[发明专利]一种基于数据驱动的电动钉枪剩余打钉次数预测方法

说明书

一种基于数据驱动的电动钉枪剩余打钉次数预测方法，属于电动工具技术领域。它包括以下步骤：1、对电动钉枪所用电池进行电池特性实验；2、获得模型参数辩识表；3、获得全工作周期的打钉能耗分布情况；4、获得不同温度对打钉能耗值的影响情况；5、获得基于温度、工作时长规律的打钉能耗值表；6、采集电动钉枪的参数；7、根据参数的值获得钉枪实时打钉能耗值与电池剩余电荷量，通过计算得出剩余打钉次数。本发明从结合电动钉枪的工作能耗与电池电量估计角度，对电动钉枪的续航能力进行了更精确的、更符合用户使用特性的可视化展示；通过扩展卡尔曼滤波与等效电路模型结合的方式对电动工具的SOC进行预测，提高精度和实时性。

技术领域

本发明属于电动工具技术领域，具体涉及一种基于数据驱动的电动钉枪剩余打钉次数预测方法。

背景技术

电动钉枪在家具装修行业、建筑行业等多个领域都起着重要的作用，是施工过程中不可或缺的基本工具之一。随着科技的迅速发展，产业技术不断进行更新换代，电动钉枪的结构根据用户的需求朝着小型化、轻便化的方向不断发展，逐渐从传统的“有绳化”转变为“无绳化”，电动钉枪的供电电源从传统的交流电发展成为如今的锂电池供电，供电方式从原本的插拔电线变成了插拔电池包，无绳化的电动钉枪彻底解决了线缆对工具移动范围的限制作用，提高了工具的灵活性。在无绳化热潮普及的同时，随着智能家具、物联网、大数据等概念的发展和普及，用户对电动工具的需求开始朝着智能化、可视化的方向发展，因为使用锂电池能源代替传统电源，电量的续航及使用情况成为用户关注的新焦点，因此需要提出一种用户在使用电动工具的同时能够知晓还能使用多久的方法使电量可视化，缓解用户使用时对电量不足的焦虑。

专利号为CN114448056A的发明专利，公开了一种用于电动工具锂电池的充电器模组，该发明具有计时充电、检测温湿度等特点，但不具备对电池电量的估计和显示。专利号为CN11406767457A的发明专利，公开了一种根据SOC预测数值计算续航里程的方法，该发明结合安时积分法与开路电压法用以预测电动汽车荷电状态，具有计算与校准SOC值等特点，但没有进一步联系汽车里程的变化规律进行里程预测。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于数据驱动的电动钉枪剩余打钉次数预测方法，其结合电动钉枪自身的特点及试验数据，通过数值分析和计算，具有精确、可视化程度高的特点。

本发明提供如下技术方案：

一种基于数据驱动的电动钉枪剩余打钉次数预测方法，包括以下步骤：

步骤1、在不同的温度下对电动钉枪所用电池进行电池特性实验，包括电池容量试验、标准充放电试验、HPPC试验，获得电池开路电压与剩余电荷量的关系表、电池容量表；

步骤2、对不同温度下的HPPC试验的数据进行离线参数辩识，结合二阶RC等效电路模型得到模型参数辩识表；

步骤3、获得全工作周期的打钉能耗分布情况；

步骤4、获得不同温度对打钉能耗值的影响情况；

步骤5、获得基于温度、工作时长规律的打钉能耗值表；

步骤6、采集电动钉枪的参数；

步骤7、根据参数的值获得钉枪实时打钉能耗值与电池剩余电荷量，通过计算得出剩余打钉次数。

进一步的，所述步骤3的具体过程如下：

在标准室温下对电动钉枪进行全工作周期的打钉能耗试验，通过示波器采集钉枪单次打钉周期内的电流电压值，结合采集数据分析得到单次打钉能耗值，进而得到全工作周期的打钉能耗分布情况。

进一步的，所述步骤4的具体过程如下：

针对电动钉枪的工作温度区域，进行不同电动机温度下的短周期打钉能耗试验，通过示波器采集钉枪单次打钉周期的电流电压值，结合采集数据分析得到单次打钉能耗值，进而得到不同温度对打钉能耗值的影响情况。

进一步的，所述步骤5的具体过程如下：