电动作业机

文档序号:1924928 发布日期:2021-12-03 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 电动作业机 (Electric working machine ) 是由 薮口教定 于 2021-05-26 设计创作,主要内容包括:本公开的一个方面的电动作业机具备:马达、操作部、控制部、以及反冲检测部。操作部由使用者进行操作。若操作部被操作,则控制部使马达旋转。反冲检测部检测反冲,反冲是指该电动作业机从作业对象弹回的现象。控制部执行第1制动控制以及第2制动控制。第1制动控制为如下控制,即,在由反冲检测部检测到反冲的情况下,控制部针对马达产生第1制动力。第2制动控制为如下控制,即,在从操作部被操作的操作状态已改变为操作部未被操作的非操作状态的情况下,控制部针对马达产生比第1制动力弱的第2制动力。(An electric working machine according to an aspect of the present disclosure includes: a motor, an operation unit, a control unit, and a backlash detecting unit. The operation unit is operated by a user. When the operation unit is operated, the control unit rotates the motor. The kickback detection unit detects a kickback, which is a phenomenon in which the electric working machine rebounds from the work object. The control unit executes the 1 st brake control and the 2 nd brake control. The 1 st brake control is control in which the control unit generates a 1 st braking force for the motor when a backlash is detected by the backlash detecting unit. The 2 nd braking control is control in which the control section generates a 2 nd braking force weaker than the 1 st braking force with respect to the motor in a case where the operating state in which the operating section has been operated has changed to the non-operating state in which the operating section has not been operated.)

电动作业机

技术领域

本公开涉及电动作业机。

背景技术

专利文献1记载了若检测到电动作业机从作业对象弹回的反冲,则停止向电动作业机供给电力的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公平1-6898号公报

发明内容

发明要解决的问题

若在电动作业机的刀具旋转时对马达施加制动,则与不施加制动的情况相比能够更快地使刀具停止旋转,但同时对使用者施加的反作用会增加。转速越高该反作用越大。期望在发生了反冲的情况下,立即停止电动作业机的马达的旋转;而在未发生反冲的情况下,不立即停止马达的旋转。

本公开的目的在于,在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且在使用者断开了使马达旋转的操作开关时,延长直至马达停止旋转为止的时间,由此来降低对使用者施加的反作用。

解决问题的技术方案

本公开的一个方面是一种电动作业机,其具备:马达、操作部、控制部、以及反冲检测部。

操作部构成为由使用者进行操作。控制部构成为若操作部被操作,则控制部使马达旋转。

反冲检测部构成为检测反冲,反冲是指该电动作业机从作业对象弹回的现象。控制部执行第1制动控制以及第2制动控制。

第1制动控制为如下控制,即,在由反冲检测部检测到反冲的情况下,控制部针对马达产生用于使马达停止旋转的第1制动力。第2制动控制为如下控制,即,在从操作部被操作的操作状态已改变为操作部未被操作的非操作状态的情况下,控制部针对马达产生比第1制动力弱的第2制动力。

以上述方式构成的本公开的电动作业机在发生了反冲的情况下能够通过由控制部产生第1制动力来缩短直至马达停止旋转为止的时间。此外,若使用者停止对操作部进行操作,则本公开的电动作业机产生比在发生了反冲的情况下弱的制动力,由此能够减小由于马达转速降低而产生的反作用。由上可知,本公开的电动作业机不仅能够在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且能够在使用者停止对操作部进行操作时减小由于马达转速降低而对使用者产生的反作用。

在本公开的一个方面中,马达可以为三相无刷马达,并且本公开的电动作业机还可以具备逆变器,逆变器具有多个开关元件,并向马达供给三相交流电流。而且,第1制动控制可以为如下控制,即,控制部根据马达的马达旋转角度来切换多个开关元件的接通状态和断开状态,从而产生第1制动力。此外,第2制动控制可以为如下控制,即,控制部根据马达旋转角度来切换多个开关元件的接通状态和断开状态,从而产生第2制动力。而且,在第1制动控制中控制部切换多个开关元件的接通状态和断开状态时的马达旋转角度和在第2制动控制中控制部切换多个开关元件的接通状态和断开状态时的马达旋转角度可以彼此不同。

在本公开的一个方面中,第1制动控制可以为如下控制,即,在马达从预先设定的基准定时起旋转了预先设定的第1制动延迟角度时的定时,控制部切换多个开关元件的接通状态和断开状态,从而产生第1制动力。此外,第2制动控制可以为如下控制,即,在马达从基准定时起旋转了预先设定的第2制动延迟角度时的定时控制部切换多个开关元件的接通状态和断开状态,从而产生第2制动力。而且,第2制动延迟角度可以大于第1制动延迟角度。

在本公开的一个方面中,第1制动控制可以为如下控制,即,控制部至少利用三相短路制动来产生第1制动力,第2制动控制可以为如下控制,即,控制部至少利用两相短路制动来产生第2制动力。

在本公开的一个方面中,第1制动控制中的三相制动期间的比例可以比第2制动控制中的三相制动期间的比例大,三相制动期间是通过使电流流经三相无刷马达的三相中的所有相而针对马达产生制动力的时间,第2制动控制中的两相制动期间的比例可以比第1制动控制中的两相制动期间的比例大,两相制动期间是通过使电流流经三相无刷马达的三相中的两相而产生制动力的时间。

在本公开的一个方面中,第1制动控制中的两相制动期间的比例可以比第2制动控制中的两相制动期间的比例大,两相制动期间是通过使电流流经三相无刷马达的三相中的两相而针对马达产生制动力的时间,第2制动控制中的断开制动期间的比例可以比第1制动控制中的断开制动期间的比例大,断开制动期间是通过使电流不流经三相无刷马达的三相中的所有相而产生制动力的时间。

本公开的另一方面是一种电动作业机,其具备:马达、操作部、控制部、以及反冲检测部。控制部执行第3制动控制和第4制动控制。

第3制动控制为如下控制,即,在由反冲检测部检测到反冲之后,控制部立即针对马达产生用于使马达停止旋转的制动力。第4制动控制为如下控制,即,在从操作部被操作的操作状态已改变为操作部未被操作的非操作状态的情况下,控制部在经过了预先设定的待机时间之后产生制动力。

以上述方式构成的本公开的电动作业机在发生了反冲的情况下,能够通过在发生了反冲之后立即产生制动力来缩短直至马达停止旋转为止的时间。此外,若使用者停止对操作部进行操作,则本公开的电动作业机在经过了待机时间之后产生制动力,由此能够抑制马达转速的急剧降低,从而能够减小由于马达转速降低而产生的反作用。由上可知,本公开的电动作业机不仅能够在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且能够在使用者停止对操作部进行操作时减小由于马达转速降低而产生的对使用者的反作用。

本公开的又一方面是一种电动作业机,其具备:马达、操作部、控制部、以及反冲检测部。控制部执行第5制动控制和第6制动控制。

第5制动控制为如下控制,即,在由反冲检测部检测到反冲之后,控制部立即针对马达产生用于使马达停止旋转的制动力。第6制动控制为如下控制,即,在从操作部被操作的操作状态已改变为操作部未被操作的非操作状态的情况下,控制部在马达的马达转速达到预先设定的预定转速以下之后产生制动力。

以上述方式构成的本公开的电动作业机在发生了反冲的情况下,能够通过在发生了反冲之后立即产生制动力来缩短直至马达停止旋转为止的时间。此外,若使用者停止对操作部进行操作,则本公开的电动作业机在马达的转速达到预定转速以下之后产生制动力,由此能够抑制马达转速的急剧降低,从而能够减小由于马达转速降低而产生的反作用。由上可知,本公开的电动作业机不仅能够在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且能够在使用者停止对操作部进行操作时减小由于马达转速降低而产生的对使用者的反作用。

附图说明

图1是示出电动作业机的整体构成的立体图。

图2是示出电动作业机的电气结构的框图。

图3是示出在执行触发断开时制动处理的情况下马达转速的变化的时序图。

图4是示出在执行反冲时制动处理的情况下马达转速的变化的时序图。

图5是示出第1实施方式的作业机控制处理的流程图。

图6是示出触发断开时制动处理的流程图。

图7是示出第1实施方式的制动模式表的图。

图8是示出反冲时制动处理的流程图。

图9是示出第1实施方式的在执行触发断开时制动处理的情况下霍尔传感器信号等的变化的时序图。

图10是示出第1实施方式的在执行触发断开时制动处理的情况下的电流路径的图。

图11是示出第1实施方式的在执行反冲时制动处理的情况下霍尔传感器信号等的变化的时序图。

图12是示出第1实施方式的两相制动期间以及三相制动期间的图。

图13是示出第2实施方式的制动模式表的图。

图14是示出第2实施方式的在执行触发断开时制动处理的情况下霍尔传感器信号等的变化的时序图。

图15是示出第2实施方式的在执行触发断开时制动处理的情况下的电流路径的图。

图16是示出第2实施方式的在执行反冲时制动处理的情况下霍尔传感器信号等的变化的时序图。

图17是示出第2实施方式的两相制动期间以及断开制动期间的图。

图18是示出第3实施方式的作业机控制处理的流程图。

图19是示出第3实施方式的空转处理的流程图。

图20是示出第3实施方式的在执行空转处理时马达转速的变化的时序图。

图21是示出第4实施方式的空转处理的流程图。

图22是示出第4实施方式的在执行空转处理时马达转速的变化的时序图。

图23是示出在执行三相短路制动时霍尔传感器信号等的变化的时序图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下,参照附图对本公开的第1实施方式进行说明。

如图1所示,本实施方式的电动作业机1是主要用于切割被加工部件的圆锯。

电动作业机1具备基座2以及主体部3。基座2是呈大致矩形的部件,其在对被加工部件进行切割作业时与作为切割对象的被加工部件的上表面接触。主体部3配置在基座2的上表面侧。

主体部3具备圆形的锯片4、锯片壳体5、以及罩6。锯片4配置在主体部3中的切割行进方向上的右侧。锯片壳体5形成为以将锯片4的上侧处的大致半周范围的周缘容纳在内部的方式进行覆盖。

罩6形成为覆盖锯片4的下侧处的大致半周范围的周缘。罩6是开闭式的罩,图1示出了罩6处于关闭的状态。通过在切割被加工部件时使电动作业机1沿切割行进方向移动,而使罩6以锯片4的旋转中心为中心沿图1中的逆时针方向旋转并逐渐被打开。由此,使锯片4露出,且使该露出部分切入被加工部件。

在主体部3中的左侧设置有大致呈圆筒状的马达壳体7。在该马达壳体7的内部容纳有马达11,马达11是电动作业机1的驱动源。另外,在图1中没有示出马达11,而在图2中示出了马达11。

在马达壳体7与锯片4之间容纳有未图示的齿轮机构。若马达11旋转,则该旋转经由齿轮机构而传递给锯片4,从而锯片4旋转。

在主体部3中的上侧配置有供电动作业机1的使用者进行握持的手柄8。手柄8呈拱形形状地装配于主体部3中的上侧。即,手柄8的一端固定于主体部3中的在切割行进方向上的后端侧处,而手柄8的另一端固定于比该后端靠切割行进方向上的前方侧处。

触发器9装配在手柄8上。电动作业机1的使用者能够在握住手柄8的状态下,对触发器9进行扣动操作和释放操作。另外,电动作业机1的使用者能够在操作了触发器9附近的于手柄8的左右方向上突出的解锁杆的状态下对触发器9进行扣动。具体地,电动作业机1的使用者从左侧或右侧按下解锁杆,由此能够扣动触发器9。以下,将对触发器9进行了扣动操作的状态称为接通状态,并将对触发器9进行了释放操作的状态称为断开状态。

容纳有可反复充电的电池12的电池组10以能够自由拆装的方式安装于主体部3的后端。在电池组10安装于主体部3的状态下,若对触发器9进行扣动操作,则主体部3内的马达11借助电池12的电力而旋转。另外,在图1中没有示出电池12,而在图2中示出了电池12。

如图2所示,电动作业机1具备控制单元20。控制单元20具备电源端子20a以及接地端子20b。若电池组10安装到主体部3,则电源端子20a以及接地端子20b分别与电池组10的电源端子10a以及接地端子10b连接。

电池组10的电源端子10a与电池12的正极连接。电池组10的接地端子10b与电池12的负极连接。

控制单元20从电池组10内的电池12接收电力供给并对马达11进行驱动控制。在本实施方式中,马达11是三相无刷马达。

控制单元20具备三相逆变器21以及控制器22。

三相逆变器21是用于从电池12接收电力供给并使电流流经马达11的各相绕组的电路。在本实施方式中,三相逆变器21被构成为具备6个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的三相全桥电路。在本实施方式中,开关元件Q1~Q6为MOSFET。

在三相逆变器21中,开关元件Q1、Q3、Q5分别配置在连接马达11的各端子U、V、W与电池12的正极的电源线上。开关元件Q2、Q4、Q6分别配置在连接马达11的各端子U、V、W与电池12的负极的接地线上。

控制器22以具备CPU22a、ROM22b以及RAM22c等的微型计算机为中心而构成。通过由CPU22a执行存储在非瞬态有形记录介质中的程序来实现微型计算机的各种功能。在该示例中,ROM22b对应于存储有程序的非瞬态有形记录介质。此外,通过执行该程序,来执行与程序相对应的方法。另外,可以利用一个或多个IC等以硬件的形式构成CPU22a所执行的一部分功能或全部功能。此外,构成控制器22的微型计算机的数量可以是一个或多个。

此外,电动作业机1具备触发开关13以及霍尔传感器15。

触发开关13具备在触发器9被执行了扣动操作时处于接通状态的主开关13a、以及用来检测触发器9的扣动量的操作量检测部13b。

主开关13a输出触发信号。在处于对触发器9进行了扣动操作的接通状态时,触发信号为高电平的信号,而在处于对触发器9进行了释放操作的断开状态时,触发信号为低电平的信号。操作量检测部13b是根据触发器9的扣动量而改变电阻值的可变电阻。主开关13a以及操作量检测部13b均与控制器22连接。

霍尔传感器15是具备霍尔元件的旋转位置传感器。霍尔传感器15基于伴随马达11的转子的旋转而引起的磁场变化,来输出U、V、W各相的位置检测信号(以下称为霍尔传感器信号)Hu、Hv、Hw。每当马达11的转子旋转180°电角度时,霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw在高电平与低电平间切换。而且,各霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw的相位相互错开120°电角度。因此,每当马达11的转子旋转60°电角度时,霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw中的某个会产生电平变化边沿。电平变化边沿包括从低电平到高电平的上升边沿和从高电平到低电平的下降边沿这两者。以下,将电平变化边沿简称为边沿。此外,将霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw统称为霍尔传感器信号H。霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw被输入到控制器22中。

如图3所示,若在时刻t1触发信号从低电平切换为高电平,则控制单元20开始马达11的驱动处理。由此,马达转速在到达时刻t2之前逐渐增加,在时刻t2马达转速成为与触发器9的扣动量对应的转速。

此后,若在时刻t3触发信号从高电平切换为低电平,则控制单元20开始后述的触发断开时制动处理。由此,马达转速在到达时刻t4之前逐渐减小,在时刻t4马达转速成为0rpm。

如图4所示,若在时刻t11触发信号从低电平切换为高电平,则控制单元20开始马达11的驱动处理。由此,马达转速在到达时刻t12之前逐渐增加,在时刻t12马达转速成为与触发器9的扣动量对应的转速。

此后,若在时刻t13发生反冲,且在时刻t14马达旋转变化率小于反冲判断变化率Jk,则控制单元20开始后述的反冲时制动处理。由此,马达转速在到达时刻t15之前逐渐减小,在时刻t15马达转速成为0rpm。

接下来,对控制器22的CPU22a所执行的作业机控制处理的程序进行说明。作业机控制处理是在控制器22的运行中被反复执行的处理。

若执行作业机控制处理,则如图5所示,CPU22a首先在S10中判断触发器9是否处于接通状态。在此,在触发器9处于断开状态的情况下,CPU22a结束作业机控制处理。另一方面,在触发器9处于接通状态的情况下,CPU22a在S20中执行马达驱动处理。具体地,CPU22a基于霍尔传感器信号H来判定马达11的电角度,并根据确定出的电角度而将三相逆变器21内的各开关元件Q1~Q6设定为接通状态或断开状态,由此使电流流经马达11的各相绕组,从而使马达11旋转。

接下来,CPU22a在S30中执行反冲检测处理。具体地,CPU22a首先计算马达转速的每单位时间的变化量(即马达旋转变化率)。然后,CPU22a判断计算出的马达旋转变化率是否小于预先设定的反冲判断变化率Jk。在此,在马达旋转变化率小于反冲判断变化率Jk的情况下,CPU22a判断为发生反冲。另一方面,在马达旋转变化率为反冲判断变化率Jk以上的情况下,CPU22a判断为未发生反冲。

然后,CPU22a在S40中判断S30中是否已判断为正在发生反冲。在此,在未发生反冲的情况下,CPU22a在S50中判断触发器9是否处于断开状态。在此,在触发器9未处于断开状态的情况下,CPU22a转移到S20。

另一方面,在触发器9处于断开状态的情况下,CPU22a在S60中执行后述的触发断开时制动处理。而且,若触发断开时制动处理结束,则CPU22a结束作业机控制处理。

此外,在S40中,在正在发生反冲的情况下,CPU22a在S70中执行后述的反冲时制动处理。而且,若反冲时制动处理结束,则CPU22a结束作业机控制处理。

接下来,对在S60中所执行的触发断开时制动处理的程序进行说明。

若执行触发断开时制动处理,则如图6所示,CPU22a首先在S210中执行边沿检测处理。具体地,CPU22a检测在霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw中是否产生了边沿。

然后,CPU22a在S220中基于S210中的检测结果来判断是否产生了边沿。在此,在未产生边沿的情况下,CPU22a转移到S270。

另一方面,在产生了边沿的情况下,CPU22a在S230中计算边沿间隔时间。具体地,CPU22a计算在此次的边沿检测处理中检测到边沿的此次边沿时刻与上次检测到边沿的上次边沿时刻之间的差值来作为边沿间隔时间。

然后,CPU22a在S240中通过式(1)来计算触发断开时待机时间。在式(1)中,Tbn为触发断开时待机时间,θn为触发断开时制动延迟角度,Te为边沿间隔时间。在本实施方式中,触发断开时制动延迟角度θn为50[°]。

Tbn=(θn/60°)×Te…(1)

接下来,CPU22a在S250中判断是否经过了触发断开时待机时间Tbn。在此,在没有经过触发断开时待机时间Tbn的情况下,CPU22a通过反复进行S250的处理而进行待机直至经过触发断开时待机时间Tbn为止。

然后,若经过了触发断开时待机时间Tbn,则CPU22a在S260中将上段开关元件(即开关元件Q1、Q3、Q5)设定为断开状态,并基于存储在ROM22b中的制动模式表BT而切换下段开关元件(即开关元件Q2、Q4、Q6)的接通状态和断开状态,然后转移到S270。

若转移到S270,则CPU22a判断马达11是否处于停止状态。在此,在马达11没有处于停止状态的情况下,CPU22a转移到S210。另一方面,在马达11处于停止状态的情况下,CPU22a结束触发断开时制动处理。

如图7所示,制动模式表BT对第1制动期间、第2制动期间、第3制动期间、第4制动期间、第5制动期间、以及第6制动期间分别设定下段开关元件的接通状态或断开状态。

按照第1制动期间、第2制动期间、第3制动期间、第4制动期间、第5制动期间、第6制动期间的顺序进行转换,若第6制动期间结束则转换成第1制动期间,并按照上述顺序反复进行转换。

第1制动期间是霍尔传感器信号Hu、Hv为高电平且霍尔传感器信号Hw为低电平的期间。第2制动期间是霍尔传感器信号Hu为高电平且霍尔传感器信号Hv、Hw为低电平的期间。

第3制动期间是霍尔传感器信号Hu、Hw为高电平且霍尔传感器信号Hv为低电平的期间。第4制动期间是霍尔传感器信号Hw为高电平且霍尔传感器信号Hu、Hv为低电平的期间。

第5制动期间是霍尔传感器信号Hv、Hw为高电平且霍尔传感器信号Hu为低电平的期间。第6制动期间是霍尔传感器信号Hv为高电平且霍尔传感器信号Hu、Hw为低电平的期间。

在第1制动期间以及第2制动期间中,开关元件Q2、Q6被设定为接通状态且开关元件Q4被设定为断开状态。

在第3制动期间以及第4制动期间中,开关元件Q4、Q6被设定为接通状态且开关元件Q2被设定为断开状态。

在第5制动期间以及第6制动期间中,开关元件Q2、Q4被设定为接通状态且开关元件Q6被设定为断开状态。

接下来,对在S70中所执行的反冲时制动处理的程序进行说明。

若执行反冲时制动处理,则如图8所示,CPU22a首先在S310中执行与S210相同的边沿检测处理。

然后,与S220相同,CPU22a在S320中基于S310中的检测结果来判断是否产生了边沿。在此,在未产生边沿的情况下,CPU22a转移到S370。

另一方面,在产生了边沿的情况下,与S230相同,CPU22a在S330中计算边沿间隔时间。

然后,CPU22a在S340中通过式(2)来计算反冲时待机时间。在式(2)中,Tba为反冲时待机时间,θa为反冲时制动延迟角度,Te为边沿间隔时间。在本实施方式中,反冲时制动延迟角度θn为30[°]。

Tba=(θa/60°)×Te…(2)

接下来,CPU22a在S350中判断是否经过了反冲时待机时间Tba。在此,在没有经过反冲时待机时间Tba的情况下,CPU22a通过反复进行S350的处理而进行待机直至经过反冲时待机时间Tba为止。

然后,若经过了反冲时待机时间Tba,则与S260相同,CPU22a在S360中将上段开关元件设定为断开状态,并基于制动模式表BT而切换下段开关元件的接通状态和断开状态,然后转移到S370。

若转移到S370,则CPU22a判断马达11是否处于停止状态。在此,在马达11没有处于停止状态的情况下,CPU22a转移到S310。另一方面,在马达11处于停止状态的情况下,CPU22a结束反冲时制动处理。

图9是示出在执行触发断开时制动处理的情况下霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw的变化、开关元件Q2、Q4、Q6的状态的变化、U相电流Iu的变化、V相电流Iv的变化、以及W相电流Iw的变化的时序图。

如图9所示,从时刻t21起直至时刻t22的期间为第1制动期间P1。从时刻t22起直至时刻t23的期间为第2制动期间P2。从时刻t23起直至时刻t24的期间为第3制动期间P3。从时刻t24起直至时刻t25的期间为第4制动期间P4。从时刻t25起直至时刻t26的期间为第5制动期间P5。从时刻t26起直至时刻t27的期间为第6制动期间P6。从时刻t27起直至时刻t28的期间为第1制动期间P1。

若在时刻t21霍尔传感器信号Hu中产生边沿且第1制动期间P1开始,则从时刻t21起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q4从接通状态切换为断开状态且开关元件Q6从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t23霍尔传感器信号Hw中产生边沿且第3制动期间P3开始,则从时刻t23起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q2从接通状态切换为断开状态且开关元件Q4从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t25霍尔传感器信号Hv中产生边沿且第5制动期间P5开始,则从时刻t25起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q6从接通状态切换为断开状态且开关元件Q2从断开状态切换为接通状态。

例如,在第2制动期间P2中,如图10所示,开关元件Q1、Q3、Q5以及开关元件Q4处于断开状态,开关元件Q2、Q6处于接通状态。在这种情况下,产生从接地经过开关元件Q2到马达11的U相电流Iu,从接地经过开关元件Q4到马达11的V相电流Iv,以及从马达11经过开关元件Q6到接地的W相电流Iw。

图11是示出在执行反冲时制动处理的情况下霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw,开关元件Q2、Q4、Q6的状态,U相电流Iu、V相电流Iv、以及W相电流Iw的变化的时序图。

如图11所示,从时刻t31起直至时刻t32的期间为第1制动期间P1。从时刻t32起直至时刻t33的期间为第2制动期间P2。从时刻t33起直至时刻t34的期间为第3制动期间P3。从时刻t34起直至时刻t35的期间为第4制动期间P4。从时刻t35起直至时刻t36的期间为第5制动期间P5。从时刻t36起直至时刻t37的期间为第6制动期间P6。从时刻t37起直至时刻t38的期间为第1制动期间P1。

若在时刻t31霍尔传感器信号Hu中产生边沿且第1制动期间P1开始,则从时刻t31起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q4从接通状态切换为断开状态且开关元件Q6从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t33霍尔传感器信号Hw中产生边沿且第3制动期间P3开始,则从时刻t33起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q2从接通状态切换为断开状态且开关元件Q4从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t35霍尔传感器信号Hv中产生边沿且第5制动期间P5开始,在则从时刻t35起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q6从接通状态切换为断开状态且开关元件Q2从断开状态切换为接通状态。

以上述方式构成的电动作业机1具备马达11、触发器9、以及控制单元20。

触发器9由使用者操作。若触发器9被操作,则控制单元20使马达11旋转。

控制单元20检测反冲,反冲是指该电动作业机1从作业对象弹回的现象。控制单元20执行反冲时制动处理和触发断开时制动处理。

在反冲时制动处理中,当检测到反冲时,针对马达11产生第1制动力,该第1制动力用于使马达11停止旋转。在触发断开时制动处理中,当检测到已从触发器9被操作的操作状态变为触发器9未被操作的非操作状态时,针对马达11产生比第1制动力弱的第2制动力。

如上所述电动作业机1在发生了反冲的情况下能够通过产生第1制动力来缩短直至马达停止旋转为止的时间。此外,若使用者停止对触发器9进行操作,则电动作业机1产生比在发生了反冲的情况下弱的制动力,由此能够减小由于马达转速降低而产生的反作用。由上可知,电动作业机1不仅能够在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且能够在使用者停止对触发器9进行操作时减小由于马达转速降低而产生的对使用者的反作用。

此外,马达11是三相无刷马达。电动作业机1还具备三相逆变器21,该三相逆变器21具有开关元件Q1~Q6,并向马达11供给三相交流电流。

而且,在反冲时制动处理中,根据马达11的马达旋转角度对开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态进行切换,由此来产生第1制动力。并且,在触发断开时制动处理中,根据马达旋转角度对开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态进行切换,由此来产生第2制动力。而且,在产生第1制动力的情况下对开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态进行切换时的马达旋转角度和在产生第2制动力的情况下对开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态进行切换时的马达旋转角度彼此不同。

在反冲时制动处理中,在马达11从霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw中产生了边沿的定时(以下称为基准定时)起旋转了预先设定的反冲时制动延迟角度θ a时的定时对开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态进行切换,由此来产生第1制动力。此外,在触发断开时制动处理中,在马达11从基准定时起旋转了预先设定的触发断开时制动延迟角度θn时的定时对开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态进行切换,由此来产生第2制动力。而且,触发断开时制动延迟角度θn大于反冲时制动延迟角度θa。具体地,产生第1制动力时的反冲时制动延迟角度θa为30[°],而产生第2制动力时的触发断开时制动延迟角度θn为50[°]。

此外,产生第1制动力时的三相制动期间的比例比产生第2制动力时大,其中,三相制动期间是通过使电流流经作为三相无刷马达的马达11的三相中的所有相而对马达11产生制动力的时间。此外,在产生第2制动力时的两相制动期间的比例比产生第1制动力时大,其中,两相制动期间是通过使电流流经为三相无刷马达的马达11的三相中的两相而产生制动力的时间。

在执行反冲时制动处理以产生第1制动力的情况下,如图11所示,在第2制动期间P2、第4制动期间P4、以及第6制动期间P6,U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw始终流动。另一方面,在第1制动期间P1,存在W相电流Iw没有流动的(即OA)W相非通电期间。此外,在第3制动期间P3,存在V相电流Iv没有流动的V相非通电期间。在第5制动期间P5,存在U相电流Iu没有流动的U相非通电期间。

在执行触发断开时制动处理以产生第2制动力而时,如图9所示,在第2制动期间P2、第4制动期间P4、以及第6制动期间P6中,U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw始终流动。另一方面,在第1制动期间P1中,存在W相非通电期间。在第3制动期间P3中,存在V相非通电期间。在第5制动期间P5中,存在U相非通电期间。

而且,图11中的U、V、W相非通电期间分别短于图9中的U、V、W相非通电期间。即,在执行反冲时制动处理的情况下的三相制动期间的比例大于在执行触发断开时制动处理的情况下的三相制动期间的比例。此外,在执行触发断开时制动处理的情况下的两相制动期间的比例大于在执行反冲时制动处理的情况下的两相制动期间的比例。

如图12所示,在执行反冲时制动处理的情况下的三相制动期间B12、B14、B16比在执行触发断开时制动处理的情况下的三相制动期间B2、B4、B6长。因此,在执行反冲时制动处理的情况下,三相制动期间在从第1制动期间P1起直至第6制动期间P6为止的期间中的比例大于在执行触发断开时制动处理的情况下的所述比例。

此外,在执行触发断开时制动处理的情况下的两相制动期间B1、B3、B5比在执行反冲时制动处理的情况下的两相制动期间B11、B13、B15长。因此,在执行触发断开时制动处理的情况下,两相制动期间在从第1制动期间P1起直至第6制动期间P6为止的期间中的比例大于在执行反冲时制动处理的情况下的所述比例。

在以上说明的实施方式中,触发器9相当于本公开中的操作部的一例,S10、S20、S40~S70相当于本公开中的作为控制部的一例而进行的处理,S30相当于本公开中的作为反冲检测部的一例而进行的处理。

此外,S60相当于本公开中的第1制动控制的一例,S70相当于本公开中的第2制动控制的一例,三相逆变器21相当于本公开中的逆变器的一例。

[第2实施方式]

以下将参照附图对本公开的第2实施方式进行说明。另外,在第2实施方式中,对与第1实施方式不同的部分进行说明。对于共同的构成标注相同的附图标记。

如图13所示,第2实施方式的电动作业机1与第1实施方式的不同之处在于改变了制动模式表BT。

即,在第1制动期间中,开关元件Q2被设定为接通状态且开关元件Q4、Q6被设定为断开状态。在第2制动期间中,开关元件Q2、Q6被设定为接通状态且开关元件Q4被设定为断开状态。

在第3制动期间中,开关元件Q6被设定为接通状态且开关元件Q2、Q4被设定为断开状态。在第4制动期间中,开关元件Q4、Q6被设定为接通状态且开关元件Q2被设定为断开状态。

在第5制动期间中,开关元件Q4被设定为接通状态且开关元件Q2、Q6被设定为断开状态。在第6制动期间中,开关元件Q2、Q4被设定为接通状态且开关元件Q6被设定为断开状态。

图14是示出第2实施方式的在执行触发断开时制动处理的情况下霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw,开关元件Q2、Q4、Q6的状态,U相电流Iu,V相电流Iv,以及W相电流Iw的变化的时序图。

如图14所示,从时刻t41起直至时刻t42的期间为第1制动期间P1。从时刻t42起直至时刻t43的期间为第2制动期间P2。从时刻t43起直至时刻t44的期间为第3制动期间P3。从时刻t44起直至时刻t45的期间为第4制动期间P4。从时刻t45起直至时刻t46的期间为第5制动期间P5。从时刻t46起直至时刻t47的期间为第6制动期间P6。从时刻t47起直至时刻t48的期间为第1制动期间P1。

若在时刻t41霍尔传感器信号Hu中产生边沿且第1制动期间P1开始,则从时刻t41起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q4从接通状态切换为断开状态。

若在时刻t42霍尔传感器信号Hv中产生边沿且第2制动期间P2开始,则从时刻t42起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q6从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t43霍尔传感器信号Hw中产生边沿且第3制动期间P3开始,则从时刻t43起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q2从接通状态切换为断开状态。

若在时刻t44霍尔传感器信号Hu中产生边沿且第4制动期间P4开始,则在从时刻t44起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q4从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t45霍尔传感器信号Hv中产生边沿且第5制动期间P5开始,则从时刻t45起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q6从接通状态切换为断开状态。

若在时刻t46霍尔传感器信号Hw中产生边沿且第6制动期间P6开始,则从时刻t46起经过了触发断开时待机时间Tbn之后,开关元件Q2从断开状态切换为接通状态。

例如,在第3制动期间P3中,如图15所示,开关元件Q1、Q3、Q5以及开关元件Q4处于断开状态,开关元件Q2、Q6处于接通状态。在这种情况下,产生从接地经过开关元件Q2到马达11的U相电流Iu和从马达11经过开关元件Q6到接地的W相电流Iw。

图16是示出第2实施方式的在执行反冲时制动处理的情况下霍尔传感器信号Hu、Hv、Hw,开关元件Q2、Q4、Q6的状态,U相电流Iu,V相电流Iv,以及W相电流Iw的变化的时序图。

如图16所示,从时刻t51起直至时刻t52的期间为第1制动期间P1。从时刻t52起直至时刻t53的期间为第2制动期间P2。从时刻t53起直至时刻t54的期间为第3制动期间P3。从时刻t54起直至时刻t55的期间为第4制动期间P4。从时刻t55起直至时刻t56的期间为第5制动期间P5。从时刻t56起直至时刻t57的期间为第6制动期间P6。从时刻t57起直至时刻t58的期间为第1制动期间P1。

若在时刻t51霍尔传感器信号Hu中产生边沿且第1制动期间P1开始,则从时刻t51起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q4从接通状态切换为断开状态。

若在时刻t52霍尔传感器信号Hv中产生边沿且第2制动期间P2开始,则从时刻t52起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q6从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t53霍尔传感器信号Hw中产生边沿且第3制动期间P3开始,则从时刻t53起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q2从接通状态切换为断开状态。

若在时刻t54霍尔传感器信号Hu中产生边沿且第4制动期间P4开始,则从时刻t54起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q4从断开状态切换为接通状态。

若在时刻t55霍尔传感器信号Hv中产生边沿且第5制动期间P5开始,则从时刻t55起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q6从接通状态切换为断开状态。

若在时刻t56霍尔传感器信号Hw中产生边沿且第6制动期间P6开始,则从时刻t56起经过了反冲时待机时间Tba之后,开关元件Q2从断开状态切换为接通状态。

在以上述方式构成的电动作业机1中,在产生第1制动力时的两相制动期间的比例比产生第2制动力时大,其中,两相制动期间是通过使电流流经作为三相无刷马达的马达11的三相中的两相而对马达11产生制动力的时间。此外,在产生第2制动力时的断开制动期间的比例比产生第1制动力时大,其中,断开制动期间是通过使电流不流经作为三相无刷马达的马达11的三相中的所有相而产生制动力的时间。

在执行触发断开时制动处理以产生第2制动力的情况下,如图14所示,在第1制动期间P1、第3制动期间P3、以及第5制动期间P5中,在三相中的两相中始终流动有相电流。另一方面,在第2制动期间P2、第4制动期间P4、以及第6制动期间P6中,存在U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw没有流动的全相非通电期间。

在执行反冲时制动处理以产生第1制动力的情况下,如图16所示,在第1制动期间P1、第3制动期间P3、以及第5制动期间P5中,在三相中的两相中始终流动有相电流。另一方面,在第2制动期间P2、第4制动期间P4、以及第6制动期间P6中,不存在全相非通电期间,或者即使存在全相非通电期间也很短。

即,在执行反冲时制动处理的情况下的两相制动期间的比例大于在执行触发断开时制动处理的情况下的两相制动期间的比例。此外,在执行触发断开时制动处理的情况下的断开制动期间的比例大于在执行反冲时制动处理的情况下的断开制动期间的比例。

如图17所示,在执行反冲时制动处理的情况下的两相制动期间B31、B33、B35、B37比在执行触发断开时制动处理的情况下的两相制动期间B21、B23、B25、B27长。因此,在执行反冲时制动处理的情况下,两相制动期间在从第1制动期间P1起直至第6制动期间P6为止的期间中的比例大于在执行触发断开时制动处理的情况下的所述比例。

此外,在执行反冲时制动处理的情况下的断开制动期间B32是从两相制动期间B31向两相制动期间B33转换的极短的时间。同样,断开制动期间B34是从两相制动期间B33向两相制动期间B35转换的极短的时间,断开制动期间B36是从两相制动期间B35向两相制动期间B37转换的极短的时间。

因此,在执行触发断开时制动处理的情况下的断开制动期间B22、B24、B26比在执行反冲时制动处理的情况下的断开制动期间B32、B34、B36长。由此,在执行触发断开时制动处理的情况下,断开制动期间在从第1制动期间P1起直至第6制动期间P6为止的期间中的比例大于在执行反冲时制动处理的情况下的所述比例。

[第3实施方式]

以下将参照附图对本公开的第3实施方式进行说明。另外,在第3实施方式中,对与第1实施方式不同的部分进行说明。对于共同的构成标注相同的附图标记。

第3实施方式的电动作业机1与第1实施方式的不同之处在于改变了作业机控制处理。

如图18所示,第3实施方式的作业机控制处理与第1实施方式的不同之处在于省略了S70的处理且追加了S400的处理。

即,在S40中,在正在发生反冲的情况下,CPU22a转移到S60。

此外,在S50中,在触发器9处于断开状态的情况下,CPU22a在S400中执行后述的空转处理,并转移到S60。

在此,对在S400中所执行的空转处理的程序进行说明。

若执行空转处理,则如图19所示,CPU22a首先在S410中将开关元件Q1~Q6设定为断开状态。然后,CPU22a在S420中判断马达转速是否为预先设定的待机转速Je以下。

在此,在马达转速超过待机转速Je的情况下,CPU22a转移到S410。另一方面,在马达转速为待机转速Je以下的情况下,CPU22a结束空转处理。

如图20所示,若在时刻t61触发信号从低电平切换为高电平,则控制单元20开始马达11的驱动处理。由此,马达转速在到达时刻t62之前逐渐增加,在该时刻t62马达转速成为与触发器9的扣动量对应的转速。

此后,若在时刻t63触发信号从高电平切换为低电平,则控制单元20开始空转处理。由此,马达转速逐渐减小。

然后,若在时刻t64马达转速成为待机转速Je以下,则控制单元20开始触发断开时制动处理。由此,马达转速在到达时刻t65之前逐渐减小,在时刻t65马达转速成为Orpm。

以上述方式构成的电动作业机1具备马达11、触发器9、以及控制单元20。

S40以及S60的处理在检测到反冲之后立即针对马达11产生用于使马达11停止旋转的制动力。S410、S420以及S60的处理在检测到触发器9从操作状态已改变为非操作状态的情况下,在马达11的马达转速达到待机转速Je以下之后产生制动力。

如上所述电动作业机1在发生了反冲的情况下,能够通过在发生了反冲之后立即产生制动力来缩短直至马达停止旋转为止的时间。此外,若使用者停止对触发器9进行操作,则电动作业机1在马达11的转速达到待机转速Je以下之后产生制动力,由此能够抑制马达转速的急剧降低,从而能够减小由于马达转速降低而产生的反作用。由上可知,电动作业机1不仅能够在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且能够在使用者停止对触发器9进行操作时减小由于马达转速降低而对使用者产生的反作用。

在以上说明的实施方式中,S40以及S60相当于本公开中的第5制动控制的一例,S410、S420以及S60相当于本公开中的第6制动控制的一例,待机转速Je相当于本公开中的预定转速的一例。

[第4实施方式]

以下将参照附图对本公开的第4实施方式进行说明。另外,在第4实施方式中,对与第3实施方式不同的部分进行说明。对于共同的构成标注相同的附图标记。

第4实施方式的电动作业机1与第3实施方式的不同之处在于改变了空转处理。

接下来对第4实施方式的空转处理的程序进行说明。

若执行第4实施方式的空转处理,则如图21所示,CPU22a首先在S410中将开关元件Q1~Q6设定为断开状态。然后,CPU22a在S460中判断从开始开关元件Q1~Q6的断开状态起是否经过了预先设定的待机时间Te。

在此,在没有经过待机时间Te的情况下,CPU22a转移到S410。另一方面,在经过了待机时间Te的情况下,CPU22a结束空转处理。

如图22所示,若在时刻t71触发信号从低电平切换为高电平,则控制单元20开始马达11的驱动处理。由此,马达转速在到达时刻t72之前逐渐增加,在时刻t72马达转速成为与触发器9的扣动量对应的转速。

此后,若在时刻t73触发信号从高电平切换为低电平,则控制单元20开始空转处理。由此,马达转速逐渐减小。

然后,若在时刻t74经过了待机时间Te,则控制单元20开始触发断开时制动处理。由此,马达转速在到达时刻t75之前逐渐减小,在时刻t75马达转速成为Orpm。

以上述方式构成的电动作业机1具备马达11、触发器9、以及控制单元20。

S40以及S60的处理在检测到反冲之后立即针对马达11产生用于使马达11停止旋转的制动力。S410、S460以及S60的处理在检测到触发器9从操作状态已改变为非操作状态的情况下,在经过了待机时间Te之后产生制动力。

如上所述电动作业机1在发生了反冲的情况下,能够通过在发生了反冲之后立即产生制动力来缩短直至马达停止旋转为止的时间。此外,若使用者停止对触发器9进行操作,则电动作业机1在经过了待机时间Te之后产生制动力,由此能够抑制马达转速的急剧降低,从而能够减小由于马达转速降低而产生的反作用。由上可知,电动作业机1不仅能够在发生反冲时缩短直至马达停止旋转为止的时间,并且能够在使用者停止对触发器9进行操作时减小由于马达转速降低而对使用者产生的反作用。

在以上说明的实施方式中,S40以及S60相当于本公开中的第3制动控制的一例,S410、S460以及S60相当于本公开中的第4制动控制的一例。

以上,对本公开的一个实施方式进行了说明,不过,本公开不限于上述实施方式,能够进行各种变形并加以实施。

例如,在上述实施方式中,示出了在产生第1制动力的情况下以及在产生第2制动力的情况下,将切换开关元件Q1~Q6的接通状态和断开状态时的马达旋转角度设定为不同的实施方式。不过,也可以至少利用三相短路制动来产生第1制动力,并且可以至少利用两相短路制动来产生第2制动力。

三相短路制动通过使三相无刷马达的三个端子间短路来针对马达11产生制动力。三相短路制动例如能够通过将开关元件Q1、Q3、Q5设定为断开状态且通过如图23所示将开关元件Q2、Q4、Q6设定为接通状态来产生制动力。

两相短路制动通过使三相无刷马达的两个端子间短路来针对马达11产生制动力。两相短路制动例如能够通过将开关元件Q1、Q3、Q5设定为断开状态且通过如图9所示将开关元件Q2、Q4、Q6中的两个设定为接通状态来产生制动力。

本公开的技术能够应用于例如研磨机、链锯的各种电动作业机。

可以通过多个构成元素实现上述实施方式中的一个构成元素所具有的多个功能,或者通过多个构成元素实现一个构成元素所具有的一个功能。此外,可以通过一个构成元素实现多个构成元素所具有的多个功能,或者通过一个构成元素实现由多个构成元素实现的一个功能。此外,可以省略上述实施方式的构成的一部分。此外,可以将上述实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中,也可以将上述实施方式的构成的至少一部分与上述其他实施方式的构成进行置换。

除了上述的电动作业机1之外,还能够以用于使计算机作为控制单元20发挥作用的程序、记录有该程序的半导体存储器等的非瞬态有形记录介质、工具控制方法等各种方式实现本公开。

附图标记说明

1…电动作业机;9…触发器;11…马达;20…控制单元

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