Technische Umsetzungselemente von elektrischen Gartenscheren

Technische Implementierungselemente elektrische Gartenschere

Heutzutage sind elektrische Scheren aufgrund ihrer praktischen und arbeitssparenden Eigenschaften in Produktion und Alltag weit verbreitet, beispielsweise beim Baumschnitt, Obstbaumschnitt, Gartenarbeiten, Verpackungsschnitten und in der industriellen Fertigung. Nach dem Stand der Technik handelt es sich bei elektrischen Scheren um handgeführte Elektrowerkzeuge, die einen Elektromotor als Antrieb nutzen und über einen Getriebemechanismus einen Arbeitskopf zum Schneiden antreiben. Sie bestehen unter anderem aus Schneidwerkzeugen.

Bei der Verwendung elektrischer Scheren kann es jedoch leicht vorkommen, dass die Scherenklinge unbeabsichtigte Aktionen ausführt. Beispielsweise kann der Benutzer den Auslöser betätigen, die Klinge schließt sich aber nicht, oder der Auslöser kehrt zwar zurück, der Motor dreht sich aber weiter und die Schere arbeitet ununterbrochen. Dies birgt Sicherheitsrisiken für die elektrische Schere und den Benutzer. Technische Umsetzungselemente: Aufbau einer Steuerschaltung für die elektrische Schere, bestehend aus: einer zentralen Steuereinheit (Mikrocontroller) zum Empfangen von Signalen und Ausführen von Befehlen;

Eine Schaltung zur Erkennung von Schalterauslösungen ist mit dem Mikrocontroller (MCU) verbunden und verfügt über einen ersten Hall-Sensor und einen ersten Schalter. Der erste Schalter ist an der Auslöseposition der elektrischen Schere installiert, damit der Benutzer die Motorfunktion der elektrischen Schere im Standby-Zustand auslösen kann. Der erste Hall-Sensor ist mit dem ersten Schalter verbunden und erfasst dessen Öffnungs- und Schließzustand. Das erfasste Signal des ersten Schalters wird an den Mikrocontroller gesendet.

eine Schaltung zur Erkennung der geschlossenen Position der Scherenkante, die mit dem Mikrocontroller verbunden ist und über einen zweiten Hall-Sensor und einen zweiten Schalter verfügt. Der zweite Schalter ist in der geschlossenen Position der elektrischen Schere installiert. Der zweite Hall-Sensor ist mit dem zweiten Schalter verbunden und erkennt den Öffnungs- und Schließzustand des zweiten Schalters und sendet das erkannte Signal des zweiten Schalters an den Mikrocontroller.

Die Schaltung zur Erkennung der Öffnungsposition der Schneide der elektrischen Schere ist mit dem Mikrocontroller (MCU) verbunden und verfügt über einen dritten Hall-Sensor und einen dritten Schalter. Der dritte Schalter ist an der Öffnungsposition der Schneide der elektrischen Schere installiert. Der dritte Hall-Sensor ist mit dem dritten Schalter verbunden und erfasst dessen Zustand. Der Öffnungs- und Schließzustand der drei Schalter sowie das erfasste Signal des dritten Schalters werden an den Mikrocontroller gesendet.

Wenn der Mikrocontroller das erste Schaltsignal empfängt, ist es auf niedrigem Pegel, und das zweite oder dritte Schaltsignal wechselt abwechselnd zwischen hohem und niedrigem Pegel. Normalerweise erkennt der Mikrocontroller, dass die elektrische Schere nicht ordnungsgemäß funktioniert, und gibt einen erzwungenen Abschaltbefehl aus;

Wenn die MCU erkennt, dass das erste Schaltersignal einen hohen Pegel aufweist und das zweite oder dritte Schaltersignal weiterhin einen hohen oder niedrigen Pegel aufweist, stellt die MCU fest, dass die elektrische Schere nicht ordnungsgemäß funktioniert und gibt einen erzwungenen Abschaltbefehl aus.

Die Schaltung zur Schalterauslösung umfasst außerdem einen ersten und einen zweiten Kondensator sowie einen ersten und einen zweiten Widerstand. Der erste und der zweite Widerstand sind in Reihe geschaltet. Ein Ende des ersten Kondensators ist mit dem ersten Widerstand verbunden, das andere mit Masse. Ein Ende des zweiten Kondensators ist mit dem zweiten Widerstand verbunden, das andere mit Masse.

Vorzugsweise beträgt der Widerstand des ersten Widerstands r1 10 Kiloohm, der Widerstand des zweiten Widerstands r2 1 Kiloohm, der erste Kondensator c1 ist ein 100 nF Keramikkondensator und der zweite Kondensator ist ebenfalls ein 100 nF Keramikkondensator.

Die Schaltung zur Erkennung der Schließposition der Schere umfasst einen dritten und einen vierten Kondensator sowie einen dritten und einen vierten Widerstand. Der dritte und der vierte Widerstand sind in Reihe geschaltet. Ein Ende des dritten Kondensators ist mit dem dritten Widerstand verbunden, das andere Ende ist geerdet. Ein Ende des vierten Kondensators ist mit dem vierten Widerstand verbunden, das andere Ende ist geerdet.

Vorzugsweise beträgt der Widerstand des dritten Widerstands r3 10 Kiloohm, der Widerstand des vierten Widerstands r4 1 Kiloohm, der dritte Kondensator c3 ist ein 100 nF Keramikkondensator und der vierte Kondensator ist ein 100 nF Keramikkondensator.

Die Schaltung zur Erkennung der Öffnungsposition der Scherenklinge umfasst einen fünften Kondensator, einen sechsten Kondensator, einen fünften Widerstand und einen sechsten Widerstand. Der fünfte und der sechste Widerstand sind in Reihe geschaltet. Ein Ende des fünften Kondensators ist mit dem fünften Widerstand verbunden, das andere Ende ist geerdet. Ebenso ist ein Ende des sechsten Kondensators mit dem sechsten Widerstand verbunden, das andere Ende ist geerdet.

Vorzugsweise beträgt der Widerstand des fünften Widerstands r5 10 Kiloohm, der Widerstand des sechsten Widerstands r6 1 Kiloohm, der fünfte Kondensator c5 ist ein 100 nF Keramikkondensator und der sechste Kondensator ist ein 100 nF Keramikkondensator.

Die Implementierung der Steuerschaltung für elektrische Scheren gemäß der vorliegenden Erfindung bietet folgende Vorteile: Jede Detektionsschaltung der Steuerschaltung verfügt über einen zugehörigen Hall-Sensor. Dieser Hall-Sensor gibt entsprechende Simulationen der jeweiligen Schaltvorgänge sowie der Öffnungs- und Schließposition der Scherenklinge aus. Das Signal wird an den Mikrocontroller (MCU) weitergeleitet, der daraufhin die Motorrotation und die Bewegung der Scherenklinge anhand der entsprechenden analogen Signale steuert. Befindet sich die elektrische Schere in der Auslöseposition und wird gezogen, blockiert die Scherenklinge und der Auslöser ist nicht betätigt. Befindet sich die Schere hingegen im Betriebszustand, erkennt der MCU einen Fehlbetrieb und leitet eine erzwungene Abschaltung ein. Ziel ist es, Fehlfunktionen der elektrischen Schere zu reduzieren und sowohl die Schere als auch die Benutzer zu schützen.