CN102972216A - 无刷链锯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无刷链锯，包括壳体、无刷电机、变速箱装置、电源、电子转换器、刹车护板、链板和链条，所述无刷电机、变速箱装置和电子转换器设置在壳体内部，所述无刷电机与电子转换器连接，无刷电机的动力输出端与变速箱装置连接，所述电子转换器检测无刷电机的位置信号，控制无刷电机带动链条和链板转动，所述电子转换器接收刹车护板的制动信号并传递给无刷电机，无刷电机根据制动信号带动链条制动。通过上述方式，本发明无刷链锯及利用电机本身线圈的能耗方式来实现电机快速停车，利用无刷电机效率高、寿命长的优点，配上减速装置增加输出扭矩，体积小、成本低、扭矩大、刹车电流小，优化了整机性能。

Description

无刷链锯

技术领域

本发明涉及一种无刷链锯，特别是涉及一种用于园林工具或电动工具的无刷链锯。

背景技术

链锯是一种传统的电动切割工具，常用于修建或切割植物，其一般由电机驱动链条进行切割工作。

目前，市场上大部分是有刷电机驱动的工具类产品，它的缺点是碳刷寿命有限、效率低（一般只有50%左右），且还因为负载状况的因素，其寿命大致为30~200Hr。

即便有的产品电机采用了可更换碳刷的方式延长其寿命，但是因换向器的寿命有限，所以马达的寿命限度基本更换一次碳刷也就寿终正寝了。

还有些厂家生产的工具产品是利用无刷电机直接驱动的，虽然解决了有刷连链锯的寿命问题，但是因为驱动工具工作的扭矩往往比较大，而利用电机直接驱动就需要将电机尺寸做得很大才能获得大扭矩，这样带来的问题是成本高，重量重，刹车反动势大等缺点。

传统的机械刹车装置结构复杂，时间长了以后容易磨损失效，刹车效果容易降低，后续维护成本高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种无刷链锯，利用电机本身线圈的能耗方式来实现电机快速停车，利用无刷电机效率高、寿命长的优点，配上减速装置增加输出扭矩，体积小、成本低、扭矩大、刹车电流小，优化了整机性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种无刷链锯，包括壳体、无刷电机、变速箱装置、电源、电子转换器、刹车护板、链板和链条，所述无刷电机、变速箱装置和电子转换器设置在壳体内部，所述无刷电机与电子转换器连接，无刷电机的动力输出端与变速箱装置连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述电子转换器检测无刷电机的位置信号，控制无刷电机开启以带动链条转动；所述电子转换器接收刹车护板的制动信号并使无刷电机制动，进而立即停止链条转动。

在本发明一个较佳实施例中，所述变速箱装置包括变速箱箱体、输出轴总成、齿轮箱盖和链轮，所述减速箱箱体与无刷电机的动力输出端固定连接，所述输出轴总成固定设置在减速箱箱体内的孔中，所述齿轮箱盖安装在减速箱箱体上，所述无刷电机的输出端通过齿轮与输出轴总成连接，所述输出轴总成驱动链轮进而带动链条转动。

在本发明一个较佳实施例中，所述齿轮的齿形为渐开线形或圆弧形。

在本发明一个较佳实施例中，所述变速箱装置为单级变速结构、多级变速结构或无级变速结构

在本发明一个较佳实施例中，所述齿轮包括主动轮和从动轮，当主动轮的尺寸小于从动轮的尺寸时，实现减速功能；当主动轮的尺寸大于从动轮的尺寸时，实现加速功能。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体内部还设置有油泵和油壶，所述油泵一端与变速箱装置连接，另一端与油壶连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体上连接有报警显示装置，所述报警显示装置与无刷电机、变速箱装置和电子转换器连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体上连接有开关扳机、主开关、第一微动开关、第二微动开关、刹车护板和照明开关，所述开关扳机与主开关联动设置，所述第一微动开关、第二微动开关与刹车护板联动设置，所述主开关、第一微动开关、第二微动开关和照明开关均与电子转换器连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述电子转换器还连接电源的输入端，所述电子转换器的输电方式为直流电输入或交流电输入。

在本发明一个较佳实施例中，所述电源为直流电源，所述电源的输入端连接有可拆卸的直流供电器、可拆卸的便携式电池包或交直流变压器；所述电源为交流电源，所述电源的输入端直接连接市电。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体上还设置有整机进风口和出风口，所述壳体内部设置有挡风板，所述电子转换器的散热平面设置在整机进风口的后方或者出风口的前方，用于使无刷电机运转所产生风路的气流穿过电子转换器散热平面带走热量。

在本发明一个较佳实施例中，所述控制过程包括如下步骤：

a、启动控制过程

主开关闭合，电子转换器检测到无刷电机的位置信号，然后给出控制信号控制无刷电机的三相线圈依次通过电流，带动链条转动；

松开主开关，无刷电机自由减速；

b、制动控制过程

刹车护板转动一个角度触动第一微动开关，把刹车信号传递给电子转换器，电子转换器将无刷电机的线圈短接，无刷电机实现快速停车，并实现链条的制动，然后第二微动开关断开无刷电机的供电电源，并通过报警显示装置给客户报警或显示。

本发明的有益效果是：本发明的无刷链锯能够利用电机本身线圈的能耗方式来实现电机快速停车，成本和整机重量明显降低，能够利用无刷电机效率高、寿命长的优点，配上减速装置增加输出扭矩，体积小、成本低、扭矩大、刹车电流小，优化了整机性能。

附图说明

图1是本发明实施例的无刷链锯的爆炸图；

图2是本发明无刷链锯中无刷电机和变速箱装置的结构示意图；

图3是本发明无刷链锯的主视图；

图4是本发明无刷链锯控制过程的控制原理图；

图5是本发明无刷链锯散热风道的主视图；

图6是本发明无刷链锯散热风道的俯视图；

附图中各部件的标记如下：1、第一微动开关，2、电子转换器，3、刹车护板，4、壳体，5、变速箱装置，6、链条，7、侧盖张紧组件，8、电源，9、开关扳机，10、主开关，11、油壶，12、无刷电机，14、油泵，15、减速箱箱体，16、输出轴总成，17、齿轮箱盖，18、链轮，19、报警显示装置，20、第二微动开关，21、照明开关，22、整机进风口，23、出风口，24、挡风板，25、主动轮，26、从动轮，27、链板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图6，本发明实施例包括：

一种无刷链锯，包括壳体4、无刷电机12、变速箱装置5、电子转换器2、链条6和链板27，所述无刷电机12、变速箱装置5和电子转换器2设置在壳体25内部，所述无刷电机12与电子转换器2连接，无刷电机12的动力输出端与变速箱装置连接。

本发明中，所述变速箱装置5包括无刷电机12、减速箱箱体15、输出轴总成16、齿轮箱盖17和链轮18。

所述减速箱箱体15与无刷电机12的动力输出端固定连接，所述输出轴总成16固定设置在减速箱箱体15内的孔中，所述齿轮箱盖17安装在减速箱箱体15上，所述无刷电机12的输出端通过齿轮与输出轴总成16连接，所述输出轴总成16通过链轮18与链条6联动设置。

其中，变速箱装置5的齿轮齿形可以是渐开线形或者是圆弧形。所述渐开线齿形具体可以是直齿、斜齿或者是伞齿。变速箱装置5可以是单级变速结构、多级变速结构或者是无级变速结构，其根据输出扭矩的大小来进行配置。当主动轮25的尺寸比从动轮26的尺寸小，可实现减速功能；反之，如果主动轮25的尺寸比从动轮26的尺寸大，则实现加速功能。

所述壳体4上连接有报警显示装置19，所述报警显示装置19与无刷电机12、变速箱装置5和电子转换器2连接。

具体地，报警显示装置19可以只有显示功能或者报警功能也可以既显示又报警，反馈的功能可以是整个无刷链锯各部分的工作状态，也可以是无刷链锯所能进行工作的剩余时间。

所述壳体4上还连接有开关扳机9、主开关10、第一微动开关1、第二微动开关20、刹车护板3和照明开关21。

所述开关扳机9与主开关10联动设置，所述第一微动开关1、第二微动开关20与刹车护板3联动设置，即第一微动开关1和第二微动开关20由刹车护板3驱动通断。

所述主开关10、第一微动开关1、第二微动开关20和照明开关21均与电子转换器2连接。

在壳体4上还连接有侧盖张紧组件7，其将链条6在松紧度合适的位置进行固定，所述链条6通过无刷电机加减速装置4驱动进行切割工作。

所述壳体4内部设置有电源8，所述电源8与电子转换器2连接，所述电源8为直流电源或交流电源，可以根据不同需要配置电源类型。

当电源8为直流电源，所述电源8的输入端连接有可拆卸的直流供电器、可拆卸的便携式电池包或交直流变压器；当电源8为交流电源，所述电8源的输入端直接连接市电。

所述壳体4内部还设置有油泵14和油壶11，所述油泵14一端与变速箱装置5连接，另一端与油壶11连接。

本发明中，所述电子转换器2的输电方式为为直流电输入或交流电输入。

为了减少无刷电机12的轴向长度，更好地利用链锯壳体4的内部空间，本发明中将所述电子转换器2的散热平面设置在整机进风口的后方或者出风口的前方，用于使无刷电机12运转所产生风路的气流穿过电子转换器2散热平面带走热量。

电子转换器2的散热平面放置在整机进风口22后方，无刷电机12的进风口处不设置整机进风口22，在机壳内部设置有挡风板24能够将无刷电机12和电子转换器2封闭在一个较小的空间内（这个空间只有整机进风口22处打开进风）。

工作的时候，无刷电机的散热风叶旋转形成负压，冷却风从整机进风口22位置进入，经过电子转换器2的散热表面带走热量后，进入电机的进风口带走无刷电机12内部的热量，由出风口23位置排出。

本发明无刷链锯的控制过程，包括如下步骤：

a、启动控制过程

启动功能：当主开关10闭合，电子转换器2检查到无刷电机12上霍尔传感器的位置信号，并给出相应的控制信号控制无刷电机12上三相线圈依次通过电流，从而实现无刷电机12高效率转动，并带动链条6转动实现切割目的；当主开关10松开时，无刷电机12可以进行自由减速。

b、制动控制过程

刹车护板3转动，把刹车信号传递给电子转换器2，同时微动开关20断开无刷电机12的供电电源8，电子转换器2将无刷电机12的线圈短接，实现无刷电机12的快速停车，并通过报警显示装置19给客户报警或显示。

本发明提供的刹车方式，利用了无刷电机12本身线圈的能耗方式来实现电机快速停车，典型的时间小于0.15s。

即利用无刷电机12本身的线圈产生制动效果，只需要给电子转换器2提供一个刹车信号即可实现刹车效果，成本和整机重量会明显降低。

本发明的控制过程还包括报警显示过程和保护过程。

在报警显示过程中，整个无刷链锯可以通过电子转换器2和报警显示装置19显示整机的实时工作状态，比如实时电量、实时工作电流、实时整机温度、实时工作的线切割速度、刹车状态提醒等功能。

在保护过程中，整个系统的电源8和电子转换器2能识别通信，并将电池放电集成到无刷控制系统中，当电池过放、过流、温度过高时断开系统连接，保护电池系统。

整个系统的电源8和电子转换器2能识别通信，电子转换器2能自动控制负载的调节输出，降低空载的无用输出，来延长电池的使用时间实现整机节能目的 。

本发明无刷链锯的有益效果是：

利用电机本身线圈的能耗方式来实现电机快速停车，即利用电机本身的线圈产生制动效果，只需要给控制系统提供一个刹车信号即可实现刹车效果，成本和整机重量会明显降低；

利用无刷电机效率高（一般在80%以上）、寿命长的优点，再配上减速装置增加输出扭矩，与直传式无刷电机相比有电机体积小、成本低、扭矩大、刹车电流小的优点，优化了整机性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种无刷链锯，包括壳体、无刷电机、变速箱装置、电源、电子转换器、刹车护板、链板和链条，所述无刷电机、变速箱装置和电子转换器设置在壳体内部，其特征在于，所述无刷电机与电子转换器连接，无刷电机的动力输出端与变速箱装置连接。

2.根据权利要求1所述的无刷链锯，其特征在于，所述电子转换器检测无刷电机的位置信号，控制无刷电机开启以带动链条转动；所述电子转换器接收刹车护板的制动信号并使无刷电机制动，进而立即停止链条转动。

3.根据权利要求1所述的无刷链锯，其特征在于，所述变速箱装置包括变速箱箱体、输出轴总成、齿轮箱盖和链轮，所述减速箱箱体与无刷电机的动力输出端端固定连接，所述输出轴总成固定设置在减速箱箱体内的孔中，所述齿轮箱盖安装在减速箱箱体上，所述无刷电机的输出端通过齿轮与输出轴总成连接，所述输出轴总成驱动链轮进而带动链条转动。

4.根据权利要求3所述的无刷链锯，其特征在于，所述齿轮的齿形为渐开线形或圆弧形。

5.根据权利要求3所述的无刷链锯，其特征在于，所述变速箱装置为单级变速结构、多级变速结构或无级变速结构

根据权利要求3所述的无刷链锯，其特征在于，所述齿轮包括主动轮和从动轮，当主动轮的尺寸小于从动轮的尺寸时，变速箱装置实现减速功能；当主动轮的尺寸大于从动轮的尺寸时，变速箱装置实现加速功能。

6.根据权利要求1所述的无刷链锯，其特征在于，所述壳体内部还设置有油泵和油壶，所述油泵一端与变速箱装置连接，另一端与油壶连接。

7.根据权利要求1所述的无刷链锯，其特征在于，所述壳体上连接有报警显示装置，所述报警显示装置与无刷电机、变速箱装置和电子转换器连接。

8.根据权利要求8所述的无刷链锯，其特征在于，所述壳体上连接有开关扳机、主开关、第一微动开关、第二微动开关、刹车护板和照明开关，所述开关扳机与主开关联动设置，所述第一微动开关、第二微动开关与刹车护板联动设置，所述主开关、第一微动开关、第二微动开关和照明开关均与电子转换器连接。

9.根据权利要求1所述的无刷链锯，其特征在于，所述电子转换器还连接电源的输入端，所述电子转换器的输电方式为直流电输入或交流电输入。

10.根据权利要求10所述的无刷链锯，其特征在于，所述电源为直流电源，所述电源的输入端连接有可拆卸的直流供电器、可拆卸的便携式电池包或交直流变压器；所述电源为交流电源，所述电源的输入端直接连接市电。

11.根据权利要求1所述的无刷链锯，其特征在于，所述壳体上还设置有整机进风口和出风口，所述壳体内部设置有挡风板，所述电子转换器的散热平面设置在整机进风口的后方或者出风口的前方，用于使无刷电机运转所产生风路的气流穿过电子转换器散热平面带走热量。

12.根据权利要求2和9所述的无刷链锯，所述控制过程包括如下步骤：

a、启动控制过程

主开关闭合，电子转换器检测到无刷电机的位置信号，然后给出控制信号控制无刷电机的三相线圈依次通过电流，带动链条转动；

松开主开关，无刷电机自由减速；

b、制动控制过程

刹车护板转动一个角度触动第一微动开关，把刹车信号传递给电子转换器，电子转换器将无刷电机的线圈短接，无刷电机实现快速停车，并实现链条的制动，然后第二微动开关断开无刷电机的供电电源，并通过报警显示装置给客户报警或显示。

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