CN116584459A - 一种电动线杯及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电动线杯及其控制系统，所述控制系统包括控制单元、切换单元、蓄能单元、余电管理单元及监测单元；监测单元对电动线杯在放线及收线过程中的状态进行监测；控制单元根据监测单元的监测结果选择对电动线杯的控制模式并通过切换单元切换蓄能单元对电动线杯的驱动电路的充放电模式，控制模式包括加速模式、制动模式及收线模式；余电管理单元通过接线端子与电动线杯的驱动电路电连接，在制动模式及收线模式下自驱动电路向蓄能单元充电。本申请的技术方案，能够充分利用电动线杯制动所产生的能量，能够在防炸线的同时有效地增加抛线距离。

Description

一种电动线杯及其控制系统

技术领域

本申请属于钓鱼装备技术领域，涉及电动线杯控制技术，具体地，提供一种电动线杯及其控制系统。

背景技术

电动线杯已经越来越多地应用于钓具领域，一般地，现有的电动线杯利用电磁感应原理在甩杆抛线过程的后半段对线杯进行制动，以避免甩杆过程中线杯由于转速超过鱼钩前向运动的速度而发生鱼线缠绕的问题。

虽然上述带制动的电动线杯能够有效地解决线杯反冲炸线的问题，然而，在甩杆抛线过程的前半段，线杯自身惯性的作用使其对鱼线产生与抛线方向相反的拖拽力，此时如不能对其迅速加速，其拖拽力将显著消耗鱼钩前进的动能，从而导致最终抛线距离的缩短。

因此，对电动线杯的转速的控制应贯穿整个抛线过程，且为电动线杯加速功能的装置应尽量集成于电动线杯现有的电路中，以避免额外增加供能结构造成线杯体积及重量的增加。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本申请的第一方面提供一种电动线杯控制系统，用于对电动线杯的加速、制动及收线行程进行控制，所述电动线杯用于卷绕鱼线；

所述控制系统包括控制单元、切换单元、蓄能单元、余电管理单元及监测单元；

所述监测单元对电动线杯在放线及收线过程中的状态进行监测；所述控制单元根据监测单元的监测结果选择对电动线杯的控制模式并通过切换单元切换蓄能单元对电动线杯的驱动电路的充放电模式，所述控制模式包括加速模式、制动模式及收线模式，其中，电动线杯在收线模式下的旋转方向与在加速模式和制动模式下的旋转方向相反；所述余电管理单元通过接线端子与电动线杯的驱动电路电连接，在接线端子处的电压小于预设的余电充电电压时自所述驱动电路向所述蓄能单元充电。

进一步地，所述蓄能单元的第一端接地；所述切换单元的第一端与蓄能单元的第二端电连接，第二端与接线端子电连接，控制端接收控制单元发送的模式信号，基于所述模式信号及接线端子的电压控制蓄能单元至接线端子之间的电流方向。

进一步地，所述切换单元包括第一三极管、第一电阻、第一PMOS管及第一二极管；所述第一三极管的基极接收所述模式信号，发射极接地，集电极与第一电阻的第一端电连接；所述第一电阻的第二端与切换单元的第一端电连接；所述第一PMOS管的G极与第一三极管的发射极电连接，S极与蓄能单元的第二端电连接，D极与接线端子电连接；所述第一二极管的正极与接线端子电连接，负极与蓄能单元的第二端电连接。

进一步地，所述余电管理单元包括开关模块及升压模块；所述开关模块的第一端与接线端子电连接，第二端与升压模块的输入端电连接，控制端接收控制单元发送的开关信号，在接线端子处的电压大于余电充电电压时使接线端子与升压模块的输入端导通，否则断开；所述升压模块的输出端与蓄能单元的第二端电连接，将输入端的电压升压至余电充电电压后向蓄能单元充电。

优选地，所述升压模块的输入端与所述开关模块的第二端通过第一电感电连接；所述升压模块的输入端与输出端通过第一肖特基二极管电连接。

优选地，所述余电管理单元还包括余电储存电容，所述余电储存电容电连接于开关模块的第二端与接地端之间。

优选地，所述余电管理单元还包括控制单元供电模块；所述控制单元供电模块包括第二二极管、第二电阻、第二肖特基二极管以及第一电容；所述第二二极管的正极接地，所述第二电阻的两端分别与第二二极管的负极以及第二肖特基二极管的负极电连接，所述第二肖特基二极管的正极与升压模块的输出端电连接；所述第一电容的第一端接地，第二端与第二二极管的负极电连接并接入控制单元的供电端，用于为控制单元提供3.3V供电。

优选地，所述余电管理单元还包括连接于第二二极管的负极与接地端之间的第二电容。

可选地，所述电动线杯的内部具有同轴地设置的定子与转子，所述定子与转子分别设置有互相配合的磁芯与多组电磁线圈；所述接线端子分别与各组电磁线圈电连接，所述驱动电路基于所述接线端子处的电压产生驱动转子的电流以及通过所述转子的转动产生感应电流。

可选地，所述控制单元通过转速控制信号控制所述电动线杯的加速转矩及制动转矩。

可选地，电平触发信号、速度信号、加速度信号、姿态信号以及所述接线端子处的电压。

本申请的第二方面还提供一种电动线杯，包括框架、容置于所述框架内的线杯、使所述线杯转动的手柄，所述线杯的内部设置有可以同轴地转动的定子与转子，所述定子相对于框架固定设置，所述转子与线杯的内壁固定连接；

所述电动线杯还包括驱动电路以及前述的电动线杯控制系统；所述驱动电路能够在电流驱动下使转子相对于定子转动以及在转子相对于定子转动时产生感应电流；所述电动线杯控制系统在放线及收线过程中控制所述电动线杯的加速及制动。

本申请提供的电动线杯控制系统，通过切换单元使电动线杯的驱动电路在加速模式及制动模式之间切换，在甩杆抛线最初的鱼线拖拽阶段为线杯加速转动提供额外的驱动力，从而在尽可能少地消耗鱼钩前向动能的前提下尽快地提升线杯的转速以进入匹配阶段，从而有效地增加鱼钩的入水距离，继而利用线杯制动对蓄能单元进行充电以作为下一次加速的能量来源；此外，通过余电管理单元提升制动过程末端及收线过程中接线端子处的电压，使其能够进一步为蓄能单元进行充电，避免了制动及收线过程中电量的浪费。

附图说明

图1为根据本申请实施例提供的电动线杯的外观示意图；

图2示为使用一种现有的电动线杯控制策略时，在甩杆抛线的各个阶段线杯与鱼线之间的张力及相对速度关系；

图3为使用本申请实施例的电动线杯控制策略时，在甩杆抛线的各个阶段线杯与鱼线之间关的张力及相对速度关系；

图4为根据本申请实施例的电动线杯控制系统的架构示意图；

图5为根据本申请实施例的控制单元的实现原理图；

图6为根据本申请实施例的切换单元与蓄能单元配合的示意图；

图7为根据本申请实施例的切换单元的电路原理图；

图8为根据本申请实施例的余电管理单元的电路原理图；

图9为根据本申请实施例的控制单元供电模块的电路原理图；

图10为根据本申请实施例的第二电容的电路连接图。

具体实施方式

以下，基于优选的实施方式并参照附图对本申请进行进一步说明。为了方便理解，放大或者缩小了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本申请的保护范围。此外，在本申请实施例中的描述中，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本申请实施例的产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请的描述中，为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，也不能理解为指示或暗示相对重要性，其在本申请的详细说明与权利要求书上，其名称可能会不同。除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以具体理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1为本申请的一些优选的实施例提供的电动线杯的外观示意图，如图1所示，该电动线杯包括相对于鱼竿保持固定的框架10，以及容置于框架10内的线杯20，线杯20与框架10可旋转地连接，其外周面用于卷绕鱼线；此外，该电动线杯还包括能够手动地使线杯20正向(即放线)或反向(即收线)旋转的手柄30，该手柄30可以通过一组互相配合的齿轮组实现手柄30与线杯20以特定的转速比进行旋转，以及，该齿轮组还通过本领域技术人员已知的各种离合机构实现手柄30与线杯20的结合或脱离；此外，在一些实施例中，该电动线杯通过鱼线往复引导机构实现鱼线的均匀卷绕。上述结构及其运行方式已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

进一步地，线杯20的内部同轴地设置有永磁体构成的磁芯和多组电磁线圈构成的线圈组合(图中未示出)以及与线圈组合电连接的驱动电路，磁芯或线圈组合中的一个(例如磁芯)作为定子，相对于框架保持固定，另一个(例如线圈组合)作为转子，与线杯20的内壁固定连接。当线杯20相对于框架10转动时，电磁线圈通过切割磁芯所产生的磁场产生感应电流，此时定子-转子组合作为发电机，将旋转动能转换为电能并通过驱动电路的接线端子输出，并由此产生制动效果；当电磁线圈自驱动电路的接线端子接收外部电流时，通过电磁感应使转子带动线杯转动，此时定子-转自组合作为电动机，将外部输入的电能转换为线杯旋转的动能，一般地，定子-转子组合处于发电状态还是耗电状态取决于驱动电路的接线端子处的电压与线圈切割磁场产生的感应电压的比较结果，上述定子-转子及其驱动电路的技术均为本领域技术人员所知晓，在此不再赘述。

在甩杆抛线的全程对线杯进行加速或制动控制，相较于现有的仅对线杯进行制动的控制策略，更加有利于抛线时间及距离的增加，其原因分析如下。

图2示出了使用一种现有的仅具有制动功能的电动线杯进行甩杆抛线的全过程，如图2所示，根据甩杆抛线过程中线杯与鱼线之间的张力及相对速度关系，可以将整个甩杆抛线过程分为鱼线拖拽阶段、匹配阶段、线杯反冲阶段及鱼钩入水阶段。

在鱼竿的甩杆抛线过程中，“炸线”情况一般出现在甩杆抛线的后半段的线杯反冲阶段及鱼钩入水阶段，其中，在线杯反冲阶段，鱼钩带动鱼线向前的速度已从最高速度逐渐下降，直到鱼钩入水的时刻，其向前速度将出现急剧下降，在此过程中，由于线杯自身的转动惯量远大于鱼钩及鱼线的动量，其速度下降趋势远小于鱼钩及鱼线的减速，因此需要对线杯进行有效地制动，其制动原理一般是通过对鱼线的拉力(可以通过线杯转动的加速度获取)或线杯的转速情况等进行实时监测，根据预设的算法判断是否进入线杯反冲阶段及鱼钩入水阶段，并通过电动线杯的驱动电路控制多组电磁线圈的通断状态，此时定子-转子组合将作为发电机，将线杯转动的动能转换为电能，从而实现对线杯的制动效果。

上述对线杯的制动能够有效地减少“炸线”情况的出现，然而影响整个抛线效果的因素并非只出现在甩杆抛线过程的后半段，如图2所示，在甩杆抛线最开始的鱼线拖拽阶段，由于需要通过鱼钩向前运动带动线杯逐渐加速，因此鱼钩甩出时的动能有很大一部分被消耗在拖拽线杯上，这将对其向前抛出的能量造成极大的损失，从而大大缩短鱼钩最终的入水点距离。

图3示出了使用一种改进的电动线杯控制策略时，在甩杆抛线的各个阶段线杯与鱼线之间关系的示意图，通过图3可以看出，如果在甩杆最初的鱼线拖拽阶段为线杯提供额外的驱动力，上述额外的驱动力可以大大减少为使线杯加速所需的鱼线的拖拽力，从而在尽可能少地消耗鱼钩前向动能的前提下尽快地提升线杯的转速以进入匹配阶段，此时由于鱼钩的动能绝大部分未消耗在带动线杯上，因此相应地，鱼钩前向的速度远远高于未提供额外驱动力的情况，即线杯与鱼钩进入匹配状态时的速度得到极大提升，并且线杯与鱼钩鱼线的保持匹配状态的时长将大大延长，从而有效地增加鱼钩的入水距离。

因此，如果能够根据甩杆抛线全过程的不同阶段线杯与鱼线之间的相互作用关系对线杯进行更有针对性的控制，使其在甩杆抛线的最初阶段作为电动机以加快线杯的转动，而在线杯反冲及鱼钩入水阶段作为发电机消耗线杯的动能，则能够在防炸线的同时有效地增加甩线距离。

除此以外，由于线杯本身为鱼竿的配件，因此，如果额外增加线杯加速的供能部件，例如单独的电池，将可能使电动线杯的体积与重量产生显著的增加，同时线杯在制动过程以及收线过程中产生的电能无法得到有效利用，因此，在对线杯进行加速及制动控制的同时，还应考虑尽可能通过集成式的电路结构实现电能的有效利用。

基于以上考虑，在本申请提出了一种控制上述电动线杯在放线及收线过程中的加速及制动的电动线杯控制系统，图4示出了根据本申请的一些优选的实施例提供的该电动线杯控制系统的架构示意图，如图4所示，该电动线杯控制系统包括控制单元、切换单元、蓄能单元、余电管理单元及监测单元。

其中，监测单元对电动线杯在放线及收线过程中的状态进行监测；控制单元根据监测单元的监测结果选择对电动线杯的控制模式并通过切换单元切换蓄能单元对电动线杯的驱动电路的充放电模式，具体地，控制模式包括加速模式、制动模式及收线模式，其中，电动线杯在收线模式下的旋转方向与在加速模式和制动模式下的旋转方向相反。

余电管理单元通过接线端子与电动线杯的驱动电路电连接，在接线端子处的电压小于预设的余电充电电压时自所述驱动电路向所述蓄能单元充电。

在本申请的实施例中，上述各个单元及其外围电路置于电路基板上，电路基板可固定设置于电动线杯的框架内并进行密封处理。

以下结合附图及具体实施例对对各个单元进行详细说明。

在本申请的一些具体的实施例中，控制单元可以采用本领域技术人员所知晓的各种微处理器(MCU)芯片实现，图5示出了在一个具体的实施例中，控制单元的实现原理图，如图5所示，控制单元的核心芯片具体型号为STM32L051X6/8，其工作电压为3.3V，在一些其他的实施例中，本领域技术人员可以根据具体需求选择合适的MCU作为控制单元的核心芯片。一般地，MCU芯片具有多个IO口，以实现信号的输入与输出。

如图5所示，芯片STM32L051X6/8具有多个IO口，以实现信号的输入与输出，其中，输出IO口M1至M6分别与驱动电路的M1至M6端电连接，通过PWM信号控制各路电磁线圈的通断。

进一步地，如图5所示，IO01口至IO05口用于将监测单元获取的监测结果输入至控制单元，控制单元根据接收到的检测结果，通过内置的程序判断需要对驱动电路进行充电或放电，进而将对应的模式信号输出至切换单元。

控制单元输出何种模式信号取决于对判断信号的评估结果，在本申请的实施例中，监测结果的类型可以是多样的，例如，可以通过设置于电动线杯的框架内的计数器获取线杯的转速信号，或者通过与各个电磁线圈连接的检测电路检测电磁线圈通断的频率，进而获取线杯的转速信号；又如，通过计算转速的变化率，能够获取线杯旋转加速度的信号，显然，旋转加速度可进一步转化为线杯的转矩以及对应的鱼线张力等信息；再如，可以通过在电动线杯或鱼竿的特定部位设置加速度计等方式获取电动线杯或鱼竿的姿态信号；此外，也可以利用机械结构与电路的组合实现判断信号的获取，例如，可以在电动线杯的框架上设置一个可自动弹起的模式切换按键及与之配合的电路，当使用者按下该模式切换按键时，其电路被触发并输出高电平信号(或低电平信号)至控制单元，当使用者移开手指时，该模式切换按键自动弹起，其电路输出低电平信号(或高电平信号)至控制单元。

进一步地，发现在线杯在甩杆抛线以及收线过程中，其转动产生的感应电动势在0V～10V之间变化，且感应电动势的高低与线杯的转速呈现强相关性，因此，在一些优选的实施例中，还可以利用感应电动势的高低对甩杆抛线所处的阶段进行判断，以确定进行模式切换的时机。

具体地，在本申请的一些优选的实施例中，监测单元可以对FA端的电压进行监测，在鱼线拖拽阶段，驱动电路驱动带动线杯加速转动，使FA端电压快速上升，直到其上升到一个预设的电压值时，即可认为线杯的转速已达到足够进入匹配状态，此时可以持续监测FA端的电压，并及时切换至制动模式，以避免由于继续加速使得线杯提前进入反冲阶段。上述用于判断模式切换时机的电压值可以通过对具体的线杯进行多次抛线实测，并对达到匹配状态时FA端的电压进行统计分析得到。此外，也可以进一步将FA端的电压信号与前述的转速信号、加速度信号等结合，以使得对模式切换时机的判断更加精准。

控制单元在接收到上述各类判断信号后，通过预先设置的评估程序评估当前甩杆抛线所处的阶段，并输出对应的模式信号。例如，当判断信号为电平触发信号时，控制单元如果接收到使用者通过按下模式切换按键所触发的电平信号时，将向切换单元输出与加速模式对应的模式信号，当模式切换按键弹起后，则控制单元将接收到相反的电平信号并向切换单元输出与制动模式对应的模式信号；又如，控制单元通过持续接收到的加速度信号实时地计算鱼线拖拽线杯的张力，根据张力的大小情况判断甩杆抛线所处的阶段，并向切换单元输出对应的模式信号；再如，控制单元还可以根据加速度传感器所获取的位姿信号评估甩杆抛线所处的阶段，进而向切换单元输出对应的模式信号。

如图5所示，上述模式信号通过IO06输出至切换单元，通过IO口传输两种状态的信号已为本领域技术人员所熟知，例如在一些具体的实施例中，模式信号可以是高低电平信号，以高电平信号作为加速模式对应的模式信号，以低电平信号作为制动模式对应的模式信号，或者反之，以低电平信号作为加速模式对应的模式信号，以高电平信号作为制动模式对应的模式信号。

图6示出了在一个优选的实施例中，切换单元及蓄能单元配合实现加速模式与制动模式的切换的原理示意图，在本实施例中，如图6所示，蓄能单元为大容量电容，其第一端a1接地，第二端a1与切换单元的第一端b1电连接，切换单元的第二端b2与驱动电路的接线端子FA端电连接，切换单元的控制端c1用于接收控制单元输出的模式信号，根据模式信号使切换单元在充电模式与放电模式之间进行切换，其中，当模式信号为加速模式时，切换单元进入充电模式，自b1端至b2端的单向电路导通，电流可以自大容量电容的a2端流向驱动电路的FA端，以驱动线杯加速转动；当模式信号为制动模式时，切换单元进入放电模式，自b2端至b1端的单向电路导通，电流可以自驱动电路的FA端流向大容量电容的a2端以对大容量电容进行充电。

图7示出了一个具体的切换单元的电路原理图，如图7所示，切换单元为多个分立元件构成的电路，具体地，自FA端经过第一二级管D7至蓄能单元(即图中的大容量电容C3-5)的正极构成单向充电回路，自大容量电容C3-5的正极经过第一PMOS管Q5至FA端构成单向放电回路，其中，第一PMOS管Q5的S极与D极分别连接大容量电容C3-5的正极与FA端，模式信号经过IO06口传输至NPN型的第一三极管Q4的基极，其集电极连接第一PMOS管Q5的G极，并通过第一电阻R40连接至大容量电容C3-5的正极，其发射极接地；此外，第一三极管Q4的基极与发射极之间还串接有电阻R41。通过IO06口所接入的模式信号，可以控制第一三极管Q4在导通与截止状态间切换，进一步控制第一PMOS管Q4的G极电平高低的切换，并使单向放电电路在导通与断开之间切换。应当知晓的是，图7所示出的实施例仅为说明切换单元基于模式信号在充电模式及放电模式之间进行切换的具体实施方式，但不构成对本申请的限制，本领域技术人员在技术构思相同的基础上，可以选择其他分立元件或控制芯片等实现该切换单元。

利用上述大容量电容及切换单元，如图3所示，能够在甩杆最初的鱼线拖拽阶段通过电容放电为线杯提供额外的驱动力，在鱼钩开始减速后，通过线杯的制动为大容量电容提供充电，大容量电容完成充电后即可以在下一次甩杆抛线的拖拽阶段再次为线杯提供驱动力。上述控制机制有效地将抛线后期线杯制动产生的能量转换为下一次抛线前期对线杯进行驱动的能量，无需额外的供电装置及能够实现对甩杆抛线全过程的细分控制，使得线杯与鱼线状态匹配的时间大大延长，在防止“炸线”的同时有效地增加了抛线距离。

需要说明的是，在本申请的实施例中，切换单元处于加速模式或制动模式，并不代表切换单元一定会控制蓄能单元对驱动电路进行放电或从驱动电路进行充电，其充放电还受到大容量电容的正极的电压与FA端的电压高低的影响。例如，在甩杆抛线结束后，线杯处于静止状态，此时，即使切换单元处于制动模式，由于电磁线圈并未切割磁场以产生感应电流，此时FA端也无法通过第一二极管D7对大容量电容C3-5进行充电。

如上文所述，在对线杯进行制动的过程中，虽然可以实现对蓄能单元的充电，但是随着线杯转速的降低，接线端子FA端的电压也逐渐下降，当其降至无法使第一二极管D7导通时，则虽然蓄能单元还处于充电模式，但充电过程已经结束。为了使线杯转速较低情况下产生的电能也能得到利用，可以在FA端电压较低时对其进行升压，以使得制动末期的产生的电能也能得到有效的利用。

进一步地，在完成一次垂钓后，需要通过转动手柄使线杯反向转动以实现收线，在本申请的实施例中，上述模式被称为收线模式，在该模式下，由于线杯受人力驱动进行转动，因此也将在接线端子FA端产生感应电压，且经过测量，收线时FA端的感应电压一般小于5V，为保证对蓄能单元的充电效果，一般也需要对其进行升压。

在本申请中，上述制动模式的末端及收线模式下对蓄能单元的充分充电是通过余电管理单元进行的，显然，在收线模式下，切换单元可以处于与制动模式相同的状态，即，控制单元对于收线模式不单独提供模式信号，而是在该模式下向切换单元输出与制动模式相同的模式信号。

图8示出了在一些优选的实施例中，余电管理单元的电路原理图，如图8所示，余电管理单元的核心元件为第二PMOS管Q11(即开关模块)以及芯片U9(即升压模块)，其中，第二PMOS管Q11的第一端(S极)与接线端子FA端电连接，第二端(D极)与芯片U9的Lx端(即输入端)电连接，控制端(G极)接收控制单元发送的开关信号，同时其S极与G极之间还串接有电阻R14；芯片U9的VSS端接地，Vout端(即输出端)与蓄能单元的第二端电连接，将Lx端(即输入端)的电压升压至余电充电电压后向蓄能单元充电。

其中，控制单元对监测单元监测到的FA端电压进行判断，当FA端的电压小于余电充电电压时，通过开关信号使S极与D极导通，此时FA端电压经过芯片U9升压至余电充电电压后为大容量电容C3-5充电，从而充分利用了甩杆抛线末期及手动收线过程中的低压电流；当FA端的电压大于余电充电电压时，此时或者大容量电容C3-5的电压较高，处于向线杯放电的初期，或者线杯达到高转速，能够直接通过制动向大容量电容C3-5进行充电，因此可以无需经过余电管理单元进行升压。

如上文所述，收线时FA端的感应电压一般小于5V，因此，在一些优选的实施例中，余电充电电压被设置为5V，从而保证余电管理单元只在FA端电压小于5V时进行升压操作。

在一些优选的实施例中，如图8所示，芯片U9的Lx端与第二PMOS管的D极之间连接有第一电感L3，此外，芯片U9的Lx端与Vout端之间连接有第一肖特基二极管U10，以起到整流作用。

在一些优选的实施例中，余电管理单元还包括余电储存电容C10，余电储存电容C10连接于第一PMOS管Q11的D极与接地端之间，能够在第一PMO管Q11的S极与D极断开后，利用其储存的电量继续为大容量电容C3-5进行充电。

在本申请的实施例中，控制单元接受3.3V供电以进行正常运行，由于余电管理单元能够将制动控制末期及收线过程中的余电升压至5V，因此，可以进一步利用上述升压后的电能为控制单元供电，以避免额外设置供电模块造成线杯体积及制造成本的加大，为此在一些优选的实施例中，余电管理单元还包括控制单元供电模块，图9示出了一个控制单元供电模块的具体电路原理图，如图9所示，控制单元供电模块包括第二二极管D8、第二电阻R11、第二肖特基二极管U4以及第一电容C5。

具体地，第二二极管D8的正极接地，第二电阻R11的两端分别与第二二极管D8的负极以及第二肖特基二极管U4的负极电连接，第二肖特基二极管U4的正极与芯片U9的输出端电连接；第一电容C5的第一端接地，第二端与第二二极管D8的负极电连接并接入控制单元的供电端，用于为控制单元提供3.3V供电。

进一步地，在一些优选的实施例中，如图10所示，余电管理单元还包括第二电容C4，第二电容C4连接于第二二极管D8的负极与接地端之间，该电容可以作为储电的元件，其在芯片U9的输出端具有5V电压时储存电量，在线杯静止状态下(例如完成甩杆抛线后，或者完成收线后的静置状态下)持续地向供电单元进行供电。

以上对本申请的具体实施方式作了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本申请权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种电动线杯控制系统，用于对电动线杯的加速、制动及收线行程进行控制，所述电动线杯用于卷绕鱼线，其特征在于：

包括控制单元、切换单元、蓄能单元、余电管理单元及监测单元；

所述监测单元对电动线杯在放线及收线过程中的状态进行监测；

所述控制单元根据监测单元的监测结果选择对电动线杯的控制模式并通过切换单元切换蓄能单元对电动线杯的驱动电路的充放电模式，所述控制模式包括加速模式、制动模式及收线模式，其中，电动线杯在收线模式下的旋转方向与在加速模式和制动模式下的旋转方向相反；

所述余电管理单元通过接线端子与电动线杯的驱动电路电连接，在接线端子处的电压小于预设的余电充电电压时自所述驱动电路向所述蓄能单元充电。

2.根据权利要求1所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述蓄能单元的第一端接地；

所述切换单元的第一端与蓄能单元的第二端电连接，第二端与接线端子电连接，控制端接收控制单元发送的模式信号，基于所述模式信号及接线端子的电压控制蓄能单元至接线端子之间的电流方向。

3.根据权利要求2所述的电动线杯控制系统，其特征在于，

所述切换单元包括第一三极管、第一电阻、第一PMOS管及第一二极管；

所述第一三极管的基极接收所述模式信号，发射极接地，集电极与第一电阻的第一端电连接；

所述第一电阻的第二端与切换单元的第一端电连接；

所述第一PMOS管的G极与第一三极管的发射极电连接，S极与蓄能单元的第二端电连接，D极与接线端子电连接；

所述第一二极管的正极与接线端子电连接，负极与蓄能单元的第二端电连接。

4.根据权利要求1所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述余电管理单元包括开关模块及升压模块；

所述开关模块的第一端与接线端子电连接，第二端与升压模块的输入端电连接，控制端接收控制单元发送的开关信号，在接线端子处的电压大于余电充电电压时使接线端子与升压模块的输入端导通，否则断开；

所述升压模块的输出端与蓄能单元的第二端电连接，将输入端的电压升压至余电充电电压后向蓄能单元充电。

5.根据权利要求4所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述升压模块的输入端与开关模块的第二端通过第一电感电连接；

所述升压模块的输入端与输出端通过第一肖特基二极管电连接。

6.根据权利要求4所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述余电管理单元还包括余电储存电容，所述余电储存电容电连接于开关模块的第二端与接地端之间。

7.根据权利要求4所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述余电管理单元还包括控制单元供电模块；

所述控制单元供电模块包括第二二极管、第二电阻、第二肖特基二极管以及第一电容；

所述第二二极管的正极接地，所述第二电阻的两端分别与第二二极管的负极以及第二肖特基二极管的负极电连接，所述第二肖特基二极管的正极与升压模块的输出端电连接；

所述第一电容的第一端接地，第二端与第二二极管的负极电连接并接入控制单元的供电端，用于为控制单元提供3.3V供电。

8.根据权利要求7所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述余电管理单元还包括连接于第二二极管的负极与接地端之间的第二电容。

9.根据权利要求1所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述电动线杯的内部具有同轴地设置的定子与转子，所述定子与转子分别设置有互相配合的磁芯与多组电磁线圈；

所述接线端子分别与各组电磁线圈电连接，所述驱动电路基于接线端子处的电压产生驱动转子的电流以及通过转子的转动产生感应电流。

10.根据权利要求1所述的电动线杯控制系统，其特征在于：

所述控制单元通过转速控制信号控制所述电动线杯的加速转矩及制动转矩。

11.根据权利要求1所述的电动线杯控制系统，其特征在于，所述监测结果包括以下数据中的至少一种：

电平触发信号、速度信号、加速度信号、姿态信号以及所述接线端子处的电压。

12.一种电动线杯，包括框架、容置于所述框架内的线杯、使所述线杯转动的手柄，所述线杯的内部设置有可以同轴地转动的定子与转子，所述定子相对于框架固定设置，所述转子与线杯的内壁固定连接，其特征在于：

还包括驱动电路以及如权利要求1所述的电动线杯控制系统；

所述驱动电路能够在电流驱动下使转子相对于定子转动以及在转子相对于定子转动时产生感应电流；

所述电动线杯控制系统在放线及收线过程中控制所述电动线杯的加速及制动。