CN101284376A - 驱动工具和用于控制驱动工具的方法 - Google Patents

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Abstract

用于控制驱动工具的方法，该驱动工具具有动力源，驱动器，致动器，随动件，以及控制单元。动力源包含电机和由电机驱动的飞轮。致动器构成为可选择性地移动随动件以推动驱动器与飞轮表面相摩擦啮合。控制单元构成为可选择性地启动电机和致动器。控制单元包含速度传感器，该速度传感器构成为可检测动力源的元件的旋转速度并根据其产生速度信号。该方法包括：直接确定动力源中元件的旋转速度；根据动力源中元件的旋转速度来控制供给电机的电力以使飞轮以预先确定的速度旋转；以及当一组致动条件已满足时致动致动器，该一组启动条件中不包含元件的旋转速度。

Description

驱动工具和用于控制驱动工具的方法
技术领域
本发明一般涉及驱动工具，更具体地涉及控制驱动工具的方法，该方法是将动能从旋转飞轮传递至驱动器以推动驱动器。
背景技术
发明名称为“Activation Arm Configuration For A Power Tool”的美国专利申请公开NO.2005/0218174中披露了将动能从旋转飞轮传递至驱动器以推动驱动器的驱动工具。在专利申请公开‘174中披露了用以控制驱动工具的一种方法是采用了电机的反电动势，该反电动势被用来驱动飞轮。在这点上，关闭供给电机的电力并且由旋转的惯性反向驱动电机，这样电机就像发生器一样运行。当电机被反向驱动时，由电机产生的能量的特征能被使用来接近飞轮的转速。虽然这种结构的优点在于，在没有使用相对昂贵的速度传感器情况下它允许接近飞轮的转速，但是在更大程度上控制飞轮转速将需要时间。
发明名称为“Speed Controller for a Flywheel Operated Hand Tool”的美国专利申请公开NO.2002/0108474中披露了用于控制敲钉机中电机的方法，其中电力最初通过软启动功能输入给电机来启动电机和飞轮的旋转。紧接周期的软启动部分将电池的全部电力供给电机，并且当飞轮的转速达到预先确定的转速时，致动紧固工具以便驱动器开始运动。在该方式中以飞轮为基础的敲钉机的结构可能是不利的，这里需要快速连续地安装几个紧固件，这是由于与周期的软启动部分相关联的时间间隔等。
发明内容
在一方面，本发明提供了用于控制驱动工具的方法，该驱动工具具有动力源，驱动器，致动器，随动件，以及控制单元。动力源包含电机和由电机驱动的飞轮。致动器构成为可选择性地移动随动件以推动驱动器与飞轮表面相摩擦啮合。控制单元构成为可选择性地启动电机和致动器。控制单元包含速度传感器，该速度传感器构成为可检测动力源的元件的旋转速度并根据其产生速度信号。该方法包括：直接确定动力源中元件的旋转速度；根据动力源中元件的旋转速度来控制提供给电机的电力，以使飞轮以预先确定的速度旋转；以及当已满足一组致动条件时启动致动器，该一组致动条件中不包含元件的旋转速度。
从以下详细的描述中将更清楚地了解到本发明更多的应用领域。应该意识到，这些详细描述和具体实施例仅仅是出于说明的目的，而不是用来限制本公开的范围。
附图说明
在任何情况下，这里所描述的附图仅仅是用以说明的目的，而并非是用来限制发明公开的范围。
图1是依照本发明教导构造的驱动工具的右侧正视图；
图2是图1所示驱动工具的部分左侧视图，其详细显示了支架、驱动电机组件及控制单元；
图3是图1所示驱动工具的部分右视图，其详细显示了支架、深度调节机构和接触脱扣机构；以及
图4是图1所示驱动工具的部分示意图，其详细显示了控制单元。
具体实施方式
参考图1，依照本公开的教导构造的驱动工具一般用附图标记10表示。尽管这里所显示并描述的驱动工具10是敲钉机(nailer)，但是那些本领域普通技术人员能够意识到在其广意方面，本公开也可应用于其它类型的驱动工具中。驱动工具10可包括壳体组件12，支架14，支架盖16，驱动电机组件18，控制单元20，前端组件22，钉箱组件24和电池组26。这里除了另外描述外，壳体组件12，支架14，支架盖16，驱动电机组件18，控制单元20，前端组件22，钉箱组件24和电池组26按照在名称为“Method For Controlling A PowerDriver”的美国专利申请NO.11/095,723和名称为“Activation Arm configurationFor A Power Tool”的美国专利申请NO.11/095,696中所描述的方法构造，如同在这里所详细描述的，该文件公开的内容结合到此处作为参考。
参考图2和3，驱动电机组件18包含动力源30，驱动器32，随动件组件34和返回机构36。动力源30包括电机40，飞轮42，和致动器44。
参考图4，控制单元20可包含触发开关2300，接触脱扣(trip)开关2302，和控制器2310，该控制器2310带有开关动力源2314的DC-DC转换器2312，用来将电池组26提供的电力进行脉冲调制，以向电机40供电。触发开关2300构成为响应触发器2304(图1)的致动向控制器2310输出触发信号。接触脱扣开关2302构成为响应接触脱扣机构2090(图1)的致动向控制器2310输出接触脱扣信号，该接触脱扣机构2090与前端组件22(图1)相关联。开关动力源2314切换(即打开和关闭)以控制其向电机40的输出，从而将需要的电压能量施加到电机40。因此，通过调节工作循环或者开关动力源2314关闭和/或打开的时间长度来向电机40提供基本恒定的总电压电力，而不考虑电池组26的电压。
控制单元20也可包含速度传感器5000，其构成为可检测与动力源30(图1)关联的元件的速度，并响应元件的速度向控制器2310输出速度信号。在提供的优选实施例中，速度传感器5000是非接触类型的速度传感器，例如霍尔效应传感器，其连接到支柱14(图1)上并构成为可检测与磁铁5002相关联的磁场，连接磁铁5002用以与在动力源30(图1)中的元件例如飞轮42一起旋转，其由电机40通过电机皮带轮254(由电机40驱动)，飞轮皮带轮300(旋转地连接到飞轮42上)以及皮带280驱动，皮带280在电机皮带轮254和飞轮皮带轮300之间传递动力。可以意识到，可采用任何类型的非接触速度传感器，例如涡流传感器，或者接触类型的速度传感器。
返回图1至3，紧固件F存储在钉箱组件24中，该组件24顺序供给紧固件F到前端组件22中。驱动电机组件18可由控制单元20致动以使驱动器32移动并撞击前端组件22中的紧固件F，因此将紧固件F驱动进入工件(未示出)。动力源的致动可以利用来自电池组26的电力，以操作电机40和致动器44。采用电机40来驱动飞轮42，同时采用致动器44来移动与随动件组件34相关联的随动件50，该随动件组件34将驱动器32压入飞轮42中与飞轮42相啮合，因而能量可从飞轮42传递至驱动器32以使驱动器32移动。当紧固件F驱动进入工件时，前端组件22导引紧固件F。返回机构36将驱动器32偏压到返回位置。
在提供的实施例中，当控制输出到电机40中的能量时，控制单元20采用反馈控制回路中的速度信号。在这方面，控制单元20能够改变供给电机40的电力的工作循环，以使得飞轮42以要求的速度旋转，而不考虑电池组26的充电状态。
此外，如果保持预先确定的输入信号，控制单元20能控制电机40将飞轮42的转速保持在要求的速度上。例如，控制单元20能够控制电机将飞轮42保持在要求的速度上，此时正在产生触发信号或者接触脱扣信号。
可以意识到，控制单元20能够使致动器44致动以使得与随动件组件34相关联的随动件50驱动驱动器32与飞轮42的(旋转)表面相啮合，从而将动能从飞轮42传递给驱动器32并推动驱动器32，该致动器44可以是具有线性输出的螺线管。当满足一组致动条件时，控制单元20能使致动器44致动。可以意识到，致动条件中不需要包含以预先确定的旋转速度在动力源30中的元件(如飞轮42或磁铁5002)的旋转。而是一组致动条件可包含由控制器2310接收的触发信号，由控制器2310接收的接触脱扣信号以及在由控制器2310接收到一个或两个触发信号和接触脱扣信号之后经过的预先确定的时间量。在电池组26没有足够电力使电机40以预先确定的旋转速度驱动飞轮42的情况下，一组灯5010可由控制器2310点亮以向用户发出应该再充电电池组26的信号。但是，控制器2310没有构成为阻止致动器44的操作，以响应电池组26没有足够的电力来使飞轮42以预先确定的旋转速度驱动。因此，当电池组26的电量不足时，安装的紧固件F或许不能深深地安置到工件中。
虽然在说明书和附图中已经描述并显示了具体实施例，但是本领域普通技术人员可以理解，在未脱离权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可以对各元件做出各种变化以及等同的替换。另外，在此考虑了不同实施例之间的特征、元件和/或功能的结合和配合，从而本领域的普通技术人员能够从披露的内容中意识到一个实施例的特征、元件和/或功能可以适当地与另一个实施例相结合，除非前面另有描述。而且，在不脱离本发明的实质范围情况下对本发明的教导可以作出多种修改以适应特定的情况或材料。因此，这就意味着本发明并不限于说明书描述的和附图示意的当前被认为是实施本发明最佳方式的具体实施例，本发明还包括任何落在以上描述和附加的权利要求之内的实施方式。

Claims (20)

1、一种用于控制驱动工具的方法，该驱动工具具有动力源、驱动器、致动器、随动件、以及控制单元，动力源包含电机和由电机驱动的飞轮，致动器可操作用于选择性地移动随动件以推动驱动器与飞轮表面相摩擦啮合，控制单元可操作用于选择性地启动电机和致动器，控制单元包含速度传感器，该速度传感器构成为可检测动力源的元件的旋转速度并响应其产生速度信号，该方法包括：
直接确定动力源中元件的旋转速度；
根据动力源中元件的旋转速度控制提供给电机的电力，以使飞轮以预先确定的速度旋转；以及
当一组致动条件已满足时致动致动器，该一组致动条件中不包含元件的旋转速度。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述速度传感器是非接触式传感器。
3、根据权利要求2所述的方法，其中，所述非接触式传感器是霍尔效应传感器。
4、根据权利要求3所述的方法，其中，所述元件是磁铁。
5、根据权利要求4所述的方法，其中，连接所述磁铁用于与飞轮一起旋转。
6、根据权利要求2所述的方法，其中，所述非接触式传感器是涡流传感器。
7、根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制单元进一步包括触发开关和接触脱扣开关，触发开关响应触发器的致动提供触发信号，接触脱扣开关响应接触脱扣机构的致动提供接触脱扣信号，并且其中当触发信号产生时，当接触脱扣信号产生时以及当触发信号和接触脱扣信号都产生时，控制单元使电力传递至电机。
8、根据权利要求1所述的方法，进一步包括将电池组电连接到驱动工具上，该电池组用以向动力源、致动器以及控制器提供电力。
9、根据权利要求8所述的方法，进一步包括确定电池组的电力是否不足以使电机以预先确定的旋转速度驱动飞轮。
10、根据权利要求9所述的方法，进一步包括产生再充电信号以指示电池组应当再充电。
11、根据权利要求10所述的方法，其中，所述再充电信号是传送至驱动工具的用户的可视信号。
12、根据权利要求11所述的方法，其中，所述可视信号由照明灯产生。
13、根据权利要求10所述的方法，其中，所述再充电信号在致动致动器之前产生。
14、一种驱动工具，包括：
包含电机和由电机驱动的飞轮的动力源；
驱动器；
随动件；
致动器，可操作用于选择性地移动随动件以推动驱动器与飞轮表面相摩擦啮合；以及
控制单元，可操作用于选择性地启动电机和致动器，控制单元包含速度传感器，该速度传感器构成为可检测动力源的元件的旋转速度并响应其产生速度信号，
其中控制单元直接确定动力源中元件的旋转速度，并且根据动力源中元件的旋转速度来控制供给电机的电力，以使飞轮以预先确定的速度旋转；以及
其中当一组致动条件已满足时，控制单元致动致动器，该一组致动条件中不包含元件的旋转速度。
15、根据权利要求14所述的驱动工具，其中，所述速度传感器是非接触式传感器。
16、根据权利要求15所述的驱动工具，其中，所述非接触式传感器是霍尔效应传感器。
17、根据权利要求16所述的驱动工具，其中，所述元件是磁铁。
18、根据权利要求17所述的驱动工具，其中，连接所述磁铁用于与飞轮一起旋转。
19、根据权利要求14所述的驱动工具，其中，所述控制单元进一步包括触发开关和接触脱扣开关，触发开关响应触发器的致动提供触发信号，接触脱扣开关响应接触脱扣机构的致动提供接触脱扣信号，并且其中当触发信号产生时，当接触脱扣信号产生时以及当触发信号和接触脱扣信号都产生时，控制单元使电力传递至电机。
20、根据权利要求14所述的驱动工具，进一步包括电连接到动力源、致动器以及控制器的电池组，用以向其提供电力。
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