一种便携式安全电控振动棒 【技术领域】
本发明涉及一种建筑工具，尤指一种便携式安全电控振动棒。
【背景技术】
目前，传统用于混凝土捣实的振动棒一般有以下二种形式：
第一种是分体式结构的振动棒，在振动棒外设普通异步电机，电机用软轴连接传动，软轴带动偏心振子形成振动，由于采用软轴传动，效率低，随着软轴长度的增加而趋于更加明显，因此，电机功率比较大，能耗高，造成能量过度浪费。
第二种是整体式结构的振动棒，将普通异步电机或者永磁直流无刷电机直接嵌入棒体，由电机的转子直接带动偏心振子形成振动，该电机的工作电压是220V，甚至更高，结构上有进步，但是由于工作电压是220V，甚至更高，容易漏电，危害人的生命。专利号为02210407.0的“一种新型混凝土振捣器”实用新型专利和专利号为ZL 200820018497.X的“背负式高频振动棒机”实用新型专利，用发电机组为振动棒提供42V安全电源，提高安全性，但是发电机组笨重，携带麻烦，工作强度大，而且发电机到振动棒之间线较长，由于电流大，线压降就大，线损耗大，效率低。
针对第二种振动棒，新型振动棒做了一些改进，将振动棒棒体与变频电源做在一起。专利号为ZL 200520018353的“无刷直流电机集成混凝土振动棒”实用新型专利，在其说明书第三页第八行记载“由于在无刷直流电机控制器中，导线通过橡胶软管棒体电机相连”，虽然能将棒体与控制器部分相拆开，减低使用过程中废品率，但是由于中间使用橡胶软管相连，因而，控制器的散热只能通过控制器部分外壳散热，而且，软管在操作时先要拿住棒体，对准位置后再拿控制器，使用起来不方便，同时，虽然有些采用漏电电源开关，但是输入电源与电机端电源电气没有实现完全隔离，一旦漏电电源开关中漏电检测功能失效，则会出现危害操作人员生命安全的情况。申请号为02111133.2的“混凝土振动棒”发明专利，棒体与控制器之间通过筒状柔性导电胶膜，虽然方便操作，但是，由于不能将棒体与控制器部分相拆开，振动棒棒体容易坏，甚至断，如果棒体坏了，振动棒的控制器也需要更换，因而，使用过程中废品率很高。申请号为200510021917.0的“混凝土振动棒”发明专利，该优缺点与申请号为02111133.2的专利相同。申请号为03103067.X的“节能型手持混凝土振动器”发明专利，其控制器与电机之间也是通过长电缆线，相应缺点与专利号ZL 200520018353专利相同。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种便携式安全电控振动棒，以达到体积小、操作方便、使用安全、维护成本低的目的。为此，本发明采取以下技术方案：
一种便携式安全电控振动棒，包括振动棒棒体、驱动棒体振动的振动电机、用于控制振动电机运作的控制装置及用于容纳控制装置的控制装置壳体，其特征在于：所述的控制装置壳体一端与内置有所述振动电机的振动棒棒体可拆卸式相连，另一端设有握持部3；所述的控制装置包括可与市电连接并将市电转换成直流低压电的开关电源、将开关电源输出电逆变成高频电的逆变电路及控制逆变电路输出的中央处理器；所述的开关电源包括漏电保护装置、与逆变电路相连的DC-DC变换全桥电路，所述的DC-DC变换全桥电路包括用于电气隔离的变压器；所述的控制装置壳体中设有与控制装置连接的散热器，所述的控制装置通过散热器与控制装置壳体相连以增大散热面积。设于控制装置壳体一端的握持部3用于操作者握持以控制振动棒位置、方向等；开关电源与外部电源可直接相连，电源线可以相对较长，实现大范围操作；由于控制装置包括漏电保护装置、整流滤波电路、DC-DC变换全桥电路，输入电源与电机电源完全电气隔离，即使电机漏电，也不会出现漏电伤人事故，实现安全运行，即使输入电源有漏电现象，因有漏电保护装置，也会自动切断系统电源；由于控制装置壳体与振动棒棒体为可拆卸式连接，两者可分离，使得控制装置与电机部分维护互不影响，当其中一部分损坏时，不需要更换另一部分，降低维护成本；因控制装置壳体与振动棒棒体直接连接，使得控制装置到电机的连线短，线路压降小，效率高，而且控制装置的热经散热器到达控制装置壳体及与壳体连接的棒体上，增大散热面积，提高散热效率，特别在运行是，棒体插入到含水的混凝土中，散热效果更加明显；采用整体式结构，易于控制操作。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：
所述的开关电源还包括位于漏电保护装置及DC-DC变换全桥电路之间的整流滤波电路。
所述的中央处理器设有用于判断并处理电机缺相的缺相处理模块、用于判断并处理电机堵转的堵转处理模块、用于判断并处理逆变电路过流、欠压的过流、欠压处理模块及用于判断并处理电机过热的过热处理模块，所述的缺相处理模块、堵转处理模块与电机三相线相连，所述的过流、欠压处理模块与逆变电路相连，所述的过热处理模块与设于电机的定子上的热传感器相连。
所述的振动棒体及控制装置壳体设有相配的螺接口，两者通过螺纹连接。两者直接连接，提高热传导效率，有利于开关电源的散热，可将开关电源的热引至控制装置壳体，并通过螺接口传导至振动棒体，增加散热面积。
所述的振动棒体与控制装置壳体通过螺栓或螺钉连接。
有益效果：开关电源与外部电源可直接相连，电源线可以相对较长，实现大范围操作；由于控制装置包括漏电保护装置、整流滤波电路、DC-DC变换全桥电路，输入电源与电机电源完全电气隔离，即使电机漏电，也不会出现漏电伤人事故，实现安全运行，当输入电源有漏电现象，因有漏电保护装置，也会自动切断系统电源；由于控制装置壳体与振动棒棒体为可拆卸式连接，两者可分离，使得控制装置与电机部分维护互不影响，当其中一部分损坏时，不需要更换另一部分，降低维护成本；因控制装置壳体与振动棒棒体直接连接，使得控制装置到电机的连线短，线路压降小，效率高；；采用整体式结构，易于控制操作；中央处理器设保护功能实现了过热保护、过流保护、堵转保护、过欠压保护、缺相保护、漏电保护，有效延长产品的使用寿命；控制装置通过散热器与壳体及棒体相连，增大散热面积，提高散热效果，有效保护开关电源、中央控制器等部件，且可相应减少散热器的体积，降低重量，便于使用者灵活操作。
【附图说明】
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明原理结构图；
【具体实施方式】
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括振动棒棒体1、驱动棒体1振动地振动电机2、用于控制振动电机2运作的控制装置6及用于容纳控制装置6的控制装置壳体5，控制装置壳体5一端与内置有振动电机2的振动棒棒体1可拆卸式连接，另一端设有握持部3；控制装置壳体5中设有与控制装置6连接的散热器7，控制装置6通过散热器7与控制装置壳体5相连以增大散热面积；振动棒体1及控制装置壳体5设有相配的螺接口4，两者通过螺纹连接，两者也可通过螺栓或螺钉连接。控制装置6通过控制装置壳体5上开关、电源线和插头直接连接至外部电源。
如图2所示，控制装置6包括可与市电连接并将市电转换成直流低压电的开关电源10、将开关电源10输出电逆变成高频电的逆变电路16及控制逆变电路16输出的中央处理器20；开关电源10包括漏电保护装置11、与逆变电路16相连的DC-DC变换全桥电路8及位于漏电保护装置11及DC-DC变换全桥电路8之间的整流滤波电路12，DC-DC变换全桥电路8包括用于电气隔离的变压器9；中央处理器20通过控制电路17控制逆变电路16输出。为提高工作的安全性，有效保护设备，中央处理器20设有用于判断并处理电机2缺相的缺相处理模块13、用于判断并处理电机2堵转的堵转处理模块14、用于判断并处理逆变电路16过流和过欠压的过流处理模块21和过欠压处理模块15及用于判断并处理电机2过热的过热处理模块18，缺相处理模块13、堵转处理模块14与电机2三相线相连，过流处理模块21、过欠压处理模块15与逆变电路16相连，过热处理模块18与设于电机2的定子上的热传感器19相连。
输入电源先经过整流滤波处理，获取直流电源(VIN+、VIN-)，直流电源(VIN+、VIN-)经过开关电源10全桥电路(含整流、LC滤波电路)获取直流电源(VOUT+、VOUT-)，由于VIN+与VOUT+通过开关电源10全桥电路中高频变压器9(B1)进行电气隔离；直流电源经过降压为中央处理器20提供电源，同时，直流电源经过电路变换并输入到中央处理器20的模数转换器中转换成数字信号，由中央处理器20的过欠压处理模块15判断是否过欠压，如果过欠压则设置过欠压保护信号；中央处理器20检测没有处在过欠压、过流、堵转、过热、缺相情况的前提下向控制电路发送PWM信号，控制电路将PWM信号进行适当变换输入到逆变电路16中，逆变电路16依据直流电源提供的电源按照控制电路发送PWM信号向电机2UVW三相输出电压，电机2便开始运转。在逆变电路16在逆变过程中，如果出现过流情况，则相应设置过流保护信号。电机2在运转过程中，定子上温度传感器采集定子温度经模数转换后变成数字信号，由过热处理模块18判断是否过热，如果过热则设置过热保护信号。电机2在运转过程中，根据电机2三相电流信号经过模数转换后由堵转处理模块14判断是否堵转，如果出现堵转情况，则设置了堵转保护信号。电机2在运转过程中，根据电机2三相电流信号经过模数转换后由缺相处理模块13判断是否缺相，如果出现缺相情况，则相应设置了缺相保护信号。一旦设有保护信号，中央处理器20立即要求停止向控制电路发送PWM信号，逆变电路16则停止向电机2供电，电机2也随着停止运转。
整个振动棒工作流程如下：当电源插头接上市电后，控制器依次经过整流滤波电路12变换、全桥电路变换(含整流、LC滤波)得到与输入端完全隔离的安全电源，电源供逆变电路16使用，在正常情况下，中央处理器20发送PWM信号，该PWM信号经过控制电路处理后送逆变电路16，逆变成电机2需要的高频电源，输入到电机2，电机2就可以运转。电机2拖动偏心轴，产生振动频率高达12000rpm，使电机2的振动棒极易和混凝土构件产生共振。