CN117086827A - 电动工具的防扭手启停系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动工具的防扭手启停系统，其中包括：感应器，用于感知电动工具在外力作用下发生角速度变化而产生的信号脉冲；中央处理器，用于接收感应器传输的信号，并通过计数指令统计接收到脉冲信号的次数；其中，中央处理器在脉冲信号的次数大于或等于次数预设值时，则控制电动工具的防扭手功能在开启状态和关闭状态之间进行切换。通过本发明提供的技术方案，能够在特种电动工具处于待机状态的情况下，通过对特种电动工具的本体进行旋转或是使用自带的扳机正反档位的切换实现对于防扭手功能的开启与关闭之间的切换，无需在特种电动工具上附加其他额外装置，同时通过切换控制逻辑的设计保障了特种电动工具的使用安全性，具有可推广价值。

Description

电动工具的防扭手启停系统

技术领域

本发明涉及电动工具的领域，具体地，涉及一种电动工具的启停系统。

背景技术

在一些特种电动工具的操作人员施工过程中，可能会由于操作失误或设备失控等原因出现异常旋转或位移，进而造成操作人员的手臂或是手腕受到扭伤等人体伤害。为了避免上述人体伤害风险，在现有技术的实际运用中，电动工具中通常使用陀螺仪结构来满足特种电动工具的防扭手需求，进而实现对操作人员手臂或是手腕的保护。具体的，配置了陀螺仪并具有防扭手功能的特种电动工具能够持续检测特种电动工具的当前姿态信息，当陀螺仪检测到特种电动工具的机器自身处于异常的旋转状态时，可以通过驱动电机的主控模块关闭特种电动工具的动力输出并执行刹车操作以保护操作人员不受伤害。

然而，在某些特殊工况或作业环境中，要求特种电动工具本身需要进行一些姿态位置的变换和旋转，如果保持防扭手功能的开启则会导致在特种电动工具的使用无法满足特殊工况或作业环境的需求，导致无法正常操作，因此需要提供一种技术方案对特种电动工具的防扭手进行开启与关闭的控制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的一种电动工具的防扭手启停系统，具体的，该种启停系统可以包括：

感应器，用于感知电动工具在外力作用下发生角速度变化而产生的信号脉冲；

中央处理器，用于接收感应器传输的信号，并通过计数指令统计接收到脉冲信号的次数；

其中，中央处理器接收到脉冲信号后会进行判断，接收到脉冲信号的次数是否大于次数预设值；

若脉冲信号的次数大于或等于次数预设值，则电动工具的防扭手功能进行开启和关闭之间的状态切换；

若脉冲信号的次数小于次数预设值，则电动工具的防扭手功能维持现状。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，脉冲信号通过感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断；

若角速度属于旋转设定值的范围，则判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给中央处理器；

若角速度不属于旋转设定值的范围，则判断当前信号为一次无效信号，过滤删除当前信号；

其中，中央处理器还包括延时指令，中央处理器接收到脉冲信号的次数大于次数预设值，电动工具的防扭手功能进行开启和关闭之间的状态切换，并触发延时指令。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，延时指令的延时时间为300m毫秒。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，电动工具还包括正反转拨杆，正反转拨杆与中央处理器通信连接；

在正反转拨杆移动到一侧的情况下，中央处理器接收到正反转拨杆发送的信号，并限定电动工具运转的角速度的输出数值大于旋转设定值；

在正反转拨杆移动到另一侧的情况下，中央处理器接收到正反转拨杆发送的信号，并限定电动工具运转的角速度的输出数值小于静止设定值；

其中，中央处理器还包括标志位，标志位区分为标志位0和标志位1，用于减少无效循环而产生的噪声，同时判断角速度与旋转角速度的预设值大小，标志位是否等于0；

若同时满足角速度大于旋转角速度的预设值，标志位等于0，两个条件时，给标志位赋值为1；

否则，判断角速度是否小于静止设定值，且标志位是否等于1；

若同时满足角速度小于静止设定值，且标志位等于1，两个条件时，给标志位赋值为0，判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给中央处理器记录脉冲信号的次数；

否则，判断当前信号为一次无效信号。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，脉冲信号通过感知电动工具内的陀螺仪对电动工具的旋转角度进行判断；

若旋转角度大于旋转角度的预设值，则判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给中央处理器；

若旋转角度不大于旋转角度的预设值，则判断当前信号为一次无效信号，过滤删除当前信号；

其中，中央处理器还包括标志位，标志位区分为标志位0和标志位1，用于减少无效循环而产生的噪声，同时判断角速度与旋转角速度的预设值大小，标志位是否等于0；

若同时满足角速度大于旋转角速度的预设值，标志位等于0，两个条件时，给标志位赋值为1；

否则，判断角速度是否小于静止设定值，且标志位是否等于1；

若同时满足角速度小于静止设定值，且标志位等于1，两个条件时，给标志位赋值为0，判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给中央处理器记录脉冲信号的次数；

否则，判断当前信号为一次无效信号。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，中央处理器还包括获取当前第一时间戳，用于表达相邻两次有效脉冲获取第一时间戳的时间；

当前第一时间戳的获取时间设于角速度与旋转设定值判断条件之后。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，中央处理器还用于对产生单次脉冲信号的时间区间的有效性的管理，包括：

第一有效时间段，用于限定产生相邻两次信号脉冲所用的时间，并根据第一时间戳判断是否大于第一有效时间段；

若不大于第一有效时间段，则当前产生的脉冲信号为有效脉冲信号，发送信号给计数器，计数器计数为1次；

否则，当前产生的脉冲信号为无效脉冲信号，发送信号给计数器，计数器计数为0次；

其中，第一有效时间段和第一时间戳的判断时间设于脉冲信号通过感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断之前。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，中央处理器还包括获取当前第二时间戳，用于表达自第一次获取第二时间戳至当前获取第二时间戳的时间；

当前第二时间戳的获取时间设于计数器开始计数前。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，中央处理器用于对产生多次脉冲信号总的时间区间的有效性的管理，包括：

第二有效时间段，用于限定自第一次产生有效脉冲至当前产生有效脉冲的时间，并判断第二时间戳是否在第二有效时间段内；

若在第二有效时间段内，则当前产生的脉冲信号为有效脉冲信号，发送信号给计数器，计数器计数为1次；

否则，当前产生的脉冲信号为无效脉冲信号，发送信号给计数器，计数器计数为0次；

其中，第二有效时间段和第二时间戳的判断时间设于脉冲信号通过感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断之前。

在上述防扭手启停系统的一种可能的实现中，旋转设定值的范围为250度每秒～600度每秒；静止设定值的范围为20度每秒～50度每秒。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

通过本申请提供的技术方案，能够在特种电动工具处于待机状态的情况下，通过对特种电动工具的本体进行旋转或是使用特种电动工具自带的扳机正反档位的切换实现对于特种电动工具防扭手功能的开启与关闭之间的切换，无需在特种电动工具上附加其他额外装置，同时通过切换控制逻辑的设计保障了特种电动工具的使用安全性，具有可推广价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1根据本申请实施例，示出了一种电动工具的防扭手启停系统的控制流程示意图；

图2根据本申请实施例，示出了一种带有标志位的控制流程示意图；

图3根据本申请实施例，示出了一种带有第一时间戳的控制流程示意图；

图4根据本申请实施例，示出了一种带有第二时间戳的控制流程示意图；

图5根据本申请实施例，示出了一种同时带有第一时间戳和第二时间戳的控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了克服现有技术中提出的需要对特种电动工具的防扭手功能进行开启与关闭的控制的问题，在本申请的一些实施例中，可以通过在特种电动工具上补充设置一些人机交互结构的方式加以克服，例如可以是

在本申请的一些实施例中，考虑到具有防扭手功能的特种电动工具为了实现防扭手功能，均内置有陀螺仪并通过陀螺仪对特种电动工具的姿态进行持续检测；为了在不额外增设交互结构的情况下更为便捷地实现特种电动工具的防扭手功能切换，可以通过。具体的，上述电动工具的防扭手启停系统可以包括：

感应器，用于感知电动工具在外力作用下发生角速度变化而产生的信号脉冲。具体的，在上述实施例中，感应器能够与特种电动工具内置的陀螺仪电连接，通过陀螺仪对特种电动工具进行持续的或是周期性的姿态检测，

中央处理器，用于接收感应器传输的信号，并通过计数指令统计接收到脉冲信号的次数；其中具体的，中央处理器在接收到脉冲信号后会进行判断，具体可以是判断接收到脉冲信号的次数是否大于次数预设值：若脉冲信号的次数大于或等于次数预设值，则控制控制电动工具的防扭手功能进行开启和关闭之间的状态切换；若脉冲信号的次数小于次数预设值，则电动工具的防扭手功能维持现状。可以理解的是

以下将结合附图具体说明上述实施例提供的启停控制系统的实际工作流程：具体的，图1根据本申请实施例的一种具体实现示出了一种防扭手启停控制的流程示意图。如图1所示，包括：

在防扭手功能切换启停控制开始之前，需要对电动工具是否处于停机/待机状态进行预先的判断，上述防扭手启停控制仅能在电动工具处于停机/待机状态下进行；进而依次判断对于电动工具的旋转值和旋转次数是否大于预设要求。具体的，旋转设定值的范围可以设定为250度每秒～600度每秒，静止设定值的范围可以设定为20度每秒～50度每秒，所需的旋转次数可以设定为3次至12次之间，本领域技术人员能够根据实际需要对上述具体设定值进行设定，在此不做限制。

在对于电动工具的旋转值和旋转次数均符合预设要求的情况下，电动工具的中央处理器执行防扭手功能的启停切换，同时通过电动工具上的照明灯闪烁，提示操作人员执行了开启或者关闭电子防扭手的功能，而后触发一延时指令，在延时指令的持续时间内中央处理器将不再接收新的防扭手功能的启停切换指令。具体的，延时指令的延时时间可以被设定为300m毫秒。

可以理解的是，通过如图1所示的流程示意图可以理解的是，本申请提供的技术方案提供需要预先向特种电动工具的中央处理器中写入角速度预设值，而后根据操作人员旋转特种电动工具时陀螺仪返回的角速度数据，与预先写入的角速度预设值进行对比，来判定特种电动工具是否符合旋转切换操作的既定要求。在特种电动工具处于待机工况下，且在规定时间内人为旋转工具本体达到规定次数，则相当于向特种电动工具下达了执行开启或关闭防扭手功能的指令，以实现对于电动工具防扭手功能启停的控制。

然而，可以理解的是，考虑到特种电动工具防扭手功能的开启和关闭关乎生产安全需要进行严格的对待，单纯通过旋转设定值和旋转次数对于操作人员的旋转操作进行限定存在难以对误操作和无效操作进行有效过滤和避免的问题。为了进一步克服上述问题，在上述实施例的一种具体实现中，引入了标志位以及时间戳进行进一步控制保障。

在上述实施例的一种具体实现中，图2示出了一种带有标志位的控制流程示意图(图中cnt代表旋转次数，下同)。如图2所示，标志位通过电动工具的中央处理器进行控制，标志位区分为标志位0和标志位1，用于减少无效循环而产生的噪声：初始状态下设定标志位为0，在控制流程中，需要同时判断角速度与旋转角速度的预设值大小，标志位是否等于0：若同时满足角速度大于旋转角速度的预设值，标志位等于0，两个条件时，给标志位赋值为1；否则，进一步判断角速度是否小于静止设定值，且标志位是否等于1；若同时满足角速度小于静止设定值，且标志位等于1两个条件时，给标志位赋值为0，判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给中央处理器记录脉冲信号的次数；否则，判断当前信号为一次无效信号。

进一步的，图3在引入标志位的基础上，根据本申请实施例的一种具体实现示出了一种带有第一时间戳的控制流程示意图。具体的，第一时间戳可以用于表达相邻两次有效脉冲获取第一时间戳的时间，而如图3所示，当前第一时间戳的获取时间设于角速度与旋转设定值判断条件之后。

在如图3所示的控制流程中，中央处理器还用于对脉冲信号产生次数的时间有效性的管理，其中包括预先设置的第一有效时间段，用于限定产生相邻两次信号脉冲所用的时间。通过判断第一时间戳是否大于第一有效时间段；若第一时间戳不大于第一有效时间段，则当前产生的脉冲信号为有效脉冲信号，发送信号给计数器，计数器计数为1次；否则，当前产生的脉冲信号为无效脉冲信号，发送信号给计数器，计数器计数为0次；其中，第一有效时间段和第一时间戳的判断时间设于脉冲信号通过感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断之前。通过上述第一时间戳的引入，使得操作人员需要在规定时间内连续旋转电动工具才能实现防扭手功能的启停控制，避免了操作人员的误操作带来的安全隐患。

在上述实施例的另一种具体实现中，与图3所示的控制流程示意图不同的是，图4示出了一种带有第二时间戳的控制流程示意图。具体的，第二时间戳可以用于表达自第一次获取第二时间戳至第N次获取第二时间戳的时间，而如图4所示，当前第二时间戳的获取时间设于计数器开始计数前。

在如图4所示的控制流程中，中央处理器用于对脉冲信号产生次数的时间有效性的管理，其中包括预先设置的第二有效时间段，用于限定自第一次产生有效脉冲至第N次产生有效脉冲的时间。中央处理器根据第二时间戳判断第一次有效脉冲至第N次有效脉冲的时间区间是否超时，超时则无效并清除计数器，不超时则进行防扭手功能的启停切换。其中，第二有效时间段和第二时间戳的判断时间设于脉冲信号通过感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断之前。

在上述实施例的另一种具体实现中，图4示出了一种同时带有第一时间戳和第二时间戳的控制流程示意图，其中第一时间戳和第二时间戳的含义与前述实施例提供的均相同，在此不做赘述。通过同时引入第一时间戳和第二时间戳能够进一步对于防扭手功能的启停控制进行严格的操作时间限定。

在本申请的另一些实施例中，考虑到通过陀螺仪对特种电动工具的检测在设计层面上较为复杂，同时对于陀螺仪的测量精度有一定的要求，在设定旋转次数较多的情况下操作人员可能会遗忘实际的旋转次数导致出现误操作的情况。为了克服上述实际应用问题，在当前实施例中，可以不使用特种电动工具的陀螺仪作为防扭手功能开启和关闭的判定方式，转而使用特种电动工具上的其他可交互部件作为防扭手功能的开启。

在当前实施例的一种可能的实现中，可以使用特种电动工具自带的具有正反转档位的拨杆转作为防扭手功能开启和关闭的交互装置。具体的，可以将旋转特种电动工具的操作替换为将扳机扳至正转档位或反转档位一定次数或持续一定的时间，其余控制流程和逻辑与在先实施例均保持一致，在此不做赘述。额外的，本领域技术人员也可以根据实际需要，采用特种电动工具上的其他可交互部件来实现对防扭手功能的开启和关闭，只要保证可交互部件能够接受来自外部可识别的用户指令并且该识别动作是特种电动工具的中央处理器能够处理的即可，在此不做限定。

综上所述，通过本申请提供的技术方案，能够在特种电动工具处于待机状态的情况下，通过对特种电动工具的本体进行旋转或是使用特种电动工具自带的扳机正反档位的切换实现对于特种电动工具防扭手功能的开启与关闭之间的切换，无需在特种电动工具上附加其他额外装置，同时通过切换控制逻辑的设计保障了特种电动工具的使用安全性，具有可推广价值。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种电动工具的防扭手启停系统，其特征在于，包括：

感应器，用于感知电动工具在外力作用下发生角速度变化而产生的信号脉冲；

中央处理器，用于接收所述感应器传输的信号，并通过计数指令统计接收到所述脉冲信号的次数；

其中，所述中央处理器接收到所述脉冲信号后会进行判断，接收到所述脉冲信号的次数是否大于次数预设值；

若所述脉冲信号的次数大于或等于所述次数预设值，则所述电动工具的防扭手功能进行开启和关闭之间的状态切换；

若所述脉冲信号的次数小于所述次数预设值，则所述电动工具的防扭手功能维持现状。

2.根据权利要求1所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述脉冲信号通过所述感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断；

若所述角速度大于旋转角速度的预设值，则判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给所述中央处理器；

若所述角速度小于或等于旋转角速度的预设值，则判断当前信号为一次无效信号，过滤删除当前信号；

其中，所述中央处理器还包括延时指令，所述中央处理器接收到所述脉冲信号的次数大于次数预设值，所述电动工具的防扭手功能进行开启和关闭之间的状态切换，并触发所述延时指令。

3.根据权利要求2所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述延时指令的延时时间为300m毫秒。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述电动工具还包括正反转拨杆，所述正反转拨杆与所述中央处理器通信连接；

在所述正反转拨杆移动到一侧的情况下，所述中央处理器接收到所述正反转拨杆发送的信号，并限定所述电动工具运转的角速度的输出数值大于旋转设定值；

在所述正反转拨杆移动到另一侧的情况下，所述中央处理器接收到所述正反转拨杆发送的信号，并限定所述电动工具运转的角速度的输出数值小于静止设定值；

其中，所述中央处理器还包括标志位，所述标志位区分为标志位0和标志位1，用于减少无效循环而产生的噪声，同时判断所述角速度与所述旋转角速度的预设值大小，标志位是否等于0；

若同时满足所述角速度大于旋转角速度的预设值，所述标志位等于0，两个条件时，给所述标志位赋值为1；

否则，判断所述角速度是否小于静止设定值，且标志位是否等于1；

若同时满足所述角速度小于静止设定值，且标志位等于1，两个条件时，给所述标志位赋值为0，判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给所述中央处理器记录所述脉冲信号的次数；

否则，判断当前信号为一次无效信号。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述脉冲信号通过所述感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断；

若所述角速度属于所述旋转设定值的范围，则判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给所述中央处理器；

若所述角速度不属于所述旋转设定值的范围，则判断当前信号为一次无效信号，过滤删除当前信号；

其中，所述中央处理器还包括标志位，所述标志位区分为标志位0和标志位1，用于减少无效循环而产生的噪声，同时判断所述角速度与所述旋转角速度的预设值大小，标志位是否等于0；

若同时满足所述角速度大于旋转角速度的预设值，所述标志位等于0，两个条件时，给所述标志位赋值为1；

否则，判断所述角速度是否小于静止设定值，且标志位是否等于1；

若同时满足所述角速度小于静止设定值，且标志位等于1，两个条件时，给所述标志位赋值为0，判断当前信号为一次有效的脉冲信号，并反馈给所述中央处理器记录所述脉冲信号的次数；

否则，判断当前信号为一次无效信号。

6.根据权利要求5所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述中央处理器还包括获取当前第一时间戳，用于表达相邻两次有效脉冲获取所述第一时间戳的时间；

所述当前第一时间戳的获取时间设于所述角速度与所述旋转设定值判断条件之后。

7.根据权利要求6所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述中央处理器还用于对所述产生单次脉冲信号的时间区间的有效性的管理，包括：

第一有效时间段，用于限定产生相邻两次信号脉冲所用的时间，并根据第一时间戳判断是否大于所述第一有效时间段；

若不大于所述第一有效时间段，则当前产生的所述脉冲信号为有效脉冲信号，发送信号给所述计数器，所述计数器计数为1次；

否则，当前产生的所述脉冲信号为无效脉冲信号，发送信号给所述计数器，所述计数器计数为0次；

其中，所述第一有效时间段和所述第一时间戳的判断时间设于所述脉冲信号通过所述感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断之前。

8.根据权利要求7所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述中央处理器还包括获取当前第二时间戳，用于表达自第一次获取第二时间戳至当前获取第二时间戳的时间；

所述当前第二时间戳的获取时间设于计数器开始计数前。

9.根据权利要求8所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述中央处理器用于对所述产生多次脉冲信号总的时间区间的有效性的管理，包括：

第二有效时间段，用于限定自第一次产生有效脉冲至当前产生有效脉冲的时间，并判断所述第二时间戳是否在所述第二有效时间段内；

若在所述第二有效时间段内，则当前产生的所述脉冲信号为有效脉冲信号，发送信号给所述计数器，所述计数器计数为1次；

否则，当前产生的所述脉冲信号为无效脉冲信号，发送信号给所述计数器，所述计数器计数为0次；

其中，所述第二有效时间段和所述第二时间戳的判断时间设于所述脉冲信号通过所述感知电动工具内的陀螺仪的角速度进行判断之前。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的电动工具的防扭手启停系统，其特征在于：所述旋转设定值的范围为250度每秒～600度每秒；

所述静止设定值的范围为20度每秒～50度每秒。