電動理髮器及其轉速控制方法
2023-09-23 06:10:40 6
專利名稱：電動理髮器及其轉速控制方法
技術領域：
本發明是涉及一種電動理髮器及其轉速控制方法，尤其是有關於一種利用無刷馬達作為動力源，並通過反電動勢的偵測使刀頭定速運動，而維持剪切手感一致的電動理髮器及其轉速控制方法。
背景技術：
現有電動理髮器是作為毛髮或鬍鬚修剪使用的工具，其主要結構在於具備有一修剪用的刀頭，所述刀頭包括有梳子狀的固定刀片，及同樣為梳子狀但與固定刀片的一面接觸的可動刀片。其中所述固定刀片用來支持待修毛髮，並以所述可動刀片與固定刀片的接觸面平行的方向住返驅動，利用固定刀片及可動刀片相互滑動而產生的剪力切斷毛髮。由於電動理髮器的主要功能彰顯在刀頭上，故一般衡量電動理髮器的優劣順序，亦都會由刀頭的改良開始，例如刀頭材質、刀尖角度等。但是，本案創作人本於在業界二十數年的研發與實務經驗，經由長期與客戶溝通以及與美發從業人員的實務交流中發現，單憑修正刀頭的材質與機身的原始設計，仍有以下缺點，無法有效改善:(I)馬達使用壽命:由於傳統馬達具有碳刷結構，造成使用壽命有限，當其馬達損毀時，即使是刀頭堪用的電動理髮器，考量更換馬達的成本與效益，通常也只好選擇購置新的電動理髮器。不僅提高使用成本，也增加消耗品，不符環保要求。(2)維持刀頭壽命:雖然刀頭壽命可以由材質與加工來適當提高。但傳統馬達因為碳刷損耗，不僅轉速較低，亦不容易維持定速，加上馬達使用的電池原本就有使用壽命限制，當電池使用次數一多，其內容電力也逐漸降低，同樣影響轉速。如此，在慢速與不穩的工作環境下，刀頭的銳利度也會明顯下降，進而降低刀頭壽命。(3)剪切手感:同樣地，使用傳統馬達的電動理髮器在轉速較低與不穩的情況下，無法提供使用者良好的剪切手感，特別對於專業的美發人員，不佳的剪切手感也會降低其工作品質。由此可見，傳統馬達影響電動理髮器的效能很高，萬萬不可忽視。
發明內容
有鑑於上述現有技術的問題，本發明的目的就是在提供一種電動理髮器及其轉速控制方法，以延長電動理髮器的使用壽命並可有效提高刀頭銳利度與其使用壽命，更可維持使用者剪切的手感，以提高美發修剪的品質。根據本發明的上述目的，是提出一種電動理髮器。所述電動理髮器包含具有刀頭的理髮器本體；直流無刷馬達，用以驅動刀頭；電源，提供電能給予直流無刷馬達；偵測單元，用以偵測直流無刷馬達的反電動勢；電能調整單元，分別電性連接直流無刷馬達與電源以控制電源對直流無刷馬達的供電；以及控制模塊，用以接收偵測單元的反電動勢偵測結果，並通過所接收的偵測結果控制電能調整單元，以使直流無刷馬達維持定速轉動。
在本發明的電動理髮器中，控制模塊可進一步包含存儲單元，其內含一預定馬達轉速值；以及運算單元，用以接收偵測單元所輸出的訊號，計算偵測單元所送來訊號的間隔時間，進而得知直流無刷馬達當時的轉速值，並與存儲單元內的預定馬達轉速值做比對。在本發明的電動理髮器中，偵測單元可為分流器、比流器、霍爾感應器或磁阻器。在本發明的電動理髮器中，存儲單元可為動態隨機存取存儲器、靜態隨機存取存儲器或快閃記憶體。在本發明的電動理髮器中，電能調整單元可為多個BJT電晶體或金氧半場效電晶體。在本發明的電動理髮器中，電源可為電池或外接電源。根據本發明的上述目的，是提出一種電動理髮器的轉速控制方法。所述電動理髮器的轉速控制方法包含:使用偵測單元偵測直流無刷馬達的反電動勢；使用控制模塊接收直流無刷馬達的反電動勢偵測結果；通過控制模塊計算直流無刷馬達的轉速，並與存儲單元裡面內存的預定馬達轉速值做比對；通過控制模塊判斷直流無刷馬達當下的轉速值是否低於預定馬達轉速值；若轉速值低於所述預定值，則控制模塊送出訊號給電能調整單元，以增加電能調整單元對直流無刷馬達所施加的電流/電壓量，使直流無刷馬達轉速提高；若轉速值高於所述預定值，則控制模塊送出訊號給電能調整單元，以減少電能調整單元對直流無刷馬達所施加的電流/電壓量，使直流無刷馬達轉速下降。本發明所的電動理髮器及其轉速控制方法，可具有一或多個下述優點:(I)此電動理髮器及其轉速控制方法可提高電動理髮器的使用壽命。(2)此電動理髮器及其轉速控制方法可避免刀頭的銳利度降低，以方使進行毛髮剪切工作。(3)此電動理髮器及其轉速控制方法可維持使用者的剪切手感，讓使用者得順利整理所需的髮型。
請參閱以下有關本發明一較佳實施例的詳細說明及其附圖，將可進一步了解本發明的技術內容及其目的功效；有關所述實施例的附圖為:圖1為本發明電動理髮器的模塊方塊圖；圖2為本發明電動理髮器的控制模塊方塊3為本發明電動理髮器的轉速控制方法流程圖；圖4為本發明電動理髮器的電源模塊方塊圖；圖5為本發明電動理髮器的實施例分解示意圖；以及圖6為本發明電動理髮器的實施例示意圖；附圖標記說明:21_電源；211_直流輸入單元；212-電池；213_充電電路；214_電源供應單兀；22_控制模塊；221_運算單兀；222_存儲單兀；23_直流無刷馬達；24_電能調整單元；25_偵測單元；1-前蓋；2-上蓋；3-下蓋；4_啟動開關；5-飾板；6_延伸臂；7_LED燈；8-電路板；9_直流無刷馬達；10_電池；11-馬達定位板；12_轉軸；13_插座；14_螺絲；15-螺絲；16_螺絲；18_刀頭；19_螺絲；20_螺絲。
具體實施例方式請同時參閱圖1、圖2及圖3，圖1為本發明電動理髮器的模塊方塊圖，圖2為本發明電動理髮器的控制模塊方塊圖，圖3為本發明電動理髮器的轉速控制方法流程圖。如圖所示，本發明電動理髮器包含電源21、控制模塊22、直流無刷馬達23、電能調整單元24、偵測單元25。偵測單元25是供偵測直流無刷馬達23線圈的反電動勢，其中偵測單元25可為一種磁場感應元件，或可為分流器、比流器、霍爾感應器或磁阻器，偵測單元25是將所偵測到的訊號傳送給控制模塊22裡面的運算單元221，運算單元221計算偵測到反電動勢的間隔時間或是計算多次偵測到反電動勢的平均值，進而得到直流無刷馬達23的轉速。此外，控制模塊22具有存儲單元222，存儲單元222內存有一預定馬達轉速值，運算單元221可以此預定馬達轉速值與直流無刷馬達23的轉速做比對，其中存儲單元222可以由快閃記憶體或是非揮發性存儲器做成。當運算單元221計算所得直流無刷馬達23當下的轉速值小於存儲單元222內存的預定馬達轉速值時，則控制模塊22送出脈衝寬度調製(Pulse Width Modulation, PWM)訊號給電能調整單元24，若是電能調整單元24以BJT電晶體或是金氧半場效電晶體所構成，則控制模塊22通過BJT電晶體的基極或是金氧半場效電晶體的柵極，使電能調整單元24的VDD (最高電壓)增加，進而使流進直流無刷馬達23的電流量增加，以增加所述電能調整單元24流到所述直流無刷馬達23線圈的電流量，進一步增加直流無刷馬達23的扭力，進而提高馬達的轉速，直到運算單元221將計算所得的馬達23當下轉速值與存儲單元222裡面所預存的轉速值相等為止。當運算單元221計算所得的馬達23轉速值高於存儲單元222內存的預定馬達轉速值時，則控制模塊22送出PWM訊號給電能調整單元24，若是電能調整單元24以BJT電晶體或是金氧半場效電晶體所構成，則控制模塊22通過BJT電晶體的基極或是金氧半場效電晶體的柵極，使電能調整單元24的VDD (最高電壓)減少，進而使流進直流無刷馬達23的電流量下降，以減少所述電能調整單元24流到所述直流無刷馬達23線圈的電流量，進一步減少直流無刷馬達23的扭力，進而降低馬達的轉速，直到運算單元221將計算所得的馬達23的轉速值與存儲單元222裡面所預存的轉速值相等為止。復請參閱圖1並同時參閱圖4，圖4為本發明電動理髮器的電源模塊方塊圖。如圖所示，電源21的具體實施方式
中輸入的電力來源可選擇為直流輸入單元211或電池212，以提供電源供應單元214電能而輸出電力給所需的元件，另外，直流輸入單元211亦可提供電能通過充電電路213同時替電池212充電。請同時參閱圖5及圖6，圖5為本發明電動理髮器的實施例分解示意圖，圖6為本發明電動理髮器的實施例不意圖。圖中，電動理髮器包括有由一上蓋2與一下座3所組成的殼體，用來容納其它的組成單元，其前端設置有一前蓋I，所述前蓋I用來容置一刀頭18。本實施例的特徵在於，刀頭18是由一直流無刷馬達9驅動，直流無刷馬達9設置於上蓋2與下座3所組成的殼體內。直流無刷馬達9的動力是經由一轉軸12而傳遞到刀頭18上，並由一電池10提供運轉所需的電力。由此，直流無刷馬達9可輸出高速且穩定的動力，通過轉軸12傳遞到刀頭18上，使刀頭18得通過剪力而執行剪切工作。
另外，為便於本發明的組裝與使用，現詳細說明所述電動理髮器的結構。直流無刷馬達9與電池10是以一電路板8控制，電路板8是以一螺絲19固定到上蓋2內側，電路板8由一啟動開關4控制，啟動開關4是凸伸外露到上蓋2的外側，利於使用者操作，而啟動開關4下部則以一螺絲19連接一延伸臂6以控制電路板8。電路板8另具有外露至上蓋2外部的一 LED燈7，用來讓使用者掌握電動理髮器的工作狀態。電路板8另連接有一插座13，插座13用來連接外部電源以對電路板8供電或為電池10充電。而上蓋2與下座3最後是以一螺絲16固定，用來穩定結構。直流無刷馬達9前端是以二螺絲20鎖固有一馬達定位板11，馬達定位板11另通過二螺絲15而鎖固在上蓋2。前蓋I同樣以二螺絲14鎖固在上蓋2與下座3所形成的殼體上，而刀頭18則以卡扣方式固定到前蓋I上。另上蓋2尾部可設置一飾板5，飾板5可提供使用者握持的舒適性，或是用來美化產品。如此，本發明的電動理髮器可提供良好的組裝特性。當使用者有需要時，可先解除刀頭18與前蓋I的卡扣，將刀頭18用力卸下，然後拆下二螺絲14以自上蓋2卸除前蓋1，接著只要再移除螺絲16即可順利分解上蓋2與下座3，即可檢視或維修電動理髮器產品內部的元件。綜上所述，為本發明的較佳實施例，其非局限本發明的專利保護範圍，故本發明說明書及圖式內容所為的合理變化，均皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。
權利要求
1.一種電動理髮器，其特徵在於，其包含: 理髮器本體，是具有刀頭； 直流無刷馬達，是用以驅動所述刀頭； 電源，是提供電能給予所述直流無刷馬達； 偵測單元，是偵測所述直流無刷馬達的反電動勢； 電能調整單元，是分別電性連接所述直流無刷馬達與所述電源以控制所述電源對所述直流無刷馬達的供電；以及 控制模塊，是接收所述偵測單元的反電動勢偵測結果，並通過所接收的所述偵測結果控制所述電能調整單元，以使所述直流無刷馬達維持定速轉動。
2.根據權利要求1所述的電動理髮器，其特徵在於，所述控制模塊更包含: 存儲單元，內存一預定馬達轉速值；以及 運算單元，是用以接收所述偵測單元所輸出的訊號，計算所述偵測單元所送來訊號的間隔時間，進而得知所述直流無刷馬達當時的轉速值，並與所述存儲單元內的預定馬達轉速值做比對。
3.根據權利要求1所述的電動理髮器，其特徵在於，所述偵測單元為分流器、比流器、霍爾感應器或磁阻器。
4.根據權利要求2所述的電動理髮器，其特徵在於，所述存儲單元為動態隨機存取存儲器、靜態隨機存取存儲器或快閃記憶體。
5.根據權利要求1所述的電動理髮器，其特徵在於，所述電能調整單元為多個BJT電晶體或金氧半場效電晶體。
6.根據權利要求1所述的電動理髮器，其特徵在於，所述電源為電池。
7.根據權利要求1所述的電動理髮器，其特徵在於，所述電源為外接電源。
8.一種電動理髮器的轉速控制方法，其特徵在於，是用於以直流無刷馬達作為動力源的電動理髮器，其包含: 偵測所述直流無刷馬達的反電動勢； 接收所述反電動勢偵測結果； 計算所述直流無刷馬達當下的轉速值，並與預定馬達轉速值做比對； 判斷所述直流無刷馬達的轉速值是否低於所述預定馬達轉速值； 若所述轉速值低於所述預定值，則增加所述電能調整單元對所述直流無刷馬達所施加的電流/電壓量，使所述直流無刷馬達轉速提高；以及 若所述轉速值高於所述預定值，則減少所述電能調整單元對所述直流無刷馬達所施加的電流/電壓量，使所述直流無刷馬達轉速下降。
全文摘要
本發明公開一種電動理髮器及其轉速控制方法，電動理髮器包含具有刀頭的理髮器本體，刀頭是通過直流無刷馬達驅動，電動理髮器復包含有偵測單元、電能調整單元以及控制模塊。偵測單元是用以偵測直流無刷馬達的反電動勢，控制模塊是用以接收偵測單元的反電動勢偵測結果，並通過所接收的偵測結果控制電能調整單元，以使電動理髮器的直流無刷馬達維持定速轉動。
文檔編號H02P6/08GK103112019SQ20111036269
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者廖炎福 申請人:廖炎福