CN103317466A - 电动工具及数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动工具及数据传输方法。电动工具包括：电机；发光体，其具有除数据传输以外的功能；开关，其构造为根据用户操作来为所述发光体接通电源；以及控制单元。在开关从断开切换为接通时，所述发光体基于诸如电动工具的使用历史数据之类的数据来以高于人可感觉的范围的频率闪烁。当比特率设置为例如9600bps时，所述发光体的闪烁频率的平均值约为4800Hz。此外，闪烁期间所述发光体的驱动信号的占空比的平均值接近50%。

Description

电动工具及数据传输方法

技术领域

本发明涉及能够向外部传输诸如使用历史数据之类的数据的电动工具，以及电动工具的数据传输方法。

背景技术

电动工具的使用历史数据是指表示从电动工具被生产之后直到目前为止该电动工具的实际使用历史的数据。例如，电动工具的使用历史数据包括这样的数据：诸如执行螺钉紧固的日期和时间、要紧固的螺钉的数量、螺钉紧固时的负载强度（例如，电流值和施加时间）、紧固一个螺钉所需的时间、或螺钉紧固时的设置条件。通过采集使用历史数据，可以确认电动工具的使用频率，以确定故障的原因或评估要设置的目标质量的有效性。相应地，通过利用使用历史数据作为后续产品开发的参考，可以提高电动工具的质量。JP-A-2010-12587公开了一种这样的技术，即其中每次在进行紧固操作时利用微计算机将紧固数据存储到便携式存储卡中。

发明内容

为了提供用于向外部传输诸如使用历史数据之类的数据的功能，在电动工具上安装专用硬件。然而，这造成电动工具尺寸的增加、部件数量的增加和成本的上升。

因此，本发明的示例性方面提供了一种不需要装备用于向外部传输诸如使用历史数据之类的数据的专用硬件的电动工具，以及一种电动工具的数据传输方法。

根据本发明的一个示例性方面，提供了一种电动工具，包括：电机；发光体，其具有除数据传输以外的功能；开关，其构造为根据用户操作来为所述发光体接通电源；以及控制单元，其构造为控制所述发光体，其特征在于，所述控制单元在所述开关切换为接通或断开时基于预定数据来控制所述发光体以高于人可感觉的范围的频率闪烁。

根据本发明的另一示例性方面，提供了一种用于将电动工具的使用历史数据从电动工具传输到数据读取器的方法，该方法包括：接通或断开开关，该开关构造为根据用户操作来为电动工具的电机接通电源；在所述开关切换为接通或断开时基于使用历史数据来控制所述电动工具的发光体以高于人可感觉的范围的频率闪烁，该发光体具有除数据传输之外的功能；以及控制所述数据读取器来通过利用所述数据读取器的光接收元件来接收所述发光体的闪烁光以读出所述使用历史数据。

此外，上述各组件的任何组合以及本发明的方法或系统的改变也有效地作为本发明的实施例。

根据本发明，通过根据用户操作来接通或断开被构造为接通到电机的电源的开关，具有除数据传输功能之外的功能的发光体基于预定数据而闪烁，从而可以将该预定数据传输到外部。相应地，可以实现不需要装备用于将诸如使用历史数据之类的数据传输到外部的专用硬件的电动工具以及该电动工具的数据传输方法。此外，由于发光体以超过人可感觉的范围的频率进行闪烁，因此本发明能够抑制用户在数据传输时的怪异感。

附图说明

图1是示出根据本发明一个示例性实施例的电动工具处于面向数据读取器的状态下的示意性外部示图；

图2是电动工具和数据读取器的框图；

图3A至图3H是示出触发开关的接通/断开的时序图以及根据触发开关的接通/断开用于发光LED的驱动信号的波形；以及

图4A和图4B是数据传输中使用的信号的格式说明图。

具体实施方式

下文中，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。对全部附图中的相同或相似部件和元件赋予相同或相似的附图标记，并将省略其重复描述。此外，实施例是示例性的并且不旨在限制本发明。应该注意的是，实施例中描述的所有特征及其组合不必看作为本发明的必不可少的部分。

图1是示出根据本发明示例性实施例的电动工具1处于面向数据读取器9的状态下的示意性外部示图。图2是电动工具1和数据读取器9的框图。在这些附图中，省略了电动工具1的与数据传输无关的组件。

如图1所示，电动工具1包括容纳在壳体2的圆柱形主体部件2a中的电机7。当使用电动工具1时，通过勾拉（pull）设置在壳体2的手柄部件2b处的触发开关3来从电源向电机7供电而旋转驱动电机7，电机7的旋转经由减速机构（未示出）等传递到电动工具的顶端，从而安装至主体部件2a的前端插座21的顶端工具（例如，螺丝刀刀头或螺栓紧固件头）（未示出）被旋转驱动。以此方式，执行诸如螺钉紧固或螺栓紧固之类的操作。电源可以是电池或诸如商用电源的AC电源。顺便说一下，电动工具1的关于螺钉紧固等的构造和操作是已知的，从而省略了其详细描述。

电动工具1包括发光LED4作为发光体。发光LED4位于手柄部件2b的上方，例如，在触发开关3的上方。在触发开关3接通时，发光LED4点亮，从而照射顶端工具或要旋的物体。在该实施例中，发光LED4基于诸如使用历史数据之类的数据以超过人可感觉的范围的频率闪烁，从而可以将数据从电动工具1传输至外部。当传输数据时，发光LED4处于面向数据读取器9的光接收部件的状态，如图1所示。超过人可感觉的范围的频率为约80Hz以上。例如，当将频率设置为超过1kbps时，优选的超过几十kbps的比特率（超过提供几十kHz的闪烁频率的比特率）时，即使考虑由于数据造成的变化，发光LED也可以以超过人可感觉的范围的频率闪烁。下面将参照图3A至图3H描述闪烁期间发光LED4的闪烁时间以及所施加电压的幅值。数据传输中使用的格式可以是传统的格式。例如，可以使用图4A和图4B所示的通用格式。此处，图4A示出了异步（开始-停止同步）串行信号的示例，图4B示出了传输ASCII码编号中的零=30（H）和3=33（H）的示例。由于许多微计算机都包括UART（通用异步收发器）电路以支持通用格式，因此有利于使用图4A和图4B所示的通用格式。可替换地，可以使用专用信号格式。

除了发光LED4以外，例如，电动工具1还包括四个状态显示LED8。状态显示LED8构造为显示例如（电池驱动情况下的）电池电量、当前条件设置、操作模式、设置转矩或其他信息。

如图2所示，电动工具1包括作为控制单元的微计算机5、和被构造为记录诸如使用历史数据之类的数据的存储器6。在每次执行诸如螺钉紧固之类的工作时，微计算机5将使用历史数据写入存储器6中。此外，在传输数据时，微计算机5从存储器6读取诸如使用历史数据之类的数据，并基于该数据（例如，通过利用该数据编码的信号）控制发光LED4闪烁。在用户接通或断开触发开关3时执行数据传输。即，当微计算机5检测到触发开关3的接通或断开时，该微计算机基于该数据控制发光LED4闪烁。由发光LED4的闪烁而发射的光信号（例如，工具管理信号）被作为数据读取器9的光接收元件（例如，光电转换元件）的光敏晶体管91接收。光敏晶体管91和电阻R串联连接在电源Vcc和地之间。电平与发光LED4的闪烁同步移动的光接收信号（例如，当从发光LED4发射光时为“0”，当未从发光LED4发射光时为“1”）出现在光敏晶体管91和电阻R的连接点。光接收信号被解码器92解码，因此诸如电动工具1的使用历史数据之类的数据被数据读取器9读取。

图3A至图3H是示出触发开关3的接通/断开的时序图以及用于发光LED4根据触发开关的接通/断开的驱动信号（例如，光驱动信号）的波形。图3A示出了触发开关3的接通/断开，图3B示出了相关技术中发光LED4的驱动信号，图3C至图3H示出了示例性实施例中的发光LED4的驱动信号（示例1至示例6）。从图3B中显而易见的是，在相关技术中，发光LED4与触发开关3的接通同步地点亮，并且发光LED4与触发开关3的断开同步地熄灭（未执行利用发光LED4的信号传输）。在该实施例中，作为利用发光LED4的信号传输方法，示出了下面的六个示例。顺便说一下，由微计算机5执行发光LED4的驱动信号的控制。

（示例1）方法1：图3C

在该方法中，如图3C所示，当触发开关3从断开切换为接通（例如，触发开关3被用户勾拉）时，发光LED4基于诸如电动工具1的使用历史数据之类的数据而以超过人可感觉的范围的频率闪烁。该状态可称作点亮状态（例如，用于通信的闪烁状态）。尽管闪烁频率会由于数据而在一定程度上瞬时变化，但是例如在将比特率设置为9600bps时，闪烁频率的平均值约为4800Hz。此外，发光LED4的驱动信号在闪烁期间的占空比由于数据而在一定程度上瞬时变化，其平均值约为50%。在闪烁周期（例如，工具管理信号传送周期T1）结束后（例如，基于数据的闪烁结束后），微计算机5在触发开关3处于接通状态的周期期间控制发光LED4点亮（例如，将发光LED4的驱动信号的占空比控制为基本为100%），而在触发开关3切换为断开时控制发光LED4熄灭。处于闪烁状态和点亮状态的发光LED4的驱动信号的幅值彼此相等。相应地，处于闪烁状态的发光LED4的亮度约为处于点亮状态的亮度的一半。

（示例2）方法2：图3D

如图3D所示，该方法2除了以下方面以外与方法1一致：基于诸如使用历史数据之类的数据处于闪烁状态（用于通信的闪烁状态）下的发光LED4的驱动信号的幅值是方法1中的处于闪烁状态的发光LED4的驱动信号的幅值的两倍；以及在方法1中的闪烁状态的周期内（例如，基于数据的闪烁结束之后以及在触发开关3处于接通状态时），发光LED4以不同于通信闪烁状态中的频率、且超出人可感觉的范围的频率（例如，不同频率）闪烁。非通信闪烁状态中的频率可以低于通信闪烁状态中的频率，并且例如可以是2000Hz。处于非通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的占空比约为50%，而其幅值与通信闪烁状态中的幅值相同。在该方法中，由于处于通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的占空比与处于非通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的占空比基本彼此相同，而它们的幅值也彼此相同，因此通信闪烁状态下的发光LED4的亮度和非通信闪烁状态下的发光LED4的亮度彼此基本一致。因此，相比于方法1，可以进一步抑制用户的怪异感。

（示例3）方法3：图3E

如图3E所示，该方法2除了处于闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的幅值是方法1中处于闪烁状态的发光LED4的驱动信号的幅值的两倍以外与方法1一致。在该方法中，由于处于点亮状态下的发光LED4的驱动信号的幅值约为闪烁状态中发光LED4的驱动信号的幅值的一半，并且处于点亮状态的发光LED4的驱动信号的占空比约为闪烁状态中发光LED4的驱动信号的占空比的两倍，因此处于闪烁状态下的发光LED4的亮度和处于点亮状态下的发光LED4的亮度基本彼此一致。因此，相比于方法1，可以进一步抑制用户的怪异感。此外，在方法2中，即使在非通信闪烁状态期间，发光LED4的驱动信号的幅值也较大且与通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的幅值相同。此外，在本方法中，处于点亮状态下的发光LED4的驱动信号的幅值约为闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的幅值的一半。因此，具有这样的优点：可以减小发光LED4的负担并且发光LED4的使用寿命可以变得更长。在发光LED4的驱动信号的幅值大于闪烁状态下的发光LED4的额定电压且位于点亮状态下的额定电压之内的情况下，这些优点非常显著。

（示例4）方法4：图3F

如图3F所示，在该方法4中，当触发开关3从断开切换到接通（即，触发开关3被用户勾拉）时，发光LED4被控制为点亮状态。然后，当触发开关3从接通切换到断开（即，触发开关3从被用户勾拉的状态返回）时，发光LED4基于诸如电动工具1的使用历史数据之类的数据以超过人可感觉的范围的频率闪烁（被控制为闪烁状态）。发光LED4在闪烁时的闪烁频率和驱动信号的占空比与方法1中的那些相同。在闪烁周期（工具管理信号传送周期T1）结束（基于数据的闪烁结束）之后，微计算机5控制发光LED4在触发开关3处于断开状态时熄灭。闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的幅值和点亮状态下的发光LED4的驱动信号的幅值彼此相等。因此，闪烁状态下的发光LED4的亮度约为点亮状态下的发光LED4的亮度的一半。

（示例5）方法5：图3G

如图3G所示，该方法5除了以下方面以外与方法4一致：基于诸如使用历史数据之类的数据处于闪烁状态（通信闪烁状态）的发光LED4的驱动信号的幅值是方法4中的处于闪烁状态的发光LED4的驱动信号的幅值的两倍；以及在方法4中的闪烁状态的周期（例如，直到处于接通状态的触发开关3返回断开状态的周期）内，发光LED4以不同于通信闪烁状态中的频率、且超出人可感觉的范围的频率（例如，不同频率）闪烁（处在非通信闪烁状态）。非通信闪烁状态中的频率可以低于通信闪烁状态中的频率，并且例如可以是2000Hz。处于非通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的占空比约为50%，而其幅值与通信闪烁状态中的幅值相同。在该方法中，由于处于通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的占空比与处于非通信闪烁状态中的发光LED4的驱动信号的占空比基本彼此相同，而且它们的幅值也彼此相同，因此通信闪烁状态的发光LED4的亮度和非通信闪烁状态的发光LED4的亮度彼此基本一致。因此，相比于方法4，可以进一步抑制用户的怪异感。

（示例6）方法6：图3H

如图3H所示，该方法6除了闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的幅值是方法4的闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的幅值的两倍以外与方法4一致。在本方法中，由于点亮状态下的发光LED4的驱动信号的幅值约为闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的幅值的一半，并且点亮状态下的发光LED4的驱动信号的占空比约为闪烁状态下的发光LED4的驱动信号的占空比的两倍，因此闪烁状态下的发光LED4的亮度和点亮状态下的发光LED4的亮度基本彼此一致。因此，相比于方法4，可以进一步抑制用户的怪异感。此外，类似于方法3，具有使得发光LED4的使用寿命变得更长的优点。

根据该实施例，可以获得下列效果。

（1）由于可以通过电动工具1的发光LED4的闪烁将诸如使用历史数据之类的数据传输至外部，因此不需要安装专用硬件以用于数据传输。因此，可以保证数据传输功能，同时消除诸如电动工具1的尺寸增加、部件数量增加以及成本上升之类的问题。即，与安装专用硬件的情况相比，电动工具1的数据传输功能可以以低成本和小尺寸来实现。

（2）由于通过触发开关3的正常接通/断开操作来控制到电机7的电力供应就可以将诸如使用历史数据之类的数据传输至外部，因此具有不需要用于进行数据传输的专用按钮或特殊操作的优点。

（3）由于发光LED4即使在正常螺钉紧固操作中也基于数据进行闪烁，但是以高于人可感觉的范围的频率进行闪烁，因此可以减小用户的怪异感，或者可以将用户的怪异感抑制为基本为零。

（4）当微计算机5中具有空闲端口或存储容量时，还可以在以后通过改变微计算机5的软件来向不具有数据传输功能的电动工具提供数据传输功能。

尽管已经结合本发明的特定实施例进行描述，但是对于本领域技术人员而言显然的是，在不背离本发明的情况下可以进行各种改变和修改。下面将描述其修改。

电动工具1不限于手枪型，而可以是其他类型。

数据传输中使用的发光体不限于发光LED4，而可以是状态显示LED8。

发光LED4可以通过触发开关3的第一半勾拉而点亮，并且到电机7的电力供应可以通过触发开关3的第二半勾拉而激活。在此情况下，可以以下列方式传输诸如使用历史数据之类的数据：在第一半勾拉处停止触发开关3的勾拉，因此未伴随有到电机7的电力供应。

还可以通过这样的方式来传输诸如使用历史数据之类的数据：提供用于独立于触发开关3来切换发光LED4的点亮/熄灭的用于发光的开关、以及操作用于发光的开关的接通或断开。

Claims (16)

1.一种电动工具，包括：

电机；

发光体，其具有除数据传输以外的功能；

开关，其构造为根据用户操作来为所述发光体接通电源；以及

控制单元，其构造为控制所述发光体，

其特征在于，所述控制单元在所述开关切换为接通或断开时基于预定数据来控制所述发光体以高于人可感觉的范围的频率闪烁。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制单元控制所述发光体在所述开关切换至接通状态时闪烁，然后控制所述发光体在所述开关处于接通状态期间点亮。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制单元控制所述发光体在所述开关切换至断开状态时从点亮状态切换至闪烁状态，然后控制所述发光体在所述开关处于断开状态期间熄灭。

4.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

在所述发光体处于闪烁状态时，所述控制单元控制所述发光体以低于施加至所述发光体的电压的幅值的电压被点亮。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

所述发光体处于点亮状态时施加至所述发光体的电压的幅值约为所述发光体处于闪烁状态时施加至所述发光体的电压的幅值的一半。

6.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

所述控制单元控制所述发光体以低于所述发光体处于闪烁状态时施加至所述发光体的电压的幅值的电压被点亮。

7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，

所述发光体处于点亮状态时施加至所述发光体的电压的幅值约为所述发光体处于闪烁状态时施加至所述发光体的电压的幅值的一半。

8.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制单元控制所述发光体在所述开关切换至接通状态时闪烁，然后控制所述发光体以高于人可感觉的范围、且不同于闪烁状态时的频率的不同频率闪烁。

9.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制单元控制所述发光体在所述开光切换至断开状态时切换至闪烁状态，然后控制所述发光体在所述开关处于断开状态期间熄灭；以及

所述控制单元控制所述发光体在切换至闪烁状态之前以高于人可感觉的范围、且不同于闪烁状态时的频率的不同频率闪烁。

10.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于，

当所述发光体以所述不同频率闪烁时施加至所述发光体的电压的占空比接近50%。

11.根据权利要求9所述的电动工具，其特征在于，

当所述发光体以所述不同频率闪烁时施加至所述发光体的电压的占空比接近50%。

12.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制单元控制所述发光体在闪烁状态下以超过1kpbs的比特率闪烁。

13.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述预定数据包括所述电动工具的使用历史数据。

14.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述发光体是用于照明的发光体。

15.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述开关构造为还用作用于根据用户操作来为所述电机接通电源的开关。

16.一种用于将电动工具的使用历史数据从电动工具传输到数据读取器的方法，该方法包括：

接通或断开开关，该开关构造为根据用户操作来为电动工具的电机接通电源；

在所述开关切换为接通或断开时基于使用历史数据来控制所述电动工具的发光体以高于人可感觉的范围的频率闪烁，所述发光体具有除数据传输之外的功能；以及

控制所述数据读取器来通过利用所述数据读取器的光接收元件来接收所述发光体的闪烁光以读出所述使用历史数据。

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