Перезаряжаемый электрический инструмент
Изобретение относится к ручному инструменту. Перезаряжаемый электрический инструмент содержит электродвигатель, источник питания, являющийся аккумуляторной батареей и обеспечивающий подачу напряжения на электродвигатель, устройство сравнения напряжений, обеспечивающее сравнение напряжения источника питания с опорным напряжением, и устройство предупредительной сигнализации для формирования предупредительного сигнала в соответствии с результатом сравнения, проведенного устройством сравнения напряжений. Инструмент продолжает работать после выдачи предупредительного сигнала, который выдается устройством предупредительной сигнализации при снижении напряжения источника питания до опорного напряжения или ниже до тех пор, пока активация электродвигателя не будет заблокирована. Обеспечивается исключение эффекта запоминания аккумуляторной батареи. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к перезаряжаемому электрическому инструменту.
Предшествующий уровень техники
В документах JP-5-26278-U и JP-7-1350-A описаны перезаряжаемые электрические инструменты, имеющие аккумуляторную батарею в качестве источника питания привода, и схему для отключения подачи питания на электродвигатель, когда напряжение батареи снижается до определенного опорного напряжения, которое равно напряжению окончания разрядки или превышает его, что позволяет предотвратить останов инструмента во время рабочего цикла из-за снижения напряжения батареи при эксплуатации и предотвратить сокращение срока службы батареи из-за чрезмерной разрядки аккумуляторной батареи до уровня, на котором напряжение аккумуляторной батареи снижается настолько, что становится равным напряжению окончания разрядки, или меньшим. Некоторые перезаряжаемые электрические инструменты также имеют устройство предупредительной сигнализации, которое указывает снижение напряжения посредством светоизлучающего диода или зуммера, наряду со схемой, которая управляет отключением подачи питания.
В качестве аккумуляторной батареи, используемой в перезаряжаемом электрическом инструменте, наиболее широко применяются NiCd батареи и NiMH батареи. Вместе с тем, известно, что когда аккумуляторная батарея этого типа неоднократно заряжается в состоянии неглубокой разрядки, когда полная разрядка не достигается, возникает эффект запоминания, при котором подача питания прекращается при неглубокой разрядке, вследствие чего уменьшается истинная емкость батареи.
В перезаряжаемом электрическом инструменте, имеющем схему управления для отключения подачи питания на электродвигатель, когда напряжение батареи снижается, подача питания на электродвигатель отключается, когда напряжение между выводами аккумуляторной батареи снижается до некоторого опорного напряжения, при этом следует либо зарядить, либо заменить аккумуляторную батарею. Вместе с тем, чтобы предотвратить наступление чрезмерной разрядки, опорное напряжение задают превышающим напряжение окончания разрядки аккумуляторной батареи. Следовательно, батарея заряжается в состоянии относительно малой глубины разрядки. В результате, возникает проблема, заключающаяся в том, что емкость батареи постепенно уменьшается из-за эффекта запоминания, возникающего при неоднократной зарядке батареи.
Более того, напряжение батареи снижается в окружающих условиях холодного климата и низких температур. Так, возможен случай, когда схема отключения питания срабатывает даже тогда, когда аккумуляторная батарея полностью заряжена, вследствие чего электрический инструмент становится неработоспособным.
Краткое изложение сущности изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является создание перезаряжаемого электрического инструмента, в котором устранены такие проблемы, как эффект запоминания аккумуляторной батареи, неработоспособное состояние из-за окружающей низкой температуры и уменьшение срока службы.
Поставленная задача согласно вариантам осуществления изобретения решена путем создания перезаряжаемого электрического инструмента, в котором в качестве источника питания используется аккумуляторная батарея, указанный электрический инструмент содержит устройство сравнения напряжения источника питания с опорным напряжением, которое равно пороговому напряжению, при котором перезаряжаемый электрический инструмент работоспособен, или превышает это напряжение, и устройство предупредительной сигнализации для выдачи предупредительного сигнала в соответствии с результатом упомянутого сравнения. Устройство предупредительной сигнализации выдает предупредительный сигнал, когда напряжение источника питания снижается настолько, что становится равным опорному напряжению, или меньшим, а сам перезаряжаемый электрический инструмент может быть активирован в ответ на срабатывание спускового переключателя даже после выдачи предупредительного сигнала.
В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения, даже после снижения напряжения источника питания настолько, что оно становится равным опорному напряжению, или меньше, выдается предупредительный сигнал посредством зуммера, светоизлучающего диода или аналогичного средства, при этом перезаряжаемый электрический инструмент не осуществляет управление, приводящее к прерыванию подачи питания на электродвигатель, и допускает операцию активации. Следовательно, даже после выдачи предупредительного сигнала можно будет провести, по меньшей мере, несколько операций, так что замену батареи можно провести по усмотрению пользователя в подходящий момент перерыва в работе, вне зависимости от решения, принимаемого инструментом. Более того, работу можно вести даже, когда выдается предупредительный сигнал из-за уменьшения истинного напряжения под влиянием низкой температуры; следовательно, коэффициент использования и рабочая эффективность возрастают по сравнению со схемой, в которой подача питания на электродвигатель прерывается в момент выдачи предупредительного сигнала.
Помимо этого, в случае, когда определяется, что в батарее возникает эффект запоминания, операцию активации можно повторять до тех пор, пока активация электродвигателя не будет запрещена после выдачи предупредительного сигнала о снижении напряжения, вследствие чего батарея может полностью разрядиться, устраняя эффект запоминания. Поэтому можно легко восстановить функционирование батареи.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает вид сбоку инструмента для обвязки арматурных стержней согласно изобретению;
фиг.2 - блок-схему последовательности операций, выполняемых инструментом для обвязки арматурных стержней согласно изобретению.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
На фиг.1 показан инструмент 1 для обвязки арматурных стержней в качестве одного примера электрического инструмента, в котором в качестве источника питания привода используется аккумуляторная батарея. Инструмент 1 содержит механизм 3 подачи вязальной проволоки и механизм 4 кручения вязальной проволоки, расположенные в корпусе 2. В магазин 6, который расположен на передней стороне рукоятки 5 корпуса 2, загружена бобина с вязальной проволокой (не показана). К торцевому участку рукоятки 5 прикреплен портативный батарейный источник 7 питания, который снабжает электрической энергией подающий электродвигатель механизма 3 подачи вязальной проволоки и подающий электродвигатель механизма 4 кручения вязальной проволоки через посредство схемной платы подачи питания (не показана).
На верхней грани заднего участка инструмента 1 для обвязки арматурных стержней расположены выключатель 8 источника питания, светоизлучающий диод 9 и лимб 10 для задания крутящего момента, а внутри корпуса 2 расположен зуммер предупредительной сигнализации о напряжении (не показан).
Когда выключатель 8 источника питания находится во включенном положении, а портативный батарейный источник 7 питания прикреплен к инструменту 1 для обвязки арматурных стержней, этот инструмент 1 для обвязки арматурных стержней выполняет операцию инициализации, механизм 3 подачи вязальной проволоки подает вязальную проволоку заданной длины к направляющему носку 11 для проволоки, который находится на верхней стороне, а затем механизм 4 кручения вязальной проволоки проводит серию операций, включая зажим и кручение, и останавливается в исходном положении, тем самым достигая состояния ожидания. После достижения состояния ожидания и при нажатом курке 12 непрерывно осуществляется цикл операций обвязки армирующих стержней проволокой, включающих в себя подачу вязальной проволоки, зажим вязальной проволоки, отвод вязальной проволоки, обрезание вязальной проволоки и кручение вязальной проволоки.
Механизм 3 подачи вязальной проволоки имеет конфигурацию, при которой одно из зубчатых колес с V-образными канавками, расположенное в переднем и заднем направлении листа, введенное в зацепление с другими колесами, приводится во вращение подающим электродвигателем, и вязальная проволока подается наружу, будучи зажатой между двумя зубчатыми колесами с V-образными канавками. Вязальная проволока подается вверх с бобины вязальной проволоки, находящейся в магазине 6. Вязальная проволока, подаваемая таким образом наружу, приобретает дугообразную форму вдоль направляющей канавки на внутренней периферии направляющего носка 11 для проволоки и подается вокруг арматурных стержней, а передний конец вязальной проволоки подается в механизм 4 кручения вязальной проволоки.
Механизм 4 кручения вязальной проволоки содержит крутящий вал (не показан) и три зажимные пластины, прикрепленные к переднему концу крутящего вала. Три зажимные пластины расположены изнутри от боковой крышки 14, которая расположена между направляющим носком 11 для проволоки и нижним щитком 13. Две зажимные пластины, которые размещены на соответствующих сторонах средней зажимной пластины, открываются и закрываются кулачковым механизмом.
Вязальная проволока подается наружу через зазор между средней зажимной пластиной и одной из внешних зажимных пластин, а управляющая часть (не показана) подает проволоку наружу в соответствии с заранее установленным количеством витков, а затем останавливает подачу проволоки. В этот момент передний конец проволоки достигает переднего конца направляющего носка 11 проволоки. После этого крутящий вал и зажимные пластины механизма 4 кручения вязальной проволоки перемещаются вперед, зажимая проволочную петлю, а потом отводят проволоку. С движением вперед крутящего вала синхронизировано срабатывание кусачек (не показаны), которые срезают задний конец проволочной петли, отделяя проволочную петлю от последующей проволоки. При этом задний конец проволоки оказывается зажатым. Затем крутящий вал и зажимные пластины механизма 4 кручения вязальной проволоки поворачиваются, осуществляя кручение зажатого участка проволочной петли, вследствие чего происходит обвязка арматурных стержней. Когда крутящий момент электродвигателя кручения возрастает до некоторого предварительно заданного значения, операция кручения прекращается. После этого электродвигатель кручения вращается в обратном направлении, зажимные пластины размыкаются, а крутящий вал возвращается в свое исходное положение, тем самым завершая один цикл процесса обвязки.
Блок управления оперативно контролирует напряжение портативного батарейного источника 7 питания через посредство схемы определения напряжения во время операции обвязки, а когда напряжение портативного батарейного источника 7 питания падает до предварительно заданного рекомендованного напряжения зарядки, звучит зуммер и светится светоизлучающий диод 9 предупредительной сигнализации о напряжении, уведомляя о снижении напряжения.
На фиг.2 показана схема последовательности операций инструмента 1 для обвязки арматурных стержней. Когда выключатель 8 источника питания переведен во включенное положение (этап 1), осуществляют операцию инициализации (этап 2) для достижения состояния ожидания. Когда курок 12 нажат для перевода спускового переключателя во включенное положение (этап 3), осуществляют один цикл процесса обвязки и определяют напряжение портативного батарейного источника 7 питания (этап 4). Напряжение батареи сравнивают с заданным опорным напряжением (рекомендуемым напряжением зарядки) (этап 5). Если напряжение батареи равно предварительно заданному опорному напряжению или выше его, то процесс возвращается к этапу 3 для проведения операции обвязки в ответ на следующее срабатывание курка.
Если в результате сравнения напряжения батареи с опорным напряжением оказывается, что напряжение батареи ниже, чем опорное напряжение, то звучит зуммер и светится светоизлучающий диод 9 предупредительной сигнализации, т.е. происходит уведомление о снижении напряжения (этап 6). Однако инструмент 1 для обвязки арматурных стержней отличается от обычного тем, что когда напряжение батареи снижается до величины, которая меньше опорного напряжения, уведомление с помощью предупредительного сигнала происходит, но подача питания на электродвигатель механизма обвязки не прерывается. Следовательно, даже когда выдается предупредительный сигнал (этап 6), можно провести операцию обвязки после этапа 3, нажимая на курок 12.
В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения инструмент для обвязки арматурных стержней может проводить операцию обвязки, по меньшей мере, еще несколько раз после того, как выдается предупредительный сигнал, так что портативный батарейный источник питания можно заменять по усмотрению пользователя в подходящий момент перерыва в работе, вне зависимости от решения, принимаемого инструментом.
В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения, активация в инструменте для обвязки арматурных стержней не запрещается отключением подачи питания на электродвигатель из-за снижения напряжения батареи под влиянием очень низкой температуры, так что операцию обвязки можно проводить, игнорируя предупредительный сигнал о напряжении. Поэтому коэффициент использования инструмента оказывается превосходным.
В случае, когда определяется, что во встроенной батарее портативного батарейного источника питания возникает эффект запоминания, встроенную батарею можно полностью разрядить, чтобы исключить эффект запоминания, повторяя операцию обвязки до тех пор, пока активация электродвигателя не будет запрещена и игнорируя при этом предупредительный сигнал о напряжении или повторяя операцию обвязки без загрузки вязальной проволоки до тех пор, пока не остановится электродвигатель.
Хотя в качестве устройства предупредительной сигнализации описаны зуммер, генерирующий звук, и светоизлучающий диод, генерирующий свет, предупредительный сигнал может быть выдан посредством вольтметра, жидкокристаллического дисплея, или дисплея, выдающего красную метку. Очевидно, что в рамках объема технических притязаний изобретения возможны различные модификации, и что изобретение распространяется и на такие изменения. Кроме того, очевидно, что изобретение не ограничивается инструментом для обвязки арматурных стержней и может быть применено к электрическим инструментам, отличающимся от инструмента для обвязки арматурных стержней.
Хотя изобретение подробно описано со ссылками на конкретные варианты его осуществления, для специалистов в данной области техники очевидно, что в рамках существа и объема притязаний изобретения возможны различные изменения и модификации.
Промышленная применимость
В перезаряжаемом электрическом инструменте возможно решение проблем, возникающих из-за отключения подачи питания на электродвигатель в момент, когда выдается предупредительный сигнал о снижении напряжения.
1. Перезаряжаемый электрический инструмент, содержащий электродвигатель, источник питания, являющийся аккумуляторной батареей и обеспечивающий подачу напряжения на электродвигатель, устройство сравнения напряжений, обеспечивающее сравнение напряжения источника питания с опорным напряжением, и устройство предупредительной сигнализации для формирования предупредительного сигнала в соответствии с результатом сравнения, проведенного устройством сравнения напряжений, при этом когда напряжение источника питания снижается настолько, что становится равным опорному напряжению или меньше, устройство предупредительной сигнализации выдает предупредительный сигнал, а перезаряжаемый электрический инструмент продолжает работать после выдачи предупредительного сигнала до тех пор, пока активация электродвигателя не будет заблокирована.
2. Перезаряжаемый электрический инструмент по п.1, отличающийся тем, что опорное напряжение выше, чем пороговое напряжение, при котором перезаряжаемый электрический инструмент работоспособен.
3. Перезаряжаемый электрический инструмент по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит спусковой переключатель, при этом после выдачи предупредительного сигнала перезаряжаемый электрический инструмент срабатывает в ответ на срабатывание спускового переключателя.
4. Перезаряжаемый электрический инструмент по п.1, отличающийся тем, что устройство предупредительной сигнализации содержит зуммер.
5. Перезаряжаемый электрический инструмент по п.1, отличающийся тем, что устройство предупредительной сигнализации содержит светоизлучающий диод.
6. Перезаряжаемый электрический инструмент по п.1, отличающийся тем, что устройство предупредительной сигнализации содержит отображающее устройство.
