本發(fā)明涉及園林技術(shù)和電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于園林電動工具的控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在園林技術(shù)領(lǐng)域中，廣泛使用到綠籬機(jī)、打草機(jī)和電動修剪機(jī)等園林電動工具，而上述園林電動工具具有各不相同的電池容量要求、控制原理和執(zhí)行原理，業(yè)界尚未提出一種能夠適用于不同園林電動工具的控制系統(tǒng)，以完美解決切割雜草、果樹修剪和園林綠化等不同工作需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種適用于園林電動工具的控制方法和系統(tǒng)，可適用于不同園林電動工具，能夠根據(jù)需要切換不同的工作狀態(tài)，通過一個控制系統(tǒng)即可解決切割雜草、果樹修剪和園林綠化等不同工作需求。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種適用于園林電動工具的控制系統(tǒng)，包括電池包、控制裝置和執(zhí)行裝置，所述電池包通過控制裝置與執(zhí)行裝置相連；

所述控制裝置包括微型控制器和電機(jī)驅(qū)動器，所述執(zhí)行裝置包括霍爾電路板和電機(jī)，所述微型控制器通過電機(jī)驅(qū)動器與電機(jī)相連，所述微型控制器與霍爾電路板相連；

所述微型控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置有多種園林電動工具對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序，所述微型控制器通過霍爾電路板獲取園林電動工具的產(chǎn)品類型和扳機(jī)狀態(tài)，所述微型控制器通過電機(jī)驅(qū)動器獲取電機(jī)的實時數(shù)據(jù)，所述微型控制器根據(jù)產(chǎn)品類型對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序通過電機(jī)驅(qū)動器對電機(jī)進(jìn)行控制，所述微型控制器根據(jù)電機(jī)的實時數(shù)據(jù)判斷電機(jī)是否正常運行并在出現(xiàn)異常時控制電機(jī)停止工作，當(dāng)電機(jī)正常運行時則繼續(xù)通過電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)動作。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：微型控制器根據(jù)不同的產(chǎn)品類型，通過不同的運行參數(shù)和運行程序控制電機(jī)動作，并通過電機(jī)的實時數(shù)據(jù)判斷電機(jī)是否正常運行，當(dāng)出現(xiàn)異常時控制電機(jī)停止工作，當(dāng)電機(jī)正常運行時則通過電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)動作，能夠適用于不同園林電動工具。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行裝置還包括線纜保護(hù)裝置，所述線纜保護(hù)裝置的輸入端與電機(jī)的線纜相連，所述線纜保護(hù)裝置的輸出端與霍爾電路板相連。

進(jìn)一步地，所述電池包包括電池保護(hù)裝置和電芯組，所述電池保護(hù)裝置包括前端電壓采集芯片、mcu處理器、充電控制器件、放電控制器件、短路保護(hù)電路和放大電路，所述電芯組包括多個相互串聯(lián)的電芯單體，所述前端電壓采集芯片分別與mcu處理器和電芯組相連，所述電芯組分別與放大電路、充電控制器件和放電控制器件相連，所述放大電路分別與mcu處理器和短路保護(hù)電路相連，所述mcu處理器分別與充電控制器件和放電控制器件相連，所述短路保護(hù)電路分別與充電控制器件和放電控制器件相連；

所述mcu處理器通過前端電壓采集芯片采集電芯組的電壓值并控制電芯組的充電狀態(tài)或放電狀態(tài)，所述電芯組處于充電狀態(tài)時通過電壓均衡指令使電芯組達(dá)到均衡，所述電芯組處于放電狀態(tài)時為控制裝置和執(zhí)行裝置提供電源，所述放大電路采集電芯組電流并傳輸?shù)絤cu處理器和短路保護(hù)電路，所述mcu處理器和短路保護(hù)電路在電芯組的電流過大時斷開輸出。

進(jìn)一步地，所述電池保護(hù)裝置還包括顯示器件和數(shù)據(jù)讀取端口，所述顯示器件和數(shù)據(jù)讀取端口分別與mcu處理器相連。

進(jìn)一步地，所述顯示器件為二位半的數(shù)碼管。

進(jìn)一步地，所述電芯單體為18650動力鋰電池。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)為三相無刷直流電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)驅(qū)動器包括場效應(yīng)管和驅(qū)動芯片。

進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括電源器件，所述電源器件與電池包相連并設(shè)置有usb電源輸出端口。

進(jìn)一步地，所述電源器件為dcdc電源。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種適用于園林電動工具的控制方法，具體包括以下步驟：

s1.預(yù)先設(shè)置有多種園林電動工具對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序；

s2.獲取園林電動工具的產(chǎn)品類型、扳機(jī)狀態(tài)和實時數(shù)據(jù)；

s3.根據(jù)產(chǎn)品類型對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序控制園林電動工具運行；

s4.根據(jù)園林電動工具的實時數(shù)據(jù)判斷園林電動工具是否正常運行，當(dāng)園林電動工具異常運行時控制其停止工作，當(dāng)園林電動工具正常運行時則繼續(xù)驅(qū)動園林電動工具動作。

進(jìn)一步地，所述步驟s1中，所述多種園林電動工具包括綠籬機(jī)、打草機(jī)和電動修剪機(jī)。

進(jìn)一步地，所述步驟s2和s4中，實時數(shù)據(jù)包括園林電動工具的電流信號和電壓信號。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種適用于園林電動工具的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明電池包的示意圖；

圖3為本發(fā)明一種適用于園林電動工具的控制方法的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，圖1為本發(fā)明一種適用于園林電動工具的控制系統(tǒng)的示意圖。一種適用于園林電動工具的控制系統(tǒng)，包括電池包1、控制裝置2和執(zhí)行裝置3，所述電池包1通過控制裝置2與執(zhí)行裝置3相連。所述控制裝置2包括微型控制器21和電機(jī)驅(qū)動器22，所述執(zhí)行裝置3包括霍爾電路板31和電機(jī)32，所述霍爾電路板31上設(shè)置有產(chǎn)品類型霍爾元件和扳機(jī)霍爾元件，所述微型控制器21通過電機(jī)驅(qū)動器22與電機(jī)32相連，所述微型控制器21與霍爾電路板31相連。

所述微型控制器21內(nèi)預(yù)先設(shè)置有多種園林電動工具對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序，所述微型控制器21通過霍爾電路板31獲取園林電動工具的產(chǎn)品類型和扳機(jī)狀態(tài)。微型控制器21即一個高速處理器，主要用于對電機(jī)32的運行狀態(tài)進(jìn)行控制，通過對霍爾電路板31的pwm數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼后即可得到產(chǎn)品類型和扳機(jī)狀態(tài)，其中產(chǎn)品類型包括綠籬機(jī)、打草機(jī)和電動修剪機(jī)等。不同的產(chǎn)品類型對應(yīng)不同的運行參數(shù)和運行程序，微型控制器21根據(jù)不同的產(chǎn)品類型自動調(diào)用不同的運行參數(shù)和運行程序，并通過電機(jī)驅(qū)動器22對電機(jī)32進(jìn)行控制；而扳機(jī)狀態(tài)反映電機(jī)32的開關(guān)狀態(tài)。

所述微型控制器21通過電機(jī)驅(qū)動器22獲取電機(jī)32的實時數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)包括電流信號和電壓信號。根據(jù)實時數(shù)據(jù)判斷電機(jī)32是否正常運行，并在出現(xiàn)異常時控制電機(jī)32停止工作，當(dāng)電機(jī)32正常運行時則繼續(xù)通過電機(jī)驅(qū)動器22驅(qū)動電機(jī)32動作。

所述執(zhí)行裝置3還包括線纜保護(hù)裝置33，所述線纜保護(hù)裝置33的輸入端與電機(jī)32的線纜相連，所述線纜保護(hù)裝置33的輸出端與霍爾電路板31相連。所述線纜具體為屏蔽線，用戶工作過程中會因疲勞等因素導(dǎo)致注意力下降，造成使用電機(jī)32等工具不小心誤割損自帶屏蔽線，從而導(dǎo)致?lián)p壞。當(dāng)屏蔽線的屏蔽層被破壞時，線纜保護(hù)裝置33檢測到信號，微型控制器21通過霍爾電路板31獲取該信號，判定屏蔽線正在被損壞，微型控制器21進(jìn)一步控制電機(jī)32停止或者反轉(zhuǎn)，以保護(hù)屏蔽線。

微型控制器21采集電流信號和電壓信號，通過電流信號和電壓信號計算三相電流、母線電流和電機(jī)32的當(dāng)前速度等實時數(shù)據(jù)。在某些產(chǎn)品類型中，還通過霍爾電路板31獲得電機(jī)32的運行位置等實時數(shù)據(jù)。根據(jù)對應(yīng)的運行程序，合理控制電機(jī)32運行，并在電機(jī)32出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、過流和過壓等異常時，做出對應(yīng)保護(hù)操作，保證園林電動工具的有效安全運行。電機(jī)驅(qū)動器22的功能主要在于把直流電轉(zhuǎn)換為電機(jī)32需要的三相逆變電路，以驅(qū)動電機(jī)32正常運轉(zhuǎn)。所述電機(jī)驅(qū)動器22包括場效應(yīng)管和驅(qū)動芯片，能提供較大運行峰值電流，以滿足不同園林電動工具在重負(fù)載時需要的大轉(zhuǎn)矩需求。具體地，所述電機(jī)32為三相無刷直流電機(jī)。

如圖3所示，圖3為本發(fā)明一種適用于園林電動工具的控制方法的示意圖。一種適用于園林電動工具的控制方法，具體包括以下步驟：

s1.預(yù)先設(shè)置有多種園林電動工具對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序；具體地，所述微型控制器21內(nèi)預(yù)先設(shè)置有多種園林電動工具對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序；

s2.獲取園林電動工具的產(chǎn)品類型、扳機(jī)狀態(tài)和實時數(shù)據(jù)；具體地，所述微型控制器21通過霍爾電路板31獲取園林電動工具的產(chǎn)品類型和扳機(jī)狀態(tài)，所述微型控制器21通過電機(jī)驅(qū)動器22獲取電機(jī)32的實時數(shù)據(jù)；

s3.根據(jù)產(chǎn)品類型對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序控制園林電動工具運行；具體地，所述微型控制器21根據(jù)產(chǎn)品類型對應(yīng)的運行參數(shù)和運行程序通過電機(jī)驅(qū)動器22對電機(jī)32進(jìn)行控制；

s4.根據(jù)園林電動工具的實時數(shù)據(jù)判斷園林電動工具是否正常運行，當(dāng)園林電動工具異常運行時控制其停止工作，當(dāng)園林電動工具正常運行時則繼續(xù)驅(qū)動園林電動工具動作；具體地，所述微型控制器21根據(jù)電機(jī)32的實時數(shù)據(jù)判斷電機(jī)32是否正常運行并在出現(xiàn)異常時控制電機(jī)32停止工作，當(dāng)電機(jī)32正常運行時則繼續(xù)通過電機(jī)驅(qū)動器22驅(qū)動電機(jī)32動作。

優(yōu)選地，所述控制裝置2還包括電源器件23，所述電源器件23與電池包1相連并設(shè)置有usb電源輸出端口24。在園林工程中，可能會遇到晚上施工或者施工地點光線昏暗的情況，電源器件23通過usb電源輸出端口24連接較大功率的led燈，方便在光線較暗的場所工作，同時也可以給各種電子產(chǎn)品充電。所述電源器件23為dcdc電源。

電機(jī)32的工作原理為：微型控制器21上電后，微型控制器21先對霍爾電路板31上進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前安裝連接的產(chǎn)品類型，并確定是否有扳機(jī)信號以及電機(jī)32的位置信息；微型控制器21根據(jù)所獲得的解碼信息，設(shè)定當(dāng)有扳機(jī)信號時，微型控制器21進(jìn)一步設(shè)定對應(yīng)不同的運行參數(shù)和運行程序，通過電機(jī)速度pi閉環(huán)以及電流速度pid閉環(huán)對實際速度進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)生相對應(yīng)的pwm調(diào)整信號，再通過三相逆變電路控制電機(jī)32的電流和速度，從而控制電機(jī)32按設(shè)定的運行參數(shù)和運行程序工作，直到扳機(jī)信號消失。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明電池包1的示意圖。所述電池包1包括電池保護(hù)裝置和電芯組11，所述電池保護(hù)裝置包括前端電壓采集芯片12、mcu處理器13、充電控制器件14、放電控制器件15、短路保護(hù)電路16和放大電路17，所述電芯組11包括多個相互串聯(lián)的電芯單體，所述前端電壓采集芯片12分別與mcu處理器13和電芯組11相連，所述電芯組11分別與放大電路17、充電控制器件14和放電控制器件15相連，所述放大電路17分別與mcu處理器13和短路保護(hù)電路16相連，所述mcu處理器13分別與充電控制器件14和放電控制器件15相連，所述短路保護(hù)電路16分別與充電控制器件14和放電控制器件15相連。

所述mcu處理器13通過前端電壓采集芯片12采集電芯組11的電壓值并控制電芯組11的充電狀態(tài)或放電狀態(tài)，所述電芯組11處于充電狀態(tài)時通過電壓均衡指令使電芯組11達(dá)到均衡，所述電芯組11處于放電狀態(tài)時為控制裝置2和執(zhí)行裝置3提供電源。放大電路17采集電芯組11電流并傳輸?shù)絤cu處理器13和短路保護(hù)電路16，所述mcu處理器13和短路保護(hù)電路16在電芯組11的電流過大時斷開輸出。

前端電壓采集芯片12的主要功能為采集電芯組11內(nèi)各個電芯單體的當(dāng)前電壓值，并根據(jù)mcu處理器13的指令，對每個電芯單體進(jìn)行電壓均衡。mcu處理器13通過與前端電壓采集芯片12進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，得到每個電芯單體當(dāng)前電壓數(shù)值，根據(jù)所有電芯單體電壓的最低值和最高值，前端電壓采集芯片12發(fā)出電壓均衡指令，使每個電芯單體的電壓達(dá)到均衡。同時，mcu處理器13根據(jù)各個電芯單體的當(dāng)前電壓值，使電芯組11進(jìn)入快速充電、涓流充電和充滿等狀態(tài)，并根據(jù)電芯組11的狀態(tài)，打開或關(guān)閉放電輸出，以保證安全使用。通過放大電路17得到實時的電流值并傳輸?shù)絤cu處理器13和短路保護(hù)電路16，如果電流超出保護(hù)范圍，則觸發(fā)mcu處理器13軟件保護(hù)，或者觸發(fā)短路保護(hù)電路16硬件保護(hù)，使電路快速斷開輸出，防止輸出短路故障帶來的損壞，進(jìn)一步保證電池包1的安全。

優(yōu)選地，所述電池保護(hù)裝置還包括顯示器件18和數(shù)據(jù)讀取端口19，所述顯示器件18和數(shù)據(jù)讀取端口19分別與mcu處理器13相連；所述mcu處理器13通過顯示器件18顯示電池包1的充電狀態(tài)、放電狀態(tài)和故障信息。所述顯示器件18為二位半的數(shù)碼管。電芯組11在放電時通過數(shù)碼管顯示剩余電量，在充電時顯示充電狀態(tài)，在出現(xiàn)故障時顯示錯誤代碼，幫助維修人員盡快定位故障原因并排除。另一方面，外部設(shè)備如電腦等可通過usb數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)讀取端口19相連，讀取當(dāng)前電芯組11的狀態(tài)信息。

所述電芯單體為18650動力鋰電池。18650動力鋰電池具有放電電流大、適用溫度范圍寬和安全可靠等特點。根據(jù)不同需求，18650動力鋰電池可以通過并聯(lián)的方式擴(kuò)充電流，也可通過串聯(lián)的方式提高電池包1的電壓，以適應(yīng)各種園林電動工具的不同需求。

電池包1工作流程具體為：先判斷電芯組11是否處于充電狀態(tài)。當(dāng)電芯組11處于充電狀態(tài)時，斷開放電輸出，禁止電芯組11對外放電。在充電的過程中不斷循環(huán)讀取各個電芯單體的電壓值。當(dāng)還沒有電芯單體的電壓值達(dá)到額定電壓值時，根據(jù)電芯單體電壓的最低值和最高值計算增量，并根據(jù)增量發(fā)出電壓均衡指令使電池包1達(dá)到均衡，并繼續(xù)循環(huán)讀取各個電芯單體的電壓值；當(dāng)某一個電芯單體的電壓值達(dá)到額定電壓值時，控制對電芯組11進(jìn)行涓流充電，直到充滿。當(dāng)電芯組11不處于充電狀態(tài)時，電芯組11可對外輸出放電。判斷電芯組11的狀態(tài)，當(dāng)電芯組11的開關(guān)沒有打開，電芯組11停止工作；當(dāng)電芯組11的開關(guān)打開，電池開始對外輸出放電，并在這過程中顯示電量，而且判斷是否出現(xiàn)欠壓過流狀態(tài)，是則顯示錯誤狀態(tài)，否則繼續(xù)對外輸出放電。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。