电动工具的制作方法

本发明涉及，特别涉及一种电动工具。

背景技术：

随着人们生活质量的提高，对生活环境也提出了更高的要求，草坪因其宽阔美丽成为了城镇绿化中常见的绿化方式，为了保持草坪的美丽整洁需要定期对草坪进行修剪整理，随着草坪的种植越来越多，修剪整理的草坪工具也更加多样化。

目前，很多电动工具也在不断改进中满足生活中的需求，如修理草坪或花园的割草机、打草机等，常用的草坪修剪工具主要为割草机，通常割草机主要包括机壳、机体、行走轮、电机、刀盘、刀片以及控制装置，割草机能够在草坪上行走的同时对草坪进行修剪，割草机修剪草坪时电机的转速通常是固定的，由于草坪不同区域草的高度、密度以及草坪地势坡度不同，割草机不能随着草坪的不同情况智能调速，导致效率偏低，单包时间短，因此，如何开发出随着草坪或者工况的不同智能调速的割草机成为了需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种电动工具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的电动工具，包括：

检测模块，所述检测模块用于检测工况和/或所述电动工具的进给参数并生成检测信号；

处理模块，所述处理模块与所述检测模块连接，用于接收所述检测模块发出的所述检测信号并根据所述检测信号生成对应的负载控制信号；

控制模块和电机，所述控制模块分别与所述处理模块和所述电机连接，用于根据所述负载控制信号调节所述电机对应的负载参数。

进一步地，所述工况包括草坪的高度和/或密度。

进一步地，所述进给参数包括进给速度和/或进给力度。

进一步地，所述负载参数包括电机占空比、电机输出功率、电机转速以及输出扭矩。

进一步地，所述电机包括工作头电机或自驱电机。

进一步地，所述检测模块包括电容传感器且所述检测信号包括草坪检测信号，所述电容传感器用于检测应该切割的草的高度和/或密度并生成所述草坪检测信号。

进一步地，所述检测模块通过所述电容传感器测得的电容值的变化频率获得所述草的密度。

进一步地，所述电动工具包括设置有推杆的后部，以及与所述后部相对的前部，所述电容传感器为一个或多个且安装在所述电动工具的前部。

进一步地，所述电容传感器为多个，多个所述电容传感器在所述电动工具的高度方向上间隔开布置在所述电动工具的前部。

进一步地，所述检测模块还包括刀片高度传感器，所述检测信号还包括刀片高度检测信号，

所述电容传感器用于检测草坪上草的高度并生成所述草坪检测信号，

所述刀片高度传感器用于检测所述电动工具上刀片的高度并生成所述刀片高度检测信号，

所述处理模块根据所述草坪检测信号以及所述刀片高度检测信号，判断应切割掉的草的高度以生成所述负载控制信号。

进一步地，所述刀片高度传感器为霍尔开关传感器。

进一步地，所述检测模块包括推力传感器和机体角度传感器，所述检测信号包括推力检测信号和角度检测信号，

所述推力传感器用于检测所述电动工具行进时的推行力以生成所述推力检测信号；

所述机体角度传感器用于检测所述电动工具的机体角度并生成所述角度检测信号，

所述处理模块根据所述推力检测信号以及所述角度检测信号生成所述负载控制信号。

进一步地，所述处理模块根据所述角度检测信号与预设角度进行对比判断是否有坡度，当判断有坡度时，根据所述推力检测信号来判断是上坡还是下坡，并计算所述推行阻力。

进一步地，所述检测模块包括轮速传感器且所述检测信号包括速度检测信号，

所述轮速传感器用于检测所述电动工具的轮子转速并生成所述速度检测信号，

所述处理模块根据所接收到的所述速度检测信号与预设的速度值进行比较并生成所述负载控制信号，所述负载控制信号用以指示增加所述负载参数或降低所述负载参数。

进一步地，所述检测模块包括电压传感器且所述检测信号包括电压检测信号，

所述电压传感器用于检测所述电机的电压状态以生成所述电压检测信号，

所述处理模块根据所述电压检测信号生成所述负载控制信号，所述负载控制信号用以指示增加所述负载参数或降低所述负载参数。

进一步地，所述电压状态包括电压随时间的变化情况以及工作中的电压波形，

所述处理模块根据所述电压检测信号判断在突变状态下为上升沿还是下降沿，当为上升沿时生成提示降低所述负载参数的所述负载控制信号，当为下降沿时生成提示增加所述负载参数的所述负载控制信号。

进一步地，所述检测模块还包括电压传感器且所述检测信号还包括电压检测信号，

所述电压传感器用于检测所述电机的电压状态以生成所述电压检测信号，

所述处理模块根据所述电压检测信号生成所述负载控制信号，所述负载控制信号用以指示增加所述负载参数或降低所述负载参数。

进一步地，所述电压状态包括电压随时间的变化情况以及工作中的电压波形，

所述处理模块根据所述电压检测信号判断在突变状态下为上升沿还是下降沿，当为上升沿时生成提示降低所述负载参数的所述负载控制信号，当为下降沿时生成提示增加所述负载参数的所述负载控制信号。

进一步地，所述检测模块包括摆动速度传感器，所述检测信号包括摆动速度检测信号，

所述摆动速度传感器用于检测所述电动工具打草时的摆动速度并生成所述摆动速度检测信号；

所述处理模块根据所述摆动速度大小生成所述负载控制信号，所述负载控制信号用以指示增加所述摆动速度或降低所述摆动速度。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的电动工具，通过对其合理设计，能够根据检测到的草坪特征信息和电动工具的状态信息智能调节电动工具上相应电机的负载参数，实现电动工具的智能调速，提高电动工具的效率，延长单包时间，改善人员操作性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的割草机的结构示意图；

图2为图1中割草机的局部a的放大示意图；

图3为本发明另一个实施例的割草机的结构示意图；

图4为本发明实施例的割草机的一个检测信号图；

图5为本发明一个实施例的割草机的模块图；

图6为本发明又一个实施例的割草机的结构示意图；

图7为图6中割草机的电容传感器的工作示意图；

图8为本发明另一个实施例的割草机的模块图；

图9为本发明又一个实施例的割草机的模块图；

图10为本发明又一个实施例的割草机的模块图；

图11为本发明又一个实施例的割草机的模块图。

附图标记：

空载信号1；负载信号2；硬质地面上信号3；

电容传感器a；电容传感器b；电容传感器c；

草x；草y；草z；

割草机100；

检测模块10；

电容传感器11；刀片高度传感器12；推力传感器13；

机体角度传感器14；轮速传感器15；电压传感器16；

处理模块20；

控制模块30；

电机40。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了对本发明进一步说明，可以以割草机为例进行说明，下面可以结合附图具体描述根据本发明实施例的割草机100。

如图1至图11所示，根据本发明实施例的割草机100包括检测模块10、处理模块20、控制模块30和电机40。

具体而言，检测模块10用于检测工况和/或割草机的进给参数并生成检测信号；处理模块20与检测模块10连接，用于接收检测模块10发出的检测信号并根据检测信号生成对应的负载控制信号；控制模块30分别与处理模块20和电机40连接，用于根据负载控制信号调节电机40对应的负载参数。

也就是说，根据本发明实施例的割草机100主要由检测模块10、处理模块20、控制模块30和电机40构成，其中，检测模块10可以用于检测工况，工况可以包括草坪的信息，比如草坪上草的高度和密度，或者用于检测割草机的进给参数，也就是割草机的状态信息，比如刀片高度、握持部的旋钮角度、机体角度、轮子转速和电机的电压等。检测模块10可以根据所检测到的工况和/或割草机的进给参数生成相应的检测信号，进给参数可以包括进给速度和/或进给力度。检测模块10与处理模块20连接在一起，以将生成的相应的检测信号发送给处理模块20。本实施方式中，检测模块10所检测的工况具体可以为草坪的特征信息，如草的高度、疏密程度等，但在本发明中不限于此，比如，当电动工具是链锯时，所对应的工况可以为切割工件的材料、硬度；当电动工具为打草机时，所对应的工况可以为草的疏密程度。

处理模块20用于接收检测模块10发出的相应的检测信号，并根据所接收到的检测信号判断草坪的状态和割草机的工作状态以生成相应的负载控制信号，并且处理模块20与控制模块30连接在一起，处理模块20可以将生成的相应的负载控制信号发送给控制模块30。控制模块30可以用于接收处理模块20发出的负载控制信号，控制模块30可以与割草机上的电机40连接在一起，控制模块30能够根据接收到的负载控制信号调节割草机中相应电机40对应的负载参数，比如电机的转速或输出功率等。

其中，割草机中可以包括多个电机，控制模块30即可以用于控制驱动刀片割草的负载电机，也可以用于控制驱动割草机行走的电机，通过控制模块30的调节能够改变相应电机的输出转速，不同负载输出不同转速，实现智能调节，比如，驱动刀片割草的负载电机在高负载时可以输出高转速，低负载时可以输出低转速，空载时可以设定空载转速。

割草机在草坪上工作中，当割草机进入到草的高度较高或密度较大的区域时，检测模块10可以根据检测到的草坪信息生成相应的检测信号并发送给处理模块20，处理模块20接收到检测模块10发出的检测信号并对其进行分析判断，处理模块20根据分析判断生成相应的负载控制信号并发送给控制模块30，控制模块30可以根据接收的负载控制信号调节相应的电机，例如负载电机，由此调节驱动刀片割草的负载电机，使得负载电机输出满足割草需求的高转速；当割草机进入到草的高度较低或草坪稀疏的区域时，控制模块30调节负载电机使得其输出低转速，避免了负载电机在低负载下的高转速，提高工作效率，降低能耗，实现了割草机的智能调节。

由此，根据本发明实施例的割草机100，能够根据检测到的草坪特征信息和割草机的状态信息智能调节相应电机的负载参数，实现智能调速，提高效率，延长单包时间，改善人员操作性。

在本发明的一些实施例中，负载参数可以包括电机占空比、电机输出功率、电机转速、以及输出扭矩，控制模块30可以根据接收到的负载控制信号调节割草机中相应电机的相应参数，以实现割草机的智能调节。

在本发明的另一些实施例中，电机40可以包括工作头电机或自驱电机，工作头电机可以驱动割草机的刀片旋转进行草坪的修剪，自驱电机可以驱动车轮的转动。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，检测模块10可以包括电容传感器11，检测信号可以包括草坪检测信号，当电容传感器11接触到草坪上的草时，电容传感器11可以用于检测草坪上应该切割的草的高度和/或密度，并根据检测到的草的高度、草的密度、或草的高度和密度的结合生成相应的草坪检测信号，检测模块10将电容传感器11检测的草坪检测信号发送给处理模块20，处理模块20根据草坪检测信号进行分析判断并生成相应的负载控制信号发送到控制模块30，以使得控制模块30根据负载控制信号调节相应的电机40，实现割草机电机的智能调节。

在不同草高或草密的草坪上，电容传感器11可以采集出不同类型的信号，在不同工况下的检测信号不同，如图4所示，割草机在负载状态、空载状态或者硬质地面上的检测信号不同，可以根据不同的信号判断工作工况，与设定值进行对比，通过控制模块30调节相应电机40的占空比，使电机40输出相对应的负载参数，比如电机转速或输出功率等。

在本发明的一些实施例中，草坪上不同的草密度下电容传感器11测得的电容值变化不同，可以通过电容传感器11测得的电容值的变化频率来计算获得草坪上草的密度。

在本发明的另一些实施例中，割草机可以包括设置有推杆的后部，以及与后部相对的前部，电容传感器11可以为一个或多个，电容传感器11可以安装在割草机的前部，电容传感器11的数量和具体安装位置可以根据需要合理选择。

根据本发明的一些实施例，电容传感器11为多个，多个电容传感器11可以在高度方向上间隔开布置在割草机的前部，间隔距离可以根据实际情况合理选择。由此，可以对不同高度的草进行精确检测。

在本发明的一个实施例中，如图6和图7所示，割草机前部设置有三个电容传感器a、b、c，电容传感器a、b、c在高度方向上依次排布，其中a最靠近刀片，以a和刀片之间距离为d，a、b、c之间间隔距离均为d，即b与刀片间隔距离为2d、c与刀片间隔距离为3d。下面详述电容传感器如何测量被切割掉的草的高度，当切割草x时，电容传感器a不会接触到草x，因此检测模块10生成切割掉的草高度范围是小于d，处理模块20接收到检测模块10的检测信号后，就会生成对应的负载控制信号。同理，当切割草y时，电容传感器a会被触发，而电容传感器b不会被触发，因此检测模块10检测到的切割掉的草高度范围为d-2d，处理模块20相应的会生成对应的负载参数信号。当切割草z时，电容传感器b被触发，因此检测到的切割掉草高度范围为2d-3d，处理模块20相应的会生成对应的负载参数信号。当电容传感器c被触发时，判定检测到的切割掉草高度高于3d,处理模块20相应的会生成对应的负载参数信号以便调节电机40以更大的负载参数工作。

在本发明的一些具体实施例中，如图8所示，检测模块10还可以包括刀片高度传感器12，检测模块10生成的检测信号还可以包括刀片高度检测信号，电容传感器11可以用于检测草坪上草的高度并生成草坪检测信号，电容传感器11将生成的草坪检测信号发送到处理模块20，刀片高度传感器12可以为能够检测刀片高度的传感器，具体类型可以根据需要合理选择，刀片高度传感器12可以用于检测割草机上刀片的高度，并根据所检测到的刀片高度生成相应的刀片高度检测信号，刀片高度传感器12将生成的刀片高度检测信号发送到处理模块20。

处理模块20可以根据接收到的电容传感器11生成的草坪检测信号以及刀片高度传感器12生成的刀片高度检测信号进行判断，根据判断得出切割掉的草的高度并生成相应的负载控制信号，处理模块20将生成的负载控制信号发送到控制模块30，控制模块30根据接收到的负载控制信号调节相应的电机40，从而通过判断切割掉的草长度判断割草机的工作负载，智能调节电机40的负载参数。

在本发明的另一个具体实施例中，刀片高度传感器12可以为霍尔开关传感器，霍尔开关传感器可以安装在安装刀片的刀盘上，也可以安装在便于检测刀片高度的其他合适位置，霍尔开关传感器可以通过电磁感应判断出刀片的高度。

根据本发明的一些实施例，如图9所示，检测模块10可以包括推力传感器13和机体角度传感器14，检测模块10生成的检测信号可以包括推力检测信号和角度检测信号，比如推力传感器13可以安装在割草机上的握持部，也可以安装在其他能够检测到握持部旋钮角度的合适位置，推力传感器13可以用于检测割草机行进时的推行力以生成推力检测信号,比如，推力传感器13可以用于检测割草机上的握持部的旋钮角度，并根据所检测到的握持部的旋钮角度生成相应的推力检测信号，推力传感器13将生成的推力检测信号发送到处理模块20；机体角度传感器14可以安装在能够准确检测机体角度的合适位置，可以安装在割草机的前部，机体角度传感器14可以用于检测割草机的机体角度并生成相应的角度检测信号，机体角度传感器14将生成的角度检测信号发送到处理模块20。

处理模块20可以根据推力检测信号以及角度检测信号生成负载控制信号，处理模块20可以根据所接收的推力检测信号可以判断割草机的进给参数，即推行力大小，且可以根据所接收的角度检测信号判断机体的行走状态，并根据推行力大小以及机体的行走状态来计算推行阻力以生成相应的负载控制信号，处理模块20可以将生成的负载控制信号发送到控制模块30，控制模块30根据接收到的负载控制信号调节相应的电机40的相应负载参数。

根据本发明的另一些实施例，处理模块20可以将接收到的机体角度传感器14生成的角度检测信号与预设角度进行对比判断，通过对比判断确定草坪是否有坡度，当判断有坡度时，处理模块20再根据接收到的推力传感器13生成的推力检测信号来判断是上坡还是下坡，进而计算推行阻力，根据计算出的推行阻力向控制模块30发出相应的负载控制信号，控制模块30根据接收到的负载控制信号调节相应电机40的相应负载参数。

根据推行阻力作为调节电机40的判断依据，主要是根据检测到的握持部的旋钮角度判断推力大小和根据机体角度判断机体的行走状态，进而计算出相应的推行阻力，例如，在草坪上机体的行走状态可以为上坡、下坡或在平地行走，机体行走时机体角度为θ2，握持部的旋钮角度为θ1，根据机体角度θ2判断是否有坡度，当有坡度时，结合握持部的旋钮角度θ1的范围判断是上坡还是下坡状态，根据推行阻力与θ1和θ2之间的关系计算推行阻力f＝f(θ1θ2)，再根据推行阻力的大小智能调节电机40的相应负载参数，如电机的输出转速。

在本发明的一些实施例中，如图10所示，检测模块10可以包括轮速传感器15，且检测信号可以包括速度检测信号，轮速传感器15可以用于检测割草机的轮子转速并生成相应的速度检测信号，检测模块10将速度检测信号发送到处理模块20，处理模块20根据所接收到的速度检测信号与预设的速度值进行比较，并生成负载控制信号，负载控制信号用以指示增加负载参数或降低负载参数，比如，能够指示提速或降速的负载控制信号，处理模块20将生成的能够指示增加或降低负载参数的负载控制信号发送到控制模块30，控制模块30根据接收到的能够指示增加或降低负载参数的负载控制信号调节驱动轮子转动的电机40，当轮子转速较大时，工作电机40可以将转速降低，当轮子转速较小时，工作电机40可以将转速提高，使其达到预设的速度值。本实施方式中，检测模块10还可以是位移传感器或压力传感器。

检测模块10还可以用在链锯上检测进给力度，从而调节链锯电机对应的负载参数。具体地，检测模块10检测操作者切割工件时施加在链锯上的下压力度的大小，生成对应的负载控制信号。比如，能够指示提速或降速的负载控制信号，处理模块20可以将生成的能够指示增加或降低负载参数的负载控制信号发送到控制模块30，控制模块30可以根据接收到的能够指示增加或降低负载参数的负载控制信号调节驱动链锯切割链条的电机，当操作者切割时下压链锯的力较小时，工作电机可以将转速降低，当操作者切割时下压链锯的力较大时，工作电机可以将转速提高。本实施方式中，检测模块10可以是压力传感器。

此外，检测模块10还可以用在打草机上检测进给速度，从而调节打草机电机对应的负载参数。具体地，检测模块10检测使用打草机时的摆动速度快慢，即操作者挥动打草机的速度快慢，生成对应的负载控制信号。当操作者挥动的速度较慢时，工作电机可以将转速提高，当操作者挥动的速度较快时，工作电机可以将转速降低，使其达到预设的速度值。本实施方式中，检测模块10可以是加速度传感器。

在本发明的另一些具体实施例中，如图11所示，检测模块10可以包括电压传感器16，且检测信号可以包括电压检测信号，电压传感器16可以用于检测电机40的电压状态以生成电压检测信号，检测模块10可以将生成的电压检测信号发送到处理模块20，处理模块20可以根据接收到的电压检测信号生成能够指示增加负载参数或降低负载参数的负载控制信号，比如，可以生成能够指示提速或降速的负载控制信号，处理模块20将生成的能够指示增加或降低负载参数的负载控制信号发送到控制模块30，控制模块30根据接收到的能够指示增加或降低负载参数的负载控制信号调节相应的电机40相应负载参数，比如电机的输出功率或输出转速。

根据本发明的一些实施例，电压传感器16所检测的电机40的电压状态可以包括电压随时间的变化情况以及电机40工作中的电压波形，处理模块20可以根据电压检测信号判断在突变状态下为上升沿还是下降沿，当为上升沿时可以生成提示降低负载参数的负载控制信号，比如可以生成提示降速的负载控制信号，当为下降沿时生成提示增加负载参数的负载控制信号，比如可以生成提示增速的负载控制信号。

在本发明的一些具体实施例中，检测模块10还可以同时包括电压传感器16和轮速传感器15，且检测信号还可以包括电压检测信号和速度检测信号，电压传感器16可以用于检测电机40的电压状态以生成电压检测信号，轮速传感器15用于检测割草机的轮子转速并生成速度检测信号，处理模块20可以根据电压传感器16生成的电压检测信号和轮速传感器15生成的速度检测信号能够生成负载控制信号，负载控制信号用以指示增加负载参数或降低负载参数，比如能够增加或降低电机转速或占空比的负载控制信号。其中，电压传感器16在检测电机40的电压状态过程中，电压状态包括电压随时间的变化情况以及工作中的电压波形，处理模块20也可以根据电压检测信号判断在突变状态下为上升沿还是下降沿，当为上升沿时能够生成提示降低负载参数的负载控制信号，当为下降沿时能够生成提示增加负载参数的负载控制信号。

在本发明的一些实施例中，检测模块10还可以包括摆动速度传感器，检测信号还可以包括摆动速度检测信号，比如在打草机中，摆动速度传感器可以用于检测打草机打草时的摆动速度并生成摆动速度检测信号；处理模块20可以根据摆动速度的大小并生成相应的负载控制信号，负载控制信号可以根据实际情况的需要指示增加摆动速度或降低摆动速度。

需要说明的是，上述各个实施例中的检测模块10既可以独立存在，也可以几个实施例中的检测模块10组合存在，例如，在根据本发明的一个变形例中，电压传感器16与电容传感器11可以组合存在，由此，不仅可以根据电容传感器11生成的草坪检测信号来生成负载控制信号，还可以在割草过程中，结合电压传感器16所检测的电机40的电压状态(即，电压随时间的变化情况以及电机40工作中的电压波形等)等及时的调整电机40的转速。再例如，在根据本发明的另一个变形例中，轮速传感器15可以与电压传感器16、电容传感器11组合存在，由此，可以在割草过程中，结合轮子的转速、电机的电压状态、以及草坪的状态等，实时地控制电机的工作参数(包括电机转速等)等。此外，本领域技术人员在上述实施例的基础上可以进行各种组合、变更，在此不再一一枚举，这些组合和变更应该被理解为属于本发明的公开范畴内，也应属于本发明的保护范围内。

根据本发明实施例的割草机100，通过对其合理设计，能够根据检测到的草坪特征信息和割草机的状态信息智能调节割草机上相应电机的负载参数，实现割草机上电机的智能调速，提高效率，延长单包时间，改善人员操作性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。