一種電剪刀的控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電剪刀的控制系統(tǒng)，涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)剪切模式單一，安全隱患較大的問(wèn)題。該控制系統(tǒng)包括用于感應(yīng)扳機(jī)工位的霍爾傳感裝置和接收霍爾傳感裝置霍爾信號(hào)的控制器，霍爾傳感裝置包括設(shè)有多個(gè)工位的霍爾行程板和與之配合的磁鐵，在扳機(jī)帶動(dòng)磁鐵處于不同工位時(shí)，霍爾行程板感應(yīng)到相應(yīng)的霍爾信號(hào)，并將霍爾信號(hào)輸入到控制器，控制器輸出相應(yīng)的控制信號(hào)控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，進(jìn)而控制剪刀頭的剪切動(dòng)作，該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電剪刀的刀頭全幅度張開(kāi)和半幅度張開(kāi)，具有限流保護(hù)作用，并且在上電啟動(dòng)后扣動(dòng)扳機(jī)兩次，剪刀頭會(huì)全幅度張開(kāi)，提醒用戶(hù)可以開(kāi)始剪切工作，避免了安全隱患，使用更加安全。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種電剪刀的控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，具體涉及一種能提高電剪刀安全系數(shù)，使其具有切換剪刀頭開(kāi)口模式的電剪刀控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電剪刀作為電動(dòng)工具中的一個(gè)種類(lèi)，其包含剪切地毯等厚纖維的電剪刀、剪切電纜線(xiàn)的電剪刀、修剪樹(shù)枝的電剪刀等。這些電剪刀通常包含一個(gè)固定刀片和一個(gè)活動(dòng)刀片，兩刀片之間形成一個(gè)刀口?；顒?dòng)刀片在電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下作往復(fù)擺動(dòng)，從而使得刀口連續(xù)地打開(kāi)閉合。為了減少使用時(shí)發(fā)生的意外事故，電剪刀必須滿(mǎn)足安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。以修剪樹(shù)枝的修枝剪為例，安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:一旦開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，修枝剪的刀口應(yīng)自動(dòng)張開(kāi)至最大，以保證安全性。
[0003]為了滿(mǎn)足上述安全標(biāo)準(zhǔn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易想到，利用類(lèi)似于微處理器的芯片實(shí)現(xiàn)可編程控制。同時(shí)，這一解決方法存在一個(gè)限制，即微處理器失效處理。當(dāng)微處理器受到信號(hào)干擾而失效時(shí)，其可能會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤指令，即在修枝剪的開(kāi)關(guān)未按下的情況下，微處理器發(fā)出指令，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)刀片運(yùn)動(dòng)實(shí)施剪切動(dòng)作，這一錯(cuò)誤指令而導(dǎo)致的電剪刀誤操作將極有可能傷害到使用者，安全系數(shù)不高，存在極大的安全隱患，同時(shí)，剪切模式單一，客戶(hù)需求面不廣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種能提高電剪刀安全系數(shù)，使其具有切換剪刀頭開(kāi)口模式的電剪刀控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種電剪刀的控制系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)扳機(jī)工位的傳感裝置和接收傳感裝置信號(hào)的控制器，其中，所述傳感裝置為設(shè)有至少一個(gè)工位的霍爾行程板和與之配合可滑動(dòng)在其上的磁鐵，所述控制器包括一設(shè)有信號(hào)采集模塊、邏輯處理單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)板；所述霍爾行程板上對(duì)應(yīng)不同工位的信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)板上的信號(hào)采集模塊連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與驅(qū)動(dòng)電剪刀的電機(jī)連接。
[0007]上述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，所述邏輯處理單元的輸入端與信號(hào)采集模塊的輸出端連接，所述邏輯處理單元的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接。
[0008]上述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，所述霍爾行程板上設(shè)有四個(gè)工位，為依序排列的開(kāi)關(guān)霍爾位、大開(kāi)口停止霍爾位、小開(kāi)口停止霍爾位和閉合霍爾位。
[0009]上述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，所述工位上均設(shè)有聚磁環(huán)。
[0010]上述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，所述磁鐵固定在扳機(jī)支架內(nèi)的磁鐵座上，所述磁鐵座一端固定連接復(fù)位彈簧，另一端與扳機(jī)連接，可滑動(dòng)地容置在扳機(jī)支架內(nèi)。
[0011]上述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)板上設(shè)有用于保護(hù)驅(qū)動(dòng)板的功率元件和動(dòng)力電池組的限流保護(hù)電路。
[0012]上述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)板上設(shè)有接插件松脫保護(hù)電路，該電路在控制器意外松脫時(shí)可防止電剪刀機(jī)械誤動(dòng)作損壞。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:該控制系統(tǒng)通過(guò)在霍爾行程板上設(shè)置開(kāi)口位、半副度張開(kāi)位、全幅度張開(kāi)位和閉合位這四個(gè)不同工位，使扳機(jī)帶動(dòng)磁鐵處于不同工位時(shí)，霍爾行程板感應(yīng)到不同工位的霍爾信號(hào)，并將霍爾信號(hào)輸入到控制器，并在控制器的控制下調(diào)整無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，進(jìn)而控制剪刀頭的剪切動(dòng)作，該控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電剪刀的刀頭全幅度張開(kāi)和半幅度張開(kāi)，具有限流保護(hù)作用，并且在上電啟動(dòng)后扣動(dòng)扳機(jī)兩次，剪刀頭會(huì)全幅度張開(kāi)，提醒用戶(hù)可以開(kāi)始剪切工作，避免了安全隱患，使用更加安全；可切換的剪刀頭開(kāi)口模式，滿(mǎn)足了客戶(hù)的不同剪切需求，更加人性化和更加節(jié)能，進(jìn)行剪切工作高效。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述電剪刀的爆炸圖；
[0015]圖2為本發(fā)明所述傳感裝置的爆炸圖；
[0016]圖3為本發(fā)明所述控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4為本發(fā)明所述第二優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖中:3-電機(jī)、4-傳感裝置、5-扳機(jī)、11-剪刀頭、31-減速器、32-絲桿、33-連接頭、41-霍爾行程板、42-扳機(jī)支架、43-磁鐵座、44-磁鐵、411-開(kāi)關(guān)霍爾位、412-大開(kāi)口停止霍爾位、413_小開(kāi)口停止霍爾位、414_閉合霍爾位。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面參照說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0020]實(shí)施例一:
[0021]參照?qǐng)D1至圖3所示，為一種應(yīng)用了本發(fā)明所述控制系統(tǒng)的電剪刀，該電剪刀通過(guò)容置在剪刀主體中的電機(jī)3驅(qū)動(dòng)，電機(jī)3連接有一減速器31，減速器31連接絲桿32，絲桿32的端部連接有用于驅(qū)動(dòng)剪刀頭11開(kāi)合角度的連接頭33，該電剪刀具有大開(kāi)口和小開(kāi)口兩種開(kāi)口模式，其剪刀頭開(kāi)口模式的切換是通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該控制系統(tǒng)包括用于感應(yīng)扳機(jī)工位的傳感裝置4和接收傳感裝置4的傳感信號(hào)的控制器，其中，傳感裝置4為設(shè)有多個(gè)工位的霍爾行程板41和與之配合可在其上滑動(dòng)的磁鐵44，磁鐵44固定在扳機(jī)支架42內(nèi)的磁鐵座43上，磁鐵座43 —端固定連接復(fù)位彈簧，另一端與扳機(jī)5連接，磁鐵座43可滑動(dòng)地容置在扳機(jī)支架42內(nèi)?？刂破靼ㄒ辉O(shè)有信號(hào)采集模塊、邏輯處理單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)板，霍爾行程板上對(duì)應(yīng)不同工位的信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)板上的信號(hào)采集模塊連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與驅(qū)動(dòng)電剪刀的電機(jī)3連接。邏輯處理單元的輸入端與信號(hào)采集模塊的輸出端連接，邏輯處理單元的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接。
[0022]實(shí)施時(shí)，霍爾行程板41上設(shè)有四個(gè)工位，為依序排列的開(kāi)關(guān)霍爾位411、大開(kāi)口停止霍爾位412、小開(kāi)口停止霍爾位413和閉合霍爾位414。開(kāi)關(guān)霍爾位411與磁鐵44配合，用于感應(yīng)扳機(jī)5的執(zhí)行動(dòng)作，對(duì)整個(gè)電子系統(tǒng)進(jìn)行通斷控制，大開(kāi)口停止霍爾位412與磁鐵44配合，用于感應(yīng)扳機(jī)5在切換大開(kāi)口模式時(shí)的執(zhí)行動(dòng)作，控制電機(jī)3的角位移，使剪刀頭11工作在大開(kāi)口模式，小開(kāi)口停止霍爾位413與磁鐵44配合，用于感應(yīng)扳機(jī)5在切換小開(kāi)口模式時(shí)的執(zhí)行動(dòng)作，控制電機(jī)3的角位移，使剪刀頭11工作在小開(kāi)口模式，閉合霍爾位414與磁鐵44配合，用于感應(yīng)扳機(jī)5的執(zhí)行動(dòng)作，控制電機(jī)3驅(qū)動(dòng)剪刀頭11在刀口閉合完成時(shí)停止剪切，在上述四個(gè)工位上均設(shè)有聚磁環(huán)，聚磁環(huán)可靈敏的感應(yīng)到變化的磁場(chǎng)，并將產(chǎn)生的霍爾信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)板上的信號(hào)采集模塊，然后，信號(hào)采集模塊將霍爾信號(hào)輸入到邏輯處理單元進(jìn)行處理，最后通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給電機(jī)3，調(diào)整電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)角位移和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而控制剪刀頭11的張開(kāi)角度。在扳機(jī)5處于初始狀態(tài)時(shí)，磁鐵44位于霍爾行程板41上開(kāi)關(guān)霍爾位411的前端，扣動(dòng)扳機(jī)5兩次，如果剪刀頭11在張開(kāi)狀態(tài)就維持張開(kāi)，如果剪刀頭11是閉合狀態(tài)就運(yùn)行電機(jī)3使其驅(qū)動(dòng)剪刀頭11張開(kāi)到最大開(kāi)口限位霍爾位置停住，在工作時(shí)，扣動(dòng)扳機(jī)5可將磁鐵座43向后方滑動(dòng)，使磁鐵44在開(kāi)關(guān)霍爾位411、大開(kāi)口停止霍爾位412、小開(kāi)口停止霍爾位413和閉合霍爾位414四個(gè)工位上依次滑過(guò)，在扣動(dòng)扳機(jī)5使磁鐵44停留在第四個(gè)工位，即閉合霍爾位414時(shí)，復(fù)位彈簧被拉伸，當(dāng)松開(kāi)扳機(jī)5時(shí)，復(fù)位彈簧恢復(fù)彈性形變，將磁鐵44帶回到初始位置，整個(gè)電子系統(tǒng)停止運(yùn)行。為了避免在剪切時(shí)由于物體過(guò)硬導(dǎo)致剪切電流上升超過(guò)最大限制工作電流，驅(qū)動(dòng)板上設(shè)有用于保護(hù)驅(qū)動(dòng)板的功率元件和動(dòng)力電池組的限流保護(hù)電路。
[0023]該控制系統(tǒng)的控制原理為:
[0024]首先，上電啟動(dòng)，與驅(qū)動(dòng)板連接的36V電池組通過(guò)電機(jī)線(xiàn)為電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入初始狀態(tài)，此時(shí)，磁鐵44位于開(kāi)關(guān)霍爾位411的前端，電子系統(tǒng)無(wú)感應(yīng)動(dòng)作，剪刀頭11維持在斷電時(shí)的開(kāi)口狀態(tài)，連續(xù)扣動(dòng)扳機(jī)5兩次，磁鐵44移動(dòng)至大開(kāi)口停止霍爾位412，此時(shí)，如果剪刀頭11在張開(kāi)狀態(tài)就維持張開(kāi)，如果剪刀頭11是閉合狀態(tài)則運(yùn)行電機(jī)3使剪刀頭11張開(kāi)到最大開(kāi)口幅度并停止，提示使用者電剪刀處于預(yù)備工作狀態(tài)。此時(shí)，扳機(jī)5由于阻滯力的存在克服了彈簧的復(fù)位力，保持在大開(kāi)口停止霍爾位412不變。
[0025]在進(jìn)行剪切時(shí)，再次扣動(dòng)扳機(jī)5，磁鐵44向后移動(dòng)，小開(kāi)口停止霍爾位413感應(yīng)到剪切動(dòng)作，發(fā)出相應(yīng)的霍爾信號(hào)給控制器，控制器再將反饋的控制信號(hào)輸出給電機(jī)3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角位移使剪刀頭11閉合，執(zhí)行剪切動(dòng)作，當(dāng)磁鐵44移動(dòng)至閉合霍爾位414時(shí)，控制器檢測(cè)到閉合限位霍爾信號(hào)，然后將相應(yīng)的反饋控制信號(hào)輸出給電機(jī)3使剪刀頭11停住動(dòng)作。松開(kāi)扳機(jī)5，由于此時(shí)設(shè)計(jì)的阻滯力不足以克服復(fù)位彈簧的復(fù)位力，因此復(fù)位彈簧拉動(dòng)磁鐵座43復(fù)位，磁鐵44依次經(jīng)過(guò)小開(kāi)口停止霍爾位413、大開(kāi)口停止霍爾位412和開(kāi)關(guān)霍爾位411，在經(jīng)過(guò)小開(kāi)口停止霍爾位413和大開(kāi)口停止霍爾位412時(shí)，剪刀頭11張開(kāi)，執(zhí)行張開(kāi)動(dòng)作，當(dāng)控制器檢測(cè)到開(kāi)關(guān)霍爾位411的開(kāi)口限位霍爾信號(hào)時(shí)，剪刀頭11停住，保持在刀口張開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)不斷的扣動(dòng)扳機(jī)5和松開(kāi)扳機(jī)5可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的剪切。
[0026]當(dāng)剪切對(duì)象粗細(xì)不同時(shí)，可調(diào)整剪刀頭11的張開(kāi)幅度，如被剪切物較細(xì)，不需要剪刀頭11張開(kāi)較大角度時(shí)，通過(guò)在剪刀頭11閉合的狀態(tài)下長(zhǎng)按扳機(jī)5五秒鐘，可使剪刀頭11張開(kāi)的幅度由大口切換到小口進(jìn)行剪切，提高了剪切速度，節(jié)約了能耗。如被剪切物較粗，需要剪刀頭11張開(kāi)較大角度時(shí)，繼續(xù)長(zhǎng)按扳機(jī)5五秒鐘，可使剪刀頭11張開(kāi)的幅度由小口切換到大口進(jìn)行剪切，方便對(duì)不同粗細(xì)的物體進(jìn)行剪切，可滿(mǎn)足不同的剪切需求，適用范圍更廣。
[0027]為了避免電剪刀在實(shí)際工作中因振動(dòng)導(dǎo)致控制器松動(dòng)或斷路等故障，控制器可置于與電剪刀配套使用的電池包中，通過(guò)插接板的轉(zhuǎn)接實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。為避免控制器因信號(hào)故障或松脫等意外造成的電剪刀機(jī)械誤動(dòng)作損壞，驅(qū)動(dòng)板上還設(shè)有接插件松脫保護(hù)電路，其在控制器發(fā)生故障等意外時(shí)可緊急制動(dòng)電機(jī)，使其停止剪切動(dòng)作，可防止剪刀頭11的機(jī)械損傷。
[0028]實(shí)施例二:
[0029]如圖4所示，作為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例，該控制系統(tǒng)包括一伺服變頻處理器，伺服變頻處理器的輸入端連接有直流電源，伺服變頻處理器的輸出端連接三相交流伺服電機(jī)，該伺服變頻處理器還連接有三檔控制開(kāi)關(guān)，分別為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)和反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)用于控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)處于使能位置時(shí)，系統(tǒng)電路接通，直流電源將直流電壓輸入伺服變頻處理器，經(jīng)過(guò)伺服變頻處理，直流電壓由直流輸入轉(zhuǎn)換為交流輸出，驅(qū)動(dòng)三相交流伺服電機(jī)，使三相交流伺服電機(jī)三相位同時(shí)啟動(dòng)，以達(dá)到電機(jī)不論高低速均可以恒功率、恒扭矩輸出，當(dāng)開(kāi)啟正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，伺服變頻處理器接收相應(yīng)的控制信號(hào)，并輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)給三相交流伺服電機(jī)，使三相交流伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)剪刀頭11執(zhí)行閉合或張開(kāi)動(dòng)作，當(dāng)開(kāi)啟反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，伺服變頻處理器接收相應(yīng)的控制信號(hào)，并輸出反轉(zhuǎn)信號(hào)給三相交流伺服電機(jī)，使三相交流伺服電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)剪刀頭11執(zhí)行與正向轉(zhuǎn)動(dòng)相反的剪切動(dòng)作，該控制方式定位精度高，穩(wěn)定可靠，響應(yīng)速度快，在三相交流伺服電機(jī)處于低速時(shí)仍有大轉(zhuǎn)矩輸出，過(guò)載能力較強(qiáng)，能剪切硬度更高的樹(shù)枝、角料等物件。
[0030]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種電剪刀的控制系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)扳機(jī)工位的傳感裝置和接收傳感裝置信號(hào)的控制器，其特征在于，所述傳感裝置為設(shè)有至少一個(gè)工位的霍爾行程板和與之配合可滑動(dòng)在其上的磁鐵，所述控制器包括一設(shè)有信號(hào)采集模塊、邏輯處理單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)板；所述霍爾行程板上對(duì)應(yīng)不同工位的信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)板上的信號(hào)采集模塊連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與驅(qū)動(dòng)電剪刀的電機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯處理單元的輸入端與信號(hào)采集模塊的輸出端連接，所述邏輯處理單元的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述霍爾行程板上設(shè)有四個(gè)工位,為依序排列的開(kāi)關(guān)霍爾位、大開(kāi)口停止霍爾位、小開(kāi)口停止霍爾位和閉合霍爾位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工位上均設(shè)有聚磁環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述磁鐵固定在扳機(jī)支架內(nèi)的磁鐵座上，所述磁鐵座一端固定連接復(fù)位彈簧，另一端與扳機(jī)連接，可滑動(dòng)地容置在扳機(jī)支架內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電剪刀的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)板上設(shè)有用于保護(hù)驅(qū)動(dòng)板的功率元件和動(dòng)力電池組的限流保護(hù)電路。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK104516358SQ201310451958
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】方培鏘 申請(qǐng)人:寧波市鎮(zhèn)海長(zhǎng)城汽車(chē)摩托車(chē)部件廠