電動工具及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動工具的控制方法，尤其涉及一種用于控制電動螺絲刀的電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。
[0002]本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用上述控制方法的電動工具，尤其涉及一種應(yīng)用該控制方法的電動螺絲刀。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的電動工具，如電動螺絲刀，通過加載的電源提供電流，來驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而使工作頭旋轉(zhuǎn)以將螺絲鉆進(jìn)木板中。通常在電動螺絲刀的使用過程中，使用者需要將螺絲鉆至頭部貼近工件的表面，一方面避免螺絲頭部被過深地鉆入工件內(nèi)部，另一方面避免螺絲頭部被不小心鉆進(jìn)工件后，破壞工件表面的完整性。
[0004]通常這種電動工具會設(shè)有過載保護(hù)裝置。這種過載保護(hù)裝置可以是一種機(jī)械式離合器，可在上述電流過載的情況下，使電動工具的工作頭與電機(jī)脫離配合。采用這種過載保護(hù)裝置的電動工具通常會同時在其機(jī)殼的前部設(shè)有一個扭力罩，即一個標(biāo)有若干刻度的可旋轉(zhuǎn)的罩子。這些刻度表示電動工具工作的極限扭力檔位。使用者使用時可預(yù)先通過旋轉(zhuǎn)扭力罩來設(shè)定電動工具工作的極限扭力值，也就是說，當(dāng)電動工具工作中輸出的扭力矩達(dá)到或超過該預(yù)先設(shè)定的極限值時，離合器系統(tǒng)會自動開始工作而使電動工具的工作頭和電機(jī)脫離配合。此外，采用這種過載保護(hù)裝置的電動螺絲刀也可以是在其機(jī)殼的前端延伸出一個套管，該套管的前端與電動螺絲刀的工作頭的前端基本持平。通過這種設(shè)置，當(dāng)螺絲鉆到的其頭部貼到木板的表面時，套管的前端部也貼到木板的表面，再進(jìn)一步鉆動螺絲，套管會受到木板的抵壓而使其觸動機(jī)殼內(nèi)的離合器機(jī)構(gòu)，從而使工作頭和電機(jī)脫離配合。但上述結(jié)構(gòu)都過于復(fù)雜。在此基礎(chǔ)上，提供電子控制組件，自動檢測螺釘是否達(dá)到工件表面，到達(dá)工件表面時，自動停機(jī)。但由于不同類型的螺絲具有不同的主體直徑，或者具有不同的頭部形狀，如此，其鉆進(jìn)同一木板中的情形也各不相同。此外，不同的木板由于材質(zhì)不同使得其硬度也不同，如此，同一螺絲鉆進(jìn)不同材質(zhì)的木板中的情況也不盡相同。但電子控制組件的自動停機(jī)的觸發(fā)條件卻沒有發(fā)生太多變化，導(dǎo)致電動工具要么過早停機(jī)，要么太晚才停機(jī)。因此，具有自動停機(jī)功能的電動工具并不能實現(xiàn)準(zhǔn)確地將螺釘打入到工件表面。因此，急需一種結(jié)構(gòu)簡單，但又能準(zhǔn)確將螺釘打入工件表面的電動工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種電動工具，便于操作者觀察螺釘進(jìn)入工件表面的狀態(tài)，選擇在螺釘恰好完全進(jìn)入工件表面時手動停止對螺釘?shù)倪M(jìn)一步驅(qū)動，實現(xiàn)將螺釘準(zhǔn)確打入工件表面。
[0006]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:電動工具包括,輸出軸，馬達(dá)，驅(qū)動輸出軸；電源，為馬達(dá)提供能量；傳感器，檢測表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)；控制器，接收傳感器傳遞的信號，根據(jù)傳感器傳遞的信號控制輸出軸的狀態(tài)；所述輸出軸具有連續(xù)輸出模式和間斷輸出模式，在連續(xù)輸出模式下，輸出軸為連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在間斷輸出模式下，輸出軸交替出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)階段和靜止階段，當(dāng)表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的變化滿足預(yù)設(shè)條件時，控制器控制輸出軸進(jìn)入間斷輸出模式。
[0007]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)或高階導(dǎo)數(shù)為正且大于或等于預(yù)設(shè)值。
[0008]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)或高階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)為正且大于或等于預(yù)設(shè)值。
[0009]優(yōu)選的，所述表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)為流經(jīng)馬達(dá)的電流、馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度、馬達(dá)兩端的電壓、或電動工具的效率中的一個。
[0010]優(yōu)選的，控制器記錄預(yù)設(shè)時間點(diǎn)上表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，間斷輸出模式下，控制器根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0011]優(yōu)選的，控制器記錄連續(xù)輸出模式結(jié)束時表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，間斷輸出模式下，控制器根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選的，控制器根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的持續(xù)時間。
[0013]優(yōu)選的，當(dāng)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，旋轉(zhuǎn)階段的持續(xù)時間為第一預(yù)設(shè)持續(xù)時間，當(dāng)所述記錄的參數(shù)的數(shù)值小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，旋轉(zhuǎn)階段的持續(xù)時間為第二預(yù)設(shè)持續(xù)時間，所述第一預(yù)設(shè)持續(xù)時間大于第二預(yù)設(shè)持續(xù)時間。
[0014]優(yōu)選的，控制器根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的頻率。
[0015]優(yōu)選的，控制器根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的持續(xù)時間和頻率。
[0016]優(yōu)選的，當(dāng)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，所述持續(xù)時間與所述頻率的乘積大于第一預(yù)設(shè)乘積，當(dāng)所述記錄的參數(shù)的數(shù)值小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，所述持續(xù)時間與所述頻率的乘積為第二預(yù)設(shè)乘積，所述第一預(yù)設(shè)乘積大于第二預(yù)設(shè)乘積。
[0017]優(yōu)選的，間斷輸出模式下，旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的持續(xù)時間和/或頻率為固定值。
[0018]優(yōu)選的，間斷輸出模式下，控制器記錄旋轉(zhuǎn)階段結(jié)束時表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)階段結(jié)束時的所述參數(shù)的數(shù)值控制下一個旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0019]優(yōu)選的，所述電動工具還包括設(shè)置在電源與馬達(dá)之間的電子開關(guān)，所述電子開關(guān)包括斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，斷開狀態(tài)時，中斷電源至馬達(dá)的能量傳遞，閉合狀態(tài)時，允許電源至馬達(dá)的能量傳遞，所述控制器通過控制電子開關(guān)的狀態(tài)來控制輸出軸的狀態(tài)。
[0020]優(yōu)選的，控制器通過發(fā)送PffM信號來控制電子開關(guān)的狀態(tài)，間斷輸出模式下，控制器根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)律發(fā)出間斷的PWM信號，連續(xù)輸出模式下，控制器發(fā)出連續(xù)的PWM信號。
[0021]本發(fā)明還提供一種控制上述電動工具的控制方法，便于操作者觀察螺釘進(jìn)入工件表面的狀態(tài)，在螺釘恰好完全進(jìn)入工件表面時手動停止對螺釘?shù)倪M(jìn)一步驅(qū)動，實現(xiàn)將螺釘準(zhǔn)確打入工件表面。
[0022]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電動工具的控制方法，所述控制方法包括以下步驟:控制電動工具進(jìn)入連續(xù)輸出模式，連續(xù)輸出模式下輸出軸為連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；檢測表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)；判斷所述參數(shù)的變化是否滿足預(yù)設(shè)條件；當(dāng)所述參數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件時，控制電動工具進(jìn)入間斷輸出模式，間斷輸出模式下，輸出軸交替出現(xiàn)靜止階段和旋轉(zhuǎn)階段。
[0023]優(yōu)選的，所述控制方法還包括，記錄預(yù)設(shè)時間點(diǎn)上表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，間斷輸出模式下，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0024]優(yōu)選的，所述控制方法還包括，記錄連續(xù)輸出模式結(jié)束時表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，間斷輸出模式下，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0025]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)條件為表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)、高階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)、或高階導(dǎo)數(shù)的函數(shù)為正且大于或等于預(yù)設(shè)值。
[0026]優(yōu)選的，所述表征輸出軸負(fù)載的參數(shù)為流經(jīng)馬達(dá)的電流、馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度、電源的電壓、或電動工具的效率中的一個。
[0027]優(yōu)選的，所述控制方法還包括，記錄預(yù)設(shè)時間點(diǎn)上表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，間斷輸出模式下，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0028]優(yōu)選的，所述控制方法還包括，記錄連續(xù)輸出模式結(jié)束時表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，間斷輸出模式下，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0029]優(yōu)選的，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的持續(xù)時間。
[0030]優(yōu)選的，當(dāng)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，旋轉(zhuǎn)階段的持續(xù)時間為第一預(yù)設(shè)持續(xù)時間，當(dāng)所述記錄的參數(shù)的數(shù)值小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，旋轉(zhuǎn)階段的持續(xù)時間為第二預(yù)設(shè)持續(xù)時間，所述第一預(yù)設(shè)持續(xù)時間大于第二預(yù)設(shè)持續(xù)時間。
[0031]優(yōu)選的，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的頻率。
[0032]優(yōu)選的，根據(jù)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)階段的持續(xù)時間和出現(xiàn)的頻率。
[0033]優(yōu)選的，當(dāng)記錄的所述參數(shù)的數(shù)值大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，所述持續(xù)時間與所述頻率的乘積大于第一預(yù)設(shè)乘積，當(dāng)所述記錄的參數(shù)的數(shù)值小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)負(fù)載時，所述持續(xù)時間與所述頻率的乘積為第二預(yù)設(shè)乘積，所述第一預(yù)設(shè)乘積大于第二預(yù)設(shè)乘積。
[0034]優(yōu)選的，間斷輸出模式下，旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的持續(xù)時間和/或頻率為固定值。
[0035]優(yōu)選的，所述控制方法還包括，間斷輸出模式下，記錄旋轉(zhuǎn)階段結(jié)束時表征輸出軸負(fù)載參數(shù)的數(shù)值，控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)階段結(jié)束時的所述參數(shù)的數(shù)值控制下一個旋轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的狀態(tài)。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電動工具在螺釘接近完全進(jìn)入工件表面時輸出軸間歇性的旋轉(zhuǎn)，在輸出軸靜止時，操作者可清楚觀察螺釘進(jìn)入工件表面的狀態(tài)，選擇在螺釘恰好完全進(jìn)入工件表面時手動停止對螺釘?shù)倪M(jìn)一步驅(qū)動，實現(xiàn)將螺釘準(zhǔn)確打入工件表面。由于是操作者手動停止對螺釘?shù)倪M(jìn)一步驅(qū)動，因此在任何工況下，螺釘都能準(zhǔn)確打入工件表面，提高了電動工具工作的準(zhǔn)確性和通用性。
【附圖說明】
[0037]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0038]圖1是較佳實施方式的電動工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2是圖1中電動工具較佳實施方式的電路框圖。
[0040]圖3是圖2中電動工具較佳實施方式的工作流程圖。
[0041]10電動螺絲刀24扳機(jī)開關(guān)
[0042]12線路板26控制器
[0043]14殼體30傳感器
[0044]16馬達(dá)32電子開關(guān)
[0045]18電源40螺釘
[0046]22輸出軸
【具體實施方式】
[0047]本發(fā)明的控制方法可應(yīng)