CN110023038A - 动力工具 - Google Patents

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Abstract

一种动力工具，包括可移动活塞，能够驱动可移动活塞以在工件上进行工作的电动机，以及被配置成感测可移动活塞的运动的距离传感器。距离传感器可操作以提供指示活塞的运动的传感器信息。控制器从距离传感器接收传感器信息。控制器部分地基于控制器从距离传感器接收的传感器信息来操作电动机以在工件上进行工作。

Description

动力工具
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月2日提交的名称为“动力工具”、申请号为15/722，765的美国专利申请的优先权，其要求于2016年9月30日提交的名称为“动力工具”、申请序列号为62/402，535的美国临时专利申请的优先权，其通过引用并入本文，如同在本说明书中被完全阐述一样。
技术领域
本公开一般涉及动力工具。更具体地，本公开涉及一种无模功率压接工具，其利用线性传感器来跟踪和识别冲头组件的运动。该压接动力工具使用户能够施加适当的压接压力并且能够在压接过程中实现活塞的精确线性运动。
背景技术
液压压接器和切割器是不同类型的液压动力工具，用于通过工作头(诸如压接头或切割头)在工件上进行工作(例如，压接或切割)。在这种工具中，包括液压泵的液压工具用于对液压流体加压并将其传递到工具中的缸。该缸使得可伸展的活塞或冲头组件朝向工作头移位。在动力工具包括液压压接器的情况下，活塞在动力工具的压接头上施加力，该压接头通常可包括具有某些压接特征的相对的压接模具。由活塞施加的力可用于闭合压接模具，以在期望的压接位置处对工件进行压接或压缩。
压接可导致在不期望的压接位置处进行压接，并且还可导致在压接过程期间施加不适当的压力量的情况下进行压接。因此，大体需要一种能够实现更有效和更强大的最终压接的液压压接工具。
发明内容
根据一个示例性布置，动力工具包括可移动活塞，能够驱动可移动活塞以在工件上进行工作的电动机，以及被配置成感测可移动活塞的运动的距离传感器。距离传感器可操作以提供指示活塞的运动的传感器信息。控制器被配置成接收传感器信息。控制器部分地基于控制器从距离传感器接收的传感器信息来操作电动机以在工件上进行工作。在一种布置中，距离传感器被配置成连续地感测可移动活塞的运动。
根据一个示例性布置，距离传感器检测可移动活塞的线性位移。当动力工具在工件上进行工作时，距离传感器可检测可移动活塞的线性位移。例如，当动力工具执行压接动作时，距离传感器可检测可移动活塞的线性位移。
根据一个示例性布置，距离传感器在压接动作期间检测可移动活塞的线性位移。在一个布置中，在压接动作期间，距离传感器产生输出信号，该输出信号被传送到控制器。输出信号可表示可移动活塞从参考位置行进的距离。在一种布置中，参考位置包括可移动活塞原始位置。在一种布置中，参考位置包括可移动活塞的缩回位置。这种缩回位置可以是全部或完全缩回的位置。
在一种布置中，输出信号表示可移动活塞的运动方向。例如，活塞的运动方向可包括可移动活塞朝向动力工具的工作头的方向。在一种布置中，可移动活塞的运动方向包括远离工作头的运动方向。
在一种布置中，动力工具的工作头包括压接头。例如，动力工具的压接头可包括无模压接头。在一种布置中，动力工具的工作头包括切割头。
在一种布置中，线性传感器包括霍尔效应传感器。例如，霍尔效应传感器可检测沿可移动活塞的外表面设置的轮廓。
在一种布置中，动力工具还包括泵和齿轮减速器，其中电动机被配置成通过齿轮减速器驱动泵。
在一种布置中，距离传感器安装在动力工具的圆柱形衬套内。例如，圆柱形衬套可安装在动力工具的框架内。
特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中组合，其中参考以下描述和附图可看到进一步的细节。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是说明性实施例的特征的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述的本公开的一个或多个说明性实施例，将最好地理解说明性实施例以及优选的使用模式，其进一步的目的和描述，其中：
图1示出了根据一个示例性实施例的液压工具的透视图；
图2示出了图1中所示的液压工具的某些部件的框图；
图3示出了图1中所示的液压工具的另一透视图；
图4示出了图1中所示的液压工具的另一透视图；
图5示出了根据一个示例性实施例的利用液压工具的示例性压接方法的流程图；
图6示出了根据一个示例性实施例的利用液压工具的示例性压接方法的流程图；以及
图7示出了替代的液压工具130，其包括冲压式压接头；
图8是根据一个示例性实施例的处于闭合状态的压接工具头的平面侧视图；
图9是根据图8的示例性实施例的处于打开状态的压接工具头的平面侧视图；
图10是根据图8的示例性实施例的压接工具头的分解图；
图11A示出了可与液压工具一起使用的液压回路；
图11B示出了图11A中所示的液压回路的一部分；
图11C示出了图11A中所示的液压回路的一部分；
图12示出了图11A中所示的液压回路的一部分；以及
图13示出了可与液压工具一起使用的示例性操作面板。
具体实施方式
以下详细描述通过参考附图描述了所公开的系统和方法的各种特征和功能。本文描述的说明性的系统和方法的实施例不意味着其是限制性的。可容易地理解，所公开的系统和方法的某些方面可以各种不同的配置来布置和组合，所有这些都有在本文中被考虑的。
此外，除非上下文另有所指，否则每个附图中示出的特征可彼此组合使用。因此，附图大体应被视为一个或多个整体实施的组成部分，并应理解并非所有示出的特征对于每个实施都是必需的。
另外，本说明书或权利要求中的任何元件、框或步骤的列举是出于清楚的目的。因此，这种列举不应被解释为要求或暗示这些元件、框或步骤遵循特定的布置或以特定的顺序执行。
术语“大体上”是指所述特征、参数或值不需要精确地实现，但是偏差或变化(包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素)可以不排除特征旨在提供的量发生。
图1示出了根据一个示例性实施方式的液压工具100的某些部件。尽管本文描述的示例性实施方式参考了示例性压接工具，但是应当理解，本公开的特征可在其他类似工具中实现，诸如切割工具。另外，可使用具有任何合适尺寸、形状或类型的元件或材料。仅作为一个示例，所示的液压工具100包括利用六角或六面压接头114的工作头。然而，也可使用替代形式的压接头。仅作为一个示例，也可使用冲压式或无模压接头。例如，图7示出了替代的液压工具130，其包括冲压式压接头132。
返回到图1，液压压接工具100包括电动机102，电动机102被配置成通过齿轮减速器106驱动泵104。泵104被配置成将加压的液压流体提供给包括液压致动缸108的液压回路124，液压致动缸108包括可滑动地容纳在其中的活塞。电动机102被配置成通过齿轮减速器106驱动泵104。泵104被配置成将加压的液压流体提供给液压致动缸108，液压致动缸108包括可滑动地容纳在其中的活塞或冲头。
液压工具还包括控制器50。例如，图2示出了图1和图7中所示的液压工具100和液压工具130的某些部件的框图。如图2所示，工具100，130包括流体贮存器214，其与液压回路124和泵104流体连通。液压回路124和泵104向控制器50提供某些操作信息和操作数据，其中泵104通过齿轮减速器106操作。
控制器50可包括处理器、存储器80和通信接口。存储器80可包括当由处理器执行时使控制器50操作工具100的指令。此外，存储器80可包括多个值查找表。例如，至少一个存储的查找表可包括工件信息或数据，例如连接器数据。作为一个示例，这种连接器数据可包括连接器类型(例如，铝或铜连接器)，并且还可包括用于某些类型的连接器和某些尺寸的连接器的优选的压接距离。这种优选的压接距离可包括活塞200并且因此可移动的压接模具116朝向压接目标区域160移动的距离，以便为具有特定尺寸的特定连接器类型实现期望的压接。
在一种布置中，控制器通信接口使控制器50能够与工具100的各种部件通信，诸如用户界面部件20、电动机102、存储器80、电池212和液压回路124的各种部件(例如，压力传感器122和线性距离传感器150)(参见例如图3)。
电池212可以可移除地连接到液压工具的一部分，诸如液压工具的底部134。举例来说，如图7所示，电池212可远离工作头132可移除地连接到液压工具130的底部134。然而，电池212可以可移除地安装到液压工具130的框架上的任何合适的定位、部分或位置。
如图2所示，液压工具100还可包括用户界面部件20，其向动力工具提供输入，诸如动力工具的控制器50。如将描述的，这样的用户界面部件20可用于操作液压工具100。例如，这种用户界面部件20可包括操作面板、一个或多个开关、一个或多个按钮、一个或多个交互式指示灯、软触摸屏或面板，以及其他类型的类似开关(诸如触发开关)。仅作为一个示例，并且如图7所示，用户界面136可位于液压工具136的顶表面。液压工具还可包括沿着液压工具的底部，靠近电池212安装的触发开关138。
图13示出了可与液压工具(诸如图7中所示的液压工具)一起使用的示例性操作面板1300。在该操作面板布置1300中，操作面板包括位于显示器1320(诸如液晶显示器(LCD))下方的多个软触操作按钮1310。在该示出的布置中，提供了四个按钮：包括扫描按钮的第一按钮1312，包括增加按钮1314的第二按钮1314，以及包括减小按钮1316的第三按钮。
还可提供包括选择连接器类型按钮的第四按钮1318。例如，在压接之前，用户可使用第四按钮1318来选择铜(Cu)连接器、铝(Al)连接器或其他连接器类型。操作面板1300还包括第一LED 1340和第二LED 1350。第一LED可以是除第二LED之外的一些其他颜色。例如，第一LED 1340可包括绿色LED，第二LED可包括红色LED。也可使用替代的LED配置。
图3示出了图1中所示的液压工具的另一透视图，图4示出了图1中所示的液压工具的另一透视图。现在参考图3和图4，位于活塞200附近的是距离传感器150。在该示出的布置中，线性距离传感器150安装在围绕活塞200的活塞杆203A的圆柱形衬套126内。在压接动作期间，该线性距离传感器150将操作以检测活塞200的线性位移。具体地，基于活塞200在压接动作期间的运动，线性距离传感器150将产生输出信号，该输出信号被传送到控制器50。该输出信号表示活塞200已从冲头或活塞200的特定参考点位置移动的距离。在一个优选的布置中，该特定参考点将是当活塞200已经完全缩回到最近端位置(例如，原始位置)时活塞200的位置，如图1和图3所示。
线性距离传感器150还提供关于活塞200的运动方向的信息。也就是说，线性距离传感器150可确定活塞200是否正在朝向压接目标移动或延伸或者活塞200是否移动远离压接目标或从压接目标缩回。该方向运动信息也可被传送到控制器50。控制器50可部分地基于该信息来操作工具，诸如在压接程序期间控制活塞的位置。例如，控制器50可利用该信息将可移动冲头缩回到预定位置，使得控制器控制冲头的返回位置，从而可在没有完全冲头缩回的情况下进行后续压接，返回到原始位置。另外，控制器50可利用该信息来驱动或移动可移动冲头到预定位置，例如，在压接程序之前将连接器保持在给定位置处。
示例性线性距离传感器包括但不限于线性可变差动变压器传感器、光电距离传感器、光学距离传感器和霍尔效应传感器。例如，这种霍尔效应传感器可包括换能器，该换能器响应于由可移动活塞200的外表面213的外轮廓产生的磁场而改变其输出电压。仅作为一个示例，凹槽、槽和/或突起215可沿着活塞200的外表面213加工、蚀刻、雕刻或以其他方式提供(例如，通过作为标签)。
在该图示的液压工具示例中，工具100的框架和孔形成液压致动缸108。缸108具有第一端109A和第二端109B。活塞联接到机构110，机构110被配置成移动压接头114的可移动压接头116。缸108的第一端109A靠近压接头116，而第二端109B与第一端109A相对。
当活塞缩回时，可移动头116可被拉回到完全缩回或原始位置，如图1和图3所示。可选地，可移动头116可被拉回到部分缩回位置。
当通过泵104将加压流体提供给缸108时，流体将活塞200推入缸108内，因此活塞200朝向放置在工作区域160内的压接目标延伸。当活塞200延伸穿过圆柱形衬套126时，线性传感器150感测活塞200的运动并将该信息提供给控制器50。
在一个优选布置中，线性传感器150连续地感测活塞200的运动。仅作为一个示例，当冲头组件朝向压接头移动，执行压接，然后缩回时，线性传感器150可在整个压接过程中的一个或多个期间连续地感测活塞200的运动。然而，如本领域普通技术人员将意识到的，也可使用替代的传感装置。仅作为一个示例，在某些布置中，控制器可利用线性传感器150仅在指定的时间段内(例如，仅在活塞杆200朝向工件被驱动时或仅在压接动作期间)感测活塞200的运动。在又一可选布置中，线性传感器150可用于仅周期性地感测活塞200的运动。
当活塞200延伸时，连杆机构110使可移动压接头116朝向固定头115移动，并且因此可使工作头115，116作用于或压接已经位于压接工作区域160的连接器。当进行压接操作时，控制器50可向液压回路124提供指令以停止电动机102，从而将高压流体释放回流体贮存器214，如本文更详细地描述的。
如上所述，为了提高液压工具100的效率，可能希望具有一种工具，其中活塞200可以非恒定的速度移动并且基于工具的状态、压接操作和/或所需的压接类型施加不同的负载。例如，活塞200可被构造成在可移动压接头116到达待压接的连接器之前在缸108内行进时快速前进。一旦可移动的压接头116到达连接器，活塞200可减速，但是使得可移动压接头116施加大的力以执行压接操作。接下来描述的是示例性液压回路124，其被配置成控制液压工具100的压接操作。
返回图3和图4，工具100包括可移动地容纳在缸108内的部分中空的活塞200，缸108由工具100的框架201和孔202形成。活塞200包括活塞头203A和从活塞头203A沿缸108的中心轴线方向延伸的活塞杆203B。如图所示，活塞200是部分中空的。特别地，活塞头203A是中空的并且活塞杆203B是部分中空的，因此在活塞200内形成圆柱形腔230。
电动机102驱动泵104以通过止回阀204将加压流体提供到延伸缸206。延伸缸206布置在形成于部分中空的活塞200内的圆柱形腔中。活塞200被配置成围绕延伸缸206的外表面轴向地滑动。然而，延伸缸206在第二端109B处固定到缸108，因此延伸缸206不随活塞200移动。
活塞200，特别是活塞杆203B进一步连接到冲头208。冲头208被配置成连接到并驱动可移动压接头116。
活塞头203A将缸108的内部分隔成两个腔室：第一腔室210A和第二腔室210B。第一腔室210A形成在活塞头203A面向冲头208的表面、活塞杆203B的表面和缸108在第一端109A处的壁之间。第二腔室210B形成在活塞头203A面向电动机102和泵104的表面、延伸缸206的外表面和缸108在第二端109B处的壁之间。当活塞200在缸108内线性移动时，第一腔室210A和第二腔室210B的相应容积变化。第二腔室210B包括延伸缸206的一部分。
泵104被配置成在用户启动压接命令之后从流体贮存器214抽取流体以对流体加压并将流体输送到延伸缸206。这种压接命令可通过用户通过用户界面组件20(参见图2)输入这样的命令来实现。例如，可通过用户通过用户界面136或拨动开关136(如图7所示)输入压接命令来启动压接命令。
贮存器214可包括接近大气压的压力(例如15-20磅/平方英寸(psi)的压力)的流体。最初，泵104向延伸缸206提供低压流体。流体具有通过止回阀204到延伸缸206的路径。流体在高压止回阀212和释放阀216处被阻塞，释放阀216连接到控制器50并可由控制器50致动。
输送到延伸缸206的流体在活塞200内的第一区域A1上施加压力。如图所示，第一区域A1是延伸缸206的横截面区域。流体使活塞200和与其连接的冲头208快速前进。特别地，如果流体进入延伸缸206的流量是Q，则活塞200和冲头208以等于V1的速度移动，其中V1可使用以下等式计算：
此外，如果流体的压力是P1，则可使用以下等式计算施加在活塞200上的力F1：
F1＝P1A1 (2)
此外，当活塞200在缸108内延伸时，液压流体通过旁通止回阀218从贮存器214被吸取或抽取到腔室210B中。当活塞200开始延伸时，第二腔室210B中的压力减小到低于流体贮存器214中的流体压力，因此流体贮存器214中的流体流过旁通止回阀218进入腔室210B并填充第二室210B。优选地，控制器50通过压力传感器122监测压力液压流体，并且还基于其从线性距离传感器150接收的输入监测活塞200的运动。
当活塞200和冲头208延伸时，可移动压接模具116和固定压接模具115朝向彼此移动，以准备压接放置在压接区域160内的连接器。当可移动模具116到达连接器时，连接器抵抗此动作。来自连接器的增加的阻力导致由泵104提供的液压流体的压力升高。
工具100包括顺序阀120，顺序阀120包括提升阀220和连接到提升阀220的一端的球222。弹簧224推动提升阀220以使球222防止通过顺序阀120的流动，直到流体达到预定的压力设定点，该压力设定点在球上施加的力超过由提升阀220上的弹簧224施加的力。例如，使顺序阀120打开的预定压力设定点可在350psi和600psi之间；但是，其他压力值也是可能的。顺序阀120的这种结构是用于说明的示例性结构，并且可实现其他顺序阀的设计。
一旦流体的压力超过预定压力设定点，流体压力就克服弹簧224并且顺序阀120打开，从而允许流体进入第二腔室210B。这样，除了区域A1之外，流体现在作用在活塞200的环形区域A2上。因此，流体作用在活塞200的整个横截面(A1+A2)上。对于在等式(1)中使用的相同流量Q，活塞200和冲头208现在以等于V2的速度移动，其中V2可使用以下等式计算：
如等式(3)所示，由于从A1到(A1+A2)的面积增加，所以V2小于V1。这样，活塞200和冲头208减速到受控速度，其实现受控，更精确的工作操作。然而，流体的压力已经增加到更高的值(例如，P2)，因此施加在活塞200上的力也增加并且可使用以下等式计算：
F2＝P2(A1+A2) (4)
由于从A1到(A1+A2)的面积增加以及从P1到P2的压力增加，所以F2大于F1。因此，当顺序阀120打开时，高压液压流体可进入延伸缸206和腔室210B，以使冲头208施加足够大的力以便以受控速度压接连接器。
由于顺序阀120的打开，所以高压流体现在填充腔室210B。高压流体推动旁通止回阀218的球，使旁通止回阀218闭合，从而防止流体从腔室210B流回流体贮存器214。换句话说，旁通止回阀218在一侧具有贮存器压力的流体，而在另一侧具有在腔室210B中的高压流体。高压流体闭合旁通止回阀218，因此不允许流体从贮存器214抽吸到腔室210B中。
工具100包括压力传感器122，压力传感器122被配置成提供指示流体压力的传感器信息。压力传感器122可被配置成将传感器信息提供给控制器50。
如将参考图5和图6的流程图更详细地描述的，一旦当活塞200在连接器的外表面上施加初始压接力而开始经历增加的压力时，控制器50将被引导到查找表以获得某些期望的值。在一种布置中，基于用户输入信息，控制器50将提取期望的压接距离和期望的压接压力。然后，控制器50操作电动机102和液压回路124，以将活塞200驱动到该目标压接距离和该目标压接压力。当线性距离传感器150感测到活塞200已经移动到该目标压接距离时，控制器50就可确定完成了所识别的连接器的启动的压接。
一旦连接器被压接并且活塞200在缸108内到达其行程的末端，则流体的液压增加，因为电动机102可继续驱动泵104。液压可持续增加直到达到阈值压力值。在一个示例中，阈值压力值可以是8500psi；但是，其他值也是可能的。一旦控制器50从压力传感器122接收到压力达到阈值压力值的信息，控制器50就可闭合电动机102，以便将活塞和冲头208缩回到期望的位置，例如原始或完全缩回的位置。
在一个示例中，工具100包括设置在第一腔室210A中的复位弹簧228。弹簧228固定在缸108的端部109A处并作用在活塞头203A朝向活塞杆203B和冲头208的表面上。当活塞缩回已被致动时，弹簧228将活塞头203A推回。而且，延伸缸206和第二腔室210B中的流体压力高于贮存器214中的压力。因此，液压流体从延伸缸206通过释放阀216排回到贮存器214。同时，液压流体从第二腔室210B通过高压止回阀212和释放阀216排回到储液器214，同时被止回阀218和止回阀204阻塞。特别地，止回阀204防止回流进入泵104。
图5示出了根据一个示例性实施例的用于通过使用无模液压压接器来压接连接器的示例性方法300的流程图。图5中所示的方法300示出了可使用例如图1至图4和图7中所示的液压工具使用的方法的实施例。此外，可使用或配置设备或系统来执行图5中所示的逻辑功能。在一些实例中，设备和/或系统的组件可被配置成执行功能，使得部件实际上被配置和构造成(具有硬件和/或软件)以实现该性能。在其他示例中，设备和/或系统的部件可被布置为适应于、能够或适合于执行功能，诸如当以特定方式操作时。方法300可包括如框310至框410中的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或动作。而且，可将各种框组合成更少的框，划分成附加的框，和/或基于期望的实施方式来移除各种框。
应当理解，对于本文公开的该过程和方法和其他过程和方法，流程图示出了本实施例的一种可能的实施方式的功能和操作。替代实施方式包括在本公开的示例实施例的范围内，其中取决于所涉及的功能，功能可从所示出或讨论的顺序执行，包括大体上同时执行或以相反的顺序执行，如本领域技术人员理解的。
在框310处，方法300包括用户向液压工具输入期望压接所需的某些信息的步骤。如前所述，这些信息可通过用户界面组件20输入到工具中。例如，在框310处，用户可输入将被压接的连接器类型。也就是说，用户可输入正在压接铝连接器或者正在压接铜连接器。另外，一旦选择了连接器的类型并将其输入到工具中，就可要求用户将连接器尺寸的大小输入液压工具中。基于该输入的数据，液压工具100，130的控制器50将能够确定目标压接压力以确保适当的压接。另外，基于该输入的数据，液压工具100，130的控制器50还将能够确定活塞200将移动以执行期望的压接的目标压接距离。
例如，一旦将该数据输入到工具中，则在框320处，方法300包括控制器50查找将用于在框310处特定信息输入的压接目标距离和压接压力的步骤。方法300至少部分地利用用户在框310处输入的信息来查找这些压接目标距离和压接压力。这种压接信息可包含在存储在存储器80中的查找表中，存储器80可通过控制器50访问(accessible)(参见例如图2)。
在框330处，方法300通过控制器50查询是否已拉动工具触发器以开始或启动压接。例如，该工具触发器可包括如图7所示的工具触发器138。如果在框330处，控制器50确定工具触发器尚未被拉动，则方法300返回到框330的开始并且等待一段时间以再次查询是否已拉动工具触发器。
如果在框330处，控制器50确定已经拉动工具触发器，则开始压接动作。也就是说，方法300将进行到框340，其中控制器50启动液压工具电动机102的致动。在电动机102已被致动之后，如本文所述，液压工具内的内部压力将开始增加。一旦冲头或活塞200开始沿远端方向或压接方向移动，控制器50将检测并监控活塞200在该方向上移动时的运动。具体地，将通过线性距离传感器150检测和监测活塞200的运动，以便确定活塞200是否以如在框320处由控制器50先前确定的目标压接距离移动。在活塞200如本文所述开始其朝向压接目标的运动之后，在框350处，控制器50监控活塞200是否达到其目标压接距离。在一个优选布置中，目标压接距离可由控制器50通过分析从线性距离传感器150接收的位置信息来确定，如本文所述。如果在框350处控制器50确定活塞200尚未达到目标压接距离，则方法300前进到框360。在方法300的框360处，控制器50优选地通过压力传感器(例如，压力传感器122)确定液压工具100的液压回路124是否位于最大液压下。如果在框360处方法300确定尚未达到最大液压，则方法300返回到框340并且控制器50继续操作电动机102以便增加液压回路124内的流体压力以继续将活塞200朝向压接工作区域160驱动。
可选地，如果在框360处，控制器50确定已达到工具最大压力，则方法300前进到框370，其中电动机102停止。
在框370处停止电动机之后，方法300前进到框380，其中控制器50可以记录某些操作参数。例如，在框370处，控制器50可记录最终的压接压力以及活塞200行进以完成期望的压接的压接距离。此后，方法300前进到框390，其中控制器50可确定所得到的压接是否满足期望的查找压接压力和期望的压接距离。例如，在一种布置中，控制器50将在框380处记录的完成的压力和距离与控制器50在框320处从查找表提取的目标压接距离和目标压接压力进行比较。如果这些压力和/或距离值不相媲美的话，则方法300前进到框400，其中指示结果失败的压接失败，然后可能记录结果失败的压接失败。可选择地，如果这些值相媲美的话，则方法300前进到框410，其中可向用户指示成功的压接，如本文所述。在一种布置中，控制器50还可将该成功的压接存储在存储器80中，也还可记录在跟踪日志中，并且可存储在存储器80中。
此外，可通过某种类型的人机接口设备在视觉上和/或听觉上向动力工具100的用户通知成功的压接：例如，通过用户界面部件20中的一个照明一些其他类似指示的绿色发光二极管。可选地或附加地，可沿着工具壳体的表面提供操作接口，其提供确认先前的压接包括成功的压接的视觉和/或图形确认。这可以是用户在框310处使用的相同或不同的操作接口，其中用户在框310处在压接开始之前输入压接尺寸和连接器类型信息。
图6示出了根据一个在开始压接之前不需要初始用户输入的示例性实施例的，用于通过使用无模液压压接器进行压接的替代方法500的流程图。图6中所示的方法500示出了可使用例如图1至图4和图7中所示的液压工具100，130使用的方法的实施例。方法500可包括如框510至框630中的一个或多个所示的一个或多个操作，功能或动作。此外，可将各种框组合成更少的框，划分成附加的框，和/或基于期望的实施方式移除各种框。
在框510处，方法500包括在开始期望的压接之前用户输入某些信息的可选步骤。例如，在框510处，用户可输入将被压接的连接器的类型。例如，用户可输入正在压接铝连接器或正在压接铜连接器。
在框520处，液压工具的控制器50查询是否已拉动工具触发器以启动压接操作。如果在框520处，液压工具控制器50确定尚未拉动工具触发器，则方法500循环回到框510并且在再次进行该查询之前等待一段时间。
如果在框520处控制器50确定已经拉动工具触发器，则启动压接动作。也就是说，方法500前进到框530，其中控制器50启动电动机102，使得液压工具压力将在液压回路124内增加，如本文所述。在液压回路124内的液压增加之后，活塞200开始在远端方向上朝向压接头114移动。在活塞200移动之后，液压工具100将检测并监测工具100的内部压力，如框540所确定的。例如，当控制器50从压力传感器122接收反馈信息时，可通过控制器50监测压力。具体地，控制器50将监测压力以确定是否检测到阈值压力。该阈值压力将确定活塞200是否首先接合待压接的连接器的外表面。在活塞200开始其朝向压接目标的远端运动之后，在框540处，控制器50确定工具是否以及何时达到阈值压力，也称为连接器测量压力。
如果控制器50确定已经满足连接器测量压力，并且因此活塞200开始在被压接的连接器的外径上施加力，则该方法前进到框550。在框550处测量连接器外径。在一个优选布置中，可通过利用线性距离传感器150来测量该连接器外径。例如，线性距离传感器150可提供关于活塞200从参考位置(即，活塞原始或缩回位置)行进多远的距离信息。并且由于控制器50可确定活塞200在该时间点的相对位置，因此控制器50将能够确定连接器外径。控制器50因此可将该外径记录在存储器80中。
在框550处确定连接器外径之后，控制器50通过查找表查找目标压接距离和目标压接压力，查询表优选地存储在存储器80中。液压回路124内的压力继续增加，因此活塞200继续朝向压接头114移动，以完成压接。接下来，在方法500的框570处，控制器50查询活塞200是否已经达到目标压接距离。如前所述，在一种布置中，控制器50将从线性距离传感器150接收关于目标压接距离的该距离信息。
如果控制器50根据线性距离传感器150提供的距离信息确定尚未达到目标压接距离，则该方法前进到框580。在框580处，控制器50确定液压工具100是否处于最大液压工具压力。优选地，控制器50从压力传感器122接收压力信息以进行该确定。如果在框580处，控制器50确定已达到最大液压工具压力，则方法500前进到框590，其中控制器50启动停止工具电动机102。
或者，如果在框570处，控制器50确定已经达到目标压接距离(即，活塞确实已经行进了期望的压接目标距离)，则方法500前进到框590，其中控制器50采取行动以停止电动机102。因此，液压回路124将如本文所述起作用，以便将液压流体返回到流体贮存器214。
在框590处停止电动机120之后，方法500前进到框600，其中可记录某些操作参数和/或记录信息。例如，在框600处，控制器50可记录液压回路124内的最终压接压力，以及活塞120行进以完成压接的最终压接距离。此后，方法500前进到框610，其中控制器50确定完成的压接是否符合在框560处确定的查找压力和距离。例如，控制器50可比较在框600处记录的完成压力和距离，以及在框560处确定的目标距离和压力。
如果这些压力和/或距离值不相媲美的话，则方法500前进到框620，其中指示压接失败，然后将压接失败记录为失败的压接。或者，如果这些值相媲美的话，则方法500前进到框630，其中向用户指示成功的压接。在一种布置中，控制器50可将该成功的压接存储在存储器80中，并且还可记录在跟踪日志中。
此外，可通过某种类型的人机接口设备在视觉上和/或听觉上向动力工具100的用户通知成功的压接：某些其他用户界面部件20的绿色发光二极管的照明。可选地或另外地，可沿着工具壳体的表面提供操作接口，其提供确认先前的压接包括成功的压接的视觉和/或图形确认。这可以是用户在框510处使用的相同或不同的操作界面，其中用户在压接开始之前，在输入压接开始之前，向动力工具输入压接尺寸和连接器类型信息。
图8至图10描绘了根据本公开的一个示例性实施例的压接工具头700。仅作为一个示例，压接工具头或工作头700可与如本文所公开的液压工具一起使用，诸如与图1中所示的液压工具10和图7中所示的液压工具130一起使用。具体地，图8描绘了处于闭合状态的压接工具头700的侧视图，图9示出了处于打开状态的压接工具头700的侧视图，以及图10示出了压接工具头700的分解图。
如图8至图10所示，切割工具头700包括第一框架712和第二框架714。第二框架714可相对于第一框架712移动，使得压接工具头700可以是(i)打开的以将一个或多个物体插入压接工具头700的压接区域716中，以及(ii)闭合的以便于在压接区域716中压接物体。特别地，为了压接定位在压接区域716内的物体和/或工件，压接工具头700包括可滑动地设置在第一框架712中的冲头718和在第二框架714上的压接砧座720。冲头718可从压接区域716的近端722移动到压接区域716的远端724的压接砧座720。因此，冲头718和压接砧座720可向定位在压接区域716中的冲头718和压接砧座720之间的物体(例如，金属、电线、电缆和/或其他电连接器)提供压缩力。
如图8至图10所示，冲头718可具有在从近端722朝向远端724的方向上大体变窄的形状。因此，冲头718的最远端的横截面可小于冲头718的最近端的横截面。作为一个示例，冲头718可具有大体金字塔的形状。作为另一个示例，冲头718可具有多个部分，包括一个或多个向内逐渐变细的部分718A和一个或多个圆柱形部分718B(参见图10)。
还如图8至图10所示，压接砧座720可具有在从近端722朝向远端724的方向上大体变窄的形状。例如，压接砧座720可具有大体V形的表面轮廓或大体U形的表面轮廓。在一些实施方式中，冲头718的形状和/或尺寸大体可对应于压接砧座720的形状和/或尺寸，反之亦然。至少部分地由于冲头718和压接砧座720的变窄形状，压接工具头700可有利地在比其他工具头(例如，具有大体平坦的冲头和大体平坦的压接砧座的压接工具)更小的表面积上以更大的力压接物体。反过来，这有助于改善通过压接操作耦合的物体的电性能。
如上所述，压接头工具700可耦合到致动器组件，致动器组件被配置成远端移动冲头718以压接在压接区域716中的物体。例如，致动器组件可包括液压泵，和/或远端移动冲头718的电动机。另外，例如，致动器组件可包括开关，该开关可操作以使得冲头718在近端722和远端724之间移动。例如，开关可在第一开关位置和第二开关位置之间移动。当开关处于第一开关位置时，致动器组件使冲头718处于缩回位置(例如，在近端722处)。然而，当开关处于第二开关位置时，致动器使冲头718朝向压接砧座724移动，以压接在压接区域716中的物体。
另外，如图8至图10所示，第一框架712具有从基部730延伸的第一臂726和第二臂728。第一臂726大体平行于第二臂728。第一臂726和第二臂728也具有大体相同的长度。在这种结构中，第一框架712呈U形夹形式(即U形)；然而，在其他示例中，第一框架712可具有不同的形式。另外，尽管在所示示例中第一框架712由单件形成为整体，但是在其他示例中，第一框架712可由多个部件形成。
如本文所述，第二框架714包括压接砧座720。在图8至图10中，压接砧座720与第二框架714一体地形成为单件式整体。在替代示例中，压接砧座720可连接到第二框架714。例如，可通过一个或多个第一连接构件将压接砧座720可释放地连接到第二框架714，该第一连接构件延伸穿过压接砧座720和第二框架714中的一个或多个孔。通过将压接砧座720可释放地连接到第二框架714，可容易地更换和/或修理压接砧座720。
第二框架714在第二框架714的第一端732处铰接地联接到第一臂726。具体地，第二框架714可在如图8所示的闭合框架位置和如图9所示的打开框架位置之间旋转。在闭合框架位置，第二框架714从第一臂726延伸到第二臂728，使得压接区域716大体由冲头718、压接砧座720、第一臂726和第二臂728界定。在打开框架位置，第二框架714延伸远离第二臂728，以提供通向远端724处的压接区域716的入口。
在图8至图10中，第二框架714通过延伸穿过第二框架714的第一端732和第一臂726的远端部分的第一销734铰接地联接到第一臂726。第一臂726的远端部分包括由间隙分开的多个尖头736，第二框架714的第一端732设置在尖头736之间的间隙中。这种布置有助于提高第二框架714相对于第一框架712的稳定性和对准。这反过来有助于在压接操作期间改善冲头718和压接砧座720的对准。尽管具有这些益处，但是在其他示例中，第二框架714可以不同方式地铰接地联接到第一臂726。
当第二框架714处于闭合框架位置时，第二框架714的第二端738通过闩锁740可释放地联接到第二臂728。总体来说，闩锁740被构造成相对于第二臂728在以下位置之间旋转：(i)闭合闩锁位置，其中闩锁740可将第二臂728联接到第二框架714，如图8所示，以及(ii)打开闩锁位置，其中闩锁740从第二框架714释放第二臂728，如图9所示。例如，闩锁740可通过第二销742铰接地联接到第二臂728，且闩锁740因此可相对于第二臂728围绕第二销742旋转。尽管图9示出了闩锁740处于打开闩锁位置，而第二框架714处于打开框架位置，但是当第二框架714处于其他位置时，闩锁740可处于打开闩锁位置。类似地，当第二框架714处于打开框架时，闩锁740可处于闭合闩锁位置。
为了将闩锁740可释放地联接到第二框架714，闩锁740和第二框架714包括对应的保持结构744A，744B。例如，在图8中，闩锁740包括向近端倾斜的底表面744A，当闩锁740处于闭合闩锁位置并且第二框架714处于闭合框架位置时，该底表面744A接合第二框架714的向远端倾斜的顶表面744B。倾斜表面744A，744B的间距被构造成使得当闩锁740移动到打开闩锁位置时，闩锁740的表面744A可从第二框架714的表面744B释放。类似地，倾斜表面744A，744B的间距被构造成使得当第二框架714处于闭合框架位置并且闩锁740处于闭合闩锁位置时，表面744A和表面744B之间的接合防止第二框架714的旋转。
释放杆746联接到闩锁740并且可操作以将闩锁740从闭合闩锁位置移动到打开闩锁位置。例如，释放杆746的近端部分747可联接到闩锁740的近端部分743(例如，经由联接构件，例如螺钉或可释放销)。这样，释放杆746可相对于闩锁740旋转地固定。
释放杆746还包括从释放杆746朝向第一框架712的第二臂728延伸的突出部748。如图8至图9所示，当释放杆746联接到闩锁740时，突出部748可抵靠第一框架712的第二臂728接合。以这种方式，突出部748可作为支点，释放杆746可围绕该支点旋转。
在该布置中，释放杆746围绕突出部748并朝向第二臂728的旋转引起闩锁740围绕第二销742并远离第二框架714的相应旋转。因此释放杆746可由用户操作以将第二框架714从闩锁740和第二臂728释放，使得第二框架714可从图7中所示的闭合框架位置移动到图9中所示的打开框架位置。
闩锁740可通过偏置构件朝向闭合闩锁位置偏置。例如，偏置构件可以是在第二臂728和闩锁740之间延伸的弹簧750，以将闩锁740朝向闭合闩锁位置偏置。图8示出了当闩锁740处于闭合闩锁位置时的弹簧750，而图9示出了当闩锁740处于打开闩锁位置时的弹簧750。如图8至图9所示，弹簧750在闩锁740的近端部分上的第一表面752和第二臂728上的第二表面754之间延伸。在一个示例中，第二表面754可以是在第二臂728上的横向突出部分。因为第二臂728是固定的并且闩锁740是可旋转的，所以弹簧750施加从第二臂728引导到闩锁740的近端部分的偏置力。因此，在这种布置中，弹簧750偏置闩锁740在图8至图9中的顺时针方向上朝向闭合闩锁位置旋转。
如图10所示，第一框架712还包括延伸穿过基座730的通道756。当压接工具头700联接到致动器组件时，致动器组件的一部分可延伸通过通道756且联接到第一框架712内的冲头718上。通过这种方式，致动器组件可通过通道756向远端移动，从而使冲头718朝向压接砧座720移动。作为一个示例，冲头718可由一个或多个第二联接构件758(例如，可释放销或螺钉)可释放地联接到致动器组件。这可允许更换和/或修理冲头718，和/或便于将压接工具头700可拆卸地连接到致动器组件。
压接工具头700还可包括复位弹簧(诸如图3中所示的复位弹簧228)，其被配置成使冲头718在近端方向上朝向图8至图9中所示的缩回位置偏置。因此，在完成冲头718的远端行程时(在压接操作期间)，复位弹簧可使冲头718返回到其缩回位置。
图11A，图11B和图11C示出了根据一个示例性实施方式的液压回路1100。这种液压回路1100也可与液压工具一起使用，诸如图1中所示的液压压接工具100和/或图7中所示的液压工具130。
液压工具1100包括电动机1102(图11B中所示)，其被配置成经由齿轮减速器1106驱动液压泵1104。液压工具1100还包括贮液器或罐1108，其作为用于储存低压水平(例如，大气压或略高于大气压，例如30-70psi)的液压油的贮液器操作。当电动机1102沿第一旋转方向旋转时，泵活塞1110上下往复运动。当泵活塞1110向上移动时，流体从罐1108中抽出。当泵活塞1110向下移动时，抽出的流体被加压并输送到先导压力轨道1112。当电动机1102沿第一旋转方向旋转时，剪切密封阀1114保持闭合，使得通道1116与罐1108断开连接。
先导压力轨道1112中的加压流体通过止回阀1117和顺序阀1119的鼻部1118，通过通道1120连通到腔室1121。如图11C所示，腔室1121部分地形成在内缸1122内并且部分地形成在可滑动地容纳在缸1126内的冲头1124内。冲头1124被构造成围绕内缸1122的外表面和缸126的内表面滑动。内缸1122旋拧到缸1126内并因此是不可移动的。如图11C所示，进入腔室1121的加压流体在冲头1124的内径“d1”上施加压力，从而使得冲头1124伸展(例如，在图11C中向左移动)。模头1127联接到冲头1124，使得冲头1124在缸1126内的延伸(即，在图11中冲头1124向左的移动)使工具的工作头朝向工作头(诸如图1中所示的压接头114)移动。
返回参照图11A，顺序阀1119包括提升阀1128，其通过弹簧1132朝向阀座1130偏置。当先导压力轨道1112中的流体的压力水平超过由弹簧1132的弹性比率设定的阈值时，流体推动提升阀1128抵靠弹簧1132，从而打开通过通道1134到腔室1136的流体路径。腔室1136限定在缸1126内、在内缸1122的外表面和缸1126的内表面之间。因此，参照图11C，加压流体现在作用在冲头1124的内径“d1”以及冲头1124围绕内缸1122的环形区域上。这样，加压流体现在在冲头1124的整个直径“d2”上施加压力。这使得冲头1124在被压接的物体上施加更大的力。
如图11A所示，液压工具1100还包括导向/梭阀1138。先导压力轨道1112中的加压流体通过导向/梭阀1138的鼻部1140连通并作用在提升阀1142上，以使提升阀1142安置在导向/梭阀1138内的阀座1144上。只要提升阀1142安置在阀座1144上，流过止回阀1117的流体就不能通过顺序阀1119的鼻部118和围绕提升阀1144的通道1146流到罐通道1148，罐通道1148流体连接到罐1108。这样，流体被迫通过通道1120进入腔室1121，如本文所述。
此外，允许先导压力轨道1112中的流体围绕导向/梭阀1138通过环形区域1149流到通道1116。然而，如上所述，当剪切密封阀1114闭合时，通道1116被阻挡，并且与通道1116连通的流体被阻止流到罐1108。
压接器1100包括与压接器1100的控制器连通的压力传感器(例如压力传感器122，图3)。压力传感器被配置成测量缸1126内的压力水平，并向控制器提供指示测量的信息。只要测量的压力低于阈值压力值，控制器就命令电动机1102沿第一旋转方向旋转。然而，一旦超过阈值压力值，控制器就命令电动机1102停止并将其旋转方向反转到与第一旋转方向相反的第二旋转方向。沿第二旋转方向旋转电动机1102导致剪切密封阀1114打开，从而导致在通过环形区域1149的先导压力轨道1112和通道1116之间形成到达罐1108的流体路径。由于当剪切密封阀1114打开时，先导压力轨道1112中的流体被允许流到罐1108，先导压力轨道1112中的压力水平降低。
图12示出了液压工具1100的近视图，示出了导向/梭阀1138。一旦先导压力轨道1112由于剪切密封阀1114打开而减压，在提升阀1142的第一端1200处起作用的压力水平减少。同时，腔室1121中的加压流体通过顺序阀1119的鼻部1118连通到通道1146，并作用在提升阀1142的凸缘1202的表面区域上。这样，提升阀1142被卸荷(例如，通过向下推动)。
复位弹簧1150包围冲头1124，并且复位弹簧1150推动冲头1124(例如，在图11A，图11C中向右)。因此，腔室1121中的流体通过顺序阀1119的鼻部1118被迫离开腔室1121到达通道1146，然后围绕现在卸荷的提升阀1142的鼻部或第二端1204到达罐通道1148，并最终到达罐1108。类似地，腔室1136中的流体通过止回阀1152被迫离开腔室1136，通过顺序阀1119的鼻部1118到达通道1146，然后围绕提升阀1142的鼻部或第二端部1204通向罐通道1148，并最终到达罐1108。止回阀1117阻止到达先导压力轨道1112的流回。从腔室1121和腔室1136到罐1108的流体流动释放腔室1121和腔室1136，使得冲头1124返回到起始位置，并且压接器1100再次准备好进行另一个循环。
在一些情况下，剪切密封阀1114可能无法正常操作。在这些情况下，当命令电动机1102在第二旋转位置旋转时，剪切密封阀1114可能不会打开从通道1116到罐1108的路径，并且先导压力轨道1112中的压力水平不会被释放，并且仍然很高。在这种情况下，提升阀1142可能不会被卸荷，并且腔室1121和腔室1136中的流体不会被释放。因此，冲头1124可能不会返回到起始位置。为了在剪切密封阀1114发生故障的情况下释放腔室1121和腔室1136，液压工具1100可配备有本文所述的紧急释放机构。
如图12所示，机械开关或按钮1206连接到设置在导向/梭阀1138内的提升阀1208。在紧急或故障情况下，可(向下)按下按钮1206，这导致提升阀1208在导向/梭阀1138内被进一步推动(例如，在图12中向下移动)。当提升阀1208移动时，它接触销1210，销1210部分地设置在提升阀1142内。
销1210与设置在提升阀1142内的止回球1212接触。只要先导压力轨道1112被加压并且提升阀1142位于阀座1144，止回球1212就位于提升阀1142内的阀座1214处。然而，当按下按钮1206并且提升阀1208向下移动以接触并向下推动销1210时，止回球1212从阀座1214上卸荷。因此，允许先导压力轨道1112中的加压流体通过提升阀1142，围绕止回球1212，围绕销1210和提升阀1208流到罐通道1148，并最终流到罐1108。这样，在剪切密封阀1114失效的情况下，先导压力轨道1112中的压力通过按压按钮1206被释放。释放先导压力轨道1112中的压力允许提升阀1142在通道1146中的流体压力下卸荷，从而释放腔室1121和腔室1136，如上所述。
有利地，图11和图12中所示的配置将紧急减压机构的操作与导向/梭阀1138相结合，而不是包括单独的杠杆机构和相关的单独的阀，以允许在液压回路故障的情况下释放压力。
已经出于说明和描述的目的给出了对不同有利实施例的描述，并且不同有利实施例的描述不旨在以所公开形式穷举或限制于实施例。修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。此外，与其他有利实施例相比，不同的有利实施例可提供不同的优点。选择和描述所选择的一个或多个实施例是为了最好地解释实施例的原理，实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本公开的具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。

Claims (22)

1.一种动力工具，包括：
可移动活塞；
电动机，所述电动机能够驱动所述可移动活塞以在工件上进行工作，
距离传感器，所述距离传感器被配置成感测所述可移动活塞的运动，所述距离传感器可操作以提供指示所述活塞的所述运动的传感器信息；以及
控制器，所述控制器被配置成从所述距离传感器接收所述传感器信息，
其中所述控制器部分地基于所述控制器从所述距离传感器接收的所述传感器信息来操作所述电动机以在所述工件上进行工作。
2.如权利要求1所述的动力工具，其中所述距离传感器检测所述可移动活塞的线性位移。
3.如权利要求2所述的动力工具，其中当所述动力工具在所述工件上进行工作时，所述距离传感器检测所述可移动活塞的所述线性位移。
4.如权利要求3所述的动力工具，其中当所述动力工具执行压接动作时，所述距离传感器检测所述可移动活塞的所述线性位移。
5.如权利要求1所述的动力工具，其中所述距离传感器在压接动作期间检测所述可移动活塞的线性位移。
6.如权利要求5所述的动力工具，其中在所述压接动作期间，所述距离传感器产生输出信号，所述输出信号被传送到所述控制器。
7.如权利要求6所述的动力工具，其中所述输出信号表示所述可移动活塞从参考位置行进的距离。
8.如权利要求7所述的动力工具，其中所述参考位置包括可移动活塞原始位置。
9.如权利要求8所述的动力工具，其中所述参考位置包括所述可移动活塞的完全缩回位置。
10.如权利要求1所述的动力工具，其中所述输出信号表示所述可移动活塞的运动方向。
11.如权利要求10所述的动力工具，其中所述活塞的所述运动方向包括所述可移动活塞朝向所述动力工具的工作头的方向。
12.如权利要求11所述的动力工具，其中所述动力工具的所述工作头包括压接头。
13.如权利要求12所述的动力工具，其中所述动力工具的所述压接头包括无模压接头。
14.如权利要求11所述的动力工具，其中所述动力工具的所述工作头包括切割头。
15.如权利要求10所述的动力工具，其中所述活塞的所述运动方向包括远离所述工作头的运动方向。
16.如权利要求1所述的动力工具，其中所述圆柱形衬套围绕所述活塞的活塞杆。
17.如权利要求1所述的动力工具，其中所述线性传感器包括霍尔效应传感器。
18.如权利要求17所述的动力工具，其中所述霍尔效应传感器检测沿所述可移动活塞的外表面设置的轮廓。
19.如权利要求1所述的动力工具，所述动力工具还包括
泵，以及
齿轮减速器，
其中所述电动机被配置成通过所述齿轮减速器驱动所述泵。
20.如权利要求1所述的动力工具，其中所述距离传感器安装在所述动力工具的圆柱形衬套内。
21.如权利要求20所述的动力工具，其中所述圆柱形衬套安装在所述动力工具的框架内。
22.如权利要求1所述的动力工具，其中所述距离传感器被配置成连续地感测所述可移动活塞的所述运动。
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