CN108058142A - 用于气弹簧紧固件驱动器的控制系统 - Google Patents

用于气弹簧紧固件驱动器的控制系统 Download PDF

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Abstract

一种紧固件驱动器，该紧固件驱动器包括：驱动刀片，该驱动刀片能够从缩回位置向伸出、驱动位置移动以用于驱动紧固件进入工件中；气弹簧机构，该气弹簧机构用于从所述缩回位置向所述驱动位置驱动所述驱动刀片，所述气弹簧驱动机构包括容纳有增压气体的存储腔缸体；用于确定所述存储腔缸体中的压力的装置；以及指示器，该指示器响应于所述存储腔缸体中的确定压力小于预定压力值而激活。

Description

用于气弹簧紧固件驱动器的控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求均在2016年11月9日递交的共同未决的美国临时专利申请62/419,863和62/419,801的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及动力工具，并且更具体地涉及气弹簧紧固件驱动器。
背景技术
现有技术中已知的是，存在用于驱动紧固件(例如，钉子、大头针、订书钉等)进入工件的多种紧固件驱动器。现有技术已知的是，这些紧固件驱动器利用不同的方式(例如，通过空气压缩机产生压缩空气、电气能量、飞轮装置等)操作，但是这些设计通常遇到动力、尺寸以及成本限制。
发明内容
本发明一方面提供了一种紧固件驱动器，该紧固件驱动器包括：驱动刀片，该驱动刀片能够从缩回位置向伸出、驱动位置移动以用于驱动紧固件进入工件中；气弹簧机构，该气弹簧机构用于从所述缩回位置向所述驱动位置驱动所述驱动刀片，所述气弹簧驱动机构包括容纳有增压气体的存储腔缸体；用于确定所述存储腔缸体中的压力的装置；以及指示器，该指示器响应于所述存储腔缸体中的确定压力小于预定压力值而激活。
本发明另一方面提供了一种操作紧固件驱动器的方法。所述方法包括：通过使用气弹簧机构从缩回位置朝向驱动位置移动驱动刀片，启动紧固件驱动操作；确定气弹簧机构的存储腔缸体中的增压气体的压力；以及当所述存储腔缸体中的确定压力小于预定压力值时，向所述紧固件驱动器的使用者指示。
通过考虑以下详细说明和附图，本发明的其他特征和方面将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的气弹簧紧固件驱动器的侧视图。
图2是图1的气弹簧紧固件驱动器沿图1中线2-2做截取的剖视图。
图3是图1的气弹簧紧固件驱动器沿图2中线3-3的剖视图。
图4是显示图1的气弹簧紧固件驱动器的控制电路的示意图。
在详细地说明本发明的任意实施方式之前，应当理解的是，本发明并不将其申请限制于以下说明的或附图中显示的结构细节和零件布置。本发明能够是其他实施方式并且以不同的方式实践或实施。并且，应当理解的是，此处使用的措辞和术语是为了说明的目的，而不应当理解为限制。
具体实施方式
参考图1和图2，气弹簧动力紧固件驱动器10能够操作为驱动保持在弹匣中的紧固件(例如，钉子、大头针、订书钉等)进入工件。紧固件驱动器10包括缸体18(图2)以及可移动地设置在缸体18中的驱动活塞22。紧固件驱动器10还包括驱动刀片26，该驱动刀片26连接于活塞22以与所述活塞塞22一起运动。紧固件驱动器10不需要外部的气压源，而是包括增压气体(例如，压缩空气)存储腔缸体30，该存储腔缸体30与缸体18的位于活塞22之上的部分流体连通。但是，缸体18位于驱动活塞22下方的部分与位于大气压力下的环境空气流体连通。在所示的实施方式中，缸体18和驱动活塞22设置在存储腔缸体30中并与存储腔缸体30共轴线。
参考图2和图3，缸体18的驱动刀片26限定驱动轴线38，并且在驱动循环中，驱动刀片26和活塞22能够在缩回位置(例如，活塞18中的上止点位置)和伸出位置(例如，活塞18中的下止点位置)之间移动。如图2所示，紧固件驱动器10还包括升降组件42，该升降组件42通过电机46(图1和图4)驱动，并且升降组件42能够操作为使得驱动刀片26和活塞22从驱动位置返回到预备(即，缩回)位置。电池50(图1)电连接于电机46以向电机46提供电力功率。在可选的实施方式中，所述驱动器可以通过交流电压输入(即，来自于壁式插座)驱动。
在操作紧固件驱动器10时，通过为电机46通电，升降组件42将活塞22和驱动刀片26驱动到所述缩回或预备位置。随着活塞22和驱动刀片26被驱动到所述预备位置，位于活塞22上方的气体和存储腔缸体30中的气体被压缩。一旦处于所述预备位置，活塞22和驱动刀片26保持在位直到通过使用者激活扳机(trigger)而被释放(图1)。当被释放时，位于活塞22上方以及存储腔30中的压缩气体驱动活塞22和驱动刀片26到达所述驱动位置，从而驱动紧固件进入工件。
如图4所示，紧固件驱动器10包括压力传感器54(例如，压力变换器或转换器)，以确定和/或检测缸体18、30中的压缩气体的压力，紧固件驱动器10还包括低压指示器58(例如，LED)以向紧固件驱动器10的使用者警告缸体18、30中的低压情况。更具体地，紧固件驱动器10中的控制器62将压力传感器54的输出值与预定临界压力比较，当低于所述预定临界压力时，控制器62激活指示器58。
在一些实施方式中，控制器62可以使用其他技术来确定缸体18、30中的压缩气体的压力。例如，当操作升降组件42以将驱动刀片26和活塞22返回到所述预备位置时，控制器62可以监控电机46的电流消耗，通过算法(algorithm)可以插补为(be interpolated to)缸体18、30中的压力。当控制器62确定了电机46所利用的电流(和/或功率)低于指示缸体18、30中的压缩气体的压力降到预定压力临界值以下的预定临界值时，控制器62可以激活低压指示器58以向使用者提供低压警告。换句话说，控制器62可以操作为将电机46消耗的电流、电压和/或功率与缸体18、30中对应的压力值相关联。
参考图3，紧固件驱动器10还包括结合于存储腔缸体30的端盖70的充气阀(fillvalve)66。充气阀66配置为选择性地连接于气管接头(gas fitting)(未显示)，气管接头转而流体连接于压缩气体源(例如，空气压缩机等)。当通过所述气管接头连接于压缩空气源时，如果在先发生泄漏，随着通过低压指示器58的激活向使用者传达，充气阀66允许存储腔缸体30由压缩气体再填充或再装填。存储腔缸体30可以填充为大约90磅每平方英寸和大约150磅每平方英寸之间的期望的压力(例如，大约120磅每平方英寸)。在一些实施方式中，该压力可以小于100磅每平方英寸，并且可以大于150磅每平方英寸。在一些实施方式中，充气阀66可以配置为施克拉德阀(Schrader valve)。在其他实施方式中，充气阀66可以配置为普雷斯塔阀(Presta valve)、邓禄普阀(Dunlop valve)或其他相似的气动充气阀。充气阀66还允许使用者通过任何标准压力测量装置测量和检查存储腔缸体30中的压力。
本发明的多种特征在以下的权利要求中限定。

Claims (20)

1.一种紧固件驱动器，该紧固件驱动器包括：
驱动刀片，该驱动刀片能够从缩回位置向伸出、驱动位置移动以用于驱动紧固件进入工件中；
气弹簧机构，该气弹簧机构用于从所述缩回位置向所述驱动位置驱动所述驱动刀片，所述气弹簧驱动机构包括容纳有增压气体的存储腔缸体；
用于确定所述存储腔缸体中的压力的装置；以及
指示器，该指示器响应于所述存储腔缸体中的确定压力小于预定压力值而激活。
2.根据权利要求1所述的紧固件驱动器，其中，压力确定装置包括压力传感器或压力转换器。
3.根据权利要求2所述的紧固件驱动器，其中，所述压力传感器流体连通于所述存储腔缸体，以检测所述存储腔缸体中的增压气体的压力。
4.根据权利要求3所述的紧固件驱动器，其中，所述紧固件驱动器还包括控制器，所述压力传感器和所述指示器电气连接于所述控制器。
5.根据权利要求4所述的紧固件驱动器，其中，所述压力传感器向所述控制器输出正比于所述存储腔缸体中增压气体的压力的信号。
6.根据权利要求5所述的紧固件驱动器，其中，所述信号为可变电压信号。
7.根据权利要求5所述的紧固件驱动器，其中，所述控制器将所述信号插补为测定压力值，并且其中所述控制器包括将所述测定压力值与所述预定压力值进行比较的比较器。
8.根据权利要求7所述的紧固件驱动器，其中，所述控制器响应于小于所述预定压力值的所述测定压力值而激活所述指示器。
9.根据权利要求1所述的紧固件驱动器，其中，所述指示器为发光二极管。
10.根据权利要求1所述的紧固件驱动器，其中，所述紧固件驱动器还包括：
升降机构，该升降机构用于从所述驱动位置朝向所述缩回位置移动所述驱动刀片，所述升降机构包括电机，以及
控制器，该控制器电连接于所述电机以监控所述电机的电流消耗，
其中，压力确定装置包括存储在所述控制器中的算法，该算法用于将所述电流消耗转化为所述存储腔缸体中的确定压力。
11.一种操作紧固件驱动器的方法，该方法包括：
通过使用气弹簧机构从缩回位置朝向驱动位置移动驱动刀片，启动紧固件驱动操作；
确定气弹簧机构的存储腔缸体中的增压气体的压力；以及
当所述存储腔缸体中的确定压力小于预定压力值时，向所述紧固件驱动器的使用者指示。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述增压气体的压力通过压力传感器或压力转换器确定。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，该方法还包括从所述压力传感器向控制器输出正比于所述存储腔缸体中的增压气体的压力的信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，该方法还包括通过所述控制器将所述信号插补为测定压力值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，该方法还包括通过所述控制器比较所述测定压力值和所述预定压力值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述存储腔缸体中的所述测定压力值小于所述预定压力值时，向所述紧固件驱动器的使用者指示，包括激活发光二极管。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述增压气体的压力通过监控电机的电流消耗确定，该电机能够操作为从所述驱动位置朝向所述缩回位置移动所述驱动刀片。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，该方法还包括使用存储在所述控制器中的算法将所述电流消耗转化为所述存储腔缸体中的测定压力值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，该方法还包括通过所述控制器比较所述测定压力值和所述预定压力值。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，当所述存储腔缸体中的所述测定压力值小于所述预定压力值时，向所述紧固件驱动器的使用者指示，包括激活发光二极管。
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