CN116131708A - 一种电机转速控制方法、电动工具及计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露的电机转速控制方法、电动工具及计算机可读介质，所述控制方法包括，步骤10，获取电机的最大输出转速Vmax；步骤20，控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；步骤30，根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；步骤40，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机停机或增速。本发明根据电机的运行时间参数和转速参数高效的进行电机的控制，通过控制电机调整输出转速，以使相应电动工具自适应负载，无需人工调整电机输出，就可防止电动工具对螺栓打毛和损坏。

Description

一种电机转速控制方法、电动工具及计算机可读介质
[技术领域]
本发明涉及一种电机转速控制方法、电动工具及计算机可读介质。
[背景技术]
现有的电动工具具有快捷轻便、实用、适用广泛的优点，即使是非专业用户也能够进行适用。然而，现有的电动工具中，像电扳手，起子机之类的工具，因缺少对电机转速的调节控制手段，当电动工具长时间对螺栓、螺钉等负载冲击时，容易造成螺栓打毛，甚至过度冲击造成螺栓的损坏。
鉴于此，确有必要提供一种改进的电机转速控制方法，以克服先前技术存在的缺陷。
[发明内容]
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种控制电机调整输出转速以自适应负载的电机转速控制方法及电动工具。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：
一种电机转速控制方法，所述控制方法包括，
步骤10，获取电机的最大输出转速Vmax；
步骤20，控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；
步骤30，根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；
步骤40，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机停机或增速。
进一步改进方案为：
所述步骤30中，所述运行时间参数为所述电机在所述最大输出转速Vmax下的维持时长。
进一步改进方案为：
所述步骤10还包括，获取设定的第一时间值T1和第一速度值V1；
设所述运行时间参数为第二时间值T2，所述步骤30中控制所述电机的转速具体包括，当所述第二时间值T2大于所述第一时间值T1时，控制所述电机的转速降低至所述第一速度值V1。
进一步改进方案为：
所述步骤40中，所述转速参数为所述电机的转速降低至所述第一速度值V1后的转速。
进一步改进方案为：
所述步骤40具体包括，当所述电机的转速未继续下降则控制所述电机停机；当所述电机的转速降低至所述第一速度值V1以下，则控制所述电机的转速增加至所述最大输出转速Vmax，并返回所述步骤30。
进一步改进方案为：
所述步骤20还包括，当所述电机增速结束后的输出转速对应的第二速度值V2小于所述最大输出转速Vmax时，将所述第二速度值V2的数值作为所述最大输出转速Vmax的数值。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种电动工具，所述电动工具包括，
交互模块，用于获取电机的最大输出转速Vmax；
启动模块，用于控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；
时间采集控制模块，用于根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；
转速采集控制模块，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机是否停机。
进一步改进方案为：所述启动模块、时间采集控制模块和转速采集控制模块集成于单片机中。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种电动工具，所述电动工具包括存储器和处理器；
所述存储器存储有计算机指令；
所述处理器与所述存储器相连，用于从储存器中获取并执行计算机指令以实现如上述所述的控制方法。
为解决现有技术中的问题，本发明还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如上述所述的控制方法。
与现有技术相比本发明具有如下有益效果：本发明的转速控制方法依次获取电机的最大输出转速Vmax；控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机停机或增速。本发明根据电机的运行时间参数和转速参数高效的进行电机的控制，通过控制电机调整输出转速，以使相应电动工具自适应负载，无需人工调整电机输出，就可防止电动工具对螺栓打毛和损坏。
[附图说明]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:
图1是本发明实施例一的电机转速控制方法流程图；
图2是本发明实施例二的电动工具结构示意图；
[具体实施方式]
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。
在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“第一”、“第二”、“第三”等词语仅为了便于区别描述本发明涉及的相关参数，无特殊含义，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种控制电机调整输出转速以自适应负载的电机转速控制方法，增强电机转速调节效果，灵活应对不同负载；如图1所示，所述方法包括：步骤10，获取电机的最大输出转速Vmax；步骤20，控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；步骤30，根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；步骤40，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机停机或增速。
其中，步骤10目的在于获取电机的最大输出转速Vmax，因在于电动工具作用于螺栓、螺钉等负载时，尤其在未拧紧阶段，电机采用最大输出转速Vmax输出，为了测定和控制电机在最大输出转速Vmax的持续时间，便于对应不同负载在不同拧紧阶段改变输出转速，需要先获取电机的最大输出转速Vmax。电机的最大输出转速Vmax与电机本身以及输入输出环境有关，获取电机的最大输出转速Vmax可通过预测定的方式在电机工作前测试获取，或在出厂时获得参考参数等。
步骤20目的在于在电动工具作业阶段，控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax。
步骤30中，根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速。优选的，运行时间参数是指电机在最大输出转速Vmax下的维持时长，该段时间亦为电动工具作用于螺栓、螺钉等负载时处于未拧紧而正加以拧紧的时间段，需要高速对负载输出。通过该运行时间参数控制电机的转速，可以根据拧紧情况调节电机输出。如在一段时间后由降低电机转速，防止长时间和过度对负载冲击造成螺栓打毛和损坏。
步骤40中，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机停机或增速。转速参数是指在经历步骤20中转速加速以及步骤30中电机以最大输出转速Vmax的持续输出后，电机的实时转速数值。通过该转速参数控制电机是否停机、是否增速，可以根据拧紧情况调节电机输出。如在检测到转速没有下降到一定数值以下，认为已完成拧紧，电机停机；如转速继续降至一定数值以下则说明螺栓没有完全打紧导致阻力大造成转速降低，此时可控制电机立刻加速至最大输出转速Vmax，以继续拧紧螺栓。
本发明根据电机的运行时间参数和转速参数高效的进行电机的控制，通过控制电机调整输出转速，以使相应电动工具自适应负载，无需人工调整电机输出，就可防止电动工具对螺栓打毛和损坏。
优选的，所述步骤10还包括：获取设定的第一时间值T1和第一速度值V1，第一时间值T1和第一速度值V1预先设定而不受不同工况影响而改变，用于作为标准参数和实际参数比较判断是否应调整电机转速。设所述运行时间参数为第二时间值T2，所述步骤30中控制所述电机的转速具体包括：当所述第二时间值T2大于所述第一时间值T1时，控制所述电机的转速降低至所述第一速度值V1。当所述第二时间值T2大于所述第一时间值T1时，即表示电机在最大输出转速Vmax状态下已经运行达到和超过标准参数时间第一时间值T1，如果继续保持最大输出转速Vmax运行电机可能对螺栓、螺钉等造成损坏，故而将降低电机的转速。第一时间值T1可在电机出厂前设定，或利用电动工具的交互模块由用户设定获取，进而可根据不同的工况调整该时间值，例如根据不同规格的螺栓与螺钉调整。类似的，第一速度值V1可在电机出厂前设定，或利用电动工具的交互模块由用户设定获取，应确保第一速度值V1远小于最大输出转速Vmax，从而不会对螺栓、螺钉等造成损坏。
优选的，所述步骤40中，所述转速参数为所述电机的转速降低至所述第一速度值V1后的转速。通过监控转速参数，来确定对电机转速的进一步调整，包括电机停机或重新加速。进一步的，所述步骤40具体包括：通过监控转速参数，当所述电机的转速未继续下降则螺栓已拧紧，此时控制所述电机停机；当所述电机的转速降低至所述第一速度值V1以下，则螺栓没有完全打紧，阻力大造成了转速降低，此时控制所述电机的转速增加至所述最大输出转速Vmax，并返回所述步骤30以重复拧螺栓步骤。
优选的，设所述电机增速结束后的实际输出转速为第二速度值V2，所述步骤20还包括：当所述第二速度值V2小于所述最大输出转速Vmax时，以所述第二速度值V2的数值替换之后步骤中的所述最大输出转速Vmax的数值，从而防止因电机老化达不到最大输出转速Vmax等原因导致最大输出转速Vmax在调节电机作用中的失效，使得本电机转速控制方法更为灵活有效。
由于随着电动工具等设备的使用，导致设备出现老化等状况，致使设备中保持的最大输出转速Vmax、第一时间值T1和第一速度值V1及相关对应关系发生变化；或是应用到新的场景下，导致所述对应关系未覆盖，因此，设置了训练过程。具体操作时，可以通过用户的操作，如模式开关等方式进入训练模式，执行上述训练步骤；优选的，根据用户的需求，电动工具进入对应的工作状态，分别采集不同工作状态下的最大输出转速Vmax、第一时间值T1和第一速度值V1，建立并保存对应关系。通过上述训练步骤能够满足不同用户、不同场景的使用需求，提升用户体验。
实施例二
本发明还提供了一种电动工具，所述电动工具用于实现实施例一所述的电机转速控制方法；如图2所示，所述电动工具包括：交互模块、启动模块、时间采集控制模块和转速采集控制模块。
交互模块用于获取电机的最大输出转速Vmax。因在于电动工具作用于螺栓、螺钉等负载时，尤其在未拧紧阶段，电机采用最大输出转速Vmax输出，为了测定和控制电机在最大输出转速Vmax的持续时间，便于对应不同负载在不同拧紧阶段改变输出转速，需要先获取电机的最大输出转速Vmax。电机的最大输出转速Vmax与电机本身以及输入输出环境有关，获取电机的最大输出转速Vmax可通过预测定的方式在电机工作前测试获取，或在出厂时获得参考参数等。
启动模块，用于控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax。目的在于在电动工具作业阶段，控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax。
时间采集控制模块，用于根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速。优选的，运行时间参数是指电机在最大输出转速Vmax下的维持时长，该段时间亦为电动工具作用于螺栓、螺钉等负载时处于未拧紧而正加以拧紧的时间段，需要高速对负载输出。通过该运行时间参数控制电机的转速，可以根据拧紧情况调节电机输出。如在一段时间后由降低电机转速，防止长时间和过度对负载冲击造成螺栓打毛和损坏。
转速采集控制模块，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机是否停机。转速参数是指在经历步骤20中转速加速以及步骤30中电机以最大输出转速Vmax的持续输出后，电机的实时转速数值。通过该转速参数控制电机是否停机、是否增速，可以根据拧紧情况调节电机输出。如在检测到转速没有下降到一定数值以下，认为已完成拧紧，电机停机；如转速继续降至一定数值以下则说明螺栓没有完全打紧导致阻力大造成转速降低，此时可控制电机立刻加速至最大输出转速Vmax，以继续拧紧螺栓。
本发明提供了一种电动工具，其中上述模块的划分仅为示例性的表述，其中，交互模块、启动模块、时间采集控制模块和转速采集控制模块也可以集成为一个控制模块以实现数值采集获取和电机控制。优选的，所述启动模块、时间采集控制模块和转速采集控制模块集成于单片机(MCU)中。
本发明根据电机的运行时间参数和转速参数高效的进行电机的控制，通过控制电机调整输出转速，以使相应电动工具自适应负载，无需人工调整电机输出，就可防止电动工具对螺栓打毛和损坏。
由于随着电动工具等设备的使用，导致设备出现老化等状况，致使设备中保持的最大输出转速Vmax、第一时间值T1和第一速度值V1及相关对应关系发生变化；或是应用到新的场景下，导致所述对应关系未覆盖，因此，设置了训练过程。具体操作时，可以通过用户的操作，如模式开关等方式进入训练模式，执行上述训练步骤；优选的，根据用户的需求，电动工具进入对应的工作状态，分别采集不同工作状态下的最大输出转速Vmax、第一时间值T1和第一速度值V1，建立并保存对应关系。通过上述训练步骤能够满足不同用户、不同场景的使用需求，提升用户体验。
实施例三
本发明还提供了一种电动工具，用于实现实施例一所述的电机转速控制方法，其中，所述电动工具包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机指令；所述处理器与所述存储器相连，用于从储存器中获取并执行计算机指令以实现前述的电机转速控制方法。
本发明根据电机的运行时间参数和转速参数高效的进行电机的控制，通过控制电机调整输出转速，以使相应电动工具自适应负载，无需人工调整电机输出，就可防止电动工具对螺栓打毛和损坏。
实施例四
本发明还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行前述的电机转速控制方法。
本发明根据电机的运行时间参数和转速参数高效的进行电机的控制，通过控制电机调整输出转速，以使相应电动工具自适应负载，无需人工调整电机输出，就可防止电动工具对螺栓打毛和损坏。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电机转速控制方法，其特征在于：所述控制方法包括，
步骤10，获取电机的最大输出转速Vmax；
步骤20，控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；
步骤30，根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；
步骤40，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机停机或增速。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述步骤30中，所述运行时间参数为所述电机在所述最大输出转速Vmax下的维持时长。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：
所述步骤10还包括，获取设定的第一时间值T1和第一速度值V1；
设所述运行时间参数为第二时间值T2，所述步骤30中控制所述电机的转速具体包括，当所述第二时间值T2大于所述第一时间值T1时，控制所述电机的转速降低至所述第一速度值V1。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：
所述步骤40中，所述转速参数为所述电机的转速降低至所述第一速度值V1后的转速。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：
所述步骤40具体包括，当所述电机的转速未继续下降则控制所述电机停机；当所述电机的转速降低至所述第一速度值V1以下，则控制所述电机的转速增加至所述最大输出转速Vmax，并返回所述步骤30。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述步骤20还包括，当所述电机增速结束后的输出转速对应的第二速度值V2小于所述最大输出转速Vmax时，将所述第二速度值V2的数值作为所述最大输出转速Vmax的数值。
7.一种电动工具，其特征在于：所述电动工具包括，
交互模块，用于获取电机的最大输出转速Vmax；
启动模块，用于控制所述电机启动并增速至所述最大输出转速Vmax；
时间采集控制模块，用于根据采集的所述最大输出转速Vmax的运行时间参数控制所述电机的转速；
转速采集控制模块，根据采集的所述电机的转速参数控制所述电机是否停机。
8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于：所述启动模块、时间采集控制模块和转速采集控制模块集成于单片机中。
9.一种电动工具，其特征在于：所述电动工具包括存储器和处理器；
所述存储器存储有计算机指令；
所述处理器与所述存储器相连，用于从储存器中获取并执行计算机指令以实现如权利要求1-6任一项所述的控制方法。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述的控制方法。
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