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        HT18高枝剪產(chǎn)品設計分析

        2018-03-07 23:18:20趙燕翔黃其慶
        電動工具 2018年1期
        關鍵詞:高枝同步帶修枝

        趙燕翔,黃其慶

        ( 江蘇蘇美達五金工具有限公司,江蘇 南京 210032 )

        0 引言

        近年來,國內(nèi)園林工具制造企業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)銷量不斷提高。以修剪樹枝為主要功能的園林工具產(chǎn)品獲得了歐美家庭以及國內(nèi)外園林、園藝、綠化養(yǎng)護單位的青睞。其修枝工作原理為:由電機驅(qū)動,通過偏心輪將上、下刀片由旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復運動,以切割灌木、綠籬等。本文以HT18高枝剪為例,介紹并分析該款產(chǎn)品的結(jié)構與性能。

        1 概述

        HT18高枝剪采用可自由更換的雙工作頭設計,即修枝刀頭和圓鋸,見圖1。

        通常,18 V直流高枝剪修枝刀頭在實際作業(yè)中較難剪切Φ20 mm以上的樹枝,更換工作頭后,配合Φ102 mm圓鋸,可使同一把工具輕松鋸斷Φ50 mm粗樹枝。圓鋸機頭可在150°范圍內(nèi)進行10個檔位調(diào)節(jié),有效提供操作便利性。

        圖1 HT18高枝剪工作頭

        2 結(jié)構與特點

        1)傳動方式

        傳統(tǒng)修枝剪的傳動系統(tǒng)一般采用齒輪傳動,常見的齒輪材料為粉末冶金件或尼龍注塑件。HT18高枝剪大膽采用兩級同步帶傳動、鋁合金帶輪,減速比可達15,見圖2。

        同步帶傳動為嚙合傳動,實現(xiàn)無滑差的同步傳動,傳動效率可達98%。采用該方式無需潤滑,可吸收振動、緩和沖擊,故噪音較低。與同類型齒輪傳動修枝剪測試對比,在功率、刀片長度增加20%的情況下,工具噪音值和耳旁噪音值均下降5 dB左右,效果明顯;同時可加大軸間距,為雙工作頭設計提供空間。

        HT18高枝剪采用了輕量化設計,機體同步帶重量幾乎可以忽略,整機(含刀具和電池包)凈重僅為 2.25 kg。

        圖2 傳動機構

        2)飛輪形式

        HT18高枝剪將飛輪與一級小帶輪整合為一體。飛輪具有一定的轉(zhuǎn)動慣量,具有儲能作用,當遇到較大阻力時更易克服,故其切割能力更為強勁,同時可降低周期性轉(zhuǎn)動的波動,對降低振動有一定幫助。

        3)機頭旋轉(zhuǎn)

        傳統(tǒng)修枝機機頭調(diào)節(jié)一般設置在轉(zhuǎn)軸處按壓,機頭易滑檔,HT18高枝剪可一手握桿、一手滿握住機身調(diào)節(jié),人機工學設計合理,見圖3。

        圖3 機頭旋轉(zhuǎn)

        4)卡扣設計與超聲波焊接

        HT18高枝剪傳承了家用電器結(jié)構設計風格,卡扣設計較多;手柄部分采用整體式設計以及局部覆蓋,內(nèi)部螺釘連接,整體感較好(圖4)。塑料機殼采用超聲波焊接,如電機艙上下蓋(圖5),提升外觀美感。

        圖4 卡扣設計

        圖5 超聲波焊接

        5)機頭與握桿分離

        機頭與握桿分離以減小包裝體積,為二次開發(fā)留有余地,四節(jié)接桿可延展并增加作業(yè)高度至3.5 m,充分發(fā)揮整機重量輕的優(yōu)勢。

        圖6 接桿

        3 軟件控制

        采用串口轉(zhuǎn)USB通訊,硬件連接簡單,BMS上位機軟件設計功能強大,界面設置及功能參數(shù)呈現(xiàn),直觀簡便操作性強。

        1)Monitor界面

        面向售后服務維修人員,分析、判斷電池包是否正常。

        顯示電池包中每節(jié)電芯的電壓、電池包/BMS生產(chǎn)日期、序列號、當前電壓、溫度、電流、充電容量、剩余容量等信息;電池包充電狀態(tài)信息、電池包使用過程信息。售后維修服務人員可靈活讀取身份信息,追蹤電池包生產(chǎn)日期及序列號,從而反饋至生產(chǎn)商以便對該批產(chǎn)品進行追查核對,見圖7。

        圖7 Monitor界面

        2)Parameter界面

        面向開發(fā)人員,進行電池包/BMS參數(shù)二次開發(fā),讀寫調(diào)試。

        顯示電池包充、放電配置參數(shù)以及電機配置參數(shù),開發(fā)人員可靈活調(diào)整相應參數(shù),便于調(diào)試,并可設置密碼進行管控,見圖8。

        圖8 Parameter界面

        3)Pack Test界面

        面向生產(chǎn)操作人員,進行電池包一致性的批量管控。

        通過USB通訊接口,可與電池包進行通訊、檢測溫度,寫入電壓參數(shù)后顯示實測電壓及壓差、檢查充電時電池包的電流和電壓、檢查電機負載下電池包的電流和電壓、寫入序列號,生產(chǎn)人員可靈活讀取信息,與設置標準信息相比較,見圖9。

        圖9 Pack Test界面

        4 結(jié)語

        HT18修枝剪將小家電中的多種設計技巧和特點運用在電動工具中,材料的選取、表面處理的要求、結(jié)構排布等,都不再局限于傳統(tǒng)電動工具的設計思路和方法。敢于嘗試,形成“去工業(yè)化”設計的特點,采用兩級同步帶傳動,有效降低產(chǎn)品噪音和振動并降低產(chǎn)品重量。事實上,皮帶傳動結(jié)構在串激電機割草機產(chǎn)品上早有應用,但是在高扭矩的輸出情況下,外界變負載沖擊對皮帶損傷較大,由此帶來的故障發(fā)生率較高。故不同工具對是否能采用帶傳動還需具體問題具體分析,即使同一類工具,也應考慮具體工況,以達到最佳效果。

        [1]Hand-heldmotor-operated electric tools particular requirements for hedgetrimmer:EN 60745-2-15[S].

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