专利名称：一种电动工具红外线测距系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种利用红外线进行测距的电动工具及方法。
技术背景随着技术的发展，在许多领域需要检测工具的使用距离，特别是在电动工 具领域，比如电钻的钻孔深度以及电动螺丝刀的打螺丝长度等等。目前在电钻 控制方面，传统的控制钻孔深度的方法是用机械装置，将机械装置设置到合适 的位置，当钻孔深度达到时，机械装置卡住钻头，完成钻孔；也有利用超声波 反射强度，当达到预定的强度时，自动让电钻停止，控制钻孔深度。上面的方 式第一种由于现在技术越来越向电子式发展，己经不适应潮流，第二种方式测 量距离稳定、精确，但是其成本较高，为其推广使用增加了难度。发明内容本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用红外线测量电动 工具的使用距离的系统，包括至少一 MCU (微处理器)，MCU的ADC (模数 变换器)接口，分别连接滤波电容、 一第三电阻，滤波电容另一端接地，第三 电阻另一端连接红外接收管，红外接收管另一端连接第四电阻；MCU的PWM (脉冲宽度调制)接口连接三极管基极，三极管发射极连接第一电阻，三极管 集电极连接红外发射管；MCU—普通I/0 口连接第二电阻，第二电阻另一端连 接一指示灯。为达成发明目的，本发明还提供一种利用红外线测量电动工具的使用距离 的方法，包括步骤MCU初始化设置；MCU通过PWM接口使红外发射管发 射带有载波的红外线；MCU判断滤波电容两端电压是否达到最高值VD; MCU 控制指示灯亮，记录电压最高值VD ; MCU控制电钻钻孔；MCU判断滤波电 容两端电压是否达到最高值VD，如果已经达到最高值VD，测距结束。
图1为本发明一种电动工具红外线测距系统及方法具体实施方式
的电路图； 图2为本发明一种电动工具红外线测距系统及方法具体实施方式
的测垂直 时滤波电容两端电压变化图；图3为本发明一种电动工具红外线测距系统及方法具体实施方式
的测距离时滤波电容两端电压变化示意图；图4为为本发明一种电动工具红外线测距系统及方法具体实施方式
的软件 处理流程图。
具体实施方式
本发明的上述技术问题是这样加以解决的，以电钻的电动控制器为例控制器测距部分硬件电路如图l所示，MCU10的ADC接口 13，分别连接滤波电 容41、电阻23，滤波电容41另一端接地，电阻23另一端连接红外接收管32， 红外接收管32另一端连接电阻24; MCUIO的PWM接口 11连接三极管51基 极，三极管51发射极连接电阻21、三极管51集电极连接红外发射管31; MCUIO 一普通I/O 口 12连接电阻22，电阻22另一端连接一指示灯61。图1中未标识 的MCU10的其他I/0 口可以作为电动控制器的其他控制口使用。如图4所示，为本发明本发明一种电动工具红外线测距系统及方法的软件 处理流程图。首先，在步骤310中，MCU10的初始化里设置ADC功能、红外 发射管31的载波频率和垂直判定条件；在步骤320中，MCU10通过PWM接口 11使红外发射管31发射带有载波的红外线，发射出去的红外线遇到被测面时被 反射，发射出去的红外线与被测面的角度和红外线反射强度如图2所示，当电 钻的钻头与被测面垂直时，红外线反射强度最强，此时红外接收管32导通压降 至最低，此时滤波电容41两端电压最高；在步骤330中，MCU10通过ADC接 口 13记录滤波电容41两端电压变化，并判断滤波电容41两端电压是否达到最 高値Vd，如果滤波电容41两端电压未达到最高值Vd，返回步骤320;如果滤 波电容41两端电压已经达到最高值Vo，则在步骤340中，MCU10通过普通I/0 接口 12控制指示灯61亮，表示电钻的钻头已与被测面垂直，MCU10记录垂直 时滤波电容41两端最高电压vd，此时如图3所示，红外发射管31和红外接收 管32的位置是B， MCU10记录的滤波电容41上面的最高电压是VD，电钻操 作者用电钻上面的一个和被测面垂直的、可以前后让红外发射管31和红外接收 管32移动的机械装置使红外发射管31和红外接收管32移动到位置A，此时滤 波电容41上面的最高电压是Vc，在步骤350中，MCU10控制电钻开始钻孔， 在步骤360中，MCU10检测滤波电容41两端电压，若滤波电容41两端电压已 经达到最高值Vo，则测距完成，钻头已钻深度为A位置与B位置的距离差，否 则返回步骤350。本发明并不局限于本说明书中的最佳实施方式和各种技术细节。因此，任 何不脱离权利要求书记载的发明创造思想及其各种等效物的范围内的发明创 造，均属于权利要求书的保护范围内。
权利要求
1. 一种电动工具红外线测距系统，包括至少一MCU，其特征在于，所述MCU的ADC接口，分别连接一滤波电容、一第三电阻，所述滤波电容另一端接地，所述第三电阻另一端连接一红外接收管，所述红外接收管另一端连接一第四电阻；所述MCU的PWM(脉冲宽度调制)接口连接一三极管基极，所述三极管发射极连接一第一电阻，所述三极管集电极连接红外发射管。
2、 如权利要求l所述的电动工具红外线测距系统，其特征在于，所述MCU 可设定一普通I/O端口连接一指示灯。
3、 一种电动工具红外线测距方法，其特征在于，包括步骤 MCU初始化设置；MCU通过PWM接口使红外发射管发射带有载波的红外线； MCU通过ADC接口记录滤波电容两端电压变化，并判断所述滤波电容 两端电压是否达到最高值VD;MCU记录所述滤波电容两端电压最高值Vd ; MCU控制电动工具进行作业；MCU通过所述ADC接口判断所述滤波电容两端电压是否达到最高值 vd，如果已经达到最高值vd，测距结束。
4、 如权利要求2所述的步骤MCU通过ADC接口记录滤波电容两端电压变化，并判断所述滤波电容两端电压是否达到最高值vd，其特征在于，还包括步骤若所述滤波电容两端电压未达到最高值VD，则返回步骤MCU通过PWM 接口使红外发射管发射带有载波的红外线。
5、 如权利要求2所述的步骤MCU通过所述ADC接口判断所述滤波电容 两端电压是否达到最高值vd，其特征在于，若所述滤波电容两端电压未达到最 高植Vd，则返回步骤MCU控制电动工具进行作业。
全文摘要
本发明利用红外线测量电动工具的使用距离，包括至少MCU(微处理器)，MCU的ADC(模数变换器)接口，分别连接滤波电容、一第三电阻，滤波电容另一端接地，第三电阻另一端连接红外接收管，红外接收管另一端连接第四电阻；MCU的PWM(脉冲宽度调制)接口连接三极管基极，三极管发射极连接第一电阻，三极管集电极连接红外发射管；MCU一普通I/O口连接第二电阻，第二电阻另一端连接一指示灯。
文档编号G01S17/00GK101256237SQ20081006633
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月19日 优先权日2008年3月19日
发明者宋可飞, 王永禄, 翁朝宇 申请人:深圳市拓邦电子科技股份有限公司