电动作业机的制作方法

文档序号:16148427发布日期:2018-12-05 16:59阅读:148来源:国知局
电动作业机的制作方法

本公开涉及构成为处于空载状态时以低速旋转模式驱动马达、处于负载状态时以高速旋转模式驱动马达的电动作业机。

背景技术

以往,提出了以下方案:例如在作为电动作业机之一的打击工具中,当处于不进行打击的空载状态时,以低速旋转模式驱动马达而降低能量损耗,当处于进行打击的负载状态时,以高速旋转模式驱动马达而提高作业效率(例如,参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2004-255542号公报

然而,如上述那样,在实施以下控制、即当电动作业机处于空载状态时以低速旋转模式驱动马达,限制旋转速度的上限(以下,在本说明书中也称作软空载控制)的情况下,需要检测从外部对马达施加的负载。

在上述提案的打击工具中,根据声音或者振动的大小,判定马达是空载状态还是负载状态,但若基于能够使用加速度传感器检测的振动进行该负载判定,则变得能够简单地实施负载判定。

然而,若原封不动地利用来自加速度传感器的检测信号而实施负载判定,则由于该检测信号所含有的不需要的振动成分,而有时无法高精度地实施负载判定。

即,在来自加速度传感器的检测信号中,除因打击等而产生的振动成分以外,还包括基于动态减震器的低频的振动成分等、与负载判定所需的振动成分不同的频率的信号成分。

并且,上述振动成分的频率与马达的旋转速度相应地变化,在低速旋转时,各振动成分的频率变低,在高速旋转时,各振动成分的频率变高。

因此,即使使用滤波器从来自加速度传感器的检测信号中除去不需要的振动成分,也因马达的旋转模式被切换,而难以从检测信号提取负载判定所需的振动成分,无法高精度地实施负载判定。



技术实现要素:

本公开的一个方式的电动作业机具备马达、加速度传感器、负载判定部、滤波器部、及滤波器特性设定部。

加速度传感器用于检测电动作业机的振动,负载判定部基于来自加速度传感器的检测信号,判定电动作业机是空载状态还是负载状态。

进而,对于负载判定部而言,若电动作业机是空载状态,则使得以低速旋转模式驱动马达,若电动作业机是负载状态,则使得以高速旋转模式驱动马达。即,负载判定部实施上述的软空载控制。

另外,滤波器部用于从来自加速度传感器的检测信号中,除去负载判定部中的负载判定所不需要的振动成分,并将除去了不需要的振动成分之后的检测信号输入至负载判定部,滤波器特性设定部以与低速旋转模式相比在高速旋转模式下更高的方式切换滤波器部的截止频率。

因此,即使因马达的旋转速度的变化而使来自加速度传感器的检测信号所包含的各种振动成分的频率变化,也与该变化对应地切换滤波器部的截止频率,对负载判定部选择性地输入负载判定所需的振动成分。

由此,根据本公开的电动作业机,能够提高负载判定部中的负载判定的精度,从而能够良好地实施软空载控制。

这里,滤波器部也可以具备高通滤波器,滤波器特性设定部构成为,以与低速旋转模式相比在高速旋转模式下更高的方式切换高通滤波器的截止频率。

另外,滤波器部也可以具备低通滤波器,滤波器特性设定部构成为,以与低速旋转模式相比在高速旋转模式下更高的方式切换低通滤波器的截止频率。

另外,滤波器部也可以具备低通滤波器和高通滤波器,并构成为在上述两滤波器的截止频率所夹的频带内通带重叠、或者信号通过损耗变小的带通滤波器。

进而,在该情况下,滤波器特性设定部也可以构成为,以与低速旋转模式相比在高速旋转模式下更高的方式切换低通滤波器以及高通滤波器中的一方的截止频率。

另外,在该情况下,滤波器特性设定部也可以构成为,以与低速旋转模式相比在高速旋转模式下更高的方式切换低通滤波器以及高通滤波器的双方的截止频率。

另一方面,负载判定部也可以构成为,将经由滤波器部输入的检测信号与预先设定的阈值进行比较,在检测信号比阈值大的情况下(换言之,在超过阈值的情况下),判定为电动作业机是负载状态,否则判定为是空载状态。

这样,负载判定部能够不对用于进行负载判定的阈值进行切换,而使用一个阈值进行负载判定,因此能够使电动作业机的结构简化。

另外,即使将阈值在高速时、低速时切换的情况下,也能够更高精度地进行负载的判定。

另外,滤波器特性设定部也可以构成为,在利用负载判定部切换马达的旋转模式之后经过了规定时间以后,切换滤波器部的截止频率。

这样,在切换马达的旋转模式,马达的旋转速度稳定之后,切换滤波器部的截止频率,因此能够抑制通过负载判定部对负载状态进行误判定。

附图说明

图1是表示实施方式的电锤钻的结构的剖视图。

图2是表示电锤钻的外观的立体图。

图3是表示电锤钻的驱动系统的电气结构的框图。

图4是表示由摇摆检测部的加速度检测电路执行的加速度负载检测处理的流程图。

图5是表示通过图4的处理而切换截止频率的滤波器特性的说明图。

图6是表示图5的滤波器特性的第一变形例的说明图。

图7是表示图6的滤波器特性的第二变形例的说明图。

附图标记说明:

2…电锤钻;4…前端工具;6…工具保持架;8…马达;10…主体壳体;12…马达壳体;14…齿轮壳体;16…手柄;18…触发器;18a…触发开关;18b…变速指令部;20…运动转换机构;30…打击要素;38…保持手柄、40…旋转传递机构;50…模式切换机构;60…电池安装部;62、62a、62b…电池包;70…马达控制部;80…控制电路;90…摇摆检测部;92…加速度传感器;94…加速度检测电路。

具体实施方式

以下,结合附图对本发明的实施方式进行说明。

本实施方式的电锤钻2用于通过使电锤头(hammerbit)等前端工具4沿长轴方向进行打击动作、或者绕长轴进行旋转动作,而对被加工件(例如,混凝土)进行锤击作业、冲孔作业。

如图1所示,电锤钻2以形成电锤钻2的外廓的主体壳体10作为主体而构成,前端工具4经由作为输出轴的筒状的工具保持架6以可拆卸的方式安装于主体壳体10的前端区域。

前端工具4被插入到工具保持架6的钻头插入孔6a内,并且被保持在如下状态:相对于工具保持架6,能够向长轴方向进行相对往复运动,且被限制朝向绕着长轴方向的周向进行相对转动。

主体壳体10以马达壳体12和齿轮壳体14作为主体而构成,其中,该马达壳体12收纳马达8,该齿轮壳体14收纳运动转换机构20、打击要素30、旋转传递机构40以及模式切换机构50。

在主体壳体10中,在与安装有前端工具4的工具保持架6相反一侧,连接有手柄16。在手柄16形成有供作业者把持的把持部16a。

把持部16a在与前端工具4的长轴(换言之,为工具保持架6的中心轴)交叉的方向(图1的上下方向)上较长,该把持部16a的一部分位于上述工具的长轴的延长线(长轴线)上。

在手柄16中,把持部16a的一端侧(接近前端工具4的长轴线的一侧)与齿轮壳体14连接,把持部16a的另一端部(远离前端工具4的长轴线的一侧)与马达壳体12连接。

手柄16以能够相对于马达壳体12经由支承轴13绕该轴摆动的方式固定,手柄16与齿轮壳体14经由防振用的弹簧15连接。

因此,因前端工具4的打击动作而在齿轮壳体14(换言之,为主体壳体10)产生的振动通过弹簧15而被抑制,从而手柄16相对于主体壳体10变得防振。

此外,在以下的说明中,为了便于说明,在前端工具4的长轴方向上,将前端工具4侧规定为前侧,将手柄16侧规定为后侧。并且,在与前端工具4的长轴方向正交、把持部16a延伸的方向(图1的上下方向)上,将手柄16与齿轮壳体14的连接部侧规定为上侧,将手柄16与马达壳体12的连接部侧规定为下侧。

并且,在以下的说明中,将安装于工具保持架6的前端工具4的长轴(换言之,作为输出轴的工具保持架6的中心轴)规定为z轴,将与该z轴正交的上下方向规定为y轴,将与上述各轴正交的左右方向(换言之,为主体壳体10的宽度方向)规定为x轴(参照图2)。

在主体壳体10中,在前端工具4的长轴方向上,在前方侧配置有齿轮壳体14,在齿轮壳体14的下方侧配置有马达壳体12。而且,在齿轮壳体14的后方连结有手柄16。

因此,在本实施方式的电锤钻2中,由比手柄16靠前方的齿轮壳体14以及比齿轮壳体14靠下方的马达壳体12组成的主体壳体10整体称作振动区域,手柄16称作防振区域。

在本实施方式中,作为收纳于马达壳体12的马达8,利用无刷马达。马达8以旋转轴8a与沿前端工具4的长轴方向延伸的轴线(即z轴)交叉的方式配置。即,马达8的旋转轴8a沿电锤钻2的上下方向延伸。

如图2所示,在齿轮壳体14中,保持手柄38经由环状的固定部件36安装于供前端工具4突出的前端区域的外周部分。与手柄16相同地,保持手柄38也用于供使用者把持,使用者通过用左右手把持手柄16和保持手柄38,从而能够牢固地保持电锤钻2。

另外,在马达壳体12的前侧能够安装集尘装置等外部单元。因此,如图1、图2所示,在马达壳体12中,在马达8的下方的前侧设置有用于固定外部单元的凹部,在该凹部中设置有连接器64,该连接器64用于与外部单元电连接。

另外,在马达壳体12中,在马达8的下方收纳有摇摆检测部90,该摇摆检测部90在为了进行冲孔作业而使前端工具4进行旋转动作时,检测前端工具4咬住被加工件而使主体壳体10摇摆的情况。

本实施方式的摇摆检测部90也作为判定从主体壳体10的振动状态起,是否因前端工具4的打击动作而从被加工件对前端工具4施加了负载(换言之,是空载状态还是负载状态)的负载判定部发挥功能。因此,摇摆检测部90直接通过螺钉固定于马达壳体12,以使主体壳体10的振动易于传递。

接下来,在马达壳体12中,在比摇摆检测部90的收纳区域靠后方,设置有作为电锤钻2的电源的两个电池包62a、62b。这两个电池包62a、62b以自由拆装的方式安装于在马达壳体12的下方设置的电池安装部60。

电池安装部60位于比摇摆检测部90的收纳区域的下方端面(换言之,为底部)靠上方的位置,在安装了电池包62a、62b之后,电池包62a、62b的下方端面变得与摇摆检测部90的收纳区域的下方端面一致。

另外,在马达壳体12中,在电池安装部60的上方(换言之,为手柄16的下方)设置有马达控制部70,该马达控制部70用于从电池包62a、62b接受电力供给,对马达8进行驱动控制。

马达8的旋转轴8a的旋转在通过运动转换机构20转换成直线运动之后,传递至打击要素30,利用打击要素30产生前端工具4的长轴方向的冲击力。并且,马达8的旋转轴8a的旋转在通过旋转传递机构40减速之后,传递至前端工具4,前端工具4被驱动而绕长轴旋转。此外,马达8基于配置于手柄16的触发器18的拉动操作而被驱动。

如图1所示,运动转换机构20配置在马达8的旋转轴8a的上方。运动转换机构20以被旋转轴8a驱动而旋转的中间轴21、安装于中间轴21的旋转体23、伴随中间轴21(旋转体23)的旋转而沿电锤钻2的前后方向摆动的摆动部件25、伴随摆动部件25的摆动而沿电锤钻2的前后方向往复移动的筒状的活塞27、及收纳活塞27的缸体29为主体而构成。

中间轴21以与旋转轴8a交叉的方式配置。活塞27是有底筒状部件,在活塞27的内部以可滑动的方式收纳撞击器(striker)32。缸体29形成工具保持架6的后方区域,并与工具保持架6一体形成。

接下来,打击要素30配置在运动转换机构20的前方、且是工具保持架6的后方。打击要素30以配置成能够在活塞27内滑动的作为打击构件的撞击器32、和配置在撞击器32的前方并与撞击器32碰撞的冲击螺杆(impactbolt)34作为主体而构成。

此外,撞击器32后方的活塞27内部的空间形成空气室27a,该空气室27a作为空气弹簧发挥功能。因此,通过摆动部件25沿电锤钻2的前后方向的摆动,活塞27沿前后方向往复移动,由此,驱动撞击器32。

即,活塞27向前方移动,从而利用空气弹簧的作用,撞击器32向前方移动,并与冲击螺杆34碰撞。由此,冲击螺杆34向前方移动,并与前端工具4碰撞。其结果为,前端工具4打击被加工件。

并且,活塞27向后方移动,从而空气室27a内的空气的圧力与大气压相比变成负压,撞击器32向后方移动。另外,利用前端工具4打击被加工件时的反作用力,撞击器32以及冲击螺杆34也向后方移动。

由此,撞击器32以及冲击螺杆34沿电锤钻2的前后方向往复移动。此外,撞击器32以及冲击螺杆34通过空气室27a的空气弹簧的作用而被驱动,因此撞击器32以及冲击螺杆34以滞后于活塞27的前后方向的移动的方式沿前后方向移动。

接下来,旋转传递机构40配置在运动转换机构20的前方,且是打击要素30的下方。旋转传递机构40以由与中间轴21一同旋转的第一齿轮42、和与第一齿轮42卡合的第二齿轮44等多个齿轮构成的齿轮减速机构为主体而构成。

此外,也利用设置于马达8的旋转轴8a的前端的第一锥齿轮、和设置于中间轴21的后端并与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮实现减速。

另外,将第二齿轮44与工具保持架6(缸体29)一体安装,第二齿轮44将第一齿轮42的旋转传递至工具保持架6。由此,被工具保持架6保持的前端工具4旋转。

接下来,作为驱动模式,本实施方式的电锤钻2具备锤模式、锤钻模式、及钻模式。

在锤模式中,前端工具4进行长轴方向的打击动作,对被加工件进行打击作业。在锤钻模式中,前端工具4进行长轴方向的打击动作和绕长轴的旋转动作。

由此,对被加工件进行锤钻作业。在钻模式中,前端工具4不进行打击动作,而只进行绕长轴的旋转动作。由此,对被加工件进行钻作业。

该驱动模式由模式切换机构50进行切换。模式切换机构50以图1所示的旋转传递部件52、54、和设置于电锤钻2的左侧侧面的切换旋钮(未图示)为主体而构成。

旋转传递部件52、54为大致圆筒状部件,并能够相对于中间轴21沿中间轴21的轴向移动。该旋转传递部件52、54与中间轴21花键结合,并与中间轴21一体旋转。

而且,旋转传递部件52向中间轴21的后方移动,从而与形成在旋转体23的前侧的卡合槽卡合,将马达8的旋转传递至旋转体23。其结果为,电锤钻2的驱动模式变成锤模式或者锤钻模式。

另外,旋转传递部件54向中间轴21的前方移动,从而与第一齿轮42卡合,将马达8的旋转传递至第一齿轮42。其结果为,电锤钻2的驱动模式变成锤钻模式或者钻模式。

使用者转动操作切换旋钮,从而使旋转传递部件52、54在中间轴21上移位。而且,切换旋钮被在三个转动位置之间切换,从而将电锤钻2的驱动模式设定为锤模式、锤钻模式、以及钻模式中的任意一种。

接下来,使用图3说明马达控制部70以及摇摆检测部90的结构。

首先,摇摆检测部90具备检测三个轴(x、y、z)方向的加速度的加速度传感器92、和对来自该加速度传感器92的检测信号进行信号处理来检测主体壳体10摇摆的情况的加速度检测电路94。此外,上述各部分安装于共用的电路基板,并被收纳(固定)在框体内。

加速度检测电路94由包括cpu、rom、ram等的mcu(microcontrollerunit:主控制单元)构成。进而,加速度检测电路94在摇摆检测处理中,基于来自加速度传感器92的检测信号(详细而言,加速度在x轴方向的输出)来检测主体壳体10绕电锤钻2的输出轴亦即z轴旋转了规定角度以上的情况。

并且,加速度检测电路94也利用加速度传感器92来执行因前端工具4的打击动作而在主体壳体10中产生的三个轴方向的振动的加速度负载检测处理。而且,在该加速度负载检测处理中,若主体壳体10的振动(即,加速度)超过阈值,则检测为对前端工具4施加了负载(换言之,为负载状态)。

此外,加速度负载检测处理作为本公开的负载判定部、滤波器部、以及滤波器特性设定部发挥功能,因此后文详细进行说明。

另一方面,马达控制部70具备驱动电路72和控制电路80。此外,上述各部与后述的各种检测电路一同安装于共用的电路基板,并被收纳在外壳内。

驱动电路72用于从电池包62(详细而言,电池包62a、62b的串联电路)接受电力供给,并使电流流过马达8(详细而言,三相无刷马达)的各相绕组,驱动电路72具备由fet构成的六个开关元件q1~q6。

在驱动电路72中,开关元件q1~q3作为所谓的高侧开关设置在马达8的各端子u、v、w、和与电池包62的正极侧连接的电源线之间。

另外,开关元件q4~q6作为所谓的低侧开关设置在马达8的各端子u、v、w、和与电池包62的负极侧连接的接地线之间。

此外,在从电池包62至驱动电路72的电力供给路径中,设置有电容器c1,该电容器c1用于抑制电池电压的电压变动。

控制电路80与加速度检测电路94同样地,由包括cpu、rom、ram等的mcu构成,控制电路80使驱动电路72内的开关元件q1~q6接通/断开,从而使电流流过马达8的各相绕组,使马达8旋转。

即,控制电路80根据来自触发开关18a、变速指令部18b、上限速度设定部96以及旋转方向设定部19的指令,设定马达8的指令旋转速度以及旋转方向,从而对马达8进行驱动控制。

这里,触发开关18a通过对触发器18进行拉动操作而成为接通状态,用于对控制电路80输入马达8的驱动指令。并且,变速指令部18b用于通过产生与触发器18的拉动操作量(换言之,操作比例)相应的信号,从而与该操作量相对应地使指令旋转速度变化。

并且,上限速度设定部96由供使用者阶段性地切换操作位置的旋钮等构成,上限速度设定部96用于根据该操作位置,设定马达8的旋转速度的上限。

而且,在本实施方式中,该上限速度设定部96能够在从比在软空载控制中设定的空载旋转速度高的旋转速度起、到比在软空载控制中设定的空载旋转速度低的旋转速度为止的范围内,设定马达8的旋转速度的上限。

此外,软空载控制是在由加速度检测电路94执行的加速度负载检测处理中检测出空载状态、且根据流过马达8的电流检测出马达8的空载运转时,用于将马达8的旋转速度限制为规定的空载旋转速度(低速旋转速度)以下的控制,软空载控制通过控制电路80所执行的控制处理来实现。

另外,旋转方向设定部19用于设定使用者通过外部操作而使马达8向冲孔作业时的正方向旋转、还是逆转,如图2所示,在本实施方式中,旋转方向设定部19设置在触发器18的上方。

控制电路80基于来自变速指令部18b的信号和经由上限速度设定部96设定的上限旋转速度,设定马达8的指令旋转速度。具体而言,控制电路80将在上限速度设定部96设定的上限旋转速度作为触发器18的最大操作时的旋转速度,设定与触发器18的操作量(操作比例)相应的指令旋转速度。

进而,控制电路80与设定出的指令旋转速度以及旋转方向相对应地,设定构成驱动电路72的开关元件q1~q6的驱动占空比,将与该驱动占空比相应的控制信号输出至驱动电路72,由此驱动马达8而使其旋转。

接下来,在马达壳体12的前方设置有照明用的led(照明led)84,若触发开关18a成为接通状态,则控制电路80点亮照明led84,照亮前端工具4对被加工件的加工位置。

并且,在马达8设置有旋转位置传感器81,该旋转位置传感器81用于检测马达8的旋转速度、旋转位置,马达控制部70具备转子位置检测电路82,该转子位置检测电路82基于来自该旋转位置传感器81的检测信号检测转子位置。

并且,马达控制部70具备电压检测电路78、电流检测电路74、温度检测电路76、以及转子位置检测电路82,也对控制电路80输入来自上述各检测电路的检测信号、来自摇摆检测部90的检测信号。

进而,控制电路80基于来自上述各检测电路的检测信号,限制马达8驱动时的旋转速度,或者停止马达8的驱动。

此外,电压检测电路78用于检测从电池包62供给来的电池电压,电流检测电路74用于检测经由设置于朝向马达8通电的通电路径的电阻r1而流过马达8的电流。

另外,温度检测电路76用于检测马达控制部70的温度,转子位置检测电路82用于基于来自旋转位置传感器81的检测信号,检测设定向马达8的各绕组通电的通电时机所需的转子位置。

另一方面,控制电路80由mcu构成,因此需要供给一定的电源电压vcc。因此,在马达控制部70也设置有稳压器(未图示),稳压器从电池包62接受电力供给并生成一定的电源电压vcc,并将电源电压vcc供给至控制电路80。

另外,对摇摆检测部90的加速度检测电路94供给由该稳压器生成的电源电压vcc。

此外,也可以与向控制电路80供给电源电压vcc的稳压器相独立地,在摇摆检测部90内设置加速度检测电路90的电源电压vcc2生成用的稳压器,直接、或者经由控制电路80对摇摆检测部90供给电池包62的电压。

进而,若加速度检测电路94根据x轴方向的加速度检测出主体壳体10摇摆的情况,则对控制电路80输出有错误信号。

该有错误信号是用于针对马达控制部70的控制电路80,使马达8的驱动停止的信号,若控制电路80获取到有错误信号,则停止马达8的驱动。此外,在主体壳体10不摇摆时,加速度检测电路94对控制电路80输出无错误信号。

另外,若加速度检测电路94检测出根据主体壳体10的振动(即加速度)对前端工具4施加有负载,则对控制电路80输出表示前端工具4为负载状态的负载信号。

另外,若加速度检测电路94未检测出对前端工具4施加有负载,则对控制电路80输出表示前端工具4为空载状态的空载信号。

此外,在马达控制部70的控制电路80进行的上述软空载控制中,负载信号以及空载信号被利用于以低速旋转模式或者高速旋转模式驱动马达8。

即,若马达控制部70的控制电路80从加速度检测电路94接收到空载信号,则以将马达8的旋转速度限制为空载旋转速度(低速旋转速度)以下的低速旋转模式驱动马达8。

另外,若马达控制部70的控制电路80从加速度检测电路94接收到负载信号,则以高速旋转模式驱动马达8,以使马达8的旋转速度变成与触发器18的拉动操作量、上限速度设定部96的操作位置相对应地设定的指令旋转速度。

接下来,关于在摇摆检测部90的加速度检测电路94中执行的加速度负载检测处理,沿着图4的流程图详细地进行说明。

如图4所示,对于加速度负载检测处理,在s110(s表示步骤)中,通过判断是否经过了为了负载判定而预先设定的采样时间,在执行前一次s120以后的处理之后进行等待直至经过规定的采样时间。

而且,在s110中,若判断为经过了采样时间,则转移至s120,判断触发开关18a是否为接通状态(即,是否由使用者输入了马达8的驱动指令)。

在s120中,若判断为触发开关18a是接通状态,则转移至s130,进行a/d转换从加速度传感器92获取三个轴(x、y、z)方向的加速度。进而,在紧接着的s140中,判断在以后的处理中实施的负载判定的结果在从负载状态变化到空载状态或者从空载状态变化到负载状态之后,是否经过了预先设定的一定时间以上。

在s140中,若判断为在负载判定结果变化之后经过了一定时间以上,则转移至s150,若判断为在负载判定结果变化之后没有经过一定时间,则转移至s180。

在s150中,判断当前的负载判定结果是空载状态还是负载状态,若为负载状态,则转移至s160,若为空载状态,则转移至s170。

s160以及s170的处理是用于根据负载判定结果,设定用于在s180中对加速度数据进行滤波处理的低通滤波器(lpf)以及高通滤波器(hpf)的截止频率的处理。

具体而言,在s160中,由于当前是负载状态,马达8被以高速旋转模式驱动,因此将lpf以及hpf的截止频率设定为高速旋转时用的频率(例如,lpf:200hz、hpf:80hz)。

并且,在s170中,由于当前是空载状态,马达8被以空载旋转速度作为上限的低速旋转模式驱动,因此将lpf以及hpf的截止频率设定为比高速旋转时低的低速旋转时用的频率(例如,lpf:100hz、hpf:30hz)。

进而,在紧接着的s180中,利用在s160或者s170中设定的截止频率的lpf以及hpf,对在s130中获取到的各轴(x、y、z)方向的加速度数据分别进行滤波处理,从各加速度数据中除去不需要的信号成分。

s180的处理如图5所示,利用实现lpf以及与lpf相比截止频率更低的hpf的数字滤波器,对加速度数据进行滤波处理,从而作为提取用于负载判定的加速度信号的带通滤波器(bpf)发挥功能。

因此,在本实施方式中,通过s180的处理实现了作为本公开的滤波器部的功能,从而lpf与hpf的截止频率所夹的频带内的加速度信号被提取。

并且,在s180中所用的lpf以及hpf的截止频率通过s150~s170的处理,与负载判定结果相对应地被切换,与马达8被以高速旋转模式驱动的负载时相比,在马达8被以低速旋转模式驱动的空载时,lpf以及hpf的截止频率被设定在低频侧。

这是因为,如图5所示,在马达8的低速旋转时与高速旋转时,打击产生时产生的振动的频率不同,同样地,应从来自加速度传感器92的检测信号中提取的加速度信号的频率也不同。

即,在本实施方式中,通过像上述那样设定在s180中所用的lpf以及hpf的截止频率,能够适当地从来自加速度传感器92的检测信号中提取用于负载判定的加速度成分(换言之,用于打击判定的振动成分)。此外,s130~s170的处理作为本公开的滤波器特性设定部发挥功能。

接下来,若在s180中对三个轴方向的加速度数据进行滤波处理,则转移至s190,来对滤波处理后的加速度数据进行d/a转换,并例如对d/a转换后的加速度信号进行全波整流,由此获取加速度[g]的绝对值。

并且,在紧接着的s200中,通过将在s190中获取到的三个轴方向的加速度[g]的绝对值平滑化,来获取平滑加速度,并转移至s210。

进而,在s210中,将各轴的平滑加速度与为了负载/空载判定用而预先设定的阈值进行比较,判断三个轴中的任意一个的平滑加速度超过阈值的状态是否连续地经过了一定时间以上。

在s210中,若判断为三个轴中的任意一个的平滑加速度超过阈值的状态连续地经过了一定时间以上,则判断为前端工具4处于负载状态,并转移至s220。进而,在s220中,将表示前端工具4是负载状态的负载信号向控制电路80输出,并转移至s110。

并且,在s210中,若判断为三个轴中的任意一个的平滑加速度超过阈值的状态没有连续地经过一定时间以上,或者在s120中,判断为触发开关18a是断开状态,则转移至s230。

进而,在s230中,通过向控制电路80输出空载信号,将前端工具4是空载状态的情况通知给控制电路80,并转移至s110。

其结果为,在控制电路80侧,获取从加速度检测电路94输出的负载信号或者空载信号,由此能够适当地执行上述的软空载控制。因此,s190~s230的处理作为本公开的负载判定部发挥功能。

如以上说明的那样,在本实施方式的电锤钻2中,摇摆检测部90的加速度检测电路94执行图4所示的加速度负载检测处理,由此实现作为本公开的负载判定部、滤波器部、以及滤波器特性设定部的功能。

并且,在作为滤波器特性设定部的s130~s170的处理中,基于在作为负载判定部的在s190~s230中的负载判定结果,以与马达8被以低速旋转模式驱动的空载时相比,在马达8被以高速旋转模式驱动的负载时频率更高的方式,设定在作为滤波器部的s180中所利用的lpf以及hpf的截止频率。

因此,即使因马达8的旋转速度的变化而使来自加速度传感器92的检测信号所包含的振动成分的频率变化,在s210~s230中,也能够良好地实施空载状态/负载状态的判定,从而在马达控制部70,适当地实施软空载控制。

并且,在通过s150~s170的处理切换lpf以及hpf的截止频率时,在s140中,判断是否在负载判定结果变化之后经过了一定时间以上,若没有在负载判定结果变化之后经过一定时间,则不实施截止频率的切换。

因此,lpf以及hpf的截止频率的切换是在负载判定结果发生变化、通过马达控制部70切换马达8的旋转模式、马达8的旋转速度稳定之后实施的,因此能够抑制负载判定随着截止频率的切换而被错误地实施。

并且,在s210中,能够不使用于进行负载判定的阈值变化,而基于预先设定的阈值进行负载判定,因此能够简单地实施负载判定。

以上,对本公开的一个实施方式进行说明,但本公开的电动作业机并不限于上述实施方式,能够进行各种变形来实施。

例如,在上述实施方式中,对在s180中,利用lpf与hpf的组合,实施作为bpf的滤波处理的情况进行了说明,但也可以通过作为lpf或者hpf的滤波处理,除去不需要的振动成分。

此外,在该情况下,在s160、s170中,与上述实施方式同样地,设定在s180中所使用的lpf或者hpf的截止频率即可。

即,如图6所示,在s180中实施作为lpf的滤波处理的情况下,在s160中,将lpf的截止频率设定为高速旋转时用的频率(例如200hz),在s170中,将lpf的截止频率设定为低速旋转时用的频率(例如100hz)即可。

并且,如图7所示,在s180中,在实施作为hpf的滤波处理的情况下,在s160中,将hpf的截止频率设定为高速旋转时用的频率(例如80hz),在s170中,将hpf的截止频率设定为低速旋转时用的频率(例如30hz)即可。

另外,如上述实施方式那样,在s180中,在利用lpf与hpf的组合实施作为bpf的滤波处理的情况下,也可以将lpf以及hpf中的一方的截止频率固定,而像上述那样切换另一方的截止频率。

另外,在上述实施方式中,在s180中,实施作为lpf以及hpf的滤波处理,因而由数字滤波器构成本公开的滤波器部,但滤波器部也可以由模拟滤波器构成,对于截止频率的切换,将使用的模拟滤波器用开关等进行切换。另外,在该情况下,也可以切换构成模拟滤波器的元件(电容器、线圈)的特性。

另外,在上述实施方式中,在加速度负载检测处理中,对利用所有的由加速度传感器92检测出的三个轴(x、y、z)方向的加速度信号的情况进行了说明。但是,也可以在锤模式(锤钻模式)下,主要基于z轴方向的加速度信号,检测被施加了负载的情况(开始了作业的情况)。

另外,在上述实施方式中,以进行旋转动作与打击动作的电锤钻2为例进行了说明,但只要是能够在马达8以空载状态运转时、和以负载状态运转时,切换马达8的旋转速度(详细而言,其上限),并基于由加速度传感器检测出的振动来判定负载状态的电动作业机都能够适用本发明。

具体而言,例如即使是冲击起子机等打击系列的电动工具、曲线锯、往复锯等切断用的电动工具等,也能够应用本公开的技术,由此能够得到与上述实施方式相同的效果。

另外,也可以将上述实施方式中的一个构成要素所具有的多个功能通过多个构成要素来实现,或者将一个构成要素所具有的一个功能通过多个构成要素来实现。另外,也可以将多个构成要素所具有的多个功能通过一个构成要素来实现,或将由多个构成要素来实现的一个功能通过一个构成要素来实现。另外,也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外,也可以将上述实施方式的结构的至少一部分相对于其他上述实施方式的结构进行添加或置换。此外,根据权利要求书所记载的语句而确定的技术思想所包含的所有的方式都是本发明的实施方式。

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