电动工具的控制方法及执行该控制方法的电动工具技术

本发明专利技术涉及一种电动工具的控制方法，其中电动工具包括电机和由电机旋转驱动的输出轴，所述输出轴用于输出旋转扭矩来驱动一工作头在一工件上工作，所述控制方法包括：测量随时间变化的用来表示输出轴负载的参数；获得所述参数对时间的导数；基于所述导数生成相应的控制信号；以及根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出。本发明专利技术在检测到该工作件到达预定位置后执行相应动作，确保其不会进一步越过该预定位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动工具的控制方法。本专利技术还涉及一种执行上述控制方法的电动工具。
技术介绍
现有的电动工具，如电动螺丝刀，通过加载的电源提供电流，来驱动电机转动，从而使工作头旋转以将螺钉钻进木板中。不同类型的螺钉具有不同的主体直径，或者具有不同的头部形状，如此，其钻进同一木板中的情形也各不相同。此外，不同的木板由于材质不同使得其硬度也不同，如此，同一螺钉钻进不同材质的木板中的情况也不尽相同。通常在电动螺丝刀的使用过程中，使用者需要将螺钉钻至头部贴近工件的表面，如此，使用者需要非常小心地关注钻进过程，以当螺钉的头部贴近工件的表面时控制电机停转。从而，一方面避免螺钉头部被过深地钻入木板内部，另一方面避免螺钉头部被不小心钻进木板后，由于遭受过大阻力而使电机过载。通常这种电动工具会设有过载保护装置。这种过载保护装置可以是一种机械式离合器，可在上述电流过载的情况下，使电动工具的工作头与电机脱离配合。采用这种过载保护装置的电动工具通常会同时在其机壳的前部设有一个扭力罩，即一个标有若干刻度的可旋转的罩子。这些刻度表示电动工具工作的极限扭力档位。使用者使用时可预先通过旋转扭力罩来设定电动工具工作的极限扭力值，也就是说，当电动工具工作中输出的扭力矩达到或超过该预先设定的阀值时，离合器系统会自动开始工作而使电动工具的工作头和电机脱离配合。此外，采用这种过载保护装置的电动螺丝刀也可以是在其机壳的前端延伸出一个套管，该套管的前端与电动螺丝刀的工作头的前端基本持平。通过这种设置，当螺钉钻到的其头部贴到木板的表面时，套管的前端部也贴到木板的表面，再进一步钻动螺钉，套管会受到木板的抵压而使其触动机壳内的离合器机构，从而使工作头和电机脱离配合。然而上述机械式离合器结构都较为复杂，制造麻烦，成本较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种电动工具的控制方法，其可自动确保由电动工具的工作头驱动的工作件到达预定位置，并且该工作件不会进一步越过该预定位置。本专利技术还提供一种执行上述控制方法的电动工具，其具有电子控制组件，可避免由工作头驱动的工作件在到达预定位置后进一步越过该位置。为实现上述目的之一，本专利技术提供一种电动工具的控制方法，其中电动工具包括电机和由电机旋转驱动的输出轴，所述输出轴用于输出旋转扭矩来驱动一工作头在一工件上工作，所述控制方法包括：测量随时间变化的用来表示输出轴负载的参数；获得所述参数对时间的导数；基于所述导数生成相应的控制信号；以及根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出。优选地，所述获得所述参数对时间的导数，包括：获得所述参数对时间的一阶导数。优选地，所述获得所述参数对时间的导数，包括：获得所述参数对时间的一阶导数；根据所述一阶导数获得所述参数对时间的二阶导数。优选地，所述导数是利用线性回归法获得的。优选地，所述获得所述参数对时间的一阶导数，包括：根据对相邻的采集时间点采集的所述参数进行比对的结果，对所述参数进行筛选；根据筛选出的参数利用逐差法计算所述一阶导数，其中，所述筛选出的参数使所述一阶导数为非负值。优选地，所述根据所述一阶导数获得所述参数对时间的二阶导数，包括：根据对相邻的计算时间点获取的所述一阶导数进行比对的结果，对所述一阶倒数进行筛选；根据筛选出的一阶导数利用逐差法计算所述二阶导数，其中，所述筛选出的一阶倒数使所述二阶导数为非负值。优选地，所述基于所述导数生成相应的控制信号，包括：根据所述参数的大小确定导数阈值和触发条件；将计算出的N个相邻的所述导数分别与所述导数阈值进行比较；判断比较结果是否符合所述触发条件，并当所述比较结果符合所述触发条件时，中断所述电动工具的扭矩输出。优选地，当所述参数大于第一负载时，所述导数阈值为第一导数阈值；当所述参数小于第一负载时，所述导数阈值为第二导数阈值，所述第二导数阈值小于所述第一导数阈值。优选地，当所述参数大于第一负载时，所述触发条件为在所述N个连续的时间点计算出的所述导数均大于所述第一导数阈值。优选地，当所述参数小于第一负载时，所述触发条件为在所述N个连续的时间点中的前M个时间点计算出的所述导数均大于所述第二导数阈值，且后N-M个时间点计算出的所述导数至少部分小于所述第二导数阈值。优选地，所述导数阈值包括至少3种不同的导数阈值，至少部分不同的导数阈值所对应的所述触发条件不相同。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种电动工具，该电动工具包括：输出轴，用于驱动一工作头，以使工作头具有一旋转速度；电机，旋转驱动所述输出轴；电源，用于供给所述电机电力；传感器，用于测量表示输出轴负载的参数；控制组件，用于获得所述参数对时间的导数，并基于所述导数生成相应的控制信号以中断所述电动工具的扭矩输出。优选地，所述控制组件用于获得所述参数对时间的一阶导数，并根据所述一阶导数生成相应的控制信号以改变所述电动工具的旋转速度。优选地，所述控制组件用于获得所述参数对时间的一阶导数，并进一步根据所述一阶导数获得所述参数对时间的二阶导数，并根据所述二阶导数生成相应的控制信号以改变所述电动工具的旋转速度。优选地，所述导数是利用线性回归法获得的。优选地，所述控制组件根据对相邻的采集时间点采集的所述参数进行比对的结果，对所述参数进行筛选；根据筛选出的参数利用逐差法计算所述一阶导数，其中，所述筛选出的参数使所述一阶导数为非负值。优选地，所述控制组件根据对相邻的计算时间点获取的所述一阶导数进行比对的结果，对所述一阶倒数进行筛选；根据筛选出的一阶导数利用逐差法计算所述二阶导数，其中，所述筛选出的一阶倒数使所述二阶导数为非负值。优选地，所述控制组件用于根据所述参数的大小确定导数阈值和触发条件，将计算出的N个相邻的所述导数分别与所述导数阈值进行比较，判断比较结果是否符合所述触发条件，并当所述比较结果符合所述触发条件时，中断所述电动工具的扭矩输出。优选地，当所述参数大于第一负载时，所述导数阈值为第一导数阈值；当所述参数小于第一负载时，所述导数阈值为第二导数阈值，所述第二导数阈值小于所述第一导数阈值。优选地，当所述参数大于第一负载时，所述触发条件为在所述N个连续的时间点计算出的所述导数均大于所述第一导数阈值。优选地，当所述参数小于第一负载时，所述触发条件为在所述N个连续的时间点中的前M个时间点计算出的所述导数均大于所述第二导数阈值，且后N-M个时间点计算出的所述导数至少部分小于所述第二导数阈值。优选地，所述导数阈值包括至少3种不同的导数阈值，至少部分不同的导数阈值所对应的所述触发条件不相同。与现有技术相比，本专利技术通过增加相关的数据处理方法，使得电动工具能更准确的检测工作件是否已到达预定位置，并且在检测到该工作件到达预定位置后执行相应动作，确保其不会进一步越过该预定位置。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。图1是现有的电动螺丝刀工作时的电流与时间的关系曲线图。图2是图1中电流对时间一次求导后的导数曲线图。图3是图1中电流对时间二次求导后的导数曲线图。图4是本专利技术的电动工具基于第一专利技术原理的工作原理框图。图5是电动螺钉到工作时的电流与时间的关系曲线图，其中表示了对应两种不同的工作情形时的两个不同电流i1、i2的曲线。图6是图5中不同电流i1、i2对时间一次求导后的导数曲线图。图7是根据图6中不同电流i1、i2对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动工具的控制方法，其中电动工具包括电机和由电机旋转驱动的输出轴，所述输出轴用于输出旋转扭矩来驱动一工作头在一工件上工作，其特征在于，所述控制方法包括：测量随时间变化的用来表示输出轴负载的参数；获得所述参数对时间的导数；基于所述导数生成相应的控制信号；以及根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出。

【技术特征摘要】
2015.09.01 CN 20151055192261.一种电动工具的控制方法，其中电动工具包括电机和由电机旋转驱动的输出轴，所述输出轴用于输出旋转扭矩来驱动一工作头在一工件上工作，其特征在于，所述控制方法包括：测量随时间变化的用来表示输出轴负载的参数；获得所述参数对时间的导数；基于所述导数生成相应的控制信号；以及根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于：所述获得所述参数对时间的导数，包括：获得所述参数对时间的一阶导数。3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于：所述获得所述参数对时间的导数，包括：获得所述参数对时间的一阶导数；根据所述一阶导数获得所述参数对时间的二阶导数。4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制方法,其特征在于：所述导数是利用线性回归法获得的。5.根据权利要求2或3所述的控制方法,其特征在于：所述获得所述参数对时间的一阶导数，包括：根据对相邻的采集时间点采集的所述参数进行比对的结果，对所述参数进行筛选；根据筛选出的参数利用逐差法计算所述一阶导数，其中，所述筛选出的参数使所述一阶导数为非负值。6.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于：所述根据所述一阶导数获得所述参数对时间的二阶导数，包括：根据对相邻的计算时间点获取的所述一阶导数进行比对的结果，对所述一阶倒数进行筛选；根据筛选出的一阶导数利用逐差法计算所述二阶导数，其中，所述筛选出的一阶倒数使所述二阶导数为非负值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于所述导数生成相应的控制信号，包括：根据所述参数的大小确定导数阈值和触发条件；将计算出的N个相邻的所述导数分别与所述导数阈值进行比较；判断比较结果是否符合所述触发条件，并当所述比较结果符合所述触发条件时，中断所述电动工具的扭矩输出。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述参数大于第一负载时，所述导数阈值为第一导数阈值；当所述参数小于第一负载时，所述导数阈值为第二导数阈值，所述第二导数阈值小于所述第一导数阈值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述参数大于第一负载时，所述触发条件为在所述N个连续的时间点计算出的所述导数均大于所述第一导数阈值。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述参数小于第一负载时，所述触发条件为在所述N个连续的时间点中的前M个时间点计算出的所述导数均大于所述第二导数阈值，且后N-M个时间点计算出的所述导数至少部分小于所述第二导数阈值。11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述导数阈值包括至少3种不同的导数阈值，至少部分不同的导数阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：万德康，张传兵，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32