。

进一步如图10所示，峰值过流值检测电路615包括有电阻R7、电阻R14和电容C6，两个电阻R7和电阻R14分压之后经电容C6的滤波后接到单片机控制电路611。

进一步如图10所示，电机过零检测电路616包括电阻R29、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R39、电阻R41、电容C40、电容C41和电容C42，电阻R29、电阻R30和电阻R32的一端分别与三相无刷直流电机的每一相连接，电阻R29、电阻R30和电阻R32的另一端分别经过电阻R41、电阻R33和电阻R39分压后，再分别经过电容C41、电容C42和电容C40的滤波后接到单片机控制电路611。

进一步如图10所示，电机高速过零检测电路617包括电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R61、电阻R62、电阻R64、电容C23、电容C24、电容C37、比较器U4B、比较器U4C和比较器U4D，其中电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R61、电阻R62、电阻R64、电容C23、电容C24和电容C37组成3个分压取样电路，分别与三相无刷直流电机的每一相连接，再分别通过比较器U4B、比较器U4C和比较器U4D与单片机控制电路611电连接。

本申请设置电源电路619，电源电路619采用降压型开关稳压芯片XL1509-12E1，该开关稳压芯片是一款单芯片异步降压电源IC，XL1509-12E1电源管理芯片集成100mΩ的流制MOSFET ,可提供8-30V之间宽电压输入2A连续负载电流。电流模式控制下提供快速瞬响应和逐周期电软启动时间可调可防止浪涌电流导通和关断模式，电源电流降至1μA以下，实现稳定的输出+12V，再通过三端稳压器件78M05，实现稳定的5V输出，供给单片机控制电路611使用的单片机U1供电，单片机控制电路611使用的单片机U1的型号是XMC1301-032，使用资源包括芯片IO口输入输出功能，ADC功能，TIM的PWM功能；

设置峰值过流值检测电路615，通过两个电阻R7和电阻R14分压之后经电容C6的滤波后接到单片机U1的引脚，单片机U1配置比较器功能，检测该输入两个引脚的电压值，内部可知比较结果，并作出相应的动作；

设置电池电压检测电路618，通过在电池输入端并联2个检测电阻R1和电阻R3，通过电阻R1与电阻R3分压之后经电阻R2和电容C2的一级RC滤波后接到单片机U1的引脚，单片机U1配置ADC功能，检测该引脚的电压值，通过计算电阻R1与电阻R3的分压比例计算得出当前的电池电压；

设置电流检测电路614，该部分电路通过使用5mr的取样电阻串联在电机驱动回路上，通过读取该电阻上面的电压，根据偶欧姆定律可以计算得到电流，从而可以感值剪刀的剪切负载情况；

设置电机过零检测电路616，驱动电机51采用三相无刷直流电机，在三相无刷直流电机上并联电阻，通过分压取样可计算得出当前相的电压值，单片机U1通过ADC功能可获取任何时刻的3相电压值，通过比较不同的电压值可以知晓电机过零点，从而实现驱动电机51的稳定换相，实现驱动电机51的持续稳定运行；

设置电机高速过零检测电路617，当驱动电机51转速过快时候，仅通过取样电流值，可能存在时序无法对应的时刻，故在三相无刷直流电机上并联电阻，通过分压取样并通过比较器（LM339）可以得到当前的驱动电机51位置值，单片机U1通过检测该3个引脚值，并根据驱动电机51转动时序可以实现电机高速情况下的持续稳定运行。

请参阅图1-12，本发明中，一种新型甘蔗剪的智能识别控制方法，应用于上述的控制电路61，包括如下步骤：

步骤1：烧录程序，在单片机控制电路611的单片机U1中烧录电流检测程序71、剪切负载计时程序72、电机驱动程序73、扳机监控程序74、剪切状态识别程序75、剪切计数程序76；

步骤2：程序执行，当控制电路61上电时，单片机U1开始工作，扳机监控程序74监控扳机32的状态，当扣动扳机32时，扳机监控程序74监控到扳机32扣动产生的电平变化，甘蔗剪进入闭口运行模式，执行电机驱动程序73、电流检测程序71和剪切负载计时程序72；此时电机驱动程序73控制电机驱动电路612驱动甘蔗剪进行闭口剪切动作，电流检测程序71控制电流检测电路614读取闭口剪切动作过程中的电流，剪切负载计时程序72对单位时间内读取的电流值做量化处理，剪切状态识别程序75将量化处理后的数据进行识别和判断，得出甘蔗剪的剪切状态；

步骤3：剪断计数，将剪切状态识别程序75得出的剪切状态分为空剪状态、剪断状态和未剪断状态，当判断剪切状态为剪断状态时，单片机U1执行剪切状态识别程序75，剪切状态识别程序75做加一的运算，并控制显示板驱动电路610显示对应的数字。

进一步的，将剪切负载计时程序72对单位时间内读取的电流值做量化处理分为启动阶段、匀速阶段、剪切甘蔗阶段和剪切减速阶段，其中，设置启动阶段与驱动电机51的加速阶段进行相对应，设置匀速阶段和剪切减速阶段与驱动电机51的匀速阶段相对应，设置剪切减速阶段与驱动电机51的减速阶段相对应。

本申请采用智能识别计数算法，利用甘蔗的固有属性，在剪切甘蔗时候的能量稳定，并且剪切功率也属相对稳定，利用单片机U1实时检测当前电流，并结合剪切负载持续时间做功率计算；为了更清楚说明本申请的方法，本申请将从如下三个实施例进行进一步说明：

【实施例1】

空剪状态：当用户扣动甘蔗剪扳机32，甘蔗剪开始进入闭口运行后，软件设定10MS定时读取当前电流，读取电流数据量化数据如表1与图13，甘蔗剪的空剪经历3个阶段：

表1

第一阶段为启动阶段，此阶段为驱动电机51加速过程，驱动电机51转动通过丝杆521将旋转运动转变为直线运动，丝杆521运动带动拉杆43运动，并通过三角摆动板421，从而带动刀头连接杆41实现动刀运行；此阶段电流逐步爬升，持续时间约50ms-60ms；

第二阶段为匀速阶段，此阶段机械传动实现动刀往定刀方向运行，电流持续且稳定，无过大波动，持续时间约为180-190ms，此时间主要受制于甘蔗口的大小；

第三阶段为减速阶段，此阶段机械传动实现动刀减速，从而正确到达闭口位置，故而电流稳步减小，持续时间约为30-40ms。

【实施例2】

剪断状态：当用户扣动甘蔗剪扳机32，甘蔗剪开始进入闭口运行后，软件设定10MS定时读取当前电流，读取电流数据量化数据如表2与图14，甘蔗剪在剪切甘蔗中经历4个阶段：

表2

第一阶段为启动阶段，此阶段与空剪时候大致相同；

第二阶段为匀速阶段，此阶段为甘蔗剪启动加速后准备进入空剪的匀速阶段，该阶段电流与空剪时候一样，受制于被剪切的甘蔗直径大小，如果被剪切的甘蔗大，则该阶段时间很短甚至不存在；

第三阶段为剪切甘蔗阶段，图表可以看出该阶段电流持续爬升，并稳定在一定数值，而后减小进入第四阶段；

第四阶段为剪切减速阶段，此阶段甘蔗已经几乎剪断，电机进入减速，机械传动实现动刀减速，从而正确到达闭口位置，故而电流稳步减小。

【实施例3】

未剪断状态：当用户扣动甘蔗剪扳机32，甘蔗剪开始进入闭口运行后，软件设定10MS定时读取当前电流，读取电流数据量化数据如表3和图15，甘蔗剪在剪切甘蔗中经历3个阶段：

表3

第一阶段为启动阶段，此阶段与空剪时候大致相同；

第二阶段为匀速阶段，此阶段为甘蔗剪启动加速后准备进入空剪的匀速阶段，该阶段电流与空剪时候一样，受制于被剪切的甘蔗直径大小，如果被剪切的甘蔗大，则该阶段时间很短甚至不存在；

第三阶段为剪切堵剪阶段，图表可以看出该阶段电流持续爬升，并稳定在一定数值后瞬间停止，此为控制器保护，也即判断该剪切为非剪切甘蔗，或者是剪切超负荷实现保护。

以上描述3种情况，只是列举说明，并不表示该甘蔗剪产品只存在这3种情况，以及其他客观因素，描述与列举只为了更清楚的知道甘蔗剪其中应用与场景使用；实际中还存在如下情况：其一：实际产品中可能受制于动刀片紧固螺丝的松紧度情况而存在不一样电流数据，软件需要做辨识；其二：实际产品中受制于被剪切的甘蔗大小以及甘蔗软硬度限制而有所不同，软件需要做辨识；其三：实际产品中机械装配误差以及生产误差都会导致不同，软件需要做辨识。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内；不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种新型甘蔗剪，其特征在于，包括剪切主体、加长管、手握主体、联动单元、电动单元和控制单元，其中：

剪切主体包括剪切外壳和活动连接在剪切外壳的剪刀头，剪切外壳后部设置有管连接座，加长管的下端连接在管连接座上；

手握主体包括手握外壳和扳机，手握外壳包括扣动部位、位于扣动部位后端的手握部位、位于手握部位后端的电动部位、位于电动部位下端的连接部位、位于扣动部位和连接部位之间的控制部位以及位于控制部位前端的供电部位；扳机活动连接在扣动部位上，加长管的上端与连接部位连接；

联动单元包括刀头连接杆、摆动机构和拉杆，刀头连接杆的前端与剪刀头尾部活动连接，摆动机构铰接在剪切外壳的后部，摆动机构的前部与刀头连接杆活动连接，摆动机构的后部与拉杆的下端活动连接，拉杆滑动设置在加长管内；

电动单元包括驱动电机和丝杆组件，驱动电机安装在电动部位中，丝杆组件与驱动电机转动连接，拉杆的上端与丝杆组件动力连接；

控制单元包括控制电路、主控开关、显示板和电池组件，控制电路安装在控制部位中，主控开关安装在控制部位外部，显示板安装在扣动部位的前部，电池组件安装在供电部位上，扳机、驱动电机、主控开关、显示板和电池组件分别与控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型甘蔗剪，其特征在于，管连接座倾斜朝后设置，管连接座的前部设置有贯通内部的安装腔室，摆动机构包括三角摆动板、第一连接件、第二连接件，三角摆动板的其中一端转动连接在安装腔室内，三角摆动板的另外两端分别与第一连接件和第二连接件铰接，第一连接件的另一端与刀头连接杆的后部连接，第二连接件的另一端与拉杆的下端连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型甘蔗剪，其特征在于，剪刀头包括固定刀头和活动刀头，固定刀头的尾部安装在剪切外壳上，活动刀头的尾部与固定刀头的中部转动连接，活动刀头的尾部向旁侧成型有连接部，刀头连接杆的前端与连接部铰接；剪切主体的前端设置有供刀头连接杆伸出的伸缩口，刀头连接杆上套设有可拉伸的防尘罩，防尘罩后部与伸缩口封闭式连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型甘蔗剪，其特征在于，丝杆组件包括丝杆、轴承圈、筒状滑块、杆连接件，轴承圈安装在电动部位的内部，筒状滑块活动连接在轴承圈内部，丝杆穿过筒状滑块，并于筒状滑块动力连接，杆连接件的上端连接在筒状滑块下端，杆连接件的下端与拉杆连接。

5.一种新型甘蔗剪的控制电路，包括控制电路，其特征在于，控制电路包括单片机控制电路、电机驱动电路、扳机信号接收电路、电流检测电路、峰值过流值检测电路、电机过零检测电路、电机高速过零检测电路、电池电压检测电路、电源电路和显示板驱动电路，电机驱动电路、扳机信号接收电路、电流检测电路、峰值过流值检测电路、电机过零检测电路、电机高速过零检测电路、电池电压检测电路、电源电路和显示板驱动电路分别与单片机控制电路电连接；其中：

电机驱动电路与驱动电机电连接，扳机信号接收电路与扳机电连接，显示板与显示板驱动电路电连接，电池组件与电源电路电连接，主控开关与电源电路的供电端电连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型甘蔗剪的控制电路，其特征在于，峰值过流值检测电路包括有电阻R7、电阻R14和电容C6，两个电阻R7和电阻R14分压之后经电容C6的滤波后接到单片机控制电路。

7.根据权利要求1所述的一种新型甘蔗剪的控制电路，其特征在于，电机过零检测电路包括电阻R29、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R39、电阻R41、电容C40、电容C41和电容C42，电阻R29、电阻R30和电阻R32的一端分别与三相无刷直流电机的每一相连接，电阻R29、电阻R30和电阻R32的另一端分别经过电阻R41、电阻R33和电阻R39分压后，再分别经过电容C41、电容C42和电容C40的滤波后接到单片机控制电路。

8.根据权利要求1所述的一种新型甘蔗剪的控制电路，其特征在于，电机高速过零检测电路包括电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R61、电阻R62、电阻R64、电容C23、电容C24、电容C37、比较器U4B、比较器U4C和比较器U4D，其中电阻R45、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R61、电阻R62、电阻R64、电容C23、电容C24和电容C37组成3个分压取样电路，分别与三相无刷直流电机的每一相连接，再分别通过比较器U4B、比较器U4C和比较器U4D与单片机控制电路电连接。

9.一种新型甘蔗剪的智能识别控制方法，应用于上述的控制电路，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：烧录程序，在单片机控制电路的单片机U1中烧录电流检测程序、剪切负载计时程序、电机驱动程序、扳机监控程序、剪切状态识别程序、剪切计数程序；

步骤2：程序执行，当控制电路上电时，单片机U1开始工作，扳机监控程序监控扳机的状态，当扣动扳机时，扳机监控程序监控到扳机扣动产生的电平变化，甘蔗剪进入闭口运行模式，执行电机驱动程序、电流检测程序和剪切负载计时程序；此时电机驱动程序控制电机驱动电路驱动甘蔗剪进行闭口剪切动作，电流检测程序控制电流检测电路读取闭口剪切动作过程中的电流，剪切负载计时程序对单位时间内读取的电流值做量化处理，剪切状态识别程序将量化处理后的数据进行识别和判断，得出甘蔗剪的剪切状态；

步骤3：剪断计数，将剪切状态识别程序得出的剪切状态分为空剪状态、剪断状态和未剪断状态，当判断剪切状态为剪断状态时，单片机U1执行剪切状态识别程序，剪切状态识别程序做加一的运算，并控制显示板驱动电路显示对应的数字。

10.根据权利要求9所述的一种新型甘蔗剪的智能识别控制方法，其特征在于，将剪切负载计时程序对单位时间内读取的电流值做量化处理分为启动阶段、匀速阶段、剪切甘蔗阶段和剪切减速阶段，其中，设置启动阶段与驱动电机的加速阶段进行相对应，设置匀速阶段和剪切减速阶段与驱动电机的匀速阶段相对应，设置剪切减速阶段与驱动电机的减速阶段相对应。

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