CN114871983B - 电动螺丝刀控制方法及系统和计算机存储介质及程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动螺丝刀控制方法及系统和计算机存储介质及程序产品，其中，电动螺丝刀控制方法包括：获取并分析线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的当前电压特征曲线；以及若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。本发明技术方案旨在于螺丝刀头停转后控制电机停机，以达到节约能源以及提升用户操作体验的目的。

Description

电动螺丝刀控制方法及系统和计算机存储介质及程序产品

技术领域

本发明涉及电动螺丝刀领域，特别涉及一种电动螺丝刀控制方法及系统和计算机存储介质及程序产品。

背景技术

电动螺丝刀的内部装有调节和限制扭矩的机构，是用于拧紧和旋松螺钉用的电动工具，被广泛运用于装配线，是大部分生产企业必备的工具之一，电动螺丝刀的使用使工件的组装和拆卸更加方便快捷。然而，在现有的一类电动螺丝刀中，电机启动后会一直保持旋转，即使螺丝刀头停转，电机依然旋转，需要另外操作使得电机停机，不仅造成了能源的浪费，而且不利于用户操作。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电动螺丝刀控制方法，旨在于螺丝刀头停转后控制电机停机，以达到节约能源以及提升用户操作体验的目的。

为实现上述目的，本发明提出的电动螺丝刀控制方法，包括：

获取并分析线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的当前电压特征曲线；以及

若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

可选地，所述若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机的步骤具体为：

若所述当前电压特征曲线具有与预设电压特征曲线的拟合度在误差范围内的部分，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

可选地，所述若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机的步骤具体为：

若所述当前电压特征曲线的拐点在预设拐点的误差范围内，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

可选地，若所述当前电压特征曲线的拐点在预设拐点的误差范围内，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机的步骤具体为：

若所述当前电压特征曲线具备多个预设拐点，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

可选地，所述电动螺丝刀控制方法还包括：

获取磁体的预设运动轨迹；以及

获取预设电压特征曲线，和/或，获取预设拐点，以作为所述预设特征。

可选地，所述获取磁体的运动轨迹的步骤具体为：

控制所述螺丝刀头停转，并使所述电机转动，以使所述磁体与所述线性型霍尔传感器相对运动；

所述获取预设电压特征曲线的步骤具体为：

记录所述线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的模拟电压特征曲线；

根据所述模拟电压特征曲线生成所述预设电压特征曲线。

可选地，所述记录所述线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的模拟电压特征曲线的步骤之后还包括步骤：

当所述模拟电压特征曲线包括多段周期性曲线，则停止记录；

所述根据所述模拟电压特征曲线生成所述预设电压特征曲线的步骤具体为：

获取所述模拟电压特征曲线的多段周期性曲线，以作为所述预设电压特征曲线。

本发明还提出一种电动螺丝刀控制系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被所述处理器执行时实现前述的电动螺丝刀控制方法的步骤。

本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被处理器执行时实现前述的电动螺丝刀控制方法的步骤。

本发明还提出一种计算机程序产品，包括电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被处理器执行时实现前述的电动螺丝刀控制方法的步骤。

本发明技术方案中，线性型霍尔传感器能输出模拟量，也即，线性型霍尔传感器输出的霍尔电压与外加的磁场强度呈线性关系，且磁体施加于线性型霍尔传感器的磁场强度与二者之间的距离成正比，而当螺丝刀头停转且电机工作时，抵接部将沿导向部运动的轨迹是确定的，磁体与线性型霍尔传感器之间的距离随时间变化的趋势也是确定的，线性型霍尔传感器的外加磁场的强度的随时间变化的趋势同样也是确定的，由此，线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的趋势同样也是确定的，在这种情况下获得的霍尔电压随时间变化的电压特征曲线即具有预设特征。本发明通过获取并分析霍尔电压随时间变化的当前电压特征曲线，通过判断当前电压特征曲线是否具有预设特征，即可在电机仍维持运转的情况下确定螺丝刀头是否停转。若当前电压特征曲线具有预设特征，即可判定螺丝刀头停转，控制电机停机，以达到节约能源以及提升用户操作体验的目的。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电动螺丝刀控制方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明中电动螺丝刀一实施例的局部结构示意图；

图3为本发明中预设电压特征曲线一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电动螺丝刀控制方法。

首先介绍本发明中电动螺丝刀的工作原理，电动螺丝刀包括同轴设置的螺丝刀头、电机、第一传动件和第二传动件，第一传动件和第二传动件设于电机和螺丝刀头之间并传动连接。其中，第一传动件与螺丝刀头在周向上相对固定，第二传动件与电机的输出轴在周向上相对固定。当需要拧紧或旋松螺钉时，应驱使电机工作，电机的输出轴可依次通过第二传动件和第一传动件带动螺丝刀头转动。

当螺丝拧紧到位或者旋松到位时，螺丝刀头即停止转动，此时，电机仍继续工作，第一传动件和第二传动件将在周向上发生相对转动。具体地，请参照图2，第一传动件10设置有抵接部11，第二传动件20设置有导向部21，导向部21具有靠近螺丝刀头设置的近点a以及远离螺丝刀头设置的远点b，当第一传动件10和第二传动件20在周向上发生相对转动，抵接部11将沿导向部21运动，二者在周向和轴向上均发生相对转动。进一步地，电动螺丝刀还设有磁体和线性型霍尔传感器，磁体在轴向上和第一传动件保持固定，因此，螺丝刀头停转且电机工作时，第一传动件将带动磁体相对线性型霍尔传感器轴向运动，而引起磁体与线性型霍尔传感器之间的距离发生变化，线性型霍尔传感器处的磁场强度也随之发生改变。

在本发明一实施例中，如图1所示，该电动螺丝刀控制方法，包括：

S100、获取并分析线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的当前电压特征曲线；以及

S200、若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

可以理解，线性型霍尔传感器能输出模拟量，也即，线性型霍尔传感器输出的霍尔电压与外加的磁场强度呈线性关系，磁体施加于线性型霍尔传感器的磁场强度与二者之间的距离成正比，而当螺丝刀头停转且电机工作时，抵接部将沿导向部运动的轨迹是确定的，磁体与线性型霍尔传感器之间的距离随时间变化的趋势也是确定的，线性型霍尔传感器的外加磁场的强度的随时间变化的趋势同样也是确定的，由此，线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的趋势同样也是确定的，在这种情况下获得的霍尔电压随时间变化的电压特征曲线即具有预设特征。本发明通过获取并分析霍尔电压随时间变化的当前电压特征曲线，通过判断当前电压特征曲线是否具有预设特征，即可在电机仍维持运转的情况下确定螺丝刀头是否停转。若当前电压特征曲线具有预设特征，即可判定螺丝刀头停转，控制电机停机，以达到节约能源以及提升用户操作体验的目的。

在本发明的一实施例中，步骤S200具体为：

S210、若所述当前电压特征曲线具有与预设电压特征曲线的拟合度在误差范围内的部分，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

在本实施例中，若当前电压特征曲线具有和预设电压特征曲线的拟合度高的部分，即判定该当前电压特征曲线具有预设特征。具体地，可采用剩余平方和检验、卡方检验或线性回归检验来计算二者之间的拟合度。本实施例的判断依据为当前电压特征曲线整体，在电动螺丝刀的工作过程中，若当前电压特征曲线出现和预设电压特征曲线的拟合度满足误差范围的部分，则代表螺丝刀头已经停止转动，此时，即可控制电机停机，以达到节约能源以及提升用户操作体验的目的。本实施例中，通过将当前电压特征曲线的整体与预设电压特征曲线的整体进行比较，具有较高的可靠性，有利于保障判断结果的准确度。

在本发明的一实施例中，步骤S200具体为：

S220、若所述当前电压特征曲线的拐点在预设拐点的误差范围内，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

可以理解，当抵接部11运动到导向部21的近点a或远点b时，磁体和线性型霍尔传感器之间的距离也对应到达极点，线性型霍尔传感器的外加磁场的强度也对应到达极点，此时所对应的霍尔电压也即为电压特征曲线的拐点。预设拐点即为预设电压特征曲线的拐点，本实施例的判断依据为当前电压特征曲线的拐点，在电动螺丝刀的工作过程中，若当前电压特征曲线出现和预设拐点的偏差低的拐点，即判定该当前电压特征曲线具有预设特征，也就代表此时螺丝刀头已经停止转动，应当自动控制电机停机，以达到节约能源以及提升用户操作体验的目的。本实施例中，通过将当前电压特征曲线的拐点与预设拐点进行比较，数据处理量低，处理速度快，控制能够更及时。

进一步地，步骤S220具体为：

S221、若所述当前电压特征曲线具备多个预设拐点，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

多个拐点指两个以上拐点，其中，可以是至少两个峰值，也可以是，至少一个峰值拐点和至少一个谷值拐点。如此，可以提升判定的可靠性，以避免因螺丝刀头短暂卡顿而造成误判。进一步地，还可将相邻两拐点之间的时间间隔也作为判断依据，以进一步提升判定的可靠性。

进一步地，所述电动螺丝刀控制方法还包括：

S300、获取磁体的预设运动轨迹；以及

S400、获取预设电压特征曲线，和/或，获取预设拐点，以作为所述预设特征。

需要说明的是，步骤S300与步骤S100没有必然的先后顺序，且步骤S300及S400与步骤S100及S200没有必然的搭配关系，也即，在执行步骤S100之前，不一定需要执行步骤S300及S400。其中，对于预设特征的获取可以是在电动螺丝刀的初次使用前，而后即不必再进行预设特征的获取，另外，在电动螺丝刀使用特定的一段时间后，导向部和抵接部在相对运动中，可能会出现一定程度上的磨损，此时可以再次执行步骤S300及S400，以获取实时的预设特征，有利于提升判定的可靠性。

其中，步骤S400可以是：

S411、获取预设电压特征曲线；

S412、将所述预设电压特征曲线作为所述预设特征。

也可以是：

S421、获取预设拐点；

S422、将所述预设拐点作为所述预设特征。

还可以是：

S431、获取预设电压特征曲线；

S432、获取预设拐点；

S433、将所述预设拐点作为所述预设特征。

也即，可选择性地将预设拐点或预设电压特征曲线作为预设特征，以此为判断依据，来判断螺丝刀头是否停转。其中，预设拐点可以是直接获取，也可以是间接地通过预设电压特征曲线获取。

进一步地，步骤S300具体为：

S310、控制所述螺丝刀头停转，并使所述电机转动，以使所述磁体与所述线性型霍尔传感器相对运动；

步骤S411或步骤S431具体为：

S320、记录所述线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的模拟电压特征曲线；

S330、根据所述模拟电压特征曲线生成所述预设电压特征曲线。

本实施例中，通过模拟电机运转而螺丝刀头停转的状态，获取模拟电压特征曲线，进而根据模拟电压特征曲线生成预设电压特征曲线，如此生成的预设电压特征曲线无论是作为预设特征，还是供后续获取预设拐点，以将预设拐点作为预设特征，都具备很高的准确度，能够为确保判断依据的可靠性。其中，本实施例中的预设电压特征曲线如图3所示。当然，在其他实施例中，也可以是，通过导向部的轮廓曲线和电机的转速来计算预设电压特征曲线，对于不同的电机或者同一电机的不同档位，均可方便快捷地计算出对应的预设电压特征曲线。

进一步地，步骤S330之后还包括：

S340、当所述模拟电压特征曲线包括多段周期性曲线，则停止记录；

步骤S330具体为：

S331、获取所述模拟电压特征曲线的多段周期性曲线，以作为所述预设电压特征曲线。

其中，多段周期性曲线指至少两段周期性曲线。当如此生成的预设电压特征曲线作为预设特征时，当前电压特征曲线同样需要具有两段拟合度高的周期性曲线，方可被判定为螺丝刀头停转，如此，能够有效避免误判，以防止螺丝刀头的卡顿影响判断结果。而如此生成的预设电压特征曲线用来提取预设拐点，则至少能够获取四个拐点，其中，包括至少两个峰值拐点和至少两个谷值拐点，能够提供足够数目的预设拐点作为预设特征，从而进一步提升判定的可靠性，以避免因螺丝刀头短暂卡顿而造成误判。

本发明还提出一种电动螺丝刀控制系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被所述处理器执行时实现前述的电动螺丝刀控制方法的步骤。电动螺丝刀控制方法的具体步骤参照上述实施例，由于本电动螺丝刀控制系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被处理器执行时实现前述的电动螺丝刀控制方法的步骤。电动螺丝刀控制方法的具体步骤参照上述实施例，由于本计算机存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种计算机程序产品，包括电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被处理器执行时实现前述的电动螺丝刀控制方法的步骤。电动螺丝刀控制方法的具体步骤参照上述实施例，由于本计算机程序产品采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动螺丝刀控制方法，其特征在于，所述电动螺丝刀包括同轴设置的螺丝刀头、电机、第一传动件和第二传动件，所述第一传动件和所述第二传动件设于所述电机和所述螺丝刀头之间，并传动连接；

所述第一传动件与所述螺丝刀头在周向上相对固定，所述第二传动件与所述电机的输出轴在周向上相对固定，所述第一传动件设置有抵接部，所述第二传动件设置有导向部，所述导向部具有靠近所述螺丝刀头设置的近点以及远离所述螺丝刀头设置的远点，当所述第一传动件和所述第二传动件在周向上发生相对转动时，所述抵接部沿所述导向部运动；

所述电动螺丝刀还设有磁体和线性型霍尔传感器，所述磁体在轴向上和所述第一传动件保持固定，所述线性型霍尔传感器在轴向上和所述第二传动件保持固定；

所述电动螺丝刀控制方法包括：

获取并分析线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的当前电压特征曲线；以及

若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机；

所述电动螺丝刀控制方法还包括：

获取磁体的预设运动轨迹；以及

获取预设电压特征曲线，和/或，获取预设拐点，以作为所述预设特征；

所述获取磁体的运动轨迹的步骤具体为：

控制所述螺丝刀头停转，并使所述电机转动，以使所述磁体与所述线性型霍尔传感器相对运动；

所述获取预设电压特征曲线的步骤具体为：

记录所述线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的模拟电压特征曲线；

根据所述模拟电压特征曲线生成所述预设电压特征曲线。

2.如权利要求1所述的电动螺丝刀控制方法，其特征在于，所述若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机的步骤具体为：

若所述当前电压特征曲线具有与预设电压特征曲线的拟合度在误差范围内的部分，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

3.如权利要求1所述的电动螺丝刀控制方法，其特征在于，所述若所述当前电压特征曲线具有预设特征，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机的步骤具体为：

若所述当前电压特征曲线的拐点在预设拐点的误差范围内，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

4.如权利要求3所述的电动螺丝刀控制方法，其特征在于，若所述当前电压特征曲线的拐点在预设拐点的误差范围内，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机的步骤具体为：

若所述当前电压特征曲线具备多个预设拐点，则判定螺丝刀头停转，并控制电机停机。

5.如权利要求1所述的电动螺丝刀控制方法，其特征在于，所述记录所述线性型霍尔传感器输出的霍尔电压随时间变化的模拟电压特征曲线的步骤之后还包括步骤：

当所述模拟电压特征曲线包括多段周期性曲线，则停止记录；

所述根据所述模拟电压特征曲线生成所述预设电压特征曲线的步骤具体为：

获取所述模拟电压特征曲线的多段周期性曲线，以作为所述预设电压特征曲线。

6.一种电动螺丝刀控制系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的电动螺丝刀控制方法的步骤。

7.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的电动螺丝刀控制方法的步骤。

8.一种计算机程序产品，其特征在于，包括电动螺丝刀控制程序，所述电动螺丝刀控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的电动螺丝刀控制方法的步骤。