一种电动工具的控制方法技术

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；判断所述导数是否大于导数阈值；当所述导数大于所述导数阈值时，根据参数值和时间值计算截距，并根据所述截距、所述导数阈值、时间值计算参数阈值；当测量的参数值与所述参数阈值之间满足触发条件时，生成控制信号；根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出，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。

【技术实现步骤摘要】
一种电动工具的控制方法
本专利技术涉及一种电动工具产品领域，具体为一种电动工具的控制方法。
技术介绍
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。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；判断所述导数是否大于导数阈值；当所述导数大于所述导数阈值时，根据参数值和时间值计算截距，并根据所述截距、所述导数阈值、时间值计算参数阈值；当测量的参数值与所述参数阈值之间满足触发条件时，生成控制信号；根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出。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中电流对时间求导后的导数曲线图。图3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4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5是图4中不同电流i1、i2对时间求导后的导数曲线图。图6是根据图5中不同电流i1、i2对时间的导数而得到的控制信号s1、s2的曲线图。图7是本专利技术的电动工具基于第二专利技术原理的工作原理框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本专利技术的控制方法可应用于多种类型的电动工具，以下主要以电动螺丝刀为具体实施方式进行说明。如图1所示的电动螺丝刀工作时电流随时间的变化曲线图。配合参照图3所示，该电动螺丝刀2被使用者按压以驱使工作件14，在本实施方式中该工作件为螺钉，钻入一木板16中。使用者的按压力基本上接近一个常量。其中字母t表示螺钉钻入木板的时间及随之螺钉在木板中相应的位置。字母i表示提供给电动螺丝刀的电机的电流以及随之相应加载在电机上的负载或驱动力。图1中的曲线包括第一部分A，第二部分K，和第三部分B。其中第一部分A是一段上升曲线，其表示螺钉的主体部分钻入木板的钻进过程，这段上升曲线基本上是线性的，或者可以稍微有些弯曲和波折。紧随着第一部分A的第二部分K也可以称作拐点部分(knee)K。该拐点部分K是一个正向的曲线变化，也就是说，拐点部分K相对于第一部分A有向上倾斜的突变，这表示螺钉的头部开始接触到木板的表面。紧随拐点部分K的是第三部分B，其同样是一段基本上是线性的，或者可以稍微有些弯曲和波折的上升曲线。但曲线B要比曲线A陡峭得多。事实上，图1中的曲线表示的是没有应用本专利技术的控制方法进行保护的电动工具的工作情况，所以曲线的第三部分B表示此时电动工具会产生非常高的电流而导致将螺钉的头部钻入木板中。因此，有必要在拐点部分K之后采取必要的措施来避免上述产生过高电流的情形发生。当螺钉钻至与拐点部分K对应的位置时，继续钻入过程不仅会使螺钉的头部钻入木板中，而且也可能会损坏电机。所以，本专利技术是基于自动检测拐点部分K，然后在检测到以后自动采取相应的预防措施。实施例本专利技术的一个实施例提供了一种电动工具的控制方法，如图6所示，该方法包括如下步骤：S1,测量随时间变化的用来表示输出轴负载的参数，该参数包括多种，例如可以是电流、电压、转速等。测量方式可以是以固定周期进行采样。S2,获得参数对时间的导数，此导数实际上是图1中曲线的斜率。计算导数的方式有多种，具体将在下文中进行详细介绍。S3,判断获得的导数是否大于导数阈值，该导数阈值可以是预先确定并存储的数值，导数阈值可以是一个或多个。当获得的导数大于导数阈值时执行步骤S4，否则随着运行时间持续计算导数。S4,根据参数值和时间计算截距。具体地，将时间作为横坐标、参数值作为纵坐标可以确定一条直线，该直线可以采用一阶线性方程来表示,方程中的截距b＝∑Y/N-∑x/N，Y为参数值、x为时间、N为采样点数量，由此当获得了某一时间值和对应的参数值时，即可根据此公式计算出截距b。随后根据计算出的截距、导数阈值和某一时刻的时间值计算参数阈值Y0，Y0＝k0x+b，其中x为时间值、k0为导数阈值、b为计算出的截距。作为一个优选的实施方式，本实施例采用当前时刻的参数值和当前时刻的时间值计算截距b，并根据截距、导数阈值和下一时刻的时间值计算参数阈值。例如在步骤S1、S2中采集到电流I1……In，所用时间(采样时段/周期)为T1，并据此计算出斜率K1；如果K1大于斜率阈值K0，步骤S4则根据电流I1……In和对应的采样时间t1……tn计算截距b，并利用截距b、斜率阈值K0、下一时刻tn+1计算出参数阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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； 判断所述导数是否大于导数阈值； 当所述导数大于所述导数阈值时，根据参数值和时间值计算截距，并根据所述截距、所述导数阈值、时间值计算参数阈值； 当测量的参数值与所述参数阈值之间满足触发条件时，生成控制信号； 根据所述控制信号中断所述电动工具的扭矩输出。/n

【技术特征摘要】
1.一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；判断所述导数是否大于导数阈值；当所述导数大于所述导数阈值时，根据参数值和时间值计算截距，并根据所述截距、所述导数阈值、时间值计算参数阈值；当测量的参数值与所述参数阈值之间满足触发条件时，生成控制信号；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：获得测量的参数的平均值；利用所述平均值计算所述参数对时间的导数。


3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于：所述根据参数值和时间值计算截距，并根据所述截距、所述导数阈值、时间值计算参数阈值的步骤为：根据当前时刻的参数值和当前时刻的时间值计算截距，并根据所述截距、所述导数阈值、下一时刻的时间值计算参数阈值。


4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于：所述平均值是根据复合平均算法计算得到的，所述复合平均算法包括至少两种平均算法的组合。


5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述复合平均算法为算术平均算法与滑动平均算法的组合。


6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述获得所述参数的平均值的步骤，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永福，
申请(专利权)人：陈永福，
类型：发明
国别省市：江苏;32