CN103624030B - 电动作业机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动作业机，其包括：输入部件；控制单元，其构造为根据所述输入部件的操作量来控制电机；以及开关部件；其中，当对所述开关部件执行了预定操作时，所述控制单元变换到固定控制模式，在该模式中，根据在对所述开关部件执行了预定操作时所述输入部件的操作量来控制电机，而与对所述开关部件执行了所述预定操作之后所述输入部件的操作量无关。

Description

电动作业机

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年8月20日提交的日本专利申请第2012-181348号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的各个方面涉及根据诸如扳机开关的输入部件的操作量来控制电机的诸如风机的电动作业机。

背景技术

已知吹除灰尘等以进行清洁的无绳便携式风机(例如，见JP-A-2009-91908)。在无绳便携式风机中，以如下方式执行清洁操作：电池组的电力驱动置于主体内的电机以使风扇转动，从而使所产生的气流通过喷嘴从出气口喷出。工人在握住风机手柄部件的状态下进行清洁操作。通常，为了吹除地面上的灰尘等，工人在使喷嘴倾斜地向前和向下偏转的状态下握住风机的主体，并且使主体左右摇摆以使喷嘴左右摇摆，从而吹除灰尘等。同时，还存在一种还能够收集灰尘的风机。此外，在具有风量控制功能的风机中，通过以按照工人勾动扳机开关的勾动量(勾动值)的转速来驱动电机来使风扇转动。即，工人能够通过控制扳机开关的勾动量来以期望的风量控制风机。

由于工人试图长时间以恒定风量来驱动上述风机时，他需要长时间地将扳机开关的勾动量保持恒定，从而存在工人的手指疲劳或在改变主体的姿态时难以握住主体的问题。作为解决该问题的手段，可以构想到提供一种机械固定装置，用以即使在工人将其手指离开扳机开关时也能够防止扳机开关返回初始位置。然而，这样的固定装置导致风机结构复杂并且其成为成本增加的一个因素。

发明内容

考虑到上述情况提出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种电动作业机，其中，即使在工人没有连续地将输入部件保持为恒定操作量时也能够不依赖机械固定装置地持续进行根据输入部件的操作量的控制。

根据本发明的一个方面，提供了一种电动作业机，包括：输入部件；控制单元，其构造为根据所述输入部件的操作量来控制电机；以及开关部件；其中，当对所述开关部件执行了预定操作时，所述控制单元变换到固定控制模式，在该模式中，根据在对所述开关部件执行了预定操作时所述输入部件的操作量来控制电机，而与对所述开关部件执行了所述预定操作之后所述输入部件的操作量无关。

根据本发明，可以实现这样的一种电动作业机，其中，即使在工人没有将输入部件持续保持在恒定操作量时，也能够不依赖于机械固定装置地持续执行根据输入部件的操作量的控制。

附图说明

图1是根据本发明示例实施例的无绳便携式风机的侧视截面图；

图2是图1所示的无绳便携式风机的框图；

图3是示出示例实施例中的变换到固定控制模式以及释放固定控制模式的示例流程的时序图；

图4是示出示例实施例中与无刷电机1的转速相对应的噪声值的示例性特性图(部分1)；

图5是示出示例实施例中与无刷电机1的转速相对应的噪声值的示例性特性图(部分2)；以及

图6是示出图1所示的无绳便携式风机的操作的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的一个优选实施例。在全部附图中对相同或相似的部件赋予相同或相似的参考标号，并省略其重复描述。此外，示出该实施例并不旨在限制本发明。应该理解，该实施例中描述的所有特征及其组合不是必须被看做是本发明必不可少的部分。

图1是根据本发明示例实施例的无绳便携式风机的侧视截面图。无绳便携式风机包括无刷电机1、风扇2和作为控制单元的微计算机4，它们设置在主体外壳3的内部。在主体外壳3的手柄部件3a(手握部件)中，作为输入部件的示例的扳机开关5(速度控制扳机开关)设置在其食指侧，而作为开关部件示例的轻触开关6设置在其拇指侧。作为电池的电池组7在手柄部分3a的后方可拆卸地安装至主体外壳3。进气口8设置在主体外壳3的后端(图1的左端)，而出气口9设置在主体外壳3的前端(图1的右端)。喷嘴10附接至出气口9。当工人勾动扳机开关5时，从电池组7向无刷电机1提供电力，从而使无刷电机1转动，以及通过例如与无刷电机1一体转动的风扇2产生气流，并且从进气口8吸入的空气被经由喷嘴10从出气口9吹向外部。

图2是图1所示的无绳便携式风机的框图。电机控制电路11是例如包括多个开关元件(FET等)的逆变器电路，并且其将由电池组7提供的DC电力转换成AC电力以将变换后的AC电力供给无刷电机1。转速检测传感器12检测无刷电机1的转速(以及转动位置)。模式指示LED 13是通知装置的一个示例，其向工人通知包括当前控制模式在内的信息(该控制控制模式是否为后面描述的固定控制模式)。微计算机4检测扳机开关5的勾动量(操作量)，并基于该勾动量向电机控制电路11提供驱动信号(例如，PWM信号)。在恒转动控制的情况下，微计算机4在监控转速检测传感器12的检测信号的同时向电机控制电路11提供驱动信号，使得电机具有根据扳机开关5的勾动量的转速。例如，通过控制施加给电机控制电路11的驱动信号的占空比来执行转速的控制。

当对轻触开关6执行预定操作(例如，短的推动操作)时，微计算机4变换至固定控制模式。具体地，微计算机4监控连接至轻触开关6的端子的电压并在该端子的电压由于该预定操作而改变时(即，当向该端子输入预定电信号(开/关信号)时)变换至固定控制模式。在固定控制模式中，微计算机4根据在对轻触开关6执行预定操作时(即，恰在变换至固定控制模式之前)扳机开关5的勾动量来控制无刷电机1(控制施加给电机控制电路11的驱动信号)，而与在对轻触开关6执行预定操作之后扳机开关5的勾动量无关。

图3是示出示例实施例中的变换到固定控制模式以及释放固定控制模式的示例流程的时序图。工人在时刻t0开始勾动扳机开关5，操作扳机开关5直到获得了预定的勾动量(风量)，然后在时刻t 1对轻触开关6执行预定操作。然后，微计算机4变换至固定控制模式。在图3所示的示例中，尽管工人在固定控制模式期间(时刻t 1到t4)改变扳机开关5的勾动量，但是由于微计算机处于固定控制模式，因此风量恒定而不改变。工人使得扳机开关5的勾动量在时刻t2处为零。此处，由于扳机开关5被偏置以使其勾动量变为零(返回初始状态)，因此当工人将其手指离开扳机开关5时，扳机开关5的勾动量自然变为零。微计算机4检测到扳机开关5的勾动量为零。然后，工人在时刻t3开始再次勾动扳机开关5，并且微计算机4检测到扳机开关5在时刻t4的勾动量等于或大于扳机开关在时刻t 1的勾动量。此处，作为一个示例，固定控制模式的释放条件可以是扳机开关5的勾动量在固定控制模式期间变为零，然后扳机开关5的勾动量变为等于或大于扳机开关恰在变换为固定控制模式之前的勾动量。为此，微计算机4释放固定控制模式并返回其中根据扳机开关5的当前勾动量对无刷电机1进行控制的正常控制模式。此处，固定控制模式的释放条件可以是扳机开关5的勾动量等于或大于预设勾动量，而不是大于或等于扳机开关恰在变换为固定控制模式之前的勾动量。在图3的示例中，释放固定控制模式之后工人使扳机开关5返回初始位置，从而完成操作。同时，可以通过在执行固定操作模式期间再次对轻触开关6执行预定操作来释放固定控制模式，并可以随之使风量为零。

图4是示出示例实施例中与无刷电机1的转速相对应的噪声值的示例性特性图(部分1)。将参照图4描述固定控制模式中转速的固定禁止范围(固定禁止转速)。通常，存在这样的关联性：即，无刷电机1的转速越高(即，风扇2的转速越高)，则风机的噪声越大。然而，由于诸如固有振动的因素，存在其中噪声值相比于附近转速显著更大的转速或转速范围。为此，在本实施例中，将相比于附近转速而言噪声值显著更大的转速的接近转速被定义为固定控制模式中的转速的固定禁止范围。

图5是示出示例实施例中与无刷电机1的转速相对应的噪声值的示例性特性图(部分2)。图5中，水平轴相较于图4被放大并且仅示出了一个固定禁止范围。在当对轻触开关6执行了预定操作时无刷电机1的转速处于该固定禁止范围内的情况下，微计算机4将无刷电机1的转速从对轻触开关6执行了预定操作时的转速改变为替代转速(微计算机4将无刷电机1的转速固定为固定控制模式中的替代转速)，如图5所示。例如，该替代转速被定义为处于固定禁止范围之外且与对轻触开关6执行预定操作时无刷电机1的转速最接近。在此情况下，当转速改变为替代转速时是变高还是变低时刻都在变化。同时，为了使当转速改变为替代转速时是变高还是变低统一，可以将替代转速定义在固定禁止范围之外，并且靠近固定禁止范围的上限或下限。

图6是示出图1所示的无绳便携式风机的操作的流程图。当工人勾动扳机开关5时，无绳便携式风机开始工作(S1)。在变换到固定控制模式之前，微计算机4在其中无刷电机1被根据扳机开关5的当前勾动量进行控制的正常模式下工作(S2中的否)。当工人对轻触开关6执行了预定操作时(S2中的是)，微计算机4变换至固定控制模式。即，在利用来自转速检测传感器12的信号检测在无刷电机1在工人对轻触开关6执行预定操作时的转速、且转速处于固定禁止范围之内(即，转速是固定禁止转速)的情况下(S3中的是)，转速被改变并被固定为非固定禁止转速但与其最接近的转速(S4)。当转速处于固定禁止范围之外时(S3中的否)，转速固定而不改变(S5)。固定控制模式持续直到再次操作轻触开关6或直到满足固定控制模式的释放条件(S6中的否和S7中的否)。同时，当工人在执行固定控制模式期间再次操作轻触开关6时(S6中的是)，微计算机4使无刷电机1停止，即，使无绳便携式风机的工作停止(S8)。此外，当工人将扳机开关5返回至初始位置，然后进一步勾动扳机开关5以超过恰在变换至固定控制模式前的位置，从而使得在执行固定控制模式期间满足了固定控制模式的释放条件时(S7中的是)，释放固定控制模式(S9)。在释放了固定控制模式后，使微计算机4以其中根据扳机开关5的当前勾动量控制无刷电机1的正常模式来操作。

根据上述实施例，可以获得如下效果。

(1)在上述实施例中，微计算机4响应于对轻触开关6执行的预定操作而变换至固定控制模式，并且根据在对轻触开关6执行预定操作时扳机开关5的勾动量来控制处于固定控制模式的无刷电机1。因此，即使在工人没有以恒定勾动量(操作量)持续保持扳机开关5时，也可以连续地执行根据上述操作量的控制，而无需机械固定扳机开关5。此外，关于该构造，由于只需添加轻触开关6，因此很方便并且能够降低成本。

(2)由于将相比于附近转速其噪声显著更大的转速的邻近转速定义为固定控制模式中转速的固定禁止范围，因此可以降低固定控制模式中的噪声。

尽管已经结合本发明的各实施例进行了描述，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和变化。下面将描述其变化。

输入部件不限于示例性实施例中描述的扳机开关5，而可以是诸如节流阀手柄的任何其他输入装置。

开关部件不限于示例性实施例中描述的轻触开关6，而可以是任何其他开关。

电机不限于示例性实施例中描述的无刷电机1，而可以是有电刷的电机，只要该电机能够根据输入部件的操作量进行控制即可。

微计算机4对无刷电机1的控制不限于根据扳机开关5的勾动量进行的转速控制，而可以是根据扳机开关5的勾动量的任何其他控制(诸如电流控制或输出控制)。在此情况下，无刷电机1被控制为使得负载电流或输出在固定控制模式中恒定。

电动作业机不限于示例性实施例中描述的无绳便携式风机，而可以是任何电动工具，诸如电动灌木铲除机、电动吸尘器、砂带抛光机或旋转带锯。

本发明提供了如下示例性的非限制性方面：

(1)在第一方面中，提供了一种电动作业机，其包括：输入部件；控制单元，其构造为根据所述输入部件的操作量来控制电机；以及开关部件；其中，当对所述开关部件执行了预定操作时，所述控制单元变换到固定控制模式，在该模式中，根据在对所述开关部件执行了预定操作时所述输入部件的操作量来控制电机，而与对所述开关部件执行了所述预定操作之后所述输入部件的操作量无关。

(2)在第二方面中，提供了根据第一方面的电动作业机，其中，所述控制单元以与所述输入部件的操作量相对应的转速来控制所述电机转动。

(3)在第三方面中，提供了根据第二方面的电动作业机，其中，对所述电机在所述固定控制模式中的转速设置了固定禁止范围。

(4)在第四方面中，提供了根据第二或第三方面的电动作业机，其中，如果在执行所述预定操作时所述电机的转速处于所述固定禁止范围内，则所述电机在所述固定禁止范围内的转速被固定为替代转速，所述替代转速位于所述固定禁止范围之外并且接近于在执行所述预定操作时所述电机的转速。

(5)在第五方面中，提供了根据第一至第四方面中任一方面的的电动作业机，其中，如果在执行所述固定控制模式期间所述输入部件返回初始位置、并随后以等于或大于在变换至所述固定控制模式时所述输入部件的操作量的操作量来操作所述输入部件，则释放所述固定控制模式。

(6)在第六方面中，提供了根据第一至第五方面中任一方面的的电动作业机，其中，所述输入部件向初始位置偏置。

(7)在第七方面中，提供了根据第一至第六方面中任一方面的的电动作业机，其中，通过操作所述开关部件来将电信号发送至所述控制单元。

上述各部件及其变型在方法和***的任意组合都还有效地作为本发明的一个方面。

Claims (3)

1.一种电动作业机，包括：

控制单元，其构造为以设定转速控制无刷电机；

电机控制电路，其包括开关部件；

输入部件，其构造为当用户操作所述输入部件时向所述无刷电机供应电力从而使所述无刷电机旋转，以及还构造为由用户可操作以对转速进行设定；

其中所述控制单元构造为以与所述输入部件的***作位置相对应的设定转速来控制所述无刷电机，以使得即使所述输入部件未被用户操作时也维持设定转速，

其中，当与所述输入部件的***作位置相对应的设定转速位于其中噪声值相比于附近转速的噪声值变大的预定转速范围内时，所述控制单元构造为通过控制施加至所述电机控制电路的驱动信号的占空比来以替代转速控制所述无刷电机，所述替代转速设置为避开所述预定转速范围，

其中，在所述输入部件能够设定的最大转速和所述输入部件能够设定的最小转速之间，存在其中噪声值相比于附近转速的噪声值变大的多个预定转速范围，并且

其中，在所述控制单元控制所述无刷电机以使得所述输入部件未被用户操作时维持设定转速的状态下，通过对所述输入部件进行操作，所述无刷电机能够被停止。

2.根据权利要求1所述的电动作业机，

其中，如果设定转速处于所述预定转速范围内，则所述控制单元构造为以位于所述预定转速范围之外但是最接近所述预定转速范围的替代转速来控制所述无刷电机。

3.根据权利要求1中所述的电动作业机，

其中，所述输入部件向初始位置偏置。