[发明专利]电动工具及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动工具。

本发明还涉及一种电动工具的控制方法，尤其是一种电动工具过载保护的控制方法。

背景技术

电动工具在工作过程中，随着工况的改变，电动工具的负载随之发生改变，电动工具的输出扭矩也发生相应的改变，当负载突然增大至某一较大负载时，若不对电动工具进行控制，则电动工具也会输出相应的较大扭矩并超过操作者对电动工具的握持力，此时电动工具继续正向旋转而操作者的握持力不足以克服电动工具输出的较大扭矩，由此电动工具对操作者手腕产生反向的冲击，引起操作者手腕的扭伤。因此非常有必要增设扭矩限制功能，限制扭矩的最大输出，防止对操作者手腕的伤害。

现有技术设置过载保护装置的方式有两种，一种是机械式离合器，可在电动工具输出过大扭矩的情况下，使电动工具的工作头与电机脱离配合，机械式离合器结构都较为复杂，制造麻烦，成本较高；另一种是电子脱扣的方式，通过检测代表电动工具输出扭矩的参数，判断电动工具的输出扭矩是否过大，当电动工具的输出扭矩过大时，通过电子开关中断至马达的能量提供，从而限制电动工具输出过大的扭矩。

现有技术中，主要有以下两种电子方式。第一种方式，检测流过电动工具的马达的电流，判断流过马达的电流是否大于预设电流值，当流过马达的电流大于预设电流值时，判定电动工具的输出扭矩过大，此情况下通过控制电子开关断开至马达的能量提供。第一种方式存在以下问题：1)扭矩的任何变化均可快速反应到流过马达的电流的变化上，当扭矩出现任何意外干扰而变大时会导致电流的变大，或者由于电动工具的输入电源的异常变动也可能导致电流的突然增大，从而引起错误判断；2)检测流过马达的电流一般通过在电路中串联采样电阻的方式实现，串联在电路中的电阻必然消耗电能，造成电能的不必要浪费，特别是当电动工具由电池包提供能量时，采样电阻的存在加快了对电池包电能的消耗，缩短了电池包的使用时间；同时由于采样电阻一般要求精度高、功率大，因此采样电阻的成本高，导致电路成本较高；3)采集电流的传感器输出的信号一般为模拟信号，在其将采集到的电流信号传递给控制器时，控制器需要进一步将接收到的信号转换为数字信号才能识别出具体的电流值，与对数字信号的识别相比较，模拟信号的识别更为复杂；为克服第一种方式中存在的问题，提出了第二种方式：检测电动工具的马达的速度，判断马达的速度是否降低至预设速度值，当马达的速度低于预设速度值时，判定电动工具的输出扭矩过大，此情况下通过控制电子开关断开至马达的能量提供。由于速度是对电流的响应，速度相对电流具有惯性，可以平滑电流的突然变化，因此可以克服以电流作为判断条件带来的容易误判断的不足；同时，速度的采集不会消耗电路的电能，有效降低了电路对电能的消耗；此外，对速度进行采集的传感器传递的信号为数字信号，便于控制器对信号的接收与识别。因此采用第二种方式克服了第一种方式存在的多种问题，但在使用过程中发现，第二种方式仍存在问题，由于第二种方式必须等到速度降低到预设速度值时，控制器才对电动工具进行过载保护，但实际情况为负载突然增大在先，而速度降低到预设速度值则需要经过一段时间，因此过载保护在过载发生一段时间后才起作用，此时突然增大的负载已经作用于操作者的手腕，已经造成了伤害。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明所要解决的技术问题为：提供一种对负载变化响应快、抗干扰能力强的电动工具的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括被供给能量的马达，所述马达驱动工作头工作，所述控制方法包括如下步骤：施加与设定的电动工具的工作状态相对应的能量至马达；检测所述马达的速度；计算所述马达的速度的变化率；当所述马达的速度的变化率为负值且其绝对值大于第一预设变化率时，判断所述马达过载，并生成相应的控制信号，根据所述控制信号减少施加至马达的能量。

优选地，计算所述马达的速度的变化率之前，判断所述马达的速度是否大于预设上限速度值，当所述马达的速度大于预设上限速度时，计算所述马达的速度的变化率。

优选地，减少施加至马达的能量时，将马达的速度限制在预设下限速度值以下。

优选地，当马达的速度限制在所述预设下限速度值以下时，判断所述马达过载是否消除，当所述马达过载消除时，恢复施加至马达的能量。

优选地，当所述马达的速度的变化率为正值且大于第二预设变化率时，判断所述马达过载消除。