TWM643506U

TWM643506U - 電動c型釘夾持工具的控制系統

Info

Publication number: TWM643506U
Application number: TW112203156U
Authority: TW
Inventors: 黃俊能
Original assignee: 鑫日正工業股份有限公司
Priority date: 2023-04-07
Filing date: 2023-04-07
Publication date: 2023-07-01

Abstract

一種電動C型釘夾持工具的控制系統，供應用於一電動C型釘夾持工具，該電動C型釘夾持工具包含一馬達、一螺桿及一夾持單元，該控制系統包含一啟動開關、一電源模組、一中央控制單元、一馬達驅動單元、一電流感測器及一位置感測器。當使用者按壓該電動C型釘夾持工具的一扳機時，該啟動開關產生一觸發訊號給該中央控制單元，該中央控制單元根據該觸發訊號產生一驅動訊號給該馬達驅動單元，而該馬達驅動單元根據該驅動訊號產生一控制訊號給該馬達，令該馬達根據該控制訊號而運轉，該螺桿連動該馬達而進行一往復運動並帶動該夾持單元進行夾持。

Description

電動C型釘夾持工具的控制系統

本新型關於一種控制系統，特別是指用於C型釘夾持工具的控制系統。

市面上存有許多不同類型的緊固件，其主要用於將一元件固定於另一元件上，例如：C型環、C型釘等，其中，C型環係用於固定一軸承於一轉軸上，以避免該軸承因該轉軸旋轉而脫落，而C型釘(Hog Ring)則多用於園藝、蛇籠工程上，以應用於園藝上為例，使用者可透過操作一手動夾持工具使所述的C型釘轉變為一封閉的圓，使複數鐵絲網彼此固定形成一柵欄。

該手動夾持工具包含一握柄及一夾持部，該握柄連接該夾持部，使用上須先將C型釘放置於該夾持部，使用者需透過人力握壓該握柄，以帶動該夾持部夾持所述的C型釘，如有大量C型釘需要夾持，因為需要反覆握壓該握柄而不利於使用者長時間使用。故有業者開發出一氣動C型釘夾持工具，該氣動C型釘夾持工具亦包含一夾持部，該夾持部與該氣動C型釘夾持工具的內部機械結構連接，該氣動C型釘夾持工具使用上須透過一導管連接一空壓機，當按壓該氣動C型釘夾持工具的一扳機時，該空壓機送出一氣壓，該氣壓將帶動該氣動C型釘夾持工具的內部機械結構，使該夾持部夾持所述的C型釘。

對於使用者而言，該氣動C型釘夾持工具僅需透過手指按壓其扳機即可完成夾持作業，改善了過往無法長時間使用的問題。然而，如前所述，當現有的氣動C型釘夾持工具應用於一農地的柵欄圍設工程而有多處需要進行C型釘的夾持作業，因為現有的氣動C型釘夾持工具皆需連接一空壓機作為動力來源，而該空壓機通常都體積龐大而不易移動或搬運，使現有的氣動C型釘夾持工具的使用靈活性受到限制。

有鑑於現有的C型釘夾持工具如透過手動驅動存在無法長時間使用的問題，如透過氣動驅動則存在使用靈活性不足的問題，本新型提出一種電動C型釘夾持工具的控制系統，供應用於一電動C型釘夾持工具，該電動C型釘夾持工具包含一馬達、一螺桿及一夾持單元，該馬達透過該螺桿連接該夾持單元，該控制系統包含：一啟動開關，用以產生一觸發訊號；一電源模組，用以產生一工作電壓；一中央控制單元，電性連接該啟動開關及該電源模組以分別接收該觸發訊號及該工作電壓，且該中央控制單元根據該觸發訊號產生一驅動訊號；一馬達驅動單元，電性連接該中央控制單元及該馬達，該馬達驅動單元接收該驅動訊號以產生一控制訊號給該馬達，令該馬達根據該控制訊號而運轉；一電流感測器，電性連接該中央控制單元及該馬達驅動單元，該電流感測器用以感測該控制訊號的大小以產生一電流感測訊號給該中央控制單元；以及一位置感測器，電性連接該中央控制單元，該位置感測器用以感測該螺桿的位置以產生一位置感測訊號給該中央控制單元。

當使用者按壓該電動C型釘夾持工具的一扳機時，該啟動開關產生該觸發訊號給該中央控制單元，該中央控制單元根據該觸發訊號產生該驅動訊號給該馬達驅動單元，而該馬達驅動單元根據該驅動訊號產生該控制訊號給該馬達，該馬達根據該控制訊號而運轉，該馬達運轉時，令該螺桿進行一往復運動並帶動該夾持單元夾持一C型釘。在該螺桿運動期間，該中央控制單元持續根據該電流感測訊號判斷該馬達的運作狀態，及根據該位置感測訊號判斷該螺桿的運動狀態。相較於先前技術中所述的該手動夾持工具及該氣動C型釘夾持工具，本新型透過一電源模組提供電力，該電源模組例如可為一電池，使該電動C型釘夾持工具無須透過人力或連接一空壓機而提升其使用靈活性。

1:電動C型釘夾持工具

10:機殼

11:尾部

12:握柄部

13:頭部

14:扳機

15:控制電路板

16:C型釘輸送軌

20:驅動模組

21:馬達

22:減速機

23:轉向齒輪箱

24:螺桿

24A:螺桿本體

24B:擋塊

25:驅動滑輪

30:夾持單元

31:夾持部

32:驅動部

40:啟動開關

41:電源模組

42:中央控制單元

43:馬達驅動單元

44:電流感測器

45:位置感測器

46:顯示單元

47:馬達感測器

48A:第一感測器

48B:第二感測器

49:通訊模組

S1:觸發訊號

S2:驅動訊號

S3:控制訊號

S4:電流感測訊號

S5:位置感測訊號

S6:磁場感測訊號

S7:認證訊號

S8:動態感測訊號

圖1：本新型應用的電動C型釘夾持工具之結構示意圖，其中，電動C型釘夾持工具呈未夾持狀態。

圖2：本新型應用的電動C型釘夾持工具之結構示意圖，其中，電動C型釘夾持工具呈夾持狀態。

圖3：本新型電動C型釘夾持工具的控制系統之電路方塊圖。

為能詳細瞭解本新型的技術特徵及實用功效，並可依照新型內容來實現，茲進一步以如圖式所示的實施例，詳細說明如後：請參閱圖1，本新型電動C型釘夾持工具的控制系統，供應用於一電動C型釘夾持工具1，首先說明該電動C型釘夾持工具1的主要元件包含一機殼10、一驅動模組20及一夾持單元30。

具體而言，該電動C型釘夾持工具1為一電動C型槍，該機殼10呈類似一槍的形狀，且可包含一尾部11、一握柄部12及一頭部13，該尾部11中具有一第一容置空間，該握柄部12連接該尾部11，該頭部13連接該尾部11，其中，該握柄部12上設置有一扳機14，且該握柄部12內部具有一第二容置空間，該第二容置空間中設置有一控制電路板15。此外，較佳的，該機殼10包含一C型釘輸送軌16，該C型釘輸送軌16設置在該尾部11及該頭部13上，該C型釘輸送軌16用以輸送複數C型釘。

該驅動模組20設置在該尾部11及該頭部13中，且可包含一馬達21、一減速機22、一轉向齒輪箱23、一螺桿24、一驅動滑輪25，其中，該馬達21、該減速機22及該轉向齒輪箱23設置於該第一容置空間中；該馬達21用以提供一動力，舉例而言，該馬達21可為一永磁同步馬達，該減速機22與該馬達21連接，該轉向齒輪箱23與該減速機22連接，以驅動該螺桿24於該尾部11及該頭部13之間進行往復運動，關於該減速機22與該轉向齒輪箱23如何傳遞該動力以驅動該螺桿24為所屬領域通常知識，亦非本新型之重點，容不進行贅述。該螺桿24可包含一螺桿本體24A及一擋塊24B，該擋塊24B設置在該螺桿本體24A的一端，該螺桿本體24A的另一端連接該驅動滑輪25，即該驅動滑輪25與該擋塊24B設置在該螺桿本體24A的相對兩端，該驅動滑輪25設置在該螺桿24鄰近該頭部13的一端，該擋塊24B設置在鄰近該尾部11的一端，其中，當該電動C型釘夾持工具為一未夾持狀態時，該擋塊24B位於一原始位置(如抵靠於該轉向齒輪箱23上)。

該夾持單元30設置在該頭部13中，且包含一夾持部31及一驅動部32，該夾持部31與該驅動部32連接，且該夾持部31與該C型釘輸送軌16相連接，以接收該複數C型釘。在實際使用上，該夾持部31一次僅能接收一C型釘，該夾持單元30的機械結構動作為：當該驅動部32受該驅動滑輪25撐開時(如圖1所示)，該夾持部31將夾持該C型釘，當該C型釘夾持完成後，該驅動滑輪25將復位使該驅動部32再次閉合(如圖2所示)，且將輸送下一C型釘給該夾持部31。

請參閱圖3，本新型電動C型釘夾持工具的控制系統包含一啟動開關40、一電源模組41、一中央控制單元42、一馬達驅動單元43、一電流感測器44、一位置感測器45及一顯示單元46。

該啟動開關40設置在鄰近該扳機14的位置，用以產生一觸發訊號S1，舉例而言，該啟動開關40可為一微動開關，該啟動開關40與該中央控制單元42電性連接，該扳機14與該啟動開關40連動，當使用者按壓該扳機14時，該啟動開關40的兩端將產生一電位變化，而該電位變化即為該觸發訊號S1。該電源模組41用以提供一工作電壓，舉例而言，該電源模組41可為一電池且如圖1所示設置在該握柄部12的底部。

該中央控制單元42電性連接該啟動開關40及該電源模組41，以分別接收該觸發訊號S1及該工作電壓，且根據該觸發訊號S1產生一驅動訊號S2。該馬達驅動單元43電性連接該中央控制單元42及該馬達21，該馬達驅動單元43接收該驅動訊號S2並根據該驅動訊號S2產生一控制訊號S3，以控制該馬達21的運作，其中，該控制訊號S3例如可為一控制電流。

該電流感測器44電性連接該中央控制單元42及該馬達驅動單元43，用以偵測該馬達驅動單元43產生的該控制訊號S3的大小，以產生並傳送一電流感測訊號S4給該中央控制單元42。該位置感測器45電性連接該中央控制單元42，且如圖1及圖2所示，該位置感測器45設置在該尾部11的第一容置空間中，用以感測該螺桿24的位置以產生一位置感測訊號S5給該中央控制單元42，令該中央控制單元42可根據該位置感測訊號S5，判斷該螺桿24在往復運動後是否回到該原始位置。

舉例而言，該位置感測器45可為一紅外線感測器，鄰近設置在該擋塊24B的原始位置且持續向該原始位置發射一偵測光線，如圖1所示，在該電動C型釘夾持工具未夾持狀態下，該偵測光線經該擋塊24B後反射回該位置感測器45，該位置感測器45根據該偵測光線反射的強度產生具有一第一數值的該位置感測訊號S5，當該螺桿24開始運動，該擋塊24B離開該原始位置，該原始位置變為該螺桿本體24A，該偵測光線經該螺桿本體24A後反射回該位置感測器45，該位置感測器45根據該偵測光線反射的強度產生一具有第二數值的該位置感測訊號S5，而當該中央控制單元42再次接收具有該第一數值的該位置感測訊號S5，表示該螺桿24完成往復運動，該擋塊24B回到該原始位置。

該位置感測器45亦可為一霍爾感測器，且該螺桿24帶有磁性，當該螺桿24運動時，對於該位置感測器45將產生相對的一磁場變化，該位置感測器45根據該磁場變化產生該位置感測訊號S5，因其作動原理與該位置感測器45為一紅外線感測器的例子類似，容不再進行贅述。

該顯示單元46設置在該機殼10上，並與該中央控制單元42電性連接，用以顯示該電動C型釘夾持工具的運作狀態，舉例而言，該顯示單元46可為一發光二極體(LED)，透過燈號的變化作為該電動C型釘夾持工具運作狀態的提示，舉例而言，該顯示單元46亮綠燈時，表示該電動C型釘夾持工具正常運作，該顯示單元46亮紅燈時，表示該電動C型釘夾持工具可能發生異常；或者該顯示單元46可為一液晶顯示器(LCD)，則該顯示單元將可顯示較多的運作狀態，如：該夾持單元30的夾持數量(執行幾次夾持動作)、該電源模組41的剩餘電量、異常警示等。

為能更加具體說明本新型電動C型釘夾持工具的控制系統，以下配合該電動C型釘夾持工具1的機械結構說明該電動C型釘夾持工具1如何完成C型釘的夾持。

請參閱圖1及圖3，首先，該電動C型釘夾持工具1如圖1所示呈一未夾持狀態，當使用者按壓該扳機14時，該啟動開關40產生該觸發訊號S1給該中央控制單元42，該中央控制單元42根據該觸發訊號S1產生該驅動訊號S2給該馬達驅動單元43，而該馬達驅動單元43根據該驅動訊號S2產生該控制訊號S3給該馬達，令該馬達21根據該控制訊號S3而運轉，以帶動該螺桿24自該頭部13向該尾部11運動，因為該驅動滑輪25與該螺桿24連接，該驅動滑輪25亦逐漸向該尾部11運動而撐開該驅動部32，使該夾持部31逐漸夾持一C型釘。

如圖2所示，當該夾持部31夾持至其機構極限(即無法再夾)時，該螺桿24停止向該尾部11運動，該馬達21發生堵轉現象，使該馬達驅動單元43產生的該控制訊號S3提升，而因為該電流感測器44持續偵測該控制訊號S3的大小並傳送該電流感測訊號S4給該中央控制單元42，當該中央控制單元42接收到的該電流感測訊號S4上升至一第一設定值時，表示該C型釘完成夾持。當該C型釘完成夾持時，該中央控制單元42透過該驅動訊號S2控制該馬達驅動單元43產生該控制訊號S3，令該馬達21反轉，使該螺桿24自該尾部11向該頭部13運動，伴隨該驅動滑輪25逐漸復位，使該夾持部31逐漸張開。當該螺桿24上的該擋塊24B達該原始位置時，該螺桿24因機構干涉而停止運動，該馬達21再次堵轉使該電流感測訊號S4上升，當該電流感測訊號S4等於一第二設定值時，該中央控制單元42控制該馬達21停止運轉，使該電動C型釘夾持工具回復至如圖1所示的該未夾持狀態。

該中央控制單元42除了透過該電流感測訊號S4判斷該C型釘是否完成夾持，亦可配合該位置感測器45作為輔助判斷，以判斷該電動C型釘夾持工具的機械結構是否正常運作，如前所述，該電動C型釘夾持工具1在該未夾持狀態時(如圖1所示)，該位置感測器45感測該擋塊24B在該原始位置，產生具有該第一數值的該位置感測訊號S5，當該螺桿24開始運動時，該位置感測器45產生具有該第二數值的該位置感測訊號S5，而該中央控制單元42預設有該第一數值及該第二數值的大小，如果當該中央控制單元42判斷該電流感測訊號S4等於該第二設定值時，該位置感測訊號S5的值不等於該第一數值，表示該螺桿24未回到該原始位置，該中央控制單元42將控制該馬達21停止運轉並控制該顯示單元46發出異常提示。

請再參閱圖3，在本新型的一實施例中，本新型電動C型釘夾持工具的控制系統進一步包含一馬達感測器47、一第一感測器48A、一第二感測器48B及一通訊模組49，該馬達感測器47電性連接該中央控制單元42及該馬達21，該馬達感測器47用以感測該馬達21內部的磁場變化以產生一磁場感測訊號S6，具體而言，該馬達感測器47可為一霍爾感測器且設置在該馬達21中，當該馬達21作動時，該馬達感測器47根據該馬達21的轉子產生之磁場變化產生一感測電流，該感測電流即為該磁場感測訊號S6，該磁場感測訊號S6可輔助該中央控制單元42判斷該馬達21的運作狀態是否正常，例如：當該馬達21堵轉時，因為該馬達21的轉子沒有轉動而無發生磁場變化，該感測電流的值應為0(該磁場感測訊號S6的值為0)，如果該磁場感測訊號S6的值未為0(表示該馬達21尚未堵轉)，該電流感測訊號S4卻不斷上升，則該馬達21可能發生故障，該中央控制單元42將控制該顯示單元46發出異常提示。

該第一感測器48A電性連接該中央控制單元42，請配合參閱圖1及圖2，該第一感測器48A設置在鄰近該扳機14的位置，用以感測人體發出的紅外線而產生一認證訊號S7給該中央控制單元42，舉例而言，該第一感測器48A為一紅外線感測器，而因為使用者的手指會發出紅外線，藉由使用者的手指接近或遠離該扳機14位置(該第一感測器48A的感測範圍)時的紅外線變化，使該第一感測器48A分別產生一高電位訊號及一低電位訊號，而該高電位訊號及該低電位訊號即為該認證訊號S7；對於該中央控制單元42而言，當接收的該認證訊號S7為高電位且接收該觸發訊號S1時，表示為人體觸碰該扳機14而控制該馬達21作動，而當接收的該認證訊號S7為低電位且接收該觸發訊號S1時，表示可能為非人體觸碰到該扳機14(即發生誤觸的情形)，而不控制該馬達21作動。

該第二感測器48B電性連接該中央控制單元42，該第二感測器48B設置在該控制電路板15上(圖未示)，用以感測該電動C型釘夾持工具1的運動狀態以產生一動態感測訊號S8給該中央控制單元42，舉例而言，該第二感測器48B為一陀螺儀，該中央控制單元42預設有該電動C型釘夾持工具1正常運作時該動態感測訊號S8的一預設範圍，當電動C型釘夾持工具1可能因該馬達21故障而發生抖動或震動時，該動態感測訊號S8超出該預設範圍，該中央控制單元42控制控制該顯示單元46發出異常提示。

該通訊模組49電性連接該中央控制單元42，用以供該中央控制單元42進行資料的傳輸，該通訊模組49可為一無線通訊模組或一有線通訊模組，舉例而言，該通訊模組49為一藍芽通訊模組，該中央控制單元42可透過該通訊模組49進行韌體更新。

綜觀以上所述，本新型電動C型釘夾持工具的控制系統具有一下特色：

1.利用雙感測機制(電流及位置)，判斷該電動C型釘夾持工具1的機械結構是否正常運作。

2.相較於先前技術中該氣動C型釘夾持工具，本新型透過一電池提供電力，提升該電動C型釘夾持工具的使用靈活性。

3.具有異常提示功能，避免該電動C型釘夾持工具1在故障狀態下持續使用，而造成其硬體結構損。

4.具有防誤觸的功能，避免該電動C型釘夾持工具1突然作動而夾持非C型釘之物體。

5.具有一通訊模組49令該電動C型釘夾持工具的軟體可持續進行更新，以符合市場需求。

以上說明乃僅記載本新型為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本新型專利實施之範圍。即凡與本新型專利申請範圍文義相符，或依本新型專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本新型專利範圍所涵蓋。