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        HT18高枝剪產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析

        2018-03-07 23:18:20趙燕翔黃其慶
        電動(dòng)工具 2018年1期
        關(guān)鍵詞:高枝同步帶修枝

        趙燕翔,黃其慶

        ( 江蘇蘇美達(dá)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(hù)單位的青睞。其修枝工作原理為:由電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過偏心輪將上、下刀片由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng),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(gòu)與性能。

        1 概述

        HT18高枝剪采用可自由更換的雙工作頭設(shè)計(jì),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(shí)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(jī)頭可在150°范圍內(nèi)進(jìn)行10個(gè)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(gòu)與特點(diǎn)

        1)傳動(dòng)方式

        傳統(tǒng)修枝剪的傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用齒輪傳動(dòng),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(dòng)、鋁合金帶輪,減速比可達(dá)15,見圖2。

        同步帶傳動(dòng)為嚙合傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)無滑差的同步傳動(dòng),傳動(dòng)效率可達(dá)98%。采用該方式無需潤滑,可吸收振動(dòng)、緩和沖擊,故噪音較低。與同類型齒輪傳動(dòng)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(shí)可加大軸間距,為雙工作頭設(shè)計(jì)提供空間。

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

        圖2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

        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(dòng)慣量,具有儲(chǔ)能作用,當(dāng)遇到較大阻力時(shí)更易克服,故其切割能力更為強(qiáng)勁,同時(shí)可降低周期性轉(zhuǎn)動(dòng)的波動(dòng),對降低振動(dòng)有一定幫助。

        3)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)

        傳統(tǒng)修枝機(jī)機(jī)頭調(diào)節(jié)一般設(shè)置在轉(zhuǎn)軸處按壓,機(jī)頭易滑檔,HT18高枝剪可一手握桿、一手滿握住機(jī)身調(diào)節(jié),人機(jī)工學(xué)設(shè)計(jì)合理,見圖3。

        圖3 機(jī)頭旋轉(zhuǎn)

        4)卡扣設(shè)計(jì)與超聲波焊接

        HT18高枝剪傳承了家用電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)格,卡扣設(shè)計(jì)較多;手柄部分采用整體式設(shè)計(jì)以及局部覆蓋,內(nèi)部螺釘連接,整體感較好(圖4)。塑料機(jī)殼采用超聲波焊接,如電機(jī)艙上下蓋(圖5),提升外觀美感。

        圖4 卡扣設(shè)計(jì)

        圖5 超聲波焊接

        5)機(jī)頭與握桿分離

        機(jī)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(jī)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(jī)軟件設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大,界面設(shè)置及功能參數(shù)呈現(xiàn),直觀簡便操作性強(qiáng)。

        1)Monitor界面

        面向售后服務(wù)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(dāng)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(wù)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(jìn)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(jìn)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(jī)配置參數(shù),開發(fā)人員可靈活調(diào)整相應(yīng)參數(shù),便于調(diào)試,并可設(shè)置密碼進(jìn)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(jìn)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(jìn)行通訊、檢測溫度,寫入電壓參數(shù)后顯示實(shí)測電壓及壓差、檢查充電時(shí)電池包的電流和電壓、檢查電機(jī)負(fù)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(shè)置標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)技巧和特點(diǎn)運(yùn)用在電動(dòng)工具中,材料的選取、表面處理的要求、結(jié)構(gòu)排布等,都不再局限于傳統(tǒng)電動(dòng)工具的設(shè)計(jì)思路和方法。敢于嘗試,形成“去工業(yè)化”設(shè)計(jì)的特點(diǎn),采用兩級同步帶傳動(dòng),有效降低產(chǎn)品噪音和振動(dòng)并降低產(chǎn)品重量。事實(shí)上,皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)在串激電機(jī)割草機(jī)產(chǎn)品上早有應(yīng)用,但是在高扭矩的輸出情況下,外界變負(fù)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(dòng)還需具體問題具體分析,即使同一類工具,也應(yīng)考慮具體工況,以達(dá)到最佳效果。

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

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