本發(fā)明是涉及一種機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路的控制裝置及方法，尤指一種于直流馬達(dá)與處理器之間設(shè)置電壓、電流檢測(cè)模塊，將該直流馬達(dá)的工作信息回授至該處理器，利用處理器通過(guò)閉回路控制該直流馬達(dá)的工作電壓的控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前市面上常見(jiàn)的縫紉機(jī)包含了計(jì)算機(jī)式縫紉機(jī)及機(jī)械式縫紉機(jī)，計(jì)算機(jī)式縫紉機(jī)，利用程控一轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器來(lái)進(jìn)行車(chē)縫動(dòng)作，雖有刺繡功能，但其單價(jià)較高；機(jī)械式縫紉機(jī)并無(wú)刺繡功能，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器，價(jià)格較低，機(jī)械式縫紉機(jī)其車(chē)縫的速度快慢由用戶自行調(diào)整，使用者借著控制機(jī)械式縫紉機(jī)的腳踏板，調(diào)整腳踏板的角度或是深度，改變機(jī)械式縫紉機(jī)的直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整其車(chē)縫速度。因此，現(xiàn)有的機(jī)械式縫紉機(jī)其車(chē)縫速度皆由用戶的習(xí)慣、或車(chē)縫需求來(lái)自行調(diào)整，并無(wú)精確控制。

請(qǐng)參閱圖7所示，是直流馬達(dá)的等效電路，vm為工作電壓，ra為馬達(dá)的電樞內(nèi)組，ia為馬達(dá)的電樞電流，e為電樞切割磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可以得知：

vm＝iara+e

另外，e可表示為：

e＝kφn

其中，k為電樞繞組因子，φ為磁通量，n為轉(zhuǎn)速。

因此馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n可以表示為：

由以上公式可以得知，可通過(guò)控制該工作電壓vm，進(jìn)而調(diào)整馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n。

目前的機(jī)械式縫紉機(jī)中，通過(guò)踩踏腳踏板的旋轉(zhuǎn)角度或深度可改變直流馬達(dá)的工作電壓vm，調(diào)整該直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。然而，當(dāng)用戶欲固定工作電壓vm使直流馬達(dá)可以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)作時(shí)，由于反電動(dòng)勢(shì)e會(huì)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，因此如果要使線圈維持定速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，必須提供多余能量，才能使直流馬達(dá)定轉(zhuǎn)速工作，導(dǎo)致電樞電流ia必須上升，才能使直流馬達(dá)定轉(zhuǎn)速工作。然而，當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速固定，電樞電流ia的上升，會(huì)使工作電壓vm開(kāi)始下降，而工作電壓vm下降會(huì)造成馬達(dá)的轉(zhuǎn)速下降，造成又必須增加腳踏板旋轉(zhuǎn)角度，以再次增加工作電壓vm，因此，目前的機(jī)械式縫紉機(jī)的馬達(dá)皆需要功率較高的高壓馬達(dá)，才足以正常工作，但目前的機(jī)械式縫紉機(jī)使的該直流高壓馬達(dá)的電樞電流ia及工作電壓vm居高不下，該直流高壓馬達(dá)的工作溫度向上提升，造成直流高壓馬達(dá)具有壽命短、消耗功率高以及工作溫度高等問(wèn)題，并且其電刷會(huì)有火花產(chǎn)生，以至于直流高壓馬達(dá)的安全性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置，利用處理器來(lái)提升車(chē)縫效率、降低功率消耗、延長(zhǎng)直流馬達(dá)壽命。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置，該閉回路控制裝置包含有：

一隔離式降壓高頻切換電源模塊，該隔離式降壓高頻切換電源模塊具有一輸入端與一輸出端，該輸入端是連接一交流電源，并于該輸出端輸出一工作電壓；

一直流馬達(dá)，該直流馬達(dá)連接該輸出端以接收該工作電壓；

一速度控制模塊，該速度控制模塊輸出一速度信號(hào)；

一處理器，該處理器連接該速度控制模塊，依據(jù)該速度信號(hào)發(fā)出一控制信號(hào)；

一電子式開(kāi)關(guān)，該電子式開(kāi)關(guān)連接于該直流馬達(dá)與該處理器之間，依據(jù)該控制信號(hào)控制該電子式開(kāi)關(guān)的工作周期，調(diào)整施加在該直流馬達(dá)的該工作電壓；

一電流檢測(cè)模塊，該電流檢測(cè)模塊連接于該電子式開(kāi)關(guān)與該處理器之間，該電流檢測(cè)模塊檢測(cè)該直流馬達(dá)的一工作電流，以產(chǎn)生一工作電流信號(hào)；

一電壓檢測(cè)模塊，該電壓檢測(cè)模塊連接于該直流馬達(dá)與該處理器之間，該電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)該直流馬達(dá)的該工作電壓，以產(chǎn)生一工作電壓信號(hào)；

其中，該處理器根據(jù)該工作電流信號(hào)及該工作電壓信號(hào)，進(jìn)一步調(diào)整該控制信號(hào)以重新調(diào)整該電子式開(kāi)關(guān)的工作周期。

優(yōu)選的，該隔離式降壓高頻切換電源模塊包含有：一整流單元，該整流單元連接該輸入端，將該交流電源整流為一直流電壓；一變壓器，該變壓器一次側(cè)連接該整流單元，以接收該整流單元輸出的該直流電壓；一調(diào)壓電路，該調(diào)壓電路連接于該變壓器的一次側(cè)，該調(diào)壓電路包含一脈波調(diào)變器及一電子式電源開(kāi)關(guān)，該脈波調(diào)變器調(diào)整該電子式電源開(kāi)關(guān)的工作周期，調(diào)整該變壓器其一次側(cè)的該直流電壓；一整流濾波電路，該整流濾波電路連接于該變壓器的二次側(cè)與該輸出端之間。

優(yōu)選的，該輸出端與該脈波調(diào)變器之間設(shè)有一電壓回授電路，該電壓回授電路包含有：一穩(wěn)壓器，其連接該輸出端，該穩(wěn)壓器將該工作電壓調(diào)變至一回授電壓；一光耦合器，該光耦合器連接該穩(wěn)壓器，該光耦合器根據(jù)該回授電壓獲得一回授電壓信號(hào)，并將該回授電壓信號(hào)傳輸至該脈波調(diào)變器，讓該脈波調(diào)變器依據(jù)該回授電壓信號(hào)調(diào)整該變壓器一次側(cè)的該直流電壓。

優(yōu)選的，該速度控制模塊連接有一腳踏板，該腳踏板連接一電源，根據(jù)改變?cè)撃_踏板的一旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整產(chǎn)生該速度信號(hào)。

優(yōu)選的，該隔離式降壓高頻切換電源模塊的輸出端連接一照明燈，該照明燈可為一發(fā)光二極管。

優(yōu)選的，該處理器根據(jù)接收到的該工作電壓信號(hào)及該工作電流信號(hào)計(jì)算出一輸出功率，當(dāng)該處理器判斷該輸出功率大于一預(yù)設(shè)功率，則產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)令該直流馬達(dá)操作在一重載控制模式。

本發(fā)明的另一目的是提供一種機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制方法，該機(jī)械式縫紉機(jī)包含有一腳踏板及一直流馬達(dá)，該腳踏板控制該直流馬達(dá)的工作電壓及工作電流，以調(diào)整該直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，該機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制方法包含：

取得該腳踏板的一旋轉(zhuǎn)角度；

依據(jù)該腳踏板的該旋轉(zhuǎn)角度控制該直流馬達(dá)以一預(yù)設(shè)功率運(yùn)作；

計(jì)算該直流馬達(dá)實(shí)際輸出的一輸出功率；

判斷該輸出功率是否等于該預(yù)設(shè)功率，其中：

若該輸出功率不等于該預(yù)設(shè)功率，調(diào)整該直流馬達(dá)的該輸出功率。

優(yōu)選的，其中調(diào)整該輸出功率包含有以下步驟：判斷該預(yù)設(shè)功率是否高于該輸出功率，其中；若該預(yù)設(shè)功率高于該輸出功率，提升該直流馬達(dá)的輸出功率；若該預(yù)設(shè)功率低于該輸出功率，判斷該輸出功率是否高于一重載功率。

優(yōu)選的，其中：若該輸出功率低于該重載功率，降低該輸出功率；若該輸出功率高于該重載功率，進(jìn)入一重載控制模式。

優(yōu)選的，其中該重載控制模式還包含以下步驟：調(diào)整該直流馬達(dá)至一額定功率；計(jì)算該直流馬達(dá)實(shí)際輸出的該輸出功率；判斷該輸出功率是否高于該額定功率，其中：若該輸出功率低于該額定功率，調(diào)整該輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，回到該計(jì)算該直流馬達(dá)實(shí)際輸出的該輸出功率步驟；若該輸出功率高于該額定功率，于一預(yù)定時(shí)間內(nèi)停止輸入該工作電壓及該工作電流至該直流馬達(dá)；回到該取得該腳踏板的該旋轉(zhuǎn)角度步驟。

由上述可以得知，利用該隔離式降壓高頻切換電源模塊將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，并提供至該直流馬達(dá)，該處理器利用脈波寬度調(diào)變技術(shù)(pwm)，于頻率不變的情況下調(diào)整該電子式開(kāi)關(guān)的工作周期，進(jìn)而調(diào)整該直流馬達(dá)的工作電壓、工作電流，根據(jù)控制該直流馬達(dá)的功率來(lái)調(diào)整其轉(zhuǎn)速，并依據(jù)該腳踏板的該旋轉(zhuǎn)角度將該直流馬達(dá)提升至該預(yù)設(shè)功率，并且，利用電流檢測(cè)模塊檢測(cè)流過(guò)該直流馬達(dá)的該工作電流，以產(chǎn)生工作電流信號(hào)，及使用該電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)該直流馬達(dá)的工作電壓以產(chǎn)生工作電壓信號(hào)，利用該工作電流信號(hào)與該工作電壓信號(hào)計(jì)算該直流馬達(dá)其實(shí)際輸出的輸出功率，并判斷該輸出功率是否與該預(yù)設(shè)功率相同，若不相同，則利用閉回路控制調(diào)整該直流馬達(dá)的該輸出功率，使該輸出功率與該預(yù)設(shè)功率相同，以達(dá)到閉回路控制的功效，由上述可知，依據(jù)直流馬達(dá)的電樞電流及工作電壓，該處理器調(diào)整該工作電壓vm的占空比(dutycycle)以提升該工作電壓，且用戶無(wú)需再次增加腳踏板的旋轉(zhuǎn)角度，即可維持直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，避免當(dāng)電流上升時(shí)，電壓下降，如要固定轉(zhuǎn)速，需要再次增加該直流馬達(dá)的工作電壓，造成該直流馬達(dá)的負(fù)擔(dān)，增加功率及減少該直流馬達(dá)的壽命，因此，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械縫紉機(jī)中的高壓直流電機(jī)，本發(fā)明的直流馬達(dá)電機(jī)可以在較低的工作電壓下穩(wěn)定地工作，并且，與計(jì)算機(jī)式縫紉機(jī)相比，無(wú)須轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器即可達(dá)到閉回路控制。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，

圖1是本發(fā)明機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置的電路方塊圖；

圖2a、2b是本發(fā)明機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置的電路圖；

圖3是本發(fā)明機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置另一實(shí)施例的電路方塊圖；

圖4～6是本發(fā)明機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制方法的流程圖；

圖7是直流馬達(dá)的等效電路圖。

其中，附圖標(biāo)記：

10隔離式降壓高頻切換電源模塊

11整流單元

12調(diào)壓電路

121脈波調(diào)變器

13變壓器

14整流濾波電路

15電壓回授電路

16穩(wěn)壓電路

20直流馬達(dá)

30電子式開(kāi)關(guān)

40處理器

50速度控制模塊

51腳踏板

60電流檢測(cè)模塊

70電壓檢測(cè)模塊

80照明燈

j1輸入接頭

j2輸出接頭

j3連接器

q1電子式電源開(kāi)關(guān)

d1二極管

q2穩(wěn)壓器

u光耦合器

a1、a2、a3、a4、c1、c2、c3、c4接腳

b2電壓回授接腳

b5柵極驅(qū)動(dòng)接腳

b6電源輸入接腳

d1、d8電源接腳

d2輸出接腳

d3輔助接腳

d4輸入接腳

d5電流信號(hào)接腳

d6速度信號(hào)接腳

d7電壓信號(hào)接腳

具體實(shí)施方式

以下配合附圖及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置包含有一隔離式降壓高頻切換電源模塊10，一直流馬達(dá)20、一電子式開(kāi)關(guān)30、一處理器40、一速度控制模塊50、一電流檢測(cè)模塊60、一電壓檢測(cè)模塊70，該隔離式降壓高頻切換電源模塊10的輸入端連接一外部交流電源，該隔離式降壓高頻切換電源模塊10的輸出端連接該直流馬達(dá)20，該電子式開(kāi)關(guān)30的輸出端連接該直流馬達(dá)20，該電子式開(kāi)關(guān)30的輸入端連接該處理器40的輸出端，該速度控制模塊50的輸出端連接至該處理器40的輸入端，該電流檢測(cè)模塊60的輸入端連接于該電子式開(kāi)關(guān)30，該電流檢測(cè)模塊60的輸出端連接至該處理器40的輸入端，該電壓檢測(cè)模塊70的輸入端連接于該直流馬達(dá)20，該電壓檢測(cè)模塊70的輸出端連接該處理器40的輸入端。

請(qǐng)參閱圖2a及圖2b所示，該隔離式降壓高頻切換電源模塊10的輸入端可通過(guò)一輸入接頭j1連接一外部交流電源，并將該交流電源轉(zhuǎn)為一工作電壓vo以提供至該直流馬達(dá)20。該隔離式降壓高頻切換電源模塊10其包含有一整流單元11、一調(diào)壓電路12、一變壓器13、一整流濾波電路14以及一電壓回授電路15。

該整流單元11是一全波整流器，其輸入端(a1、a3接腳)連接至外部交流電源，將該外部交流電源整流為一直流電壓vdc，并由該整流單元11的輸出端(a2、a4接腳)輸出該直流電壓vdc，以輸出該直流電壓vdc至該變壓器13的一次側(cè)。

該調(diào)壓電路12包含一脈波調(diào)變器121以及一電子式電源開(kāi)關(guān)q1，該脈波調(diào)變器121包含有一柵極驅(qū)動(dòng)接腳b5、一電源輸入接腳b6、一電壓回授接腳b2，該電子式電源開(kāi)關(guān)q1連接于該脈波調(diào)變器121與該變壓器13的一次側(cè)之間，該電子式電源開(kāi)關(guān)q1可為一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(mosfet)，其漏極連接至該變壓器13的一次側(cè)，其源極接地，其柵極連接該脈波調(diào)變器121的該柵極驅(qū)動(dòng)接腳b5，其中，該直流電壓vdc為一脈波直流電壓，該脈波調(diào)變器121控制該電子式電源開(kāi)關(guān)q1的工作周期，調(diào)整該直流電壓vdc的占空比，以調(diào)整該直流電壓vdc的平均電壓輸出。

該變壓器13的一次側(cè)具有一輸入繞組與一輔助繞組，二次側(cè)具有一輸出繞組。該輔助繞組輸出一輔助電壓vaux，該輔助電壓vaux輸出至該脈波調(diào)變器121的該電源輸入接腳b6，以提供電力給該脈波調(diào)變器121。

該變壓器13的輸出繞組連接該整流濾波電路14，該變壓器13調(diào)變?cè)撝绷麟妷簐dc，并通過(guò)該整流濾波電路14整流濾波后，輸出該工作電壓vo至一輸出接頭j2。其中，該變壓器13的輸出繞組利用中間抽頭通過(guò)一二極管d1，輸出一發(fā)光二極管(led)電壓vs。該led電壓vs通過(guò)一穩(wěn)壓電路16轉(zhuǎn)為一處理器電壓vcc，該處理器電壓vcc提供給該處理器40。

另外，該電壓回授電路15連接于該整流濾波電路14與該脈波調(diào)變器121之間，該電壓回授電路15連接至該脈波調(diào)變器121的該電壓回授接腳b2，用以將該整流濾波電路14其輸出的該工作電壓vo的信息回饋至該脈波調(diào)變器121，使該脈波調(diào)變器121依據(jù)該工作電壓vo的信息控制該電子式電源開(kāi)關(guān)q1的工作周期，以調(diào)整該直流電壓vdc的占空比，調(diào)整輸入至該變壓器13的輸入繞組的該直流電壓vdc的脈沖值，使該整流濾波電路14穩(wěn)定輸出該工作電壓vo。該電壓回授模塊15包含有一穩(wěn)壓器q2及一光耦合器u，該工作電壓vo通過(guò)分壓后，經(jīng)由該穩(wěn)壓器q2輸出一回授電壓vz至該光耦合器u的輸入端(光發(fā)射器，光耦合器的接腳c1、c2)，該光耦合器u利用光信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳輸，將光信號(hào)傳遞至該光耦合器u的輸出端(光接收器，光耦合器的接腳c3、c4)，以輸出一回授電壓信號(hào)，并將該回授電壓信號(hào)輸入至該脈波調(diào)變器121的電壓回授接腳b2；根據(jù)該光耦合器u的輸入端與輸出端之間利用光信號(hào)傳輸，未具有實(shí)體連接，使該光耦合器u具有良好的隔離功效，隔離該變壓器13的一、二次側(cè)。因此，該隔離式降壓高頻切換電源模塊10根據(jù)該電壓回授電路15測(cè)量該輸出端的該工作電壓vo，并回授給該脈波調(diào)變器121，用以調(diào)整該工作電壓vo，達(dá)到閉回路控制的效果，減少誤差。

該電子式開(kāi)關(guān)30連接于該直流馬達(dá)20與該處理器40之間，該電子式開(kāi)關(guān)30是為一n通道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管(fet)，其柵極連接至該控制器40的輸出端，其漏極連接至該直流馬達(dá)20，其源極連接該電流檢測(cè)模塊60。

該處理器40分別連接該電子式開(kāi)關(guān)30、該速度控制模塊50、該電流檢測(cè)模塊60、該電壓檢測(cè)模塊70。該處理器40包含有兩電源接腳d1、d8、一電壓信號(hào)接腳d7、一速度信號(hào)接腳d6、一電流信號(hào)接腳d5、一輸入接腳d4、一輔助接腳d3、一輸出接腳d2，其中一電源接腳d1接收該處理器電壓vcc，另一電源接腳d8為接地。該輸出接腳d2連接至該電子式開(kāi)關(guān)30的柵極，以輸出該控制信號(hào)至該電子式開(kāi)關(guān)30，操控該電子式開(kāi)關(guān)30的工作周期，控制將輸入至該直流馬達(dá)20的該工作電壓vm、該工作電流的占空比，借以調(diào)整該工作電壓vm、該工作電流的平均值，以調(diào)整該直流馬達(dá)20的功率，進(jìn)一步控制其轉(zhuǎn)速；該輸入接腳d4、該電壓信號(hào)接腳d7及該速度信號(hào)接腳d6經(jīng)由一連接器j3連接一外部控制器，該外部控制器輸入指令至該處理器40，讓該處理器40依據(jù)輸入的指令運(yùn)作。

該速度控制模塊50的輸入端連接該機(jī)械式縫紉機(jī)的一腳踏板51，該腳踏板51連接一電源，當(dāng)使用者踩踏該腳踏板51，使該腳踏板51的一旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生改變，該速度控制模塊50的輸出端是對(duì)應(yīng)輸出一速度信號(hào)，該速度信號(hào)輸出至該處理器40的該速度信號(hào)接腳d6，其中該速度信號(hào)為一電壓信號(hào)，其電壓值根據(jù)腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度而相應(yīng)改變。該處理器40根據(jù)接收的該速度信號(hào)，調(diào)整至該電子式開(kāi)關(guān)30的該控制信號(hào)以改變?cè)摴ぷ麟妷簐m的平均值，其中，該腳踏板51連接的電源可為該變壓器13的輸出繞組的該處理器電壓vcc。

該電流檢測(cè)模塊60的輸入端連接該電子式開(kāi)關(guān)30的源極，該電流檢測(cè)模塊60的輸出端連接該處理器40的該電流信號(hào)接腳d5，使流經(jīng)該直流馬達(dá)20的一工作電流，通過(guò)該電流檢測(cè)模塊60而產(chǎn)生一工作電流信號(hào)，并將該工作電流信號(hào)輸入至該處理器40。

該電壓檢測(cè)模塊70的輸入端連接至該直流馬達(dá)20，該電壓檢測(cè)模塊的輸出端連接該處理器40的該電壓信號(hào)接腳d7，將該直流馬達(dá)20目前的該工作電壓vm信息通過(guò)該電壓檢測(cè)模塊70產(chǎn)生一工作電壓信號(hào)，并將該工作電壓信號(hào)輸入至該處理器40中。

因此，該處理器40根據(jù)該電流檢測(cè)模塊60與該電壓檢測(cè)模塊70，將該直流馬達(dá)20的工作電壓vm與工作電流的信息回授至該處理器40，供該處理器40進(jìn)一步調(diào)整該控制信號(hào)，修正該直流馬達(dá)20的該工作電壓下降的問(wèn)題，達(dá)到閉回路控制的效果。

請(qǐng)參閱圖3所示，該隔離式降壓高頻切換電源模塊10的輸出端可再連接一照明燈80，該照明燈80可為一發(fā)光二極管(led)燈具，其中，由該變壓器13的輸出繞組的該led電壓vs傳遞至該照明燈80，用以提供電力。

依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖4所示，本發(fā)明所提供機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制方法包含：

取得該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度(s101)；

依據(jù)該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整該直流馬達(dá)20至一預(yù)設(shè)功率pc(s102)；

計(jì)算該直流馬達(dá)實(shí)際輸出的一輸出功率pr(s103)；

判斷該預(yù)設(shè)功率pc是否等于該輸出功率pr(s104)；

若該預(yù)設(shè)功率pc不等于該輸出功率pr，調(diào)整該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr(s105)。

取得使用者踩踏該機(jī)械式縫紉機(jī)的該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度(步驟s101)，該腳踏板51利用不同的旋轉(zhuǎn)角度，輸入不同電壓的速度信號(hào)至該處理器40，該處理器40依據(jù)該速度信號(hào)產(chǎn)生該控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)傳遞至該電子式開(kāi)關(guān)30的柵極，操控該電子式開(kāi)關(guān)30的工作周期，調(diào)整傳遞至該直流馬達(dá)20的工作電流、工作電壓的占空比，來(lái)將直流馬達(dá)20的功率提升至該預(yù)設(shè)功率pc(步驟s102)，以進(jìn)一步控制該直流馬達(dá)20的轉(zhuǎn)速；該電流檢測(cè)模塊60、電壓檢測(cè)模塊70分別把該直流馬達(dá)20的該工作電流、該工作電壓的信息回饋至該處理器40，該處理器40計(jì)算該直流馬達(dá)20實(shí)際輸出的該輸出功率pr(s103)，并且判斷該預(yù)設(shè)功率pc是否等于該輸出功率pr(s104)，若該預(yù)設(shè)功率pc與該輸出功率pr相同，即可回到“取得該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度(s101)”步驟；若該預(yù)設(shè)功率pc與該輸出功率pr不同，則利用閉回路控制調(diào)整該輸出功率(s105)，其中，請(qǐng)審閱圖5所示，調(diào)整該輸出功率還包含有以下步驟：

判斷該預(yù)設(shè)功率pc是否高于該輸出功率pr(s106)；

若該預(yù)設(shè)功率pc高于該輸出功率pr，則提升該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr(s107)，并且回到“計(jì)算該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr(s103)”的步驟，重新計(jì)算該直流馬達(dá)20的輸出功率pr；

若預(yù)設(shè)功率pc低于該輸出功率pr，則判斷該輸出功率pr是否大于一重載功率(s108)；

若該輸出功率pr低于該重載功率，則降低該直流馬達(dá)20的該出輸出功率pr(s109)，并且回到“計(jì)算該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr(s103)”的步驟，重新計(jì)算該直流馬達(dá)20的輸出功率pr；

若該輸出功率pr高于該重載功率，則進(jìn)入一重載模式(s110)。

調(diào)整該輸出功率pr前，應(yīng)先判斷該預(yù)設(shè)功率pc是否高于該輸出功率pr(s106)，若該預(yù)設(shè)功率pc高于該輸出功率pr，則代表該輸出功率pr不足，因此通過(guò)閉回路控制，利用該處理器40提升將輸入至該直流馬達(dá)20的該工作電流與該工作電壓的占空比，以提升該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr(s107)，提升該輸出功率pr后，回到步驟s103“計(jì)算該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr”。此外，若該預(yù)設(shè)功率pc低于該輸出功率pr，則判斷該輸出功率pr是否大于該重載功率(s108)，來(lái)確認(rèn)目前的該機(jī)械式縫紉機(jī)是否在對(duì)多層布料執(zhí)行貫布動(dòng)作，若該輸出功率pr低于該重載功率，則可確認(rèn)該機(jī)械式縫紉機(jī)并非對(duì)該些布料進(jìn)行貫布動(dòng)作，因此該處理器40降低將輸入至該直流馬達(dá)20的該工作電壓與該工作電流的占空比，以降低該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr(s109)，并且在降低該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr后，回到步驟s103“計(jì)算該直流馬達(dá)20的該輸出功率pr”。

借著以上敘述可以確認(rèn)，本發(fā)明利用閉回路控制使該直流馬達(dá)20的輸出功率pr能夠與該預(yù)設(shè)功率pc相同，避免該直流馬達(dá)20其輸出功率pr不足，持續(xù)增加該腳踏板51的旋轉(zhuǎn)角度，增加該直流馬達(dá)20的功率及負(fù)擔(dān)，造成該直流馬達(dá)20的耗電量增加、壽命降低。

其中，若該輸出功率pr高于該重載功率，則可確認(rèn)目前該機(jī)械式縫紉機(jī)為執(zhí)行貫布動(dòng)作，進(jìn)入該重載模式(s110)。

請(qǐng)參閱圖6所示，上述的重載模式為執(zhí)行以下步驟：

調(diào)整該直流馬達(dá)至一額定功率pm(s111)；

計(jì)算該直流馬達(dá)的輸出功率pr(s112)；

判斷該輸出功率pr是否高于該額定功率pm(s113)，其中：

若該輸出功率pr高于該額定功率pm，于一預(yù)定時(shí)間內(nèi)停止輸入該工作電壓及該工作電流至該直流馬達(dá)(s114)，并且回到前述“取得該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度(s101)”的步驟，以重新取得該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度；

若該輸出功率pr低于該額定功率pm，調(diào)整該直流馬達(dá)的輸出功率pr進(jìn)行補(bǔ)償(s115)，并且回到“計(jì)算該直流馬達(dá)的輸出功率pr(s112)”的步驟，以重新計(jì)算該直流馬達(dá)的輸出功率pr。

本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制方法執(zhí)行該重載模式時(shí)，該處理器40調(diào)整將輸入至該直流馬達(dá)20的該工作電壓與該工作電流的占空比，將該直流馬達(dá)20提升至該額定功率pm(s111)，并利用該電流檢測(cè)模塊60、電壓檢測(cè)模塊70回授該直流馬達(dá)20的工作電壓、工作電流，使該處理器40計(jì)算該直流馬達(dá)20實(shí)際輸出該輸出功率pr(s112)；判斷該輸出功率pr是否高于該額定功率pm(s113)，用來(lái)確認(rèn)該重載模式下，是否已對(duì)該些布料完成貫布動(dòng)作，若該輸出功率pr低于該額定功率pm，該處理器40調(diào)整輸入至該直流馬達(dá)20的該工作電壓與該工作電流的占空比，以調(diào)整該直流馬達(dá)的輸出功率pr進(jìn)行補(bǔ)償(s115)。具體來(lái)說(shuō)，因?yàn)檩敵龉β试谪灢歼^(guò)程中受布料的抵消，因此需要增加該輸出功率pr，使該直流馬達(dá)的輸出功率pr足夠進(jìn)行貫布，并且在調(diào)整完該輸出功率pr后回到“計(jì)算該直流馬達(dá)的輸出功率pr(s112)”步驟，以重新計(jì)算該直流馬達(dá)的輸出功率pr，借此持續(xù)補(bǔ)償增加該輸出功率pr，在貫布過(guò)程中保持足夠的輸出功率pr。若該輸出功率pr高于該額定功率pm時(shí)，代表完成對(duì)該些布料的貫布動(dòng)作，于該額定時(shí)間內(nèi)停止輸入該工作電壓、該工作電流至該直流馬達(dá)20(s114)后，回到步驟s101“取得該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度(s101)”，讓該直流馬達(dá)恢復(fù)到待機(jī)狀后，若該腳踏板51有旋轉(zhuǎn)時(shí)，重新取得該腳踏板51的該旋轉(zhuǎn)角度。

本發(fā)明利用重復(fù)步驟s111至s113和s115用以對(duì)該些布料進(jìn)行貫布動(dòng)作，于貫布動(dòng)作時(shí)，利用閉回路控制對(duì)該直流馬達(dá)20的輸出功率pr進(jìn)行補(bǔ)償增加輸出功率pr，將該直流馬達(dá)20穩(wěn)定在該額定功率pm下進(jìn)行貫布，使本發(fā)明能夠使用功率較低的直流馬達(dá)，借著較低的功率、較少的電力來(lái)完成傳統(tǒng)的機(jī)械式縫紉機(jī)需要使用高功率馬達(dá)、高功率才可完成的貫布動(dòng)作，于本發(fā)明的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的機(jī)械式縫紉機(jī)若欲貫穿12層的pc布(其成分為滌綸(polyester)占65％、棉(cotton)占35％)需要80瓦的功率，而使用本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制方法使用30至40瓦即可貫穿相同的布料，有效降低其電力消耗、減少馬達(dá)的負(fù)擔(dān)及工作溫度，延長(zhǎng)馬達(dá)壽命，此外，更可將傳統(tǒng)的機(jī)械式縫紉機(jī)其馬達(dá)的壽命由500小時(shí)延長(zhǎng)至2000小時(shí)以上，延長(zhǎng)機(jī)械式縫紉機(jī)的使用時(shí)間，使使用者無(wú)需頻繁地更換直流馬達(dá)。

其中，高壓直流馬達(dá)其成本高于低壓直流馬達(dá)，使用本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)可使用電壓較低的低壓直流馬達(dá)，與傳統(tǒng)的機(jī)械式縫紉機(jī)相比，其設(shè)備成本較低，并且可較省電，無(wú)高壓直流馬達(dá)電刷發(fā)生火花及工作溫度過(guò)高的問(wèn)題，安全性較高。此外，使用本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)與計(jì)算機(jī)式縫紉機(jī)相比無(wú)需裝置轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器，也無(wú)復(fù)雜的控制電路，具有較低的設(shè)備成本，更容易地被使用者接受。

通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可以得知，本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置及方法，控制該腳踏板的該旋轉(zhuǎn)角度，輸入不同電壓的速度信號(hào)至該控制器，該控制器依據(jù)該速度信號(hào)，調(diào)整該控制信號(hào)，利用該控制信號(hào)控制該電子式開(kāi)關(guān)的工作周期，借此調(diào)整將輸入至該直流馬達(dá)的該工作電壓、工作電流的占空比，根據(jù)調(diào)整該直流馬達(dá)的功率，用以進(jìn)一步調(diào)整該直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)該速度信號(hào)提升該直流馬達(dá)的功率至該預(yù)設(shè)功率；另外，通過(guò)該電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊取得流過(guò)該直流馬達(dá)的該工作電流、工作電壓，以獲得該工作電流信號(hào)、該工作電壓信號(hào)，該處理器依據(jù)該工作電流信號(hào)、該工作電壓信號(hào)計(jì)算該直流馬達(dá)實(shí)際輸出的該輸出功率，并且利用閉回路控制調(diào)整該直流馬達(dá)的該工作電流、該工作電壓，使該直流馬達(dá)的該輸出功率與該預(yù)設(shè)功率相同，避免因?yàn)榱鬟^(guò)該直流馬達(dá)的工作電流增加，導(dǎo)致該直流馬達(dá)的工作電壓下降，如欲維持或增加該直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，需要再次因此增加該腳踏板的旋轉(zhuǎn)角度，提升該工作電壓，衍生出電流、電壓過(guò)高，該直流馬達(dá)的負(fù)載功率上升、增加耗電、降低該直流馬達(dá)的壽命的問(wèn)題。

此外，根據(jù)該直流馬達(dá)的該輸出功率來(lái)判斷該機(jī)械式縫紉機(jī)是否正在用以貫穿多層布料，當(dāng)該直流馬達(dá)的輸出功率pr大于額定功率pm，代表該些布料已經(jīng)被該機(jī)械式縫紉機(jī)的縫紉針貫穿，可以重新檢測(cè)該腳踏板51的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以確認(rèn)該機(jī)械式裁縫機(jī)的運(yùn)作狀態(tài)。當(dāng)正在貫穿該些布料時(shí)，利用閉回路控制使該機(jī)械式縫紉機(jī)執(zhí)行該重載模式，使該直流馬達(dá)能隨時(shí)根據(jù)輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償增加，以使輸出功率操作在該額定功率下，直到當(dāng)輸出功率超過(guò)額定功率時(shí)，代表已經(jīng)完成貫布，并且在預(yù)定時(shí)間內(nèi)停止輸入至該直流馬達(dá)的工作電壓及電流，減少功率消耗及需求，降低設(shè)備成本及消耗電力。

最后，本發(fā)明的機(jī)械式縫紉機(jī)的閉回路控制裝置及方法，本發(fā)明的電源模塊使用隔離式降壓高頻切換電源模塊，將使用者與電源端隔離，提升安全性，且利用處理器依據(jù)該速度控制模塊提供的速度信號(hào)來(lái)調(diào)整該直流馬達(dá)的工作電壓，具有較高的精確性。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。