用于電動工具的電機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用電機提供動力的電動工具，特別是在其中使用控制電路對電機運轉(zhuǎn)進行控制的電動工具。
【背景技術(shù)】
[0002]電機作為一種非常普遍的動力驅(qū)動方式被廣泛地用于各種不同的電動工具中，從而替代人力進行各類勞動工作。由于電動工具通常是需要被移動到不同的地方進行作業(yè)的，所以電池常常作為主要的電量來源供給電量給電動工具中的電機。然而，傳統(tǒng)的電動工具對電機采取的控制方式比較簡單，往往僅是按照預定的功率輸出要求驅(qū)動電機。這樣的控制方式?jīng)]有考慮到電動工具在實際工作中有負載或者無負載的不同情況，而是固定地采取單一功率輸出模式，從而在沒有負載的時候也進行了不必要的電機功率輸出，造成了電池電量的浪費，縮短了每次充電之后電動工具的有效使用時間。
[0003]另一方面，傳統(tǒng)的電動工具通常沒有采取對電機的保護措施，特別是當用戶誤觸碰暴露在電動工具外部的各種開關(guān)按鈕的時候，容易發(fā)生不經(jīng)意的誤操縱，從而導致電機被意外地啟動或者關(guān)機。這種頻繁的誤操作不僅僅容易導致電機由于頻繁開關(guān)而產(chǎn)生消耗有限的電力來源例如電池中的電量，并且由于電機啟動或者關(guān)停時產(chǎn)生的巨大瞬間電流，容易燒毀電機的控制電路以及電機內(nèi)部的線圈繞線組，從而造成設(shè)備的壽命縮短及維修成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的實施例提供了一種用于電動工具的電機控制系統(tǒng)，其不但采取了額外的保護設(shè)計防止用戶的誤操作導致電機意外地啟動或關(guān)停，而且該電機控制系統(tǒng)能夠根據(jù)實際負載情況控制電機產(chǎn)生動態(tài)地不同功率輸出，從而節(jié)省了用于驅(qū)動電機的電能。
[0005]具體而言，本發(fā)明公開了一種用于電動工具的電機控制系統(tǒng)，包括電機、連接到該電機的控制電路模組、連接到控制電路模組并為所述電機控制系統(tǒng)提供電源的電能裝置、以及連接到控制電路模組的電機檢測裝置。該電機檢測裝置用于檢測所述電機的負載參數(shù)。
[0006]優(yōu)選地，所述電機為無刷直流電機。
[0007]優(yōu)選地，所述電機控制系統(tǒng)還包括連接到控制電路模組的通訊模組，該通訊模組適于與外界設(shè)備進行通訊。
[0008]優(yōu)選地，所述電能裝置為鋰電池。
[0009]優(yōu)選地，所述電機控制系統(tǒng)還包括用戶顯示裝置，該用戶顯示裝置包括連接到所述控制電路模組的多個LED發(fā)光二極管。
[0010]在本發(fā)明的另一方面，還公開了一種用于電動工具的電機控制系統(tǒng)，包括電機、連接到該電機的控制電路模組，連接到控制電路模組并為所述電機控制系統(tǒng)提供電源的電能裝置、連接到控制電路模組的鎖定開關(guān)；以及連接到控制電路模組的主開關(guān)。
[0011]優(yōu)選地，所述電機為無刷直流電機。
[0012]優(yōu)選地，所述主開關(guān)包括多個互相并聯(lián)的子開關(guān)。
[0013]優(yōu)選地，所述電機控制系統(tǒng)還包括連接到控制電路模組的通訊模組，該通訊模組適于與外界設(shè)備進行通訊。
[0014]優(yōu)選地，所述電能裝置為鋰電池。
[0015]優(yōu)選地，所述電機控制系統(tǒng)還包括用戶顯示裝置，該用戶顯示裝置包括連接到所述控制電路模組的多個LED發(fā)光二極管。
[0016]本發(fā)明還公開了一種電機控制方法，包括以下步驟:閉合連接到控制電路模組的鎖定開關(guān)；在閉合所述鎖定開關(guān)的第一預定時間之后，閉合主開關(guān)；連接到所述控制電路模組的電機在第二預定時間內(nèi)軟啟動；以及所述電機進入預定工作模式。
[0017]優(yōu)選地，上述的主開關(guān)包括多個互相并聯(lián)的子開關(guān)；所述閉合主開關(guān)的步驟還包括閉合所述多個子開關(guān)中的任何一個以實現(xiàn)所述主開關(guān)的閉合。
[0018]本發(fā)明還公開了一種電機控制方法，包括以下步驟:使得電機工作于省電模式；監(jiān)測電機的工作電流；當該工作電流超過預定電流上限的時候，使得電機進入全速工作狀態(tài)；其中該電機在全速工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)速及效率分別大于該電機在省電模式下的轉(zhuǎn)速及效率。
[0019]本發(fā)明還公開了一種電機控制方法，包括以下步驟:使得電機工作于全速工作狀態(tài)；監(jiān)測電機的工作電流；當該工作電流低于預定電流下限的時候，使得電機進入省電模式；其中該電機在全速工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)速及效率分別大于該電機在省電模式下的轉(zhuǎn)速及效率。
【附圖說明】
[0020]參照本說明書的余下部分和附圖可以對本發(fā)明的性能和優(yōu)點作進一步的理解；這些附圖中同一個組件的標號相同。在某些情況下，子標記被放在某個標號與連字符后面以表示許多相似組件的其中一個。當提到某個標號但沒有特別寫明某一個已有的子標記時，就是指所有這些類似的組件。
[0021]圖1公開了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2公開了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機控制系統(tǒng)啟動電機的流程圖；
[0023]圖3公開了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機控制系統(tǒng)關(guān)閉電機的流程圖；以及
[0024]圖4公開了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電機控制系統(tǒng)改變電機工作模式的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明的實施例將對用于電動工具的電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和方法進行具體的描述。從以下的敘述可以輕易得知本發(fā)明的各個實施例所提供的其它不同的好處和優(yōu)點。
[0026]現(xiàn)在參見圖1，本發(fā)明的第一個實施例是用于剪草機的電機控制系統(tǒng)，包括電源20，連接到電源20的控制電路模組24、以及連接到控制電路模組24的電機28。這些部件優(yōu)選地布置于電動工具的殼體內(nèi)部，從而避免外界環(huán)境影響而得到保護。電機28可選地為無刷直流電機。控制電路模組24可選地包括微控制器，與之相連的存儲器等(未示出)。另一方面，該電機控制系統(tǒng)還包括物理位置上相隔距離較遠，但是仍然與控制電路模組24電連接的一系列用戶輸入/輸出設(shè)備。該用戶輸入/輸出設(shè)備包括主開關(guān)30、鎖定開關(guān)29、以及用戶顯示裝置32。主開關(guān)進一步包括多個互相并聯(lián)的子開關(guān)。用戶顯示裝置32進一步包括(此處未示出)多個LED發(fā)光二極管、以及顯示開關(guān)。
[0027]在圖1所示的電機控制系統(tǒng)中，電源20優(yōu)選地為可再充電電池，特別是36V的鋰電池。該電池既可以固定地安裝在電動工具上，也可以可移除地安裝在電動工具上。在后者的情況下，該電池可以取出而放置于專用的充電器中充電，然后再放入電動工具中使用?；蛘?，電動工具可以內(nèi)置有充電裝置，從而電池可以在置于電動工具中的情況下也得到充電。
[0028]另外，電機控制系統(tǒng)還包括連接到電機的電機檢測裝置(未示出)。電機檢測裝置連接到控制電路模組24以將電機運行時的實時參數(shù)例如轉(zhuǎn)速、電流等反饋給控制電路模組24。這將在下面的工作流程部分具體描述。
[0029]可選地，電機控制系統(tǒng)包括鑰匙系統(tǒng)22，以保證只有獲得授權(quán)的用戶(即具有鑰匙的用戶)能夠操作該電動工具?；蛘?，該鑰匙系統(tǒng)22也可以保證只有有經(jīng)驗的、知道該電動工具操作方法的用戶能夠使用該電動工具，而不是任何人都能夠使用。在沒有插入有效的鑰匙于鑰匙系統(tǒng)22的情況下，電源20無法與電機控制系統(tǒng)中的其它元件電氣聯(lián)通，因此整個系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)。
[0030]下面將介紹根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的用于電動工具的電機控制系統(tǒng)的工作方式。
[0031]首先參見圖2，在啟動剪草機進行工作的過程中，第一個步驟100是接通電源，即對電機控制系統(tǒng)進行加電。該步驟可選地是無需用戶操作的，因為電池位于剪草機內(nèi)部因此始終有電能提供給電機控制系統(tǒng)(雖然在停機期間電機并不會被供電)。接下來，步驟102中用戶按住鎖定開關(guān)29 (這里也稱為開關(guān)K5)并保持一第一預定時間不放手。在優(yōu)選實施例中該第一預定時間為0.1秒。如果控制電路模組24檢測不到用戶按下鎖定開關(guān)29，或者用戶保持按下鎖定開關(guān)29的時間太短，那么電機啟動過程不會繼續(xù)，而是回到初始加電狀態(tài)100。如果控制電路模組24檢測到用戶按住鎖定開關(guān)29并保持上述第一預定時間不放手，則進行到下一步驟104。在步驟104中，控制電路模組24檢測用戶是否按下主開關(guān)30中的任何一個子開關(guān)。在圖1中所示的子開關(guān)總共有4個，這里分別命名為K1、K2、K3、K4。如圖1所示這四個子開關(guān)K1、K2、K3