一种交直流两用劈柴机的制作方法

1.本实用新型涉及劈柴机技术领域，具体涉及一种交直流两用劈柴机。


背景技术：

2.现如今市场劈柴机大部分都只能接入不低于100v的交流市电工作，工作范围受线缆长度限制，有一定局限性。此外，低电压直流劈柴机的技术要求相较于传统低电压工具来说较高。电池包自身如何做到大电流持续性放电、控制器如何选择可靠的功率器件来满足劈柴机的大功率需求，如何设定控制器的过载保护参数等技术要点，综合到一起无形中提升了低压直流劈柴机的设计难度。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种交直流两用劈柴机，以解决现有技术中导致的劈柴机使用高压市电安全性差、采用接线缆连接市电工作范围受约束的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
5.一种交直流两用劈柴机，包括动力工作部和供电模块，所述动力工作部包括机架、连接在机架上的固定刀头和液压推杆，所述液压推杆的输出端连接有活动刀头，所述机架上还连接有电机；
6.所述供电模块通过固定支架连接在所述机架上，所述供电模块包括电池包组、交流插头以及和电机相连接的控制器，其中，所述电池包组的输出电压小于60v；
7.当所述电池包组和所述控制器连接时，所述控制器将所述电池包组提供的直流电传递至所述电机；当所述交流插头连接的交流电源和控制器连接时，所述控制器用于将交流电源的电压转换恒定的直流电压后传递至所述电机；
8.所述电机驱动高压油泵以带动所述液压推杆上连接的活动刀头运动完成劈柴。
9.进一步地，所述控制器设有电源选择模块，当所述电池包组和所述交流插头连接的交流电源均和所述控制器相连接时，所述电源选择模块选择交流插头连接的交流电源向所述电机供电。
10.进一步地，当所述电池包组和所述交流插头连接的交流电源均和所述控制器相连接时，所述控制器用于控制所述交流插头连接的交流电源给所述电池包组充电。
11.进一步地，所述电机为直流无刷电机或双电压绕组无刷电机。
12.进一步地，所述电池包组包括一个电池包或多个串联的电池包或多个并联的电池包。
13.进一步地，所述电池包组的正常工作电流为50a，所述电池包组设有一级电流保护和二级电流保护，所述一级电流保护的电流区间为50-60a，所述二级电流保护的电流区间为70-80a。
14.进一步地，所述控制器设定的最大放电电流的持续输出时间不低于2s。
15.进一步地，所述控制器上还连接有信号开关，所述信号开关用于控制所述电机通
断电。
16.进一步地，所述电池包组内设有过充保护模块、过放保护模块、充放电短路保护模块和过温保护模块的一种或多种。
17.进一步地，所述供电模块包括电池包组和电池仓盖，所述电池包组可拆卸连接在所述电池仓盖内，所述电池仓盖和所述固定支架相连接。
18.根据上述技术方案，本实用新型的实施例至少具有以下效果：
19.1、本技术提供了采用电池包组和交流市电的两种供电模式，并设置了控制器，当输出电压小于60v的电池包组供电时，控制器带动电机工作完成劈柴，当交流市电供电时，控制器将交流市电的交流电转换成直流电输出至电机完成劈柴，本技术可采用小于60v的电池包组供电，并可将交流电转换成直流电，保证了劈柴工作的安全性；
20.2、本技术设计了电池包组和交流插头，当劈柴机处于交流电源工作范围内时，交流插头连接交流电源以完成劈柴工作，当劈柴机距离交流电源范围较远时，电池包组向电机供电以完成劈柴工作，提高了劈柴机适用性，解决了劈柴机距离交流电源较远时劈柴困难的问题。
附图说明
21.图1为本实用新型具体实施方式劈柴机的结构示意图；
22.图2为本实用新型具体实施方式供电模块和动力工作部的连接结构示意图；
23.图3为本实用新型具体实施方式动力工作部主要结构示意图；
24.图4为本实用新型具体实施方式供电模块的结构示意图；
25.图5为本实用新型具体实施方式直流供电原理的框图；
26.图6为本实用新型具体实施方式交流供电的原理框图。
27.其中：1、供电模块；11、控制器；12、信号开关；13、电池包；14、插脚；15、电池仓上盖；16、电池仓下盖；17、交流插头；2、固定支架；3、动力工作部；31、电机；32、高压油泵；33、液压推杆；34、活动刀头；35、固定刀头。
具体实施方式
28.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
29.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
30.本实用新型旨在利用60v以下的直流电源和交流市电两种供电模式，削弱线缆长度的约束，使劈柴机的使用范围更广，更安全。
31.如图1至图6所示，一种交直流两用劈柴机，包括动力工作部3和供电模块1，动力工作部包括机架、连接在机架上的固定刀头35和液压推杆33，液压推杆33的输出端连接有活动刀头34，机架上还连接有电机31；供电模块1通过固定支架2连接在机架上，供电模块1包
括电池包组、交流插头17以及和电机31相连接的控制器11，其中，电池包组的输出电压小于60v；当电池包组和控制器11连接时，控制器11将电池包组提供的直流电传递至电机31；当交流插头17连接的交流电源和控制器连接时，控制器11用于将交流电源的电压转换恒定的直流电压后传递至电机31；电机31驱动高压油泵32以带动液压推杆33上连接的活动刀头34运动完成劈柴。
32.本技术提供了采用电池包组和交流市电的两种供电模式，并设置了控制器，当输出电压小于60v的电池包组供电时，控制器带动电机工作完成劈柴，当交流市电供电时，控制器将交流市电的交流电转换成直流电输出至电机完成劈柴，本技术可采用小于60v的电池包组供电，并可将交流电转换成直流电，保证了劈柴工作的安全性。
33.本技术设计了电池包组和交流插头，当劈柴机处于交流电源工作范围内时，交流插头连接交流电源以完成劈柴工作，当劈柴机距离交流电源范围较远时，电池包组向电机供电以完成劈柴工作，提高了劈柴机适用性，解决了劈柴机距离交流电源较远时劈柴困难的问题。
34.劈柴机的具体结构如图1至图4所示，其包括动力工作部分3，动力工作部分3包括机架，机架的顶面设有固定刀头35以及和固定刀头35处于同一直线上的活动刀头34。固定刀头35固定连接在机架上，活动刀头34和机架中的液压推杆33的输出端相连接。液压推杆33工作带动活动刀头34向靠近或远离固定刀头35的反向运动完成劈柴。
35.具体的，当活动刀头34远离固定刀头35时，可在机架上放置木材，液压推杆33工作带动活动刀头34靠近固定刀头35即可将木材劈开。
36.固定刀头35和活动刀头35处于同一直线上，保证了劈柴的效果和质量。
37.供电模块1连接在机架的底面，供电模块1和液压推杆33相连接，用于带动液压推杆33工作。具体的，供电模块1带动直流电机31工作，直流电机31带动高压油泵32工作，高压油泵32带动液压推杆33伸缩以完成劈柴动作。
38.在一些实施例中，供电模块1包括用于连接电池包13的电池仓上盖15和电池仓下盖16，所述电池仓上盖15通过螺栓和机架上的固定支架2相连接，电池包13放置在电池仓下盖16内，电池仓下盖16和电池仓上盖15通过插接或螺钉连接。
39.下面分别对控制器11接入电池包组和交流市电分别进行说明。
40.接入电池包组时，电池包组可以为一个电池包，可以为多个串联的电池包也可以为多个并联的电池包13。无论电池包组是由多少电池包组成，需其输出电压不高于60v。
41.电池包13还设有2级的大电流保护设置，一级电流设定区间为50-60a，二级保护电流设定为70-80a。室温环境下，电池包自身可支持连续的50a的恒流放电，且持续放电时长不少于50s。
42.进一步地，通过电池包内部的控制板内部软件采集电池包的放电电流，当放电电流达到二级过流保护的阈值，则切断主放电回路。
43.进一步地，还可通过选用可大电流放电的电芯以及匹配过流能力大的mos管以实现室温状态下电池包连续50a不间断50s的放电。
44.在一些实施例中，电池包13自身设有过充、过放、充放电短路、过温等基本安全防护设置。过充保护、过放保护、充放电短路保护、过温保护等可采用现有的电路实现。
45.进一步地，电池包内部控制板的软件可以检测电池包充电电压、电流、放电电压、
放电电流，设置相应的充放电的电流、电压阈值，当达到相应的出发阈值时，对电池包的充、放电进行主动干预，以实现相应的保护，同时，电池包内部在多处布置有温度传感器以实现对电池包工作状态下的温度检测和过温保护的功能。
46.在一些实施例中，依据电池包13以及控制器11的自身软硬件保护设定，控制器11硬件设计可正常通过的大电流上限不低于电池包自身二级保护电流值（控制器可在至少80a的电流下正常工作）。软件上根据实际动力工作部的需求设定不高于电池包一级保护电流的控制器保护电流（使控制器在小于等于50a的电流下工作），确保在电池包13与控制器11之间形成相互约束，避免长时间大电流放电影响电池包13、控制器11以及直流直流电机31的寿命。
47.控制器11依据电池包13的硬件保护参数，结合劈柴机实际工作状态设定过载保护电流限值以及最大电流的持续放电时间。由于劈柴机最高负载往往出现于木柴承压且未被劈开的短暂过程，依据此负载特性，设定控制器6的最大限流持续放电时间不低于2~5s，确保劈柴机有充足的时间完成瞬间将木柴劈开的动作。
48.进一步地，最大限流可以根据劈柴机整体负载进行出厂前的设置，比如设置成40a、50a，则对应的劈柴机的最大工作负载上限有高低，控制器11的负载设计原则上不超过控制器本身硬件的最大承载能力，为了实现最大限流的2~5s的放电能力，对控制器而言，选用过流能力大的mos管等功率器件可保证一定时间的最大限流放电，依据劈柴机的工作特性设定2~5s的放电时间可以避免控制器硬件的性能过高带来的成本增加的情况发生。
49.信号开关12接入到控制器11中，用于控制动力工作部3的通断电。电池包13通过插脚14输出的直流电压不超过60v。直流电机31带动高压油泵32工作，推动液压推杆33运动，活动刀头34与液压推杆33相连，活动刀头34推动木柴挤压固定刀头35，完成劈柴动作。
50.接入交流市电时，在工作状态下，控制器11内的电源选择模块会自动切换至交流供电，并通过控制器11实现变压整流，输出恒定的不高于60v的直流电压。
51.进一步地，电源选择模块包含mosfet、igbt、可控硅、继电器等具有切断回路功能的器件及其驱动电路，具有独立检测交流输入源和直流输入源在线电路，通过预先设定好的逻辑，自动检测和切换电源输入模式。
52.控制器6设定的直电最大电流50a持续输出时间不低于2~5s，驱动直流无刷电机16工作。当电池包1和交流市电都接入时，劈柴机可边工作边给电池包1进行充电，当电池充满电后或达到充电截止电压值后，切断充电状态。
53.在本实施例中，采用的电机为直流无刷电机，市电通过控制器实现变压整流，输出恒定的不高于60v的直流电压，驱动直流无刷电机工作。电池包组则直接带动直流无刷电机工作。
54.具体的，市电通过先降压再整流或者先整流再降压等方式把交流电源控制在不高于60v直流电压下。
55.针对方式先降压再整流方式，一般采用载波或者变压器等方式先把交流电压降到，然后通过整流滤波电路输出不高于60v的直流电压。
56.针对先整流再降压方式，一般在用半波或者全波整流加滤波，输出较高的直流电压，通dcdc降压电路输出不高于60v的直流电压。
57.实施例2
58.本实施例和实施例1基本相同，不在对其相同部分进行重复论述，本实施例和实施例1的区别之处在于，当电池包组和交流市电都接入时，控制器不设置给与电池包充电的功能。控制器选择交流市电向电机供电。
59.实施例3
60.本实施例和实施例1基本相同，不在对其相同部分进行重复论述，本实施例和实施例1的区别之处在于，本实施例采用双电压绕组无刷电机，市电通过控制器实现变压整流，输出设定的恒定直流电压（不超过60v），驱动双电压绕组无刷电机工作。
61.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。