電動工具的控制電路的制作方法
【專利摘要】一種電動工具的控制電路，所述電動工具包括電機，所述控制電路包括微控制器和檢測模塊，檢測模塊可檢測電機參數并輸出檢測信號給微控制器，所述控制電路還包括控制模塊，控制模塊和微控制器電性連接，控制模塊根據微控制器的信號可改變電機電流方向，控制電機正轉或反轉，所述控制電路能夠自動檢測機器是否堵轉，自動進行電機正-反轉切換，自動解除堵轉，提高了機器的使用安全性及使用便利性。
【專利說明】電動工具的控制電路【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電動工具的控制電路。
【背景技術】
[0002]電動工具通常利用電機帶動工作部進行作業，常見的電動工具如碎枝機、割草機、打草機、電鉆、修枝剪等，這些工具在使用時工作部在作業時可能被物料堵塞或卡住，造成電機堵轉或卡住，如果不解除堵塞，可能造成電動工具工作效率降低，甚至損壞；如果人為手動去解除，可能造成操作人員陷入危險情況。
[0003]本【技術領域】中也提出過解決方案，如中國專利申請號為200420120273.1的專利揭示了一種解除碎枝機工作部(刀條)被卡住時的處理方案，其通過雙刀雙擲開關改變電機的電流方向，實現電機軸反轉(正常工作時電機軸轉動方向為正轉)，從而使刀條反向轉動，使被卡住的枝條退出。上述技術方案仍是一種需要人工干預的手動控制解除堵塞的方案，需要操作者自己判斷是否堵塞，然后手動操作控制按鈕來解除堵塞，然而由于操作者的經驗和技能缺乏，可能導致不能準確判斷工作部是否已經不在最佳工作狀態，是否需要使工作部反轉，從而可能使電機、皮帶等部件過早磨損，降低機器壽命。
【發明內容】
[0004]本發明為解決現有技術的問題，提供了一種能夠自動實現控制電動工具的工作部的控制電路，所述電動工具包括電機，所述控制電路包括微控制器和檢測模塊，檢測模塊可檢測電機參數并輸出檢測信號給微控制器，所述控制電路還包括控制模塊，控制模塊和微控制器電性連接，控制模塊根據微控制器的信號可改變電機電流方向，控制電機正轉或反
轉。
[0005]本發明還提供了一種具有上述控制電路的電動工具的控制方法，其步驟包括:①電機正常運轉，所述微控制器通過檢測模塊采樣電機參數；②微控制器將采樣到的電機參數與預設在微控制器內的電機參數比較，判斷電機是否堵轉若步驟②中判斷為是，控制模塊控制電機反轉一定時間，之后判斷電機反轉次數是否超過預設值；
[0006]④若步驟③中判斷為否，則返回步驟①，若步驟③中判斷為是，則切斷電機電流。
[0007]以下是本發明的附屬技術方案:
[0008]所述檢測模塊包括電流檢測模塊，電流檢測模塊與微控制器電性連接，用于檢測電機電流。
[0009]所述檢測模塊包括轉速檢測模塊，轉速檢測模塊與微控制器電性連接，用于檢測電機轉速。
[0010]所述轉速檢測模塊包括對射式光電開關或霍爾元器件，用于檢測電機轉速。
[0011]所述控制電路還包括手動模塊，其與微控制器電性連接，使用戶可手動控制電機正轉或反轉。
[0012]所述控制模塊包括繼電器，用于改變電機電流方向。[0013]所述控制電路還包括調速模塊，用于控制電機正轉或反轉時的轉速。
[0014]所述電動工具為碎枝機。
[0015]所述控制方法包括在步驟①之前，電機上電后微控制器檢測是否有手動反轉信號，若判斷為是，則電機反轉。
[0016]若微控制器沒有檢測到手動反轉信號，則調速模塊控制電機開始緩啟動。
[0017]所述步驟②中，若采樣到的電機參數與微控制器預設參數連續不符，則微控制器認為電機堵轉。本發明的有益技術效果:控制電路能夠自動檢測機器是否堵轉，自動進行電機正-反轉切換，自動解除堵轉，提高了機器的使用安全性及使用便利性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例碎枝機的示意圖。
[0019]圖2是本發明實施例控制電路示意圖。
[0020]圖3是本發明實施例控制電路的一種控制方法流程圖。
[0021]圖4是本發明實施例控制電路的另一種控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0023]如圖1所示是本發明實施例電動工具的示意圖，其為一種碎枝機，通常用于粉碎樹枝。碎枝機100包括主體101，主體101上設有控制部104和進料口 102，控制部104可設置開關和/或旋鈕來實現碎枝機的開機、關機、速度調節等功能。需要處理的樹枝通過進料口 102進入碎枝機內，由碎枝機內的工作部(圖中未示出)進行粉碎，工作部由電機6驅動，本實施例中電機為串激電機。碎枝機的工作部通常為刀片、滾刀等具有刀刃的部件，其將樹枝切斷或碾壓，粉碎后的碎屑進入收集箱103內。當進入碎枝機內的枝條超過工作部的碎枝能力時，工作部無法粉碎枝條，此時枝條就卡在碎枝機內，碎枝機可能無法正常工作。本實施例中的碎枝機設有控制電路200 (如圖2所示)，控制電路200可控制電機正轉或反轉，當機器中枝條卡住時，控制電路200通過檢測電機的相關參數自動判斷碎枝機的工作部是否被堵住，堵住時，控制電路控制電機反轉，從而帶動工作部反轉，從而將枝條從碎枝機中退出。
[0024]如圖2所示，控制電路200包括微控制器5 (也被稱為單片機)、供電模塊7 (如圖中虛線框所示)、控制模塊10和檢測模塊。供電模塊7將輸入的交流電轉換成直流電供給控制電路。控制模塊10和檢測模塊分別與微控制器連接。所述檢測模塊用于檢測電機參數，如電機的電流、轉速等，以此來判斷電機的運行狀況，電機堵轉后通常電機電流會升高，轉速會降低。本實施例中檢測模塊包括電流檢測模塊12，電流檢測模塊12能夠檢測流過電機的電流，然后輸出給微控制器一個檢測信號，微控制器根據收到的檢測信號，判斷電流是否超過限定值(通常稱為過流)，若超過限定值一定時間，微控制器給控制模塊10輸出一個控制信號，控制模塊10即可控制電機反轉，使得枝條退出。本領域技術人員可知，檢測模塊也可以設置成檢測電機轉速，通過設置霍爾等檢測裝置，微控制器通過判斷轉速是否低于預設值來確定是否執行反轉。所述控制模塊10包括繼電器K2，其用于改變流過電機的電流方向，從而使電機正轉或反轉，實施例中所說的電機正轉或反轉是指電機軸轉動方向的改變，電動工具正常工作時電機軸轉動方向為正轉，相反則為反轉。
[0025]進一步的，控制電路200還可包括調速模塊11，其包括可控硅Tl和T2，調速模塊可用于控制電機反轉時的轉速，通過程序設定可控硅電壓導通角，可根據具體設計要求改變反轉轉速，例如可設定反轉時電機轉速相當于正轉時的一半，即半速轉動。所述檢測模塊還包括轉速檢測模塊9，轉速檢測模塊9包括光電開關K1，更具體的，Kl是一種對射式光電開關。轉速檢測模塊9用于檢測電機轉速，在電機反轉前，轉速檢測模塊檢測電機是否已經停轉，若停轉了，給微控制器反饋信號，微控制器再控制電機反轉，因此可防止電機在沒有停轉時就進行正、反轉切換，可以有效防止操作人員受到傷害，同時防止電機內電流波動過大，產生火花等現象，有利于延長電機壽命。所述控制電路200還可包括手動模塊8，其用于使用戶能夠手動啟動電機反轉，如果自動反轉功能失效時，用戶仍然能夠手動啟動電機反轉，使機器擁有雙重保障。手動模塊8包括開關81，當開關81閉合時，微控制器給控制模塊10發出信號，控制模塊10按照預設在微控制器內的控制程序控制電機反轉。
[0026]如圖3所示是本發明一種實施方式的流程圖，當機器在正常運轉過程中(電機全速正轉)，檢測模塊會檢測電機電流，判斷檢測到的電機電流是否超過微處理器中預設的電流值，若過流，則開始半速反轉B秒，然后再正轉。電機在反轉時，檢測模塊不檢測電機電流，在一次反轉后無法解除堵塞，電機會正轉，然后再反轉，持續得正-反轉切換，因此當機器被物料卡住時，持續正-反轉切換可能可以將原來超出處理能力的物料慢慢啃碎。如果檢測電流持續超過預設的電流值一定時間，例如檢測電流大于預設值持續5秒種，則控制電路200自動切斷電源，不再嘗試正-反轉切換，以防發生意外。控制電路200在通電后首先會判斷是否有手動模塊8發出的手動反轉信號，如果有手動反轉信號，電機開始反轉。結合附圖，本實施例控制電路的微控制器檢測是否需要自動反轉的步驟如下:a.電機正常運轉，微控制器通過電流檢測模塊采集電機電流；b.微控制器將采集到的電機電流與預設的電流保護點比較，大于等于保護點為電機過流，小于為正常；c.若步驟b中電機過流，則微控制器控制電機反轉B秒，然后判斷電機是否連續過流；d.若步驟c中判斷為是，即電機連續過流，則控制電路切斷電機電流；若電機沒有連續過流，則返回步驟a。上述步驟能夠實現機器堵塞時，電機通過多次或一次正-反轉切換，將物料退出機器。若電機經過多次或一次正、反轉后還是不能解除堵塞，即所述的電機連續過流，通過所述步驟d的判斷，控制電路可切斷電機電流。判斷是否連續過流可通過計數的方式，若連續反轉次數超過預設值，則認為電機連續過流，圖4中有更詳細的說明。若機器設有手動模塊，則在步驟a之前，機器通電后，微控制器首先檢測是否有手動反轉信號，若有手動反轉信號，則電機開始反轉，具體的轉動方式可采用現有技術中的設計，如【背景技術】中的專利所揭示的手動反轉方案，在此不再贅述。若無手動反轉信號，則電機正常啟動。
[0027]如圖4所示是本發明另一種實施方式的流程圖，本實施例是在圖3的基礎上進一步的改進，在機器通電后，具有緩啟動功能，即電機啟動后并不是直接以高速運轉，而是從較低轉速開始，經過一定時間加速到高速運轉，這樣可防止機器啟動瞬間電機對電網的沖擊過強，還可防止意外發生，保護操作人員。當機器通電后，所述調速模塊11控制電機進行緩啟動。如圖4所示，若緩啟動成功，則機器正常運作；若緩啟動失敗，機器暫停A秒后電機進入反轉-正轉循環，反轉滿Z次后斷電。本實施例中，控制電路200設置了兩級保護點，分別為低級保護點和高級保護點，高級保護點的預設電流值大于低級保護點的電流值，使得控制電路判斷更可靠，機器多一層安全保障。本實施例的主要步驟如下:a’.機器正常運轉，微控制器采集電機電流；b’.微控制器將采集到的電機電流與高級保護點比較，若超過高級保護點，則兩級保護點計數器加1，若不超過高級保護點，再將電機電流與低級保護點比較，若超過低級保護點，則兩級保護點計算器加1，若不超過，則電流正常計數器加I ;c’.若步驟b’中電機電流超過任一保護點，則判斷超過低級保護點是否滿X次或高級保護點是否為Y次；d’.若步驟c’中的判斷為是，則機器暫停A秒，然后半速反轉B秒，反轉次數記錄加1，若反轉次數滿Z次，則斷電，不滿Z次，電機就正轉；e’.若步驟c’中判斷為否，則返回步驟a’。本實施例中設置步驟c’使得微控制器在檢測到電機參數與微控制器預設參數連續不符后，才會啟動反轉步驟。如果電機參數為電流，則是在連續多次過流后才會使電機反轉，若電機參數是轉速，則可設定連續多次電機轉速低于預設值。這樣可防止電機電流偶然的波動導致控制電路誤判為機器堵塞，造成不必要的反轉，影響機器運行的穩定。
[0028]上述實施例及附圖中將部分大寫字母指代具體數值，說明具體的數值可根據不同機器和不同的設計要求進行更改，本領域技術人員通過本發明結合相應的現有技術和公知常識能夠顯而易見得設定字母所指代的參數。上述實施例運用于碎枝機上，相應的字母代表的數值如下=P為I秒，Q為9，N為100微秒，M為200，B為4秒，A為2秒，Z為3，C為
4。本實施例的電動工具的控制電路能夠自動檢測電動工具是否堵塞，電機是否堵轉，當電動工具堵塞時，控制電機反轉，解除堵塞。避免了手動控制電機反轉所產生的安全問題及操作者判斷失誤造成的機器壽命降低。
[0029]需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電動工具的控制電路，所述電動工具包括電機，所述控制電路包括微控制器和檢測模塊，檢測模塊可檢測電機參數并輸出檢測信號給微控制器，其特征在于:所述控制電路還包括控制模塊，控制模塊和微控制器電性連接，控制模塊根據微控制器的信號可改變電機電流方向，控制電機正轉或反轉。
2.如權利要求1所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述檢測模塊包括電流檢測模塊，電流檢測模塊與微控制器電性連接，用于檢測電機電流。
3.如權利要求1所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述檢測模塊包括轉速檢測模塊，轉速檢測模塊與微控制器電性連接，用于檢測電機轉速。
4.如權利要求3所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述轉速檢測模塊包括對射式光電開關或霍爾元器件，用于檢測電機轉速。
5.如權利要求1所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述控制電路還包括手動模塊，其與微控制器電性連接，使用戶可手動控制電機正轉或反轉。
6.如權利要求1所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述控制模塊包括繼電器，用于改變電機電流方向。
7.如權利要求1所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述控制電路還包括調速模塊，用于控制電機正轉或反轉時的轉速。
8.如權利要求1至7中任一權利要求所述的電動工具的控制電路，其特征在于:所述電動工具為碎枝機。
【文檔編號】H02H7/085GK203787941SQ201420141063
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】李智海, 陳飛 申請人:天佑電器（蘇州）有限公司