CN114423533B - 排水管清洁机器的电机控制 - Google Patents

Abstract

一种排水管清洁机器，包括被配置为使管道疏通器围绕管道疏通器轴线旋转的无刷直流(DC)电机。电子处理器被配置为控制功率开关元件以驱动无刷直流电机。在当无刷直流电机所承受的负载小于或等于预定负载时的第一操作范围内，电子处理器被配置为控制功率开关元件以大致恒定的速度驱动无刷直流电机，而不管无刷直流电机承受的负载如何。在当无刷直流电机所承受的负载大于预定负载时的第二操作范围内，电子处理器被配置为控制功率开关元件以随着无刷直流电机所承受的负载增加而降低的速度驱动无刷直流电机。

Description

排水管清洁机器的电机控制

相关申请

本申请要求于2019年9月30日提交的美国临时专利申请号62/907,828的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。

发明领域

本发明涉及排水管清洁机器的电机控制，更具体地涉及分段式排水管清洁机器的电机控制。

发明背景

滚筒式和分段式排水管清洁机器两者都用于将管道疏通器(例如，缆绳或弹簧)送入排水管以清洁排水管。滚筒式机器使包含管道疏通器的滚筒旋转，从而将管道疏通器送入排水管。在分段式排水管清洁机器中，管道疏通器不存放在机器中，而是被送入机器中。

发明内容

一个实施例包括用于在排水管中移动管道疏通器的排水管清洁机器。排水管清洁机器可以包括限定管道疏通器轴线的管道疏通器通道、被配置为使管道疏通器围绕管道疏通器轴线旋转的无刷直流(DC)电机、以及被配置为控制提供给无刷直流电机的电流量的功率开关元件。排水管清洁机器可以进一步包括电机位置传感器和联接到功率开关元件和电机位置传感器的电子处理器。电子处理器可以被配置为从电机位置传感器接收电机位置信息并且至少部分地基于电机位置信息控制功率开关元件以驱动无刷直流电机。在当无刷直流电机所承受的负载小于或等于预定负载时的第一操作范围内，电子处理器可以被配置为控制功率开关元件以大致恒定的速度驱动无刷直流电机，而不管无刷直流电机承受的负载如何。在当无刷直流电机所承受的负载大于预定负载时的第二操作范围中，电子处理器可以被配置为控制功率开关元件以随着无刷直流电机所承受的负载增大而减小的速度驱动无刷直流电机。

另一个实施例包括用于控制排水管清洁机器以在排水管中移动管道疏通器的方法。该方法可以包括利用排水管清洁机器的电子处理器确定排水管清洁机器的无刷直流电机的电机位置信息。无刷直流电机可以被配置为使管道疏通器围绕由管道疏通器通道限定的管道疏通器轴线旋转。该方法可以进一步包括利用电子处理器至少部分地基于电机位置信息控制功率开关元件以驱动无刷直流电机。功率开关元件可以被配置为控制提供给无刷直流电机的电流量。该方法可以进一步包括在当无刷直流电机所承受的负载小于或等于预定负载时的第一操作范围内，用电子处理器控制功率开关元件以大致恒定的速度驱动无刷直流电机，而不管无刷直流电机所承受的负载如何。该方法可以进一步包括在当无刷直流电机承受的负载大于预定负载时的第二操作范围内，用电子处理器控制功率开关元件以随着无刷直流电机承受的负载增大而减小的速度驱动无刷直流电机。

另一个实施例包括用于在排水管中移动管道疏通器的排水管清洁机器。排水管清洁机器可以包括限定管道疏通器轴线的管道疏通器通道、被配置为使管道疏通器围绕管道疏通器轴线旋转的无刷直流(DC)电机、以及被配置为控制提供给无刷直流电机的电流量的功率开关元件。排水管清洁机器可以进一步包括电机位置传感器和联接到功率开关元件和电机位置传感器的电子处理器。电子处理器可以被配置为从电机位置传感器接收电机位置信息并且至少部分地基于电机位置信息控制功率开关元件以驱动无刷直流电机。电子处理器还可以被配置为控制功率开关元件以驱动无刷直流电机在一个或多个用户可选参数下操作。一个或多个用户可选参数可以包括用户可选择的速度、用户可选择的输出扭矩或以上两者。

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清楚。

附图说明

图1是根据一个示例实施例的排水管清洁机器的立体图。

图2是图1的排水管清洁机器在多个部分被拆卸后的立体图。

图3是图1的排水管清洁机器的推板的平面图。

图4是图1的排水管清洁机器的选择板的平面图。

图5是图1的排水管清洁机器的推板和选择板的平面图，选择板处于平移位置。

图6是沿着图1的截面线6-6截取的排水管清洁机器的截面视图。

图7是沿着图1的截面线7-7截取的排水管清洁机器的截面视图。

图8是图7的排水管清洁机器的截面的一部分的放大图。

图9是沿着图1的截面线7-7截取的排水管清洁机器的一部分的立体截面视图。

图10是沿着图2的截面线10-10截取的排水管清洁机器的平移机构的截面视图。

图11是沿着图2的截面线11-11截取的排水管清洁机器的平移机构的截面视图。

图12是图1的排水管清洁机器的推板和选择板的平面图，选择板处于径向驱动位置。

图13是图1的排水管清洁机器的一部分的截面视图。

图14是沿着图13的截面线14-14截取的排水管清洁机器的一部分的截面视图。

图15是图14的排水管清洁机器的那部分的立体截面视图。

图16是图14所示的排水管清洁机器的一部分的截面视图。

图17是图1的排水管清洁机器的一部分的截面视图，展示了张紧组件。

图18是图1的排水管清洁机器的立体图，包括壳体和被配置为支撑根据一个示例实施例的排水管清洁机器的机架。

图19是根据一个示例实施例的图1的排水管清洁机器的框图。

图20是根据一个示例实施例的图1的排水管清洁机器的无线通信装置的框图。

图21展示了根据一个示例实施例的包括图18的排水管清洁机器的通信系统。

图22是根据一个示例实施例的图21的通信系统的外部装置的框图。

图23展示了示例交流(AC)感应电机的速度与扭矩曲线的曲线图。

图24展示了理想无刷直流(DC)电机的速度与扭矩曲线的曲线图。

图25展示了与大小上同示例交流感应电机相当的理想无刷直流电机的速度与扭矩曲线相比，该示例交流感应电机的图23的速度与扭矩曲线的曲线图。

图26展示了与大小上同示例交流感应电机相当并且针对轻微超速设计的速度受限理想无刷直流电机的速度与扭矩曲线相比，该示例交流感应电机的图23的速度与扭矩曲线的曲线图。

图27是根据一个示例实施例的由图1的排水管清洁机器的电子处理器实施的方法的流程图，用于使用速度限幅来电控制无刷直流电机的速度。

图28展示了根据一个实施例的可以显示在图22的外部装置的触控显示器上的用户界面。

图29展示了根据一个实施例的可以显示在图22的外部装置的触控显示器上的另一个用户界面。

具体实施方式

在详细说明任何实施例之前，应该理解的是，这些实施例并不将其应用限制在以下说明中阐述的或在以下附图中展示出的构造细节和部件布置。实施例能够以多种不同的方法来实践或实施。并且，应理解的是，本文所使用的措辞和术语是为了说明的目的而不应视为限制性的。本文使用的“包含”、“包括”或“具有”及其变型旨在涵盖下文列出的项及其等同物、以及附加项。术语“安装”、“连接”和“联接”被广泛地使用并且涵盖直接和间接的安装、连接和联接。进一步地，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接，而是可以包括电气连接或联接，无论是直接的还是间接的。

应当注意的是，可以利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构部件来实施实施例。此外，并且如在随后的段落中所描述的，附图中所展示的特定配置旨在举例说明实施例并且其他替代配置也是可能的。除非另外说明，否则术语“处理器”、“中央处理单元”和“CPU”是可互换的。在术语“处理器”、“中央处理单元”或“CPU”被用作标识执行特定功能的单元的情况下，应理解的是，除非另外说明，否则这些功能可以由单个处理器或以任何形式布置的多个处理器来执行，处理器包括并行处理器、串行处理器、纵列式处理器、或云处理配置/云计算配置。

结合量或条件描述的相对术语，比如“约”、“大约”、“基本上”等，将被本领域普通技术人员理解为包含所述的值并且具有由上下文所规定的含义(例如，术语至少包括与同测量精度、公差[例如，制造、组装、使用等]相关联的特定值相关联的误差程度等)。这样的术语还应被视为披露了由两个端点的绝对值定义的范围。例如，表述“约2到约4”也披露了范围“2到4”。相对术语可以指加减所指示的值的某个百分比(例如，1％、5％、10％或更多)。当在本申请中使用术语“和/或”时，旨在包括所列部件的任何组合。例如，如果部件包括A和/或B，则部件可以仅包括A、仅包括B、或包括A和B。

如图1和图2中所示，排水管清洁机器10包括内机架14、共同限定管道疏通器轴线22的管道疏通器出口管18和管道疏通器入口管20、平移机构26、径向驱动机构30、以及用于使送入与径向驱动机构26、30围绕管道疏通器轴线22旋转的电机34。在所示实施例中，电机34通过皮带38操作性地联接到送入与径向驱动机构26、30并且使送入与径向驱动机构旋转。在一些实施例中，排水管清洁机器10是直流(DC)电池供电的排水管清洁机器，其中电机34由如下所述的电池或电池包供电。平移机构26用于使管道疏通器沿管道疏通器轴线22(例如，缆绳或弹簧)(未示出)平移进或出排水管。径向驱动机构30用于使管道疏通器围绕管道疏通器轴线22转动。

排水管清洁机器10还包括选择机构40，该选择机构包括致动杆42、推板62和选择板82。致动杆42在内机架14上围绕枢轴点46在图2所示的启动位置与图1所示的停用位置之间枢转。在一些实施例中，致动杆42在设置到启动位置时启动电机34。在替代实施例中，代替致动杆42，可以使用单独的开关或致动器、比如脚踏板来启动电机34。如下文进一步详细描述的，选择机构40允许操作者在操纵管道疏通器时在选择平移机构26或径向驱动机构30之间切换。致动杆42具有一对臂50，这些臂分别联接到一对拉动连杆54。拉动连杆54联接到推板62的一对臂58上，这对臂可以在平行于管道疏通器轴线22的方向上平移，如下面和美国专利申请号16/535,321中进一步详细说明的，该美国专利申请的全部内容通过援引并入本文。

如图3中所示，推板62包括多个外孔66和多个内孔70。外孔66和内孔70平行于管道疏通器轴线22布置。在所示实施例中，推板62包括三个外孔66和三个内孔70。在其他实施例中，推板62可以包括更多或更少的外孔和内孔66、70。三个内孔70从中心孔74延伸以容纳管道疏通器出口管18并允许推板62沿管道疏通器出口管18平移。

参考图4，选择板82支撑多个外销86和多个内销90，这些外销和内销也是选择机构40的一部分。选择板82包括指形件92，以允许操作者使选择板在图5和图6中所示的平移位置与图4、图12和图13所示的径向驱动位置之间旋转。当选择板82位于平移位置时，内销90与推板62的内孔70对准，而外销86没有与外孔66对准，如图5中所示。当选择板82位于径向驱动位置时，外销86与推板62的外孔66对准，而内销90没有与内孔70对准，如图12中所示。如下面进一步详细说明的，当选择板82位于平移位置时，选择机构40可以使平移机构26从分离状态切换到接合状态。当选择板82位于径向驱动位置时，选择机构40可以使平移机构26从分离状态切换到接合状态。

参考图2、图6、图7、图9、图13和图14，排水管清洁机器10还包括外推力组件94和内推力组件98。外推力组件94和内推力组件98都由管道疏通器出口管18支撑。在其他实施例中，外推力组件94和内推力组件98不由管道疏通器出口管18支撑，而是分别由如下所述的外推杆134和内推杆166支撑。外推力组件94包括第一座圈102、第二座圈106、以及外推力轴承110，外推力轴承在第一座圈102与第二座圈106之间具有多个滚子。内推力组件98包括第一座圈114、第二座圈118、以及内推力轴承122，内推力轴承在第一座圈114与第二座圈118之间具有多个滚子。参考图6和图14，选择机构40的外销86布置在外推力组件94的第一座圈102的孔口126中。参考图7和图13，选择机构40的内销90布置在内推力组件98的第一座圈114的孔口130中。

参考图7和图9，一对外推杆134布置在外推力组件94的第二座圈106的孔口138中。外推杆134分别延伸穿过旋转壳146的孔口142，旋转壳支撑送入与径向驱动机构26、30，使得平移机构26和径向驱动机构30两者都可与旋转壳146一起旋转。外推杆134都可抵靠平移机构26的推锥150。如图6至图8所示，弹簧154靠在旋转壳146的每个孔口142内的弹簧座158上布置。弹簧154各自偏压在每个外推杆134的肩部162上，使得每个推杆134被偏压远离推锥150并朝向外推力组件94的第二座圈106被偏压。

参考图14至图16，一对内推杆166布置在内推力组件98的第二座圈118的孔口170中。内推杆166分别延伸穿过旋转壳146中的孔口174并且分别可抵靠在径向驱动机构30的第一夹头178和第二夹头180上。夹头178、180布置在旋转壳146中以随其旋转并且可在旋转壳146内平移，如下文进一步详细描述的。如图15和图16所示，弹簧182固定在每个夹头178、180与旋转壳146之间，使得每个夹头178、180朝其各自的内推杆166并远离径向驱动机构30的相应横销186被偏压。

每个夹头178、180具有倾斜面190，该倾斜面相对于管道疏通器轴线22成锐角α布置并且可与横销186接合。在倾斜面190的边缘，每个夹头178、180包括肩部192。如下文进一步详细说明的，当夹头178、180朝向管道疏通器轴线22移动时，径向驱动机构30处于接合状态，如图16中所示。当弹簧182使夹头178、180远离管道疏通器轴线22移动时，径向驱动机构30处于分离状态，如图14和图15中所示。

在一些实施例中，可以省略弹簧182。在这些实施例中，当平移机构26接合而径向驱动机构30未接合时，夹头178、180在旋转壳146旋转期间受到的离心力引起夹头178移动远离管道疏通器轴线22。因此，当平移机构26接合而径向驱动机构30未接合时，不需要弹簧182来阻止夹头178、180与管道疏通器接合。

参考图1、图2、图7和图9至图11，推锥150布置在旋转壳146内并联接以随旋转壳旋转。推锥150可在平行于管道疏通器轴线22的方向上在旋转壳146内沿着多个导杆198(图10和图11)平移，这些导杆沿着旋转壳146的长度固定。推锥150具有内表面202，内表面的内径在推锥沿背离旋转壳146的方向移动时增加。因此，内表面202相对于管道疏通器轴线22成锐角β布置，如图7中所示。

平移机构26还包括布置在旋转壳146内的多个轮夹头206。每个轮夹头206包括第一面210，该第一面可由推锥150的内面202推动并且相对于管道疏通器轴线22成锐角β布置。每个轮夹头206包括相对的第二面214，该第二面相对于管道疏通器轴线22成锐角γ布置并且可沿着旋转壳146的内面218移动，该内面相对于管道疏通器轴线22也成锐角γ布置。

如图10中所示，轮夹头206各自包括径向向外延伸的键222，该键配合在推锥150的键槽226和旋转壳146的键槽230内，使得夹头随推锥150和旋转壳146旋转。在每对相邻的轮夹头206之间布置有销234，并且在每个销234周围布置有压缩弹簧238并且该压缩弹簧抵靠在相邻的轮夹头206上，使得每对相邻的轮夹头206被弹簧238偏压远离彼此。每个轮夹头206可旋转地支撑具有轮轴线246的轮242或径向轴承。如图7、图9和图11中所示，轮轴线246彼此斜交(即，不平行)，并且轮轴线246与管道疏通器轴线22斜交(即，不平行)。如下文进一步详细说明的，当平移机构26处于接合状态时，轮夹头206和轮242朝向管道疏通器轴线22移动。当平移机构26处于分离状态时，允许轮夹头206和轮242被偏压远离彼此，从而远离管道疏通器轴线22。

参考图17，排水管清洁机器10还包括第一皮带轮250，以通过皮带38将扭矩从电机34传递到旋转壳146。具体地，皮带38与固定在径向驱动机构30的旋转壳146上的第二皮带轮254接合。排水管清洁机器10还包括张紧组件258，用于允许将皮带38安装在第一皮带轮250上并张紧。一对第一支撑构件262将张紧组件258联接到机架14。张紧组件258包括一对压缩弹簧266(每侧一个)，压缩弹簧分别设置在孔口270内，这些孔口分别限定在第一支撑构件262中。弹簧266偏压张紧组件258的第二支撑构件274远离第一支撑构件262，该第二支撑构件支撑电机34和第一皮带轮250。张紧组件258还包括一对带肩螺栓278，带肩螺栓旋拧在各个第一支撑构件262内并分别延伸穿过第二支撑构件274。张紧组件258还包括一对定位螺钉282(每侧一个)，定位螺钉分别穿过第二支撑构件274旋拧到第一支撑构件262的孔口270中。每个定位螺钉282上旋拧一个锁紧螺母286。

皮带38的安装

为了将皮带38安装到排水管清洁机器10上并张紧，皮带38最初不在第一皮带轮250上，而是需要安装。为了安装皮带38，操作者将第二支撑构件274移向第一支撑构件262，从而压缩弹簧266并将第一皮带轮250向第二皮带轮254移动，从而允许皮带38在第一皮带轮250上滑动的间隙。在皮带38上滑动之前并且同时仍然将第二支撑构件274朝向第一支撑构件262保持以压缩弹簧266，带肩螺栓278通过第二支撑构件274和第一支撑构件262安装并旋拧到第一支撑构件262中。然后皮带38在第一皮带轮250上滑动，然后第二支撑构件272被释放以允许弹簧266扩张并将第二支撑构件272推离第一支撑构件262。当第一皮带轮250移动远离第二皮带轮254时，这引起皮带38变紧。定位螺钉282然后穿过第二支撑构件272旋拧到第一支撑构件262的孔口270中，直到定位螺钉282接触孔口270的座290为止。然后将锁紧螺母286旋拧到定位螺钉282上，以防止皮带38在例如排水管清洁机器10掉落的情况下从第一皮带轮250脱落。在其他实施例中，不使用定位螺钉282，并且第二支撑构件274通过带肩螺栓278分别联接到第一支撑构件262。

平移机构26的选择和操作

当操作者想要将管道疏通器送入排水管时，操作者首先将管道疏通器穿过排水管清洁机器10的管道疏通器入口管20，直到管道疏通器从管道疏通器出口管18中伸出并布置在排水管的入口内。操作者然后将选择板82旋转到如图5和图6所示的平移位置。选择板82旋转到平移位置还引起外销86和内销90以及因此外推力组件94、内推力组件98、径向驱动机构30和平移机构26全部与选择板82一起围绕管道疏通器轴线22旋转。操作者然后将致动杆42从图1的停用位置枢转到图2的启动位置，使臂50枢转并且连杆构件54拉动推板62的臂58。臂58在机架14的窗口294内平移，使推板62朝向选择板82移动。窗口294内的臂58还防止推板62相对于内机架14和管道疏通器入口管20旋转。因为选择板82位于平移位置，所以内销90与推板62的内孔70对准，而外销86没有与外孔66对准，如图5中所示。

当推板62朝向选择板82移动时，内销90滑过推板62的内孔70，而外销86被推板62推向外推力组件94的第一座圈102，如图6中所示。因此，外销86推动外推力组件94，该外推力组件继而抵抗弹簧154的偏压力将外推杆134推向推锥150，如图7中所示。推锥150因此被外推杆134推向轮夹头206。当推锥150顶着轮夹头206推动时，轮夹头206在旋转壳146内朝向旋转壳146的内表面218平移。一旦轮夹头206的第二面214抵靠旋转壳146的内面218接合，轮夹头206就开始朝向管道疏通器轴线22移动。具体地，轮夹头206的面210沿推锥150的内面202滑动，并且轮夹头206的第二面214沿旋转壳146的内面218滑动，引起相邻的轮夹头206抵抗弹簧238的偏压力朝向彼此移动，并引起轮夹头206朝向管道疏通器轴线22移动，如图7和图9中所示。随着轮夹头206向管道疏通器轴线22移动，轮242向管道疏通器轴线22移动直到轮242与管道疏通器接合为止。在这个位置，平移机构26处于接合状态。

在仍然将致动杆42保持在选择位置的同时，操作者随后在送入方向上致动电机34。第一皮带轮250将来自电机34的扭矩传递到第二皮带轮254，这样引起径向驱动机构30的旋转壳146旋转。旋转壳146因此与径向驱动机构的旋转壳146一起旋转，引起轮夹头206和轮242围绕管道疏通器轴线22旋转。因为轮轴线246不平行于管道疏通器轴线22并且因为轮242靠着管道疏通器接合，所以轮242围绕管道疏通器轴线22的旋转引起管道疏通器沿着管道疏通器轴线22移动穿过排水管清洁机器10并进入排水管。如本文稍后讨论的，在一些实施例中，致动杆42移动到启动位置自动启动电机34。

径向驱动机构30的选择和操作

一旦操作者将完整或足够长的管道疏通器送入排水管，操作者可能想要转动管道疏通器以便例如冲破排水管内的堵塞物。为了转动管道疏通器，操作者将平移机构26切换到分离状态并且将径向驱动机构30切换到接合状态。因此，操作者将致动杆42移回到图1所示的停用位置。致动杆42向停用位置移动使推板62远离选择板82平移，允许弹簧154将外推杆134偏压远离推锥150，并推动外推力组件94和外销86远离外推杆134。因为推锥150不再抵抗轮夹头206被外推杆134推动，所以轮夹头206被弹簧238偏压而远离彼此并远离管道疏通器轴线22，因此轮242不再靠着管道疏通器接合，并且平移机构处于分离状态。如本文稍后讨论的，在一些实施例中，致动杆42移动到停用位置自动使电机34停止。

操作者然后将选择板82旋转到如图4、图12和图13所示的径向驱动位置。选择板82旋转到径向驱动位置还引起外销86和内销90以及因此外推力组件94、内推力组件98、径向驱动机构30和平移机构26全部与选择板82一起围绕管道疏通器轴线22旋转。操作者然后将致动杆42从图1的非选择位置枢转到图2的启动位置，使臂50枢转并且连杆构件54拉动推板62的臂58。臂58在机架14的窗口294内平移，使推板62朝向选择板82移动。因为选择板82位于径向驱动位置，所以内销90没有与推板62的内孔70对准，而外销86与外孔66对准，如图12中所示。

当推板62朝向选择板82移动时，外销86滑过推板62的外孔66，而内销90被推板62推向内推力组件98的第一座圈114，如图13中所示。因此，内销90推动内推力组件98，该内推力组件继而将内推杆166推向夹头178、180。夹头178、180分别被内推杆166推向横销186，如图14和图15所示。当夹头178、180推压在横销186上时，夹头的倾斜面190靠着横销186滑动，同时夹头178、180朝向管道疏通器轴线22移动直到横销抵靠肩部192为止，此时，夹头178、180靠着管道疏通器接合，使得径向驱动机构30处于接合状态。当夹头178、180在夹在管道疏通器上的同时围绕管道疏通器轴线22旋转时，管道疏通器围绕管道疏通器轴线22转动而不沿着管道疏通器轴线22移动。

在一些实施例中，省略了与第一夹头178接合的内推杆166，并且第一夹头178例如通过螺母和螺栓被径向锁定或固定在位。因此，在这些实施例中，当径向驱动机构30在接合状态与分离状态之间交替切换时，只有第二夹头180，即可移动夹头，可朝向和远离管道疏通器轴线22移动。在这些实施例中，当径向驱动机构30处于接合状态时，施加在第一夹头178与第二夹头180之间的管道疏通器上的夹紧力增加，因为夹紧管道疏通器的输入力不再分开在第一夹头178与第二夹头180之间。在第一夹头178被锁定的一些实施例中，施加在第一夹头178与第二夹头180之间的管道疏通器上的夹紧力是当第一夹头178可移动时实施例的夹紧力的两倍或更多。在第一夹头178被锁定的一些实施例中，施加在第一夹头178与第二夹头180之间的管道疏通器上的夹紧力是当第一夹头178可移动时实施例的夹紧力的2.6倍，因为锁定第一夹头178减少了管道疏通器与第一夹头178和第二夹头180之间的摩擦。具体地，所有输入力通过接合第二夹头180的单个内推杆166转移到第二夹头180中，这样使第二夹头180朝向管道疏通器轴线22和朝向第一夹头178移动。在又一些实施例中，径向驱动机构30可以包括多于两个的夹头，除了一个夹头之外的所有夹头都被锁定在位，并且当径向驱动机构30在接合状态与分离状态之间切换以交替地夹紧和释放管道疏通器时，那一个夹头可朝向和远离管道疏通器轴线22移动。

从排水管收回管道疏通器

一旦操作者对径向驱动机构30在排水管内转动管道疏通器的操作感到满意，操作者可能想要将管道疏通器从排水管收回。为了从排水管收回管道疏通器，操作者将径向驱动机构30切换到分离状态并且将平移机构26切换到接合状态。操作者首先关闭电机34并将致动杆42移回到图1所示的停用位置。致动杆42向停用位置移动使推板62远离选择板82平移，允许弹簧182将夹头178、180拉离管道疏通器轴线22，并推动内推杆166、内推力组件98和内销90远离夹头178、180。由于夹头178、180移动远离管道疏通器轴线22并与管道疏通器分离，所以径向驱动机构30处于分离状态。

如上所述，操作者然后将平移机构26切换到接合状态。然而，操作者不是在送入方向上致动电机34，而是在与送入方向相反的收回方向上致动电机34。这引起轮242围绕管道疏通器轴线22旋转，但是不将管道疏通器送入排水管，轮242使管道疏通器沿着管道疏通器轴线22移动穿过排水管清洁机器10并从排水管收回。

在接合径向驱动机构30时手动送入和收回管道疏通器

在一些情况下，操作者可能想要在送入管道疏通器或从排水管收回管道疏通器的同时接合径向驱动机构30以使管道疏通器围绕管道疏通器轴线22转动。在这些情况下，操作者如上所述接合径向驱动机构30，同时电机34被致动。然后，操作者手动将管道疏通器送入或拉出管道疏通器入口管20。当管道疏通器沿着管道疏通器轴线22移动进入或离开管道疏通器入口管20时，管道疏通器同时通过径向驱动机构30围绕管道疏通器轴线22转动，从而将管道疏通器“钻”入或“钻”出排水管。

虽然排水管清洁机器10在上文被描述为包括允许其操作的某些机械特征，但在一些实施例中，排水管清洁机器10可以包括允许类似操作的其他机械特征。这样的替代机械特征包括但不限于在美国专利申请号16/535,321的多个实施例中描述的机械特征，该美国专利申请的全部内容通过援引并入本文。

如图18中所示，排水管清洁机器10可以包括机架302和壳体304。在一些实施例中，排水管清洁机器10包括电池容座，用于接收电池(例如，动力工具电池包)以便为电机34供电。电池容座可以是由电池门310覆盖的电池舱，电池门密封电池并将电池与污染环境隔离开，从而保持电池清洁和干燥。在一些实施例中，排水管清洁机器10和电机34可以被配置为可选地由交流电源供电来代替电池或附加于电池。在一些实施例中，排水管清洁机器10还包括位于壳体304或机架302上的控制面板(即，用户界面)。控制面板可以包括一个或多个输入装置(例如，按钮、刻度盘、旋钮等)，其被配置为设置如下文更详细说明的排水管清洁机器10的不同操作参数(例如，电机34的速度、电机34的输出扭矩、电机34的旋转方向等)。在一些实施例中，控制面板可以包括系统开/关开关，当致动杆42(或被配置为具有与致动杆42相同功能的单独开关或致动器)被致动时，该开/关开关控制是否向电机34供应功率。换言之，当系统开/关开关关闭时，当致动杆42(或被配置成具有与致动杆42相同功能的单独开关或致动器)被致动时，无法向电机34供应功率。在一些实施例中，当系统开/关开关“关闭”时，无法向排水管清洁机器10的电子处理器通电，或者电子处理器可以被配置为进入“睡眠”模式。控制面板还可以包括一个或多个输出装置(例如，发光二极管(LED)、声音指示器等)，其被配置为向用户提供信息(例如，指示电机34的输出扭矩何时超过接近电机34的最大输出扭矩的预定阈值)。在一些实施例中，控制面板包括充当输入装置和输出装置的触摸屏。在一些实施例中，控制面板位于壳体304的侧壁上或安装在机架302上。

图19展示了根据一个示例实施例的排水管清洁机器10的框图。如图19所示，排水管清洁机器10包括电机34(例如，无刷直流电机)，该电机包括转子405和定子410。如前文所述，电机34使送入与径向驱动机构26、30围绕管道疏通器轴线22旋转。电池包通过电池包接口415联接到排水管清洁机器10并提供电功率以使电机34通电。致动杆42(或包括与致动杆42相同功能的单独开关或致动器，比如脚踏板)可以通过开关或传感器联接到电子处理器420以允许电子处理器420确定致动杆42已被致动的时间。

如图19中所示，排水管清洁机器10还包括交换网络425、传感器430、指示器435(即，本文前面描述的控制面板的一个或多个输出装置)、功率输入单元440和电子处理器420。电池包接口415包括机械(例如，包括电池支撑结构的电池包接收部分)和电气部件(例如，端子)的组合，其被配置为和可操作用于将排水管清洁机器10与电池包(例如，动力工具电池包)用接口连接(例如，机械地、电气地和通信地连接)。电池包接口415将从电池包接收的功率传输到功率输入单元440。功率输入单元440包括有源部件和无源部件(例如，电压梯降控制器、电压转换器、整流器、滤波器等)的组合，以调节或控制通过电池包接口415接收并提供给电子处理器420和可以包括在排水管清洁机器10中的无线通信装置445的功率。

交换网络425使电子处理器420能够控制电机34的操作。通常，当操作排水管清洁机器10时，电流从电池包接口415通过交换网络425供应给电机34。交换网络425控制电机34可用的电流量，从而控制电机34的速度和扭矩输出。交换网络425可以包括几个场效应晶体管(FET)、双极晶体管或其他类型的电开关，例如桥式布置中的六个FET。在一些实施例中，电子处理器420用相应的脉冲宽度调制(PWM)信号驱动交换网络425的连续开关元件以交替驱动定子410的定子线圈，从而引起转子405的旋转。传感器430联接到电子处理器420并且将指示排水管清洁机器10和/或电机34的不同参数的各种信号传送到电子处理器420。传感器430包括例如一个或多个电流传感器、一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器、一个或多个速度传感器、一个或多个电机位置传感器(例如霍尔效应传感器)等。

例如，可以使用多个霍尔效应传感器来确定电机34的速度，以感测电机34的旋转位置和/或速度。在一些实施例中，电子处理器420响应于从传感器430接收到的信号来控制交换网络425。例如，如果电子处理器420基于从传感器430接收到的信息确定电机34的速度增加过快，则电子处理器420可以调整或修改交换网络425内的有源开关或开关顺序以降低电机34的速度。作为另一个示例，电子处理器420可以被配置为监测电机34的负载/输出扭矩(例如，通过监测电流传感器感测到的由电机34汲取的电流)。电子处理器420可以被配置为确定负载/输出扭矩大于预定阈值，并且响应于此，控制输出装置(即，指示器435)提供负载/输出扭矩大于预定阈值的指示。作为又一个示例，电子处理器420可以被配置为(通过电流传感器)监测提供给电机34的电流以及电流被提供给电机34的时间量。电子处理器420可以进一步被配置为基于电流和电流被提供给电机34的时间量来确定电机34有过热的风险，并且响应于此，控制功率开关元件425停止驱动电机34。在一些实施例中，通过传感器430获得的数据可以作为工具使用数据保存在电子处理器420中。

尽管上文将排水管清洁机器10描述为包括电机位置传感器(例如，霍尔效应传感器)，但在一些实施例中，排水管清洁机器10可以不包括用于监测电机34的旋转位置和/或速度信息的霍尔传感器。相反，排水管清洁机器10可以实施无传感器设计来监测电机34的旋转位置和/或速度，例如，通过监测电机34的反电动势(EMF)或通过使用高频信号注入。

指示器435还联接到电子处理器420并且接收来自电子处理器420的控制信号以基于排水管清洁机器10的不同状态来打开和关闭或以其他方式传达信息。指示器435(即，输出装置)包括例如一个或多个发光二极管(“LED”)、显示屏、一个或多个声音指示器(例如扬声器或蜂鸣器)、触觉指示器等。指示器435可以被配置为显示如本文之前所说明的排水管清洁机器10的状况或与排水管清洁机器相关联的信息。例如，指示器435被配置为指示排水管清洁机器10的测量电气特性、排水管清洁机器10的状态等。

如上所述，电子处理器420电连接和/或通信地连接到排水管清洁机器10的各种部件。在一些实施例中，电子处理器420包括向电子处理器420和/或排水管清洁机器10内的部件提供功率、操作控制和保护的多个电气和电子部件。例如，电子处理器420尤其包括处理单元450(例如，微处理器、微控制器或另一个合适的可编程装置)、存储器452、输入单元454和输出单元456。处理单元450尤其包括控制单元458、算术逻辑单元(“ALU”)460和多个寄存器462(在图19中示出为一组寄存器)。在一些实施例中，电子处理器420部分地或全部实施在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上，比如通过寄存器传输级(“RTL”)设计过程开发的芯片。

例如，存储器452包括程序存储区域464a和数据存储区域464b。程序存储区域464a和数据存储区域464b可以包括不同类型存储器的组合，如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[“DRAM”]、同步DRAM[“SDRAM”]等)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪速存储器、硬盘、SD卡或其他合适的磁存储器装置、光存储器装置、物理存储器装置或电子存储器装置。处理单元450连接到存储器452并执行软件指令，这些软件指令能够存储在存储器452的RAM(例如，在执行期间)、存储器452的ROM(例如，在通常永久的基础上)或者如另一存储器或盘等另一非暂态计算机可读介质中。排水管清洁机器10的实施方式中包括的软件可以存储在电子处理器420的存储器452中。软件包括例如固件、一个或多个应用、程序数据、滤波器、规则、以及其他可执行指令。电子处理器420被配置为从存储器进行检索并尤其执行与本文描述的控制过程和方法有关的指令。电子处理器420还被配置为将动力工具信息存储在存储器452上。存储在存储器452上的动力工具信息可以包括动力工具识别信息(例如，包括排水管清洁机器10的唯一识别符)以及还有动力工具操作信息，包括关于排水管清洁机器10的使用的信息、关于排水管清洁机器10的维护的信息、在特定模式下操作排水管清洁机器10的参数信息(例如，包括不同排水管清洁应用的速度和/或输出扭矩信息的查找表)、以及与操作或维护排水管清洁机器10相关的其他信息。在其他配置中，电子处理器420包括附加的、更少的或不同的部件。

电子处理器420还包括数据连接(例如，通信信道)466以联接到可选的无线通信装置445。在一些实施例中，数据连接466包括从电子处理器420连接到无线通信装置445的一条或多条导线(和/或带状电缆)。

图20展示了根据一个示例实施例的无线通信装置445的框图。无线通信装置445使排水管清洁机器10的电子处理器420能够与外部装置605(见图21)无线通信。例如，电子处理器420可以通过无线通信装置445与外部装置605无线通信以传输动力工具数据(例如，使用数据、配置数据、维护数据等)和接收动力工具配置数据(例如，用于在特定模式下或针对特定应用等操作排水管清洁机器10的设置/操作参数)。如图20中所示，无线通信装置445包括电子处理器505、存储器510和无线收发器515。电子处理器505和存储器510可以类似于上文关于排水管清洁机器10描述的类似名称的部件。无线收发器515可以包括天线，该天线被配置为与无线收发器515一起操作以向外部装置605和电子处理器505发送和从外部装置和电子处理器接收无线消息。存储器510可以存储要由电子处理器505实施的指令和/或可以存储与排水管清洁机器10和外部装置605等之间的通信相关的数据。无线通信装置445的电子处理器505控制排水管清洁机器10与外部装置605之间的无线通信。例如，电子处理器505缓冲输入和/或输出数据，与排水管清洁机器10的电子处理器420通信，以及确定在无线通信中使用的通信协议和/或设置。换言之，无线通信装置445被配置为接收来自排水管清洁机器10的电子处理器420的数据，并通过无线收发器515将数据中继到外部装置605。以类似的方式，无线通信装置445被配置为通过无线收发器515从外部装置605接收信息(例如，配置和编程信息)，并将信息中继到排水管清洁机器10的电子处理器420。

在所示实施例中，无线通信装置445是控制器。/>控制器采用/>协议与外部装置605通信。因此，在所示的实施方式中，外部装置605和排水管清洁机器10在交换数据的同时处于彼此通信范围内(即，接近)。在其他实施例中，无线通信装置445在不同类型的无线网络上使用其他协议(例如，Wi-Fi、蜂窝协议等)进行通信。例如，无线通信装置445可以被配置为通过比如因特网的广域网或局域网经Wi-Fi进行通信，或者通过微微网(例如，使用红外或NFC通信)进行通信。作为另一个示例，无线通信装置445可以被配置为通过蜂窝网络进行通信。通过无线通信装置445的通信可以被加密以保护在排水管清洁机器10与外部装置605(或网络)之间交换的数据以防第三方。在一些实施例中，无线通信装置445包括多频带/多协议天线。换言之，单个天线可以用于使用不同通信协议(例如，Wi-Fi、GPS、蜂窝等)的多个收发器。在这样的实施例中，每个收发器可以通过相应的开关、功率分配器或频率相关阻抗网络选择性地连接到天线。

在一些实施例中，图19中所示的排水管清洁机器10和/或图20中所示的无线通信装置445包括比图19和图20中所示的更多或更少的部件。例如，无线通信装置445可以包括加速度计、陀螺仪和/或用户身份模块(SIM)卡。作为另一个示例，无线通信装置445可以包括备用电源(例如，纽扣电池、另一种类型的电池单元、电容器或另一种能量储存装置)、实时时钟(RTC)和/或指示灯。作为又一个示例，排水管清洁机器10可以不包括无线通信装置445，而是可以替代地仅通过本文前面描述的控制面板来控制。

图21展示了根据本文前面描述的一些实施例的包括可以彼此无线通信的排水管清洁机器10和外部装置605的通信系统600。外部装置605还可以与远程服务器610通信并且可以接收排水管清洁机器10的配置和/或设置，或者可以将操作数据或其他动力工具状态信息传输到远程服务器610。在一些实施例中，外部装置605可以通过有线连接与排水管清洁机器10和/或远程服务器610通信。

外部装置605可以是例如膝上型计算机、平板计算机、智能手机、手机、或能够与排水管清洁机器10无线通信并提供用户界面的其他电子装置。外部装置605提供用户界面并允许用户访问工具信息并与之交互。外部装置605可以接收用户输入以确定操作参数/设置、启用或禁用特征等。外部装置605的用户界面为用户提供易于使用的界面来控制和自定义排水管清洁机器10的操作(见图28和图29)，并且可以结合或代替位于排水管清洁机器10的机架302或壳体304上的控制面板使用。

如图22中所示，外部装置605包括电子处理器705、短程收发器710、网络通信接口715、触控显示器720和存储器725。外部装置电子处理器705联接到短程收发器710、网络通信接口715、触控显示器720和存储器725。可以包括或联接到天线(未示出)的短程收发器710被配置为与排水管清洁机器10的无线收发器515通信。短程收发器710还可以与其他电子装置通信。网络通信接口715与网络通信以实现与远程服务器610的通信。在一些实施例中，网络可以是因特网网络、蜂窝网络、另一种网络或它们的组合。

外部装置605的存储器725还存储核心应用软件730。电子处理器705访问并执行存储器725中的核心应用软件730以启动控制应用，该控制应用接收来自用户的输入以用于排水管清洁机器10的配置和操作。外部装置605的短程收发器710与排水管清洁机器10的无线收发器515兼容并且可以包括例如通信控制器。短程收发器710允许外部装置605与排水管清洁机器10通信。

远程服务器610可以存储外部装置605从例如排水管清洁机器10获得的数据。远程服务器610还可以向用户提供附加功能和服务。在一个实施例中，将信息存储在远程服务器610上允许用户从多个不同的装置和位置(例如，远程定位的台式计算机)访问信息。在另一个实施例中，远程服务器610可以从各种用户收集关于他们的动力工具装置的信息并且基于从不同动力工具获得的信息向用户提供统计数据或统计测量值。例如，远程服务器610可以提供关于排水管清洁机器10的经验效率、排水管清洁机器10的典型使用、以及排水管清洁机器10的其他相关特性和/或测量值的统计数据。在一些实施例中，排水管清洁机器10可以被配置为通过附加的无线接口或用与排水管清洁机器10用来与外部装置605通信的相同无线接口直接与服务器610通信。

转向排水管清洁机器10的电机功能，与包括仅具有开/关开关而没有变速控制的交流感应电机的当前排水管清洁机器相比之下，在一些实施例中，排水管清洁机器10的电机34是无刷直流电机。在排水管清洁机器10中使用无刷直流电机提供了优于使用不包括变速控制的交流感应电机的许多优点。例如，与交流感应电机不同，无刷直流电机34的速度可以容易地改变，使得管道疏通器可以根据不同的应用(例如，不同的堵塞物、用作管道疏通器的不同类型的缆绳、附接到管道疏通器的不同附件等)以不同的速度径向旋转/转动。同样与交流感应电机不同，无刷直流电机34的输出扭矩可以通过调节控制功率开关元件425的脉冲宽度调制(PWM)信号向无刷直流电机34提供更多或更少的电流从而容易地改变，功率开关元件控制是否向无刷直流电机34提供电流。因此，管道疏通器可以根据不同的应用(例如，不同尺寸管道的堵塞物、管道疏通器插入管道中的不同距离、用作管道疏通器的不同类型的缆绳、附接到管道疏通器的不同附件等)以不同的输出扭矩径向旋转/转动。

然而，虽然无刷直流电机至少比交流感应电机具有上述优势，但交流感应电机的典型速度与扭矩曲线与无刷直流电机的典型速度与扭矩曲线不同。特别地，虽然用于排水管清洁机器中的交流感应电机通常在可变负载下保持相对恒定的速度(见图23)，但无刷直流电机的速度往往会随着无刷直流电机所承受的负载的增加而成比例地减慢(见图24)。无刷直流电机随着负载的增加而减速，可能会给用户无刷直流电机过载的感觉，以及使用无刷直流电机的排水管清洁机器强度不足以完成排水管清洁任务的感觉。因此，排水管清洁机器存在技术问题。因此，本申请的目标之一是通过控制无刷直流电机34在某些情况下类似于交流感应电机运行来解决此技术问题。例如，排水管清洁机器10的电子处理器420可以控制功率开关元件425，以通过如下方式使无刷直流电机34在可变负载下的转速表现与大小同无刷直流电机34大致相同的交流(AC)感应电机的转速大致相同：在无刷直流电机34所承受的负载小于或等于预定负载时的操作范围内实施速度限幅。

图23展示了示例交流感应电机的速度与扭矩曲线805的曲线图。在图23中，速度被归一化，使得示例交流感应电机的同步速度在纵轴上由1.0表示，并且扭矩被归一化使得示例交流感应电机的失速扭矩由横轴上的1.0表示。如图23中的曲线805所指示，对于示例交流感应电机的操作范围的大部分，电机的速度大致等于示例交流感应电机的同步速度(即，最小转差)。例如，示例交流感应电机的速度不会降低到低于同步速度的90％，直到示例交流感应电机的负载增加，使得示例交流感应电机的扭矩达到失速扭矩的大约75％。换句话说，示例交流感应电机在其大部分操作范围内的可变负载下保持相对恒定的速度。

另一方面，图24展示了理想无刷直流电机的速度与扭矩曲线905的曲线图。类似于图23，在图24中，速度被归一化，使得理想无刷直流电机的基本空载速度在纵轴上由1.0表示，并且扭矩被归一化使得理想无刷直流电机的失速扭矩在横轴上由1.0表示。如图24中的曲线905所指示，理想无刷直流电机的速度与理想无刷直流电机的扭矩成反比。换句话说，随着理想无刷直流电机所承受的负载的增加和电机扭矩的增加，电机的速度会成比例地降低。因此，与上述示例交流感应电机不同，理想无刷直流电机的速度在其大部分操作范围内的可变负载下不会保持大致恒定。

图25展示了与大小上同示例交流感应电机相当的理想无刷直流电机的速度与扭矩曲线1005相比，该示例交流感应电机的速度与扭矩曲线805的曲线图。类似于图23，在图25中，速度被归一化，使得示例交流感应电机的同步速度和理想无刷直流电机的基本空载速度在纵轴上由1.0表示。如图25的曲线图所指示，同步速度与基本空载速度大致相等。在图25中，扭矩被归一化，使得示例交流感应电机的失速扭矩在横轴上由1.0表示。如图25的曲线图所指示，理想无刷直流电机的失速扭矩大致是交流感应电机的失速扭矩四倍，并且在横轴上用4.0表示。然而，两个电机都具有典型的操作范围1010，该操作范围在如图25的曲线图所指示的最高达大致1.0的归一化速度与大致1.0的归一化扭矩之间。如图25中的曲线805和1005所示，在典型的操作范围1010内，交流感应电机的速度比理想的无刷直流电机保持更接近1.0的归一化速度。如本文前面所说明的，无刷直流电机和交流感应电机的操作之间的这种差异(即，随着负载的增加，无刷直流电机的减速)可能会给用户一种无刷直流电机过载的感觉，以及使用无刷直流电机的排水管清洁机器10的强度不足以完成排水管清洁任务的感觉。

然而，针对轻微超速设计无刷直流电机并以电子限制无刷直流电机的速度(即，速度限幅)引起无刷直流电机在典型操作范围1010中类似于交流感应电机运行。如图26中的速度与扭矩曲线1105所指示，无刷直流电机针对在基本空载速度(例如，归一化基本空载速度大致为1.1)下的轻微超速被设计。速度与扭矩曲线1105另外类似于图25的速度与扭矩曲线1005。在交流感应电机的速度与扭矩无关地大致恒定的速度限幅范围1110中，电子处理器420可以配置为电子限制无刷直流电机的速度以将速度保持在1.0的归一化速度(见图26中曲线1105的速度受限部分1115)。例如，电子处理器420可以控制提供给功率开关元件425的PWM信号以减少提供给电机34的电流量，使得电机34在无刷直流电机34的扭矩/负载(通过监测无刷直流电机34汲取的电流确定)小于或等于预定扭矩/负载1120(即，额定负载)时低于其最大速度旋转。相应地，无刷直流电机的速度与扭矩曲线1105将大致匹配如图26的曲线图所示的交流感应电机的速度与扭矩曲线805。事实上，如图26所示，无刷直流电机的速度性能在电机的整个典型操作范围1010内等于或优于交流感应电机的速度性能。

通过电子实施速度限幅以产生无刷直流电机34的速度与扭矩曲线1105，电子处理器420使电机34从无负载直到预定负载/扭矩提供恒定速度，在预定负载/扭矩时，电机的速度34开始减小。这种设计使无刷直流电机34在各种负载/扭矩的操作范围内表现得与交流感应电机相似，从而解决了用户感觉到本文前面描述的无刷直流电机停机的技术问题。

图27是由电子处理器420实施的方法1200的流程图，电子处理器用于使用速度限幅来电子控制无刷直流电机34的速度以产生图26的速度与扭矩曲线1105。响应于接收到指示电机34应该被打开(例如，来自致动杆42)的信号，在框1205，电子处理器420实施速度限幅以控制功率开关元件425以大致恒定的速度驱动无刷直流电机34。在电机34操作期间，在框1210，电子处理器420监测无刷直流电机34汲取的电流以确定无刷直流电机34的负载/输出扭矩。在框1215，电子处理器420确定负载/输出扭矩是否大于预定负载/输出扭矩(即，额定负载)。响应于确定负载/输出扭矩不大于预定负载/输出扭矩，方法1200返回到框1205并且电子处理器420继续实施速度限幅。另一方面，当负载/输出扭矩大于预定负载/输出扭矩时，在框1220，电子处理器420停止实施速度限幅并控制功率开关元件425以允许无刷直流电机34根据其典型的速度与扭矩曲线(见图25中的曲线1005或图26中的曲线1105的位于速度限幅范围1110之外的部分)操作。换言之，电子处理器420控制功率开关元件425以随着无刷直流电机34的负载/输出扭矩的增加而成比例地减小的速度驱动无刷直流电机34。

在执行框1220之后，方法1200返回到框1210，其中，电子处理器420继续监测无刷直流电机34汲取的电流并且基于在框1215做出的决策来确定是否实施速度限幅。例如，如果无刷直流电机34的负载/输出扭矩减小到低于电子处理器420在框1215确定的预定负载/输出扭矩，则方法1200返回到框1205，其中，电子处理器420重新实施速度限幅。

如图26和图27所指示，电子处理器420被配置为在无刷直流电机34的不同操作范围内有区别地控制开关元件425。特别地，在无刷直流电机34所承受的负载小于或等于预定负载1120的第一操作范围中(即，图26所示的速度限幅范围1110)，电子处理器420被配置为控制功率开关元件425以大致恒定的速度驱动无刷直流电机34，而不管无刷直流电机34所承受的负载如何。在无刷直流电机34承受的负载大于预定负载1120的第二操作范围(即，图26所示的典型操作范围1010内的非速度限幅范围)中，电子处理器420被配置为控制功率开关元件425以随着无刷直流电机34承受的负载增加而降低的速度驱动无刷直流电机34。

在一些实施例中，电子处理器420控制电机34在速度限幅范围1110内操作的大致恒定速度是用户可通过位于排水管清洁机器10的壳体304或机架302上的第一用户界面(例如，如本文前面所述的控制面板)和设置在外部装置605上的第二用户界面中的至少一个来选择的，该外部装置被配置为与排水管清洁机器10的无线收发器515无线通信(见图28)。

附加于电机34的速度是用户可选择的，在一些实施例中，电子处理器420附加地或替代地被配置为控制功率开关元件425驱动无刷直流电机34以提供用户可选择的输出扭矩。与电机34的用户可选择的速度一样，输出扭矩可以是用户可通过位于排水管清洁机器10的壳体304或机架302上的第一用户界面(例如，如本文前面所述的控制面板)和设置在外部装置605上的第二用户界面中的至少一个来选择的，该外部装置被配置为与排水管清洁机器10的无线收发器515无线通信(见图28)。为简洁起见，以下说明描述了外部装置605的第二用户界面，但在一些实施例中，以下功能和控制可以附加地或替代地实施在排水管清洁机器10的第一界面上(例如，本文前面所述的控制面板)。

图28展示了根据一个实施例的可以显示在外部装置605的触控显示器720上的示例用户界面1305。在其他实施例中，用户界面1305可以替代地或也显示在安装在或集成到排水管清洁机器10中的触控显示器上。用户界面1305可以包括用户可选择的速度设置1310和用户可选择的扭矩/电流最大设置1315。速度设置1310可以包括开/关切换键1320以允许用户决定是否手动选择速度设置1310(通过选择“开”)或者排水管清洁机器10是否将以默认速度操作(通过选择“关”)。为了手动选择速度设置1310，用户可以在如图28所示的电机速度范围内调整滑块1325。电机速度的范围仅是示例并且在其他实施例中可以不同。在一些实施例中，用户可以以其他方式选择电机速度，比如通过将值输入到文本框中。速度设置1310允许用户设置电机34被配置为在图26的速度限幅范围1110期间操作的速度。扭矩/电流最大设置1315允许用户设置在操作期间将提供给电机34的最大电流。与速度设置1310类似，扭矩/电流最大设置1315包括开/关切换键1330和滑块1335。

在用户根据需要选择设置1310和1315之后，用户可以按下“传输设置”按钮1340以将用户选择的设置传输到排水管清洁机器10以供电子处理器420使用。如图28中所示，用户界面1305还包括“解除配对”按钮1345以允许外部装置605与排水管清洁机器10通信地解除配对，从而允许外部装置605与其他排水管清洁机器或电子装置通信地配对。

如本文前面所述，当排水管清洁机器10用于不同的应用(例如，不同的堵塞物、不同尺寸管道的堵塞物、管道疏通器插入管道中的不同距离、用作管道疏通器的不同类型的缆绳、附接到管道疏通器的不同附件等)时，允许用户选择排水管清洁机器10的不同速度和最大扭矩/电流是有用的。例如，如果用户正在使用排水管清洁机器10试图用小缆绳(即，管道疏通器)疏通直径相对较大的管道，则缆绳可能很容易缠结(即，老鼠窝)。因此，用户可能期望限制使缆绳径向旋转/转动的电机34的速度或限制其最大扭矩/电流。另一方面，如果用户使用排水管清洁机器10试图用小缆绳疏通直径相对较小的管道，则缆绳可能不会那么容易缠结。因此，用户可能期望排水管清洁机器10提供最大可能的扭矩/电流以径向旋转/转动缆绳来冲破堵塞物。作为另一个示例，如果用户计划将缆绳延伸到管道中相对较长的距离(例如，20英尺)，则与仅计划将缆绳延伸到管道中较短的距离(例如，2英尺)相比，用户可能期望较低的最大扭矩/电流设置。

在一些实施例中，用户可能不知道基于给定应用的速度和最大扭矩/电流的适当设置。因此，在一些实施例中，外部装置605提供图29中的用户界面1405，该用户界面帮助用户基于将使用排水管清洁机器10的应用的不同特性来选择推荐的速度和最大扭矩/电流。例如，用户界面1405包括参数辅助框1410、1415、1420和1425，其中用户可以通过选择每个参数辅助框的向右的箭头来分别输入将使用排水管清洁机器10的应用的不同特性。在一些实施例中，管道尺寸参数辅助框1410允许用户输入将缆绳插入到其中的管道的直径。在一些实施例中，插入距离参数辅助框1415允许用户输入预期缆绳插入管道中的距离。在一些实施例中，缆绳类型参数辅助框1420允许用户输入被用作管道疏通器的缆绳的材料类型和缆绳的厚度/直径中的至少一个。在一些实施例中，缆绳附件参数辅助框1425允许用户选择附接到缆绳的头部或其他部分的附件类型(例如，切割器、敲打器、打开工具、直螺旋钻、链敲打器、烟道刷和取回工具)。

一旦输入了特定应用的特性，用户可以按下按钮1430，并且响应于此，外部装置605的电子处理器705可以基于输入的特性生成推荐的速度和扭矩/电流设置。在一些实施例中，电子处理器705可以访问本地存储或远程存储的查找表，该查找表基于输入的特性提供推荐设置。在一些实施例中，电子处理器705控制触控显示器720重新显示用户界面1305，在用户界面1305上示出有设置1310和1315的推荐值以及这些值是推荐设置的指示。在一些实施例中，如果需要，用户能够通过与如本文前面说明的滑块1325和1335交互来对推荐设置进行调整。在一些实施例中，推荐设置被确定为降低如本文前面所说明的缆绳/管道疏通器缠结(即，老鼠筑巢)的可能性。在一些实施例中，推荐设置被确定为如本文前面所说明的在缆绳缠结的可能性较小的情况下比在缆绳更可能缠结的情况下提供更高的最大扭矩/电流。

在一些实施例中，电子处理器705不需要将特性输入到图29中所示的每个参数辅助框1410、1415、1420和1425中，并且可以基于输入到参数辅助框1410、1415、1420和1425中的一个或多个中的特性提供推荐设置。在一些实施例中，用户界面1405可以包括更少或附加的参数辅助框，电子处理器705基于这些参数辅助框确定推荐设置。在一些实施例中，用户界面1305可以允许用户控制排水管清洁机器10的附加设置，例如打开或关闭集成工作灯。

尽管已经参考某些优选实施例详细描述了本发明，但是在所描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。

Claims (20)

1.一种用于在排水管中移动管道疏通器的排水管清洁机器，该排水管清洁机器包括：

限定管道疏通器轴线的管道疏通器通道；

被配置为使管道疏通器围绕该管道疏通器轴线旋转的无刷直流电机；

被配置为控制提供给该无刷直流电机的电流量的功率开关元件；以及

电子处理器，该电子处理器联接到这些功率开关元件，并且被配置为

确定该无刷直流电机的电机位置信息并且至少部分地基于该电机位置信息控制这些功率开关元件驱动该无刷直流电机，

确定所述无刷直流电机所承受的负载；

响应于确定所述无刷直流电机所承受的所述负载小于或等于预定负载，确定所述无刷直流电机在第一操作范围内操作；

响应于确定所述无刷直流电机在所述第一操作范围内操作，控制这些功率开关元件以大致恒定的速度驱动该无刷直流电机，而不管该无刷直流电机承受的负载如何，

响应于确定所述无刷直流电机所承受的所述负载大于所述预定负载，确定所述无刷直流电机在第二操作范围内操作，并且

响应于确定所述无刷直流电机在所述第二操作范围内操作，控制这些功率开关元件以随着该无刷直流电机所承受的负载增加而降低的速度驱动该无刷直流电机。

2.如权利要求1所述的排水管清洁机器，其中，该电子处理器被配置为控制这些功率开关元件，以通过如下方式使该无刷直流电机在可变负载下的转速表现与大小上同该无刷直流电机大致相同的交流感应电机的转速大致相同：在该第一操作范围内实施速度限幅。

3.如权利要求1所述的排水管清洁机器，其中，该大致恒定的速度是用户可通过位于该排水管清洁机器上的第一用户界面、设置在外部装置上的第二用户界面、或该第一用户界面和该第二用户界面两者来选择的，该外部装置被配置为与该排水管清洁机器通信。

4.如权利要求1所述的排水管清洁机器，其中，该电子处理器被配置为通过向这些功率开关元件提供脉冲宽度调制信号来控制这些功率开关元件驱动该无刷直流电机。

5.如权利要求1所述的排水管清洁机器，还包括联接到该电子处理器的电流传感器，其中，该电子处理器被配置为通过从该电流传感器接收指示该无刷直流电机汲取的电流的信号，该信号指示该无刷直流电机承受的负载。

6.如权利要求1所述的排水管清洁机器，进一步包括联接到该电子处理器的电机位置传感器，其中，该电子处理器被配置为基于从该电机位置传感器接收的第二信号确定该电机位置信息。

7.一种用于控制排水管清洁机器以在排水管中移动管道疏通器的方法，该方法包括：

用该排水管清洁机器的电子处理器确定该排水管清洁机器的无刷直流电机的电机位置信息，该无刷直流电机被配置为使管道疏通器围绕由管道疏通器通道限定的管道疏通器轴线旋转；

用该电子处理器至少部分地基于该电机位置信息控制这些功率开关元件驱动该无刷直流电机，这些功率开关元件被配置为控制提供给该无刷直流电机的电流量；

用该电子处理器确定所述无刷直流电机所承受的负载；

响应于所述无刷直流电机所承受的负载小于或等于预定负载，用该电子处理器确定所述无刷直流电机在第一操作范围内操作；

响应于确定所述无刷直流电机在所述第一操作范围内操作，用该电子处理器控制这些功率开关元件以大致恒定的速度驱动该无刷直流电机，而不管该无刷直流电机所承受的负载如何；

响应于确定无刷直流电机所承受的所述负载大于所述预定负载，用该电子处理器确定所述无刷直流电机在第二操作范围内操作；以及

响应于确定所述无刷直流电机在所述第二操作范围内操作，用该电子处理器控制这些功率开关元件以随着该无刷直流电机承受的负载增大而减小的速度驱动该无刷直流电机。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括用该电子处理器控制这些功率开关元件，以通过如下方式使该无刷直流电机在可变负载下的转速表现与大小上同该无刷直流电机大致相同的交流感应电机的转速大致相同：在该第一操作范围内实施速度限幅。

9.如权利要求7所述的方法，进一步包括通过位于该排水管清洁机器上的第一用户界面、设置在外部装置上的第二用户界面、或该第一用户界面和该第二用户界面两者来接收该大致恒定的速度的用户选定值，该外部装置被配置为与该排水管清洁机器通信。

10.如权利要求7所述的方法，其中，控制这些功率开关元件驱动该无刷直流电机包括用该电子处理器向这些功率开关元件提供脉冲宽度调制信号。

11.如权利要求7所述的方法，其中确定所述无刷直流电机所承受的所述负载包括：

用该电子处理器接收来自电流传感器的信号，该信号指示该无刷直流电机汲取的电流；以及

用该电子处理器基于来自该电流传感器的信号确定该无刷直流电机所承受的负载。

12.如权利要求7所述的方法，进一步包括用该电子处理器接收来自电机位置传感器的第二信号；

其中，确定该无刷直流电机的电机位置信息包括用该电子处理器基于从该电机位置传感器接收的所述第二信号确定该无刷直流电机的电机位置信息。

13.一种用于在排水管中移动管道疏通器的排水管清洁机器，该排水管清洁机器包括：

限定管道疏通器轴线的管道疏通器通道；

被配置为使管道疏通器围绕该管道疏通器轴线旋转的无刷直流电机；

电流传感器，被配置为传送指示所述无刷直流电机汲取的电流的信号；

被配置为控制提供给该无刷直流电机的电流量的功率开关元件；以及

电子处理器，该电子处理器联接到这些功率开关元件及所述电流传感器，并且被配置为

确定该无刷直流电机的电机位置信息并且至少部分地基于该电机位置信息控制这些功率开关元件驱动该无刷直流电机，

根据来自所述电流传感器的所述信号，确定所述无刷直流电机所承受的负载；

响应于确定所述无刷直流电机所承受的负载小于或等于预定负载，确定所述无刷直流电机在第一操作范围内操作；

响应于确定所述无刷直流电机在所述第一操作范围内操作，控制所述功率开关元件，使其以大致恒定的速度驱动所述无刷直流电机，而不管所述无刷直流电机所承受的所述负载如何；

响应于确定所述无刷直流电机所承受的所述负载大于所述预定负载，确定所述无刷直流电机在第二操作范围内操作，并且

响应于确定所述无刷直流电机在所述第二操作范围内操作，控制所述功率开关元件，以随着所述无刷直流电机所承受的所述负载增加而降低的速度驱动所述无刷直流电机；

其中，该电子处理器被配置为控制这些功率开关元件以驱动该无刷直流电机在一个或多个用户可选参数下操作。

14.如权利要求13所述的排水管清洁机器，其中，该一个或多个用户可选参数包括用户可选择的速度、用户可选择的输出扭矩或以上两者。

15.如权利要求14所述的排水管清洁机器，其中，该速度和该输出扭矩中的至少一个是用户可通过位于该排水管清洁机器上的第一用户界面、设置在外部装置上的第二用户界面、或该第一用户界面和该第二用户界面两者来选择的，该外部装置被配置为与该排水管清洁机器通信。

16.如权利要求15所述的排水管清洁机器，其中，该第一用户界面和该第二用户界面中的至少一个被配置为接收关于用作该管道疏通器的缆绳的类型、附接到该管道疏通器的附件的类型、该管道疏通器要插入到其中的管道的直径、以及预期该管道疏通器插入该管道中的距离的信息；并且

其中，该排水管清洁机器的电子处理器和该外部装置的第二电子处理器中的至少一个被配置为基于缆绳的类型、附件的类型、该管道的直径、以及预期该管道疏通器插入该管道中的距离中的至少一个来确定该无刷直流电机的速度、最大输出扭矩或以上两者。

17.如权利要求13所述的排水管清洁机器，进一步包括联接到该电子处理器的输出装置，其中，该电子处理器被配置为：

监测该无刷直流电机的输出扭矩；

确定该输出扭矩大于预定阈值；以及

响应于确定该输出扭矩大于该预定阈值，控制该输出装置提供该输出扭矩大于该预定阈值的指示。

18.如权利要求13所述的排水管清洁机器，其中，该电子处理器被配置为：

监测提供给该无刷直流电机的电流以及该电流被提供给该无刷直流电机的时间量；

基于该电流和该电流被提供给该无刷直流电机的时间量，确定该无刷直流电机有过热风险；以及

响应于确定该无刷直流电机有过热风险，控制这些功率开关元件停止驱动该无刷直流电机。

19.如权利要求13所述的排水管清洁机器，其中，该电子处理器被配置为通过向这些功率开关元件提供脉冲宽度调制信号来控制这些功率开关元件驱动该无刷直流电机。

20.如权利要求13所述的排水管清洁机器，进一步包括联接到该电子处理器的电机位置传感器，其中，该电子处理器被配置为基于从该电机位置传感器接收的第二信号确定该电机位置信息。