CN102596467B - 切管机 - Google Patents

Abstract

一种电动工具，其包括管保持器，枢转耦联到管保持器的刀具，以及耦联到管保持器和刀具至少其中之一的驱动机构。电动工具还包括耦联到驱动机构的电机，以及耦联到电机以便选择性地为电机提供功率信号的可拆卸和可再充电电池组。电动工具还包括控制器，其配置成监测电动工具的多种状况，诸如电池组电压，电池组温度，工作电流等。该控制器还配置成检测与电动工具的多种状况相关的一件或多件事件。例如，控制器配置成监测电动工具的工作电流。如果电动工具的工作电流超过第一阈值，那么功率信号占空比从占空比的第一值减小到占空比的第二值，以便限制电动工具能够产生的扭矩量。

Description

切管机

相关申请的交叉引用

本申请是于2008年7月3日提交的国际申请PCT/US2008/069188以及于2008年7月3日提交的国际申请PCT/US2008/069189的部分继续申请案，上述两个国际申请均要求于2007年7月3日提交的美国临时专利申请60/947,706的优先权，上述申请的全部内容都通过提述结合于此。

背景技术

本发明涉及电动工具，以及更具体地，本发明涉及电池供电的切管机。

手动操作的切管机以各种方式执行切割操作，诸如以切管机刀具穿过管的切锯动作或棘齿的相继渐进动作。通常情况下，这些管切割方法导致不完美的切割，或当切割由诸如PVC的材料构成的管时，导致管突然折断。手动操作的切管机对于用户而言也会导致难于符合人体工程学。具体的，手部尺寸相对小或手部力量或手腕力量相对小的用户在完成管切割时存在困难。此外，使用手动操作的切管机会是费时的。

发明内容

本发明的实施例提供一种电动工具，其包括管保持器，刀具或枢转耦联到管保持器的刀具，以及耦联到管保持器和刀具至少其中之一的驱动机构。电动工具还包括耦联到驱动机构的电机，以及耦联到电机以便选择性地为电机供电从而操作驱动机构的可拆卸和可再充电电池组。电动工具还包括控制器，其配置成监测电动工具的多种状况，诸如电池组电压，电池组温度，工作电流等。该控制器还配置成检测与电动工具的多种状况相关的一件或多件事件。例如，控制器配置成监测电动工具的工作电流。如果电动工具的工作电流超过第一阈值，那么例如发送到电机的功率信号占空比从占空比第一值减小到占空比第二值，以便限制电动工具能够产生的扭矩量。

在一个实施例中，本发明提供一种电动工具，其包括管保持器，枢转耦联到管保持器的刀具，以及耦联到管保持器和刀具至少其中之一的驱动机构。驱动机构可操作成使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个进行运动。电机耦联到驱动机构，以及电源电耦联到电机。电机接收具有占空比(其具有第一值)的功率信号。控制器配置成监测电动工具的至少一种状况以及检测与至少一种状况相关联的至少一件事件。当控制器检测到与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件时，功率信号占空比从第一值改变到第二值。

在一个实施例中，本发明提供适于电动工具的操作方法。该方法包括选择性地将具有功率信号占空比的功率信号提供给电机以便对驱动机构进行驱动，将管支撑在管保持器内，且操作驱动机构以便使得刀具相对于管保持器运动从而对管进行切割。该方法还包括监测电动工具的至少一种状况，检测与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件，以及当检测到与电动工具的至少一种状况相关联的至少一个事件时，功率信号占空比从第一值改变到第二值。

在另一实施例中，本发明提供一种电动工具，其包括支撑电机和驱动机构的壳体组件，耦联到壳体组件且配置成支撑管的管保持器，以及枢转耦联到管保持器的刀具。电池或电池组耦联到壳体组件，且电耦联到电机以便选择性给电机供电从而对驱动机构进行驱动。驱动机构可操作成使得刀具相对于管保持器运动以便对由管保持器支撑的管进行切割。电机接收具有第一占空比值的电机功率信号。控制器配置成监测电动工具的至少一种状况，以及检测与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件。当控制器检测到至少一件事件时，占空比第一值减小到占空比第二值。

还在另一实施例中，本发明提供一种切管机，其包括壳体组件，耦联到壳体组件的管保持器，以及枢转联接到管保持器的刀具。刀具和管保持器限定用于容纳管的槽。驱动机构至少部分定位于壳体组件内，且耦联到管保持器和刀具的至少其中之一。驱动机构可操作成使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个运动以便对定位于槽内的管进行切割。电机至少部分定位于壳体组件内且耦联到驱动机构。电池组可拆卸地耦联到壳体组件，且电耦联到电机以便选择性地给电机供电从而操作驱动机构。控制器配置成控制功率信号，监测切管机的至少一种状况，以及检测与切管机的至少一种状况相关联的至少一件事件。当控制器检测到至少一件事件时，控制器改变功率信号的占空比值。

通过借鉴详细说明和附图将说明了本发明的其它方面。

附图说明

图1是根据本发明实施例的切管机的透视图；

图2是根据本发明另一实施例的切管机的透视图；

图3是根据本发明又一实施例的切管机的透视图；

图4是图3中所示切管机一部分的透视图，其中切管机的壳体部分被去除以便示出内部齿轮机构；

图5是图3中所示切管机一部分的透视图，其中切管机的壳体部分被去除以便示出内部齿轮机构；

图6是图5所示切管机一部分的另一透视图；

图7是电池组的透视图；

图8是图7所示电池组的分解视图；

图9是图7所示电池组的顶视图；

图10示出适于切管机的控制器以及连接到控制器的多个附加控制模块；

图11-17示出根据本发明实施例的由图10中所示的控制器执行的控制过程；

图18是切管机的工作电流相对于时间所绘制的图；

图19-20示出对于切管机而言用于控制占空比值的过程；

图21是根据本发明实施例的切管机的工作电流和切管机的占空比相对于时间所绘制的图；

图22是根据本发明实施例的切管机的工作电流和切管机的占空比相对于时间所绘制的图。

在对本发明的任何实施例进行解释说明之前，应该理解本发明并不将其应用限制到在下述说明书中提出或在下述附图中所示的构造细节和组件配置。本发明可具有其它实施例且可以各种方式进行实践或执行。

具体实施方式

本文中所述的本发明实施例涉及一种电动工具，其包括管保持器，枢转耦联到管保持器的刀具，以及耦联到管保持器和刀具至少其中之一的驱动机构。电动工具还包括耦联到驱动机构的电机，以及耦联到电机以便选择性地给电机提供功率信号的可拆卸和可再充电电池组。电动工具控制器配置成监测电动工具的多种状况，诸如电池组电压，电池组温度，工作电流等，以及检测与电动工具的多种状况相关的一个或多件事件。例如，控制器配置成监测电动工具的工作电流，而且如果电动工具的工作电流超过第一阈值，那么功率信号占空比从占空比第一值减小到占空比第二值，以便限制电动工具能够产生的扭矩量。

图1示出根据本发明一个实施例的电动工具10。在所示实施例中，电动工具10是可操作成切割各种管的切管机。例如，所示的切管机10能够对具有11/2英寸或更小内径的管进行切割。在其它实施例中，切管机10配置成对具有大于1¹/₂英寸直径的管进行切割切。此外，所示的切管机10适于切割聚氯乙烯(“PVC”)管，但是也可以用切管机10对各种不同类型的管进行切割，诸如像其它类型的塑料管，金属管等。

切管机10包括壳体组件14，定位于壳体组件14内的电机和驱动机构(图3)，耦联到壳体组件14的前面部分22的切割机构18。切割机构18包括管保持器26和刀具30，在其间限定槽34。槽34配置成容纳待被切割机构18进行切割的管。刀具30通过驱动机构耦联到电机，这样电机的运行使得刀具30朝向管保持器26运动从而对管进行切割。所示切管器10还包括电池组38，其电耦联到电机，这样切管机10是一种手持式电池供电的电动工具。下面参照图7、图8和图9对电池组进行更详细地描述。

图2示出根据本发明另一实施例的切管机10B。所示的切管机10B基本类似于图1所示的切管机10，且相同的部件以相同的附图标记加上标注“B”来表示。在所示的实施例中，切管机10B包括18伏特的电动工具电池组38B，其连接到壳体组件14B的手柄部分42B。电池组38B包括五个(5)锂离子电池单元且通过滑动耦联到手柄部分42B。类似于上述的电池组38，电池组38B可备选地包括更少或更多的电池单元，电池单元可具有锂离子之外的化学性能，及/或电池组38B可利用其它耦联手段耦联到手柄部分42B。

在一些实施例中，切管机10，10B可包括驱动机构，其配置成将切管机10，10B的刀具30，30B快速回复到开放位置。例如，切管机10，10B可包括在于2008年7月3日提交的、公告号为WO2009/006588的国际专利申请公开中所示和所述的其中一个驱动机构，该专利申请的标题为“切管机”，其全部内容通过提述结合于此。

在其它实施例中，切管机10，10B可包括配置成对管进行切割的线切割机构。例如，切管机10，10B可包括在于2008年7月3日提交的、公告号为WO2009/006596的国际专利申请公开中所示和所述的线切割机构之一，该专利申请的标题为“切管机”，其全部内容通过提述结合于此。

在一些实施例中，切管机10，10B可包括用于对管进行切割的具有成角度刀片的切割机构或刀具。例如，切管机10，10B可包括在于2009年9月1日提交的、号为WOXXXX/XXXXXX的国际专利申请公开(AttorneyDocket No：066042-9915-WO04)中所示和所述的刀具或切割机构之一，该专利申请的标题为“切管机”，其全部内容通过提述结合于此。

所示切管机10包括定位于图1和1B中所示的前面部分22内的内部壳体116和壳体组件14的手柄部分42。内部壳体116由硬塑料材料、金属材料、及/或适于容纳切管机110的各种组件的任何其它材料或材料的组合构成。壳体116容纳或支撑切管机110的各种机械和/或电气元件，其配置成用于执行切管机110的切割操作。

在所示的实施例中，壳体组件的手柄部分42支撑电池138、电机146和驱动机构150(图4)。切管机110可操作成由电池138供电。在其它实施例中，切管机110由通过电耦联到墙上插座的带线插头或另外合适电源提供的交流(“AC”)电源供电。

电池138或电源可拆卸地耦联到手柄部分以便给电机146供电。在所示的实施例中，当耦联到切管机110时，电池138从手柄部分的后端延伸。电池138例如通过插入，滑动，卡扣，旋转，或其它耦联技术来耦联到切管机110。在其它实施例中，电池138是包含于(例如，部分或全部容纳于)切管机110内的专用电池。当耦联到手柄部分时，电池138直接给电机146供电或可通过控制电路(未示出)给电机146供电。控制电路控制切管机110、电机146、及/或电池138的各个方面，且也可以监测切管机110及其组件的操作。

如4图所示，驱动机构150包括驱动组件154和切割齿轮组件158。驱动组件154由切管机110的手柄部分支撑且通过电机146供电以便驱动切割齿轮组件158。在所示的实施例中，驱动组件154包括四阶行星减速齿轮162。在其它实施例中，驱动组件154可包括不同的减速齿轮。还在另一实施例中，驱动组件154可包括适于驱动切管机110的切割操作的另一类型的齿轮配置。

在所示的实施例中，壳体116支撑切割齿轮组件158、刀具130以及管保持器126。切割齿轮组件158由驱动组件154驱动且运行以控制刀具130的切割动作，其执行切管机110的切割动作。刀具130包括刀片166、壳体116和管保持器126，刀片166具有刀刃且可相对于壳体组件14(图1和图2)枢转运动。刀具130由适于切割各种材料管的坚硬金属材料形成且具有足以切断所需管尺寸的尺寸。刀具130和管保持器126一起限定用于容纳待切割的管的槽134。相对于壳体组件14保持稳固的管保持器126形成有面对刀具130的刀片166的曲面170。管保持器126的弯面170在切割动作期间为管提供支撑且有助于将待切割的管进行对准。管保持器126可与壳体组件14整体形成，或可单独地耦联到壳体组件14的前面部分22。管保持器126由硬塑料材料、金属材料、及/或适于在切割动作期间支撑管的任何其它材料或材料的组合来形成。

在所示的实施例中，管保持器126包括盖子174，其形成切管机110的外面部分以及容纳切管机110的各种机械和/或电气元件。盖子174可与壳体组件14整体形成，或可拆卸地耦联到前面部分22，或可永久地耦联到前面部分22。盖子174可由硬质塑料材料，金属材料，和/或适于容纳切割机110的各种组件的任何其它材料或材料的组合来形成。在所示的实施例中，盖子174耦联到壳体组件14的前面部分22和管保持器126。耦联到管保持器126的盖子174的部分形成有与管保持器126的曲面170相同形状的曲面，这样管保持器126和盖子174合作来在切割动作期间支撑管。

切割齿轮组件158耦联到驱动组件154且由驱动组件154驱动，以便使得切管机110的刀具130枢转。切割齿轮组件158可包括为各种配置的不同数目的齿轮。参照图4-6，切割齿轮组件158包括由驱动组件154驱动的第一齿轮178和第二齿轮182，由此第一齿轮178啮合和驱动第二齿轮182。在所示的实施例中，第一齿轮178和第二齿轮182为锥齿轮，但在其它实施例中，第一齿轮178和第二齿轮182可为其它类型的齿轮。

第二齿轮182包括从第二齿轮182的后面190向外延伸的花键齿轮186或正齿齿轮。花键齿轮186可与第二齿轮182整体形成或可单独地耦联到第二齿轮182。花键齿轮186包括齿形部分194和非齿形部分198。花键齿轮186可包括形成于花键齿轮186少一半周长上的齿。在所示的实施例中，齿形成于花键齿轮186的周长的大致成90度上，这将导致在刀具130在切割动作期间旋转90度，如下所述。在刀具130枢转小于90度的实施例中，齿形成于花键齿轮186的周长的小于90度上。备选的，在刀具130枢转大于90度的实施例中，齿形成于花键齿轮186的周长的大于90度上。

切割尺寸组件158包括第三齿轮202，其为导致刀具130切割动作的从动齿轮。在所示的实施例中，第三齿轮202与花键齿轮186的齿形部分194相互啮合且由其驱动；但是，花键齿轮186的非齿形部分198不与第三齿轮202啮合。

参照图3-6，刀具130的一端可在由齿轮轴206限定的枢转点处可旋转地耦联到第三齿轮202。刀具130通常向上且远离管保持器126偏置到用于将管容纳于槽134内的第一位置。弹簧210(图4和6)在刀具130和管保持器126之间延伸以便将刀具130偏置到第一位置。在所示的实施例中，弹簧210是拉簧，其在一端附连到内部壳体116及在相对端附连到刀具130。随着第三齿轮202的旋转，刀具130围绕枢转点朝向管保持器126枢转。刀具130枢转的角度相应于花键齿轮186的齿形部分194的角距离。在所示的实施例中，盖子174封闭管保持器126的内部区域，其中包含弹簧210和枢转点。

在另一实施例中，花键齿轮186全部为齿形部分(例如，一个完整的正齿齿轮)，以及刀具130可通过弹簧之外的其它手段(诸如通过反转电机146)来回复到初始位置或第一位置。

在切管机110的操作过程中，用户将管定位于槽134内，这样管搁置于管保持器126的曲面170上。用户将电源138电耦联到电机146(例如，通过致动开关组件或电路)来给电机146供电，从而对驱动组件154进行驱动。驱动组件154与切割齿轮组件158的第一齿轮178相互啮合且驱动第一齿轮178，其使得第二齿轮182旋转。随着第二齿轮182旋转，花键齿轮186也旋转。当花键齿轮186的齿形部分194与第三齿轮202啮合时，第三齿轮202旋转以便使得刀具130枢转。

随着第三齿轮202旋转，刀具130朝向管保持器126枢转，这样刀具130的刀片166切断(切割通过)位于槽134内的管(未示出)。刀具130的枢转范围相应于花键齿轮186上的齿形部分194的弧长。在所示的实施例中，当花键齿轮186的齿形部分194旋转经过第三齿轮202之后，刀具130将完成管的切割和完成切割动作。当花键齿轮186的无齿形部分198邻近第三齿轮202时，花键齿轮186和第三齿轮202不啮合，这样弹簧210将刀具130远离管保持器126偏置到第一位置。之后刀具130保持在位以便进行下一次切割操作。

图7、8、9示出与切管机110同用的电池组138。在所示的实施例中，电池组138包括具有锂基化学性质的电池单元，这样电池组138比同等的镍-镉(“NiCd”)电池组轻65％以上以及小50％以上。锂离子电池组138还为切管机110提供较长的操作运行时间，且提供比其它非锂基电池组更长的寿命(例如，再充电循环次数)。

所示的电池组138包括壳体300、耦联到壳体300的外部壳体304、以及位于壳体300内的多个电池单元308(图8)。壳体300成形以及尺寸定制成适于装配到切管机110的凹进处内以便将电池组138连接到切管机110。壳体300包括端盖312，其基本将电池单元308封装于壳体300内。所示的端盖312包括配制成与切管机110的相应电源端子配合的两个电源端子316。在其它实施例中，端盖312包括从电子组138延伸且配置成容纳于由切管机110支撑的插孔内的端子。端盖312还包括配置成与切管机110的相应端子配合的感测或通信端子328(图9)。端子328耦联到电池电路(未示出)。电池电路可配置成监测电池组138的各个方面，诸如电池组温度，电池组及/或电池单元的充电状态等，也可以配置成发送信息及/或命令到切管机及/或从切管机接收信息及/或命令。在一个实施例中，电池电路可如在美国专利No.7,157,882中所示和所述的那样进行操作，该专利于2007年1月2日发出，标题为“METHOD AND SYSTEM FOR BATTERY PROTECTIONEMPLOYING A SELECTIVELY-ACTUATED SWTICH”，其全部内容通过提述结合于此。在另一实施例中，电池电路可如在美国专利公开号No.2006/0091858中所示和所述的那样进行操作，该专利于2005年5月24日提交，标题为“METHOD AND SYSTEM FOR BATTERY PROTECTION”，其全部内容通过提述结合于此。

当电池组138定位于凹进处内时，壳体300和电源端子316基本封装和覆盖切管机110的端子。也就是说，电池组138作为切管机110的凹进处盖子的功能。一旦电池组138脱离与切管机110的连接以及壳体从凹进处移除，切管机的电池端子通常暴露于周围环境。

外部壳体304耦联到壳体的基本相对于端盖312的一端且围绕壳体300的一部分。在所示的构造中，当壳体300插入到或定位于切管机110中的相应凹进处内时，外部壳体304通常与切管机110的外表面对准。在该构造中，外部壳体304设计成基本符合切管机110的轮廓以便与壳体14的常规形状相匹配。在这种实施例中，外部壳体304通常增加(例如，延长)切管机110的手柄部分的长度。

在所示的实施例中，在电池组138的外部壳体304中形成两个致动器320(仅示出其中之一)和两个突键324。致动器320和突键324限定用于将电池组138可释放地紧固到切管机110的耦联机构。每个突键324啮合形成于切管机110中的相应凹进处内以便将电池组138固定在位。由于形成外部壳体304的材料的弹性，突键324通常偏置远离((即彼此远离)壳体300。致动(例如，按压)致动器320使得突键324朝向壳体300(即，朝向对方)移动以及脱离与凹进处的啮合，这样电池组138可从凹进处被拉出以及远离切管机110。这种配置允许用户将电池组138从切管机110快速移除，以便在不使用工具的情况下进行再充电或更换。在其它实施例中，电池组138包括其它合适的耦联机构以便将电池组138可释放地固定到切管机110。

如图8所示，电池组138包括位于壳体300内以及电耦联到端子316的三个电池单元308。电池单元308将运行电源(例如，直流电源)提供给切管机110。在所示的实施例中，电池单元308串联布置，且每个电池单元308具有大约4伏特(“4V”)的额定电压，这样，电池组138具有大约12伏特(“12V”)的额定电压。电池单元308还具有约1.4Ah的容量额定。在其它实施例中，电池组138可包括更多或更少的电池单元308，且电池单元308可布置成串联、并联、或串联和并联的组合。例如，电池组138可包括总共六个电池单元308，这六个电池单元布置成并联的两组，每组包括三个串联连接的电池单元。电池单元308的串联-并联组合形成的电池组138，其具有大约12V的额定电压和大约2.8Ah的容量额定。在其它实施例中，电池单元308可具有不同的额定电压，诸如像3.6V、3.8V、4.2V等，及/或具有不同的容量额定，诸如像1.2Ah、1.3Ah、2.0Ah、2.4Ah、2.6Ah、3.0Ah等。在其它实施例中，电池组138可具有不同的额定电压，诸如像10.8V、14.4V等。在所示的实施例中，电池单元308是具有例如锂钴(“Li-Co”)、锂锰(“Li-Mn”)，或锂锰尖晶石等化学性质的锂离子电池单元。在其它实施例中，电池单元308可具有其它合适的锂或锂基的化学性质。

电池组138给切管机110的多个元件供电，包括如图10中所示的切管机控制器400。控制器400电连接到切管机110内的多个附加控制系统或模块，包括脉冲宽度调制(“PWM”)控制模块404、功率场效应晶体管(“FET”)模块408、工作灯控制模块412、电池组控制模块416、电机控制模块420、LED控制模块424、霍尔传感器控制模块428、和用户输入控制模块432。虽然在本发明的一些实施例中示出模块404-432独立于且连接到控制器400，但是控制模块404-432的一个或多个可集成到控制器400内。此外，本发明的其它实施例可包括耦联到控制器400或与控制器400集成的更多、更少或不同的控制模块。控制器400、控制模块404-432、或控制器400和控制模块404-432的组合用来执行切管机110的控制过程(如下所述)。除其它之外，控制过程包括各种测量，评估和比较，上述用于确定切管机110的工作状况和确定切管机110是否在安全运行参数内运行。

切管机控制器400例如包括印刷电路板(“PCB”)。PCB(未示出)上组装有对切管机110提供运行控制和保护的若干电气和电子元件。在一些实施例中，PCB包括诸如微处理器、微控制器等的控制或处理单元。在一些实施例中，控制器400包括处理单元、存储器、和总线。总线将控制器400的各个元件(包括存储器)连接到处理单元。在一些情况下，存储器包括只读存储器(“ROM”)(诸如电可擦除可编程的只读存储器(“EEPROM”))和随机存取存储器(“RAM”)。控制器400还包括输入/输出系统，其包括用于在控制器400内的元件之间传输信息的程序。包含于切管机110的执行器中的软件存储于控制器400的存储器中。该软件例如包括固件应用程序和其它可执行指令。在其它实施例中，控制器400可包括附加的、较少的、或不同的元件。

PCB除其它之外还包括多个附加的无源和有源元件，诸如电阻器、电容器、电感器、集成电路和放大器。这些元件布置和连接成给PCB提供多项电气功能，包括除其它之外的滤波，信号调节和电压调节。为了描述的目的，PCB和组装于PCB上的电气元件在本文中统称为“控制器”400。控制器400接收来自切管机110内的传感器或元件的信号，调节和处理信号，并将经过处理和调节的信号传送到例如电机、燃油表等。

在一些实施例中，电池组控制器(未示出)将关于电池组温度或电压水平的信息例如通过电池组控制模块416提供给切管机控制器400。切管机控制器400和电池组控制器还包括低电压监测器和充电状态监测器。切管机控制器400或电池组控制器利用上述监测器来确定电池组138是否正在经历低电压状况(该状况会阻碍切管机110的正常运行)或确定电池组138是否处于充电状态(该状态使得电池组138容易受损)。如果存在这种低电压状况或充电状态，切管机110停机或以其它方式防止电池组138进一步释放电流，从而防止电池组138进一步耗电。

图11-17示出适于切管机110的由控制器400执行的控制过程450。当切管机110被致动或开启，控制器400执行控制过程450的初始化部分，其中执行多个操作安全测试。例如，如在下文更详细描述的那样，控制过程450评估电池组电压，电池组温度，功率FET温度，霍尔传感器信号来确定切管机110是否正常运行或是否能够在不损害切管机110内的或连接到切管机110的机械和/或电气元件的情况下运行内。在切管机110的正常运行期间执行附加的测试以确保切管机110在安全运行参数内运行。下面相对于切管机控制过程450的各个控制部分来对这些附加的测试及可运行参数进行描述。

参照图11，当工具开关被致动时控制过程450开始(步骤500)。工具开关例如是一个电源开关，其选择性地使得电流能够或不能够从电池组138流到切管机110。当工具开关处于第一位置时，切管机110处于“关闭状态”。当工具开关处于第二位置时，切管机110处于“开启状态”。在工具开关被致动以及切管机110进入开启状态后，控制器400测量电池组电压(步骤504)。将电池组电压与第一电池组电压阈值进行比较(步骤508)。第一电池组电压阈值随着给切管机110供电的电池组的大小和化学性质而变化。第一电池组电压阈值具有例如在9.0V和10.0V之间的值，然而在控制过程450的一些实施例中使用该范围之外的第一电池组电压阈值。

在所述的实施例中，第一阈值电压水平为9.6V。如果电池组电压不大于(即小于)第一电池组电压阈值，设置第一LED闪烁计时器(步骤512)，关闭功率场效应晶体管(步骤516)，以及一个或多个燃油表LED闪烁(步骤520)。在燃油表LED开始闪烁之后，评估第一LED闪烁计时器(步骤524)。如果第一LED闪烁计时器小于第一LED闪烁计时器阈值，诸如像3.0秒，则燃油表LED继续闪烁。如果第一LED闪烁计时器大于或等于3.0秒，控制过程450继续到参照图17所示和所述的控制部分A。

返回到步骤508，如果电池组电压大于第一电池组阈值水平，测量电池组温度(步骤528)。将测量的电池组温度与第一电池组温度阈值进行比较(步骤532)。第一电池组温度阈值例如在60-90℃的范围。在其它实施例中，第一电池组温度阈值大于90℃或小于60℃。在所述实施例中，第一电池组温度阈值是75℃。如果电池组温度大于第一电池组温度阈值，设置第二LED闪烁计时器(步骤536)，关闭功率场效应晶体管(步骤540)，以及燃油表LED闪烁(步骤544)。在燃油表LED开始闪烁之后，评估第二LED闪烁计时器(步骤548)。如果第二LED闪烁计时器小于第二LED闪烁计时器阈值，诸如像200ms，则燃油表LED继续闪烁。如果第二LED闪烁计时器大于或等于第二LED闪烁计时器阈值，控制过程450继续到如图17所示的控制部分A。

如果在步骤532电池组温度不大于第一电池组温度阈值，则测量功率FET温度(步骤552)。将所测得的FET温度与第一功率FET温度阈值进行比较(步骤556)。第一功率FET温度阈值具有的值，其在量值上通常大于第一电池组温度阈值。例如，在一些情况下，第一功率FET温度阈值具有的值大于100℃。在所示的实施例中，第一功率FET温度阈值为110℃，但是该值可以随着电池组的大小、切管机的类型、FET的品牌，和包含于切管机110内的其它电路特性而变化。如果功率FET温度大于第一功率FET温度阈值，设置第三LED闪烁计时器(步骤560)，关闭功率FET(步骤564)，以及燃油表LED闪烁(步骤568)。在燃油表LED开始闪烁之后，评估第三LED闪烁计时器(步骤570)。如果第三LED闪烁计时器小于第三LED闪烁计时器阈值，在所示实施例中诸如像200ms，则燃油表LED继续闪烁。如果第三LED闪烁计时器大于或等于第三LED闪烁计时器阈值，控制过程450继续到如图17所示的控制部分A。

如果在步骤556功率FET温度小于第一功率FET温度阈值，则控制过程450继续到参照图12所示和所述的控制部分B。参照图12，控制器400评估霍尔传感器信号以便确定霍尔传感器是否被激活(步骤574)。如果霍尔传感器被激活，则设置霍尔传感器计时器(步骤578)，以及控制过程450继续到参照图15所示和所述的控制部分C。如果在步骤574，霍尔传感器未被激活，则清除霍尔传感器计时器(例如，设置到0.0s的值)(步骤582)，以及设置第一燃油表计时器(步骤586)。然后燃油表照亮显示成相应于电池组实际充电水平的水平(步骤590)。例如，在一些实施例中，燃油表包括四个燃油表LED。如果电池组的实际充电水平是75％或实际的电池组充电水平在75％的可接受公差内(例如，62.5％＜电池组充电水平＜87.5％)，则四个燃油表LED中的三个LED亮起。

在燃油表LED亮起之后，评估第一燃油表计时器(步骤594)。如果第一燃油表计时器小于充电水平计时器阈值，诸如2.0s，则燃油表LED仍保持亮起。如果第一燃油表计时器大于或等于充电水平计时器阈值，工作灯(例如，LED工作灯)(未示出)打开或亮起(步骤598)，以及控制过程450继续到参照图13所示和所述的控制部分D。该工作灯可操作成照亮切管机110前面的工作区域或切管机110周围的区域。在一些实施例中，工作灯独立于且附连到切管机110。在其它实施例中，工作灯集成到切管机110。

参照图13，在工作灯亮起之后，切管机110进入正常运行模式。在正常运行模式期间，切管机控制过程450测量切管机110的各种状况，诸如电池组电压、电池组温度、功率FET温度，和实际工具电流。将这些测量值与阈值进行比较，以确保切管机110在安全运行参数内运作。如果切管机110在安全运行参数以外运行，包括安全防护和控制部分的控制过程450使得切管机110不能使用，例如直到电池组温度或功率FET温度恢复到正常或可接受的水平。下面参照控制过程450来对切管机110的正常操作模式进行描述。

在步骤598工作灯亮起之后，控制过程450测量速度电位器(“POT”)的位置(步骤602)。可以各种方式来测量速度POT的位置或值。例如，作为电压来测量速度POT的位置，以及利用该电压来确定切管机的速度设置。备选地，对POT的电阻进行测量以便确定切管机的速度设置。利用这两种技术的任一种，使得切管机的速度设置相应于POT的弧刷臂位置(wiper armposition)。将速度POT位置的值存储于控制器400的诸如RAM或EEPROM的存储器内。基于速度POT的设置，设置PWM占空比(步骤604)。例如，在较低速度设置下，切管机需要较低的电流水平以及占空比相应地设置成一个较低的值(例如，15％)。如果速度POT设置被设置为高速，则切管机需要更大的电流，以及占空比也相应地设置成一个较高的占空比(例如，75％)。如以下参照图18-22所述的那样，虽然控制过程450的所示实施例在详细过程中示出将占空比的设置作为离散步骤，但是在操作过程中，功率FET的占空比能够不断地进行调节，以及可基于切管机110的一个或多种状况来使用切管机110。

在步骤604之后，控制器400测量电池组电压(步骤608)，测量电池组温度(步骤612)，测量功率FET温度(步骤616)，测量工具电流(步骤620)，以及测量霍尔传感器信号(步骤624)。图13仅仅示出控制流程450的一些实施例中之一的一部分。在一些实施例中，在控制过程450的控制部分D中测量的值可以不同的顺序进行测量，并行测量，或可在控制过程450的不同阶段进行测量。此外，在本发明的实施例中还测量其它切管机的特性，诸如扭矩。在步骤624测量霍尔传感器信号之后，控制过程450继续到参照图14所示和所述的控制部分E。

参照图14中所示的控制部分E，将在步骤608测量的电池组电压与多个电压范围进行比较以确保电池组给切管机110提供足够量的功率以便正常操作，以及确保电池组不会耗电到会导致损坏的程度。例如，在步骤628，对所测得的电池组电压进行评估，以确定其是否大于或等于6.3V以及小于或等于8.0V。在本发明的其它实施例中，不同的电压用于与所测得的电池组电压进行比较。如果电池组电压在步骤628的范围内，增加低的电池组电压计时器(步骤632)，以及将该计时器与第一低电池组电压计时器阈值进行比较(步骤636)。第一低电池组计时器阈值与所测得的电池组电压值相关。例如，类似于一些电池供电的工具，在所测得的电池组电压中可能发生波动。如果电池组电压只是暂时低于安全操作水平，低电池组电压计时器给电池组提供一段时间来恢复。如果低电池组电压计时器大于或等于第一低电池组电压计时器阈值，则控制过程450继续到参照图16所示和所述的控制部分F。如果低电池组电压计时器小于第一低电池组电压计时器阈值，则再次将所测得的电池组电压与步骤628的电压范围进行比较。

如果所测得的电池组电压不在步骤628的比较范围内，则将所测得的电池组电压例如与该比较范围的低值(例如，6.3V)进行比较(步骤640)。如果所测得的电池组电压低于6.3V，则增加第二低电池组电压计时器(步骤644)，以及将该计时器与第二低电池组电压计时器阈值(诸如90毫秒)进行比较(步骤648)。第二低电池组电压计时器阈值小于第一低电池组电压计时器阈值，因为小于约6伏特的电池组电压低得危险，如果持续的话，则会损坏电池组。如果低电池组电压计时器大于或等于第二低电池组计时器，则控制过程450继续到图16所示的控制部分F。如果低电池组电压计时器小于第二低电池组电压计时器阈值，则再次将所测得的电池组电压与步骤640的电压范围进行比较。

如果在步骤640所测得的电池组电压不低于6.3V，则将所测得的电池组温度与第一电池组温度阈值(例如，75℃)进行比较(步骤652)。如果所测得的电池组温度大于第一电池组温度阈值，则控制过程450继续到图16所示的控制部分F。如果所测得的电池组电压小于第一电池组温度阈值，则控制过程450继续到步骤656，在步骤656，将功率FET的所测量温度与第一功率FET温度阈值(例如，110℃)进行比较。如果所测得的功率FET温度大于第一功率FET温度阈值，则控制过程450继续到图16所示的控制部分F。如果所测得的功率FET温度低于第一功率FET温度阈值，则控制过程450评估所测得的工具电流。参照与第一电池组温度阈值和第一功率FET温度阈值进行比较来描述所测得的电池组温度和功率FET温度，上述也用于致动切管机110后的类似比较。在一些实施例中，当切管机110以正常操作模式操作时相对于切管机110刚被初始化时采用不同的温度阈值。

在步骤656之后，控制器400将所测得的切管机电流与第一电流阈值进行比较(步骤660)。第一电流阈值例如为60A，或明显高于切管机110正常操作电流的另一个值(例如，20A)。如果所测得的切管机电流大于第一电流阈值，增加第一工具高电流计时器(步骤664)，以及将该工具计时器与第一工具高电流计时器阈值(诸如80ms)进行比较(步骤668)，然而在本发明的其它实施例中可以使用其它的工具高电流计时器阈值。如果第一工具高电流计时器大于或等于第一工具高电流阈值，则控制过程450继续到如图16所示的控制部分F。如果工具高电流计时器小于第一工具高电流计时器阈值，则再次将切管机电流与步骤660的第一电流阈值进行比较。

第一工具高电流计时器允许切管机110在非常高的电流消耗水平下至少暂时地操作而不关闭切管机110。例如，随着切管机110切割通过管，切管机刀具的临时受阻或停止在很多情况下导致高的扭矩和电流消耗，直到切管机和刀具恢复正常操作。对于实质上的高电流，诸如第一电流阈值，在切管机110或电池组138发生损害之前，切管机110和电池组138只能在该电流水平下操作短的时间段。虽然控制过程450示出只对切管机电流测量一次之后就继续通过后续控制步骤，但是在一些情况下，可连续不断地或以非常高的速率测量切管机的电流。由于所测得的切管机电流不断更新，在导致切管机电流大于第一电流阈值初始比较之后，所测得的切管机电流下降到第一电流阈值以下是可能的。

如果在步骤660，切管机电流小于第一电流阈值，则将所测得的切管机电流与第二电流阈值进行比较(步骤672)。第二电流阈值小于第一电流阈值，但通常高于切管机110的实际操作电流。在所示的实施例中，第二电流阈值是30A。如果所测得的切管机电流大于第二电流阈值，增加第二工具高电流计时器(步骤676)，以及将该工具计时器与第二工具高电流计时器阈值(诸如1.0秒)进行比较(步骤680)，但是在本发明的其它实施例中可以采用其它的工具高电流计时器阈值。如果第二工具高电流计时器大于或等于第二工具高电流计时器阈值，则控制过程450继续到如图16所示的控制部分F。如果工具高电流计时器小于第一工具高电流计时器阈值，则再次将切管机电流与步骤672的第二电流阈值进行比较。如果所测得的切管机电流小于第二电流阈值，控制过程450继续到参照图15所示和所述的控制部分G。

以类似于上面参照第一工具高电流计时器所述那样的方式，第二工具高电流计时器允许切管机110在高于正常的电流消耗水平下至少暂时地操作而不关闭切管机110。对于仅仅略高于正常运行电流的所测得的切管机电流而言，切管机110和电池组138能够在切管机110或电池组138将要发生损坏之前运行比显著升高的电流消耗更长的时间段。因此，切管机电流下降到第二电流阈值以下的时间段与其下降到第一电流阈值以下的时间段相比要长。此外，如上所述，虽然控制过程450示出只对切管机电流测量一次之后就继续通过后续控制步骤，但是在一些情况下，可连续不断地或以非常高的速率测量切管机的电流。由于所测得的切管机电流不断更新，在初始比较导致切管机电流大于第二电流阈值之后，所测得的切管机电流下降到第二电流阈值以下是可能的。

参照控制过程450的控制部分G(图15)，控制过程450的步骤684评估霍尔传感器计时器以确定其是否已被设置(例如，计时器是否增加或计数)。步骤684紧在上述的步骤578(在工具初始化之后)和步骤672(在工具正常运行期间)之后。如果霍尔传感器计时器未被设置(通常紧在步骤672之后)，控制器400确定霍尔传感器是否被激活(步骤688)。如果霍尔传感器未被激活，控制过程450继续到参照图13所示和所述的控制部分D。如前所述，控制部分D代表适于切管机110的正常运行模式的开始。只要切管机110正在运行(即工具开关被致动)以及如上所述的运行参数(例如电池组电压，电池组温度，功率FET温度，工具电流等)保持在可接受的范围内，则切管机110继续循环通过控制过程450的正常运行模式部分。

如果在步骤688霍尔传感器被激活，则立即关闭功率FET(步骤692)，关闭工作灯(步骤696)，并开启一个燃油表LED(步骤700)。在步骤700之后，控制器400监测工具开关以便被去激活(即关闭切管机110)(步骤704)。控制器400继续监测以便工具开关被去激活。直到工具开关被关闭，保持功率FET关闭(步骤708)。在工具开关关闭后，控制过程450继续到参照图17所示和所述的控制部分H。

再次参照步骤684，如果霍尔传感器计时器被设置(通常在步骤578的初始化之后)，将该霍尔传感器计时器与霍尔传感器计时器阈值进行比较(步骤712)。霍尔传感器计时器阈值通常在1.0秒至8.0秒的范围内，但是在本发明的一些实施例中，霍尔传感器计时器的值在该范围之外。在所示的实施例中，霍尔传感器计时器阈值是5.0秒。如果霍尔传感器计时器小于霍尔传感器计时器阈值，则控制器400评估霍尔传感器以确定其是否被激活(步骤716)。如果霍尔传感器不被激活，或不再被激活，控制过程450继续到参照图13所述的控制部分D以及切管机110的正常运行。如果霍尔传感器被激活，增加霍尔传感器计时器(步骤720)，并在步骤712再次将该霍尔传感器计时器与霍尔传感器计时器阈值进行比较。如果在步骤712的比较期间，霍尔传感器计时器大于或等于霍尔传感器计时器阈值，则立即关闭功率FET(步骤692)，关闭工作灯(步骤696)，以及一个燃油表LED被开启(步骤700)。继步骤700，控制器400监测工具开关以便去激活(步骤704)。控制器400继续监测以便使得工具开关去激活以及保持功率FET关闭(步骤708)，直到工具开关被去激活。在工具开关被去激活之后，控制过程450继续到图17所示的控制部分H。

现在参照图16和控制部分F。控制部分F遵循不同的步骤，诸如步骤636、648、652、656、668和680，其中每个在检测故障状况(例如，低电压，高温度，电流过大等)之后。当发生至少一个上述故障状况时，切管机110被禁用，以防止损坏切管机110，损坏电池组138，或伤害用户。因此，关闭功率FET(步骤724)，以及关闭工作灯(步骤728)。在工作灯被关闭之后，设置第二燃油表计时器(步骤732)，以及所有四个燃油表LED以预定的间隔(例如，0.5Hz或1.0Hz)闪烁(步骤736)。继步骤736，控制器400监测工具开关以便被去激活(即关闭切管机110)(步骤740)。控制器400继续监测以便使得工具开关被去激活。直到工具开关被关闭，保持功率FET关闭(步骤744)。将第二燃油表计时器与燃油表LED计时器阈值(诸如3.0秒)进行比较(步骤748)。如果第二燃油表计时器小于燃油表LED计时器阈值，则增加第二燃油表LED计时器(步骤752)，以及燃油表LED继续闪烁。控制器400继续检查以便使得工具开关被去激活(步骤740)，继续保持功率FET关闭(步骤744)以及将第二燃油表计时器继续与燃油表LED计时器阈值进行比较(步骤748)。如果燃油表计时器大于或等于燃油表LED计时器阈值，控制器400继续监测以便使得工具开关被去激活，但燃油表LED不再闪烁。当工具开关被去激活时，控制过程450继续到如图17所示的控制部分H。

参照图17，对控制部分A(其继图11中所示的控制过程步骤524、548、570)和控制部分H(其继图15中所示的控制过程步骤704以及图16中所示的控制过程步骤740)进行描述。控制部分A在切管机110初始化期间检测故障状况之后。例如，在工具开关被致动后，测量和评估电池组电压，电池组温度和功率FET温度。如果这些值的一个或多个落在预定的操作范围以外，或超过预定的阈值，则切管机110被禁用，以防止损坏切管机110或电池组138。如前参照图11所述的那样，在检测每个故障状况之后，关闭功率FET，并给用户提供为燃油表LED亮起或闪烁的形式的视觉指示。在燃油表LED亮起或闪烁预定的时间段之后，燃油表LED被关闭(步骤756)。继步骤756，控制器400检测工具开关以便被去激活(即关闭切管机)(步骤760)。控制器400继续监测以便使得工具开关被去激活，以及保持功率FET关闭(步骤764)，直到工具开关被去激活。在控制器400检测到工具开关已被去激活之后，开启制动FET(步骤768)，以及设置制动FET计时器(步骤772)。制动FET用于减慢或停止产生切管机切割动作的电机。将制动FET计时器与制动FET计时器阈值(诸如500ms)进行比较(步骤776)。基于切管机110的特性，诸如像电机的大小，电池组的大小，以及切割刀具处产生的扭矩来选择制动FET计时器。如果制动FET计时器比小于制动FET计时器阈值，则增加制动FET计时器(步骤780)，以及再次将制动FET计时器与制动FET计时器阈值进行比较(步骤776)。如果制动FET计时器大于或等于制动FET计时器阈值，则控制过程450结束。

继续参照图17，以及现在参考继步骤704和步骤740的控制过程450的控制部分H，其中在检测到故障状况后关闭工具开关，关闭亮起或闪烁的任何燃油表LED(步骤784)，开启制动FET(步骤768)，以及设置制动FET计时器(步骤772)。将该制动FET计时器与制动FET计时器阈值(诸如500ms)进行比较(步骤776)。如果制动FET计时器小于制动FET计时器阈值，则增加制动FET计时器(步骤780)，以及再次将制动FET计时器与制动FET计时器阈值进行比较(步骤776)。如果制动FET计时器大于或等于制动FET计时器阈值，则控制过程450结束。

除了上述的控制过程450之外，切管机110还包括提高切管机110操作的附加控制。例如，图18示出在切管机110切割通过管(诸如PVC管)时工具电流随时间变化所绘制的图800。工具电流的幅度沿Y轴804绘制，以及时间沿x轴808绘制。在绘图中示出两条曲线。第一条曲线812表示当PWM的输出设置在第一输出水平(诸如100％的占空比)(即电机全速)时工具所消耗的电流。第二条曲线816表示当PWM在第二输出水平(诸如像50％的占空比)下运行时工具所消耗的电流。第一条曲线812和第二条曲线816的每一者都包括各自的第一峰值电流值820A和820B，以及各自的第二峰值电流值824A和824B。

当切管机110的刀具接触到管时，由切管机110消耗的电流上升到第一峰值电流值820A，直到切管机110将管切开。在切管机110切开管之后，切管机110消耗的电流减小，直到刀具到达管的相对侧。由切管机消耗的电流再次增加到第二峰值电流值824A，直到刀具完成切割通过管以及电流再次减小。在第一峰值电流水平下所需的电流水平允许切管机110产生相当大的扭矩。在一些情况下，与管最初接触时产生的扭矩足以破坏驱动机构中的齿轮齿。因此，建立电流阈值水平828，当超过其时，会导致控制器400利用脉冲宽度调制将占空比从高或全速模式(即100％的占空比)减少到降低的占空比模式(例如，50％的占空比)，以便降低切管机110上的负荷，以及因此减少由切管机110所产生的扭矩。切管机110的操作电流超过电流阈值水平被认为是与切管机110状况相关的“事件”。控制器400能够检测其他事件，例如超过电压阈值，超过计时器阈值，超过温度阈值，超过速度阈值，超过扭矩阈值等。

在点A处发生从第一占空比到降低占空比的过渡。在切管机110初始切开管的一侧之后，占空比在点B处增加返回到原来的100％占空比。占空比的减少防止切管机110产生例如能够破坏齿轮齿的扭矩。PWM还导致切管机110的刀具中的周期性驱动振动。刀具中的振动增加切管机切割通过管的能力，同时在较低的速度和较低的扭矩下运行。下面参照图19-20更详细地描述切管机110的占空比控制。

图19和图20示出用于控制切管机PWM的占空比的过程900，切管机PWM的占空比进而依次控制切管机110的电机转速和由切管机110产生的扭矩。在步骤904设置第一占空比值。在一些情况下，第一占空比值是由切管机110的制造商设定的预定和预编程的值。然而，在一些实施例中，第一占空比值由切管机110的使用者例如利用调节电位计弧刷臂的旋转刻度盘或上下按钮来设置。然后将切管机110的工作电流与第一电流阈值进行比较(步骤908)。在一些实施例中，第一电流阈值为相应于切管机110的安全操作电流值(例如，不会产生破坏齿轮齿的充足扭矩的电流水平)的电流值。如果切管机110的工作电流不大于第一电流阈值，则控制器400继续相对于第一电流阈值来评估切管机110的工作电流。如果切管机110的工作电流超过电流阈值，则设置占空比计时器(步骤912)，以及将PWM的占空比设置为第二值(步骤916)。在一些实施例中，第二占空比值由切管机110的制造商预先确定和预先编程。在其它实施例中，第二占空比由切管机的用户例如通过调整电位计来设置。

当控制器400将切管机110的操作从第一占空比切换到第二占空比时，确定电池组的第一电压V_A(步骤920)。然后将在步骤920中确定的电池组的电压水平储存于切管机110的诸如EEPROM或RAM的存储器内(步骤924)。现在参照图20，控制器400在切管机110在降低占空比下运行的期间检测电池组电压(步骤928)。在检测电池组电压之后，控制器400相对于占空比计时器阈值评估占空比计时器(步骤932)。在所示的实施例中，占空比计时器阈值是2.0s，但是在本发明的其它实施例中，上述阈值可采取不同的值。如果占空比计时器小于占空比计时器阈值，则将在步骤928检测到的电池组与电池组电压V_A进行比较(步骤936)。如果在步骤928检测到的电池组电压低于电池组电压V_A，则再次在步骤928检测电池组电压，以及再次将占空比计时器与占空比计时器阈值进行比较(步骤932)。如果占空比计时器大于占空比计时器阈值，切管机110返回到在第一占空比值(例如100％)下的运行(步骤940)。以类似的方式，如果在步骤928检测到的电池组电压在步骤936大于电池组电压V_A，切管机110返回到在第一占空比值下的运行(步骤940)。继步骤940，将切管机110的工作电流再次与第一电流阈值进行比较(步骤944)。如果确定切管机110的工作电流保持高于第一电流阈值，则以如上参照图11-17所述的类似方式关闭切管机110(步骤948)。如果切管机110的工作电流低于第一电流阈值，则切管机110仍然保持在第一占空比值下运行，并继续相对于第一电流阈值监测工作电流(步骤908)(图19)。在一些实施例中，当切管机110的工作电流下降到第一电流阈值以下时，PWM的占空比返回到第一占空比水平。

在本发明的其它实施例中，以替代如上参照图18-20所述的方式来控制PWM的占空比。例如以及参照图21，如前参照图18所述的那样，切管机110的工作电流相对于时间进行绘图。然而，与其中PWM的占空比恒定地保持于降低的占空比的本发明实施例形成对照，图21中所示的本发明实施例以线性或变量的方式来降低PWM的占空比。例如，占空比以线性方式降低，直到到达第二占空比值。然后PWM的占空比以线性或变量的方式增加，直到占空比再次达到第一占空比值(例如100％)。在其它实施例中，PWM的占空比在第一预定时间段或用户可调的时间段内降低。当上述时间段已经过去，PWM的占空比增加持续第二预定的时间，其可与第一预定时间相同。还在另一实施例中，PWM的占空比以一定的速率下降，该速率依赖于切管机110的工作电流增加的速率。参照图21中所示的实施例，可使用如上参照图19和20所述的没有实质性修改的过程900。

作为另一示例性实例，PWM的占空比在第一占空比水平(例如，100％)和第二占空比水平(例如50％)之间脉动。如前参照图18所述的那样，再次将切管机110的工作电流相对于时间进行绘图。当切管机110的工作电流超过第一电流阈值时，占空比降低到第二占空比值。然而，在图22所示的实施例中，在占空比增加到第一占空比值之前，占空比保持在第二占空比水平仅仅持续预定的时间段。占空比的这种脉动继续，直到例如满足参照图19和图20所示过程900所述的用于返回到第一占空比的条件，或者当切管机110的工作电流下降到第一电流阈值以下为止。此外，如上参照图19和20所述的过程900可在没有实质性修改的情况下用于执行图22中所示的本发明的实施例。

因此，除其它之外，本发明提供用于控制电池供电切管机操作的控制器。控制器执行控制过程，该控制过程包括用于确定切管机是否在可接受的运行参数内运行的多个安全测试和评估。该控制器还执行用于降低脉冲宽度调制器占空比的过程以便控制切管机的输出电流和转矩，例如防止切管机的齿轮齿受损。本发明的各个特征和优势在下述的权利要求中提出。

Claims (33)

1.一种电动工具，其包括：

管保持器；

枢转耦联到管保持器的刀具；

耦联到管保持器和刀具至少其中之一的驱动机构，驱动机构可操作成使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个进行运动；

耦联到驱动机构的电机；

电耦联到电机的电源，电机接收具有占空比的功率信号，占空比具有第一值；以及

控制器，其配置成：

监测电动工具的至少一种状况；以及

检测与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件；

其中当控制器检测到与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件时，功率信号占空比从第一值改变到第二值。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其中电源是电耦联到电机的电池组。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其中电池组是基于锂离子的电池组。

4.根据权利要求2所述的电动工具，其中电池组是可与所述电动工具和其它电动工具使用的电动工具电池组。

5.根据权利要求1所述的电动工具，其中占空比的第一值是百分之百。

6.根据权利要求1所述的电动工具，其中占空比的第二值小于占空比的第一值。

7.根据权利要求1所述的电动工具，其中电动工具的至少一种状况是电动工具的工作电流。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其中与电动工具相关的至少一件事件是电动工具的工作电流超过第一阈值。

9.根据权利要求1所述的电动工具，其中驱动机构包括齿轮组件，其耦联到管保持器和刀具至少其中之一以便使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个进行运动。

10.根据权利要求1所述的电动工具，还包括位于管保持器和刀具之间的弹簧以便偏置刀具使其远离管保持器。

11.根据权利要求1所述的电动工具，其中管保持器和刀具限定配置成容纳管的槽，其中驱动机构包括耦联到管保持器的弹簧，以及其中弹簧的一部分可操作成啮合管保持器和刀具至少其中之一的一部分以便偏置所述刀具使该刀具远离所述管保持器。

12.一种电动工具，其包括：

支撑电机和驱动机构的壳体组件；

耦联到壳体组件的管保持器，且管保持器配置成支撑管；

枢转耦联到管保持器的刀具；

耦联到壳体组件的电池，电池电耦联到电机以便给电机供电从而对驱动机构进行驱动，驱动机构可操作成使得刀具相对于管保持器运动以便对由管保持器支撑的管进行切割；

其中电机接收具有占空比第一值的电机功率信号；以及

控制器，其配置成监测电动工具的至少一种状况，以及检测与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件；

其中当控制器检测到至少一件事件时，占空比的第一值减小到占空比的第二值。

13.根据权利要求12所述的电动工具，其中电池是基于锂离子的电池组。

14.根据权利要求12所述的电动工具，其中电池组是可与所述电动工具和其它电动工具使用的电动工具电池组。

15.根据权利要求12所述的电动工具，其中占空比的第一值以线性方式降低。

16.根据权利要求12所述的电动工具，其中占空比的第二值小于占空比的第一值。

17.根据权利要求12所述的电动工具，其中电动工具的至少一种状况是电动工具的工作电流。

18.根据权利要求17所述的电动工具，其中与电动工具相关的至少一件事件是电动工具的工作电流超过第一阈值。

19.根据权利要求12所述的电动工具，其中驱动机构包括齿轮组件，其耦联到管保持器和刀具至少其中之一以便使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个进行运动。

20.一种切管机，其包括：

壳体组件；

耦联到壳体组件的管保持器；

枢转联接到管保持器的刀具，刀具和管保持器在其间限定用于容纳管的槽；

至少部分定位于壳体组件内且耦联到管保持器和刀具的至少其中之一的驱动机构，驱动机构可操作成使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个运动以便对定位于槽内的管进行切割；

至少部分定位于壳体组件内且耦联到驱动机构的电机；

可拆卸地耦联到壳体组件的电池组，电池组电耦联到电机以便给电机供电从而操作驱动机构，进而使得管保持器和刀具的至少其中之一相对于管保持器和刀具的另一个运动；以及

控制器，其配置成：

控制功率信号；

监测切管机的至少一种状况；以及

检测与切管机的至少一种状况相关联的至少一件事件；

其中当控制器检测到至少一件事件时，控制器改变功率信号的占空比值。

21.根据权利要求20所述的切管机，其中电池组是基于锂离子的电池组。

22.根据权利要求20所述的切管机，其中电池组是可与所述切管机和其它电动工具使用的电动工具电池组。

23.根据权利要求20所述的切管机，其中控制器将功率信号的占空比值从第一值改变到第二值，第二值小于占空比第一值。

24.根据权利要求20所述的切管机，其中切管机的至少一种状况是切管机的工作电流。

25.根据权利要求24所述的切管机，其中与切管机相关的至少一件事件是切管机的工作电流超过第一阈值。

26.适于电动工具的操作方法，该方法包括：

将具有功率信号占空比的功率信号提供给电机以便对驱动机构进行驱动；

将管支撑在管保持器内；

操作驱动机构以便使得刀具相对于管保持器运动从而对管进行切割；

监测电动工具的至少一种状况；

检测与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件；以及

当检测到与电动工具的至少一种状况相关联的至少一件事件时，功率信号占空比从第一值改变到第二值。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括将电池组耦联到电动工具。

28.根据权利要求27所述的方法，其中电池组是基于锂离子的电池组。

29.根据权利要求27所述的方法，其中电池组是可与所述电动工具和其它电动工具使用的电动工具电池组。

30.根据权利要求26所述的方法，其中占空比第一值是百分之百。

31.根据权利要求26所述的方法，其中占空比第二值小于占空比第一值。

32.根据权利要求26所述的方法，其中电动工具的至少一种状况是电动工具的工作电流。

33.根据权利要求26所述的方法，其中与电动工具相关的至少一件事件是电动工具的工作电流超过第一阈值。