电动工具及其控制系统的制作方法

本申请涉及一种用于电动工具的控制系统及包括该控制系统的电动工具。

背景技术：

1、电动剪刀属于便携式电动工具、具体为电动切割装置的一种，可以用于农业、树木栽培、葡萄栽培或园艺的修枝，也可以用于修剪和/或切割诸如金属等硬质材料的工件。

2、电动剪刀电源开启后，操作者致动触发器(或扳机)时，电动剪刀的活动刀片从张开位置朝向闭合位置移动，执行切割操作。在一些应用中，可能希望切割操作分多个阶段或步骤进行，希望活动刀片能够可控地停留在一个或多个位置。

3、为了在操作者对触发器的致动停止时活动刀片能够及时、准确地停止移动，一些电动剪刀采用霍尔传感器来基于触发器的位置控制活动刀片的移动。然而，电动工具中通常还在包括霍尔元件的控制单元附近布置有其它磁性元件，该磁性部件可能会对霍尔传感器造成干扰，意外地激活电机而使活动刀片移动。在操作者毫不知情的情况下，移动的活动刀片可能对工件进行不期望的切割或者对操作人员造成伤害。

4、还有一些电动工具使用其它类型的传感器、例如力学或光学传感器来控制活动刀片的移动，但是经常出现触发器的位置和活动刀片的位置不对应的现象，例如触发器被致动而偏离初始位置并停止在被致动的位置，活动刀片却没有旋转。此外，使用电动剪刀的过程中，还希望活动刀片能够响应于触发器的致动的停止而及时、准确地停留在对应的期望的位置。

技术实现思路

1、本申请的目的是对电动工具的控制系统进行改进，进而解决上述技术问题中的至少一个。

2、为此，在本申请的第一方面中，提供了一种用于电动工具的控制系统，

3、所述电动工具包括电机，在电机的驱动下输出预期运动的执行部件，将电机输出的运动传递到所述执行部件的传动装置，以及适于由操作者致动的触发器，其中所述传动装置中的一运动部件或所述执行部件用作所述电动工具的反馈部件，所述控制系统包括：

4、关联部件，其被与所述触发器和所述反馈部件两者相关联并且具有反馈参数，所述反馈参数具有对应于所述触发器的被致动前的第一位置的初始值和响应于所述触发器的致动和所述反馈部件的运动两者而变化的实时值，所述关联部件被构造成当所述执行部件到达与所述触发器的被致动到的第二位置相对应的位置时反馈参数回到所述初始值；

5、传感器，其被配置用于感测所述关联部件的反馈参数的实时值，以及在所述实时值偏离所述初始值时产生第一控制信号并且在所述实时值返回到所述初始值时产生第二控制信号；和

6、与所述传感器通信连接的电机控制器，其被配置为响应于从所述传感器接收到所述第一控制信号而将所述电机切换到激活状态，并且响应于从所述传感器接收到所述第二控制信号而将所述电机切换到非激活状态。

7、在一个实施例中，所述第一位置和第二位置中的每一个是对应于电动工具处于休止状态的初始位置或者不同于初始位置的触发位置。

8、在一个实施例中，当所述触发器被从所述第一位置沿远离所述初始位置的方向移动到第二位置时，所述电机控制器基于接收到所述第一控制信号使所述电机输出第一旋转方向上的转动；或者当所述触发器被从所述第一位置沿朝向所述初始位置的方向移动到第二位置时，所述电机控制器基于接收到所述第一控制信号使所述电机输出与第一旋转方向相反的第二旋转方向上的转动。

9、在一个实施例中，所述关联部件是可弹性变形元件，所述反馈参数是弹性变形力，所述传感器是力传感器。

10、在一个实施例中，所述可弹性变形元件是弹簧。

11、在一个实施例中，所述关联部件与所述触发器直接或间接地相关联，并且与所述反馈部件直接或经由一中间部件间接地相关联。

12、在一个实施例中，所述传感器布置在所述关联部件上、所述触发器的抵接所述关联部件的端部上、或所述中间部件或所述反馈部件的抵接所述关联部件的端部上。

13、本申请的第二方面中，提供了一种电动工具，包括：上述控制系统；所述电机，所述执行部件，所述传动装置，和所述触发器，其中所述传动装置中的一运动部件或所述执行部件用作所述控制系统的反馈部件。

14、在一个实施例中，所述执行部件是被配置用于对工件执行预期操作的刀具。

15、在一个实施例中，所述执行部件在所述触发器被触发时发生转动和/或平移。

16、在本申请的第三方面中，提供了一种电动剪刀，包括：电机，固定刀片，相对于所述固定刀片在张开位置和闭合位置之间枢转的活动刀片；将电机输出的驱动力传递到所述活动刀片的传动装置，适于被操作者触发的触发器，和上述控制系统，所述活动刀片用作所述控制系统的执行部件，所述传动装置中的运动部件之一或所述活动刀片构成所述控制系统的反馈部件。

17、在一个实施例中，所述反馈部件具有与所述关联部件相关联的凸轮形外表面，所述凸轮形外表面被设计成使得：当所述活动刀片到达与所述触发器的第二位置相对应的位置时使所述关联部件的反馈参数返回初始值。

18、在一个实施例中，所述传动装置包括：直接驱动所述活动刀片枢转的输出齿轮，驱动所述输出齿轮旋转的锥齿轮；和与输出齿轮和锥齿轮同步旋转的轴；所述凸轮形外表面通过与所述输出齿轮、所述锥齿轮和所述轴中的一个一体形成的或附接于其上的凸轮形部提供。

19、在一个实施例中，电动剪刀还包括可滑动地设置的销状件，所述销状件的一端抵接所述凸轮形外表面，另一端抵接所述关联部件。

20、在一个实施例中，所述关联部件是两端分别抵接销状件和触发器的弹簧，所述传感器是力传感器。

21、在一个实施例中，所述力传感器设置于所述销状件的抵接着弹簧的端部。

22、在本申请提供的电动工具的控制系统中，一方面，关联部件与触发器相关联并且响应于触发器的致动而反馈参数从初始值改变到目标值，传感器响应于此改变而产生使电机控制器激活电机的第一控制信号；另一方面，关联部件与驱动链中的反馈部件相关联并且响应于与执行部件的位置相关联的反馈部件的运动而使反馈参数从目标值返回初始值，传感器响应于此返回而产生使电机控制器将电机切换到非激活状态的第二控制信号。至此，通过将驱动链中的运动部件设置成反馈部件并与关联部件相关联，当触发器被从第一位置致动并停留到第二位置时，致动部件一旦到达与触发器的第二位置相对应的期望位置，感测关联部件的反馈参数的传感器即能够感应到，并产生信号给电机控制器。电机控制器随即停止电机的操作，将执行部件的运动停止。这使得执行部件的位置能够与触发器的位置准备对应，即操作者能够更好地通过触发器控制执行部件的位置。在关联部件为弹簧并且传感器为感测弹簧的弹性变形力的力传感器的情况下，本申请的电动工具还避免了出现现有技术中使用霍尔传感器时发生的不安全情形。

技术特征：

1.一种用于电动工具的控制系统(20)，所述电动工具包括电机(12)，在电机的驱动下输出预期运动的执行部件(14)，将电机输出的运动传递到所述执行部件的传动装置(16)，以及适于由操作者致动的触发器(30)，其中所述传动装置中的一运动部件或所述执行部件用作所述电动工具的反馈部件，所述控制系统(20)包括：

2.根据权利要求1所述的控制系统(20)，其中，所述第一位置和第二位置中的每一个是对应于电动工具处于休止状态的初始位置或者不同于初始位置的触发位置。

3.根据权利要求2所述的控制系统(20)，其中，

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制系统(20)，其中，所述关联部件(22)是可弹性变形元件，所述反馈参数是弹性变形力，所述传感器是力传感器。

5.根据权利要求4所述的控制系统(20)，其中，所述可弹性变形元件是弹簧。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的控制系统(20)，其中，所述关联部件(22)与所述触发器(30)直接或间接地相关联，并且与所述反馈部件直接或经由一中间部件间接地相关联。

7.根据权利要求6所述的控制系统(20)，其中，所述传感器(24)布置在所述关联部件(22)上、所述触发器(30)的抵接所述关联部件(22)的端部上、或所述中间部件或所述反馈部件的抵接所述关联部件(22)的端部上。

8.一种电动工具，包括：

9.根据权利要求8所述的电动工具，其中，所述执行部件(14)是被配置用于对工件执行预期操作的刀具。

10.根据权利要求9所述的电动工具，其中，所述执行部件(14)在所述触发器(30)被触发时发生转动和/或平移。

11.一种电动剪刀(100)，包括：

12.根据权利要求11所述的电动剪刀(100)，其中，所述反馈部件具有与所述关联部件相关联的凸轮形外表面(142)，所述凸轮形外表面(142)被设计成使得：当所述活动刀片(118)到达与所述触发器(130)的第二位置相对应的位置时使所述关联部件(22)的反馈参数返回初始值。

13.根据权利要求12所述的电动剪刀(100)，其中，

14.根据权利要求13所述的电动剪刀，还包括可滑动地设置的销状件，所述销状件的一端抵接所述凸轮形外表面(142)，另一端抵接所述关联部件(22)。

15.根据权利要求14所述的电动剪刀，其中，所述关联部件(22)是两端分别抵接销状件和触发器(130)的弹簧(160)，所述传感器(24)是力传感器。

16.根据权利要求15所述的电动剪刀，其中，所述力传感器设置于所述销状件的抵接着弹簧(160)的端部。

技术总结
本申请涉及电动工具，特别是电动剪刀，及其控制系统。电动工具包括电机(12)、执行部件(14)、传动装置(16)、和触发器(30)，传动装置中的一运动部件或执行部件用作电动工具的反馈部件，控制系统包括：关联部件(22)，其与触发器和反馈部件相关联并具有响应于触发器的致动和反馈部件的运动而变化的反馈参数，关联部件被构造成当执行部件达到与触发器被致动到的第二位置相对应的位置时反馈参数回到对应于触发器处于被致动前的第一位置的初始值；传感器(24)，用于感测关联部件的反馈参数并且基于其实时值生成控制信号；和电机控制器(26)，其响应于从传感器接收到控制信号而选择性地将电机切换到激活或非激活状态。

技术研发人员：郑伟鑫,叶莹,车安杭
受保护的技术使用者：博世电动工具（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14