电动螺丝刀控制方法、装置、驱动控制器及电动螺丝刀与流程

1.本技术涉及电动螺丝刀控制技术领域，尤其是涉及一种电动螺丝刀控制方法、装置、驱动控制器及电动螺丝刀。


背景技术：

2.电动螺丝刀，别名电批、电动起子，是用于拧紧和旋松用的电动工具。该电动工具装有调节和限制扭矩的机构，主要用于装配线，是大部分生产企业必备的工具之一。电动螺丝刀主要是通过一个微型电机来驱动螺丝刀头旋转，来实现将螺丝拧紧的目的。
3.相关技术中，通过检测模块对电动螺丝刀的相关元器件进行参数的检测，当相关参数达到预定值时，停止电动螺丝刀的转矩输出。
4.在实践过程中，发明人发现该技术中至少还存在如下问题：停止电动螺丝刀转矩输出的时间点控制不准确，提前停止会导致螺丝不能拧紧，延后停止的时间控制的不好，会造成电机过度旋转，引起电机的损耗，且用户体验也较差。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供一种电动螺丝刀控制方法、装置、驱动控制器及电动螺丝刀，可以及时准确地控制电动螺丝刀在完成工作时停机，避免电机损耗，提升用户使用体验。
6.第一方面，本技术提供的一种电动螺丝刀控制方法，采用如下的技术方案：一种电动螺丝刀控制方法，所述方法包括：获取电动螺丝刀上电时的初始电压；实时获取所述电动螺丝刀工作时的工作电压；根据所述工作电压与初始电压的差值，实时获取浮动电压；若所述浮动电压满足触发条件，则按预设方式生成使能信号和电子刹车控制信号；根据所述使能信号，控制所述电动螺丝刀的电机使能；根据所述电子刹车控制信号启动电子刹车，停止所述电动螺丝刀的转矩输出；重新获取所述电动螺丝刀的当前电压，作为初始电压。
7.通过采用上述技术方案，根据电动螺丝刀工作时浮动的电压值，来确定生成使能信号和电子刹车控制信号的时间点，以实现电动螺丝刀工作完成后的及时停止；并且电动螺丝刀上电和单次工作完成时均重新获取初始电压，确保浮动电压值的准确性。
8.在一些实施方式中，所述若所述浮动电压满足触发条件，则按预设方式生成使能信号和电子刹车控制信号，包括：当所述浮动电压大于预设阈值，立即生成使能信号和电子刹车控制信号；或，当所述浮动电压大于预设阈值，经过预设延时时间后，生成使能信号和电子刹车控制信号；
或，当所述浮动电压初次下降时，立即生成使能信号和电子刹车控制信号。
9.通过采用上述技术方案，可通过多种方式来确定使能信号和电子刹车控制信号的生成时间点。
10.在一些实施方式中，所述预设延时时间按固定时间形式确定，或，按动态调整形式确定。
11.通过采用上述技术方案，若采用延时生成使能信号和电子刹车控制信号的方式，则可以采用固定延时时间，也可以采用动态延时时间。
12.在一些实施方式中，所述预设延时时间按动态调整形式确定，包括：获取电动螺丝刀的历史工况数据和历史运行数据；根据所述历史运行数据，获取对应的若干历史差值时间；所述历史差值时间为历史运行过程中所述浮动电压初次达到预设阈值与达到峰值时的时间差；根据所述若干历史差值时间，获取对应的历史差值平均时间；根据当前工况数据、历史工况数据和历史差值平均时间，确定当前的推定差值时间；将所述推定差值时间作为预设延时时间。
13.通过采用上述技术方案，可以将实际数据与历史数据进行比对，得到最接近的推定差值时间，能使得电动螺丝刀在工作时的浮动电压值达到或接近最高点时生成使能信号和电子刹车控制信号，停止电动螺丝刀的转矩输出。
14.在一些实施方式中，所述预设延时时间按动态调整形式确定，包括：获取电动螺丝刀的历史工况数据和历史运行数据；根据所述历史运行数据，获取对应的若干历史差值时间和历史持续时间；所述历史差值时间为历史运行过程中所述浮动电压初次达到预设阈值与达到峰值时的时间差；所述历史持续时间为历史运行过程中所述浮动电压达到峰值与初次下降时的时间差；根据所述若干历史差值时间，获取对应的历史差值平均时间；根据当前工况数据、历史工况数据和历史差值平均时间，确定当前的推定差值时间；根据所述若干历史持续时间，获取对应的历史持续平均时间；根据当前工况数据、历史工况数据和历史持续平均时间，确定当前的推定持续时间；将所述推定差值时间与预设比例的推定持续时间之和作为预设延时时间。
15.通过采用上述技术方案，可以将实际数据与历史数据进行比对，得到最接近的推定差值时间和推定持续时间，电动螺丝刀在工作时的浮动电压值达到最高点后，在高电平信号持续时间的中间时间节点生成使能信号和电子刹车控制信号，停止电动螺丝刀的转矩输出。
16.在一些实施方式中，所述根据所述电子刹车控制信号启动电子刹车，具体包括：按预设的初始制动占空比启动电子刹车，电子刹车的初始制动占空比为30~80%。
17.通过采用上述技术方案，按照预设的制动占空比启动电子刹车，制动占空比可以根据需要进行调整。
18.在一些实施方式中，还包括：
实时获取所述电动螺丝刀启动电子刹车后的浮动电压，当所述浮动电压为0时，停止电子刹车。
19.第二方面，本技术提供的一种电动螺丝刀控制装置，采用如下的技术方案：一种电动螺丝刀控制装置，包括：初始电压获取模块，用于获取电动螺丝刀上电时的初始电压；工作电压获取模块，用于实时获取所述电动螺丝刀工作时的工作电压；浮动电压获取模块，用于根据所述工作电压与初始电压的差值，实时获取浮动电压；控制信号生成模块，用于若所述浮动电压满足触发条件，则按预设方式生成使能信号和电子刹车控制信号；电机使能控制模块，用于控制所述电动螺丝刀的电机使能；电子刹车启动模块，用于根据所述电子刹车控制信号启动电子刹车，停止所述电动螺丝刀的转矩输出；初始电压更新模块，用于重新获取所述电动螺丝刀的当前电压，作为初始电压。
20.第三方面，本技术提供的一种电动螺丝刀的驱动控制器，采用如下的技术方案：一种电动螺丝刀的驱动控制器，所述驱动控制器应用上述技术方案的方法进行电动螺丝刀的驱动控制。
21.第四方面，本技术提供的一种电动螺丝刀，采用如下的技术方案：一种电动螺丝刀，所述电动螺丝刀应用上述技术方案的方法进行电动螺丝刀的驱动控制。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1．在电动螺丝刀工作完成后，可以及时准确地控制电动螺丝刀在完成工作时停机，避免电机损耗，提升用户的使用体验。
23.2．对电动螺丝刀上电时以及单次工作完成后进行霍尔电压的清零操作，以保证工作过程中对工作电压数据判断的准确性。
24.3．确定控制电动螺丝刀停止工作的电子刹车控制信号生成时间的方式有多种，可根据实际情况，确定电子刹车控制信号的生成时间点。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例提供的电动螺丝刀控制方法的流程示意图；图2为本技术实施例提供的电动螺丝刀控制装置的框架示意图。
具体实施方式
27.为使得本技术的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.以下结合附图1和2对本技术作进一步详细说明。
29.如图1所示，本技术实施例公开了一种电动螺丝刀控制方法，可以实施以下步骤：101、获取电动螺丝刀上电时的初始电压。
30.在电动螺丝刀上电时，获取霍尔传感器输出的霍尔电压，将此时的电压作为初始电压。由于每把螺丝刀的装配不会完全一样，因此初始电压会略有区别，初始电压一般为2v左右，例如：1.9v、2v或2.1v。
31.102、实时获取所述电动螺丝刀工作时的工作电压。
32.电动螺丝刀在工作时，螺丝刀头受到阻力，电压增大，实时获取霍尔传感器输出的霍尔电压，作为工作电压。
33.103、根据所述工作电压与初始电压的差值，实时获取浮动电压。
34.将工作电压减去初始电压，得到浮动电压，此步骤相当于电压清零操作，即将电动螺丝刀的初始电压清零，只根据浮动电压进行判断和后续的处理操作。
35.本实施例中所获取的电压，默认都已去除干扰信号，输出的电压信号均为稳定值。
36.104、若所述浮动电压满足触发条件，则按预设方式生成使能信号和电子刹车控制信号。
37.本技术实施例中，所述浮动电压满足触发条件，则按预设方式生成使能信号和电子刹车控制信号，可以包括以下方式：当所述浮动电压大于预设阈值，立即生成使能信号和电子刹车控制信号；或，当所述浮动电压大于预设阈值，经过预设延时时间后，生成使能信号和电子刹车控制信号；或，当所述浮动电压初次下降时，立即生成使能信号和电子刹车控制信号。
38.本技术实施例中，所述预设延时时间按固定时间形式确定，或，按动态调整形式确定。
39.所述固定时间形式指将预设延时时间设定为固定的一个时间，例如可以设置预设阈值为0.2v，将预设延时时间设为10ms~20ms，当浮动电压大于0.2v时，自动触发，延时10ms~20ms（10ms、15ms、20ms等）后，生成使能信号和电子刹车控制信号。
40.本技术的一种实施例中，所述动态调整预设延时时间，可以实施以下步骤：获取电动螺丝刀的历史工况数据和历史运行数据；根据所述历史运行数据，获取对应的若干历史差值时间；所述历史差值时间为历史运行过程中所述浮动电压初次达到预设阈值与达到峰值时的时间差；根据所述若干历史差值时间，获取对应的历史差值平均时间；根据当前工况数据、历史工况数据和历史差值平均时间，确定当前的推定差值时间；将所述推定差值时间作为预设延时时间。
41.本技术实施例中，浮动电压的峰值一般可以为0.5v左右。例如，在相同或类似工况下，所获得的推定差值时间为15ms，则当浮动电压大于0.2v时，延时15ms生成使能信号和电
子刹车控制信号。
42.本技术实施例中，所述历史差值时间的获取方法如下：获取浮动电压初次达到预设阈值的第一时间点；获取所述浮动电压达到峰值的第二时间点；根据所述第一时间点和第二时间点之间的时间差，获取历史差值时间。
43.上述历史差值时间的获取方法为单次工作过程中获取。
44.上述历史工况数据和历史运行数据，可以为该电动螺丝刀进行产品测试时累计的历史数据，也可以为实时使用后累计的数据，例如采用浮动电压初次下降后再生成使能信号和电子刹车控制信号的方式，上述历史工况数据和历史运行数据均可以记录并累计，数据累计到一定量，切换延时时间的动态调整方式时，即可按上述方案进行推定。
45.本技术的另一种实施例中，所述动态调整预设延时时间，可以实施以下步骤：获取电动螺丝刀的历史工况数据和历史运行数据；根据所述历史运行数据，获取对应的若干历史差值时间和历史持续时间；所述历史差值时间为历史运行过程中所述浮动电压初次达到预设阈值与达到峰值时的时间差；所述历史持续时间为历史运行过程中所述浮动电压达到峰值与初次下降时的时间差；根据所述若干历史差值时间，获取对应的历史差值平均时间；根据当前工况数据、历史工况数据和历史差值平均时间，确定当前的推定差值时间；根据所述若干历史持续时间，获取对应的历史持续平均时间；根据当前工况数据、历史工况数据和历史持续平均时间，确定当前的推定持续时间；将所述推定差值时间与预设比例的推定持续时间之和作为预设延时时间。
46.本技术实施例中，浮动电压的峰值一般可以为0.5v左右，峰值的持续时间一般可以为50ms左右。例如，在相同或类似工况下，所获得的推定差值时间为15ms，推定持续时间为50ms，预设比例设为50%，则当浮动电压大于0.2v时，延时15+（50/2）=40ms，即在浮动电压达到峰值后的中段，生成使能信号和电子刹车控制信号。
47.本技术实施例中，所述历史差值时间和历史持续时间的获取方法如下：获取浮动电压初次达到预设阈值的第一时间点；获取所述浮动电压达到峰值的第二时间点；获取所述浮动电压初次下降时的第三时间点；根据所述第一时间点和第二时间点之间的时间差，获取历史差值时间；根据所述第二时间点和第三时间点之间的时间差，获取历史持续时间；上述历史差值时间和历史持续时间的获取方法为单次工作过程中获取。
48.历史工况数据和历史运行数据的累计，同前述方案。
49.105、根据所述使能信号，控制所述电动螺丝刀的电机使能；驱动控制器根据使能信号，控制电动螺丝刀中的电机使能，但此时电机仍存在惯性运动，因此需要还需要通过电子刹车的方式停止电动螺丝刀的转矩输出。
50.106、根据所述电子刹车控制信号启动电子刹车，停止所述电动螺丝刀的转矩输出。
51.本技术实施例中，按预设的初始制动占空比启动电子刹车，电子刹车的初始制动占空比为30~80%，一般情况下可以将初始制动占空比设为50%。
52.本实施例中电子刹车的实现方式主要是通过让电机的驱动mos管上桥臂（或者下桥臂）全部导通而下桥臂（或者上桥臂）截止状态，使电机的三相定子绕组全部被短接，使电机瞬时产生极大的制动力矩，能够达到快速刹车的效果。电子刹车的制动占空比，是指每次制动时间与每两次制动之间的时间间隔，本技术实施例中，制动时间可以为5ms，初始制动占空比一般为50%。例如设置制动时间5ms，运行时间5ms，此时的制动占空比即为50%。
53.启动电子刹车后，实时获取电动螺丝刀的实时浮动电压。
54.当所述实时浮动电压降为0时，可停止电子刹车。
55.本技术实施例中，浮动电压降为0的时间应为50~130ms之间。
56.本技术的一种实施例中，若启动电子刹车后，在预设的时间段后，实时浮动电压仍未降为0，则此时需要增加电子刹车的制动占空比。
57.本技术的另一种实施例中，在启动电子刹车后，设定若干个时间节点（2~10个时间节点），确定每个时间节点的浮动电压标准值，所述浮动电压标准值应在各时间节点呈线性下降趋势。若在每个时间节点的实时浮动电压大于设定的该时间节点的浮动电压标准值，则增加电子刹车的制动占空比，以加大制动效果，每次增加的调节幅度为5~10%。若在每个时间节点的实时浮动电压小于设定的该时间节点的浮动电压标准值，则降低电子刹车的制动占空比，以实现线性降速。
58.107、重新获取所述电动螺丝刀的当前电压，作为初始电压。
59.电子刹车停止后，需重新获取电动螺丝刀的当前电压，作为初始电压。因电动螺丝刀每次工作完成后的初始电压可能会有所变化，且工作时的浮动电压变化本身就非常小，为保证下一次工作时数据的准确性，每次工作完成后重新获取初始电压。
60.如图2所示，本技术实施例公开了一种电动螺丝刀控制装置，包括：初始电压获取模块201，用于获取电动螺丝刀上电时的初始电压；工作电压获取模块202，用于实时获取所述电动螺丝刀工作时的工作电压；浮动电压获取模块203，用于根据所述工作电压与初始电压的差值，实时获取浮动电压；控制信号生成模块204，用于若所述浮动电压满足触发条件，则按预设方式生成使能信号和电子刹车控制信号；电机使能控制模块205，用于控制所述电动螺丝刀的电机使能；电子刹车启动模块206，用于根据所述电子刹车控制信号启动电子刹车，停止所述电动螺丝刀的转矩输出；初始电压更新模块207，用于重新获取所述电动螺丝刀的当前电压，作为初始电压。
61.本技术实施例公开了一种电动螺丝刀的驱动控制器，所述驱动控制器应用上述技术方案的方法进行电动螺丝刀的驱动控制，包括上电启动、工作、停止等过程中的控制。
62.无刷电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度和响应时间进行工作，使得电机应用范围更为广泛，输出效率更高，噪音更小等优点。电机控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心，它主要完成
以下功能：对各种输入信号进行逻辑综合，为驱动电路提供各种控制信号；产生pwm脉宽调制信号，实现电机的调速；实现短路、过流、欠压等故障保护功能。无刷电机控制器可对电机速度进行控制并对电机进行必要的保护，无刷电机的控制器要比有刷电机控制器复杂得多。
63.本技术实施例公开了一种电动螺丝刀，所述电动螺丝刀应用上述技术方案的方法进行电动螺丝刀的驱动控制。
64.本技术实施例中，电动螺丝刀采用无刷电机，并配合无刷电机的驱动控制器进行电动螺丝刀的驱动控制。
65.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，并非依此限制本技术的保护范围，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下，还可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。因此，凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。