CN102715023B - 电动修枝剪 - Google Patents

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Abstract

本发明所揭示的电动修枝剪包含：机壳、位于机壳内的电机、与电机连接的传动装置、一对刀片组，以及安装于机壳上用于控制电机的扳机，所述一对刀片包含一个固定刀片和一个活动刀片，所述活动刀片在电机的驱动下作往复摆动，其特征在于，所述电动修枝剪还包含一个安装于机壳上的行程开关，所述行程开关至少包含两个状态，当行程开关处于第一状态时，活动刀片具有第一行程，当行程开关处于第二状态时，活动刀片具有不同于第一行程的第二行程。该修枝剪有效地克服了现有修枝剪在剪切细树枝时存在浪费时间和电量的缺陷。

Description

电动修枝剪
技术领域
本发明涉及一种电动修枝剪，尤其涉及一种具有多种行程的电动修枝剪。
背景技术
电动修枝剪作为一种园林类工具，因其外形小巧、携带方便而被广泛使用。电动修枝剪包含一对从机壳中伸出的刀片，其中一个刀片固定安装在机壳上，另一个刀片可枢转地与固定刀片连接，并且由电机驱动作往复摆动。当扣动扳机时，电机正转，带动活动刀片向着固定刀片摆动，从而剪切树枝，刀口闭合；当松开扳机时，电机反转，带动活动刀片向着离开固定刀片的方向摆动，刀口张开。
现有的电动修枝剪的活动刀片仅有一个行程，即只能在一个角度范围内摆动，其要么闭合、要么张开到最大角度。这样的修枝剪其刀口通常设计得较大，以便可以修剪稍微粗一点的树枝。然而，在现实的操作过程中，当修剪较细的树枝时，活动刀片的行程即摆动角度对于细树枝而言显得过大，活动刀片会先摆动过一个角度才接触到并剪切树枝，这样就会存在其中一段行程实质上是空行程，因此修剪工作显得比较慢，并且浪费了时间和电量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种具有双行程的电动修枝剪，两种行程分别适用于粗树枝和细树枝。当修剪粗树枝时，选用第一行程，活动刀片可张开到最大角度；当修剪细树枝时，选用第二行程，活动刀片只张开到中间角度位置，避免了空行程的出现，有效地节约了操作者的时间和电池的电量。
本发明所提供的电动修枝剪包含：机壳、位于机壳内的电机、与电机连接的传动装置、一对刀片，以及安装于机壳上用于控制电机的扳机，所述一对刀片包含一个固定刀片和一个活动刀片，所述活动刀片在电机的驱动下作往复摆动，其特征在于，所述电动修枝剪还包含一个安装于机壳上的行程开关，所述行程开关至少包含两个状态，当行程开关处于第一状态时，活动刀片具有第一行程，当行程开关处于第二状态时，活动刀片具有不同于第一行程的第二行程。
进一步地，所述行程是活动刀片的摆动角度，当行程开关处于第一状态时，活动刀片具有第一摆动角度，当行程开关处于第二状态时，活动刀片具有第二摆动角度，第一摆动角度大于第二摆动角度。
进一步地，所述机壳内装有三个用于感应活动刀片位置的位置传感器。
进一步地，所述传动装置包含减速齿轮箱和锥齿轮传动机构，锥齿轮传动机构包含主动齿轮和形状为扇形的从动齿轮，从动齿轮与活动刀片连接。
进一步地，所述从动齿轮上装有一磁铁
进一步地，所述三个位置传感器感应磁铁的位置。
进一步地，所述扳机安装于机壳的下侧，所述行程开关安装于机壳的上侧，其位置与扳机相对。
进一步地，所述行程开关为一推钮。
本发明所提供的电动修枝剪的使用方法，包含如下步骤：
当修剪粗树枝时，首先将行程开关设置在第一状态，
然后板动开关扳机，使得活动刀片在第一行程上运动；
当修剪细树枝时，将行程开关设置在第二状态，
然后板动开关扳机，使得活动刀片在第二行程上运动。
在电路方面，本发明所提供的电动修枝剪，包含微处理器、用于控制电机正反转的控制模块、电源模块，以及用于采集活动刀片位置的刀片位置信号采集模块，其特征在于，还包含一个用于采集行程开关状态的行程开关信号采集模块，所述行程开关至少可在两个状态之间转换，所述微处理器检测行程开关信号采集模块上的信号，从而控制活动刀片的行程。
本发明所提供的电动修枝剪的控制方法，包含如下步骤：
按下开关扳机，微处理器发出信号给控制模块，驱动电机转动，使得活动刀片闭合；
当微处理器检测到刀片位置信号采集模块上的闭合到位信号后，控制电机停止转动，直到开关扳机松开；
当开关扳机松开后，微处理器检测行程开关信号采集模块的信号，若行程开关位于大行程位置，则微处理器通过控制模块驱动电机向相反方向转动，使得活动刀片张开，直到检测到刀片位置信号模块上的刀片最大张开位置信号才停止；
若行程开关位于小行程位置，则微处理器通过控制模块驱动电机向相反方向转动，使得活动刀片张开，直到检测到刀片位置信号模块上的刀片中间张开位置信号才停止。
附图说明
图1是本发明所揭示的修枝剪的优选实施方式的立体图；
图2是图1所示修枝剪的内部构造的示意图；
图3是图2中PCB板的示意图；
图4是修枝剪的电路框图；
图5a是主控板的微处理器的电路原理图；
图5b是主控板的MOSFET控制模块的电路原理图；
图5c是主控板的DC-DC电源模块的电路原理图；
图5d是主控板的一部分的电路原理图；
图5e是主控板的另一部分的电路原理图；
图6是刀片位置信号采集模块的电路原理图；
图7是行程开关信号采集模块的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示，电动修枝剪10包含机壳1，该机壳1由两半机壳组成。在图2中，其中一半机壳被拆去，其清楚地显示了修枝剪10的内部构造。机壳1内装有电池2、电机3，以及传动装置。传动装置包含减速齿轮箱41和锥齿轮传动机构，锥齿轮传动机构包含主动齿轮42和从动齿轮43，从动齿轮43的形状为扇形。一对刀片5和6从机壳1中伸出，其中，固定刀片5通过螺栓固定安装于机壳1上，活动刀片6通过螺栓7可枢转地连接于固定刀片5上。活动刀片6的一端与从动齿轮43固定连接，因此其可以在电机3的驱动下沿箭头D的方向作往复摆动，实现刀口60的闭合和张开。
用于控制电机3的开关扳机81和锁定扳机82安装在机壳1的下侧，两个扳机之间具有互锁关系，即只有先按下锁定扳机82后，开关扳机81才能被按下。用于控制活动刀片6行程的行程开关9安装在机壳1的上侧，与开关扳机81位置相对，其具体表现为一推钮。行程开关9可在图中所示的A、B、C三个位置之间调节，当其处于A位置时，电池2不对电机3供电，开关扳机81不起作用；当其处于B位置时，动刀片6具有大行程，可以在一个较大的角度范围α内摆动，以便可以修剪较粗的树枝；当其处于C位置时，动刀片6具有小行程，只能在一个较小的角度范围β内摆动，用于修剪较细的树枝，见图2中的虚线所示。在本实施方案中，大行程的角度值α为30°，可以修剪直径为Φ15mm的粗树枝，小行程的角度值β为12°，用于修剪直径等于或小于Φ6mm的细树枝。
下面描述电动修枝剪10的行程控制原理。
如图2和图3所示，磁铁15安装于从动齿轮43上，跟随从动齿轮43一起运动。装有三个位置传感器11、12、13的PCB板14固定安装在机壳1内，并且靠近从动齿轮43，用于感应磁铁15的位置，也即活动刀片6的位置。在本实施方式中，位置传感器采用的是霍尔传感器。当位置传感器11感应到磁铁15时，说明活动刀片6处于闭合位置；当位置传感器12感应到磁铁15时，说明活动刀片6处于最大开口位置，即图2所示的实线位置；当位置传感器13感应到磁铁15时，说明活动刀片6处于中间开口位置，即图2所示的虚线位置。
如图4-7所示，电动修枝剪10的电路部分包含微处理器MCU及***电路20、MOSFET控制模块21、DC-DC电源模块22、刀片位置信号采集模块23、行程开关信号采集模块24，其中，MOSFET控制模块21用于控制电机3的正反转；刀片位置信号采集模块23通过位置传感器11、12、13和磁铁15来实现，当其中一个传感器感应到磁铁15后，发出信号给刀片位置信号采集模块23，从而获得活动刀片6位置信号；行程开关信号采集模块24用于采集行程开关9所处的位置。
当行程开关9位于A位置时，电源模块22不向微处理器MCU 20供电，修枝剪10处于断电状态。当行程开关9位于B或C位置时，电池2经电源模块22给MCU 20供电，修枝剪10处于通电状态。此时，扣动锁定扳机82和开关扳机81，MCU 20发出信号给MOSFET控制模块21，驱动电机3正转，使得活动刀片6向着固定刀片5摆动，刀口60闭合；当MCU 20检测到刀片位置信号采集模块23上的闭合到位信号后，控制电机3停止转动直到开关扳机81松开；当松开开关扳机81后，MCU 20先通过行程开关信号采集模块24判断行程开关9处于哪个位置上，若行程开关9位于大行程的B位置，则MCU 20通过MOSFET控制模块21驱动电机3反转使得活动刀片6向着相反方向摆动、刀口60张开，直到检测到刀片位置信号采集模块23上的刀片最大张开位置信号才停止。若行程开关9位于小行程的A位置，则MCU 20通过MOSFET控制模块21驱动电机3反转使得活动刀片6向着相反方向摆动，直到检测到刀片位置信号采集模块23上的刀片中间位置信号才停止。
在本实施方式中，电动修枝剪10在空载状态下，活动刀片6张开到最大开口位置需要的时间是0.8S，张开到中间开口位置需要的时间是0.5S。所以，在剪切细树枝时，如果使用者将行程开关设定在小行程的C位置，那么一个剪切动作(包含刀口张开和闭合)将会节省0.6S的时间，有效地提高了工作效率，解决了现有修枝剪在剪切细树枝时浪费时间和电量的问题。
以上所述为本发明的优选实施方式，其中揭示了具有双行程的电动修枝剪，即活动刀片具有大行程和小行程，其可以张开到最大开口位置，也可张开到中间开口位置，分别用于修剪粗树枝和细树枝。在其他实施方式中，基于本发明的发明构思，电动修枝剪也可设计成具有三种或者更多种行程，使得修枝剪的用途更加地细化。另外，活动刀片的位置感应方式也不限于上述的霍尔传感器和磁铁，利用光电开关或者行程开关等其他方式也可实现。再者，行程开关也可以采用电子式的揿钮，其包含两个状态，分别对应于大行程和小行程，行程开关信号采集模块用于采集行程开关所处的状态信息。

Claims (2)

1.一种电动修枝剪，包含：机壳、位于机壳内的电机、与电机连接的传动装置、一对刀片，以及安装于机壳上用于控制电机的扳机，所述一对刀片包含一个固定刀片和一个活动刀片，所述活动刀片在电机的驱动下作往复摆动，其特征在于，所述电动修枝剪还包含一个安装于机壳上的行程开关，所述行程开关包含三个状态，当行程开关处于第一状态时，所述修枝剪处于断电状态，当行程开关处于第二状态时，活动刀片具有第一行程，当行程开关处于第三状态时，活动刀片具有不同于第一行程的第二行程。
2.如权利要求1所述的电动修枝剪，其特征在于，所述行程是活动刀片的摆动角度，当行程开关处于第二状态时，活动刀片具有第一摆动角度，当行程开关处于第三状态时，活动刀片具有第二摆动角度，第一摆动角度大于第二摆动角度。
3. 如权利要求1所述的电动修枝剪，其特征在于，所述机壳内装有三个用于感应活动刀片位置的位置传感器。
4.   如权利要求3所述的电动修枝剪，其特征在于，所述传动装置包含减速齿轮箱和锥齿轮传动机构，锥齿轮传动机构包含主动齿轮和形状为扇形的从动齿轮，从动齿轮与活动刀片连接。
5.   如权利要求4所述的电动修枝剪，其特征在于，所述从动齿轮上装有一磁铁。
6.   如权利要求5所述的电动修枝剪，其特征在于，所述三个位置传感器感应磁铁的位置。
7.   如权利要求1所述的电动修枝剪，其特征在于，所述扳机安装于机壳的下侧，所述行程开关安装于机壳的上侧，其位置与扳机相对。
8.   如权利要求7所述的电动修枝剪，其特征在于，所述行程开关为一推钮。
9.   如权利要求1的电动修枝剪的使用方法，包含如下步骤：
当修剪粗树枝时，首先将行程开关设置在第二状态，
然后板动开关扳机，使得活动刀片在第一行程上运动；
当修剪细树枝时，将行程开关设置在第三状态，
然后板动开关扳机，使得活动刀片在第二行程上运动。
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