CN103842134B - 用于无绳动力工具的具有触觉反馈的电池包释放 - Google Patents

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Abstract

一种电池包包括：电池包壳体；由电池壳体保持的至少一个电池释放部件；由电池包壳体保持的与电池释放部件连通的(暗)闩锁，其将电池包可释放地锁定到装置上；以及触觉反馈机构，其由电池包壳体保持，并且与电池释放部件连通。触觉反馈机构产生触觉反馈，触觉反馈减小或增大使用者手动地促动至少一个释放部件所需的作用力。触觉反馈通过至少一个电池释放部件传递。当至少一个释放部件已经被使用者手动地促动足以允许使用者从装置上容易地移除电池包的距离时，产生触觉反馈。

Description

用于无绳动力工具的具有触觉反馈的电池包释放
技术领域
本发明涉及具有可释放的电池包的电动装置。
背景技术
各种电动装置是众所周知的，包括无绳电动工具。这样的工具的示例包括(但不限于)钻头、钻孔机、冲击式扳手、滑脂枪等。这样的装置可使用可释放的，典型地可再充电的电池包。
发明内容
本发明的实施例为具有可释放地可接合的电池的装置提供触觉反馈组件，其可能特别适合从无绳动力工具上释放电池包。
一些实施例涉及用于装置(例如电动装置)的电池包。电池包可包括电池包壳体和至少一个可从外部接近的可手动促动的电池包释放部件，它由电池包壳体保持。电池包释放部件具有从原始位置到全移置(deploy)位置的促动行程距离。电池包还包括：闩锁，其由电池包壳体保持，闩锁与电池包释放部件连通，闩锁将电池包壳体可释放地锁定到装置上；以及触觉反馈机构，其由电池包壳体保持，并且与电池包释放部件连通，或者限定电池包释放部件的可从外部接近的部分。触觉反馈机构在电池包释放部件的行程距离的在全移置位置前面的限定触发点处产生触觉反馈，触觉反馈减小或增大使用者手动地促动至少一个释放部件所需的作用力，从而指示使用者，闩锁处于规定位置，以允许电池包现在容易地从装置上移除。
作用力变化可比在使用者施加作用力对电池包解锁的触发前阶段期间使用者最初使用的小至少大约10%，典型地小大约20-50%。
触觉反馈机构能产生减小的反作用力或阻力，减小的反作用力或阻力允许使用者施加增大的作用力仅到释放部件的限定促动点，在限定促动点时，减小的反作用力或阻力引起的、促动释放部件所需的减小的力提供电池包现在可容易地从装置上释放的触觉反馈。
装置可为无绳动力工具。
触觉反馈机构可包括至少一个屈曲(buckle)弹簧。
屈曲弹簧可为片簧，片簧是伸长的，并且具有预形成的形状，在组装之前，预形成形状是曲线形，在中间长度方向位置处具有高峰部分。屈曲弹簧可定向成在电池壳体本体中水平地延伸，并且响应于沿横向施加的力而屈曲，通过手动地促动至少一个释放部件来施加沿横向施加的力。
至少一个屈曲弹簧可为曲线形扁平片簧，片簧保持处于预加载构造，并且响应于对至少一个释放部件的压按而屈曲，然后当释放部件返回到其原始位置时，片簧自主地返回到预加载构造。
触觉反馈机构可包括保持在电池包壳体的内部的至少一个弹簧安装部件，弹簧安装部件保持屈曲弹簧，屈曲弹簧具有长度尺寸和宽度尺寸，长度尺寸与其长边相关联，宽度尺寸在长边之间垂直地延伸跨过其主表面。至少一个弹簧安装部件保持屈曲弹簧，使得其长边基本水平地延伸，并且其主表面基本沿竖向保持。至少一个弹簧安装部件构造成向内平移，以使屈曲弹簧的中间部分偏转，而产生触觉反馈。
至少一个电池包释放部件可具有单块式整体本体，本体具有上部部分和下部部分，上部部分定位在电池壳体本体的外部，以限定使用者可接近的释放部件，第二部分定位在电池壳体的内部，并且限定触觉反馈机构的沿侧向向内平移的部分。
至少一个弹簧安装部件可具有外部锁定支腿，外部锁定支腿从电池包壳体的内表面中的槽口可滑动地向内平移一距离，并且弹簧安装部件还可具有至少一个通道，通道沿着形成于电池包内表面中的内衬导轨滑动。
触觉反馈机构可包括在电池包壳体内部的沿侧向隔开的第一和第二保持部件，第一和第二保持部件响应于对第一和第二释放部件的促动而朝彼此向内平移。保持部件向内平移可使屈曲弹簧屈曲，或者移动至少一个磁体，以产生触觉反馈。
触觉反馈机构可包括与至少一个释放部件连通的至少一个穹窿形弹簧衬垫。
至少一个穹窿形弹簧衬垫可包括多个堆叠式穹窿形弹簧衬垫。
触觉反馈机构可包括至少一个磁体、磁流变(MR)材料或铁磁流体，并且使用磁场来产生触觉反馈。
触觉反馈机构可包括第一和第二磁体，或者一个磁体和铁磁体材料或MR流体。
触觉反馈机构可包括第一和第二磁体，其中的至少一个响应于对至少一个释放部件的促动而朝向或远离另一个行进，以产生触觉反馈。
至少一个磁体可构造成朝另一个磁体移动，以产生提供触觉反馈的吸引力。
另外的其它实施例涉及无绳动力工具，其包括：(a)具有基部的动力工具壳体；以及(b)电池包，其具有可释放地接合动力工具的至少一个暗闩锁。电池包可包括：(i)至少一个可手动促动的电池包释放部件，其允许使用者使电池包与动力工具脱开；以及(ii)与至少一个电池包释放部件连通的至少一个触觉反馈机构，其保持在电池包的内部，或者限定电池包释放部件的可从外部接近的部分(例如，外部穹窿形弹簧“按钮”垫圈)。触觉反馈机构对使用者产生触觉反馈，触觉反馈减小或增大使用者手动地促动至少一个释放部件所需的作用力，触觉反馈通过至少一个电池释放部件传递到使用者。当至少一个释放部件已经被使用者手动地促动足以允许使用者容易地从装置上移除电池包的距离时，产生触觉反馈。
触觉反馈机构可包括与至少一个电池包释放部件连通的下者中的至少一个：扁平屈曲片簧、穹窿形弹簧衬垫、盘簧、磁体、磁流变(MR)流体和铁磁流体。
触觉反馈机构可包括伸长的自恢复式屈曲弹簧。触觉反馈机构可包括至少一个(弹簧)穹窿形衬垫或垫圈(金属的或有弹性的或者两种材料的组合)。
另外的其它实施例涉及从无绳动力工具上释放可再充电的电池包的方法，电池包具有与相应的至少一个暗闩锁部件连通的至少一个电池包释放部件，以及触觉反馈机构。方法包括：(a)手动地促动至少一个电池包释放部件，以开始从动力工具上释放电池包；以及(b)通过至少一个电池包释放部件，沿解锁方向，在至少一个电池包释放部件的全移置位置前面的触发点处，使使用者受到的阻力或反作用力突然减小，从而对使用者产生触觉反馈，使得当闩锁部件移动足以允许使用者从动力工具上容易地移除电池包的距离时，响应于手动促动步骤，使用者可在触觉上感觉到突跳(snap)、突变(click)和/或显著减小或增大的反作用力。
产生步骤可由下者中的至少一个执行：(i)移动与电池释放部件连通的至少一个磁体，(ii)使屈曲弹簧屈曲，屈曲弹簧可以可选地是与释放部件连通的自恢复式屈曲弹簧；(iii)对与释放部件连通的至少一个弹簧穹窿形衬垫施加力；或者(iv)向内推可从外部接近的穹窿形弹簧垫圈，穹窿形弹簧垫圈形成电池释放部件的一部分。
在下面阐述的说明书中详细地说明本发明的前述和其它目标和方面。
要注意的是，关于一个实施例描述的本发明的各方面可结合在不同实施例中，尽管未关于其进行特别描述。也就是说，所有实施例和/或任何实施例的特征都可按任何方式和/或组合结合。申请人保留变更任何原来提交的权利要求或相应地提交任何新权利要求的权利，包括能够将任何原来提交的权利要求修改成从属于和/或结合任何其它权利要求的任何特征的权利，尽管原来未以该方式声明。在下面阐述的说明书中详细说明本发明的这些和其它目标和/或方面。
附图说明
图1A是根据本发明的实施例的示例性无绳动力工具的侧视透视图。
图1B是图1A中显示的工具的侧视图。
图2A是根据本发明的实施例的具有可释放地接合动力工具的闩锁的电池包的放大侧视透视图。
图2B示出图2A的装置，其具有可滑动地接合根据本发明的实施例的电池包的动力工具壳体。
图2C示出图2A的动力工具和电池包处于完全承坐的构造。
图3A是动力工具的仰视图，具有图2A中显示的电池包的上部部分的仰视图，其示出根据本发明的实施例的与电池包释放部件协作的触觉反馈机构的示例。
图3B示出基于图2B中显示的根据本发明的实施例的工具和电池包的部分接合的图3A中显示的视图。
图3C示出基于根据本发明的实施例的图2C中显示的工具和电池包的部分接合的图3A中显示的视图。
图4A-4C是对应于图2A-2C和3A-3C的顺序仰视透视图。
图5A是电池包的局部剖面侧视透视图，电池包具有图3A-3C和4A-4C中显示的根据本发明的一些实施例的触觉反馈机构。
图5B是根据本发明的一些实施例的具有触觉反馈机构的示例性电池包的分解图。
图6A是根据本发明的实施例的具有备选闩锁构造和单个释放部件的备选电池包构造的俯视侧视透视图。
图6B示出释放部件被手动下压，以及闩锁响应于此而向下移动。
图6C示出图6A的电池包，其具有根据本发明的一些实施例的池芯腔体以及上部和下部壳体构件。
图7是图6C中显示的没有释放部件的下部壳体的放大俯视透视图，其示出根据本发明的实施例的触觉反馈部件保持在释放部件下面。
图8示出根据本发明的一些实施例的成形的(具有形状自恢复式偏置应力)未加载屈曲弹簧的示例。
图9A是根据本发明的实施例的备选触觉反馈机构的示意图。
图9B是图9A中显示的根据本发明的实施例的触觉反馈机构的示意图，其中，释放部件下压，并且触觉反馈机构产生减小的作用力。
图10A是具有又一个示例性触觉反馈机构的电池包的上部部分的仰视图。
图10B和10C是可用于图10A的根据本发明的实施例的触觉反馈机构的不同的磁场构造的示意图。
图11A和11B是根据本发明的另外的其它实施例的、具有突跳穹窿形触觉反馈机构的电池包的示意图。
图11B是根据本发明的实施例的电池包的示意图，电池包具有弹簧和突跳穹窿，相对于图11A中显示的实施例，在突跳穹窿启动之前，突跳穹窿允许释放部件行进更多。
图12A是根据本发明的实施例的可从外部接近的穹窿形垫圈的示意性截面图，穹窿形垫圈可限定释放部件的一部分，或者是释放部件。
图12B是根据本发明的实施例的包括穹窿形垫圈的壳体的部分的侧视透视图。
图13是根据本发明的一些实施例的、用来对使用者提供触觉反馈的堆叠式穹窿形衬垫构造的示意图。
图14是可用来组装根据本发明的实施例的动力工具的示例性组装步骤的流程图。
图15A和15B是根据本发明的实施例的示例性促动力的图表，使用者可施加促动力，以使释放部件移动经过释放部件的行程距离。
具体实施方式
现在将在下文参照附图来更完整地描述本发明，在附图中显示本发明的实施例。但是，本发明可体现为许多不同的形式，而且不应被理解为局限于本文阐述的实施例。相同标号在全文表示相同元件。在图中，为了清楚可夸大某些层、构件或特征，并且虚线示出可选特征或操作，除非另有说明。另外，操作(或步骤)的顺序不局限于图和/或文字部分中介绍的顺序，除非另有明确的指示。在图中，为了清楚可夸大线、层、特征、构件和/或区域的厚度，并且虚线示出可选特征或操作，除非另有规定。
本文使用的用语仅仅是为了描述特定实施例，并且不意于限制本发明。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”意于还包括复数形式，除非上下文另有明确的说明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，用语“包括”和/或“包含”规定存在所陈述的特征、区域、步骤、操作、元件和/或构件，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、区域、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合。
将理解的是，当诸如层、区域或衬底的特征称为“在另一个特征或元件上”时，它可直接在另一个特征或元件上，或者也可存在居间特征和/或元件。相比之下，当元件称为“直接在另一个特征或元件上”时，则不存在居间元件。还将理解的是，当特征或元件称为“连接”、“附连”或“联接”到另一个特征或元件上时，它可直接连接、附连或联接到另一个元件上，或者可存在居间元件。相比之下，当特征或元件称为“直接连接”、“直接附连”或“直接联接”到另一个元件上时，则不存在居间元件。虽然关于一个实施例来描述或显示，但这样描述或显示的特征可应用于其它实施例。
除非另有规定，本文使用的所有用语(包括技术和科学用语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员所普遍理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如常用词典中限定的那些的用语应解释为具有与它们在本申请的上下文和相关领域中的含义一致的含义，而且不应以理想化或过于正式的意义解释它们，除非本文明确地这样规定。
用语“无绳”动力工具指的是不需要与外部动力源进行插入式、硬接线(“有绳”)电连接来运行的动力工具。无绳动力工具而是具有电动马达，电动马达由机载电池(诸如可再充电的电池)提供动力。电池的范围可适合一定范围的无绳工具。在一些实施例中，“通用”电池包可运行多种不同的动力工具。不同的无绳动力工具可具有用提供适当范围的电压和电流容量的电池较高效地运行的多种电流需求轮廓。不同的无绳(例如由电池提供动力的)动力工具可包括例如螺丝刀、棘爪、上螺母器、冲击器、钻头、钻孔机、注油枪等。无绳动力工具可具有线性本体、手枪本体或成角度的前部端。无绳动力工具可以可释放地接合电池包，如本领域技术人员已知的那样。
用语“暗闩锁”表示以当闩锁锁定到壳体上时使用者看不到的方式接合壳体的内部锁定表面、特征或部件的闩锁。
图1A和1B示出包括壳体12、齿轮箱16和工具输出轴18的类型的动力工具10的示例。如图1A、1B和2A-2C中显示的那样，壳体12包住马达14，并且部分地包围齿轮箱16。齿轮箱16可为金属的，并且封闭传动系20(图11A、11B和12)。在这个实施例中，壳体的下部部分可以可释放地接合电池包17。壳体12可包括外部控制器，诸如触发器11和带显示器的UI(使用者接口)19。但是，工具10和/或壳体12可具有其它构造，并且可封闭齿轮箱，并且/或者具有其它握柄构造。
在一些实施例中，以及如显示的那样，壳体可为“手枪”型壳体，它可包括第一和第二基本对称的蛤壳本体121、122，本体具有基本沿轴向延伸的上部头部分12a，上部头部分12a渐变成向下延伸的手持部分12d。
如本领域技术人员众所周知的那样，壳体(可以可选地使用壳本体121、122来形成)可包括基本刚性的衬底12r，衬底12r具有足够的结构强度(和硬度)，以便能够在有或没有加强部件的情况下支承工具构件。各个壳本体121、122的基本刚性的衬底12r可包括单次或多次注射模制而成的壳本体。适当的可模制复合材料的示例是填充了玻璃的尼龙。但是，可使用其它非金属材料，典型地包括聚合物材料的复合材料，特别是硬度或硬度度量为至少大约90肖氏A硬度的那些。
仍然参照图1A和1B，壳体12的外表面可以可选地包括由弹性(例如，橡胶或橡胶状)材料(诸如热塑性弹性材料)制成的外部包覆模制部分120，外部包覆模制部分120相对于壳体12的刚性衬底材料12r提供更软的触觉握持。外部包覆模制部分120可备选地或另外保护内部构件不受意外掉落等引起的冲击的影响。在使用了的情况下，外部包覆模制部分120全部都可由相同的材料形成，或者一些可由具有相同或不同的肖氏A硬度的不同的材料形成。在特定实施例中，包覆模制材料具有的硬度可例如在大约40-80之间，典型地在大约40-60之间。存在许多适当的弹性材料，这对本领域技术人员是众所周知的。
图2A-2C示出电池包17可包括可释放地接合动力工具壳体12的至少一个闩锁105。电池包17还包括至少一个可手动(使用者)压按的释放部件100，释放部件100平移至少一个闩锁105，以允许电池包17与工具壳体12脱开。闩锁105可包括可滑动地接合槽口(图3A)的向下延伸的指状物105f(图2A)。槽口可为开放槽口，它形成于工具壳体的基部12b中的向内延伸的基本水平凸缘15中。槽口可具有曲线形周缘形状。如显示的那样，基部12b的各个侧部包括向内延伸的凸缘，凸缘具有槽口，槽口定向成使得相应的槽口的开口面向彼此，跨过壳体12b中的基部的腔体。参照图2A-2C，闩锁105可向下延伸到上部表面17s下面。为了促动释放部件100，使用者典型地基本同时向下推释放部件100，这使相应的闩锁105向上和/或向内移动到规定位置，以允许电池包与动力工具脱开(闩锁移动可使它远离相应的凸缘15朝中心开放空间向内移动)。
闩锁和释放构造不限于显示的实施例，而是可为任何适当的构造。例如，在一些实施例中，电池包17可采用单个释放部件。另外，一个或多个释放部件100可构造成使用向内作用(推)力平移，而非向下力，或者甚至向外或向上力。在另外的其它实施例中，使用者可手动地施加双重作用力，例如，手动向内和向下推。另外，虽然对于动力工具特别有用，但电池包可构造成用于其它电动装置。
图6A和6B示出闩锁105'是锁定部件，它可在电池包17'的上表面上从中间位置上下平移，以接合动力工具10的一部分。将释放部件100'显示为定位在电池包17'的前表面附近的单个部件。为了促动释放，使用者向下推释放部件100'。
电池包17、17'可具有上部本体17u和下部本体17b，上部本体17u和下部本体17b在它们之间限定腔体170(图5A、5B、6C)。电池包上部本体17u和下部本体17b分别可以可释放地或一体地彼此附连，以包住保持在刚性弹性支架181(图5A、5B)中的池芯180。电池包17、17'可具有带有电接触垫177的暴露的上表面17s。
电池包17、17'包括触觉反馈机构200，触觉反馈机构200与释放部件100、100'协作，以增大或减小促动移动和/或力的刚度，使得足以对使用者提供与释放部件100、100'何时已经下压足以使闩锁105与壳体12中的锁定位置脱开的量相关联的触觉反馈，以对使用者指示：现在可从动力工具壳体12上容易地释放电池包17。由于闩锁105典型地定位在暗位置上，因此当电池包17附连到动力工具壳体12上时，使用者不可从外部轻易看见闩锁105，触觉反馈机构200构造成在闩锁(一个或多个)105、105'已经收回足够远，以允许从工具10上移除电池包17时，对使用者提供触觉感觉。
在过去，电池包已经使用了盘簧或片簧，使用者必须通过盘簧或片簧用越来越大的力压按释放部件，以收回按钮和闩锁，以使电池与工具脱开。这对使用者来说可能是失望的，因为在保持电池包的按钮和闩锁收回足够远以允许松开或移除之前，使用者难以了解它们应压按多深，或用多大力压按。触觉反馈机构200可构造成允许使用者以越来越大的力压按直到某个触发点，在此之后，装置的反作用力(对使用者/操作者施加的平移力或促动力的阻力)突然改变，例如，快速减小或快速增大，这与对使用者指示闩锁或多个闩锁105、105'何时处于释放位置相关联。反作用力和/或阻力的这个较大的突然变化对使用者提供准备好从动力工具上容易地移除电池的触觉反馈。这反映闩锁105、105'现在处于规定释放位置，由使用者脱开或者可由使用者容易地接合，以便能够从壳体上(可滑动地)释放电池包。
在一些实施例中，触觉反馈可(i)对使用者产生比使用者开始释放闩锁所施加的初始作用力小至少大约10%，更典型地小20-60%，诸如小大约30-45%的减小的反作用力和/或阻力，或者(ii)比使用者开始释放闩锁所施加的初始作用力大大约30-100%的增大的反作用力和/或阻力。在一些实施例中，可将触觉反馈定义为等于((Fmax–Fmin)/Fmax)(x100)的触觉比，其中，Fmax是脱扣力，Fmin是回复力。
在一些实施例中，脱扣力为大约3lbs，而回复力为大约1.75lbs，从而提供大约42%的触觉比。较高的触觉比，例如高于20%，诸如大约30%、大约40%、大约45%或甚至更高，对使用者来说可能更容易区别，但也可使用较低的触觉比，诸如大约10%(或者可能甚至更低)。
在优选实施例中，触觉反馈机构构造成使得在与至少一个释放部件移位足够的行进距离以允许容易地释放电池包相关联的“变化”或“触发”点之后，反作用力和/或阻力(Fa)快速减小，以及可产生像“突跳”和/或“突变”一样的触觉感觉，这可包括相关联的听得见的响应，作为释放按钮已经沿其行进行程距离充分平移的听得见的指示。
图15A和15B以图示出电池释放部件(一个或多个)100可在原始位置和全移置位置之间具有行程距离，以及使用者为了在这个距离上引起位移变化而需要对释放部件施加的促动力因素。触觉反馈机构200可构造成在释放部件在其行程距离上，在规定触发点处，沿解锁方向移动时，使阻力和/或反作用力产生突然变化。触发点定位在原始距离和全行程距离之间，并且对应于闩锁已经充分脱开，以允许从装置/动力工具上容易地移除电池包17的时候。与电池释放部件100连通的触觉反馈机构产生突然减小(图15A)或增大(图15B)。在一些实施例中，突然减小可为减小大约0.25lbs至大约2.5lbs，以及它们之间的任何值，包括大约0.5lbs、大约0.75lbs、大约1lbs、大约1.25lbs、大约1.5lbs、大约1.75lbs和大约2lbs。也可使用更大和更小的变化。
在图2A-2C、3A-3C、4A-4C、5A和5B中显示的实施例中，触觉反馈机构200包括至少一个屈曲弹簧202。如显示的那样，使用两个隔开的独立屈曲弹簧2021、2022，一个与释放部件100中的相应的一个连通。但是，在其它实施例中，可使用一个连续的闭环屈曲弹簧202，而非显示的两个，而且各个侧部可构造成与相应的释放部件连通。
在显示的实施例中，相应的屈曲弹簧202由弹簧安装部件205保持，弹簧安装部件205连接到相应的释放部件100上。可选地，弹簧安装部件205可形成为释放部件100的组成部分。因而，如图5B中显示的那样，释放部件100可具有复杂的整体式模制本体，弹簧安装部件205限定本体的底部部分，本体的顶部部分限定使用者可接近的释放部件100(例如按钮)。
图5B还示出池芯180可保持在整体的弹性(半刚性)支架中，支架具有伸长通道181c，通道181c使相应的池芯保持处于期望对齐，并且可提供振动或冲击隔离/抗力。可使用池芯搭接件183来电连接池芯180，如本领域技术人员已知的那样。
在这个实施例中，当释放部件100使弹簧安装部件205向内移动足够的距离“D”，以将弹簧的中间部分202m下压到其屈曲点时，屈曲弹簧202“屈曲”，这个移动典型地平移大约2-10mm之间，典型地大约5mm。这个距离“D”限定为基本对应于释放部件100已经移动足以从壳体12上释放闩锁105的距离的时候。在屈曲点处，使用者将在下压释放部件100时感觉到小得多的反作用力，从而指示可从动力工具上容易地释放电池包。
弹簧安装部件205可具有支腿部分206，支腿部分206可滑动地接合形成于上部壳体本体17b的内表面17s中的通道17c。这个内表面17s典型地是水平的基本平的表面。壳体内表面还可包括至少一个线性导轨176，线性导轨176接合弹簧安装部件205(图5A)中的对应的通道207(图4A)。如显示的那样，存在两个隔开的导轨176，一个较接近上部壳体17b的前面，另一个则在释放部件100的最后部分的附近沿纵向隔开。各个导轨176接合弹簧安装部件205中的两个通道207中相应地定位的一个。但是，可使用一个导轨或超过两个导轨和对应的通道来促进弹簧安装部件205笔直向内移动，以使弹簧202偏转，不管使用者在何处对例如图1A、2A和4C中显示的弯曲释放部件施加作用力。在其它实施例中，通道207可形成于壳体中，并且导轨176可设置在弹簧安装部件205上。类似地，例如图3A中显示的槽口和支腿构造可反过来，使得弹簧安装部件205可具有槽口或通道17c，槽口或通道17c可滑动地可释放地接合壳体17u上的支腿。弹簧安装部件(一个或多个)205可行进的方式为围绕枢轴点旋转，使得弹簧促动点仍然行进期望距离“D”(例如，大约2-10mm，典型地为大约5mm)，这与在轨道176上线性滑动相反。
如图4B和5A中显示的那样，弹簧安装部件205还可包括中间部分，中间部分具有保持弹簧202的紧密分开的上部部件208u和下部部件208b，弹簧202水平地定向，使得其主(平)表面沿竖向保持在上部部件和下部部件之间。通过使用向下延伸的肋210，弹簧或多个弹簧202的各个部分可附连到上壳体内表面上，如图4A中显示的那样。附连可通过摩擦接合、粘结剂接合、卷边、夹持或其它适当的附连手段。
在一些实施例中，弹簧205(或者将在下面论述的弹簧衬垫或垫圈230)实现屈曲的备选方式是将弹簧附连到释放部件上，使得弹簧和释放部件共同移动。弹簧202可对壳体的固定点起反作用，从而在固定弹簧中产生触觉响应(这与移动释放部件上的点相反，例如按钮移动，从而移动安装部件205)。
图5A和5B还示出电池包17可包括在壳体内部保持在印刷电路板188下面的多个电池池芯180。触觉反馈机构200可定位在池芯180和印刷电路板188的上方。
在一些实施例中，在运行中，在使用者下压释放部件100时，作用力推动弹簧安装部件205使它们彼此更靠近，从而使支腿的一部分在导轨176的导引下从相应的通道17c可滑动地向内平移。反过来，当电池插入工具中时，工具部分15压在支腿上。这类似于使用者的手指压按释放部件(例如按钮)100，只是与使用者压按部件100相比，部分15压在弹簧中心点的相对的侧部上。工具部分15压支腿的这个动作还会产生触觉反馈机构(一个或多个)的触觉作用，例如弹簧，但使用者很可能感觉不到触觉，因为他们正握着电池壳体。但工具部分15压部件(一个或多个)100的这个动作仍然可提供听得见的响应，这可对使用者提供电池完全接合在工具壳体中的确切应答。因而，触觉反馈机构200可构造成在释放/解锁时提供触觉反馈，以及在电池恰当地接合(锁定)时提供听得见的“咔嗒声反馈”。
在一些实施例中，当弹簧安装部件205移除解锁作用力(图3C)时，屈曲弹簧202可自恢复到其图3A中显示的预加载形状，而不需要回动偏置弹簧或回动力部件。
图8示出成形的预形成式屈曲弹簧202的示例，它可能特别适合提供根据本发明的实施例的“突跳动作”触觉反馈。这个曲线形屈曲弹簧202可附连到弹簧安装部件205上，处于预加载构造，以使弹簧的中间高峰部分向内移动成基本笔直和/或与其端部基本成直线，如图3A和4A中显示的那样。这个形状可限定偏置应力，以提供上面提到的自恢复构造。但是，可使用其它屈曲弹簧形状来提供期望的触觉反馈。参见例如美国专利No.2,501,497、3,366,756和5,268,545，它们的内容通过引用而结合在本文中，就像在本文中全面叙述了它们那样。
图6A-6C示出电池包17'可如上面论述的那样包括单个闩锁105'和单个释放部件100'。图7示出可使用屈曲弹簧202来提供触觉反馈机构200，屈曲弹簧202响应于释放部件100'的底部所施加的作用力而偏转。电池壳体17b的下部部分可包括在释放部件100'下方的通道17ch，通道17ch将屈曲弹簧保持在其中。
图9A和9B示出触觉反馈机构200的另一个实施例。触觉反馈机构200采用磁吸引，以促进触觉响应。如显示的那样，这个组件200包括：至少一个磁体215，典型地永磁体，诸如铁磁性(例如铁素体或稀土金属)磁体；以及另一个部件218，其在磁体215、部件218移动得彼此更靠近或更远时，产生磁吸引力Fa(图9B)；或者响应于暴露于磁场而移动或改变粘度的材料。一个部件，例如部件218，可为永磁体或电磁体，或者包括磁流变流体(也称为MR流体，可从Lord公司获得)或铁磁流体的部件。流体在经受磁场时改变粘度。至少一个磁体215和/或218也可为电磁体，例如可传导电流的线圈。电流可从连接部提供到待由电池包17中的电池提供功率的印刷电路板188(图5A、5B)。
在显示的实施例中，使用者下压释放部件100(或100')会使磁体215和另一个协作部件218行进得彼此更靠近。如图9B中显示的那样，当两个部件215、218彼此靠近和/或接触时，部件215、218的吸引力Fa使作用力减小，并且提供类似于“突跳”动作的感觉的触觉反馈。磁体215和另一个部件218可反过来。释放部件100可包括杆219，杆219具有使盘簧219陷在壳体的上部部分和下部部分之间的凸缘。弹簧219可用来帮助对齐两个部件215、218，以及增大使用者的触觉感觉。也可使用导轨(未显示)来对部件218或215提供期望的行进路径。一个或两个部件215、218可为永磁体215，永磁体215可具有任何适当的构造，包括金属盘、筒体、块或其它形状因数。另外，磁体215和/或218可包括柔性磁体或模制磁体。
图10A示出类似于图4A-4C中显示的实施例的触觉反馈机构200的另一个实施例，但弹簧安装部件205由保持器225代替，并且屈曲弹簧202由部件215、218代替(它们中的任一个或两者可为磁体、铁磁性材料，或者包括当暴露于磁场时粘度增大的材料，如上面论述的那样)。
在一些实施例中，各个部件215、218包括永磁体215m、218m。图10B示出部件215m、218m可构造成当定位成彼此靠近时彼此排斥，而图10C则示出磁体215、218可构造成产生吸引力，如上面关于图9A和9B中显示的实施例所描述的那样。在任一种情况下，当部件215、218彼此接近时，磁体215m、218m将使移动释放部件100所需的力有相当大的变化。在这个实施例中，部件215、218平移成彼此较接近。在其它实施例中，当作用力克服吸引力时，部件215、218可“突跳”成较远离彼此，以提供产生触觉反馈响应(未显示)的减小的反作用力。
图11A和11B示出释放部件100、100'与有弹力的(弹簧)垫圈和/或弹簧衬垫230协作，诸如波浪形或穹窿形弹簧盘衬垫或其它成形的衬垫或垫圈，诸如弹性(橡胶)穹窿形或成形的有弹力的衬垫或垫圈，以提供可恢复的“突跳”或“突变”触觉响应。弹簧衬垫230可为圆形、正方形，或者具有另一个形状，当被施加力时，该形状凸出和偏转(然后当力被移除时，恢复其形状)。如图13中显示的那样，弹簧衬垫230可包括一个或一叠弹簧垫圈或衬垫，诸如一叠弹簧穹窿形衬垫，典型地在大约2-10个之间，并且更典型地2-6个衬垫堆叠在一起，一些衬垫成相反的定向。弹簧衬垫可为金属或弹性盘簧衬垫或垫圈，或者金属和弹性垫圈或衬垫的组合，诸如Belleville穹窿形弹簧衬垫、具有切口的锥形盘簧衬垫，诸如Clover?穹窿形衬垫、橡胶衬垫、单独的或与金属材料结合的挤制或模制弹性垫圈，或者构造成提供有弹力的“突跳动作”的弹簧状行为的其它穹窿形弹簧衬垫或有弹力的垫圈类型。
图11A示出使用接触穹窿形衬垫(一个或多个)/垫圈的释放部件轴100sh来产生触觉响应。图11B示出使用较短的阶梯100s，以及弹簧219，这在(穹窿形)突跳弹簧垫圈或衬垫偏转/促动之前，允许按钮行进距离增加。
图12A和12B示出有弹力的垫圈230'的另一个实施例，当下压时有弹力的垫圈230'变形，从而在下压(向内推)足够量时，提供“突跳”动作形状变化，以及恢复其原始形状，以向外凸出(典型地在Fa移除之后自主地恢复)。可将有弹力的穹窿形垫圈描述成穹窿形弹簧垫圈。垫圈230'可附连到壳体17上，典型地，垫圈230'可密封地附连到壳体17、17'上，使得使用者可从外部接近垫圈230'。有弹力的垫圈230'可为由壳体(诸如电池包壳体17)保持的弹性和/或橡胶穹窿形垫圈。有弹力的垫圈230'还可包括柔性金属或其它材料。基于具有足够的结构刚性的有弹力的材料，有弹力的垫圈230'可包覆模制到壳体17上。在其它实施例中，在使用者的Fa被移除之后，部件230'自主地恢复其原始形状。
垫圈230'可为和/或限定外部释放部件100、100'的一部分，使用者接触该部分，以从动力工具或其它装置上解开电池包。穹窿形垫圈230'可具有圆形周缘，如显示的那样，或者其它几何形状。如图12A中显示的那样，穹窿形垫圈230'与下面的轴100sh连通，轴100sh在壳体中的通道中行进。虽然未显示，但可使用下面的弹簧或其它装置来促进触觉感觉反馈和/或形状变化(恢复)。垫圈230'典型地与解锁组件连通，使得Fa和解锁/释放位置与垫圈230'的屈曲/突跳相互关联。
构想到可使用其它触觉反馈组件来提供适当的触觉响应，诸如触觉“突跳”或“突变”反馈，诸如突跳动作盘簧，或者类似于书写用具的设计，诸如盘簧以及诸如凸轮的其它构件，包括可旋转且在彼此上突变的构件。参见例如名称为“Ball-PointPen(圆珠笔)”的美国专利No.6,340,261、名称为“ClickTypeWritingImplement(点按型书写工具)”的美国专利No.6,435,751，以及名称为“BallPointPenwithClicking(点按式伸缩圆珠笔)”的美国专利No.4,968,168，它们的内容通过引用而结合在本文中，就像在本文全面地叙述了它们那样。另一种按钮可行进的方式是通过另一个筒体内部的筒体，这类似于点按式伸缩笔的按钮如何可在笔壳体的内部行进。
图13是可执行来从工具上释放电池包的示例性操作的流程图。提供一种动力工具，其具有可再充电的电池包，电池包具有与相应的至少一个暗闩锁部件连通的至少一个电池包释放部件(例如按钮)，以及触觉反馈机构(框300)。手动地促动(例如下压或推)至少一个电池包释放部件，以开始从动力工具上释放电池包(框310)。通过至少一个电池释放件对使用者产生触觉反馈，使得当闩锁部件移动足以允许使用者从动力工具上容易地移除电池包的距离时，响应于手动促动步骤，使用者可在触觉上感觉到突跳、突变，以及/或者显著减小的反作用力(框320)。
可通过移动与电池释放部件连通的至少一个磁体，来执行触觉反馈产生步骤(框321)。可通过使屈曲弹簧屈曲来执行产生步骤(框322)。可使用与释放部件连通的自恢复屈曲弹簧来执行产生步骤(框323)。可使用与释放部件连通的至少一个穹窿形弹簧衬垫来执行产生步骤(框324)。
前述是为了说明本发明，而不应理解为限制本发明。虽然已经描述了本发明的几个示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在示例性实施例中进行许多修改是可行的，而不实质上偏离本发明的新颖教导和优点。因此，所有这样的修改都意于包括在本申请所请求保护的本发明的范围之内。在本文中，如果使用了的话，手段加功能的语句意于覆盖本文描述的执行所叙述的功能的结构，不仅覆盖结构等效方案，而且还覆盖等效结构。因此，要理解的是，前述是为了说明本发明，而不应理解为局限于公开的特定实施例，而且对公开的实施例以及其它实施例的修改意于包括在所请求保护的本发明的的范围之内。本发明的等效方案包括在所请求保护的本发明的的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于无绳动力工具的电池包，包括：
电池包壳体；
至少一个可从外部接近的可手动促动式电池包释放部件，其由所述电池包壳体保持，所述电池包释放部件具有从原始位置到全移置位置的促动行程距离；
由所述电池包壳体保持的闩锁，所述闩锁与所述电池包释放部件成一体，所述闩锁将所述电池包壳体可释放地锁定到所述无绳动力工具上；以及
触觉反馈机构，其由所述电池包壳体保持，并且与所述电池包释放部件连通，或者形成所述电池包释放部件的可从外部接近的部分，其中，所述触觉反馈机构在所述电池包释放部件的限定触发点处产生突然的触觉反馈，所述限定触发点在所述原始位置和所述全移置位置之间，所述触觉反馈突然改变使用者手动地促动所述电池包释放部件所需的作用力，从而指示所述使用者，所述闩锁处于规定位置，以允许现在容易地从所述无绳动力工具上移除所述电池包。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构在所述限定触发点处产生突然减小的阻力或反作用力，以使得所述突然减小的阻力或反作用力允许所述使用者在所述电池包释放部件的促动期间施加增大的作用力仅到所述限定触发点，在所述限定触发点时，响应于所述突然减小的阻力或反作用力，促动所述电池包释放部件所需的减小的作用力为所述使用者提供所述电池包现在可容易地从所述无绳动力工具释放的所述突然的触觉反馈。
3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构包括至少一个屈曲弹簧。
4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述至少一个屈曲弹簧是伸长式扁平片簧，所述片簧具有预形成的形状，在组装之前，所述形状是曲线形，在其长度方向的中间位置处具有高峰部分，以及其中，所述片簧保持处于定向成在所述电池包壳体本体中水平地延伸的预加载构造，并且响应于沿横向施加的力而屈曲，所述沿横向施加的力响应于对所述至少一个电池包释放部件的手动促动。
5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构包括保持在所述电池包壳体内部的至少一个弹簧安装部件，所述弹簧安装部件保持屈曲弹簧，所述屈曲弹簧具有长度尺寸和宽度尺寸，所述长度尺寸与所述屈曲弹簧的长边相关联，所述宽度尺寸在所述长边之间垂直地延伸跨过所述屈曲弹簧的主表面，其中，所述屈曲弹簧的长边基本水平地延伸，并且屈曲弹簧的主表面基本沿竖向保持，其中，所述至少一个弹簧安装部件构造成向内平移，以使所述屈曲弹簧的中间部分偏转而产生触觉反馈，以及其中，所述屈曲弹簧是曲线形扁平片簧，所述片簧保持处于预加载构造，并且响应于对所述至少一个电池包释放部件的手动促动而屈曲，然后在所述电池包释放部件返回到原始位置时，自主地返回到所述预加载构造。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述至少一个弹簧安装部件具有外部锁定支腿和至少一个通道，所述外部锁定支腿从所述电池包壳体的内表面中的槽口可滑动地向内平移一距离，并且所述通道沿着形成于所述电池包壳体的内表面中的内衬导轨滑动。
7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包释放部件包括具有上部部分和下部部分的单块式整体主要本体，所述上部部分定位在所述电池包壳体的本体的外部，以形成所述电池包释放部件，所述下部部分定位在所述电池包壳体的内部，并且形成所述触觉反馈机构的沿侧向向内平移的部分。
8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包释放部件包括第一电池包释放部件和第二电池包释放部件，其中，所述触觉反馈机构包括在所述电池包壳体内部的沿侧向隔开的第一保持部件和第二保持部件，第一保持部件和第二保持部件分别附连到第一电池包释放部件和第二电池包释放部件，其中，响应于对所述第一电池包释放部件和第二电池包释放部件的手动促动而使所述第一保持部件和第二保持部件朝彼此向内平移。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述第一保持部件和第二保持部件向内平移会移动屈曲弹簧或移动至少一个永磁体、MR流体或铁磁流体材料。
10.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构包括至少一个穹窿形的金属垫圈和/或至少一个穹窿形的弹簧垫圈，所述至少一个穹窿形的金属垫圈和/或至少一个穹窿形的弹簧垫圈与所述电池包释放部件连通。
11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，所述至少一个穹窿形的弹簧垫圈包括多个堆叠式穹窿形弹簧垫圈。
12.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构包括永磁体、磁流变材料或铁磁流体，并且使用磁场来产生触觉反馈。
13.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构包括：第一永磁体和第二永磁体；或者永磁体及铁磁流体或MR流体。
14.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述触觉反馈机构包括第一永磁体和第二永磁体，其中至少一个响应于所述电池包释放部件的促动而朝向或远离另一个行进，以产生触觉反馈。
15.根据权利要求13所述的电池包，其特征在于，所述第一永磁体朝第二永磁体移动，以产生提供触觉反馈的吸引力。
16.一种无绳动力工具，包括：
具有基部的动力工具壳体；以及
具有至少一个暗闩锁的电池包，所述至少一个暗闩锁可释放地接合所述动力工具，所述电池包还包括：
至少一个可手动促动式电池包释放部件，其与所述至少一个暗闩锁连通，或者包括所述至少一个暗闩锁，所述电池包释放部件在原始位置和全移置位置之间具有行程距离；以及
与所述至少一个可手动促动式电池包释放部件连通的至少一个触觉反馈机构，其保持在所述电池包的内部，或者形成所述电池包释放部件的一部分，其中，所述触觉反馈机构在所述全移置位置之前的触发点处对使用者产生突然的触觉反馈，所述触觉反馈突然减小使用者手动地促动所述电池包释放部件所需的作用力，所述触觉反馈通过所述电池包释放部件而传递到所述使用者，以及其中，在所述触发点处产生触觉反馈，以指示所述电池包释放部件已经被所述使用者手动地促动足够的距离，以使所述暗闩锁移动到允许所述使用者容易地从所述无绳动力工具上移除所述电池包的规定位置。
17.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述触觉反馈机构包括与所述电池包释放部件连通的下者中的至少一个：扁平屈曲片簧、穹窿形弹簧衬垫、盘簧、磁流变流体或铁磁流体。
18.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述触觉反馈机构包括伸长的形状自恢复式屈曲弹簧或穹窿形弹簧衬垫或穹窿形弹簧垫圈。
19.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述触觉反馈机构包括与所述电池包释放部件连通的磁体。
20.一种从无绳动力工具上释放可再充电的电池包的方法，所述电池包具有与相应的至少一个暗闩锁部件连通的至少一个电池包释放部件，以及触觉反馈机构，所述方法包括：
手动地促动所述至少一个电池包释放部件，以开始从所述动力工具上释放所述电池包；以及
通过所述至少一个电池包释放部件，沿解锁方向，在所述至少一个电池包释放部件的全移置位置前面的触发点处，使使用者受到的阻力或反作用力突然减小，从而对使用者产生突然的触觉反馈，使得当所述暗闩锁部件移动足以允许所述使用者从所述动力工具上容易地移除所述电池包的距离时，响应于手动地促动所述至少一个电池包释放部件的步骤，所述使用者可感觉到突然减小的反作用力，
其中，使使用者受到的阻力或反作用力突然减小的步骤可通过下者中的至少一个执行：(i)移动与所述电池包释放部件连通的至少一个磁体；(ii)使屈曲弹簧屈曲，所述屈曲弹簧是与所述电池包释放部件连通的自恢复式屈曲弹簧；(iii)对与所述电池包释放部件连通的至少一个弹簧穹窿形衬垫或弹簧穹窿形垫圈施加力；或者(iv)向内推可从外部接近的穹窿形弹簧垫圈，所述穹窿形弹簧垫圈形成所述电池包释放部件的一部分。
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