CN115666864A - 用于使用感应传感器检测砧座位置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种电动工具包括壳体、无刷直流(DC)电机、包括锤子和砧座的冲击机构、输出驱动装置、位置传感器、以及控制器。该电动工具还包括定位在轴上的目标、定位在该轴上在该目标与该砧座之间的磁屏蔽件、以及位置传感器。该位置传感器包括感应传感器、第一传输电路迹线和第一接收电路迹线。该控制器被配置成基于该砧座的所确定位置来计算驱动角度，并且基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

Description

用于使用感应传感器检测砧座位置的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月4日提交的美国临时专利申请号63/034,727和2020年12月15日提交的美国临时专利申请号63/125,705的优先权，这两个美国临时专利申请的全部内容据此通过援引以其全文并入。

技术领域

本文所描述的实施例涉及具有冲击机构的电动工具。

发明内容

本文所描述的电动工具包括壳体、无刷直流(DC)电机、冲击机构、输出驱动装置、位置传感器和控制器。该无刷DC电机在该壳体内。该无刷DC电机包括转子和定子。该转子联接到电机轴以产生旋转输出。该冲击机构包括联接到该电机轴的锤子和被配置成从该锤子接收冲击的砧座。该输出驱动装置联接到该砧座并且被配置成旋转以执行任务。该位置传感器包括感应传感器、第一传输电路迹线和第一接收电路迹线。该感应传感器被配置成在该传输电路迹线上注入信号并且检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号以确定该砧座的位置。该控制器联接到该位置传感器，并且被配置成基于该第一输出信号来计算由该冲击引起的该砧座的驱动角度并且基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

本文所描述的方法包括驱动无刷直流(DC)电机。该无刷DC电机包括转子和定子。该转子联接到电机轴以产生旋转输出。该方法还包括由冲击机构的联接到该电机轴的锤子冲击该冲击机构的砧座，以使联接到该砧座的输出驱动装置旋转。该方法还包括由位置传感器感测该砧座的位置。该位置传感器包括第一传输电路迹线和第一接收电路迹线。该感测包括：在该传输电路迹线上注入信号；检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号；以及基于该第一输出信号来确定该砧座的位置。该方法还包括：基于该砧座的位置来计算该砧座的驱动角度；以及基于该驱动角度来控制该无刷DC电机。

本文所描述的电动工具包括壳体、无刷直流(DC)电机、冲击机构、输出驱动装置、目标、磁屏蔽件、位置传感器和控制器。该无刷DC电机在该壳体内。该无刷DC电机包括转子和定子。该转子联接到电机轴以产生旋转输出。该冲击机构包括联接到该电机轴的锤子和被配置成从该锤子接收冲击的砧座。该输出驱动装置包括联接到该砧座并且被配置成旋转以执行任务的轴。该目标定位在该轴上。该磁屏蔽件定位在该轴上在该目标与该砧座之间。该位置传感器包括定位成接近该目标的感应传感器、第一传输电路迹线和第一接收电路迹线。该感应传感器被配置成在该第一传输电路迹线上注入信号并且检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号以确定该砧座的位置。该控制器联接到该位置传感器，并且被配置成基于该砧座的所确定位置来计算由该冲击导致的该砧座的驱动角度并且基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

本文所描述的方法包括驱动无刷直流(DC)电机。该无刷DC电机包括转子和定子。该转子联接到电机轴以产生旋转输出。这些方法还包括：由冲击机构的联接到该电机轴的锤子冲击该冲击机构的砧座，以使包括联接到该砧座的轴的输出驱动装置旋转；以及由定位成接近定位在该轴上的目标的位置传感器感测该砧座的位置。磁屏蔽件定位在该轴上在该目标与该砧座之间。该位置传感器包括第一传输电路迹线和第一接收电路迹线。该感测包括：在该第一传输电路迹线上注入信号；检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号；以及基于该第一输出信号来确定该砧座的位置。这些方法还包括：基于该砧座的位置来计算该砧座的驱动角度；以及基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

本文所描述的冲击电动工具包括壳体、无刷直流(DC)电机、冲击机构、输出驱动装置、目标、位置传感器和控制器。该无刷DC电机在该壳体内。该无刷DC电机包括转子和定子。该转子联接到电机轴以产生旋转输出。该冲击机构包括连接到该电机轴的锤子和被配置成从该锤子接收冲击的砧座。该输出驱动装置包括联接到该砧座并且被配置成旋转以执行任务的轴。该目标定位在该轴上。该位置传感器包括定位成接近该目标的感应传感器、第一传输电路迹线和第一接收电路迹线。该感应传感器被配置成在该第一传输电路迹线上注入信号并且检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号。该控制器联接到该位置传感器并且被配置成从该位置传感器接收在第一时间来自该位置传感器的第一位置信号，接收在第二时间来自该位置传感器的第二位置信号，基于该第一位置信号和该第二位置信号来计算该砧座的驱动角度，基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中展示的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。而且，应当理解的是，本文使用的措词和术语是出于描述的目的，并且不应被视为受限制的。本文中“包括”、“包含”或“具有”和其变体的使用意在涵盖其后列出的项目和其等同物以及附加项目。术语“安装”、“连接”和“联接”被广泛地使用，并且涵盖直接和间接两种安装、连接和联接。进一步地，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且可以包括电连接或联接，无论是直接的还是间接的。

应注意，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本发明。此外，并且如在随后的段落中描述的，附图中展示的特定配置旨在举例说明本发明的实施例，并且其他替代性配置是可能的。除非另有陈述，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”或“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，除非另有陈述，否则那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(包括并行处理器、串行处理器、串联处理器或云处理/云计算配置)来实施。

通过考虑详细描述和附图，各种实施例的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1展示了根据本披露内容的实施例的通信系统。

图2展示了通信系统的电动工具。

图3A和图3B展示了电动工具的示意图。

图4展示了电动工具的模式板。

图5展示了包括电动工具的通信系统的示意图。

图6至图11展示了通信系统的外部装置的用户界面的示例性屏幕截图。

图12A和图12B展示了根据一个实施例的冲击驱动器的冲击机构。

图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A和图16B展示了根据一个实施例的冲击驱动器的锤子和砧座的示例性操作。

图17展示了用于控制电动工具的第一示例性实施方式的流程图。

图18展示了用于控制电动工具的第二示例性实施方式的流程图。

图19A展示了电动工具的砧座位置传感器。

图19B展示了电动工具的砧座位置传感器。

图20展示了随砧座位置而变的图19A的砧座位置传感器的输出。

图21A、图21B和图21C展示了电动工具的用于支撑图19A或图19B的砧座位置传感器的本体部分。

图22A和图22B展示了包括定位在砧座轴上的目标以及定位在目标与砧座凸耳之间的磁屏蔽件的砧座组件的实施例。

图23A和图23B展示了具有未屏蔽设计的砧座组件的实施例。

图23C和图23D展示了具有屏蔽设计的砧座组件的实施例。

图24A展示了具有增加的工具长度、延伸的砧座和加厚的屏蔽件的砧座组件的实施例。

图24B和图24C展示了具有进一步增加的工具长度、延伸的砧座以及减小外径的屏蔽件和目标结构的砧座组件的实施例。

图25A至图25B展示了在目标与砧座凸耳之间具有槽的砧座组件的实施例。

图26A至图26C展示了砧座组件的目标结构的各种实施例。

图27A和图27B展示了具有包覆成型的目标和冲压的插入件的砧座组件的实施例。

图28A和图28B展示了具有目标的单独部件或一体式部件的砧座组件的实施例。

图29展示了在目标与砧座旋转传感器之间具有气隙的砧座组件的实施例。

图30A展示了具有压入配合构造的砧座组件的实施例，该压入配合构造具有用于防止在冲击期间滑动的单个棘爪。

图30B和图30C展示了具有减小的目标外径和增加的凸耳高度的砧座。

图31展示了砧座组件的实施例，该砧座组件具有增加的凸耳厚度以实现将锤子引发的干扰最小化的气隙大小。

图32A和图32B展示了砧座组件的另一实施例，该砧座组件具有被移除的屏蔽件和增加的凸耳厚度以实现将锤子引发干扰的能力最小化的气隙。

图33A至图33C展示了砧座组件的不同凸耳形状的实施例。

图34A和图34B展示了砧座组件的实施例，该砧座组件具有阻挡锤子以使其免受传感器检测影响的屏蔽件。

具体实施方式

图1展示了通信系统100。通信系统100包括电动工具装置102和外部装置108。每个电动工具装置102(例如，电池供电的冲击驱动器102a和电动工具电池组102b)和外部装置108可以在它们位于彼此的通信范围内时进行无线通信。每个电动工具装置102可以传送电动工具状态、电动工具操作统计信息、电动工具标识、所存储的电动工具使用信息、电动工具维护数据等。因此，使用外部装置108，用户可以访问所存储的电动工具使用或电动工具维护数据。使用此工具数据，用户可以确定电动工具装置102已被使用的方式，是否建议维护或过去已执行了维护，并且标识故障部件或某些性能问题的其他原因。外部装置108还可以将数据传输到电动工具装置102以用于电动工具配置、固件更新或发送命令(例如，接通工作灯)。外部装置108还允许用户为电动工具装置102设置操作参数、安全参数、选择工具模式等。

外部装置108可以是例如智能电话(如所展示)、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)或能够与电动工具装置102进行无线通信并提供用户界面的另一个电子装置。外部装置108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108可以接收用户输入以确定操作参数、启用或停用特征等。外部装置108的用户界面为用户提供了易于使用的界面以控制和定制电动工具的操作。

外部装置108包括与电动工具装置102的无线通信接口或模块兼容的通信接口。外部装置108的通信接口可以包括无线通信控制器(例如，

模块)或类似的部件。因此，外部装置108授予用户访问与电动工具装置102有关的数据的权限，并且提供用户界面使得用户可以与电动工具装置102的控制器交互。

另外，如图1中所示出的，外部装置108还可以与通过网络114连接的远程服务器112共享从电动工具装置102获得的信息。远程服务器112可以用于存储从外部装置108获得的数据、将附加的功能和服务提供给用户、或其组合。在一个实施例中，将信息存储在远程服务器112上允许用户从多个不同位置访问信息。在另一个实施例中，远程服务器112可以从各个用户收集关于他们的电动工具装置的信息并且基于从不同的电动工具获得的信息来将统计信息或统计度量提供给用户。例如，远程服务器112可以提供关于电动工具装置102所经历的效率、电动工具装置102的典型使用、以及电动工具装置102的其他相关特性和/或度量的统计信息。网络114可以包括各种联网元件(路由器、集线器、交换机、蜂窝塔、有线连接、无线连接等)以用于连接到例如互联网、蜂窝数据网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)或其组合。在一些实施例中，电动工具装置102可以被配置成通过附加的无线通信接口或利用电动工具装置102与外部装置108进行通信所使用的相同无线通信接口来与服务器112进行直接通信。

电动工具装置102被配置成执行一个或多个特定任务(例如，钻孔、切割、紧固、压制、润滑剂施加、打磨、加热、磨削、弯曲、成形、冲击、抛光、照明等)。例如，冲击扳手与生成旋转输出(例如，驱动钻头)的任务相关联。

图2展示了电动工具装置102、冲击驱动器104的示例。冲击驱动器104代表在系统100内操作的各种类型的电动工具。相应地，关于系统100中的冲击驱动器104的描述类似地适用于其他类型的电动工具，比如具有冲击机构(例如，冲击扳手和冲击角度驱动器)的其他电动工具和其他合适的电动工具。如图2中所示出的，冲击驱动器104包括上部主体202、手柄204、电池组接收部分206、模式板208、输出驱动装置210、触发器212、工作灯217和正向/逆向选择器219。冲击驱动器104的壳体(例如，主体202和手柄204)由耐用且轻质的塑料材料构成。驱动装置210由金属(例如，钢)构成。冲击驱动器104上的驱动装置210是插口。然而，其他电动工具可以具有为与其他电动工具相关联的任务专门设计的不同驱动装置210。电池组接收部分206被配置成接收并联接到提供电力给冲击驱动器104的电池组(例如，图1的102b)。电池组接收部分206包括用于接合固定电池组的机构的连接结构、以及用于将电池组电连接到冲击驱动器104的端子块。模式板208允许用户选择冲击驱动器104的模式并且向用户指示冲击驱动器104的当前所选模式，这在下文更加详细地进行描述。

如图3A中所示出的，冲击驱动器104还包括电机214。电机214致动驱动装置210，并允许驱动装置210执行特定任务。主电源(例如，电池组)215联接到冲击驱动器104并且提供电力以使电机214通电。电机214基于触发器212的位置而被通电。当按下触发器212时，电机214被通电，并且当释放触发器212时，电机214被断电。在所展示的实施例中，触发器212沿手柄204的一定长度向下部分地延伸；然而，在其他实施例中，触发器212沿手柄204的整个长度向下延伸，或者可以定位在冲击驱动器104上的别处。触发器212可移动地联接到手柄204，使得触发器212相对于工具壳体移动。触发器212联接到推杆，该推杆可与触发器开关213接合(参见图3A)。当用户按下触发器212时，触发器212沿第一方向朝向手柄204移动。当用户释放触发器212时，触发器212被偏压(例如，用弹簧)，使得其沿第二方向背离手柄204移动。当用户按下触发器212时，推杆激活触发器开关213，并且当用户释放触发器212时，触发器开关213被去激活。在其他实施例中，触发器212联接到电触发器开关213。在这类实施例中，触发器开关213可以包括例如晶体管。另外地，对于这类电触发器开关实施例，触发器212可以不包括用于激活机械开关的推杆。相反，电触发器开关213可以由例如位置传感器(例如，霍尔效应传感器)激活，该位置传感器将关于触发器212的相对位置的信息中继到工具壳体或电触发器开关213。触发器开关213输出指示触发器212的位置的信号。在一些情况下，该信号是二进制的，并且指示触发器212被按下或者被释放。在其他情况下，该信号更精确地指示触发器212的位置。例如，取决于触发器212被按下的程度，触发器开关213可以输出从0伏到5伏变化的模拟信号。例如，0V输出指示触发器212被释放，1V输出指示触发器212被按下20％，2V输出指示触发器212被按下40％，3V输出指示触发器212被按下60％，4V输出指示触发器212被按下80％，并且5V指示触发器212被按下100％。然而，这些仅仅是示例并且替代性阈值(和替代数量的阈值)可以用于提供不同梯度的按下精度。由触发器开关213输出的信号可以是模拟的或数字的。

还如图3A中所示出的，冲击驱动器104还包括开关网络216、传感器218、指示器220、电池组接口222、电力输入单元224、控制器226、无线通信控制器250和备用电源252。在一些实施例中，备用电源252包括纽扣电池(图4)或另一类似的小型可更换电源。电池组接口222联接到控制器226并且联接到电池组215。电池组接口222包括机械部件(例如，电池组接收部分206)和电气部件的组合，这些部件被配置成并且可操作用于将冲击驱动器104与电池组215介接(例如，机械地、电气地、以及通信地连接)。电池组接口222联接到电力输入单元224。电池组接口222将从电池组215接收的电力传输到电力输入单元224。电力输入单元224包括有源部件和/或无源部件(例如，降压控制器、电压转换器、整流器、滤波器等)，以调节或控制通过电池组接口222接收到的并且给无线通信控制器250和控制器226的电力。

开关网络216使得控制器226能够控制电机214的操作。通常，当触发器212被按下(如触发器开关213的输出所指示的)时，电流从电池组接口222经由开关网络216供应到电机214。当未按下触发器212时，电流不从电池组接口222供应到电机214。

响应于控制器226从触发器开关213接收到激活信号，控制器226激活开关网络216以向电机214提供电力。开关网络216控制电机214可用的电流量，从而控制电机214的速度和扭矩输出。开关网络216可以包括许多场效应晶体管(“FET”)、双极晶体管、或其他类型的电开关。例如，开关网络216可以包括六FET桥，该六FET桥从控制器226接收脉宽调制(PWM)信号以驱动电机214。

传感器218联接到控制器226，并且向控制器226传送指示冲击驱动器104或电机214的不同参数的各种信号。传感器218包括一个或多个霍尔传感器218a、一个或多个电流传感器218b、一个或多个砧座位置传感器218c以及其他传感器，比如一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器和一个或多个扭矩传感器。每个霍尔传感器218a向控制器226输出电机反馈信息，比如当电机转子的磁体跨该霍尔传感器的面旋转时的指示(例如，脉冲)。基于来自霍尔传感器218a的电机反馈信息，控制器226可以确定转子的位置、速度和加速度。响应于电机反馈信息和来自触发器开关213的信号，控制器226传输用于控制开关网络216的控制信号以驱动电机214。例如，通过选择性地启用和停用开关网络216的FET，经由电池组接口222接收到的电力被选择性地施加到电机214的定子线圈以引起其转子的旋转。电机反馈信息由控制器226使用以确保到开关网络216的控制信号的正确定时，并且在一些情况下，提供闭环反馈来将电机214的速度控制在期望水平。

指示器220也联接到控制器226并且从控制器226接收控制信号，以基于冲击驱动器104的不同状态来接通和关断或以其他方式传达信息。指示器220包括例如一个或多个发光二极管(“LED”)或显示屏。指示器220可以被配置成显示冲击驱动器104的状况或与该冲击驱动器相关联的信息。例如，指示器220可以被配置成指示冲击驱动器104的所测量电特性、冲击驱动器104的状态、电动工具的模式(例如，如下文所讨论的)等。指示器220还可以包括用于通过听觉或触觉输出向用户传达信息的元件。

如上文所描述的，控制器226电气地和/或通信地连接到冲击驱动器104的各个模块或部件。在一些实施例中，控制器226包括向控制器226和/或冲击驱动器104内的部件和模块提供电力、运行控制和保护的多个电气和电子部件。例如，控制器226尤其包括处理单元230(例如，微处理器、微控制器、电子处理器、电子控制器或另一合适的可编程装置)、存储器232、输入单元234和输出单元236。处理单元230(在本文是电子处理器230)尤其包括控制单元240、算术逻辑单元(“ALU”)242和多个寄存器244(在图3A中被示出为一组寄存器)。在一些实施例中，控制器226在比如通过寄存器传输级(“RTL”)设计过程开发的芯片等半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上部分地或完全地实施。

存储器232包括例如程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器的组合，比如只读存储器(“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、安全数字(“SD”)卡或(多个)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。电子处理器230连接到存储器232并执行软件指令，这些软件指令存储在存储器232(例如，RAM 232，在执行期间)、ROM 232(例如，通常永久地)或另一非暂态计算机可读介质(比如另一存储器或盘)中。包括在冲击驱动器104的实施方式中的软件可以存储在控制器226的存储器232中(例如，程序存储区中)。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序、程序数据、过滤器、规则、一个或多个程序模块以及其他可执行指令。控制器226被配置成从存储器进行检索并尤其执行与本文所描述的控制过程和方法有关的指令。控制器226还被配置成将电动工具信息存储在存储器232上，该电动工具信息包括操作数据、标识工具类型的信息、特定工具的唯一标识符、以及与操作或维护冲击驱动器104有关的其他信息。工具使用信息(比如电流水平、电机速度、电机加速度、电机方向、冲击次数)可以从(多个)传感器218输出的数据中捕获或推断。用户然后可以利用外部装置108访问这种电动工具信息。在其他构造中，控制器226包括附加的部件、更少的部件或不同的部件。

无线通信控制器250联接到控制器226。在所展示的实施例中，无线通信控制器250位于冲击驱动器104的底部附近(参见图2)，以节省空间并且确保电机214的磁活动不影响冲击驱动器104与外部装置108之间的无线通信。作为特定示例，在一些实施例中，无线通信控制器250定位在模式板208下方。

如图3B中所示出的，无线通信控制器250包括无线电收发器和天线254、存储器256、电子处理器258和实时时钟(“RTC”)260。无线电收发器和天线254一起操作，以向外部装置108和电子处理器258发送无线消息并且从该外部装置和该电子处理器接收无线消息。存储器256可以存储要由电子处理器258实施的指令和/或可以存储和冲击驱动器104与外部装置108之间的通信相关的数据等。用于无线通信控制器250的电子处理器258控制冲击驱动器104与外部装置108之间的无线通信。例如，与无线通信控制器250相关联的电子处理器258缓冲传入和/或传出的数据、与控制器226进行通信并且确定要在无线通信时使用的通信协议和/或设置。

在所展示的实施例中，无线通信控制器250是

控制器。

控制器采用

协议与外部装置108进行通信。因此，在所展示的实施例中，外部装置108和冲击驱动器104在它们交换数据时位于彼此的通信范围内(即，接近彼此)。在其他实施例中，无线通信控制器250在不同类型的无线网络上使用其他协议(例如，

蜂窝协议、专用协议等)进行通信。例如，无线通信控制器250可以被配置成通过WAN(比如互联网)或LAN经由

进行通信或者通过微微网(例如，使用红外或近场通信(“NFC”))进行通信。可以对经由无线通信控制器250进行的通信加密，以保护在冲击驱动器104与外部装置/网络108之间交换的数据不受第三方影响。

无线通信控制器250被配置成从电动工具控制器226接收数据并且经由收发器和天线254将信息中继到外部装置108。以类似方式，无线通信控制器250被配置成经由收发器和天线254从外部装置108接收信息(例如，配置和编程信息)并将信息中继到电动工具控制器226。

RTC 260独立于其他电动工具部件而递增和保持时间。RTC 260在电池组215连接到冲击驱动器104时从电池组215接收电力，并且在电池组215未连接到冲击驱动器104时从备用电源252接收电力。将RTC 260作为独立供电的时钟能够对操作数据(其存储在存储器232中以供稍后导出)加时间戳并且实现安全特征，用户据此来设置锁定时间，并且当RTC260的时间超过设置的锁定时间时将工具锁定。

存储器232存储冲击驱动器104的各种标识信息，该标识信息包括唯一二进制标识符(UBID)、美国信息交换标准代码[“ASCII”]序列号、ASCII昵称和十进制目录号。UBID既唯一地标识工具类型又为每个冲击驱动器104提供唯一序列号。在一些实施例中使用用于唯一地标识冲击驱动器104的附加或替代性技术。

图4展示了模式板208的更详细视图。模式板208是冲击驱动器104的外表面上的用户界面，该用户界面允许冲击驱动器104在不同操作模式之间进行切换。模式板208包括模式选择开关290和具有模式指示器294a至294e的模式指示器LED块292，每个模式指示器294a至294e包括LED296a至296e之一(参见图3A)和相关联的指示符号298a至298e之一(例如，“1”、“2”、“3”、“4”和无线电波符号)。当启用LED 296时，相关联指示符号298被照亮。例如，当启用LED 296a时，“1”(指示符号298a)被照亮。

冲击驱动器104具有五个可选择模式(模式一、模式二、模式三、模式四和自适应模式)，每个模式与模式指示器294a至294e中的不同模式指示器相关联。模式选择开关290是每次按压时循环经过五个可选择模式(例如，模式1、模式2、模式3、模式4、自适应模式、模式1、模式2等)的按钮。自适应模式由指示符号298e(无线电波符号)表示。在自适应模式中，用户能够经由外部装置108配置冲击驱动器104，如下文进一步详细地描述。在其他实施例中，冲击驱动器104具有更多或更少的模式，并且模式选择开关290可以是不同类型的开关，比如滑动开关、旋转开关等。

参考图5，模式一、模式二、模式三和模式四各自分别与模式简档配置数据块(“模式简档”)300a至300d相关联，该模式简档配置数据块保存在存储器232中在(模式)简档组302中。每个模式简档300包括定义在由用户激活时(例如，在按下触发器212时)工具104的操作的配置数据。例如，特定模式简档300可以指定在要使电机停下来时的电机速度、工作灯217的持续时间和强度、以及其他操作特性。自适应模式与保存在存储器232中的临时模式简档300e相关联。工具操作数据304也存储在存储器232中，该工具操作数据包括例如关于冲击驱动器104的使用的信息(例如，经由传感器218获得的)、关于冲击驱动器104的维护的信息、电动工具触发事件信息(例如，触发器是否和何时被按下以及按下量)。

外部装置108包括存储器310，该存储器存储核心应用软件312、工具模式简档314、临时配置数据316、工具界面318、工具数据320，该工具数据包括所接收工具标识符(“ID”)322和所接收工具使用数据324(例如，工具操作数据)。外部装置108进一步包括电子处理器330、触摸屏显示器332和外部无线通信控制器334。电子处理器330和存储器310可以是具有与冲击驱动器104的控制器226类似的部件的控制器的一部分。触摸屏显示器332允许外部装置108向用户输出视觉数据并且接收用户触摸输入。尽管未展示，但外部装置108可以包括进一步用户输入装置(例如，按钮、拨号盘、拨动开关和用于语音控制的麦克风)以及进一步用户输出(例如，扬声器和触觉反馈元件)。另外地，在一些情况下，外部装置108具有没有触摸屏输入能力的显示器并且经由其他输入装置(比如按钮、拨号盘和拨动开关)接收用户输入。外部装置108经由外部无线通信控制器334例如使用

或

协议与无线通信控制器250进行无线通信。外部无线通信控制器334进一步经由网络114与服务器112进行通信。外部无线通信控制器334包括至少一个收发器以通过网络114达成外部装置108与电动工具104的无线通信控制器250或服务器112之间的无线通信。在一些情况下，外部无线通信控制器334包括两个单独的无线通信控制器，一个用于与无线通信控制器250进行通信(例如，使用

或

通信)并且一个用于通过网络114进行通信(例如，使用

或蜂窝通信)。

服务器112包括电子处理器340，该电子处理器经由网络114使用网络接口342与外部装置108进行通信。网络接口342、网络114和外部无线通信控制器334之间的通信链路可以包括各种有线和无线通信路径、各种网络部件和各种通信协议。服务器112进一步包括存储器344，该存储器包括工具简档组346和工具数据348。

返回到外部装置108，核心应用软件312由电子处理器330执行以在触摸屏显示器332上生成图形用户界面(GUI)，使得用户能够与冲击驱动器104和服务器112交互。在一些实施例中，用户可以使用外部装置108访问软件应用程序存储库(例如，“应用商店”或“应用市场”)以定位和下载可以被称为“应用程序”的核心应用软件312。在一些实施例中，工具模式简档314、工具界面318或两者可以与核心应用软件312捆绑在一起，使得例如下载“应用程序”包括下载核心应用软件312、工具模式简档314和工具界面318。在一些实施例中，使用其他技术获得应用程序，比如使用外部装置108上的网络浏览器从网站下载。如从以下描述中将变得显而易见，至少在一些实施例中，外部装置108上的应用程序为用户提供用于控制、访问和/或与多个不同类型的工具交互的单个入口点。这个方法与例如针对每个类型的工具或针对相关类型的工具的小分组具有唯一应用程序形成对照。

图6展示了触摸屏显示器332上的GUI的附近装置屏幕350。附近装置屏幕350用于识别在外部装置108的无线通信范围内的电动工具102(例如，本地电动工具)并且与这些电动工具通信地配对。例如，响应于用户选择“扫描”输入352，外部无线通信控制器334扫描由电动工具102使用的无线电波通信频谱并且识别在无线通信范围内正在进行广告(例如，广播其UBID和其他有限信息)的任何电动工具102。然后在附近装置屏幕350上列出所识别的正在进行广告的电动工具102。如图6中所示出的，响应于扫描，在所识别的工具列表356中列出正在进行广告的三个电动工具102(广告工具354a至354c)。在一些实施例中，如果电动工具102已经与不同外部装置通信地配对，则电动工具102不进行广告，并且如此，不在所识别的工具列表356中列出，即使电动工具102可能在外部装置108附近(在该外部装置的无线通信范围内)。外部装置108可操作以与在可连接状态下的工具354配对。外部装置108在所识别的工具列表356中提供广告工具354是否在可连接状态或广告状态下的视觉状态指示358。例如，工具的视觉状态指示358可以当工具在可连接状态下时以一种颜色来显示，并且可以当工具不在可连接状态下时以另一种颜色来显示。从工具354接收的UBID由外部装置108使用以标识每个工具354的工具类型，并且相应视觉状态指示358可以包括与工具类型相关联的图标或缩略图图像(例如，与

图标叠加的冲击驱动器的缩略图图像，如针对广告工具354a所示出的)。

从附近装置屏幕350来看，用户可以从所识别的工具列表356选择工具354之一以与所选工具354通信地配对。可以与外部装置108进行通信的每个类型的电动工具354包括存储在工具界面318中的相关联工具图形用户界面(工具界面)。一旦发生通信配对，核心应用软件312访问工具界面318(例如，使用UBID)以获得被配对的工具类型的适用工具界面。触摸屏显示器332然后示出了适用工具界面。工具界面包括使得用户能够获得工具操作数据、配置工具或两者的一系列屏幕。虽然工具界面的一些屏幕和选项对于不同工具类型的多个工具界面是共同的，但通常，每个工具界面包括特定于相关联工具类型的屏幕和选项。冲击驱动器104具有用于用户输入按钮、触发器、开关和拨号盘的有限空间。然而，外部装置108和触摸屏显示器332为用户提供将附加功能和配置映射到冲击驱动器104以改变冲击驱动器104的操作的能力。因此，实际上，外部装置108为冲击驱动器104提供扩展用户界面，从而相比于否则通过工具上的物理用户界面部件可能或期望实现的提供冲击驱动器104的进一步定制和配置。在下文找到进一步解释扩展用户界面的各方面和益处的示例。

图7展示了当电动工具l04是冲击驱动器时工具界面的主屏幕370。主屏幕370包括特定配对的电动工具(例如，冲击驱动器104)的图标371，该图标可以与列表356中示出的不具有叠加

图标的缩略图或图标358相同。主屏幕370还包括使得用户能够打断外部装置108与配对的冲击驱动器104之间的通信配对的断开输入372。主屏幕370进一步包括四个可选择选项：工具控件374、管理简档376、识别工具378和恢复出厂设置379。选择识别工具378会向配对的冲击驱动器104发送请求经配对冲击驱动器104提供用户可感知指示的命令，比如使工作灯217闪烁、指示器220的灯、使LED 296闪烁、使用指示器220的扬声器发出嘟嘟声、和/或使用电机214来使工具振动。用户然后可以识别与外部装置108通信的特定工具。

选择工具控件374致使工具界面的控制屏幕被示出，比如图8A至图8B的控制屏幕380，该控制屏幕包括顶部部分380a和底部部分380b。通常，所显示的控制屏幕取决于特定类型的简档。换句话说，通常，每个类型的模式简档具有特定控制屏幕。每个控制屏幕具有合在一起形成模式简档的某些可定制参数。在选择工具控件374时由外部装置108显示的特定控制屏幕是冲击驱动器104的当前所选模式简档(例如，模式简档300a至300e之一)。为此，在选择工具控件选项374时，外部装置108请求并从冲击驱动器104接收模式简档300a至300e中的当前所选模式简档。外部装置108识别模式简档300a至300e中的所选模式简档的模式简档类型，针对模式简档类型生成适当的控制屏幕，并且根据来自所接收模式简档300的设置来填充各种参数设置。

当冲击驱动器104正在自适应模式中操作时，显示在外部装置108的控制屏幕380上的当前所选模式简档作为临时模式简档300e被存储在外部装置108中。另外地，当冲击驱动器104在自适应模式中时，根据临时模式简档300e操作冲击驱动器104。在临时模式简档300e(并且被显示在控制屏幕380上)中的简档数据源发生变化。最初，在经由模式选择开关290进入自适应模式时，模式简档300a(与模式1相关联)被复制到冲击驱动器104的临时模式简档300e中。因此，在用户使用模式选择开关290致使冲击驱动器104进入自适应模式之后，冲击驱动器104最初在拉动触发器时操作，如同当前选择了模式1(模式简档300a)。另外地，当控制屏幕380显示保存为临时模式简档300e的模式简档时，与刚刚复制到临时模式简档300e的模式简档300a有关的信息(模式简档类型和模式简档参数)显示在控制屏幕380上。

在一些实施例中，另一模式简档300(例如，300b至300d)在首先进入自适应模式时被复制到临时模式简档300e中并且被提供(作为临时模式简档300e)给外部装置108以用于填充控制屏幕380。在又其他实施例中，在选择工具控件374时显示的控制屏幕380是具有特定类型的工具的默认简档数据的默认控制屏幕，并且外部装置108不首先从冲击驱动器104获得简档数据。在这些情况下，默认模式简档被发送到冲击驱动器104并且被保存为临时模式简档300e。

进一步地，假设冲击驱动器104在自适应模式中，则在外部装置108在选择工具控件374时最初加载控制屏幕(例如，控制屏幕380)之后，用户可以为临时文件选择新的简档数据源。例如，在选择模式简档按钮400之一(例如，模式1、模式2、模式3或模式4)时，相关联模式简档300a至300d被保存为临时模式简档300e并被发送到外部装置108并且填充控制屏幕(根据模式简档类型和模式简档参数)。另外地，假设冲击驱动器104在自适应模式中，则用户可以使用设置选择器401选择模式简档类型。在选择设置选择器401时，示出了特定类型的配对的冲击驱动器104的可用简档列表(简档列表)402(参见例如图9)。简档列表402包括经由网络114从工具简档314和/或从工具简档组346获得的简档404。这些所列出的简档404包括默认简档(自定义驱动控制简档404a和混凝土锚简档404b)以及先前生成并由用户保存的自定义简档(例如，干壁螺丝简档404c和甲板模式404d)，如下文更详细地描述的。在选择工具简档404之一时，在外部装置108的控制屏幕380上展示所选简档404和其默认参数并且将如当前配置的简档404发送到冲击驱动器104并保存为临时模式简档300e。相应地，在又一次拉动触发器时，冲击驱动器104将根据工具简档404中的所选工具简档来操作。

当当前在冲击驱动器104上选择自适应模式(如由指示符号298e(图4)被照亮所指示的)时，用户能够使用控制屏幕380配置(例如改变临时模式简档300e的一些参数)冲击驱动器104。当冲击驱动器104在其他四个工具模式之一中(如由指示符号298a至298d之一所指示的)时，冲击驱动器104当前不可经由控制屏幕380来配置。例如，在图10中，当电动工具(例如，冲击驱动器104)当前不在自适应模式中时展示控制屏幕381。在这里，控制屏幕381类似于控制屏幕380，但包括指示电动工具(例如，冲击驱动器104)不在自适应模式中的消息382，并且无线符号384被示出为灰色的作为电动工具(例如，冲击驱动器104)不在自适应模式中的又一指示。相应地，当冲击驱动器104不在自适应模式中并且用户选择模式简档按钮400之一时，冲击驱动器104提供由用户选择的相关联模式的模式简档300，但不会用所选模式简档覆盖临时模式简档300e。因此，当冲击驱动器104不在自适应模式中时不更新冲击驱动器104的模式简档300。

返回参考图8A至图8B，当冲击驱动器104在自适应模式中并且用户在主屏幕上选择工具控件374时，用户能够使用工具界面的控制屏幕配置冲击驱动器104的简档数据。例如，经由控制屏幕380，用户能够配置冲击驱动器104的临时模式简档300e的当前简档数据。如所展示的，用户能够经由速度文本框390或速度滑块391调整开始速度；经由速度文本框392或速度滑块393调整结束速度；经由滑块394更改减小速度所需的旋转或冲击；用滑块395a、工作灯文本框395b和“常开”切换键395c调整工作灯持续时间；并且经由工作灯亮度选项396调整工作灯强度。

在一些实施例中，外部装置108和冲击驱动器104能够实时更新临时模式简档300e。当实时更新时，随着在控制屏幕380上对参数作出改变来更新冲击驱动器104的临时模式简档300e，而无需由用户在外部装置108的GUI上或在电动工具上采取后续保存步骤或致动。换句话说，当实时更新时，外部装置108响应于接收改变参数之一的用户输入而不是响应于保存临时模式简档300e的用户输入来更新冲击驱动器104上的临时模式简档300e。例如，关于图8A，冲击驱动器104的开始速度被设置为2900转/分钟(RPM)。当实时更新时，如果用户通过在速度滑块391上拖动他/她的手指来向左滑动速度滑块391并且然后在达到新速度时从外部装置108的触摸屏显示器332移开他/她的手指，则当用户的手指从屏幕移开时外部装置108将向冲击驱动器104发送新选择的开始速度以更新临时模式简档300e，而不需要用户进一步按下按钮或进行其他致动。实时更新还适用于控制屏幕380上的其他参数，比如减小速度所需的旋转或冲击和工作灯参数。实时更新达成电动工具(例如，冲击驱动器104)的迅速定制，使得用户可以用更少的按键来快速测试并调整各种简档参数。与实时更新相比较，在一些实施例中，在使速度滑块391滑动到新速度之后，用户必须按压保存按钮(例如，图10中的保存按钮408)以实现临时模式简档300e上的开始速度参数的更新。

用户还能够将经由控制屏幕(例如，控制屏幕380)设置的模式简档保存到冲击驱动器104。更特别地，用户能够用如在控制屏幕上指定的模式简档覆盖简档组302中的模式简档300a至300d之一。为了保存由用户经由控制屏幕308生成的模式简档，用户选择保存按钮408。如图11中所示出的，按压保存按钮使核心应用软件生成请求用户给所创建的模式简档命名的保存提示410并且通过选择模式标签414之一来指定哪个模式简档300a至300d用所创建的模式简档来覆盖。响应于用户输入(选择模式标签414之一并且选择保存按钮412)，外部装置108将所生成的模式简档发送到冲击驱动器104。电子处理器230接收所生成的模式简档并且用所生成的模式简档覆盖简档组302中被用户指定用于覆盖的模式简档300。例如，在图11中，用户已将所生成的模式简档命名为“甲板模式”并且指定电子处理器230用所生成的“甲板模式”模式简档覆盖模式简档300a(与模式“1”相关联)。在一些实施例中，用户可以通过在选择保存按钮412之前选择多个模式标签414来选择用所生成的模式简档覆盖一个以上模式简档300a至300e。在一些实施例中，用户可以通过在选择保存按钮412之前不选择模式标签414中的任何模式标签来选择不用所生成的模式简档覆盖模式简档300a至300e中的任何模式简档。在这样的实施例中，所生成的模式简档保存在服务器112上而不是冲击驱动器104上的简档组346中。用另一简档(新简档)覆盖简档(先前简档)可以包括例如将新简档存储在存储器中曾存储先前简档的位置处，从而擦除先前简档并且在存储器中将先前简档替换为新简档，或者可以包括将新简档存储在存储器中的另一位置处并且更新简档指示符以指向存储器中具有新简档的地址而不是存储器中具有先前简档的地址。

如上文所述，在一些实施例中，外部装置108不能覆盖简档300的数据，除非冲击驱动器104在自适应模式中(参见图10)。这个方面防止与当前操作冲击驱动器104的用户分开的可能有恶意的个人调整冲击驱动器104的工具参数，除非用户将冲击驱动器104置于自适应模式中。因此，冲击驱动器104的用户可以通过在其他四个模式之一中操作冲击驱动器104来防止其他人调整参数。在一些实施例中，为了实施这个方面，基于硬件或固件的联锁防止电子处理器230对简档组302进行写入，除非冲击驱动器104在自适应模式中。此外，当冲击驱动器104在操作中时，基于硬件或固件的联锁防止电子处理器230对简档组302进行写入。电子处理器230可以基于按下触发器212或来自霍尔传感器的指示电机自旋的输出来检测冲击驱动器104在操作中。因此，即使当冲击驱动器104在自适应模式中时，如果冲击驱动器104当前正在操作，则即使当冲击驱动器104在自适应模式中并且外部装置108向冲击驱动器104传送所生成的简档(例如，响应于用户选择保存按钮408)，电子处理器230也不会更新或对简档组302进行写入。

此外，在一些实施例中，电子处理器230经由无线通信控制器250向外部装置108输出指示冲击驱动器104当前是否正在操作的信号。进而，外部装置108比如通过无线符号384中的至少一者向用户提供当冲击驱动器104当前正在操作时改变颜色(例如，为红色)或闪烁并显示消息的指示。此外，当外部装置108接收到冲击驱动器104当前正在操作的指示时，类似于图10的控制屏幕381，经由控制屏幕更新参数的能力被阻止。

返回到图7，选择主屏幕370上的恢复出厂设置379使外部装置108从工具模式简档314或从服务器112上的工具简档组346获得默认模式简档，并且将默认简档提供给冲击驱动器104，该冲击驱动器然后用默认模式简档覆盖简档组302。

对于所有、许多或多个工具界面318，主屏幕370可以在外观和感觉上是类似的，尽管可以基于与外部装置108配对的特定电动工具来为特定工具界面定制图标371。进一步地，在图标下面列出的选项可以添加“获得数据”选项，该选项使得用户能够选择并从工具获得操作数据以显示在外部装置108上和/或向服务器112发送以作为工具数据348的一部分进行存储。另外地，在特定工具不旨在由外部装置108配置的情况下，工具控件374和管理简档376选项可能不包括在主屏幕370上。

在一些实施例中，与模式选择开关290分开的自适应模式开关设置在冲击驱动器104上。例如，LED 296e(图3A)可以是组合LED按钮开关，借此在第一次按压组合LED按钮开关时，冲击驱动器104进入自适应模式，并且在第二次按压该开关时，冲击驱动器104返回到在第一次按压之前的模式(例如，模式1)。在这种情况下，模式选择开关290可以循环经过模式1至4，但不经过自适应模式。此外，触发器拉动的某些组合和/或将正向/逆向选择器219放置到特定位置(例如，中立)中可以使冲击驱动器104进入和离开自适应模式。

返回到模式简档(例如，简档300)的概念，模式简档300包括一个或多个参数。例如，返回到图8A至图8B，所展示的模式简档是混凝土锚简档，该混凝土锚简档具有以下参数：开始速度、结束速度、减小速度所需的旋转或冲击、以及多个工作灯参数。外部装置108的控制屏幕上可用于定制的特定参数基于模式简档类型来变化。

工具界面318的控制屏幕对用户可以为特定参数输入的值设定界限。例如，在图8A中，开始速度不能被设置为高于第一预定义阈值或低于第二预定义阈值(例如，不能被设置为低于2900RPM的最大阈值或低于360RPM的最小阈值)。冲击驱动器104进一步包括界限检查模块，例如，在存储在存储器232上并且由电子处理器230执行的固件中。在从外部装置108接收新简档以保存在简档组302中时，界限检查模块确认每个特征的每个参数在最大界限和最小界限(或阈值范围)内或否则是特定参数的有效值。例如，界限检查模块确认为混凝土锚简档设置的开始速度在第一预定义阈值和第二预定义阈值的范围(例如，360RPM至2900RPM)内。在一些情况下，界限检查模块确认在每次触发器拉动时电动工具的当前简档的特征的参数值在可接受界限内。为了执行界限检查，固件可以包括每个特征的参数列表以及存储在例如表中的适用最大阈值和最小阈值(或界限)，并且电子处理器230可操作以执行与表数据的比较以确定参数值在可接受界限内。界限检查模块提供附加安全层以防范恶意生成的或破坏的简档、特征和参数值。

在界限检查模块确定参数值超出可接受范围时，控制器226可操作以：向外部装置108输出指示错误(可以显示在触摸屏显示器332上的文本中)的警报消息；驱动(多个)指示器220、LED 296a至296e中的一个或多个；使电机振动；或其组合。

在工具界面318的一些控制屏幕上提供参数辅助框。该参数辅助框包括工作因数输入，这些工作因数输入允许用户指定电动工具将在其上操作的工件的细节(例如，材料类型、厚度和/或硬度)、关于要由电动工具驱动的紧固件的细节(例如，材料类型、螺丝长度、螺丝直径、螺丝类型和/或头部类型)、和/或关于电动工具的输出单元的细节(例如，锯片类型、锯片齿数量、钻头类型和/或钻头长度)。例如，混凝土锚简档控制屏幕380包括参数辅助框805，如图8A至图8B中所示出的。参数辅助框805包括工作因数输入，这些工作因数输入允许用户指定锚类型(例如，楔形或直插式)、锚长度、锚直径和混凝土强度(例如，以磅/平方英寸(PSI)为单位)。例如，通过选择参数辅助框805，生成参数辅助屏幕，用户可以在该参数辅助屏幕上通过使用触摸屏显示器332循环经过值来指定工作因数输入中的每一者。在完成工作因数输入的条目时，外部装置108调整简档的参数。例如，在图8A和图8B中，开始速度参数、结束速度参数和减小速度参数所需的旋转(或冲击，在各种实施例中)的值由外部装置108基于参数辅助框805的工作因数输入来调整。如果期望，则用户可以能够进一步调整一些或所有参数(例如，使用如图8A和图8B中所示出的GUI上的滑块)。为不同简档类型提供不同参数辅助框，并且每个参数辅助框可以包括对特定简档类型适当的工作因数输入。此外，控制屏幕380上的参数的一个或多个界限(或阈值)值可以由外部装置108基于参数辅助框805的工作因数输入来调整。例如，可由用户为开始速度参数选择的最大速度可以基于参数辅助框805的混凝土强度输入进行调整。

如图8A中所示出的，混凝土锚简档的参数包括在单个工具操作(紧固)的不同阶段(或区域)适用的同一参数类型(电机速度)的两个用户可调整参数。例如，对于混凝土锚简档，控制屏幕380可操作以接收指定在紧固操作的开始阶段和驱动阶段期间的开始电机速度以及在紧固操作的最终/结束阶段期间的结束速度的用户选择。控制器226确定紧固操作的不同阶段何时发生并在其之间进行转变，如下文将更加详细地解释。在一些实施例中，在混凝土锚简档的各个阶段中，控制器226以用户所选速度驱动电机214而不管触发器212的按下量如何，只要触发器212被至少部分地按下即可。换句话说，根据各种实施例，电机214的速度不基于触发器212的按下量而变化。在其他实施例中，混凝土锚简档中的用户所选速度被视为最大速度值。相应地，在这些实施例中，电机214的速度基于触发器212的按下量而变化，但控制器226确保电机214不超过各个阶段的用户所选速度。

比如当使用冲击驱动器104将锚驱动到混凝土中时，混凝土锚简档可以在冲击驱动器104上实施以在砌筑应用期间使用。使用混凝土锚简档可以提高从一个混凝土锚到下一混凝土锚的可重复性，并且减少因施加太多扭矩或以太大速度驱动(例如，通过检测锚何时就位在接头内)而引起的锚的断裂。与一些其他驱动应用不同，当驱动到混凝土中时，冲击驱动器104可以几乎立即开始冲击。相应地，锚是否就位在接头内不能仅仅通过检测冲击驱动器104何时开始冲击来确定(即，因为冲击驱动器104可能在整个操作期间进行冲击)。混凝土锚简档允许控制器226检测锚何时就位在接头内，并且作为响应，将电机速度减小到结束速度。

特别地，当以混凝土锚简档进行操作时，控制器226可以最初将电机214控制为以用户设置的开始速度来操作。控制器226然后监测电机214的旋转的特性并且确定冲击是否在冲击驱动器104上发生，如下文将更详细地解释。在检测到某个电机旋转特性之后，控制器226将电机214控制为以较慢的速度(即，结束速度)进行操作。在一些实施例中，外部装置108将结束速度限制为小于开始速度。例如，当开始速度在控制屏幕380a上被设置到2000RPM时，外部装置108可以防止结束速度被设置到2000RPM或2000RPM以上的值。

控制器226基于计算输出驱动装置210的所推断位置的角度检测方法来调整电机214的速度。例如，控制器226基于例如检测加速度改变、瞬时电流或电流改变量、使用麦克风得到的冲击声音或使用加速度计得到的冲击振动来检测冲击何时发生在冲击驱动器104上。控制器226可以使用冲击计数器(例如，通过执行存储器232上的软件来实施)，控制器226在每次检测到冲击时使该冲击计数器递增。在一些实施例中，控制器226使用霍尔传感器218a中的一个或多个霍尔传感器来监测电机214的轴的旋转位置，包括当每次发生冲击时轴的旋转位置。在一些实施例中，控制器226使用砧座旋转传感器218c来监测驱动装置210的旋转位置。

图12A和图12B示出了是冲击驱动器104的冲击机构的示例的冲击机构1200。基于冲击驱动器104的冲击机构1200的设计，电机214在冲击之间至少旋转预定度数(即，冲击机构1200的180度)。冲击机构1200包括具有向外延伸的凸耳1207的锤子1205和具有向外延伸的凸耳1215的砧座1210。砧座1210联接到输出驱动装置210。在一些实施例中，输出驱动装置210包括用于与齿轮介接以驱动另一输出轴的齿轮箱输出部。图12A和图12B展示了螺旋伞齿轮箱输出部，然而，可以使用其他类型的齿轮箱输出部，比如直齿伞、螺旋伞等。在一些实施例中，省略齿轮箱输出部并且输出驱动装置210直接与工件介接。例如，输出驱动装置210可以是如图2中所示出的插口、卡盘或一些其他合适类型的工件接口。在操作期间，当砧座1210遇到特定量的阻力时，例如当将紧固件驱动到工件中时，发生冲击。当满足这个阻力时，锤子1205继续旋转。联接到锤子1205的背侧的弹簧使锤子1205通过轴向后退脱离砧座1210。一旦脱离，锤子1205将既轴向又旋转地前进以再次接合(即，冲击)砧座1210。当操作冲击机构1200时，锤子凸耳1207每180度冲击砧座凸耳1215。相应地，当冲击驱动器104正在冲击时，锤子1205在没有砧座1210的情况下旋转180度，冲击砧座1210，并且然后与砧座1210一起旋转某个量，之后重复这个过程。关于对冲击机构1200的功能的进一步参考，参见例如在2014年3月14日提交的美国专利号14/210,812中所讨论的冲击机构，该美国专利在本文通过援引以其全文并入。尽管示出了每180度冲击砧座凸耳1215的两个锤子凸耳1207，但根据各种实施例，可以使用两个以上锤子凸耳1207，这将改变分离程度(例如，每120度冲击砧座凸耳1215的三个锤子凸耳)。

控制器226可以通过使用霍尔传感器218a中的一个或多个霍尔传感器监测电机214的轴在冲击之间的旋转角度或通过使用砧座位置传感器218c监测砧座位置来确定锤子1205和砧座1210一起旋转多远。例如，当冲击驱动器104正在将锚驱动到更软的接头中时，锤子1205可以在冲击之间旋转225度。在225度的这个示例中，45度的旋转包括彼此接合的锤子1205和砧座1210，并且180度仅包括在锤子凸耳1207再次冲击砧座1210之前旋转的锤子1205。图13至图16展示了在操作的不同阶段锤子1205和砧座1210的这个示例性旋转。

图13A和图13B分别示出了砧座1210和锤子1205在第一时间(例如，刚好在锤子凸耳1207A、1207B脱离砧座1210的凸耳1215之后(即，在已发生由锤子1205和砧座1210两者进行的冲击和接合旋转之后))的旋转位置。图13A示出了砧座1210在第一时间的第一旋转砧座位置。图13B示出了锤子1205在第一时间(例如，刚好在锤子凸耳1207A和1207B开始从砧座1210轴向后退时)的第一旋转锤子位置。在锤子1205通过轴向后退脱离砧座1210之后，锤子1205继续旋转(如在图13B中由箭头所指示的)而砧座1210保持在第一旋转砧座位置中。图14A和图14B分别示出了砧座1210和锤子1205在第二时间(例如，在第一冲击时刻)的旋转位置。如图14A中所示出的，砧座1210在第二时间保持在第一旋转砧座位置中。如图14B中所示出的，锤子1205已旋转180度到达第二旋转锤子位置(如在图14B中由箭头所指示的，并且锤子凸耳1207A和1207B的位置从图13B到图14B改变)。

例如，在锤子凸耳1207A和1207B与砧座凸耳1215之间的冲击时，锤子1205和砧座1210在相同旋转方向上一起旋转(如在图15A和图15B中由箭头所指示的)，这生成提供给输出驱动装置210以将锚驱动到混凝土中的扭矩。图15A和图15B分别示出了砧座1210和锤子1205在第三时间(例如，在锤子1205通过轴向后退再次脱离砧座1210之后)的旋转位置。作为示例，在图15A和图15B中，在第三时间，锤子1205在第三旋转锤子位置中并且砧座1210在第二旋转砧座位置中，该第二旋转砧座位置与第一旋转砧座位置相差大约45度，如由驱动角度1505所指示的。驱动角度1505指示砧座1210在事件之间(例如，在非移动周期之间或在冲击之间)旋转的度数，这对应于输出驱动装置210在事件之间旋转的度数。

如上文所述，在锤子1205脱离砧座1210之后，锤子1205继续旋转(如在图16B中由箭头所指示的)而砧座1210保持在相同旋转位置中。图16A和图16B分别示出了砧座1210和锤子1205在第四时间(例如，出现第二冲击时刻)的旋转位置。如图16A中所示出的，砧座1210在第四时间保持在第二旋转砧座位置中。如图16B中所示出的，锤子1205已从第三旋转锤子位置到第四旋转锤子位置旋转了180度。关于图14B(即，第一时间(例如，当出现第一冲击时刻时))，锤子1205已旋转了225度(即，在先前冲击之后与砧座1210接合时的45度以及在脱离砧座1210之后的180度)。尽管特定旋转度数用于上述示例性目的，但可以理解，特定旋转度数可以变化。

如先前所提到的，控制器226可以监测冲击何时发生并且可以监测电机214的轴的位置。使用这个信息，控制器226可以确定输出驱动装置210所经历的驱动角度1505(即，输出驱动装置210已旋转的度数)。例如，控制器226可以检测每次冲击何时发生并且记录轴的旋转位置。控制器226然后可以确定轴在冲击之间旋转的度数。控制器226可以从轴所旋转的度数减去180度以计算输出驱动装置210所经历的驱动角度1505。

计算出的驱动角度1505然后可以用于指示锚正被驱动到其中的接头的特性并且控制电机214。例如，驱动角度1505越小，接头越硬(即，锚在较硬接头中比在较软接头中旋转得少)，且反之亦然。因此，小驱动角度(例如，小于10度)可以指示锚已就位并且不再需要被驱动到混凝土中。相应地，当驱动角度1505在多于预定数量次冲击中低于预定角度阈值(例如，10度)时，控制器226可以将电机214控制为以较慢速度运行或可以关断电机214。

如先前所提到的并且如图8A和图8B中所示出的，在GUI的控制屏幕380上，混凝土锚简档包括用于从用户接收锚类型(例如，楔形或直插式)、锚长度、锚直径和混凝土长度(例如，以磅/平方英寸(PSI)为单位)中的一个或多个的参数辅助框805。响应于外部装置108接收到参数辅助框805中的用户输入，外部装置108调整混凝土锚简档的参数(例如，开始速度、结束速度、将速度减小到结束速度所需的旋转或冲击次数)。外部装置108可以使用包括与参数辅助框805中的用户输入相对应的参数值的查找表来调整这些参数。如果期望，则用户能够进一步调整每个参数，如先前所解释的(例如，使用GUI上的滑块，如图8A和图8B中所示出的)。另外地，用户可以调整控制屏幕380b上的工作灯参数，如先前所解释的。

在一些实施例中，用户可在图8A的控制屏幕380上选择的最大开始速度(例如，2900RPM)是基于控制器226检测冲击的能力来确定的。例如，在高速度下，控制器226可能不能够检测冲击何时发生，因为由冲击引起的电机加速度的改变不足够大以致无法被识别。因此，用户可选择的最大开始速度可以被设置为足够低，使得控制器226仍能够检测冲击，即使用户选择显示在控制屏幕380上的最大开始速度。

此外，在各种实施例中，结束速度不可由用户调整。相反，结束速度由外部装置108基于参数辅助框805的工作因数输入来设置。另外地，外部装置108可以基于参数辅助框805中的用户输入来确定驱动角度阈值参数。当驱动角度低于驱动角度阈值时，控制器226可以开始对冲击进行计数，如下文更详细地解释。冲击驱动器104例如响应于如上文描述的外部装置108上的用户保存动作而接收包括指定参数的混凝土锚简档。

图17展示了在冲击驱动器104上实施混凝土锚简档的方法1700的流程图。在框1702处，无线通信控制器250从外部装置108接收混凝土锚简档的参数。例如，这些参数作为所配置和提供的混凝土锚简档的一部分被接收，如本文先前例如关于图8A至图8B所描述的。在框1705处，控制器226确定触发器212已被按下并且启动电机214，如本文先前所描述的。在框1710处，控制器226将电机速度设置到开始速度(即，第一速度)(或根据触发器212被按下的量来设置电机速度，其中，最大速度被设置为开始速度，如本文先前所描述的)。在框1715处，控制器226监测电机特性以确定冲击驱动器104是否正在冲击，如本文先前所描述的。当冲击驱动器104并未在冲击时，方法1700保持在框1715处，并且控制器226继续监测电机特性以确定冲击驱动器104是否正在冲击。即，方法1700可以在框1715处循环直到冲击工具正在冲击为止。当控制器226确定冲击驱动器104正在冲击时，在框1720处，控制器226计算输出驱动装置210所经历的驱动角度1505，如本文先前所解释的(例如，通过监测每次检测到冲击时轴的旋转位置)。例如，控制器226可以通过确定在锤子1205与砧座1210之间发生第一冲击时电机轴的第一旋转电机轴位置(参见例如图14B中的锤子1205的第二旋转锤子位置)并且确定在锤子1205与砧座1210之间发生第二冲击时电机轴的第二旋转电机轴位置(参见例如图16B中的锤子1205的第四旋转锤子位置)来计算驱动角度1505。控制器226然后可以基于电机轴的第一旋转电机轴位置和第二旋转电机轴位置来确定输出驱动装置所经历的驱动角度。例如，控制器226可以确定第二旋转电机轴位置与第一旋转电机轴位置之间的差，并且减去预定角度。该预定角度可以指示在一段时间内(例如，在冲击之间，或从脱离砧座1210到冲击砧座1210的一段时间)锤子1205所经历的旋转量。例如，参考图12A和图12B中所展示并且关于图13A至图16B所描述的冲击机构1200，预定角度可以是180度。然而，锤子从脱离砧座到冲击砧座所经历的旋转量(以及因此预定角度)取决于冲击机构的布置(比如给定冲击机构的锤子和砧座上的凸耳的数量和位置)而变化。例如，当锤子包括各自分开90度的四个凸耳而不是分开180度的两个凸耳并且与砧座1210一起操作时，锤子从脱离砧座到冲击砧座经历90度的旋转而不是180度的旋转。在这个示例中，预定角度是90度。可以分别在锤子和砧座中使用不同数量的凸耳，并且用于锤子的两个和四个凸耳以及用于砧座的两个凸耳仅用作示例。

在框1725处，控制器226确定驱动角度1505是否小于驱动角度阈值。当驱动角度1505小于驱动角度阈值时，在框1730处，控制器226使冲击计数器递增(例如，由执行存储在存储器232上的软件的控制器226实施)。在框1735处，控制器226确定冲击计数器是否等于被设置以指示电机214何时要减小速度的冲击次数(“冲击计数器阈值”)。当冲击计数器不等于冲击计数器阈值时，方法1700继续返回到框1720以继续计算在冲击之间的驱动角度1505。当冲击计数器等于冲击计数器阈值时，控制器226将电机速度设置到结束速度。返回参考框1725，当驱动角度1505大于或等于驱动角度阈值时，方法1700继续进行到框1745。在框1745处，控制器226将冲击计数器重置并且然后继续返回到框1720以继续计算在冲击之间的驱动角度1505。在替代性实施例中，可以不执行框1745，使得当在框1725处控制器226确定驱动角度1505不小于驱动角度阈值时不将冲击计数器重置。在这样的实施例中，方法1700保持在框1725处直到驱动角度1505被确定为小于驱动角度阈值。

尽管方法1700的框在图17中是串行地并按特定顺序展示的，但在一些实施例中，框中的一个或多个是并行地实施的，按不同于所示出的顺序实施的，或被绕过。在一些实施例中，冲击驱动器104在制造工具时接收并存储包括参数的混凝土锚简档(框1702)。在一些实施例中，在制造工具时在框1702中接收的参数是经由有线连接接收的。另外地，框1725、1730、1735、1740和1745是控制器226基于在框1720中确定的驱动角度来控制电机214的示例。

图18展示了实施冲击驱动器104的控制的方法1800的流程图。在框1802处，无线通信控制器250从外部装置108接收控制简档的参数。例如，在框1802处，这些参数作为所配置和提供的混凝土锚简档的一部分被接收，如本文先前例如关于图8A至图8B所描述的。在一些实施例中，这些参数包括与从电机开始速度转变到电机结束速度相关联的总旋转次数。

在框1805处，控制器226确定触发器212已被按下并且启动电机214，如本文先前所描述的。在框1810处，控制器226将电机速度设置到第一速度(例如，开始速度)(或根据触发器212被按下的量来设置电机速度，其中，最大速度被设置为开始速度，如本文先前所描述的)。在框1815处，控制器226监测电机特性以确定冲击驱动器104是否正在冲击，如本文先前所描述的。当冲击驱动器104并未在冲击时，方法1800保持在框1815处，并且控制器226继续监测电机特性以确定冲击驱动器104是否正在冲击。

当控制器226确定冲击驱动器104正在冲击时，在框1820处，控制器226计算输出驱动装置210所经历的驱动角度1505，如本文先前所解释的(例如，通过监测每次检测到冲击时砧座的旋转位置)。例如，控制器226可以通过确定在锤子1205与砧座1210之间发生第一冲击时砧座的第一旋转砧座位置(参见例如图14B中的锤子1205的旋转位置)并且确定在锤子1205与砧座1210之间发生第二冲击时砧座的第二旋转砧座位置(参见例如图16B中的锤子1205的旋转位置)来计算驱动角度1505。控制器226然后可以基于第一旋转砧座位置和第二旋转砧座位置来确定输出驱动装置所经历的驱动角度。例如，控制器226可以确定第二旋转砧座位置与第一旋转砧座位置之间的差，并且减去预定角度。尽管使用第一和第二旋转砧座位置，但根据各种实施例，可以替代地使用第一和第二锤子位置。该预定角度可以指示锤子1205从脱离砧座1210到冲击砧座1210所经历的旋转量。例如，参考图12A和图12B中所展示并且关于图13A至图16B所描述的冲击机构1200，预定角度可以是180度。然而，锤子从脱离砧座到冲击砧座所经历的旋转量(以及因此预定角度)取决于冲击机构的布置(比如给定冲击机构的锤子和砧座上的凸耳的数量和位置)而变化。例如，当锤子包括各自分开90度的四个凸耳而不是分开180度的两个凸耳并且与砧座1210一起操作时，锤子从脱离砧座到冲击砧座经历90度的旋转而不是180度的旋转。在这个示例中，预定角度是90度。如上文先前所讨论的，凸耳数量不受限制，并且指定值仅用作示例。

在框1825处，控制器226积累驱动角度以确定例如从触发器被按下时测量的旋转计数。在框1830处，控制器226确定旋转计数是否大于旋转阈值。例如，当所积累的旋转计数与驱动角度之和超过旋转阈值时，满足框1830的条件。旋转计数或旋转阈值中的任一者或两者可以包括可以是整数值或可以是其他值(例如，分数值)。当旋转计数不大于旋转阈值时，方法1800循环回到框1820以继续计算冲击之间的驱动角度1505。当旋转计数超过旋转阈值时，在框1835处，控制器226将电机速度设置到第二速度(例如，结束速度)。在一些实施例中，结束速度可以在简档中被设置到零以当满足预定旋转次数时实现电机214的停止。

尽管方法1800的框在图18中是串行地并按特定顺序展示的，但在一些实施例中，框中的一个或多个是并行地实施的，按不同于所示出的顺序实施的，或被绕过。在一些实施例中，冲击驱动器104在制造工具时接收并存储包括参数的控制简档(框1802)。在一些实施例中，在制造工具时在框1802中接收的参数是经由有线连接接收的。另外地，框1825、1830和1835是控制器226基于在框1820中确定的驱动角度来控制电机214的示例。

在图18的示例中，控制器226使用所积累的旋转计数来确定何时将电机速度减小到结束速度。旋转计数的使用可以代替低于图17中描述的驱动角度阈值方法的冲击次数来采用或与其结合来采用。例如，在一些实施例中，控制器226响应于旋转计数或响应于驱动角度阈值而将电机速度减小到结束速度。

还可以实施方法1700、1800以用于其他紧固应用。例如，方法1700、1800可以在用于将螺丝或其他紧固件紧固到木材、干壁或另一基底中的冲击驱动器或扳手上实施。

图19A展示了电动工具102的砧座位置传感器218c。砧座位置传感器218c包括支撑或关联于感应传感器1905、传输电路迹线1910、第一接收电路迹线1915和第二接收电路迹线1920的印刷电路板1900。感应传感器1905将电流注入到传输电路迹线1910中以生成磁场。如图12中所示，砧座1210包括由锤子1205上的凸耳1207接合以使砧座1210旋转的凸耳1215。当砧座1210旋转时，凸耳1215穿过通过将信号注入到传输电路迹线1910中而生成的磁场。在砧座1210的凸耳1215中生成涡流。涡流生成横穿接收电路迹线1915、1920的磁场。在接收电路迹线1915、1920中感应的电流由感应传感器1905使用以确定砧座凸耳1215相对于接收电路迹线1915、1920的位置。

在一些实施例中，接收电路迹线1915、1920是正弦形状的，但偏移90°，使得当砧座1210旋转时，在接收电路迹线1915、1920之一中的电压是正弦波并且在另一接收电路迹线1915、1920中的电压是余弦波。两个接收迹线1915、1920的电压输出然后可以由控制器226使用以确定砧座1210相对于接收电路迹线的位置(例如，旋转角度)。在一些实施例中，由控制器226使用反正切函数

来生成角度。在一些实施例中，砧座位置传感器218c实现大约0.15°的分辨率用于检测砧座凸耳1215的位置，并且具有大于98％的检测准确度。

图20展示了随砧座旋转角度而变的图19A的砧座传感器的输出。在图19A中所展示的实施例中，印刷电路板1900包括大约180°的迹线(例如，跨印刷电路板1900的圆周的大约二分之一)。在其他实施例中，用于传输和接收的迹线跨印刷电路板1900的大约整个表面(例如，在印刷电路板1900的圆周周围大约360°)延伸。在一些实施例中，目标长度(例如，砧座凸耳1215)是接收电路迹线1915、1920的周期长度的大约20％至50％。

在一些实施例中，砧座位置传感器218c包括单个接收电路迹线1915，如图19B中所示出的。单个接收电路迹线1915的使用减小了印刷电路板组件(PCBA)的占用面积。在一些实施例中，控制器226使用弧三角函数来解析角度，但砧座位置传感器218c的输出是非线性的。两个接收电路迹线1915和1920的使用增加了对相邻部件的气隙和干扰的鲁棒性。

图21A至图21C展示了电动工具102的定位在砧座1210附近以用于支撑砧座位置传感器218c的本体部分2100。本体部分2100包括环部分2105和从环部分2105延伸的托盘部分2110。环部分2105限定用于接收图19A和图19B中示出的印刷电路板1900的第一凹部2115、砧座推力支撑件2122的推力支撑表面2120、以及开口2125。驱动装置210延伸穿过开口2125，并且推力支撑表面在操作期间接合砧座1210。开口2125可以提供间隙2140。导线布线2150可以设置在船形件的外径上在船形件与齿轮箱内径之间。托盘部分2110限定可以在其中安装锤子传感器2160的第二凹部2130。如上文所描述的，锤子传感器2160检测锤子1205与砧座1210之间的冲击。例如，锤子传感器2160可以测量轴向位置、加速度、声音或振动以检测冲击。

在图17和图18的上下文中，由砧座位置传感器218c测量的角度用于计算由锤子1205与砧座1210之间的冲击引起的驱动角度。印刷电路板1900上的电路迹线1910、1915、1920的径向跨度可以取决于砧座1210的配置而变化。对于具有两个凸耳1215的砧座1210，跨度可以是大约180度，因为第二凸耳1215在第一凸耳1215离开时进入由电路迹线1910、1915、1920覆盖的跨度。因此，第一凸耳1215在砧座1210的旋转路径的第一部分期间与砧座位置传感器218c介接，并且第二凸耳1215在砧座1210的旋转路径的第二部分期间与砧座位置传感器218c介接。如果存在更多凸耳1215，则可以使用砧座位置传感器218c的更小跨度。

图22A和图22B展示了包括定位在输出驱动装置210的轴2220上的目标2210以及定位在目标2210与砧座凸耳1215之间的磁屏蔽件2230的砧座组件2200的实施例。磁屏蔽件2230例如由具有大于空气(例如，大于1.26×10^-6亨利/米[“H/m”])的导磁率的材料制成。在一些实施例中，磁屏蔽件2230由具有大于1×10^-4H/m的导磁率的材料制成。在一些实施例中，磁屏蔽件2230由碳钢制成。在其他实施例中，磁屏蔽件2230由铁氧体或另一合适的磁性材料制成。在一些实施例中，目标2210是安装在轴2220上比如轴2220的向外突出部2240上的环构件。在一些实施例中，目标2210经由干涉配合或经由粘合剂来固定。目标2210包括具有用于与砧座位置传感器218C介接的径向表面2260的目标凸耳2250。

参考图22A，目标凸耳2250的径向表面2260定位成与砧座位置传感器218C相邻。磁屏蔽件2230将目标凸耳2250与砧座凸耳1215和锤子凸耳1207A、1207B磁隔离以缓解在冲击和旋转期间因将锤子凸耳1207A、1027B定位成接近砧座凸耳1215导致的磁干扰。印刷电路板1900上的电路迹线1910、1915、1920的径向跨度可以取决于目标2210和目标凸耳2250的配置而变化。对于具有两个目标凸耳2250的目标2210，跨度可以是大约180度，因为第二目标凸耳2250在第一目标凸耳2250离开时进入由电路迹线1910、1915、1920覆盖的跨度。因此，第一目标凸耳2250在砧座1210的旋转路径的第一部分期间与砧座位置传感器218c介接，并且第二目标凸耳2250在砧座1210的旋转路径的第二部分期间与砧座位置传感器218c介接。如果存在更多目标凸耳2250，则可以使用砧座位置传感器218c的更小跨度。在其他实施例中，使用在180度与360度之间的传感器跨度。

砧座可以是未屏蔽的(不具有屏蔽件)或被屏蔽(例如，具有图22A和图22B的2230)。未屏蔽砧座的传感器输出可以提供不太稳健的信号以用于确定与屏蔽的砧座相比较的位置。例如，当锤子在靠着砧座的静止位置时，屏蔽设计提供比未屏蔽设计更稳健的信号(例如，更大信号强度、更大信噪比等)。传感器的输出与砧座位置(度)有关系。屏蔽的传感器输出可以达到例如理想性能的99％准确性。在未屏蔽设计中，如图23A中所示出的，线圈直接感测砧座或目标上的凸耳3102。线圈3104的几何形状针对凸耳渐开线形状进行了优化并且发射器延伸超过180度测量范围，以允许砧座凸耳进入/离开线圈3106。

在屏蔽设计中，如图23C和图23D中所示出的，线圈感测添加到砧座的附加目标3108。标准线圈正弦-余弦几何形状是基于尺寸以及传统线圈3110和目标3112的几何形状进行选择的并且可以考虑在具有附加长度的情况下目标进入/离开线圈。

关于砧座的附加的不同实施例，可以存在例如三个或更多个不同类别的砧座。例如，第一类别可以包括具有理想目标的两个或更多个零件设计。在这样的实施例中，将目标和屏蔽件作为附加部件添加到砧座。第一类别的优点是可以针对每个部件使用唯一过程并且可以减小砧座的质量。例如，可以使用薄目标和屏蔽件的插入模制过程或冲压，从而在不添加惯性的情况下保持性能。然而，挑战是配接界面的磨损，特别是当高振动和惯性负载可能导致循环和相对运动时。关于第一类别，可以添加理想几何形状以保持凸耳的性能，为传感器创建理想目标，并且提供屏蔽。

第二类别可以包括具有理想目标的单零件设计。单零件设计是有利的，因为零件可以用更少制造过程来制造和/或锻造。关于第二类别，配接部件之间不存在磨损问题，但惯性负载和复杂截面厚度可能使热处理变困难(例如，可能发生淬裂、穿透渗碳、翘曲等)。另外地，惯性通常会添加到砧座，这可能影响扭矩输出。另外地，在冲击事件期间可能由于离心力而添加惯性负载。在第二类别中，可以添加理想几何形状以保持凸耳的性能，为传感器创建理想目标，并且提供屏蔽。

第三类别可以包括具有直接凸耳测量的单零件设计。传统砧座可以在没有任何附加特征(例如，屏蔽)的情况下使用。在锤子产生不可寻址干扰的情况下随着凸耳厚度增加而添加惯性，以将在冲击时锤子的位置驱动成离传感器更远。在一些实施例中，锤子距传感器的距离是凸耳本身的2倍到3倍。在第三类别中，如在渐开线凸耳的情况下，非线性边缘产生由固件寻址的非线性信号，如上文所描述的。还可以使用笔直凸耳并且如果正交于旋转轴线则可以实现线性信号。

在下文描述三个类别的砧座的各种实施例。例如，如图24A中所示出的，砧座组件3200包括因轴3201的长度增加而增加的工具长度。砧座组件3200的延伸端3202由于加厚的屏蔽件3204而延伸工具的长度，该加厚的屏蔽件对砧座位置传感器进行屏蔽使其免受锤子影响。屏蔽3204的存在最小化穿透渗碳和脆性芯的形成的风险。砧座组件3200可以在目标部分3208之间的过渡区域3206中包括较大半径以减小压力并且提供均匀厚度以避免在淬火过程期间裂开。

如图24B和图24C中所示出的，根据另一实施例，砧座组件3300可以进一步增加工具长度(例如，通过增加砧座的轴3301和延伸端部3302中的一个或多个的长度)。在所展示的实施例中，减小目标结构3304的外径。通过减小屏蔽和目标结构3304的大小，减小目标结构3304的惯性效应(其在砧座上引起附加应变)。

如图25A和图25B中所示出的，砧座组件3400在砧座设计的单件中在目标3410与凸耳3450之间针对屏蔽3460包括槽3402。该槽允许要组装并且用作屏蔽的成型环(如螺旋形保持环)的组装。成型环屏蔽被轴向地但不旋转地保持，因此成型环的薄切片在冲击事件期间经历较少的突然离心负载。而且，砧座组件3400可以具有减小的外径。

图26A至图26C分别示出了屏蔽/目标结构3502、3602和3702的三个不同设计3500、3600和3700。如图26A中所示出的，目标3502可以具有凹入部分3504，该凹入部分具有多个弯曲突出部3506作为边界(例如，弯曲正方形)。然而，可以针对边界使用其他形状，比如图26B中的目标3602的凹入部分的边界形状(例如，弯曲菱形)。图26C示出了允许实现屏蔽结构3702以将目标3704插入模制或灌装到冲压的屏蔽特征3702内的适当位置中的实施例。

图27A和图27B展示了包括具有冲压插入件3804的塑料包覆模制件3802的砧座组件3800，其中，目标结构在轴3804上滑动并且与搭扣环3812一起保持在适当位置中。图27B展示了用于配接目标、屏蔽和砧座的搭扣环3812的变型。例如，如图27B中所示出的，D形平坦部3812A、摆线3812B、花键3812C、星形3812D、六角形3812E、十角形3812E或渐开线可以用于将搭扣环固定到砧座。

图28A和图28B示出了砧座组件3800的目标3815可以是单独部件3820(图28A)或与保持特征(图28B)的一体式件3825，因此角度保持具有更大的强度。

图29示出了具有屏蔽、目标保持器、目标、砧座旋转传感器、在目标与砧座旋转传感器之间形成的气隙以及距砧座旋转传感器的屏蔽距离的砧座组件3800。在一些实施例中，屏蔽距离是气隙的至少两倍。

图30A展示了包括砧座屏蔽3901的砧座组件3900。砧座屏蔽3901具有例如小于2.5mm的厚度。砧座屏蔽3901与砧座3902压入配合在一起。砧座屏蔽3901具有用于目标3903的单一外径以及在目标3903之间的空间。在砧座3902上设置有平坦棘爪3904以用于防止在冲击期间滑动。棘爪3904可以由铝或一些其他低质量但导电的材料制成。如图30B和图30C中所示出的，可以减小目标3902外径3903(双向箭头)，可以移除屏蔽3901，并且可以增加凸耳3904高度。

图30B和图30C展示了包括目标3902和砧座凸耳3904的另一砧座组件3950。砧座组件3950具有减小的目标3902外径3903。增加砧座凸耳3904的宽度以增加锤子与砧座旋转传感器之间的距离。图30B和图30C的实施例由于砧座凸耳3904的宽度增加而不包括屏蔽。

图31展示了砧座组件4000，该砧座组件包括增加的凸耳4002厚度以与从目标到砧座旋转传感器的距离相比较实现从锤子到砧座旋转传感器的2X至3X距离，这最小化锤子引发干扰的能力。这个渐开线凸耳4002可以直接由砧座旋转传感器感测，但由于目标4004的边缘(在这个情景中其直接是凸耳4002的一部分)，进入凸耳A和离开凸耳B的线圈覆盖范围的改变速率是非零。这个改变的凸耳覆盖范围百分比导致非线性信号输出，可以在软件中补偿该非线性信号输出，如上文所描述的。

图32A和图32B展示了没有屏蔽的砧座组件4100，该砧座组件包括增加的凸耳厚度以在与从目标到砧座位置传感器的距离进行比较时实现锤子与砧座旋转传感器之间的距离的2X至3X比值，这最小化锤子引发干扰的能力。然而，砧座组件4100不同于砧座组件4000，因为其针对目标4102使用楔形状以在线圈的总覆盖范围恒定时提高输出传感器信号的线性度。为了产生线性信号，旨在在线圈上方具有恒定量的目标覆盖。线圈横跨例如180度，并且两个目标特征4102A、4102B是180度相对的。由于目标4102的边缘是线性的，因此覆盖范围的改变速率在凸耳的入口和出口上是0，因为其在360的旋转中重复从凸耳A到凸耳B的旋转。这可以与渐开线凸耳(其中，进入和离开传感器的凸耳的边缘是非线性的，这使传感器信号为非线性的，因为目标对线圈的覆盖范围随着凸耳进入和离开感测区域而改变)形成对照。由目标4102的边缘形成的向量正交于旋转轴线。与具有垂直凸耳面的传统正方形凸耳形状形成对照，但向量不与旋转轴线交叉并且因此将在其旋转时在传感器上具有改变的目标覆盖范围。

图33A至图33C示出了不同形状的砧座对输出传感器信号的效应。图33A展示了正方形凸耳砧座4202。由于凸耳的正方形形状，因此在目标/线圈覆盖范围中存在非零改变速率，这在输出传感器信号中产生非线性度。图33B展示了渐开线凸耳4204。渐开线凸耳也在目标/线圈覆盖范围中具有非零改变速率，这在输出传感器信号中产生非线性度。然而，渐开线凸耳产生比正方形凸耳小的非线性度。图33C展示了包括目标对传感器的至少一部分的恒定覆盖范围的凸耳4206(例如，凸耳4100)。如上文所描述的，通过始终具有目标对传感器的一些覆盖范围，传感器的覆盖范围改变将随着砧座旋转而保持为零。

图34A和图34B展示了包括目标4002的另一砧座4000，该砧座为砧座旋转传感器进行检测提供一致几何形状。两个目标4002提供180度的覆盖范围。当一个目标离开时，另一目标必须以相等速率移动到范围中。屏蔽4004阻挡锤子以使其免受砧座旋转传感器影响以避免干扰。如图34B中所示出的，目标与砧座旋转传感器之间的气隙距离的大小被确定成使得从屏蔽4004到砧座旋转传感器的距离是从目标到砧座旋转传感器的距离的至少两倍。在一些实施例中，砧座旋转传感器与屏蔽之间的距离是恒定的。

一些实施例提供了一种计算电机的输出驱动装置的输出旋转角度以检测紧固件的就位并且基于计算出的输出旋转角来改变电机的驱动参数(即，速度)的方法。

一些实施例进一步提供了一种检测电机的轴在冲击驱动器或扳手上的冲击之间旋转地行进的角距离从而推断出电机的输出驱动装置的输出旋转角度以检测紧固件的就位并且基于计算出的输出旋转角度来改变电机的驱动参数(即，速度)的方法。

一些实施例进一步提供了一种检测电机的输出驱动装置的输出旋转角度以在达到预定角度阈值时改变电机的驱动参数的方法。

在一些实施例中，砧座被热处理(例如，穿透渗碳)。如果砧座是渗碳的，则砧座的耐磨性和强度将在恶劣冲击环境中提高。取决于目标和屏蔽的结构，可以发生穿透渗碳。几何形状可以是一种有用的解决方案，或对薄切片进行遮蔽以避免碳吸收。替代性地，可以消除薄切片。这还可以提高对淬裂的鲁棒性。期望的硬度可以利用感应硬化来实现，但由于不均匀的横截面(例如，单部件砧座/屏蔽/目标设计)而变复杂。穿透渗碳是在砧座外壳从各个侧面产生而较软的韧性芯被消除时发生，这可能在冲击负载中导致断裂。为了消除这个风险，确保t>2c和w>c和/或遮罩(如电镀或临时粘贴)应用于表面以在热处理期间防止表面渗碳，其中，t是总芯的宽度，c是壳层的宽度，并且w是总芯的不具有壳层的剩余部分。

因此，本文所描述的实施例尤其提供用于基于由冲击引起的驱动角度来控制具有冲击机构的电动工具的系统和方法。在以下的权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims (20)

1.一种电动工具，包括：

壳体；

无刷直流(DC)电机，该无刷直流电机在该壳体内，其中，该无刷DC电机包括转子和定子，其中，该转子联接到电机轴以产生旋转输出；

冲击机构，该冲击机构包括：

锤子，该锤子联接到该电机轴，以及

砧座，该砧座被配置成从该锤子接收冲击；

输出驱动装置，该输出驱动装置包括联接到该砧座并且被配置成旋转以执行任务的轴；

目标，该目标定位在该轴上；

磁屏蔽件，该磁屏蔽件定位在该轴上在该目标与该砧座之间；以及

位置传感器，该位置传感器包括：

感应传感器，该感应传感器定位成接近该目标，

第一传输电路迹线，以及

第一接收电路迹线，其中，该感应传感器被配置成在该第一传输电路迹线上注入信号并且检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号以确定该砧座的位置；以及

控制器，该控制器联接到该位置传感器并且被配置成：

基于该砧座的所确定位置来计算由该冲击导致的该砧座的驱动角度，并且

基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

2.如权利要求1所述的电动工具，其中，为了计算该驱动角度，该控制器被配置成：

基于该第一输出信号来确定在该锤子与该砧座之间发生第一冲击时该砧座的第一旋转位置，

基于该第二输出信号来确定在该锤子与该砧座之间发生第二冲击时该砧座的第二旋转位置，并且

基于该第一旋转位置和该第二旋转位置来确定该输出驱动装置所经历的驱动角度。

3.如权利要求2所述的电动工具，其中，为了基于该第一旋转位置和该第二旋转位置来确定该输出驱动装置所经历的该驱动角度，该控制器被配置成：

确定该第二旋转位置与该第一旋转位置之间的差，

从该第二旋转位置与该第一旋转位置之间的该差减去预定角度，并且

基于该第二旋转位置与该第一旋转位置之间的该差减去该预定角度来确定该输出驱动装置所经历的该驱动角度。

4.如权利要求2所述的电动工具，其中，该控制器被配置成：

基于该输出驱动装置所经历的该驱动角度通过基于该输出驱动装置所经历的该驱动角度调整该无刷DC电机的速度来控制该无刷DC电机。

5.如权利要求1所述的电动工具，其中，为了基于该驱动角度来控制该无刷DC电机，该控制器被配置成：

通过积累该砧座的多个计算出的驱动角度中低于驱动角度阈值的该砧座的每个计算出的驱动角度的值来确定旋转计数，并且

响应于确定该旋转计数大于旋转阈值而减小该无刷DC电机的速度。

6.如权利要求5所述的电动工具，进一步包括：

收发器，该收发器联接到该控制器，其中，该控制器被配置成经由该收发器从外部装置无线地接收该旋转阈值。

7.如权利要求1所述的电动工具，其中，为了基于该驱动角度来控制该无刷DC电机，该控制器被配置成：

确定该砧座的驱动角度是否小于驱动角度阈值，并且

响应于确定该砧座的驱动角度小于该驱动角度阈值而减小该无刷DC电机的速度。

8.如权利要求1所述的电动工具，其中，为了基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机，该控制器被配置成：

确定该砧座的驱动角度是否小于驱动角度阈值，

响应于确定该砧座的驱动角度小于该驱动角度阈值而针对检测到的冲击使冲击计数器递增，

确定该冲击计数器是否已达到冲击计数器阈值，并且

响应于确定该冲击计数器已达到该冲击计数器阈值而减小该无刷DC电机的速度。

9.如权利要求8所述的电动工具，进一步包括：收发器，该收发器联接到该控制器，其中，该控制器被配置成经由该收发器从外部装置无线地接收结束速度，并且

其中，为了响应于确定该冲击计数器已达到该冲击计数器阈值而减小该无刷DC电机的速度，该控制器被配置成将该无刷DC电机的速度从第一速度减小到该结束速度。

10.如权利要求1所述的电动工具，其中，该位置传感器进一步包括：

第二接收电路迹线，其中，该感应传感器被配置成

检测该第二接收电路迹线上的第二输出信号，并且

基于该第一输出信号和该第二输出信号来确定该砧座的位置。

11.如权利要求10所述的电动工具，其中：

该第一接收电路迹线具有第一正弦配置，

该第二接收电路迹线具有从该第一正弦配置偏移90度的第二正弦配置，并且

该感应传感器被配置成基于该第一输出信号和该第二输出信号来计算反正切函数以确定该砧座的角位置。

12.如权利要求10所述的电动工具，其中，该目标包括：

第一目标凸耳，该第一目标凸耳在该砧座的旋转路径的第一部分期间与该第一接收电路迹线和该第二接收电路迹线电路重叠，以及

第二凸耳目标，该第二凸耳目标在该砧座的旋转路径的第二部分期间与该第一接收电路迹线和该第二接收电路迹线电路重叠。

13.一种控制电动工具的方法，包括：

驱动无刷直流(DC)电机，其中，该无刷DC电机包括转子和定子，其中，该转子联接到电机轴以产生旋转输出；

由冲击机构的联接到该电机轴的锤子冲击该冲击机构的砧座，以使包括联接到该砧座的轴的输出驱动装置旋转；

由定位成接近定位在该轴上的目标的位置传感器感测该砧座的位置，其中，磁屏蔽件定位在该轴上在该目标与该砧座之间，该位置传感器包括第一传输电路迹线和第一接收电路迹线，该感测包括：

在该第一传输电路迹线上注入信号，

检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号，以及

基于该第一输出信号来确定该砧座的位置；

基于该砧座的位置来计算该砧座的驱动角度；以及

基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

14.如权利要求13所述的方法，其中，该位置传感器包括第二接收电路迹线，并且确定该砧座的位置包括基于该第一输出信号和该第二接收电路迹线上的第二输出信号来确定该砧座的位置。

15.如权利要求13所述的方法，其中，基于该驱动角度来控制该无刷DC电机包括基于该砧座的驱动角度来减小该无刷DC电机的速度。

16.如权利要求13所述的方法，其中，基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机包括：

通过积累多个计算出的驱动角度中低于驱动角度阈值的每个计算出的驱动角度的值来确定旋转计数，以及

响应于确定该旋转计数大于旋转阈值而减小该无刷DC电机的速度。

17.如权利要求13所述的方法，其中，基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机包括：

确定该砧座的驱动角度是否小于驱动角度阈值，

当该驱动角度小于该驱动角度阈值时针对检测到的冲击使冲击计数器递增，

确定该冲击计数器是否已达到冲击计数器阈值，以及

响应于确定该冲击计数器已达到该冲击计数器阈值而减小该无刷DC电机的速度。

18.一种冲击电动工具，包括：

壳体；

无刷直流(DC)电机，该无刷直流电机在该壳体内，其中，该无刷DC电机包括转子和定子，其中，该转子联接到电机轴以产生旋转输出；

冲击机构，该冲击机构包括：

锤子，该锤子连接到该电机轴，以及

砧座，该砧座被配置成从该锤子接收冲击；

输出驱动装置，该输出驱动装置包括联接到该砧座并且被配置成旋转以执行任务的轴；

目标，该目标定位在该轴上；以及

位置传感器，该位置传感器包括：

感应传感器，该感应传感器定位成接近该目标，

第一传输电路迹线，以及

第一接收电路迹线，其中，该感应传感器被配置成在该第一传输电路迹线上注入信号并且检测该第一接收电路迹线上的第一输出信号；以及

控制器，该控制器联接到该位置传感器并且被配置成：

从该位置传感器接收在第一时间来自该位置传感器的第一位置信号，

接收在第二时间来自该位置传感器的第二位置信号，

基于该第一位置信号和该第二位置信号来计算该砧座的驱动角度，

基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机。

19.如权利要求18所述的冲击电动工具，其中，该位置传感器包括：

第二接收电路迹线，其中，该感应传感器被配置成：

检测该第二接收电路迹线上的第二输出信号，并且

基于该第一输出信号和该第二输出信号来确定该砧座的位置。

20.如权利要求18所述的冲击电动工具，其中，为了基于该砧座的驱动角度来控制该无刷DC电机，该控制器被配置成减小该无刷DC电机的速度。

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