CN1105614A

CN1105614A - 有关动力工具的改进

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Publication number: CN1105614A
Application number: CN94117880.3A
Authority: CN
Inventors: 戴维·马丁·肖; 罗萨里奥·费尔拉吉那
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2014-09-29
Also published as: DE69417179T2; CN1055426C; ES2178738T3; DE69417179D1; CA2133244A1; CA2133244C; EP0659525A2; DE69431366D1; EP0811466A2; EP0811466A3; JP3725568B2; GB9320181D0; US5563482A; JPH07178678A; DE69431366T2; ES2129590T3; EP0659525A3; EP0659525B1; JP2005231032A; EP0811466B1

Abstract

公开了一种钻/改锥(如一种电钻)，带有螺旋驱动附件，和一种控制该钻/改锥的方法。控制电路 (30)控制该马达(38，39)的转速，是通过一个延时电路(42)和一个可控硅开关(41)控制的。该控制电路 (30)采用了延时信号，而且信号从转速传感器被输入，为的是监测马达里的电流，或监测同至少一部分马达里的电流相关的参数。当检测到一个与所述马达里的电流变化率增加相关的变化量时，为了对螺旋驱动实行自动扭矩控制，停止马达工作。

Description

本发明涉及动力工具，如手持的动力工具和安装在工作台上的动力工具。本发明特别涉及手持的和安装于工作台上的动力改锥和动力钻机，该钻机具有螺旋驱动的性能，在此称为“钻/改锥”。

有效地和经济地使用动力工具取决于正确地选择该工具待要工作时的状态。如，对于一个动力钻，就是钻头的转速取决于钻孔尺寸和准备在其上进行钻孔的工件材料。在螺旋驱动下，该改锥的转速是由螺纹尺寸决定的。更重要的是当螺纹已经完全加工成后能使工具停止转动，以避免驱动工具的马达过载或工件被损坏。

已经有建议按使用者输入装置的信息，用电子装置控制动力工具的、驱动被夹持工具的马达的转速，在该动力工具工作时，该装置也保持设定的速度为常量，监测工作状态。具体说该装置可以监测工具所产生的扭矩，和在该扭距超出一安全值时，断开动力工具马达的电源，但已有的建议不是全部生效的。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有更有效的扭距传感和控制调整的动力工具。

本发明的一方面是在观察通过流经工作中的动力工具马达的电流的基础上进行的，具体说是上述情况限于当钻/改锥工作将螺钉旋入工件时流过其马达的电流。这方面参考附图4，这是一幅曲线图，给出马达电流的变化（垂直轴）和相对时间（横轴），是在旋入螺钉工作时期间测得的。曲线的形状对于所有允许的螺纹尺寸是大致相同的，但实际的电流值取决于螺纹的尺寸。在T₁的区间内，马达的电流逐步增加，这时螺钉开始进入工件表面，对螺旋运动的转动的阻力逐渐增加。在下一个时间区间T₂内，随着螺纹进入工件，电流基本上为常量，螺钉被进一步旋入工件。在最后的时间区域T₃里，螺钉几乎已经到位，螺钉头与工件的表面相接触。随着在螺钉头和工作表面间的压力增加，在通过T₃区间时马达电流迅速增加，在区间T₃的终点时，螺钉完全到位，然后通常断开工具马达的电源。

本发明的一个方面是监测工具的马达中的电流，当螺钉头与工件进入接触时利用电流快速增加的有利条件。

按本发明的一个方面，在此定义的钻/改锥具有一个适于安装螺纹驱动柄（bit）的转动轴;

一个驱动上述轴的马达;

用于监测马达中的电流、或用于监测相对于至少一部分马达中电流的参数的装置;

响应监测的马达电流变化率增加的变化，使马达停止动作的装置;

例如，钻/改锥可以包括一个用于控制马达转速的速度控制器。用于监测电流或其他参数的装置，然后可以监测马达的能源消耗。

在一个实施例中，马达可以是一个A、C马达，（交流电动机）速度控制装置可以包括电压控制整流装置（也称为选通整流装置）（gated rectifier means），例如，一个可控硅双向整流器，用于控制“接通电源”部分或每A、C循环的部分，为了达到所需的速度。用于监测电流或其它参数的装置还可以包括监测每个“接通电源”部分期间的装置。这可以作成监测受控制的电压整流装置导通时间，或监测在每个电压受控整流器被触发的相对相（时间延迟）。“接通电源的”部分期间将与正工作状况下马达的负载有关，因而与马达消耗的电流有关。

在某些情况下，在电流变化率已经增加后可能还需要继续旋进工作，因此在一个实施例中，在控制机构中采用时间延迟设置用以延时，例如，延时1秒左右之后让马达关停。在另一个实施例中，可以提供一个手动的更换机构所以使用者可以选择自动关停控制或手动控制。

用于监测电流或其它参数的装置，和用于关停马达的装置，可以用专用的硬件电路来实现，也可以和/或用程序处理装置（例如，一个微处理机或一个微型控制器）用软件编程序，图表来实现。

在最接近的方法中，本发明也提供了在此定义的钻/改锥的在这方面的一种方法，所述的钻/改锥包括一个适于安装螺旋驱动柄（bit）的转动轴，包括一个用于驱动上述轴的马达;所述的方法包括第一步，监测马达中的电流，或监测至少同马达电流一部分相关的参数，第二步，响应马达的电流变化率的增加的、检测的变化量，使马达停止工作。

按照本发明的另外又一方面，提供一种控制钻/改锥的方法，所述的钻/改锥包括一个排列装有螺纹驱动柄（bit）的可转动的轴，和一个用于驱动上述轴的马达，马达仅当在预定的导通期限内被驱动;所述的方法用于提供一个值，使在给定的时间期限内，该值为需保持一个给定的马达转速的导通期间的特性值，如果在给定的时间周期结束前，这个值超过了预定的数量，则马达被停止转动。

仅仅做为举例，现在将按照本发明的两个手持动力钻/改锥的实施例，参考附图进一步详述：

图1是所述钻/改锥的立体示意图;

图2是钻/改锥的显示板和键盘的平面视图;

图3是钻/改锥的控制装置的方框图;

图4和图5a/b为解释性的图;

图6a/b/c为所示的钻/改锥的控制的流程图;

图7为按本发明的第二个实施例的移位寄存器的图表。

图8表示本发明的第二个实施例的流程图;

图9给出在图7的寄存器中，当所述的钻/改锥无负载时，所保存的典型的数据图表;

图10表示当所述的钻/改锥将螺纹件螺旋驱入工件时，图7的寄存器中所保存的典型数据表;和

图11表示当螺纹驱动工作已到达终点时，图7的寄存器中所具有的典型数据表。

图1所示的钻/改锥是有一段通用的外形，具有机体1和手柄2，手柄2上有在其上安装的ON/off开关的三角件3。该三角件3还与一个换向开关相连（图未视），虽然除了在螺旋拧进的过程中，按要求禁止选择反向。一个夹头4可拆卸地安装在驱动轴5的一端上，所述的轴5从机体1上伸出，如图所示。

在机体1的上表面，于使用者易于接受和看到的一个位置上是键盘6和显示器，例如有一个液晶显示屏（LCD），它们一起构成显示板7。板7是容纳在机件1里组件的一部分，它被夹在夹板壳体两半之间，这两半壳件构成机体1和手柄2。

键板6具有两个用一个薄膜覆盖的键，膜盖住了作用键，还具有两竖起部分8和9，以箭头的形式用以区分各个键。为使用者容易识别和使用所述的键，箭头8和9分别向上和向下，给出符号“+”和“-”。在上述竖起部分之下有键开关的可动元件。这些元件可以包含贴附在薄膜的、或独立于薄膜传导的橡胶块（conductive rubbez）组成，它们被固定在一个低于薄膜的表面上，形成了键开关。向下压薄膜的竖起部分使传导的橡胶块（the block of conductive rubber）进入同相应固定的导体或印刷电路版上的导电部分相导通的状况。只要没有了压力，所述的块离开了固定的传导部分。

LCD10构成显示板7的一部分，它具有与显示件10相邻的纵行12、13、14、15，每行具有一组数字，表示了以毫米为单位的钻孔尺寸。数字水平成行的形式排列，如图所示。在每个纵行的端头有符号16、17、18、19，它们分别代表金属工件、砖块件、木工件和铝工件。在这些纵行的下面有两个水平的部分20和21，在其中有代表不同尺寸螺纹的符号，和有字母“ATC”（自动扭矩控制）。在显示件10的右手边上部是符号22，代表抛光或钢丝刷擦光。在显示件10右手边较低的部分有一组符号23、24、25和26，它们分别代表孔加工刀具，金属工件铝工件和木工件。雕刻在显示件上与符号23......26相邻的是两部分箭头27，其尖端正好低于水平线28。

如图2所示，在显示板较低的一端是标记φmm（直径）。

LCD10由一系列相互成列的12个条块组成。这些部分在用户启动开关后是可见的，按“+”开关使可见部分的数量从显示件的底部增加，而按“-”开关时，结果相反。同时按压两个开关使马达以最大速度运转。为举例起见;在图2中29处示出三个可见部分。从图2中可以看出，这些部分当可见时，都位于与纵行12...15的不同水平列相对正。显示板7能让用者选择最佳速率（具有螺旋拧入的自动控制扭距），用于在金属、砖件、木头或铝上（由符号12、13、14、15所指）加工小的或大的螺纹（由部分20、21所指示的），或钻孔，或者进行抛光/钢丝刷擦光，（由符号22所示），或进行孔切削加工（由符号23与24-28相应范围符号指示）。

在图2的，LCD显示件的较下端是标记200RPM（最小马达速度），在同一水平行上有标记φmm。在显示件的上端有标记2600RPM（最大马达速度）。

图3是工具马达控制工艺循环的方框示意图，含有微处理机30，例如用日本的Mitsubishi公司制造的50927型。在图2中所示的在箭头8、9之下的键板上的键分别用31和32表示，它们将信号直接输入微机30，方框33代表复位循环，它的功能将在下面详述。方框34是LCD10，如图示它的部件直接由微机30驱动。控制线路由接线端35、36接通的供电装置供电，如方框37所示通过控制线路使电源电压降到所需水平，同时提供了稳定的通用的电压。与35、36端相连是工具驱动马达警报器38，它与一组励磁绕组39相连。三角形驱动控制马达开关以40表示。供给马达的电源通过三端双向可控硅开关41整流，它同马达串联，其起通角是由微机30借助于一个在图3中以方框42所表示的电路控制的。在所示的实施例中，控制电路42包含一个可编程序计时器，它由微机30用4-位时间（4-bit time）延迟输入。时间延迟是依三端双向可控硅开关41将被触发进入导通的相角的延迟。通过与以方框43代表的马达轴速测量线路相联的微处理机，有效地调整马达的转速。电路43接收安在马达轴上的速度传感装置（图未视）接收输入信号，传感装置，可以是一个光传感器，包含一个安在所述轴上的带孔的盘和一个光源，使光源处于其直射光线穿过带孔的盘，照在光感应装置上。可以用磁性传感器作替代传感器，如用霍尔效应型传感器，或线圈。

控制线路也能够在所有的启动中提供软起动，所有模式的防逆转保护，仅在螺旋钻动模式中允许反方向运转及防逆转保护之后的操作。

还包括用热敏电阻器或热动开关装置的马达热保护控制电路，以方框44代表，它提供了马达温度指示信号。

当钻/改锥在钻动模式下开动时，控制线路允许使用者选择相对于钻孔尺寸和工件材料的最佳能速，保持该速，却允许马达负载有变化。

当钻/改锥以拧螺钉的模式开动时，控制电路允许选择小的或大的螺钉和自动控制扭矩。

在孔切削加工模式中，提供最佳速度和控制。

在抛光和钢丝刷擦光的模式中，控制电路保持马达速度处于一个常量，任凭马达负载有变化。

标号45表示信号接到换向开关上。

如上所述，在螺旋钻进工序进行中当螺钉已经拧到位，重要的是使工具停止转动。钻/改锥为达到上述性能装有扭矩控制。

图5（a）和5（b）是以波形表示3所述的三端双向可控硅开关的导通图形。其中的（a）是改锥带动螺纹杆体正进入工件，（b）是该螺钉的头部同工件相接触。在这些波形中，线F₁....F₆代表一组起通角，起通角是所述的可控硅导通（即可控硅开关导通时间）时间的一种度量，为了在如200r.p.m下的预定速度转动该驱动器的夹头。随着负载加到夹头上，为保持所需的速度，导通时间增加。因而，当螺纹杆体被拧入工件时，图5（a）中以阴影部分表示的导通时间即起通角是少的。当螺钉头到了工件上，为保持速度，总需要大大增加导通时间，如由图5（b）的阴影部分所表示的那样。微机30编制了程序以识别从图5（a）的状态到图5（b）状态的突然变化，并能于发生这种变化时止动马达。

因此，如上面所说，在图5（a）和（b）中的线F₁...F₆代表该三端双向可控硅开关的一组起通角，通过监测起通角中的增加率，可以精确地检测到螺钉旋进操作至终点、要求工具马达关断的那个瞬间。因而，每个起通角F₁...F₆是用一个值定义的，例如在这个实施例中是4个代码，如图F₁用代码0000定义，F₂由代码0001、F₃由代码0011定义，等等。起通角的这种定义是通过微机的程序控制起作用的。

所述的微机也编制了监测起通角变化速率的程序，以及当发生比如从由代码0110定义的角度变化到由代码1000定义的角度、这个变化是在预定的时间期限内发生时，然后关断工具马达的程序。所以这表明在现在的实施例中，当有检测的变化时，马达停止转动了，该变化是按照在马达中电流变化率的增加量而变的。这是在预定的时间内检测到起通角的增量，而这个起通角是与马达中至少部分电流相关的这样一种参数。选择相应该起通角代码所做的比较表示在图4中示出的时间周期T₃开始和结束处。

为使钻/改锥能用，首先要将其与主电源接通。通过一个从复位电路33来的信号开始复位控制。复位是指包括LCD10在内的控制电路中所有寄存器的清零，以及建立起所有的输入口和输出口以及间断。

图6a-c示出了用于微机30的控制程序流程图。首先，按上述方法清零，在步骤50处程序启动，步骤50设置了用于钻削的各种缺值，例如，对于显示板7的钻速缺值。

在第一步50之后，程序到了步骤52，步骤52测试接于起动器3的开关40是否处在工作状态。如果开关没有被接通，程序绕到步骤54，返回测试步骤52，步骤54提供任何来自显示板7的输入。程序重复这个循环，直到使用者压下起动器3从而接通开关40为止。

一旦开关40工作，程序到了进一步启动的步骤56和58，它们设置了可变的控制用于控制钻/改锥的工作特性。钻/改锥的一个性能是钻机马达的平缓起动，它使马达从静止逐步加速到获得所需的速度。为达到一个慢速的接通，步骤58负载了控制电路42，它具有一个最大计时器值（该值与三端双向可控硅开关41接通以前的最大延迟相对应，从而有一个最小导通时间）。

速度的控制由程序60-70执行，而软起动特征由在速度控制步骤中的辅助环执行，如所示通过环路返回72。步骤60测试AC电源是否通过了零点，如果没有，步骤只重复直到过零被测到。然后，步骤62开始控制电路（计时器）42在预定的延迟时间之后去触发三端双向可控硅开关。步骤64在如果工作中还需要软起动特性的话，恢复软起动变化。在具体的64步骤中，减少了用于控制电路（计时器）42的延迟时间值，为了增加可控硅开关41的导通时间从而增加了马达的速度。步骤66测试马达是否达到或几乎达到预定的速度，如果没达到，程序环绕返回沿环路72至步骤60。一旦马达达到接近所要求的速度，程序进入步骤68结束了软起动过程。步骤68和70也进行一个速度监测和一个速度稳定程序。具体是计算一个比例内微分（P.I.D）参数，该参数指示了实际马达速度和所需的马达速度之间的差别。步骤70更新了用于控制电路（计时器）42的值，按需要调节该数值，调节取决于P.I.D参数。如果实施速度低于所要求的速度，计时器值减少从而增加可控硅开关41的导通时间。如果实际速度大于所需要的速度，计时量值增大从而减少可控硅开关41的导通时间。

如果选择了螺钉拧进操作，程序通过步骤74至自动控制扭距特征的执行步骤76-90。步骤76和78执行计算是在输出到控制电路（计时器）42的时间延迟的基础上决定（与电流相关的）工作陡度和（与电流相关）实际陡度。工作陡度代表当螺纹杆柄被拧入工件（由图4的T₂部分代表）时的斜度。步骤80测试实际的陡度是否超过了工作陡度。然后程序依测试的结果修改称为“陡度计算”的变化。该变化指明了对于实际陡度超过工作陡度的新的程序数字。

每次步骤80指出实际陡度不大于工作陡度，程序进到步骤82，该步骤减少陡度计算的变化。步骤84和86随后测试该值是否降到低于零，如果是，让变化等于零。每次测试步骤80指出实际陡度大于工作陡度，程序进到步骤88，该步骤加大了陡度计算的变化。步骤90测试变化是否超过了预定的值，在这个实施例中预定值是5。如果预定值已经被超过了，这是钻进将被自动停止的工况，程序分支到标有“Wait off”的程序上，在后面详述。如果预定值没有被超过，正常的程序连续执行。

陡度计算变化的技术执行一个短的延迟，是在测试的实际陡度大于工作陡度之后。关断马达电源之前延迟的。不到六个连续的或新的这样工况被测出，马达不予关断。所述的程序还避免马达在陡度增加虚假产生的数目较低时（小于6）停止转动，因为程序步骤82-86将在下次发生实际陡度不大于工作陡度的情况下减少陡度计算变化的值。

标有“wait off”的程序使程序进入步骤92-96，它们自动停止马达工作。程序步骤92止住控制电路（计时器）42，因而进一步阻止可控硅开关41的导通，它依次将切断供给马达的电源。程序第94步测试使用者是否还放松起动器3使开关40不动作，如果不是，重复步骤94直至用者放松起动器3。然后，程序步骤96返回到执行程序到标有“loop-off”处，它引回到程序第52步，为了能再次使用钻机。

如果程序没有分支到“wait off”处，继续执行98-108步，它们有防止过热的特性。一个变量被称为“温度计数”，被用于记录过热状况连续发生的次数。在钻机不过热时，程序100把温度计算减少到零，而且程序执行跳到步骤110，下面将进行讨论。当钻机过热时，程序102增加了该计数。程序第104步骤后测试了测试计算变量是否超过了预定的“极限”，如果是，程序走到分支的“wait off”线上，如果钻机没有设置到它的最大速度。如果钻机被设置到它的最大速率下工作时，程序继续到步骤110。

程序步骤110测试开关40是否关断，即用者是否放松了起动器3。如果不是，程序走环路返到标有“loop on”的线上，返回到程序第60步。用这个方法，重复程序以提供连续的速度控制和在拧螺钉的模式下，进行自动控制扭矩。如果确定开关40关断，然后程序第112步止住控制电路（计时器）42从而使工具的马达以与上面讨论过的程序第92步相同方法停止工作。程序然后继续到第96步，它跳到标有“loop-off”的程序上。

当钻机不是以螺钉拧进的模式工作时，提供自动控制扭矩特征的步骤76-90被省去3。实行一个从第74步到第114步的程序分支。步骤114提供了一个防逆转保护。

步骤116还有由插在程序的速度控制部分第62和64步之间的第116步所提供的另一种安全特性步骤116测试钻机的“反转”开关是否已工作，此时钻机在使用中（即马达在转动）。如果是，程序执行分支到步骤118，它止住控制电路（计时器）42，从而让钻机马达停止工作。随后程序跳到标有“wait off”的程序上。

上述实施例是一台有一个LCD的钻机。当然本发明应用到任何具有螺旋驱动特性的动力改锥或任何动力钻机上，与上述不同，例如动力钻/改锥，其中工具的预置是通过一个转动开关控制电位计的，而不是通过一个LCD显示板上的按扭控制的。

本发明的第二个实施例将参考图7和8进行描述。

图7给出一个十六级串联记忆移位式寄存器114，它是微机30的一部分，在微机控制下工作。另外提供给在控制电路42中的程序计时器以一个时间延迟输入，微机30也把这个时间延迟用下述的方法提供给寄存器114。

如图5a和图5b表示，在可控硅开关41可被触发期间的每个半周是10ns持续时间。这个10ns的半周由微机作成按500计数。所以如在任何给定半周期间、双向可控硅开关（41）被触发之前，有2ns的一个延时，则会对应有一个100的计数。注意，这个延迟是在触发之前，而不是可控硅开关41的触发期间被测得的。

再参见图7，每个16级的寄存器114是从微机30输入的，按延迟的计数是在触发可控硅开关41之前，用于这个半周。因而，最新计数（即电路计数）出现在第1级和最旧的计数出现在第16级。很明显移位式寄存器114的时间跨度是160ns（每10ns期间，16级），而且移位寄存器是后进先出（LIFO）型的。

如在上例一样，在寄存器114的每个级中的计数是在触发可控硅开关41之前，需要保持钻/改锥的以一个在这里是200r、p、n的恒速转动所需的时间延迟。

一旦钻/改锥已经开动，经过一个相当长时间，寄存器114的所有级逐保持有各自的计数，随后微机执行下列计算以决定钻/改锥是否连续工作，或者被停止工作。

对一个每个寄存器114的过去的计数，微机30将寄存器114的16级分成两半。一样包含八个旧的计数，8old，还有另一半包含八个新的计数8new。

然后微机30计算所有旧计数8old的平均值8old还计算所有新计数8new的平均值。结果得出两个导出值8OLD8NEW。

再进行下式的计算：

8OLD-8NEW→RESYLT

值RESULT是一个简单的数值，用来同一个后面的导出的值相比较，下文会谈到。然而，很明显由于在寄存器114的每个计数实际上是在可控硅开关41触发之前的延迟的测量值，随着螺丝杆被进一步拧进工件、从而电螺纹提供到钻/改锥上受的阻力增加了，为了保持稳定的200r.p.m，使得触发前的延迟时间必须随之减少，如前面的实施所述。因而，随着螺钉被一步又一步的拧入工件，8NEW和8OLD值变得较小。然而由于值RESULT是经过的一个给定时间期限内8OLD和8NEW间的差值计算得到的，这个RESULT不会自己改变，除非8OLD和8NEW间的变化速度改变。这获得了一个梯度的测量值，参见在前的图4所示。

如上所述，需要将导出值RESULT同另一个导出值相比较，为的是对是否关断钻/改锥供电作出判断，这个导出值SENSITIVITY按以下计算

SESITIVITY＝K- (8NEW)/4

这里K对特定的钻/改锥为一个常数，而8NEW是图7中所示的8NEW的平均值。

仅当下列状态持续时，微机30断开钻的电源：

RESULT>SENSITIVITY

在下面图8的图表中给出按上述结论进行的程序。

如果RESULT>SENSITIVITY的状态不能被保持，则重复上述整个程序，但是在记录器114的计数按级作更改，即通过另外半个循环。这意味着所有在前的数值1-15沿着寄存器114前移一级，第16级的数值被取消，在第1级由微机30输入一个新的值。

现在再次提到导出值SENSITIVITY，在某些情况下，对不同的钻/改锥给予不同水平的灵敏度会是适当的，这是为了在电流或至少对电流一部分相关的参数的增加速度进行抑制，这在断电发生之前是可被允许的。

例如，如前所述，流过马达的实际电流值取决于螺纹尺寸。也取决于螺钉将要被拧进的工件的硬度。因此，当小螺钉要被拧入软木块时，同大螺钉被钻入硬木块相比，只要小得多的电流和平缓得多的曲线的梯度（见图4）。但如前所述，如果钻/改锥，作用在拧入硬木块的大螺钉的杆上，检测由螺纹提供的阻力（比如说由于木头中的不均匀性）足以很好保持RESULT>SENSITIVITY，然后钻/改锥会被断开电源。

由大的螺钉提供的阻力变化可以在绝对值上与由小的螺钉头部进入与软木块的表面相接触所提供阻力变化相同。

所以，如果钻/改锥实际上用于驱动小的螺钉进入软木时，会得到满意的结果。但是，如果这个钻/改锥驱动大的螺钉进入硬木时，会引起一个不希望的断电结果。

因而，如能对不同钻/改锥提供K值的变化，上述问题可以被减轻。例如，使得出现上述问题的K若能设定，结果只是大螺钉被该特定钻/改锥作用时出现问题的情况则可有改变。这是因为由小的螺钉头碰到一个工件表面上引起的阻抗不足以造成RESULT>SENSITIVITY状态的维持，这是由于因K值改换引起SENSITIVITY变化的缘固。

用于上述算式的值的实施例将参考图9-11，在下面描述。注意，这些图中的保持在寄存器114的数据实际上是既用十六进位、又用十进位数字表示的。这里的K值选定为400。

图9既表示了十六位制计数，又表面了相应的在移位寄存器114中对于十六级中的每一级的相应的十位计数，是钻/改锥处于无负载状况下，即钻/改锥已经起动，但是空转，没有任何接触夹头4的阻抗负载。然后所述的十位制数被分成8OLD和8NEW的值，如前所述。

确定是否需要断开钻/改锥电源的计算，然后进行。可以从图9的十进位的纵行中看出。

8OLD＝372和8NEW＝371所以

8OLD-8NEW＝372-371＝1

∴RESULT＝1

而这个RESULT值将同下面导出的SENSITIVITY比较，遂有：

因而RESULT<SENSITIVITY，则钻/改锥不被断电，且寄存器114中所有的值被移动一次，去掉了最旧的值，还提供了一个新的值，如图9-11所示的“实际”值。

图10表示一个钻/改锥在沿图4中沿T₂区域进行螺旋动作的状况。

在这里可以看出8OLD＝348和8NEW＝338

因而8OLD-8NEW＝RESULT＝10

还有SENSITIVITY＝ (（400-8NEW）)/4

＝ (400-338)/4 -15

因此，RESULT<SENSITIVITY，结果，钻机还是没有被断电。

图11表示图4中从区域T₂转到区域T₃过程的状况。

在此可以看出8OLD＝357和8NEW＝317

因而RESULT＝8OLD-8NEW＝357-317

＝40

和SENSITIVITY＝ (（400-317）)/4 ＝20

所以RESULT>SENSITIVITY，则钻/改锥被断电。

Claims

1、一种钻/改锥，包含：一个可转动的、安装螺旋驱动杆的轴，用于监测马达的电流或用于监测至少同马达电流部分相关的参数的监测装置；其特征在于还包含响应检测变化的一个装置，该变化响应于马达电流的变化率增加，且操纵止动马达。

2、如权利要求1的钻/改锥，还包括用于控制所述马达转速的速度控制器。

3、如权利要求2所述的钻/改锥，其中监测所述电流或其它参数的装置包含用于监测所述马达动力消耗的装置。

4、如权利要求3的钻/改锥，其中所述的马达是交流电动机，和所述的速度控制器包括为使达到一个要求速度而控制电源接通部分、或每个交流循环部分用的受控电压整流装置。

5、如权利要求4的钻/改锥，其中所述的用于监测电流和其它参数的装置包含监测每个电源接通时间的装置。

6、如权利要求5的钻/改锥，其中用于监测所述时间的装置包含监测所述受控电压整流器导通时间用的装置。

7、如权利要求5的钻/改锥，其中用于监测所述时间的装置包含用来监测在所述受控电压整流器被触发导通时的相对相的装置。

8、如任何上述权利要求的钻/改锥，还包含一个用于进行延时的控制装置，是在马达停止工作之前、一旦已经检测出电流的变化率增加的相应变化时延时的。

9、如任何上述权利要求的钻/改锥，还包含一个手动更换装置用来选择自动控制断电，或手动控制马达。

10、一种控制钻/改锥的方法，所述钻/改锥包含一根装有螺纹驱动柄的可转动轴和可旋转地驱动所述轴的马达，该方法包括：第一步监测在马达中的电流，或监测至少与马达电流的一部分相应的参数;第二步响应于检测到马达电流变化率增加所相应的一个变化，止动马达。

11、一种控制钻/改锥的方法，所述的钻/改锥包括一根装有一螺纹驱动件和柄的可转动的轴，和用来带动轴旋转的马达，所述的马达仅当预定的导通期间被驱动，在一个给定的时间内，所述的方法提供一个导通期间特性值，以保持给定的马达速度，和如果这个值在所述给定时间期间结束前已经超过了一个预定量，则马达被止动。

12、按权利要求11的方法，其中所述的给定的马达速度是一个稳定的马达速度。