CN112272515B - 具有人机接口的手持式动力工具 - Google Patents

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Abstract

公开了一种动力工具(1)，其包括工具(3)、布置成向工具(3)提供动力的动力源(5)、节流杆(7)、电路板(9)和包括布置在电路板(9)上的部件(15、17、19)的人机接口(10)。动力工具(1)还包括能操作地连接到节流杆(7)的磁体(11)以及配置成感测磁体(11)的磁场强度的传感器装置(13)。该传感器装置(13)布置在电路板(9)上。

Description

具有人机接口的手持式动力工具
技术领域
本公开涉及一种包括电路板的动力工具。
背景技术
如今，市场上有多种可用的动力工具。例如链锯、圆锯、修剪器、树篱修剪器、草坪割草机、吹叶机、多用途工具、吹雪机等。动力工具例如应用于工业、建筑、园林、家务工作和房屋周围，用于驱动紧固件、钻孔、切割、成形、砂磨、研磨、布线、抛光、喷漆、加热等目的。
动力工具的共同特征在于它们包括可以由动力源而不是仅由人力驱动的工具。该动力源可以包括例如电动马达、气动马达、内燃机等。通常，动力工具包括节流杆(throttlelever，节流阀操纵杆)，该节流杆允许用户控制由动力源输出的动力。许多解决方案利用电位计来指示节流杆的位置。然而，这样的解决方案存在一些问题和缺点。例如耐久性和可靠性。
现代动力工具可以具有不同的特征和功能，这些特征和功能可以促进动力工具的使用和/或可以改善动力工具的使用阶段的结果。然而，这些特征和功能中的许多增加了动力工具的成本和复杂性。例如，增加一个或多个特征和功能通常需要增加几个电气部件和诸如电缆的电气连接件。
在设计动力工具时还有几个问题需要解决。如上所述，一个问题是可靠性。即，动力工具通常在具有大量灰尘、碎屑、水、振动等的苛刻环境中操作。因此，在设计动力工具时，优选地确保该动力工具耐久且可靠。增加一个或多个特征和功能可能损害动力工具的耐久性和可靠性。需要解决的另一个问题是用户友好性。例如，如果动力工具被设计为使得用户能够以符合人体工程学且直观的方式操作动力工具，则是有利的。
此外，通常，在如今的消费市场上，如果例如动力工具的产品具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和/或特征，则是有利的。
发明内容
本发明的目的是克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种动力工具实现，该动力工具包括工具、布置成对该工具提供动力的动力源、节流杆、电路板以及包括布置在电路板上的多个部件的人机接口。该动力工具还包括可操作地连接到节流杆的磁体以及配置成感测该磁体的磁场强度的传感器装置。该传感器装置被布置在电路板上。
由于动力工具包括可操作地连接到节流杆的磁体和配置成感测磁体的磁场强度的传感器装置，因此提供了对节流杆的位置的精确、稳健且持久的感测。此外，由于动力工具包括人机接口，该人机接口包括布置在电路板上的多个部件，并且由于传感器装置被布置在电路板上，所以提供了具有用于若干特征和功能的条件的动力工具，而没有显著增加动力工具的成本和复杂性。此外，由于这些特征，提供了具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征的动力工具。
此外，因为通过感测磁体的磁场强度(即以无接触的方式)来感测节流杆的位置，所以通过简单地将电路板布置在防灰尘/防碎屑/防水的壳体中来提供用于获得防灰尘/防碎屑/防水的动力工具的条件。
因此，所提供的动力工具克服或至少减轻了上述问题和缺点中的至少一些。因此，实现了上述目的。
可选地，人机接口的部件布置在电路板的第一侧上，并且其中磁体布置成在电路板的第二侧上距电路板一段距离处。由此，提供了可有效地利用动力工具中的可用空间的动力工具。这是因为，在大多数情况下，人机接口在操作动力工具期间布置在动力工具的面对用户的一侧上，而节流杆在操作动力工具期间布置在动力工具的背离用户的一侧上。因此，通过将人机接口的部件布置在电路板的第一侧上，并且将磁体布置成在电路板的第二侧上距电路板一段距离处，以有效的方式利用动力工具中的可用空间。
可选地，传感器装置被布置在电路板的第二侧上。由此，提供了一种动力工具，在该动力工具中，以提高的精度来感测节流杆的位置。此外，提供了一种动力工具，在该动力工具中，以有效的方式来利用电路板上的可用空间。
可选地，传感器装置配置成沿着第一感测方向和沿着第二感测方向感测磁体的磁场强度，并且其中第二感测方向不同于第一感测方向。由此，提供了一种动力工具，在该动力工具中，以提高的精度和较抗外部干扰的方式来感测节流杆的位置。这是因为通过在两个不同的感测方向上感测磁体的磁场，组合的感测将指示磁场的角度而不是仅指示磁场的场强。与磁场的场强相比，磁场的角度变化更小并且对外部干扰较不敏感。因此，通过在两个不同的感测方向上感测磁体的磁场，以提高的精度并且以更抗外部干扰的方式来感测节流杆的位置。
可选地，第一感测方向在与磁体的行进路径的方向基本上一致的方向上延伸。由此，提供了对节流杆的位置的有效且可靠的感测。
可选地，电路板在第二平面中延伸，并且其中第二感测方向延伸穿过第二平面。由此，提供了对节流杆的位置的有效且可靠的感测。
可选地，人机接口的部件包括一个或多个按钮。因此，提供了一种动力工具，其具有用于若干特征和功能的条件，而不会显著增加动力工具的成本和复杂性。这是因为电路板包括一个或多个按钮的部件以及配置成感测磁体的磁场强度的传感器装置。
可选地，人机接口的部件包括键区。因此，提供了一种动力工具，其具有用于若干特征和功能的条件，而不会显著增加动力工具的成本和复杂性。这是因为电路板包括键区的部件以及配置成感测磁体的磁场强度的传感器装置。
可选地，人机接口的部件包括显示器。因此，提供了一种动力工具，其具有用于若干特征和功能的条件，而不会显著增加动力工具的成本和复杂性。这是因为电路板包括显示器的部件以及配置成感测磁体的磁场强度的传感器装置。
可选地，节流杆可在未致动位置和致动位置之间移位，并且其中，动力工具包括机械开关，该机械开关配置成当节流杆从未致动位置移位时产生信号。由此，对节流杆从未致动位置的移位提供了稳健且可靠的感测。
可选地，节流杆可在未致动位置与致动位置之间移位，并且其中，磁体和传感器装置被布置成使得：当节流杆从未致动位置向致动位置移位时，在传感器装置的位置处并且在传感器装置的至少一个感测方向上，磁体的磁场改变极性。由此，提供了节流杆的位置的更精确、稳健且可靠的感测。这是因为与磁场强度的改变相比，能够以更精确的方式感测磁体的磁场极性的改变。
可选地，致动位置是完全致动位置，并且其中磁体和传感器装置被布置成使得：当节流杆进行移位的距离处于在节流杆的未致动位置和致动位置之间的整个行程长度的5％-20％的范围内时，在传感器装置的位置处并且在传感器装置的至少一个感测方向上，磁体的磁场改变极性。由此，对节流杆从未致动位置的移位提供了更精确、稳健且可靠的感测。这是因为与磁场强度的改变相比，能够以更精确的方式感测磁体的磁场极性的改变。作为这些特征的进一步结果，可以提供更安全的动力工具。
可选地，磁体在移动方向上可移动地布置在第一端点和第二端点之间，并且其中磁体的长度在移动方向上在磁体在第一端点和第二端点之间的移动距离的50％-300％的范围内，例如在100％-200％的范围内。由此，提供了对节流杆的位置的更精确、稳健且可靠的感测。
可选地，电路板在第二平面中延伸并且磁体可移动地布置在第三平面中，并且其中第三平面基本上平行于第二平面。由此，对节流杆的位置提供了更精确、稳健且可靠的感测，同时以有效的方式利用了动力工具中的可用空间。
可选地，磁体沿着圆弧可移动地布置。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的感测，同时提供了用于以成本有效的方式制造和组装动力工具的条件。
可选地，磁体可旋转地布置。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的感测，同时提供了用于以成本有效的方式制造和组装动力工具的条件。
可选地，磁体成形为轮形。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的感测，同时提供了用于以成本有效的方式制造和组装动力工具的条件。
可选地，磁体可移动地布置在第一端点和第二端点之间，并且其中动力工具包括布置成将磁体朝向第一端点偏压的弹簧。由此，提供一种简单且安全的动力工具，其具有适于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。
可选地，动力工具包括密封外壳，并且其中电路板被布置在密封外壳中。由此，提供了一种以简单且成本有效的方式更抵抗灰尘、碎屑和/或水的动力工具。
可选地，磁体布置在密封外壳的外部。由于磁体布置在密封外壳的外部，因此不需要延伸穿过密封外壳的机械连杆等。因此，提供了一种以简单且成本有效的方式更抵抗灰尘、碎屑和/或水的动力工具。
可选地，传感器装置包括至少两个传感器，每个传感器配置成感测磁体的磁场强度。由此，提供了对节流杆的位置的更精确且稳健的感测。此外，提供了更抗外部干扰的传感器装置。
可选地，磁体沿着行进路径可移动地布置，并且其中至少两个传感器被布置在基本上垂直于行进路径的第一平面中。由此，提供了对节流杆的位置的更精确且稳健的感测。此外，提供了更抗外部干扰的传感器装置。
可选地，在第一平面中在与磁体的行进路径重合的点处测量的至少两个传感器中的两个传感器之间的角度是大约90度或大约180度。由此，提供了对节流杆的位置的更精确且稳健的感测。此外，提供了更抗外部干扰的传感器装置。
可选地，传感器装置包括三个传感器，并且其中在第一平面中在与磁体的行进路径重合的点处测量的这三个传感器中的两个相邻传感器之间的角度是大约90度或大约120度。由此，提供了对节流杆的位置的更精确且稳健的感测。此外，提供了更抗外部干扰的传感器装置。
可选地，人机接口和节流杆被定位在动力工具的允许用户仅使用一只手同时操作人机接口和节流杆的位置处。由此，以成本有效的方式提供了一种符合人体工程学且对用户友好的动力工具。此外，提供了一种具有用于以直观方式使用的条件和特征的动力工具。
可选地，动力工具包括控制单元，该控制单元配置成基于来自传感器装置的数据来监测节流杆的位置。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的监测，同时为以成本有效的方式制造和组装动力工具提供了条件。
可选地，控制单元布置在电路板上。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的监测，同时为以成本有效的方式制造和组装动力工具提供了条件。
可选地，传感器装置包括至少两个传感器，并且其中，控制单元配置成使用来自至少两个传感器的数据来检测节流杆从未致动位置的移位。由此，提供了对节流杆从未致动位置的移位的更精确、稳健且可靠的感测。作为进一步的结果，可以用成本有效的方式提供更安全的动力工具。
可选地，动力工具包括动力源控制器，其中控制单元可操作地连接到动力源控制器，并且其中动力源控制器配置成根据所监测的节流杆的位置来控制动力源的动力。由此，提供了对动力源的动力的精确、稳健且可靠的控制，同时为以成本有效的方式制造和组装动力工具提供了条件。
可选地，动力工具包括电子通信总线，其中控制单元经由电子通信总线可操作地连接到动力源控制器。由此，提供了对动力源的动力的精确、稳健且可靠的控制，同时为以更加成本有效的方式制造和组装动力工具提供了条件。这是因为电子通信总线减少了动力工具中所需的电连接件的数量。此外，提供了一种动力工具，其具有用于在不会显著地增加动力工具的成本和复杂性的情况下增加几个特征和功能的条件。
可选地，控制单元包括微处理器。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的感测，同时提供了用于以成本有效的方式制造和组装动力工具的条件。此外，提供了一种动力工具，其具有用于在不会显著地增加动力工具的成本和复杂性的情况下增加几个特征和功能的条件。
可选地，微处理器可操作地连接到人机接口。因此，提供了一种动力工具，其具有用于在不会显著地增加动力工具的成本和复杂性的情况下增加几个特征和功能的条件。
可选地，电路板包括电子通信总线，该电子通信总线配置成在传感器装置与微处理器之间传送数据。由此，提供了对节流杆的位置的精确、稳健且可靠的感测，同时提供了用于以成本有效的方式制造和组装动力工具的条件。这是因为电子通信总线减少了动力工具中所需的电连接件的数量。
可选地，人机接口包括微控制器，并且其中电路板包括电子通信总线，该电子通信总线配置成在人机接口的微控制器和微处理器之间传送数据。由此，提供了一种动力工具，其具有用于在不会显著地增加动力工具的成本和复杂性的情况下增加几个特征和功能的条件。
可选地，电路板包括配置成向外部通信单元发送数据和/或从外部通信单元接收数据的无线通信单元。由此，提供了一种动力工具，其具有用于在不会显著地增加动力工具的成本和复杂性的情况下增加几个特征和功能的条件。这是因为动力工具包括已经用于人机接口和用于配置成感测磁体的磁场强度的传感器装置的电路板。
可选地，电路板包括电池，该电池配置成至少选择性地向电路板提供动力。由此，提供了更稳健且对用户友好的动力工具，这是因为例如当动力工具的主动力源断开、关闭或耗尽时，电池可以为电路板提供动力。
当研究所附权利要求和下面的详细描述时，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
通过在以下详细描述和附图中讨论的示例性实施方式将容易理解本发明的包括其具体特征和优点在内的多个方面，在附图中：
图1示出了根据一些实施方式的动力工具，
图2示出了图1所示的动力工具的人机接口和节流杆的部件的分解图，
图3示出了处于组装状态的图2所示的部件，
图4示意性地示出了图1至图3所示的实施方式的动力工具的电路板和磁体的侧视图，
图5示意性地示出了根据一些其他实施方式的电路板和磁体的侧视图，
图6示出了根据图5所示的实施方式的电路板和磁体的截面，
图7示意性地示出了根据一些其他实施方式的电路板和磁体的侧视图，
图8示意性地示出了根据一些其他实施方式的电路板和磁体的截面，以及
图9示意性地示出了图1所示的动力工具的电路板、动力源和动力源控制器。
具体实施方式
现在将更全面地描述本发明的方面。贯穿全文，同样的标号表示同样的元件。为了简洁和/或清楚起见，不必然详细描述公知的功能或结构。
图1示出了根据一些实施方式的动力工具1。根据所示实施方式，动力工具1是多用途工具形式的手持式动力工具，也称为组合工具，该动力工具包括细长主体2，该细长主体带有用于工具3的连接部4。工具3在图1中以虚线示出。用户可以将例如修剪器头、树篱修剪器切割单元、链锯刀片等的工具3连接到连接部4。动力工具1还包括布置成为工具3提供动力的动力源5。根据所示实施方式，动力工具1包括延伸穿过细长主体2的轴，其中轴布置成将动力从动力源5传送到工具3。根据所示实施方式，动力源5包括电动马达。动力工具1包括围绕动力源5的动力源壳体6。此外，动力工具1包括布置在动力源壳体6中的电池。电池配置成将电力提供给动力工具1的部件，例如动力源5的电动马达。根据其他实施方式，动力源5可以包括另一种类型的动力源，例如内燃机或气动马达。应当理解，所示的多用途工具构成本发明的示例性实施方式，而本发明仅由所附权利要求限定。因此，根据本文的实施方式，动力工具1可以是除了多用途工具之外的另一种类型的动力工具，例如链锯、圆锯、修剪器、树篱修剪器、草坪割草机、吹叶机、吹雪机等。
根据所示实施方式，动力工具1包括布置成由用户的一只手握持的第一把手部分8’和布置成由用户的另一只手握持的第二把手部分8”。第二把手部分8”包括安全开关12，该安全开关布置成由用户的手掌按压。此外，动力工具1的第二把手部分8”包括节流杆7。根据所示实施方式，节流杆7布置成由用户的一个或多个手指按压。如本文中进一步解释的，节流杆7允许用户控制由动力源5输出的动力。此外，动力工具1包括人机接口10，即包括物理输入硬件和物理输出硬件的接口。根据所示实施方式，人机接口10包括具有按钮15的键区17和显示器19。人机接口10可以布置成允许用户执行动力工具1的设置、选择动力工具1的操作模式、监控动力工具1的电池的能量状态等。
根据所示实施方式，人机接口10布置成邻近于第二把手部分8”。此外，根据所示实施方式，人机接口10布置成使得人机接口10的按钮15可以由用户的握持第二把手部分8”的手的手指(例如，用户的拇指)按压。因此，根据所示实施方式，人机接口10和节流杆7定位在动力工具1的允许用户仅使用一只手同时操作人机接口10和节流杆7的位置处。
图2示出了图1所示的动力工具1的人机接口10和节流杆7的部件的分解图。如图2所示，动力工具1包括电路板9。电路板9包括第一侧9’和第二侧9”。第二侧9”与第一侧9’相反。在组装状态下，人机接口10的部件15、17、19布置在电路板9的第一侧9’上。根据所示实施方式，节流杆7围绕枢转轴线ax枢转地布置到动力工具。动力工具包括可操作地连接到节流杆7上的磁体11。根据所示实施方式，磁体11容纳在距枢转轴线ax一段距离的保持器14中。此外，磁体11布置在电路板9的第二侧9”上距电路板9一段距离处。保持器14连接到节流杆7。以此方式，节流杆7的移位被转换成磁体11围绕枢转轴线ax的移位。因此，根据所示实施方式，磁体11沿着圆弧可移动地布置，并布置成通过节流杆7的移位而移动。节流杆7可在未致动位置与致动位置之间移位。在图2中，节流杆7示出为处于未致动位置。
即使在图2中不可见，动力工具也包括布置在电路板9上的传感器装置13。根据所示实施方式，传感器装置13布置在电路板9的第二侧9”上。传感器装置13配置成感测磁体11的磁场强度。如本文进一步解释的，通过将人机接口10的部件15、17、19和传感器装置13布置在电路板9上的事实而获得若干优点。此外，如本文进一步解释的，传感器装置13可以包括一个或多个传感器，例如一个、两个或三个传感器，这些传感器配置成感测磁体11的磁场强度。然而，根据图2所示的实施方式，传感器装置13包括配置成感测磁体11的磁场强度的仅一个传感器。
此外，根据所示实施方式，动力工具包括机械开关21和可操作地连接到节流杆7的致动器22。致动器22布置成当节流杆7从未致动位置移位时激活机械开关21。机械开关21配置成在激活时产生信号。以此方式，能够以更可靠的方式检测节流杆7从未致动位置的移位。如图2所示，动力工具包括上盖27’和下盖27”。在组装状态下，上盖27’和下盖27”形成用于电路板9的密封外壳。以此方式，动力工具以简单且成本有效的方式更抵抗灰尘、碎屑和/或水。下盖27”可以使用一个或多个紧固元件24(例如螺钉、螺栓、铆钉或卡扣连接件)附接到上盖27’。
图3示出了处于组装状态的图2所示的部件。在图3中，示出了密封外壳27，因此，该密封外壳可以构成由图2中所示的上盖27’和下盖27”形成的体积。此外，如在图3中明显可见的，根据所示实施方式，磁体11和节流杆7均布置在密封外壳27的外部。以此方式，不需要延伸穿过密封外壳27的机械连杆等。
图4示意性地示出了图2和图3所示实施方式的电路板9和磁体11的侧视图。人机接口10的部件布置在电路板9的第一侧9’上，而传感器装置13布置在电路板9的第二侧9”上。根据所示实施方式，传感器装置13包括配置为感测磁体11的磁场强度的仅一个传感器13’。电路板9在平面P中延伸。传感器13’配置成沿着感测方向d感测磁体11的磁场强度。根据所示实施方式，感测方向d延伸穿过平面p，并且基本上垂直于平面p。以此方式，可以使用传感器装置13的传感器13’以精确且可靠的方式感测磁体11的磁场在磁体移位时的改变。
磁体11沿着第一端点ep1和第二端点ep2之间的行进路径tp在移动方向dm上可移动地布置。根据所示实施方式，传感器13’的感测方向d穿过磁体11的行进路径tp。此外，根据所示实施方式，磁体11包括轴向磁化杆。磁体11在移动方向dm上的长度L可以是在当磁体11从第一端点ep1移动到第二端点ep2时磁体11的移动距离23的50％-300％的范围内，例如75％-250％的范围内，或100％-200％的范围内。由于这些特征，在磁体移位时，可以使用传感器13’以精确且可靠的方式感测磁体11的磁场改变。
如本文进一步解释的，根据本公开的一些实施方式，传感器装置13可以包括配置成感测磁体11的磁场强度的多于一个传感器13’。根据一些实施方式，磁体11和传感器装置13布置成使得：当节流杆从未致动位置朝向致动位置移位时，在传感器装置13的位置处并且在传感器装置13的至少一个感测方向d上，磁体11的磁场改变极性。由此，提供了更精确、稳健且可靠的磁体11的位置感测。这是因为与磁体11的磁场的场强中的改变相比，能够以更精确的方式感测磁体11的磁场极性的改变。如本文所提及的，极性改变也可以称为零转变。
根据图4所示的实施方式，磁体11可操作地连接到节流杆7，使得当节流杆处于未致动位置时磁体11位于在第一端点ep1处的位置，而当节流杆处于完全致动位置时磁体位于在第二端点ep2处的位置。根据本公开的一些实施方式，磁体11和传感器装置13布置成使得：当节流杆7进行移位的距离处于节流杆7在未致动位置与致动位置之间的整个行程长度的5％-20％的范围内时，在传感器装置13的位置处且在传感器装置13的至少一个感测方向d上，磁体11的磁场改变极性。由此，提供了对磁体11从第一端点ep1的移位的更精确、稳健且可靠的感测。这是因为与磁体11的磁场的场强中的改变相比，能够以更精确的方式感测磁体11的磁场极性的改变。
图5示意性地示出了根据一些其他实施方式的电路板9和磁体11的侧视图。图5所示的布置包括与上述布置相同的特征、功能和优点，下面将解释一些差异。根据图5所示的实施方式，电路板9的传感器装置13包括两个传感器13’和13”，即第一传感器13’和第二传感器13”，每个传感器配置成沿着相应的感测方向d1、d2感测磁体11的磁场强度。即，根据所示实施方式，传感器装置13配置成沿着第一感测方向d1和沿着第二感测方向d2感测磁体11的磁场强度，其中第二感测方向d2不同于第一感测方向d1。
此外，根据所示实施方式，磁体11沿着在第一端点ep1和第二端点ep2之间的基本上直线的行进路径tp可移动地布置。动力工具包括弹簧25，该弹簧布置成用于将磁体11朝向第一端点ep1偏压。
传感器装置的传感器13’、13”布置在第一平面p1中，电路板9在第二平面p2中延伸，并且磁体11可移动地布置在第三平面p3中。第三平面p3基本上平行于第二平面p2。第一平面p1基本上垂直于行进路径tp并且因此基本上垂直于第二平面p2和第三平面p3。第一感测方向d1在与磁体11的行进路径tp的方向dt基本上一致的方向上延伸。因此，根据所示实施方式，第一感测方向d1基本上平行于第二平面p2和第三平面p3。第二感测方向d2延伸穿过第二平面p2和第三平面p3并且基本上垂直于第二平面p2和第三平面p3。
由于这些特征，提供了对磁体11的位置的更加稳健且可靠的感测。这是因为通过利用在两个不同感测方向d1、d2上测量的磁体11的磁场，组合的测量将指示磁场角度而不是仅指示磁场强度，与仅利用磁体11的磁场强度的测量结果时相比，其变化较小并且对干扰较不敏感。
词语“基本上平行于”在本文中可以被定义为所提及的物体之间的角度小于5度。词语“基本上垂直于”在本文中可以被定义为所提及的物体之间的角度在85度至95度的范围内。
图6示出了根据图5所示实施方式的电路板9和磁体11的截面。在图6中，该截面是在第一平面p1中截取的。如图6中所示，根据所示实施方式，在第一平面p1中在与磁体11的行进路径tp重合的点pt处测量的传感器装置13的传感器13’、13”之间的角度a1是大约90度。根据其他实施方式，在第一平面p1中在与磁体11的行进路径tp重合的点pt处测量的传感器装置13的传感器13’、13”之间的角a1是大约180度。根据这样的实施方式，以及根据本文解释的其他实施方式，传感器装置13的传感器13’、13”可以布置成与图5和图6中所描述的布置相比距电路板更大的距离处。
根据其他实施方式，图5和图6中所示的实施方式的第一传感器13’和第二传感器13”的感测方向d1、d2可以不同于图5中所描述的方向。例如，第一传感器13’和第二传感器13”均可以包括基本上平行于第二平面p2的感测方向d1、d2。作为进一步的示例，第一传感器13’和第二传感器13”均可以包括与第二平面p2相交的感测方向d1、d2，例如基本上垂直于第二平面p2的感测方向d1、d2。
如下面参考图9进一步解释的，第一传感器13’和第二传感器13”均可以用于检测节流杆从未致动位置的移位。根据这样的实施方式，第一传感器13’和第二传感器13”均可以布置成当节流杆从未致动位置移位时产生离散信号。磁体11和传感器装置13可以布置成使得：当节流杆被移位离开未致动位置一段距离时，磁体11的磁场在第一传感器13’和第二传感器13”的位置处改变极性。通过利用用于检测节流杆从未致动位置的移位的两个传感器13’、13”，对节流杆从未致动位置的移位提供更精确、稳健且可靠的感测。此外，根据这些实施方式，传感器装置13可以包括配置成感测磁场强度的一个或多个其他传感器，其中对动力源的动力的控制基于来自一个或多个其他传感器的数据。
词语“大约90度”在本文中可以被定义为在85度和95度的范围内的角度。词语“大约180度”在本文中可以被定义为175度和185度的范围内的角度。
图7示意性地示出了根据一些其他实施方式的电路板9和磁体11的侧视图。图7所示的布置包括与上述布置相同的特征、功能和优点，下面将解释一些差异。根据图7所示的实施方式，磁体11成形为轮形并且绕轴线ax可旋转地布置。轴线ax基本上平行于电路板9在其中延伸的平面p。因此，磁体11的旋转平面基本上垂直于电路板9在其中延伸的平面p。磁体11布置成使得磁体的磁场在磁体11的旋转平面中变化。磁体11可操作地连接到动力工具的节流杆，使得节流杆的移位转换成磁体11的旋转。根据所示实施方式，传感器装置13包括配置成在基本上平行于电路板9在其中延伸的平面p的感测方向d上感测磁体11的磁场的仅一个传感器13’。然而，同样在这些实施方式中，传感器装置13可以包括两个或更多个传感器，每个传感器都配置成感测磁体11的磁场。
图8示意性地示出了根据一些其他实施方式的电路板9和磁体11的截面。根据图8所示的实施方式，传感器装置13包括三个传感器13’、13”、13”’。传感器13’、13”、13”’布置在第一平面p1中，该第一平面基本上垂直于电路板9在其中延伸的第二平面p2。图8的截面是穿过第一平面p1截取的。第一平面p1垂直于磁体11的行进路径tp。如图8中所示，根据所示实施方式，在第一平面p1中在与磁体11的行进路径tp重合的点pt处测得的三个传感器13’、13”、13”’中的两个相邻传感器13’、13”、13”’之间的角度a2是大约90度。根据其他实施方式，在第一平面p1中在与磁体11的行进路径tp重合的点pt处测得的三个传感器13’、13”、13”’中的两个相邻传感器13’、13”、13”’之间的角度a2是大约120度。由于这些特征，提供了对外部干扰较不敏感的传感器装置13。词语“大约120度”在本文中可以被定义为115度和125度范围内的角度。
根据一些实施方式，三个传感器13’、13”、13”’均可以包括单独的感测方向。此外，三个传感器13’、13”、13”’均可以包括基本上平行于第二平面p2的感测方向。作为替代方案，三个传感器13’、13”、13”’均可以包括与第二平面p2相交的感测方向，例如基本上垂直于第二平面p2的感测方向。
如下面参见图9进一步解释的，三个传感器13’、13”、13”’均可以用于检测节流杆从未致动位置的移位。根据这样的实施方式，三个传感器13’、13”、13”’均布置成当节流杆从未致动位置移位时产生离散信号。磁体11和传感器装置13可以布置成使得：当节流杆被从未致动位置移位一段距离时，磁体11的磁场在三个传感器13’、13”、13”’的位置处改变极性。通过利用用于检测节流杆从未致动位置的移位的三个传感器13’、13”、13”’，对节流杆从未致动位置的移位提供更精确、稳健且可靠的感测。此外，根据这些实施方式，传感器装置13可以包括配置成感测磁场强度的一个或多个其他传感器，其中对动力源的动力的控制基于来自一个或多个其他传感器的数据。
图9示意性地示出了图1所示的动力工具1的电路板9、动力源5和动力源控制器31。下面，同时参照图1、图2、图4和图9。如图9所示，动力工具1包括布置在电路板9上的控制单元29。该控制单元29配置成基于来自传感器装置13的数据来监测节流杆7的位置。控制单元29可操作地连接到传感器装置13的一个或多个传感器13’、13”、13”’，并且配置成基于传感器装置13的一个或多个传感器13’、13”、13”’的数据来监测节流杆7的位置。
根据所示实施方式，控制单元29包括微处理器33。因此，根据所示实施方式，电路板9是基于微处理器的电路板。此外，电路板9包括电子通信总线35，该电子通信总线配置成在传感器装置13和微处理器33之间传送数据。即，根据所示实施方式，控制单元29经由电子通信总线35可操作地连接到传感器装置13。根据这些实施方式，传感器装置13可以包括微控制器。
此外，控制单元29可操作地连接到动力源控制器31。控制单元29配置成向动力源控制器31输出表示节流杆7的监测位置的信号。动力源控制器31配置成根据所监测到的节流杆7的位置来控制动力源5的动力。根据所示实施方式，动力工具1包括电子通信总线32，该电子通信总线配置成在控制单元29和动力源控制器31之间传送数据。因此，控制单元29经由电子通信总线32可操作地连接到动力源控制器31。
此外，根据所示实施方式，控制单元29的微处理器33可操作地连接到人机接口10。人机接口10包括微控制器37，并且电路板9包括电子通信总线39，该电子通信总线配置成在人机接口10的微控制器37与控制单元29的微处理器33之间传送数据。因此，控制单元29的微处理器33经由电子通信总线39可操作地连接到人机接口10。
此外，根据所示实施方式，电路板9包括配置成向外部通信单元43发送数据和/或从外部通信单元接收数据的无线通信单元41。根据所示实施方式，控制单元29的微处理器33经由电子通信总线36可操作地连接到无线通信单元41。该无线通信单元41由此配置成向外部通信单元43无线传送数据和/或从外部通信单元无线接收数据。无线通信可以例如利用诸如因特网或者无线局域网(WLAN)的无线连接来执行，或者利用在短距离上使用短波长(即在从2.4至2.485GHz的工业、科学和医疗(ISM)频带中的超高频(UHF)无线电波)的无线连接(例如蓝牙)来执行。外部通信单元43例如可以是无线网络路由器，例如Wi-Fi路由器或手机。
上文提及并在图9中描述的电子通信总线32、35、36、39中的一个或多个可以包含在一个电子通信总线或一个通信总线系统中。此外，为了简洁和清楚起见，在图9中将电路板9的部件描述在电路板9的同一侧上。然而，电路板9的一些部件可以布置在电路板9的相反侧上，例如传感器装置13和人机接口10。
通过使用一个或多个电子通信总线32、35、36、39，显著地减少了电缆的数量，并且可以在没有显著增加动力工具1的成本和复杂性的情况下实现动力工具1的一些高级功能。此外，电缆数量的减少提供了更稳健且可靠的动力工具1。此外，除了图9所示的之外，控制单元29还可以可操作地连接到一个或多个其他系统和部件。例如，控制单元29可以可操作地连接到一个或多个辅助按钮、致动器、安全开关12等。
如本文进一步解释的，根据本公开的一些实施方式，传感器装置13包括至少两个传感器13’、13”。根据这样的实施方式，控制单元29可以配置成使用来自至少两个传感器13’、13”的数据来检测节流杆7从未致动位置的移位。由此，对节流杆7从未致动位置的移位提供更精确、稳健且可靠的感测。作为其他结果，可以用成本有效的方式提供更安全的动力工具1。
根据图9所示的实施方式，电路板9包括电池45，该电池配置成至少选择性地向电路板9提供动力。电池45例如可以在动力工具1的主动力源被断开、关闭或耗尽时向电路板9提供动力。用于电池45的保持器46在图2中示出。
如本文所提及的，传感器装置13的一个或多个传感器13’、13”、13”’均可以包括霍尔效应传感器、巨磁阻传感器等。巨磁阻传感器有时被称为GMR传感器。
如上所述，根据本公开的实施方式，动力工具1可以是鼓风机，例如碎屑鼓风机、叶片鼓风机、雪鼓风机等。根据这样的实施方式，本文提及的工具3可以包括风扇和风扇壳体。
如本文所提及的，磁体11可以包括轴向磁化棒或杆。此外，本文提及的磁体11可以包括稀土磁体，例如由钕、铁和硼的合金制成的钕磁体(也称为NdFeB、NIB或Neo磁体)；或者由钐和钴的合金制成的钐钴磁体(也称为SmCo磁体)。此外，根据一些实施方式，磁体11可以包括塑性粘结磁体粉末，例如稀土磁体粉末。
控制单元29可以包括计算单元，该计算单元可以采取基本上任何合适类型的处理器电路或微型计算机的形式，例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)、中央处理单元(CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(ASIC)、微处理器或可以解释并执行指令的其他处理逻辑。本文使用的表述“计算单元”可以表示包括多个处理电路的处理电路系统，所述多个处理电路例如是以上提及的处理电路中的任何一个、一些或全部。
控制单元29还可以包括存储器单元，其中计算单元可以连接到该存储器单元，该存储器单元可以向计算单元提供例如为了可以使计算单元进行计算而需要的所存储的程序代码和/或所存储的数据。计算单元还可以适配成用于将计算的部分或最终结果存储在存储器单元中。存储器单元可以包括用于临时或永久地存储数据或程序(即，指令序列)的物理设备。根据一些实施方式，存储器单元可以包括集成电路，该集成电路包括硅基晶体管。在不同的实施方式中，存储器单元可以包括例如存储卡、闪速存储器、USB存储器、硬盘或用于存储数据的其他类似的易失性或非易失性存储器单元，例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)等。
控制单元29连接到动力工具1的部件，以用于接收和/或发送输入信号和输出信号。这些输入信号和输出信号可以包括波形、脉冲或输入信号接收设备可以检测为信息并且可以转换为可由控制单元29处理的信号的其他属性。然后这些信号可以被提供给计算单元。一个或多个输出信号发送设备可以布置成将来自计算单元的计算结果转换为输出信号，以用于向动力工具1的控制系统的其他部分和/或这些信号所针对的一个或多个部件传送。用于接收和发送输入和输出信号的到动力工具1的相应部件的每个连接方式可以采取电缆、电子通信总线或无线连接中的一种或多种形式。
在所示的实施方式中，动力工具1包括控制单元29，但可替代地，可以用两个或更多个控制装置或两个或更多个控制单元来全部或部分地实现。
如本文进一步解释的，动力工具1的不同电子单元可以经由一个或多个电子通信总线32、35、36、39彼此连接。因此，不同的电子单元可以经由一个或多个电子通信总线32、35、36、39彼此通信。该一个或多个电子通信总线32、35、36、39可以具有总线架构，例如CAN(控制器局域网络)总线。不同的电子单元可以包括连接到一个或多个电子通信总线32、35、36、39的多个ECU(电子控制单元)或节点。每个ECU可以配置成用于控制动力工具1的一个子系统或有限数量的相关子系统。每个ECU可以配置成计算数据。因此，连接到电子通信总线32、35、36、39的所有其他ECU可以访问由一个ECU计算的数据。
应当理解，前述内容是各种示例性实施方式的示例，并且本发明仅由所附权利要求来限定。本领域的技术人员将认识到，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，示例性实施方式可以被修改，并且示例性实施方式的不同特征可以被组合以创建不同于本文描述的那些实施方式的实施方式。
如本文所用的，术语“包括”或“包含”是开放式的，并且包括一个或多个陈述的特征、元件、步骤、部件或功能，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、步骤、部件、功能或其组合。

Claims (34)

1.一种动力工具(1)，包括：
-工具(3)，
-动力源(5)，布置成用于向所述工具(3)提供动力，
-节流杆(7)，
-电路板(9)，
-人机接口(10)，包括布置在所述电路板(9)上的部件(15、17、19)，
-磁体(11)，能操作地连接到所述节流杆(7)，以及
-传感器装置(13)，配置成感测所述磁体(11)的磁场强度，其中，所述传感器装置(13)布置在所述电路板(9)上，
其中，所述磁体(11)能移动地布置在第一端点(ep1)与第二端点(ep2)之间，并且其中，所述动力工具(1)包括弹簧(25)，该弹簧布置成将所述磁体(11)朝向所述第一端点(ep1)偏压。
2.根据权利要求1所述的动力工具(1)，其中，所述人机接口(10)的所述部件(15、17、19)布置在所述电路板(9)的第一侧(9’)上，并且其中，所述磁体(11)布置在所述电路板(9)的第二侧(9”)上距所述电路板(9)一段距离处。
3.根据权利要求2所述的动力工具(1)，其中，所述传感器装置(13)布置在所述电路板(9)的所述第二侧(9”)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述传感器装置(13)配置成沿着第一感测方向(d1)和沿着第二感测方向(d2)感测所述磁体(11)的磁场强度，并且其中，所述第二感测方向(d2)不同于所述第一感测方向(d1)。
5.根据权利要求4所述的动力工具(1)，其中，所述第一感测方向(d1)在与所述磁体(11)的行进路径(tp)的方向(dt)一致的方向上延伸。
6.根据权利要求4所述的动力工具(1)，其中，所述电路板(9)在第二平面(p2)中延伸，并且其中，所述第二感测方向(d2)穿过所述第二平面(p2)延伸。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述人机接口(10)的所述部件(15、17、19)包括一个或多个按钮(15)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述人机接口(10)的所述部件(15、17、19)包括键区(17)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述人机接口(10)的所述部件(15、17、19)包括显示器(19)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述节流杆(7)能在未致动位置与致动位置之间移位，并且其中，所述动力工具(1)包括机械开关(21)，该机械开关配置成当所述节流杆(7)从所述未致动位置移位时产生信号。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述节流杆(7)能在未致动位置与致动位置之间移位，并且其中，所述磁体(11)和所述传感器装置(13)被布置成使得：当所述节流杆(7)从所述未致动位置朝向所述致动位置移位时，在所述传感器装置(13)的位置处且在所述传感器装置(13)的至少一个感测方向(d、d1、d2)上，所述磁体(11)的磁场改变极性。
12.根据权利要求11所述的动力工具(1)，其中，所述致动位置是完全致动位置，并且其中，所述磁体(11)和所述传感器装置(13)被布置成使得：当所述节流杆(7)进行移位的距离处于所述节流杆(7)在所述未致动位置与所述致动位置之间的整个行程长度的5％-20％的范围内时，在所述传感器装置(13)的位置处且在所述传感器装置(13)的至少一个感测方向(d、d1、d2)上，所述磁体(11)的磁场改变极性。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述磁体(11)在第一端点(ep1)与第二端点(ep2)之间沿移动方向(dm)能移动地布置，并且其中，所述磁体(11)在所述移动方向(dm)上的长度(L)是所述磁体(11)在所述第一端点(ep1)与所述第二端点(ep2)之间的移动距离(23)的50％-300％的范围内。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述电路板(9)在第二平面(p2)中延伸并且所述磁体(11)能移动地布置在第三平面(p3)中，并且其中所述第三平面(p3)平行于所述第二平面(p2)。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述磁体(11)沿着圆弧能移动地布置。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)包括密封外壳(27)，并且其中，所述电路板(9)布置在所述密封外壳(27)中。
17.根据权利要求16所述的动力工具(1)，其中，所述磁体(11)布置在所述密封外壳(27)的外部。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述传感器装置(13)包括至少两个传感器(13’、13”)，每个传感器均配置成感测所述磁体(11)的磁场强度。
19.根据权利要求18所述的动力工具(1)，其中，所述磁体(11)沿着行进路径(tp)能移动地布置，并且其中，所述至少两个传感器(13’、13”)布置在垂直于所述行进路径(tp)的第一平面(p1)中。
20.根据权利要求19所述的动力工具(1)，其中，在所述第一平面(p1)中与所述磁体(11)的所述行进路径(tp)重合的点(pt)处测量的所述至少两个传感器(13’、13”)中的两个传感器(13’、13”)之间的角度(a1)是90度或180度。
21.根据权利要求19所述的动力工具(1)，其中，所述传感器装置(13)包括三个传感器(13’、13”、13”’)，并且其中，在所述第一平面(p1)中与所述磁体(11)的所述行进路径(tp)重合的点(pt)处测量的所述三个传感器(13’、13”、13”’)中的两个相邻传感器(13’、13”、13”’)之间的角度(a2)是90度或120度。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述人机接口(10)和所述节流杆(7)定位在所述动力工具(1)的允许用户仅使用一只手同时操作所述人机接口(10)和所述节流杆(7)的位置处。
23.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)包括控制单元(29)，该控制单元配置成基于来自所述传感器装置(13)的数据来监测所述节流杆(7)的位置。
24.根据权利要求23所述的动力工具(1)，其中，所述控制单元(29)布置在所述电路板(9)上。
25.根据权利要求23所述的动力工具(1)，其中，所述传感器装置(13)包括至少两个传感器(13’、13”)，并且其中，所述控制单元(29)配置成使用来自所述至少两个传感器(13’、13”)的数据来检测所述节流杆(7)从未致动位置的移位。
26.根据权利要求23所述的动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)包括动力源控制器(31)，其中，所述控制单元(29)能操作地连接到所述动力源控制器(31)，并且其中，所述动力源控制器(31)配置成根据检测到的所述节流杆(7)的位置来控制所述动力源(5)的动力。
27.根据权利要求26所述的动力工具(1)，其中，所述动力工具(1)包括电子通信总线(32)，其中，所述控制单元(29)经由所述电子通信总线(32)能操作地连接到所述动力源控制器(31)。
28.根据权利要求23所述的动力工具(1)，其中，所述控制单元(29)包括微处理器(33)。
29.根据权利要求28所述的动力工具(1)，其中，所述微处理器(33)能操作地连接到所述人机接口(10)。
30.根据权利要求28或29所述的动力工具(1)，其中，所述电路板(9)包括电子通信总线(35)，该电子通信总线配置成在所述传感器装置(13)与所述微处理器(33)之间传送数据。
31.根据权利要求29所述的动力工具(1)，其中，所述人机接口(10)包括微控制器(37)，并且其中，所述电路板(9)包括电子通信总线(39)，该电子通信总线配置成在所述人机接口(10)的所述微控制器(37)与所述微处理器(33)之间传送数据。
32.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述电路板(9)包括无线通信单元(41)，该无线通信单元配置成向外部通信单元(43)发送数据和/或从所述外部通信单元接收数据。
33.根据权利要求1至3中任一项所述的动力工具(1)，其中，所述电路板(9)包括电池(45)，该电池配置成至少选择性地向所述电路板(9)提供动力。
34.根据权利要求13所述的动力工具(1)，其中，所述磁体(11)在所述移动方向(dm)上的长度(L)是所述磁体(11)在所述第一端点(ep1)与所述第二端点(ep2)之间的移动距离(23)的100％-200％的范围内。
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