电动工具系统的制作方法

本发明涉及一种电动工具系统，具体涉及一种能检测故障的电动工具系统。

背景技术：

随着网络技术的发展以及移动通讯设备的智能化普及，物与物之间通过通讯协议构成数据连接与共享，正逐渐改变人们的生活。

在电动工具领域，电动工具与移动终端、电动工具与电动工具之间如果能建立数据传递，则能够对提高电动工具的使用效率、为用户提供个性化的控制程序以及排出故障和安全隐患等方便具有重要的意义。

在一个电动工具系统中，电动工具是否发生故障关系到电动工具的使用安全，并且在电池包的容量较大时，电机功率较大时，及时发现故障对用户采取主动的安全保护措施也尤为重要。

技术实现要素：

本发明采用如下技术方案：

一种电动工具系统，包括：一个电动工具，包含一个用电装置；一个电源设备，用于为用电装置供电；一个故障检测系统，用于检测用电装置、电源设备和用电装置和电源设备之间的电路中的至少一个；一个源端通信装置，至少用于发送检测系统所检测到的故障的数据信息；一个数据接收设备，至少能在远离电动工具时接收源端通信装置发送的数据信息。

进一步，数据接收设备包括：一个宿端通信装置，用于与源端通信装置构成无线通讯。

进一步，源端通信装置与宿端通信装置之间通过局域网构成无线通讯。

进一步，源端通信装置与宿端通信装置之间通过互联网构成无线通讯。

进一步，源端通信装置与宿端通信装置之间通过近场通讯网络构成无线通讯。

进一步，数据接收设备包括：显示装置，用于显示宿端通信装置所接收的数据信息。

进一步，数据接收设备包括：输入装置，用于供用户根据显示装置显示的故障信息控制电动工具或电源设备。

进一步，电动工具系统还包括：存储装置，用于存储电动工具、电源装置或用电装置和电源设备之间的电路在正常工作时参数数据；处理器，用于根据故障检测系统所检测的数据与存储装置中数据进行比较判断电动工具、电源装置或用电装置和电源设备之间的电路是否出现故障；处理器在判断电动工具、电源装置或用电装置和电源设备之间的电路出现故障时通过源端通信装置发送关于故障的数据信息。

进一步，电源设备包括：一个电池包，包括壳体和容纳在壳体中的电池；故障检测系统包括：电压检测模块，用于检测电池的电压；源端通信装置在电压检测模块检测到电池的电压过高或过低时向数据接收设备发送用于提示用户电池包出现故障的数据信息。

进一步，在电池的电压低于第一阈值时停止为用电装置供电但仍为故障检测系统供电；在电池的电压低于小于第一阈值的第二阈值时，停止对故障检测系统供电。

进一步，在电池的电压低于第一阈值时，数据接收设备向用户提示信息。

进一步，故障检测系统包括：电流检测模块，用于检测电池的电流。

进一步，故障检测系统包括：温度检测模块，用于检测电池的温度。

进一步，电池包包括多个电池；电压检测模块分别检测一个或一组电池；在不同组或不同的电池的电压不均衡时；数据接收设备向用户提示信息。

进一步，电动工具包括：主供电电路，用于为用电装置供电；辅供电电路，用于为故障检测系统供电；主供电电路和辅供电电路分别连接至电源设备以使主供电电路断开时故障检测系统仍能进行故障检测。

进一步，故障检测系统能检测主供电电路是否出现故障。

进一步，电动工具还包括：控制系统，用于控制用电装置；故障检测系统与控制系统相连以使故障检测系统检测控制系统是否正常工作。

进一步，用电装置包括：电机，用于将电能转化机械能；电动工具还包括：工作头，用于实现工具的功能；传动系统，用于在电机与工作头之间实现动力传输；故障检测系统包括：位置传感器，用于检测工作头或传动系统的位置。

进一步，用电装置包括：电机，用于将电能转化机械能；电动工具还包括：工作头，用于实现工具的功能；传动系统，用于在电机与工作头之间实现动力传输；故障检测系统包括：振动传感器，用于检测工作头或传动系统的振动。

进一步，用电装置包括：电机，用于将电能转化机械能；电动工具还包括：工作头，用于实现工具的功能；传动系统，用于在电机与工作头之间实现动力传输；故障检测系统包括：噪声传感器，用于检测工作头或传动系统在运转时产生的噪声。

进一步，数据接收设备包括：内置电芯，用于为数据接收设备供电；设备外壳，用于容纳内置电芯；充电接口，用于为内置电芯充电。

进一步，充电接口为usb接口。

进一步，电源设备包括：电池，用于存储电能；电池壳体，用于容纳电池；电源接口，用于与充电接口对接；电池容纳在电池壳体中且能通过电源接口为内置电芯充电。

进一步，设备外壳包括：结合部，能使数据接收设备结合至电动工具。

进一步，数据接收设备包括：穿戴装备，供用户穿戴数据接收设备。

本发明的有益之处在于：采用无线通讯的方式使用户能通过具有通讯功能的终端设备对电动工具是否发生故障进行监测。

附图说明

图1是本发明的电动工具系统的一个优选实施例结构示意图；

图2是图1所示电动工具系统的系统结构框图，在该图中以虚线箭头示出指示部件之间相互的无线通讯；

图3是图1所示电动工具系统中电源设备和电动工具的构造和功能部件框图，在该图中以带箭头的实线示出控制系统的控制对象。

图4是图1所示电动工具系统中故障检测系统的结构框图；

图5是本发明的电动工具系统的另一个优选实施例结构示意图；

图6是图5所示的电动工具系统中数据显示设备的示例性显示界面；

图7是本发明的电动工具系统的另一个优选实施例结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1所示的电动工具系统100，包括：割草机10、电源设备20和一个数据接收设备30。

其中，割草机10包括一个电机，该电机用于驱动割草机10的割草刀片转动。电源设备20用于为割草机10供电，其能够连接或安装至割草机10并通过电源设备内部的电路和/或割草机内部的电路与割草机内部的电机构成电性连接。

如图2所示，割草机10还包括故障检测系统11、源端通信装置12、存储装置13和处理器14。

其中，故障检测系统11用于检测电池包、割草机以及电池包和割草机之间的电路中的至少一个的故障信息。

源端通讯装置12用于发射故障检测系统检测的故障信息。

存储装置13用于存储以下参数数据：割草机正常工作时的参数数据、电源包正常工作时的参数数据以及割草机和电池包之间的电路正常工作时的参数数据。具体的，割草机正常工作时的参数数据包括：割草机的位置、割草机位置变化的速度、割草机位置变化的加速度等。

处理器14根据故障检测系统检测的数据与存储装置13中的参数数据进行比较判断割草机、电池包或割草机与电池包之间的电路是否出现故障，若处理器判断割草机、电池包或割草机与电池包之间的电路出现故障时则通过源端通讯装置发送故障的数据信息。

如图1和图2所示，便携式计算机可以作为数据接收设备30。数据接收设备30包括宿端通信装置31和显示装置32，其中，宿端通讯装置31在远离割草机时接收源端通讯装置发送的数据信息，显示装置32显示宿端通信装置所接受的数据信息。具体的，源端通讯装置12和宿端通讯装置31之间可通过局域网、互联网和近场通讯网络中的任意一种或其组合构成无线通讯。

作为一种具体方案，数据接收设备至少具有一个输入装置33，用户根据显示装置32显示的故障信息操作该输入装置以控制割草机10或电源设备20，比如，在显示装置32向用户显示割草机故障时，用户能通过输入装置33进行选择性操作，例如启用或禁用割草机10。数据接收设备30能将由用户选择而成的指令通过无线通讯传输至割草机10使得割草机停止工作以保护割草机。作为一种综合方案，显示装置32和输入装置33集成于一个可触摸显示屏，同时兼具显示和操作的功能。

通过以上方案，用户可以远距离地监测并控制割草机10的工作。

作为一种具体方案，割草机10具有一个传动系统，该传动系统被电机17驱动旋进而驱动割草机刀片转动。

故障检测系统11包括一个位置传感器，用于检测转动系统或刀片的位置。位置传感器可检测传动系统或刀片的转速、传动系统或刀片的转速的转向、传动系统或刀片的转速的转动持续时间、传动系统或刀片的转动角度的一个或多个。利用这些参数，处理器14可与存储装置13中存储的割草机正常工作时的参数进行比较，例如，位置传感器检测传动系统的转速小于正常值或静止，可以判断传动系统失效，从而向用户提示故障。

故障检测系统12还可以包括其他的传感器，比如振动传感器、噪声传感器等，当它们检测割草机的传动系统振动或噪声超标时，也可以判定割草机发生了故障。当然，也可以根据多个数据的组合判定故障，比如电机电流在正常值范围，但是位置传感器检测割草机刀片的转速小于正常值或静止，可以判定传动机构失效，从而向用户提示故障。

刀片本身作为割草机的工作头，对其位置进行检测也可判断割草机10是否发生故障或是否被非正常使用，比如刀片脱离或未安装刀片。

如图3所示，割草机10具有主供电电路151、辅供电电路152和控制系统16，其中，主供电电路151串联在电源设备和用电装置之间，具体的，主供电电路151串联在电源设备20和电机17之间，为电机供电。辅供电电路152串联在电源设备20和故障检测系统11之间，为故障检测系统供电，当主供电电路151因故障断开时，辅供电电路152为故障检测系统供电使得故障检测系统仍能进行故障检测。

控制系统16用于控制电机、辅供电电路以及主供电电路等用电装置，电机故障检测系统11与控制系统16电性连接，检测控制系统是否正常工作。

如图4所示，故障检测系统11包括电流检测模块110，可以检测：电机的电流值，电机电流的变化、电机电流持续的时间、主供电电路的电流值、主供电电路电流的变化，主供电电路电流持续的时间中的至少一个。利用上述参数，处理器14可与存储装置13中存储的割草机正常工作时的上述参数范围进行比较。例如，电流检测模块110检测主供电电路151的电流，处理器14判断主供电电路的电流值大于存储装置13中存储的正常值，可以判定主供电电路发生了故障并通过源端通讯装置12向数据接收设备发射故障信息，向用户提示故障。

故障检测系统11还可以包括电压检测模块111，可以检测：电机的电压值、电机电压的变化、电机电压持续的时间、主供电电路的电压值、主供电电路电压的变化、主供电电路电压持续的时间、控制系统的输出电压中的至少一个。例如，电压检测模块111检测控制系统16的输出电压超出正常值时，可以判断控制系统出现故障，从而向数据接收设备30发射故障信息以提示用户。

如图5所示的系统100’的硬件装置主要包括：剪枝机10’、电池包20’以及包含移动终端301’和穿戴设备302’的数据接收设备30’。

其中，剪枝机10’也包括电机、电池包、传动系统和工作头，以及相应的故障检测系统、控制系统、源端通讯装置、存储装置和处理器，移动终端301’和穿戴装备302’均具有源端通讯装置和显示装置。因此由他们构成系统也可以实现如上说介绍的方案。

电池包20’包括壳体22和容纳在壳体中的电池，壳体包括结合部221，能使电池包结合至剪枝机10’。故障检测系统可用于检测电池包的电压、电池包电流、电池包温度中的至少一个。

作为一种具体方案，故障检测系统包括电压检测模块，用于检测电池包的电压，具体的，电压检测模块检测电池包的电压，处理器比较检测的电池包的电压值过高或过低，源端通讯装置向数据接收设备20’发送电池包出现故障的数据信息以提醒用户。更具体的，电压检测模块为电压传感器。

故障检测系统还包括温度检测模块112和电流检测模块，分别用于检测电池包的温度和电池包的电流，当温度检测模块112检测到电池包的温度过高或过低时，源端通讯装置向移动终端发送电池包出现故障的数据信息以提醒用户。当然，也可以根据多个数据的组合判定故障，比如电池包电流在正常范围，电池包温度过高，可判断电池包故障，以提示用户。

电池包20’为剪枝机10’供电时电池包电量逐渐消耗，优选的，电压检测模块检测电池的电压，处理器读取存储装置内的第一阈值，在检测的电池的电压小于第一阈值时，移动终端301’和/或穿戴装备302’向用户提示信息，如电池包电量不足的信息，此时，电池包仍为剪枝机中的电机和故障检测系统等用电装置供电。进一步的，当检测的电池包的电压低于存储装置内预设的第二阈值时，控制系统发出停止电池包向故障检测系统供电的控制信号，电池包停止对故障系统供电，以节约电能使得剪枝机10’正常工作。

此外，电池包20’通常包含多个电池，电池不平衡往往会造成电池包损坏和出现安全风险。这里说指的电池的不平衡指每个单个电池的电压以及温度等参数的不同。

作为一种具体方案，电压检测模块分别检测一个或一组电池，在不同电池或不同组电池的电压不均衡时，数据显示设备的显示屏向用户提示信息。

作为可选方案，剪枝机10’的故障检测系统也可以包括位置传感器，该位置传感器用于检测剪枝机10’的位置变化从而判断剪枝机是否出现故障。位置传感器可采用陀螺仪和定位装置的组合。

具体而言，用于判断剪枝机10’是否发生故障的工具特性的参数包括：剪枝机10’的位置、剪枝机10’位置变化的速度、剪枝机10’位置变化的加速度。当故障检测系统检测到剪枝机10’经过剧烈冲击时，一般是剪枝机10’发生跌落，处理器会综合速度加速度等参数和预存的可承受的参数进行比较，如果超出允许的范围，则通过移动终端301’和/或腕带302’的显示装置提示用户可能发生故障，建议用户检修，同时锁定电机，使工具不再工作。当然，在割草机10也可以采用相类似的方案。

如图６所示，作为数据接收设备的移动终端301’可以通过通讯网络进行故障信息数据传输，用户在启动本实施例的电动工具系统时，需要了解电动工具系统是否正常，作为可选方案，移动终端存储有用于控制电动工具系统和故障检测系统工作的程序并以图形界面形式显示在作为显示装置32’的显示屏上供用户参考，具体的，在启动电动工具系统之前，用户调用移动终端301’中存储的用于控制故障检测系统工作的程序，启动故障检测系统对电动工具系统进行故障检测排查，例如，故障检测系统检测电池包的故障信息并通过电池显示单元321显示是否存在故障，若无故障则在电池显示单元321显示ok，若有故障则在电池显示单元321显示wrong，同样的，故障检测系统对控制系统进行检测并通过控制显示单元322显示的ok或wrong字样供用户了解控制系统是否存在故障，故障检测系统对电池包20’和剪枝机30’之间的电路进行检测并通过控制显示单元322显示的ok或wrong字样供用户了解上述电路是否存在故障，故障检测系统对剪枝机30’进行检测并通过工具显示单元324显示的ok或wrong字样供用户了解剪枝机是否存在故障，当电池显示单元321、控制显示单元322、控制显示单元322以及工具显示单元323均显示ok时，即表明电动工具系统无故障，用户可通过输入装置输入启动电动工具系统工作的命令。

需要说明的是，在以上两种方案中，故障检测系统也可设置在电源设备中，例如，电池包20’也具有一源端通讯装置，发送故障信息至数据接收设备。

如图7所示的系统100”的硬件装置主要包括：剪枝机10”、背负式电池包20”和腕带30”。

其中，剪枝机10”也包括电机、传动系统和工作头，以及相应的故障检测系统、控制系统、源端通讯装置、存储装置和处理器，腕带30”供用户穿戴数据接收设备，也具有源端通讯装置和显示装置。因此由他们构成系统也可以实现如上所介绍的方案。

与前述的实施方式的不同之处在于，作为数据接收设备的腕带30”还包括设备外壳35、容纳在设备外壳内的内置电芯（未示出）以及充电接口36，内置电芯为数据接收设备供电，充电接口36设置在设备外壳35上，为内置电芯充电，具体的，充电接口为usb接口。背负式电池包20”具有一电源接口21与充电接口36对接，背负式电池包20”中的电池通过电源接口为腕带30”中的内置电芯充电。

作为可选的方案，背负式电池包20”内设置故障检测系统、处理器、存储装置和源端通讯装置，例如，背负式电池包20”中的故障检测系统包括电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块以及电量检测模块，储存装置存储背负式电池包正常工作时的相关参数，包括电池包的电流、电池包电压，处理器比较电压检测模块检测的电池包的电压高于或低于存储装置存储的电池包的电压，则源端通讯装置发射电池包20”故障信息至腕带30”以提醒用户。

进一步的，剪枝机10”中还包括源端通讯装置，该源端通讯装置即可发射数据信息至腕带30”，又可接受来自电池包20”中的源端通讯模块的数据信息，比如，剪枝机10”中的源端通讯装置接受来自电池包20”的源端通讯装置发射的电池包故障信息，剪枝机10”中的控制系统据此故障信息发出停止指令，使得剪枝机停止工作以保护剪枝机，用户依据腕带的显示装置32”向用户提示电池包故障信息，进一步，用户通过输入装置选择禁用电池包的操作，腕带30”能将用户选择的操作指令通过腕带内的宿端通讯装置传输至电池包使电池包停止工作以保护电池包20”。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。