CN105515461A - 基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法 - Google Patents

基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105515461A
CN105515461A CN201510378979.0A CN201510378979A CN105515461A CN 105515461 A CN105515461 A CN 105515461A CN 201510378979 A CN201510378979 A CN 201510378979A CN 105515461 A CN105515461 A CN 105515461A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
moment
rotating speed
motor output
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510378979.0A
Other languages
English (en)
Inventor
刘国建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201510378979.0A priority Critical patent/CN105515461A/zh
Publication of CN105515461A publication Critical patent/CN105515461A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明涉及电动工具和园林工具领域,具体为一种基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法。基于无刷电机的智能化电动工具控制***,包括调节模块、力矩和转速双调节控制程序模块、电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块,所述调节模块提供不同力矩和转速的选择,所述力矩和转速双调节控制程序模块读取并处理调节模块发送的信息,所述电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块读取力矩和转速双调节控制程序模块发送的控制信息并分别控制电机的输出力矩和输出转速,本发明能够根据不同场合的应用需求,自行选择力矩和转速,调节灵活方便,实现一机多能,便于不同场合的应用。

Description

基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动工具和园林工具领域,具体为一种基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法。
背景技术
目前市场上出售的电动工具和园林工具,例如电钻、电动扳手、角磨机、电锤、电镐、水钻、电动剪草机和电动高枝锯等,其大多数为转速和力矩均固定的单一功能产品,但在实际应用中,根据应用对象的不同,对工具的转速和力矩要求也会不同,这就存在一些需要调节工具转速和力矩的应用场合,例如,使用电钻钻大小不同的孔时,需要调节电钻力矩;使用角磨机进行抛光、打磨、切割、开槽等作业时,每种作业对角磨机转速和力矩的要求均不同,需要同时调节转速和力矩;使用电动扳手,拧紧或松开不同直径的螺丝,需要调节电动扳手力矩。
在上述应用场合,作业人员一般采用以下两种解决方案:
1.更换不同的工具进行作业以满足使用需求,这种方式不仅使工作变得非常繁琐,影响工作效率,而且在日常施工场合,摆放多种电动工具,容易出现电线缠绕,工具难找,误接通工具电源等情况,不便于作业现场管理,存在安全隐患问题。
2.使用同一种工具凭经验作业(如用电钻钻孔时,打不同的孔,使用同一电钻,凭手感操作电钻作业)或者配以不同的工具头进行作业(如用角磨机进行抛光、切割、开槽等作业时,用同一角磨机配以不同规格的刀片或锯片进行作业),这种方式存在损伤工具、实施效果不理想等问题。
虽然针对上述问题,行业内开发出一些转速可调或力矩补偿的电动工具和园林工具,但一般采用机械减速调节的方法,只能实现非常有限的简单调节,往往达不到实际使用场合所需的效果。在某些场合所使用的特殊工具虽然可以采用离合器方式来实现比较理想的减速比调节,但因其结构复杂,成本居高不下,也无法在电动工具和园林工具上普遍应用。
而力矩和转速作为电动工具或园林工具的关键性能参数,是否能够对其调节在实际应用中十分重要。力矩代表的是“能不能”,转速代表的是“快不快”,例如,我们使用一个电动工具,首先要判断的是它的力矩参数是否能够满足这项工作的力矩要求,其次才会判断它的转速参数,转速高,单位时间内完成的工作多,效率高,转速低,则效率低。随着电动工具和园林工具的不断发展,人们对电动工具和园林工具的性能要求会越来越高,单一功能、单调节、调节存在缺陷的产品必然无法满足使用需求,力矩和转速双调节的多功能产品也必然成为今后的发展趋势。
从以上描述可以看出,在现有电动工具或园林工具转速和力矩的调节控制问题上,传统的解决方案都存在一些难以克服的缺陷,而力矩和转速双调节的电动工具作为今后电动工具和园林工具的发展趋势,使得我们必须开发出一种更加优化的解决方案。
发明内容
针对现有技术中,传统电动工具和园林工具存在的力矩和转速的调节控制问题,本发明提供一种力矩和转速能够双调节且基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:基于无刷电机的智能化电动工具控制***,包括调节模块、力矩和转速双调节控制程序模块、电机输出力矩控制模块、电机输出转速控制模块,所述调节模块提供不同力矩和转速的选择,所述力矩和转速双调节控制程序模块读取并处理调节模块发送的信息,所述电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块读取力矩和转速双调节控制程序模块发送的控制信息并分别控制电机的输出力矩和输出转速。
工作时,用户根据自己的需求,在调节模块对工具的输出力矩和输出转速进行选择,力矩和转速双调节控制程序模块读取用户选择的力矩和转速信息并将其分别转换为电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块的控制信息,电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块收到控制信息后控制电机以用户选择的力矩和转速输出。
从以上描述可以看出,本技术方案具有以下优点:用户可以自行选择所需的电机输出力矩和输出转速,调节十分方便,便于多种场合的应用,实现一机多能。
作为优选,所述电机输出力矩控制模块通过控制电机的电流环来控制电机的输出力矩。
作为优选,所述电机输出转速控制模块通过控制电机的PWM占空比来控制电机的输出转速。
作为优选,所述调节模块包括预置工作模式模块若干,所述预置工作模式模块提供力矩和转速已匹配好的工作模式选择;调节模块为智能模式,用户只需根据自己的应用场合,选择相应的工作模式即可。
作为优选,所述调节模块包括力矩调节模块和转速调节模块,所述力矩调节模块提供不同力矩的选择,所述转速调节模块提供不同转速的选择;调节模块为手动模式,用户根据自己的需要选择分别选择力矩范围和转速范围,调节方便,力矩和转速匹配灵活。
作为改进,所述调节模块既包括预置工作模式模块若干,也包括力矩调节模块和转速调节模块;智能模式和手动模式并存,功能强大,应用场合更广。
作为改进,在具有力矩调节模块和转速调节模块的基础上,还包括自学习模式模块,所述自学习模式模块用于读取用户分别在力矩调节模块和转速调节模块设置的力矩和转速信息,并将其存储为固定的工作模式信息发送给力矩和转速双调节控制程序模块;根据使用习惯,用户可以将经常使用或者使用效果最佳的力矩和转速组合通过自学习模式模块设定存储成固定的工作模式,使用时,一键选择,免去分别设置力矩调节模块和转速调节模块的繁琐。
作为优选,所述自学习模式模块还具有删除功能,用于删除已存储的工作模式信息;可删除已存储工作模式,重新配置新的工作模式,便于重复使用。
基于上述方案的控制方法是:
一种基于无刷电机的智能化电动工具控制***的控制方法,步骤包括:
A.用户在力矩调节模块和转速调节模块分别选择所需要的力矩和转速或者在力矩和转速已匹配好的预置工作模式模块选择所需要的工作模式;
B.力矩和转速双调节控制程序模块实时读取用户选择的力矩和转速信息,并将其分别转换成电机输出力矩控制模块的控制信息和电机输出转速控制模块的控制信息;
C.电机输出力矩控制模块读取力矩和转速双调节控制程序模块发送的控制信息并控制电机以用户选择的力矩输出,同时电机输出转速控制模块读取力矩和转速双调节控制程序模块发送的控制信息并控制电机以用户选择的转速输出;
D.需要切换工作模式时,用户重复A步骤,力矩和转速双调节控制程序模块实时读取用户选择的力矩和转速信息,生成新的控制信息,分别传输给电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块;
E.在电机输出力矩控制模块和电机输出转速控制模块的控制下,电机以新的力矩和转速输出。
从以上描述可以看出,本发明所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***的控制方法,具有以下优点:用户可以根据应用需求,控制电机的输出力矩和输出转速,操作简单,控制灵活多变,便于不同场合的应用。
附图说明
图1是本发明具体实施例1的结构示意图;
图2是本发明具体实施例2的结构示意图;
图3是本发明具体实施例3的结构示意图;
附图标记:1、调节模块,2、力矩和转速双调节控制程序模块,3、电机输出力矩控制模块,4、电机输出转速控制模块,5、预置工作模式模块,6、力矩调节模块,7、转速调节模块,8、自学习模式模块。
具体实施方式
结合图1,详细说明本发明的具体实施例1,但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1所示,基于无刷电机的智能化电动工具控制***,包括预置工作模式模块5若干、力矩和转速双调节控制程序模块2、电机输出力矩控制模块3、电机输出转速控制模块4,所述预置工作模式模块5提供力矩和转速已匹配好的工作模式选择,所述力矩和转速双调节控制程序模块2读取并处理预置工作模式模块5发送的信息,所述电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4读取力矩和转速双调节控制程序模块2发送的控制信息并分别控制电机的输出力矩和输出转速。
对电动工具的不同使用场合的转速和力矩的需求进行分析整理,将不同的转速和力矩的组合信息写入不同的预置工作模式模块,不同模块对应不同的应用场合,使用时,用户只需选择模块即可,智能方便。
预置工作模式模块举例如下表:
模块 力矩(N·m) 转速(r/min) 应用场合
模块一 1.5 3000 抛光
模块二 1 5000 开槽
模块三 0.75 7500 切割
模块四 0.5 10000 打磨
表中数值只做举例用,无实际意义。
使用时,用户根据需求选择所需的预置工作模式模块5,力矩和转速双调节控制程序模块2实时读取用户选择的模式信息(包括力矩和转速信息)并将其转换成电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4的控制信息,电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4收到控制信息后控制电机以用户选择的工作模式输出。
此种实施例为控制***的智能模式,用户可以在力矩和转速已匹配好的多种工作模式中自行选择,一机多能,便于不同场合的应用。
结合图2,详细说明本发明的具体实施例2,但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图2所示,基于无刷电机的智能化电动工具控制***,包括力矩调节模块6、转速调节模块7、力矩和转速双调节控制程序模块2、电机输出力矩控制模块3、电机输出转速控制模块4和自学习模式模块8,所述力矩调节模块6提供不同力矩的选择,所述转速调节模块7提供不同转速的选择,所述力矩和转速双调节控制程序模块2读取并处理力矩调节模块6、转速调节模块7发送的信息,所述电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4读取力矩和转速双调节控制程序模块2发送的控制信息并分别控制电机的输出力矩和输出转速,所述自学习模式模块8用于读取用户分别在力矩调节模块6和转速调节模块7设置的力矩和转速信息,并将其存储为固定的工作模式信息发送给力矩和转速双调节控制程序模块2,所述自学习模式模块8还具有删除功能,用于删除已存储的工作模式信息。
力矩调节模块6能够选择一定范围的力矩值,例如0.1N·m~1N·m。
转速调节模块7能够选择一定范围的转速值,例如1000r/min~10000r/min。
使用时,用户根据需求在力矩调节模块6和转速调节模块7分别选择所需的力矩值和转速值,力矩和转速双调节控制程序模块2实时读取用户选择的力矩和转速信息并将其转换成电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4的控制信息,电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4收到控制信息后,控制电机以用户选择的力矩和转速输出。
此种实施例为控制***的手动模式,用户可以根据自身需求在一定范围内任意选择力矩和转速,调节更方便,力矩和转速匹配更灵活,应用场合更广。
同时,用户还可根据自己的使用习惯,将常用的或者使用效果最佳的力矩和转速组合通过自学习模式模块8设定存储成固定的工作模式,使用时,一键选择,免去分别设置力矩调节模块6和转速调节模块7的繁琐。当所存储的工作模式不再需要时,用户可以使用自学习模式模块8的删除功能将已存储的工作模式信息删除,然后重新配置新的工作模式信息。
结合图3,详细说明本发明的具体实施例3,但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图3所示,基于无刷电机的智能化电动工具控制***,包括预置工作模式模块5若干、力矩调节模块6、转速调节模块7、力矩和转速双调节控制程序模块2、电机输出力矩控制模块3、电机输出转速控制模块4和自学习模式模块8,所述预置工作模式模块5提供力矩和转速已匹配好的工作模式选择,所述力矩调节模块6提供不同力矩的选择,所述转速调节模块7提供不同转速的选择,所述力矩和转速双调节控制程序模块2读取并处理预置工作模式模块5、力矩调节模块6和转速调节模块7发送的信息,所述电机输出力矩控制模块3和电机输出转速控制模块4读取力矩和转速双调节控制程序模块2发送的控制信息并分别控制电机的输出力矩和输出转速,所述自学习模式模块8用于读取用户分别在力矩调节模块6和转速调节模块7设置的力矩和转速信息,并将其存储为固定的工作模式信息发送给力矩和转速双调节控制程序模块2,所述自学习模式模块8还具有删除功能,用于删除已存储的工作模式信息。
此实施例为实施例1和实施例2的组合,控制***既具有智能模式又具有手动模式,同时还有自学习模式,功能更强大,调节更灵活,便于各种场合的应用。
综上所述,本发明具有以下优点:
本发明能够根据不同场合的应用需求,自行选择力矩和转速,调节灵活方便,实现一机多能,便于不同场合的应用。
可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:包括调节模块(1)、力矩和转速双调节控制程序模块(2)、电机输出力矩控制模块(3)、电机输出转速控制模块(4),所述调节模块(1)提供不同力矩和转速的选择,所述力矩和转速双调节控制程序模块(2)读取并处理调节模块(1)发送的信息,所述电机输出力矩控制模块(3)和电机输出转速控制模块(4)读取力矩和转速双调节控制程序模块(2)发送的控制信息并分别控制电机的输出力矩和输出转速。
2.根据权利要求1所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:所述电机输出力矩控制模块(3)通过控制电机的电流环来控制电机的输出力矩。
3.根据权利要求1所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:所述电机输出转速控制模块(4)通过控制电机的PWM占空比来控制电机的输出转速。
4.根据权利要求1所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:所述调节模块(1)包括预置工作模式模块(5)若干,所述预置工作模式模块(5)提供力矩和转速已匹配好的工作模式选择。
5.根据权利要求1所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:所述调节模块(1)包括力矩调节模块(6)和转速调节模块(7),所述力矩调节模块(6)提供不同力矩的选择,所述转速调节模块(7)提供不同转速的选择。
6.根据权利要求4所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:所述调节模块(1)还包括力矩调节模块(6)和转速调节模块(7),所述力矩调节模块(6)提供不同力矩的选择,所述转速调节模块(7)提供不同转速的选择。
7.根据权利要求5或6所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:还包括自学习模式模块(8),所述自学习模式模块(8)用于读取用户分别在力矩调节模块(6)和转速调节模块(7)设置的力矩和转速信息,并将其存储为固定的工作模式信息发送给力矩和转速双调节控制程序模块(2)。
8.根据权利要求7所述的基于无刷电机的智能化电动工具控制***,其特征在于:所述自学习模式模块(8)还具有删除功能,用于删除已存储的工作模式信息。
9.一种基于无刷电机的智能化电动工具控制***的控制方法,步骤包括:
A.用户在力矩调节模块(6)和转速调节模块(7)分别选择所需要的力矩和转速或者在力矩和转速已匹配好的预置工作模式模块(5)选择所需要的工作模式;
B.力矩和转速双调节控制程序模块(2)实时读取用户选择的力矩和转速信息,并将其分别转换成电机输出力矩控制模块(3)的控制信息和电机输出转速控制模块(4)的控制信息;
C.电机输出力矩控制模块(3)读取力矩和转速双调节控制程序模块(2)发送的控制信息并控制电机以用户选择的力矩输出,同时电机输出转速控制模块(4)读取力矩和转速双调节控制程序模块(2)发送的控制信息并控制电机以用户选择的转速输出;
D.需要切换工作模式时,用户重复A步骤,力矩和转速双调节控制程序模块(2)实时读取用户选择的力矩和转速信息,生成新的控制信息,分别传输给电机输出力矩控制模块(3)和电机输出转速控制模块(4);
E.在电机输出力矩控制模块(3)和电机输出转速控制模块(4)的控制下,电机以新的力矩和转速输出。
CN201510378979.0A 2015-07-01 2015-07-01 基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法 Pending CN105515461A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510378979.0A CN105515461A (zh) 2015-07-01 2015-07-01 基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510378979.0A CN105515461A (zh) 2015-07-01 2015-07-01 基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105515461A true CN105515461A (zh) 2016-04-20

Family

ID=55723189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510378979.0A Pending CN105515461A (zh) 2015-07-01 2015-07-01 基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105515461A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109173185A (zh) * 2018-04-11 2019-01-11 北京慧动众人科技有限公司 一种快速配置跑步机电机控制参数的方法和***
CN113098344A (zh) * 2019-12-23 2021-07-09 苏州宝时得电动工具有限公司 电动工具
CN114614703A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 广东新比克斯实业股份有限公司 基于电力输出管控智能化电动工具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0356084A (ja) * 1989-07-24 1991-03-11 Fanuc Ltd 減速器付きモータにより被駆動体に加わる実トルク測定方法及び位置と力のハイブリット制御方法
CN101231507A (zh) * 2008-01-15 2008-07-30 中国端子电业股份有限公司 可自我学习的电动工具
CN103023422A (zh) * 2011-09-20 2013-04-03 株式会社牧田 电动工具
CN103248294A (zh) * 2013-04-28 2013-08-14 天津大学 无位置传感器直流无刷电机双闭环调速控制方法
CN104220218A (zh) * 2012-03-29 2014-12-17 日立工机株式会社 电动工具及使用该电动工具的紧固方法
CN104516274A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 南京德朔实业有限公司 一种电动工具及螺纹件紧固程度控制方法
CN204886757U (zh) * 2015-07-01 2015-12-16 刘国建 基于无刷电机的智能化电动工具控制***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0356084A (ja) * 1989-07-24 1991-03-11 Fanuc Ltd 減速器付きモータにより被駆動体に加わる実トルク測定方法及び位置と力のハイブリット制御方法
CN101231507A (zh) * 2008-01-15 2008-07-30 中国端子电业股份有限公司 可自我学习的电动工具
CN103023422A (zh) * 2011-09-20 2013-04-03 株式会社牧田 电动工具
CN104220218A (zh) * 2012-03-29 2014-12-17 日立工机株式会社 电动工具及使用该电动工具的紧固方法
CN103248294A (zh) * 2013-04-28 2013-08-14 天津大学 无位置传感器直流无刷电机双闭环调速控制方法
CN104516274A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 南京德朔实业有限公司 一种电动工具及螺纹件紧固程度控制方法
CN204886757U (zh) * 2015-07-01 2015-12-16 刘国建 基于无刷电机的智能化电动工具控制***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李宁等: "《运动控制***》", 31 July 2004 *
汪华章等: "基于MSP430的无刷直流电机双闭环控制***的设计", 《西南民族大学学报自然科学版》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109173185A (zh) * 2018-04-11 2019-01-11 北京慧动众人科技有限公司 一种快速配置跑步机电机控制参数的方法和***
CN113098344A (zh) * 2019-12-23 2021-07-09 苏州宝时得电动工具有限公司 电动工具
CN114614703A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 广东新比克斯实业股份有限公司 基于电力输出管控智能化电动工具

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105515461A (zh) 基于无刷电机的智能化电动工具控制***及其控制方法
CN204886757U (zh) 基于无刷电机的智能化电动工具控制***
AU2003256229A1 (en) Method and device for optimizing a cutting process in road milling machines
EP3489922B1 (de) Verfahren zum betreiben eines drahtlosen senders und eines drahtlosen empfängers und system
JP2017507795A (ja) 適合性のある動作ディスプレイ
CN103835820B (zh) 基于旋挖钻机发动机扭矩感应的控制方法、装置和***
CN102896552A (zh) 机床主动冷却技术
CN202127383U (zh) 一种电机通用控制器和电器
CN104407543B (zh) 一种电动工具的调速开关
CN201557394U (zh) 具有旋转装置的打草机
DE102019209851A1 (de) Handwerkzeugmaschine mit einem elektronisch kommutierten Motor
US20060152179A1 (en) Transmission-controlling device
CN201684962U (zh) 一种钻头
CN103721834B (zh) 一种应用于高效球磨机的电气控制***
JP2007125650A (ja) 電動工具用または汎用電動モータ用駆動速度調整装置
CN201342510Y (zh) 外倒钩铣刀
CN205870895U (zh) 开槽机切割装置
CN208450761U (zh) 去毛刺刀
CN101715659A (zh) 一种多功能铁铲
CN220627665U (zh) 一种用低压波动开关调节风速的模块
CN109877366A (zh) 复合刀具
CN209272649U (zh) 一种电动工具用可变功能头
CN204704285U (zh) 多功能复合机床动力切换装置
CN216821441U (zh) 一种高效除草装置
CN2925062Y (zh) 手柄可调节的后置动力园林工具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160420

RJ01 Rejection of invention patent application after publication