CN115697636A - 使用浮雕特征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、输出驱动设备、位置传感器和控制器。该位置传感器邻近浮雕特征，该浮雕特征可以是凹入的浮雕特征或凸起的浮雕特征，并且被配置成生成指示该砧座的位置的输出信号。该控制器被配置成基于该砧座的确定的位置计算驱动角度，并且基于该砧座的驱动角度控制该无刷DC电机。

Description

使用浮雕特征检测砧座位置的系统和方法

相关申请

本申请要求于2020年6月17日提交的美国临时专利申请号63/040,273的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过援引以其全文并入。

技术领域

本文所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、输出驱动设备、传感器和控制器。该无刷DC电机在该壳体之内。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以及被配置成从该锤子接收冲击的砧座。该砧座包括砧座轴和设置在该砧座轴上的浮雕特征。该浮雕特征具有随着该砧座轴的旋转位置变化的轮廓。该输出驱动设备联接到该砧座，并且被配置成旋转和/或向前/向后移动以执行任务。该传感器定位在该浮雕特征附近。该传感器被配置成生成指示该砧座轴的位置和该砧座轴的运动信息(例如，该砧座轴的速度或加速度)中的至少一个的输出信号。指示该砧座轴的位置的输出信号包括基于旋转运动变化的旋转位置、基于向前/向后运动变化的平移位置或其组合。该砧座轴的运动信息可以包括速度信息、加速度信息或其组合。该控制器联接到该传感器，并且被配置成基于该输出信号计算由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控制该无刷DC电机。

本文所述的传感器包括感测元件、轴和设置在该轴上的浮雕特征。该浮雕特征具有变化的轮廓。该轮廓基于该轴的旋转位置、平移位置或其组合而变化。该传感器定位在该浮雕特征附近。该传感器被配置成生成指示该轴的位置或运动的输出信号。

本文所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。该方法还包括由联接到该电机轴的冲击机构的锤子冲击该冲击机构的砧座，以旋转联接到该砧座的输出驱动设备。该砧座包括砧座轴和设置在该砧座轴上的浮雕特征。该浮雕特征具有随着该砧座轴的旋转位置、该砧座轴的平移位置或其组合而变化的轮廓。该方法还包括通过位置传感器或运动传感器感测该砧座的位置或运动。该传感器定位在该浮雕特征附近。该传感器被配置成生成指示该砧座的位置或运动的输出信号。该方法还包括基于该砧座的位置或运动计算该砧座的驱动角度，以及基于该驱动角度控制该无刷DC电机。

本文所述的方法包括：在第一时间从该传感器接收第一位置或运动信号；在第二时间从该传感器接收第二位置或运动信号；基于该第一位置或运动信号和该第二位置或运动信号，计算该砧座的驱动角度；基于该砧座的驱动角度确定该输出驱动设备所经历的驱动角度；以及基于该输出驱动设备所经历的驱动角度，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不同的方式来实践或执行。而且，将理解，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(including)”、“包括(comprising)”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及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，“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设备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。

通过考虑详细说明和附图，各个实施例的其他方面将变得清楚。

附图说明

图1展示了根据本发明的一个实施例的通信系统。

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、图7、图8、图9、图10和图11展示了通信系统的外部设备的用户界面的示例性截屏。

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19展示了电动工具的砧座位置传感器和凹入的浮雕特征。

图20展示了电动工具的砧座位置传感器和凸起的浮雕特征。

图21展示了砧座位置传感器针对不同浮雕特征轮廓的输出随砧座位置的变化。

图22展示了在不同砧座位置处的图19的凹入的浮雕特征。

图23展示了在不同砧座位置处的双线性凹入的浮雕特征。

图24展示了电动工具的砧座位置传感器和凹槽浮雕特征。

图25A、图25B和图25C展示了电动工具的砧座位置传感器和凹槽浮雕特征，其中凹槽浮雕特征具有随旋转位置变化的深度和节距。

图26A和图26B展示了电动工具的砧座位置传感器和凸起的套筒正弦浮雕特征。

图27A和图27B展示了电动工具的砧座位置传感器和凸起的套筒双线性浮雕特征。

图28展示了电动工具的套筒磁性浮雕特征。

具体实施方式

图1展示了通信系统100。通信系统100包括电动工具设备102和外部设备108。每个电动工具设备102(例如，电池供电的冲击驱动器102a和电动工具电池组102b)和外部设备108可以在其位于彼此的通信范围内时进行无线通信。每个电动工具设备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、传感器信息等。因此，使用外部设备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设备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。外部设备108还可以将数据传输到电动工具设备102以用于电动工具配置、固件更新或发送命令(例如，打开工作灯)。外部设备108还允许用户为电动工具设备102设定操作参数、安全参数、选择工具模式等。

外部设备108例如可以是智能电话(如所展示)、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)或能够与电动工具设备102进行无线通信并提供用户界面的另一个电子设备。外部设备108提供用户界面并允许用户访问工具信息并与之交互。外部设备108可以接收用户输入，以确定操作参数、启用或禁用特征等。外部设备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操作。

外部设备108包括与电动工具设备102的无线通信接口或模块兼容的通信接口。外部设备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，外部设备108准许用户访问与电动工具设备102相关的数据，并且提供用户界面使得用户可以与电动工具设备102的控制器进行交互。

另外，如图1中所示，外部设备108还可以与通过网络114连接的远程服务器112共享从电动工具设备102获得的信息。远程服务器112可以用于存储从外部设备108获得的数据、将附加的功能及服务提供给用户、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其电动工具设备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设备102的所经历的效率、电动工具设备102的典型使用、以及电动工具设备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、有线连接件、无线连接件等)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，电动工具设备102可以被配置成通过附加的无线通信接口或与电动工具设备102与外部设备108通信所使用的相同的无线通信接口与服务器112直接通信。

电动工具设备102被配置成执行一个或多个特定任务(例如，钻孔、切割、锻造、凿边、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，电动工具设备102可以是检测砧座或另一个内部部件的运动、旋转运动和/或平移运动的旋转锤子。作为另一个示例，电动工具设备可以是与生成旋转输出(例如，以驱动钻头)的任务相关联的冲击扳手。作为另一个示例，液压脉冲工具(该工具也具有输出砧座)可以与驱动旋转输出的任务相关联。

图2展示了作为冲击驱动器104的电动工具设备102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。因此，关于系统100内的冲击驱动器104的描述类似地适用于其他类型的电动工具，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，以及其他合适的电动工具。如图2中所示，冲击驱动器104包括上主体202、手柄204、电池组接收部分206、模式板208、输出驱动设备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。驱动设备210由金属(例如，钢)构成。冲击驱动器104上的驱动设备210是插口。然而，其他电动工具可以具有不同的、专门设计用于与其他电动工具相关联的任务的驱动设备210。电池组接收部分206被配置成接收并联接到将电力提供给冲击驱动器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的模式并向用户指示冲击驱动器104的当前选择的模式，其将在下面更详细地描述。

如图3A所示，冲击驱动器104也包括电机214。电机214致动驱动设备210，并使得驱动设备210能够执行特定任务。主要电源(例如，电池组)215联接到冲击驱动器104，并且提供电能以使电机214通电。电机214基于触发器212的位置而被通电。当触发器212被按下时，电机214被通电，并且当触发器212被释放时，电机214被断电。在所展示的实施例中，触发器212部分地向下延伸手柄204的一定长度；然而，在其他实施例中，触发器212向下延伸手柄204的整个长度，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)，使得该触发器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。在此类实施例中，触发器开关213可以包括例如晶体管。另外，对于这种电触发器开关实施例，触发器212可能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(Hall-Effect sensor))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，这些只是示例，并且替代阈值(以及替代阈值数量)可以用于提供不同的按下精度梯度。由触发器开关213输出的信号可以是模拟的或数字的。

如图3A所示，冲击驱动器104还包括切换网络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包括纽扣电池单元(图4)或另一个类似的小的可替换电源。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接合(例如，机械地、电气地、以及通信地连接)。电池组接口222联接至电力输入单元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接收并且到达无线通信控制器250和控制器226的电力。

切换网络216使得控制器226能够控制电机214的操作。通常，当触发器212如触发器开关213的输出所指示的被按下时，电流从电池组接口222经由切换网络216供应到电机214。当未按下触发器212时，电流没有从电池组接口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激活切换网络216以向电机214提供电力。切换网络216控制电机214可用的电流量，并且因此控制电机214的速度和扭矩输出。切换网络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，切换网络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，例如，一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器、一个或多个运动传感器(例如，陀螺仪)以及一个或多个扭矩传感器。每个霍尔传感器218a将电机反馈信息输出到控制器226，如当电机的转子的磁体跨越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传输控制信号以控制切换网络216驱动电机214。例如，通过选择性地启用和停用切换网络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。控制器226使用电机反馈信息来确保到切换网络216的控制信号的正确定时，并且在一些情况下，以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也联接至控制器226并且从控制器226接收控制信号，以基于冲击驱动器104的不同状态开启和关闭或以其他方式传送信息。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的状况或与其相关联的信息。例如，指示器220被配置成指示冲击驱动器104的测量的电特性、冲击驱动器104的状态、电动工具的模式(例如，如下所述的)等等。指示器220还可以包括用于通过听觉或触觉输出向用户传送信息的元件。

如上所述，控制器226电气和/或通信地连接至冲击驱动器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、操作控制和保护的多个电气和电子部件。例如，控制器226除其他之外还包括处理单元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设备)、存储器232、输入单元234和输出单元236。处理单元230(此处，电子处理器230)除其他之外还包括控制单元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，如通过寄存器传输级(“RTL”)设计过程开发的芯片。

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，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”)卡或其他合适的磁存储器设备、光存储器设备、物理存储器设备或电子存储器设备。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，执行期间的RAM 232、通常永久方式的ROM 232和/或如另一存储器或盘等另一非暂态计算机可读介质)中。冲击驱动器104的实施方式中包括的软件可以存储在控制器226的存储器232中(例如，在程序存储区中)。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执行除其他之外与本文描述的控制过程和方法有关的指令。控制器226还被配置成在存储器232上存储电动工具信息，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相关的其他信息。工具使用信息(如电流水平、电机转速、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。然后此类电动工具信息可以由用户使用外部设备108进行访问。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联接至控制器226。在所展示的实施例中，无线通信控制器250位置接近冲击驱动器104的底部(参见图2)，以节省空间并且确保电机214的磁性活动不会影响冲击驱动器104与外部设备108之间的无线通信。在特定示例中，在一些实施例中，无线通信控制器250位于模式板208下方。

如图3B所示，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、以及实时时钟(“RTC”)260。无线电收发器和天线254一起操作，以向外部设备108和电子处理器258发送无线消息和从其接收无线消息。存储器256可以存储要由电子处理器258实施的指令和/或可以存储与冲击驱动器104与外部设备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与外部设备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通信并且确定在无线通信时要使用的通信协议和/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

协议与外部设备108通信。因此，在所展示的实施例中，外部设备108和冲击驱动器104在其交换数据时处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通过不同类型的无线网络使用其他协议(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可以被配置成通过如互联网或LAN等WAN经由Wi-Fi进行通信，或者通过微微网(例如，使用红外通信或近场通信(“NFC”))进行通信。可以对经由无线通信控制器250的通信进行加密，以保护冲击驱动器104与外部设备/网络108之间交换的数据不被第三方侵入。

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将信息中继到外部设备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从外部设备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连接至冲击驱动器104时从电池组215接收电力，并且在电池组215未连接至冲击驱动器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(该操作数据存储在存储器232中以供稍后导出)进行时间标记并且实现安全特征，用户据此来设定锁定时间，并且当RTC 260的时间超过设定的锁定时间时将工具锁定。

存储器232存储着冲击驱动器104的各种标识信息，包括唯一二进制标识符(UBID)、用于信息交换的美国标准代码[“ASCII”]序列号、ASCII别名和十进制目录号。UBID既独特地标识工具的类型，又为每个冲击驱动器104提供唯一序列号。在一些实施例中，使用了用于唯一地标识冲击驱动器104的附加或替代技术。

图4展示了模式板208的更详细的视图。模式板208是冲击驱动器104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LED 296a至296e之一(参见图3A)以及指示符号298a至298e中相关联的一个(例如，“1”、“2”、“3”、“4”和无线电波符号)。当LED 296被启用时，照亮相关联的指示符号298。例如，当LED 296a被启用时，照亮“1”(指示符号298a)。

冲击驱动器104具有五种可选模式(一、二、三、四和自适应)，每种模式都与模式指示器294a至294e中不同的一个模式指示器相关联。模式选择开关290是在每次按下时循环通过五种可选模式(例如，模式1、2、3、4、自适应、1、2等等)的按钮。自适应模式由指示符号298e(无线电波符号)表示。在自适应模式下，用户能够经由外部设备108配置冲击驱动器104，如在下面进一步详细描述的。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，例如，滑动开关、旋转开关等。

参考图5，模式一、二、三和四分别各自与模式简档配置数据块(“模式简档”)300a至300d相关联，这些模式简档配置数据块保存在(模式)简档库302中的存储器232。每个模式简档300包括定义工具104在被用户激活时(例如，在按下触发器212时)的操作的配置数据。例如，特定模式简档300可以指定电机速度、何时停止电机、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。存储器232中还存储有工具操作数据304，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)、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，是否以及何时按下触发器以及按下量)。

外部设备108包括存储器310，该存储器存储核心应用程序软件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，该工具数据包括接收到的工具标识符322和接收到的工具使用数据324(例如，工具操作数据)。外部设备108进一步包括电子处理器330、触摸屏显示器332以及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允许外部设备108向用户输出可视数据并接收用户输入。尽管未示出，但外部设备108可以包括另外的用户输入设备(例如，按钮、拨盘、拨动开关和用于语音控制的麦克风)以及另外的用户输出(例如，扬声器和触觉反馈元件)。另外，在一些情况下，外部设备108具有没有触摸屏输入功能的显示器，并经由如按钮、拨盘和拨动开关等其他输入设备接收用户输入。外部设备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进一步通过网络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实现外部设备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Wi-Fi或蜂窝通信)。

服务器112包括电子处理器340，该电子处理器使用网络接口342通过网络114与外部设备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库346和工具数据348。

返回到外部设备108，核心应用程序软件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进行交互。在一些实施例中，用户可以使用外部设备108来访问软件应用程序的数据库(例如，“app商店”或“app市场”)，以定位和下载核心应用程序软件312，该软件可以被称为“app”。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程序软件312捆绑，使得例如下载该“app”包括下载核心应用程序软件312、工具模式简档314和工具界面318。在一些实施例中，该app是使用其他技术获得的，如使用外部设备108上的web浏览器从网站下载的。如从下面的描述中将变得显而易见的，至少在一些实施例中，外部设备108上的app为用户提供了用于控制、访问大量不同类型的工具和/或与之交互的单个入口点。例如，这种方法与对于每种类型的工具或对于一小组相关类型的工具具有独特的app形成对比。

图6展示了在触摸屏显示器332上的GUI的附近设备屏幕350。附近设备屏幕350用于识别外部设备108的无线通信范围内的电动工具102(例如，本地电动工具)并与其进行通信配对。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，并识别无线通信范围内正在进行宣传的任何电动工具102(例如，广播其UBID以及其他有限信息)。然后将所识别的正在进行宣传的电动工具102列在附近设备屏幕350上。如图6所示，响应于扫描，将三个正在进行宣传的电动工具102(正在进行宣传的工具354a至354c)列在所识别的工具列表356中。在一些实施例中，如果电动工具102已经与不同的外部设备进行通信配对，则电动工具102未正在进行宣传，并且因此，即使电动工具102可能位于外部设备108附近(在无线通信范围内)，也不被列在所识别的工具列表356中。外部设备108可操作以与处于可连接状态的工具354配对。外部设备108提供所识别的工具列表356中的可视状态指示358，指示正在进行宣传的工具354是处于可连接状态还是宣传状态。例如，当工具处于可连接状态时，工具的视觉状态指示358可以以一种颜色显示，并且当工具不处于可连接状态时，视觉状态指示可以以另一种颜色显示。外部设备108使用从工具354接收的UBID来识别每个工具354的工具类型、以及相应的视觉状态指示358，该视觉状态指示可以包括与工具类型相关联的图标或缩略图图像(例如，覆盖有

图标的冲击驱动器的缩略图图像，如正在进行宣传的工具354a所示)。

根据附近设备屏幕350，用户可以从所识别的工具列表356中选择工具354之一与所选工具354进行通信配对。外部设备108可以与之通信的每种类型的电动工具354包括存储在工具界面318中的相关联的工具图形用户界面(工具界面)。一旦发生通信配对，核心应用程序软件312就访问工具界面318(例如，使用UBID)以获得适用于配对的工具类型的工具界面。然后触摸屏显示器332显示出适用的工具界面。工具界面包括使用户能够获取工具操作数据、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通用的，但通常，每个工具界面都包括特定于相关联的工具类型的屏幕和选项。根据实施例，冲击驱动器104可以具有用于用户输入按钮、触发器、开关和拨盘的有限空间。然而，外部设备108和触摸屏显示器332为用户提供了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，外部设备108为冲击驱动器104提供了扩展的用户界面，从而对工具提供了比通过物理用户界面部件以其他方式可能或期望的冲击驱动器104的进一步定制和配置。以下可见进一步解释了扩展用户界面的方面和优点的示例。

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包括用于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中所示的缩略图图像或图标358相同，而不覆盖

图标。主屏幕370还包括断开连接输入372，该断开连接输入使用户能够断开外部设备108与配对的冲击驱动器104之间的通信配对。主屏幕370进一步包括四个可选选项：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向配对的冲击驱动器104发送命令，请求配对的冲击驱动器104提供用户可感知的指示，如闪烁工作灯217、指示器的灯220、闪烁LED 296、使用指示器220的扬声器发出可听见的蜂鸣声、和/或使用电机214使该工具振动。然后用户可以识别与外部设备108通信的特定工具。

选择工具控件374使得显示工具界面的控制屏幕，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，显示的控制屏幕取决于特定简档类型。换句话说，通常，每种类型的模式简档都具有特定的控制屏幕。每个控制屏幕都具有某些可定制的参数，这些参数一起形成模式简档。由外部设备108在选择工具控件374时显示的特定控制屏幕是冲击驱动器104的当前所选的模式简档(例如，模式简档300a至300e之一)。为此，在选择工具控件选项374时，外部设备108请求并接收来自冲击驱动器104的模式简档300a至300e中当前选择的一个模式简档。外部设备108识别模式简档300a至300e中选择的一个模式简档的模式简档类型，为该模式简档类型生成适当的控制屏幕，并根据来自接收到的模式简档300的设置填充各种参数设置。

当冲击驱动器104在自适应模式下操作时，显示在外部设备108的控制屏幕380上的当前所选的模式简档作为临时模式简档300e存储在外部设备108中。另外，当冲击驱动器104处于自适应模式时，冲击驱动器104根据临时模式简档300e操作。临时模式简档300e中的简档数据源(以及控制屏幕380上显示的内容)有所不同。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，在用户使得冲击驱动器104使用模式选择开关290进入自适应模式之后，冲击驱动器104在触发器拉动时开始操作，就像当前选择了模式1(模式简档300a)。另外，随着控制屏幕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相关的信息(模式简档类型和模式简档参数)显示在控制屏幕上。

在一些实施例中，另一个模式简档300(例如，300b至300d)在第一次进入自适应模式时被复制到临时模式简档300e中并(作为临时模式简档300e)被提供给外部设备108用于填充控制屏幕380。在仍其他实施例中，在选择工具控件374时显示的控制屏幕380是对于特定工具类型具有默认简档数据的默认控制屏幕，并且外部设备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并保存为临时模式简档300e。

进一步，假设冲击驱动器104处于自适应模式，在外部设备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，相关联的模式简档300a至300d被保存为临时模式简档300e并发送到外部设备108并填充控制屏幕(根据模式简档类型和模式简档参数)。另外，假设冲击驱动器104处于自适应模式，用户可以使用设置选择器401来选择模式简档类型。在选择设置选择器401后，示出了针对特定类型的配对冲击驱动器104的可用简档列表(简档列表)402(参见例如，图9)。简档列表402包括通过网络114从工具简档314和/或从工具简档库346获得的简档404。这些所列的简档404包括默认简档(自定义驱动控制简档404a和混凝土锚栓简档404b)以及先前由用户生成和保存的自定义简档(例如，墙用螺丝简档404c和甲板模式404d)，如下文更详细描述的。在选择工具简档404之一后，所选简档404及其默认参数展示在外部设备108的控制屏幕380上，并且简档404如当前所配置的被发送到冲击驱动器104并且保存为临时模式简档300e。因此，在拉动另外的触发器后，冲击驱动器104将根据工具简档404中选择的一个工具简档操作。

当在冲击驱动器104上当前选择了自适应模式时，如由被照亮的指示符号298e(图4)所指示的，用户能够使用控制屏幕380配置冲击驱动器104(例如改变临时模式简档300e的一些参数)。当冲击驱动器104处于其他四种工具模式之一时，如由指示符号298a至298d之一所指示的，冲击驱动器104当前不可经由控制屏幕380进行配置。例如，在图10中，当电动工具(例如，冲击驱动器104)当前不处于自适应模式时，展示了控制屏幕381。此处，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)不处于自适应模式的消息382，并且无线符号384显示为灰色，以进一步指示电动工具(例如，冲击驱动器104)不处于自适应模式。因此，当冲击驱动器104不处于自适应模式并且用户选择模式简档按钮400之一时，冲击驱动器104提供了由用户选择的相关联的模式的模式简档300，但是不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不处于自适应模式时，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处于自适应模式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，用户能够经由速度文本框390或速度滑块391调整起始速度，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改变降低速度所需的旋转或冲击，用滑块395a、工作灯文本框395b以及“始终开启”切换键395c调整工作灯持续时间，并经由工作灯亮度选项396调整工作灯强度。

在一些实施例中，外部设备108和冲击驱动器104启用临时模式简档300e的及时或实时更新。当及时更新(后文为实时更新)时，随着在控制屏幕380上对参数进行改变，更新冲击驱动器104的临时模式简档300e，而不需要由用户在外部设备108的GUI上或在电动工具上进行随后的保存步骤或其他动作。换句话说，当实时更新时，外部设备108响应于接收改变参数之一的用户输入，而并非响应于保存临时模式简档300e的用户输入，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的起始速度被设置为每分钟2900转(RPM)。当实时更新时，当用户通过将其手指拖过速度滑块391以将速度滑块391向左滑动，并且然后在达到新速度时，将其手指从外部设备108的触摸屏显示器332上移走时，外部设备108将在用户的手指从屏幕移走时将新选择的起始速度传输到冲击驱动器104，以更新临时模式简档300e，而不需要用户另外按下按钮或其他动作。实时更新也适用于控制屏幕380上的其他参数，如降低速度和工作灯参数所需的旋转或冲击。实时更新使得能够快速定制电动工具(例如，冲击驱动器104)，使得用户可以使用更少的按键快速测试和调整各种简档参数。相比于实时更新，在一些实施例中，在将速度滑块391滑动到新的速度后，用户必须按下保存按钮(例如，图10中的保存按钮408)以在临时模式简档300e上实现起始速度参数的更新。

用户也能够经由控制屏幕(例如，控制屏幕380)将设置的模式简档保存到冲击驱动器104。更具体地说，用户能够用控制屏幕上指定的模式简档覆盖简档库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所示，按下保存按钮导致核心应用程序软件生成请求用户命名所创建的模式简档的保存提示410，并通过选择模式标签414之一来指定用所创建的模式简档来覆盖模式简档300a至300d中的哪一个。响应于用户输入(例如，选择模式标签414之一并选择保存按钮412)，外部设备108将生成的模式简档发送给冲击驱动器104。电子处理器230接收生成的模式简档，并覆盖简档库302中指定的由用户用生成的模式简档覆盖的模式简档300。例如，在图11中，用户已将生成的模式简档命名为“甲板模式”，并指定电子处理器230用生成的“甲板模式”模式简档来覆盖模式简档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来选择用生成的模式简档来覆盖多于一个模式简档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中的任何一个，而选择不用生成的模式简档来覆盖模式简档300a至300e中的任一个。在这种实施例中，生成的模式简档被保存在服务器112上的简档库346中，而不是在冲击驱动器104上。用另一个简档(例如，新简档)覆盖简档(例如，先前简档)可以包括例如将新简档存储在存储器中存储先前简档的位置处，从而擦除先前简档并用新简档替换存储器中的该简档，或者可以包括将新简档存储在存储器中的另一个位置处并更新简档指针，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。

如上所述，在一些实施例中，除非冲击驱动器104处于自适应模式，否则外部设备108无法覆盖简档300的数据(参见图10)。此方面防止与当前操作冲击驱动器104的用户分开的潜在的恶意个体调整冲击驱动器104的工具参数，除非用户将冲击驱动器104置于自适应模式。因此，冲击驱动器104的用户可以防止其他人通过在其他四种模式之一下操作冲击驱动器104来调整参数。在一些实施例中，为了实施此方面，基于硬件或固件的互锁防止电子处理器230写入简档库302，除非冲击驱动器104处于自适应模式。此外，当冲击驱动器104正在操作时，基于硬件或固件的互锁防止电子处理器230写入简档库302。电子处理器230可以基于按下触发器212或来自指示电机旋转的霍尔传感器的输出来检测冲击驱动器104正在操作。因此，即使当冲击驱动器104处于自适应模式，如果冲击驱动器104当前正在操作，则即使当冲击驱动器104处于自适应模式，并且外部设备108向冲击驱动器104传送生成的简档(例如，响应于用户选择保存按钮408)，电子处理器230也不会更新或写入简档库302。

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向外部设备108输出指示冲击驱动器104当前是否正在操作的信号。进而，外部设备108向用户提供指示，如通过以下至少一项：无线符号384改变颜色(例如，变为红色)或闪烁以及当冲击驱动器104当前正在操作时显示消息。此外，当外部设备108接收到冲击驱动器104当前正在操作的指示时，阻止了经由控制屏幕更新参数的能力，类似于图10的控制屏幕381。

返回到图7，在主屏幕370上选择恢复出厂设置379会导致外部设备108从工具模式简档314或从服务器112上的工具简档库346获得默认模式简档，并且向冲击驱动器104提供默认简档，然后该冲击驱动器用默认模式简档覆盖简档库302。

主屏幕370对于所有、许多或几种工具界面318在外观和感觉上可能是相似的，尽管图标371可以基于与外部设备108配对的特定电动工具而针对特定工具界面定制。此外，图标下面列出的选项可以添加“获得数据”选项，该选项使用户能够从工具中选择和获得操作数据，以便在外部设备108上显示和/或发送到服务器112作为工具数据348的一部分进行存储。另外，在不打算由外部设备108配置特定工具的情况下，工具控件374和管理简档376选项可以不包括在主屏幕370上。

在一些实施例中，在冲击驱动器104上设置了与模式选择开关290分开的自适应模式开关。例如，LED 296e(图3A)可以是组合的LED按钮开关，由此，在第一次按压组合的LED按钮开关时，冲击驱动器104进入自适应模式，并且在第二次按压开关时，冲击驱动器104返回到其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可以循环通过模式1至4，但不通过自适应模式。此外，触发器拉动和/或将正向/逆向选择器219放置到特定位置(例如，空档)的某些组合可能导致冲击驱动器104进入和退出自适应模式。

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栓简档，该简档具有以下参数：起始速度、结束速度、降低速度所需的旋转或冲击、以及多个工作灯参数。可用于在外部设备108的控制屏幕上定制的特定参数基于模式简档类型而变化。

工具界面318的控制屏幕将边界放置在用户可以为特定参数输入的值上。例如，在图8A中，起始速度不能设定高于第一预定义阈值或低于第二预定义阈值(例如，不能设定低于最大阈值2900RPM或低于最小阈值360RPM)。冲击驱动器104进一步包括边界检查模块，该边界检查模块例如位于存储在存储器232上并由电子处理器230执行的固件中。在从外部设备108接收新的简档以保存在简档库302中时，边界检查模块确认每个特征的每个参数都在最大和最小边界(或阈值范围)内或是以其他方式用于特定参数的有效值。例如，边界检查模块确认为混凝土锚栓简档设定的起始速度在第一预定义阈值和第二预定义阈值(例如，360RPM至2900RPM)的范围内。在一些情况下，在每次触发器拉动时，边界检查模块确认电动工具的当前简档的特征的参数值在可接受的边界内。为了执行边界检查，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的最大和最小阈值(或边界)，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是否在可接受的边界内。边界检查模块提供了附加的安全层，以防止恶意生成或损坏的简档、特征和参数值。

在边界检查模块确定参数值在可接受的范围之外时，控制器226可操作以向外部设备108输出指示错误的警报消息(该警报消息可以在触摸屏显示器332上以文本形式显示)，驱动(多个)指示器220、LED 296a至296e中的一个或多个，振动电机，或其组合。

在工具界面318的一些控制屏幕上，设置了参数辅助框。参数辅助框包括工作因素输入，这些工作因素输入允许用户指定电动工具将在其上进行操作的工件的详细信息(例如，材料类型、厚度和/或硬度)，由电动工具驱动的紧固件的详细信息(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/或电动工具的输出单元的详细信息(例如，锯片类型、锯片齿数、钻头类型和/或钻头长度)。例如，混凝土锚栓简档控制屏幕380包括参数辅助框805，如图8A至图8B所示。参数辅助框805包括工作因素输入，这些工作因素输入允许用户指定锚栓类型(例如，楔形或插入式)、锚栓长度、锚栓直径和混凝土强度(例如，以磅每平方英寸(PSI)为单位)。例如，通过选择参数辅助框805，生成了参数辅助屏幕，在该参数辅助屏幕上用户可以通过使用触摸屏显示器332循环通过值来指定每个工作因素输入。在完成工作因素输入的键入后，外部设备108调整简档的参数。例如，在图8A和图8B中，起始速度参数、结束速度参数和降低速度参数所需的旋转(或冲击，在各种实施例中)的值由外部设备108基于参数辅助框805的工作因素输入进行调整。如果需要，用户可以能够进一步调整一些或全部参数(例如，使用如图8A和图8B所示的GUI上的滑块)。为不同的简档类型提供了不同的参数辅助框，并且每个参数辅助框可以包括适合于特定简档类型的工作因素输入。此外，控制屏幕380上的参数的一个或多个边界(或阈值)值可以由外部设备108基于参数辅助框805的工作因素输入进行调整。例如，可由用户选择的用于起始速度参数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所示，混凝土锚栓简档的参数包括适用于单个工具操作(紧固)的不同阶段(或区域)的具有相同参数类型(电机速度)的两个用户可调整的参数。例如，对于混凝土锚栓简档，控制屏幕380可操作以接收用户选择，这些用户选择指定在紧固操作的起始阶段和驱动阶段期间的起始电机速度，以及在紧固操作的最终/结束阶段期间的结束速度。控制器226确定紧固操作的不同阶段何时发生以及何时在其间转换，如下文将更详细解释的。在一些实施例中，在混凝土锚栓简档的各个阶段，控制器226以用户选择的速度驱动电机214，而不管触发器212按下的量，只要触发器212至少被部分按下。换句话说，根据各种实施例，电机214的速度不会基于触发器212按下的量而变化。在其他实施例中，将混凝土锚栓简档中用户选择的速度作为最大速度值。因此，在这些实施例中，电机214的速度基于触发器212按下的量而变化，但控制器226确保电机214不超过各个阶段用户选择的速度。

混凝土锚栓简档可以在冲击驱动器104上实施用于在砌筑应用期间使用，如当使用冲击驱动器104以将锚栓驱动到混凝土中时。使用混凝土锚栓简档可以提高从一个混凝土锚栓到下一个混凝土锚栓的可重复性，并减少由于施加太大扭矩或以太大速度驱动而导致的锚栓断裂(例如，通过检测锚栓何时位于接头内)。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。因此，锚栓是否位于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)。混凝土锚栓简档允许控制器226检测锚栓何时位于接头内，并作为响应将电机速度降低到结束速度。

具体地，当以混凝土锚栓简档操作时，控制器226可以初步控制电机214以用户设定的起始速度操作。然后控制器226监测电机214的旋转特性，并确定冲击是否发生在冲击驱动器104上，如下文将更详细解释的。在检测到某个电机旋转特性之后，控制器226控制电机214以较慢的速度(即，结束速度)操作。在一些实施例中，外部设备108将结束速度限制为小于起始速度。例如，当在控制屏幕380a上将起始速度设定为2000RPM时，外部设备108可以阻止将结束速度设定为2000RPM或更高的值。

控制器226基于角度检测方法来调整电机214的速度，该方法计算输出驱动设备210的推断位置或推断运动。例如，控制器226基于以下各项检测何时在冲击驱动器104上发生冲击，例如，检测加速度、速度、瞬时电流量的变化或电流变化、使用麦克风的冲击声、使用加速度计的冲击振动、或使用运动传感器(例如，陀螺仪)的冲击。控制器226可以使用冲击计数器(例如，通过在存储器232上执行软件来实施)，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来监测电机214的轴的位置，包括每次冲击发生时轴的旋转或平移位置。在一些实施例中，控制器226使用砧座位置传感器218c来监测驱动设备210的旋转或平移位置。运动信息(速度、加速度)可以直接确定(例如，当包括运动传感器时)或间接确定(例如，当包括位置传感器时基于位置确定)。

图12A和图12B示出了冲击机构1200，该冲击机构是冲击驱动器104的冲击机构的示例。基于冲击驱动器104的冲击机构1200的设计，电机214在冲击之间旋转至少预定的度数(即，用于冲击机构1200的180度)。冲击机构1200包括带有向外延伸的凸耳1207的锤子1205和带有向外延伸的凸耳1215的砧座1210。砧座1210经由轴1212联接到输出驱动设备210。在一些实施例中，输出驱动设备210包括齿轮箱输出，该齿轮箱输出用于与齿轮箱接合以驱动另一输出轴。图12A和图12B展示了螺旋锥齿轮箱输出，然而，也可以使用其他类型的齿轮箱输出，如直锥齿轮、螺旋锥齿轮等。在一些实施例中，省略了齿轮箱输出并且输出驱动设备210直接与工件接合。例如，输出驱动设备210可以是如图2所示的插口、卡盘或某种其他合适类型的工件接口。在操作期间中，当砧座1210遇到一定量阻力时，例如，当将紧固件驱动到工件中时，发生冲击。当遭遇此阻力时，锤子1205继续旋转。联接到锤子1205的背面的弹簧使锤子1205通过轴向后退脱离砧座1210。一旦脱离，锤子1205就将轴向和旋转推进以再次接合(即，冲击)砧座1210。当操作冲击机构1200时，锤子凸耳1207每180度冲击一次砧座凸耳1215。因此，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，并且然后在重复此过程之前与砧座1210旋转一定量。为了进一步参考冲击机构1200的功能，参见例如，于2014年3月14日提交的美国申请号14/210,812中讨论的冲击机构，该美国申请通过援引以其全文并入本文。尽管示出了每180度冲击砧座凸耳1215的两个锤子凸耳1207，但根据不同的实施例，可以使用多于两个锤子凸耳1207，这将改变分离的度(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监测冲击之间电机214的轴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1210一起旋转的距离。例如，当冲击驱动器104正在将锚栓驱动到较软的接头中时，锤子1205可以在冲击之间旋转225度。在此225度的示例中，旋转45度包括锤子1205和砧座1210彼此接合，并且180度只包括在锤子凸耳1207再次冲击砧座1210之前锤子1205的旋转。图13至图16展示了锤子1205和砧座1210在不同操作阶段的这种示例性旋转。

图13A和图13B分别示出了砧座1210和锤子1205在第一时间(例如，紧接在锤子凸耳1207A、1207B脱离砧座1210的凸耳125之后(即，在锤子1205和砧座1210的冲击和接合的旋转发生之后))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在第一时间的第一旋转锤子位置(例如，恰好在锤子凸耳1207A和1207B从砧座1210轴向后退了时)。在锤子1205通过轴向后退脱离砧座1210后，锤子1205继续旋转(如图13B中的箭头所指示)，而砧座1210保持在第一旋转砧座位置。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所示，砧座1210在第二时间保持在第一旋转砧座位置。如图14B所示，锤子1205已经旋转180度到第二旋转锤子位置(如图14B中的箭头，以及锤子凸耳1207A和1207B从图13B到图14B的位置变化所指示的)。

在锤子凸耳1207A和1207B与砧座凸耳1215之间发生冲击后，锤子1205和砧座1210以相同的旋转方向一起旋转(如图15A和图15B中的箭头所指示)，该相同的旋转方向产生的扭矩提供给输出驱动设备210以例如将锚栓驱动到混凝土中。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再次通过轴向后退与砧座1210脱离之后)的旋转位置。作为示例，在图15A和图15B中，在第三时间，锤子1205处于第三旋转锤子位置，并且砧座1210处于第二旋转砧座位置，该第二旋转砧座位置与第一旋转砧座位置大约成45度，如驱动角度1505所指示的。驱动角度1505指示砧座1210在事件之间(例如，在非运动周期之间或冲击之间)旋转的度数，该度数对应于输出驱动设备210在事件之间旋转的度数。

如上所述，在锤子1205脱离砧座1210后，锤子1205继续旋转(如图16B中的箭头所指示)，而砧座1210保持在相同的旋转位置。图16A和图16B分别示出了砧座1210和锤子1205在另外的时间(例如，发生第二冲击时刻)的旋转位置。如图16A所示，砧座1210在第四时间保持在第二旋转砧座位置。如图16B所示，锤子1205已经从第三旋转锤子位置旋转180度到第四旋转锤子位置。关于图14B(即，第一时间(例如，当发生第一冲击运动时))，锤子1205已经旋转了225度(即，在先前的冲击之后与砧座1210接合时的45度和从砧座1210脱离之后的180度)。尽管特定的旋转度用于上述示例性目的，但可以理解，特定的旋转度可以变化。此外，尽管旋转位置被用作示例，但也可以使用指示冲击的其他信息代替旋转位置或与旋转位置结合使用，如基于运动传感器输出的运动信息(速度、加速度)，或基于轴或其他部件向前/向后移动的平移信息。

如前所述，控制器226可以监测何时发生冲击并且可以监测电机214的轴的位置。利用这些信息，控制器226可以确定输出驱动设备210所经历的驱动角度1505(即，输出驱动设备210已经旋转的度数)。例如，控制器226可以检测每次冲击何时发生并记录轴的旋转或平移位置。然后控制器226可以确定轴在冲击之间旋转的度数。控制器226可以从轴旋转的度数中减去180度，以计算输出驱动设备210所经历的驱动角度1505。

然后所计算的驱动角度1505可以用于指示锚栓被驱动进入的接头的特性并控制电机214。例如，驱动角度1505越小，接头越硬(即，锚栓在较硬的接头中旋转得比在较软的接头中旋转得更少)，反之亦然。因此，较小的驱动角度(例如，小于10度)可以指示锚栓已就位并且不再需要被驱动到混凝土中。因此，对于多于预定冲击数而言，当驱动角度1505小于预定角度阈值(例如，10度)时，控制器226可以控制电机214以较慢的速度运行或可以关闭电机214。

如前面提及并且如图8A和图8B在GUI的控制屏幕380上所示的，混凝土锚栓简档包括参数辅助框805，该参数辅助框用于从用户接收锚栓类型(例如，楔形或插入式)、锚栓长度、锚栓直径和混凝土强度(例如，以磅每平方英寸(PSI)为单位)中的一个或多个。响应于外部设备108接收参数辅助框805中的用户输入，外部设备108调整混凝土锚栓简档的参数(起始速度、结束速度、降低速度到结束速度所需的旋转或冲击数)。外部设备108可以使用查找表来调整参数，该查找表包括对应于参数辅助框805中的用户输入的参数值。如果需要，用户能够如前所述进一步调整每个参数(例如，使用如图8A和图8B所示的GUI上的滑块)。此外，用户可以如前所述调整控制屏幕380b上的工作灯参数。

在一些实施例中，用户在图8A的控制屏幕380上可选择的最大起始速度(例如，2900RPM)是基于控制器226检测冲击的能力来确定的。例如，在高速下，控制器226可能无法检测何时发生冲击，因为由冲击引起的电机加速度变化不够大而无法被识别。因此，可由用户选择的最大起始速度可以设定得足够低，使得即使用户选择在控制屏幕380上显示的最大起始速度，控制器226仍然能够检测冲击。

此外，在各种实施例中，结束速度不可由用户调整。相反，结束速度是由外部设备108基于参数辅助框805的工作因素输入来设定的。另外，外部设备108可以基于参数辅助框805中的用户输入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，如下文将更详细解释的。冲击驱动器104例如响应于如上所述的外部设备108上的用户保存动作而接收包括指定参数的混凝土锚栓简档。

图17展示了实施冲击驱动器104上的混凝土锚栓简档的方法1700的流程图。在框1702处，无线通信控制器250从外部设备108接收混凝土锚栓简档的参数。例如，接收参数作为如本文先前所述的经配置并提供的混凝土锚栓简档的一部分，例如，关于图8A至图8B。在框1705处，控制器226确定触发器212已被按下并启动电机214，如本文先前所述。在框1710处，控制器226将电机速度设定为起始速度(即，第一速度)(或者根据触发器212被按下的量设定电机速度，将最大速度设定为如本文先前所述的起始速度)。在框1715处，控制器226监测电机特性以确定冲击驱动器104是否正在进行冲击，如本文先前所述。当冲击驱动器104没有进行冲击时，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是否正在进行冲击。也就是说，方法1700可以在框1715处循环，直到冲击工具进行冲击。当控制器226确定冲击驱动器104正在进行冲击时，在框1720处，控制器226计算输出驱动设备210所经历的驱动角度1505，如本文先前所述(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之间发生第一次冲击时，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之间发生第二次冲击时，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。然后控制器226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设备所经历的驱动角度。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异，并减去预定角度。预定角度可以指示锤子1205在一段时间(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)内经历的旋转量。例如，参考图12A和图12B中所展示的以及关于图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，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，当锤子包括每个相隔90度的四个凸耳，而不是相隔180度的两个凸耳，并且使用砧座1210操作时，锤子从脱离砧座到冲击砧座经历90度旋转，而不是180度旋转。在该示例中，预定角度是90度。锤子和砧座中分别可以使用各种数量的凸耳，并且锤子的两个凸耳和四个凸耳以及砧座的两个凸耳仅用作示例。此外，平移位置可以代替旋转位置或与旋转位置结合使用，并且旋转位置仅用作示例。

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，由控制器226实施执行存储在存储器232上的软件)。在框1735处，控制器226确定冲击计数器是否等于设定的冲击数(“冲击计数器阈值”)以指示电机214何时降低速度。当冲击计数器不等于冲击计数器阈值时，方法1700继续返回框1720以继续计算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将电机速度设定为结束速度。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继续到框1745。在框1745处，控制器226复位冲击计数器，并且然后继续返回框1720以继续计算冲击之间的驱动角度1505。在替代性实施例中，当在框1725处控制器226确定驱动角度1505不小于的驱动角度阈值时，可以不执行框1745，使得不复位冲击计数器。在这样的实施例中，方法1700保持在框1725处，直到确定驱动角度1505小于驱动角度阈值。

尽管在图17中方法1700的框连续并且以特定顺序展示，但在一些实施例中，一个或多个框并行实施，以与所示顺序不同的顺序实施，或者被绕过。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栓简档(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，框1725、框1730、框1735、框1740和框1745是控制器226基于框1720中确定的驱动角度来控制电机214的示例。

图18展示了实施对冲击驱动器104的控制的方法1800的流程图。在框1802处，无线通信控制器250从外部设备108接收控制简档的参数。例如，在框1802处，接收参数作为如本文先前所述的经配置并提供的混凝土锚栓简档的一部分，例如，关于图8A至图8B。在一些实施例中，参数包括与从电机起始速度到电机结束速度的转换相关联的总旋转次数。

在框1805处，控制器226确定触发器212已被按下并启动电机214，如本文先前所述。在框1810处，控制器226将电机速度设定为第一速度(即，起始速度)(或者根据触发器212被按下的量设定电机速度，将最大速度设定为如本文先前所述的起始速度)。在框1815处，控制器226监测电机特性以确定冲击驱动器104是否正在进行冲击，如本文先前所述。当冲击驱动器104没有进行冲击时，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是否正在进行冲击。

根据各种实施例，框1815可以包括不同的方法，而不是检测冲击以确定螺栓是否紧贴。例如，紧固件或螺栓很早就开始冲击的情况并不少见(例如，由于毛刺或加工不良)。因此，根据各种实施例，可以基于监测砧座旋转来检测多次冲击中每次冲击的角变化率。根据各种实施例，另一种替代性方法是估计每次冲击时从电机向前旋转的砧座旋转，并任选地补偿锤子沿凸轮轴的移动。根据各种实施例，也可以使用其他参数(例如，锤子运动、锤子能量)。根据各种实施例，神经网络(机器学习模型)可以用于检测螺栓是否紧贴。例如，a要使用机器学习模型。如于2020年7月23日提交的PCT专利申请公开号WO 2021/016437中所述的冲击传感器输入的循环神经网络(RNN)、卷积神经网络(CNN)或深度神经网络(DNN)可以在紧固件就位时进行分类，该专利申请的全部内容通过援引并入本文。在确定紧固件就位之后，角旋转可以用于如本文所述的进一步加工。

当控制器226确定冲击驱动器104正在进行冲击时，在框1820处，控制器226计算输出驱动设备210所经历的驱动角度1505，如本文先前所解释(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之间发生第一次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之间发生第二次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。然后控制器226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设备所经历的驱动角度。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异，并减去预定角度。虽然使用了第一旋转砧座位置和第二旋转砧座位置，但根据各种实施例，可以替代地使用锤子位置。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中所展示的以及关于图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，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，当锤子包括每个相隔90度的四个凸耳，而不是相隔180度的两个凸耳，并且使用砧座1210操作时，锤子从脱离砧座到冲击砧座经历90度旋转，而不是180度旋转。在该示例中，预定角度是90度。如前所讨论的，凸耳的数量不受限制，并且具体值仅用作示例。

在框1825处，控制器226累积驱动角度以确定旋转计数，例如，从按下触发器时开始测量。在框1830处，控制器226确定旋转计数是否大于旋转阈值。例如，当累积旋转计数和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一者或两者都可以包括整数值或者可以是其他值(例如，小数值)。当旋转计数不大于旋转阈值时，方法1800循环返回框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将电机速度设定为第二速度(例如，结束速度)。在一些实施例中，结束速度在简档中可以设定为零，以便在满足预定的旋转次数时使电机214停止。虽然累积了运动计数，但可以使用平移计数(例如，基于向前/向后运动)或运动计数(例如，对应于冲击)，并且旋转计数仅用作示例。

尽管在图18中方法1800的框连续并且以特定顺序展示，但在一些实施例中，一个或多个框并行实施，以与所示顺序不同的顺序实施，或者被绕过。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，框1825、框1830和框1835是控制器226基于框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使用累积的旋转计数来确定何时将电机转速降低到结束速度。可以采用旋转计数的使用来替代图17中描述的低于驱动角度阈值的冲击次数的方法或与该方法结合使用。例如，在一些实施例中，控制器226将电机速度降低到响应于旋转计数或响应于驱动角度阈值的结束速度。

方法1700、1800也可以实施用于其他紧固应用。例如，方法1700、1800可以在冲击驱动器或扳手上实施，用于将螺丝或其他紧固件紧固到木材、干墙或另一种基材中。对于一些紧固件和螺栓，实现给定扭矩、张力或其他标准所需的累积角度可能因紧固件(或材料)而异。因此，累积角度可以是进入关闭控制逻辑的多个因素之一，参见例如，PCT公开号WO2021/016437中讨论的控制逻辑，该文献的全部内容先前已通过引用并入。

图19至图28展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和在砧座1210的轴1212上形成的各种浮雕特征1213a至1213l。浮雕特征1213a至1213l是相对于轴1212的直径凸起或凹入的特征。浮雕特征1213a至1213l具有随着轴的旋转位置变化的轮廓。浮雕特征1213a至1213l与砧座位置传感器218c配合，以通过影响砧座位置传感器218c生成的磁场来进行砧座位置测量。由于浮雕特征1213a至1213l具有随着轴1212的旋转位置变化的轮廓，因此对磁场的影响也随轴1212的旋转位置而变化。

在一些实施例中，砧座位置传感器218c是触发电感式传感器，该传感器包括一个发射电路迹线和一个或多个接收电路迹线。砧座位置传感器218c将电流注入发射电路迹线以生成磁场。磁场与砧座1210的轴1212上随着旋转位置而变化的浮雕特征1213a至1213l交互。涡流在砧座轴1212和浮雕特征1213a至1213l中生成。涡流生成磁场，该磁场穿过一个或多个接收电路迹线，并生成随旋转位置变化的输出。砧座位置传感器218c使用在一个或多个接收电路迹线中感应出的电流来确定砧座1210的位置。在一些实施例中，砧座位置传感器218c是使用电感式传感器实施的电感数字转换器(LDC)，该电感式传感器包括与发射电路迹线并联的传感器电容器。磁场受到砧座1210的轴1212上的浮雕特征1213a至1213g的影响。在一些实施例中，传感器电容器上的电压根据砧座1210的旋转位置而变化。在一些实施例中，传感器电容器和发射电路迹线的谐振频率根据砧座1210的旋转位置而变化。

图19展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和凹入的浮雕特征1213a。在一些实施例中，轴1212被加工以形成凹入的浮雕特征1213a。一般而言，凹入的浮雕特征1213a的轮廓随轴1212的旋转位置而变化。如图19所展示，凹入的浮雕特征1213a具有随旋转位置而变化的宽度。发射电流通过砧座位置传感器218c产生磁场，并在轴1212中生成涡流，这些涡流在轴1212的特定旋转位置处受凹入的浮雕特征1213a的轮廓的影响。在一些实施例中，砧座位置传感器218c与轴1212之间的间距在约0.5mm至1.3mm之间。

图20展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和凸起的浮雕特征1213b。在一些实施例中，对轴1212进行加工以形成从轴1212的旋转表面突出的凸起的浮雕特征1213b。一般而言，凸起的浮雕特征1213b的轮廓随轴1212的旋转位置而变化。如图20所展示，凹入的浮雕特征1213a具有随旋转位置而变化的宽度。发射电流通过砧座位置传感器218c产生磁场，并在轴1212中生成涡流，这些涡流在轴1212的特定旋转位置处受凸起的浮雕特征1213b的轮廓的影响。在一些实施例中，砧座位置传感器218c与凸起的浮雕特征1213b之间的间距在约0.5mm至1.3mm之间。

图21展示了具有不同边缘轮廓2100的浮雕特征1213c至1213g。浮雕特征1213c至1213g的边缘轮廓定义了旋转位置的变化方式，就像各个浮雕特征的边缘正在展开。图21所展示的浮雕特征1213c至1213g的边缘轮廓2100是示例，然而，可以设想不同的边缘轮廓2100可以用于实施浮雕特征1213c至1213g。浮雕特征1213c至1213g可以是凸起的特征或凹入的特征。所展示的浮雕特征1213c至1213g表示从轴1212中移除材料以限定凹入的浮雕特征或延伸到轴1212上方的材料以限定凸起的浮雕特征。在一些实施例中，通过在轴上安装套筒来设置凸起的浮雕特征，如下参考图26A、图26B、图27A、图27B和图28所述。浮雕特征1213c至1213g中的每一个在砧座位置传感器218c中生成特征波形，该特征波形用于确定砧座旋转位置。在一些实施例中，设置了多个浮雕特征1213c至1213g。在一些实施例中，多个浮雕特征1213c至1213g是不连续的，以允许计数并且确定旋转位置。

返回参考图21，正弦浮雕特征1213c具有根据轴1212的半径周围的余弦边缘轮廓2105e变化的第一表面2105和根据轴1212的半径周围的正弦边缘轮廓2110e变化的第二表面2110。表面2105、2110跨越具有给定的幅度的各个正弦边缘轮廓的一个周期。一个周期可以对应于上面讨论的一次完全展开(即，各个浮雕特征的边缘被展开一次)。

正弦浮雕特征1213d具有根据轴1212的半径周围的余弦边缘轮廓2115e变化的第一表面2115和根据轴1212的半径周围的正弦边缘轮廓2120e变化的第二表面2120。表面2115、2120跨越各个正弦边缘轮廓的一个周期，这些正弦边缘轮廓具有与正弦浮雕特征1213c中的表面2105、2110相比增加的幅度。

正弦浮雕特征1213e具有根据轴1212的半径周围的余弦边缘轮廓2125e变化的第一表面2125和根据轴1212的半径周围的正弦边缘轮廓2130e变化的第二表面2130。表面2115、2120跨越各个正弦边缘轮廓2125e、2130e的三个周期。

线性浮雕特征1213f具有根据轴的半径周围的线性边缘轮廓2135e变化的第一表面2135和具有轴1212的半径周围没有发生变化的边缘轮廓的第二表面2140。

双线性浮雕特征1213g具有根据轴的半径周围的线性边缘轮廓2145e变化的第一表面2145和根据轴1212的半径周围的线性边缘轮廓2150e相对于表面2145的线性边缘轮廓2145e反向变化的第二表面2150。

图22展示了在不同砧座旋转位置处的图19的凹入的浮雕特征1213a。展示了凹入的浮雕特征1213a在以20°递增的旋转位置处的边缘轮廓2200a至2200i。边缘轮廓2200a至2200i表示从轴1212中移除材料以限定凹入的浮雕特征1213a。

图23展示了实施为凹入的浮雕特征的图21的双线性浮雕特征1213g。展示了浮雕特征1213g在以20°递增的旋转位置处的边缘轮廓2300a至2300i。边缘轮廓2300a至2300i表示从轴1212中移除材料以限定双线性浮雕特征1213g。

图24展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和凹槽浮雕特征1213h。在一些实施例中，轴1212使用球磨机进行加工以形成凹槽浮雕特征1213h。图24的凹槽浮雕特征1213h具有恒定的节距和深度，但凹槽的轴向位置随轴1212的旋转位置而变化。在一些实施例中，凹槽浮雕特征1213h的宽度在4.0mm与8.0mm之间。砧座1210由支撑衬套2400、2405支撑，这些支撑衬套沿轴1212定位于凹槽浮雕特征1213h形成的区域外。支撑衬套2400、2405限制了轴1212绕垂直于旋转轴的轴旋转的能力。支撑衬套2400、2405可以与本文所述的任何浮雕特征一起采用。砧座位置传感器218c与轴1212之间的间距可以根据浮雕特征是凸起的还是凹入的而变化。

图25A至图25C展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和螺旋浮雕特征1213i，其中螺旋浮雕特征1213i具有随旋转位置变化的深度和节距。在一些实施例中，轴1212使用球磨机进行加工以形成螺旋浮雕特征1213i。在一些实施例中，螺旋浮雕特征1213i的节距根据旋转位置而降低。例如，如图25A至图25C所展示，螺旋浮雕特征1213i的节距在一次旋转中从15mm转换到3mm。在一些实施例中，螺旋浮雕特征1213i的深度根据旋转位置而降低。例如，如图25A至图25C所展示，螺旋浮雕特征1213i的深度在一次旋转中从5.5mm转换到0mm。改变螺旋浮雕特征1213i的节距或深度增加了砧座位置传感器218c的输出信号随旋转位置变化的差异。

图26A和图26B展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和凸起的套筒正弦浮雕特征1213j。凸起的套筒正弦浮雕特征1213j通过在砧座1210的轴1212上放置具有所需轮廓的套筒2600来形成。套筒2600具有类似于图21所展示的正弦浮雕特征1213c的轮廓，然而，可以使用其他轮廓。

图27A和图27B展示了电动工具102的砧座位置传感器218c和凸起的套筒双线性浮雕特征1213k。凸起的套筒双线性浮雕特征1213k通过在砧座1210的轴1212上放置具有所需轮廓的套筒2605来形成。套筒2605具有类似于图21所展示的双线性浮雕特征1213g的轮廓。

图28展示了电动工具102的套筒浮雕特征1213l。套筒浮雕特征1213l通过在砧座1210的轴1212上放置具有所需轮廓的以套筒形状形成的印刷电路板组件(PCBA)2800来形成。PCBA 2800包括沿轴1212的旋转轴线延伸的至少一个显性特征。

一些实施例提供了一种计算电机的输出驱动设备的输出旋转角度以检测紧固件的就位并基于计算出的输出旋转角度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在冲击驱动器或扳手上的冲击之间，电机的轴以旋转方式行进的角距离，以推断电机的输出驱动设备的输出旋转角度，从而检测紧固件的就位并基于计算出的输出旋转角度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设备的输出旋转角度，以当达到预定的角度阈值时改变电机的驱动参数的方法。

虽然使用各种实施例(例如，砧座检测方法)来测量砧座旋转，但这种方法(特别是当检测到两个或更多个检测的‘边缘’时)可以用于估计砧座平移移入和移出冲击。这种平移、位置、相对位置、速度、加速度或其他运动方面可以用作使紧固件或螺栓就位的逻辑的因素。例如，较大的平移可能意味着用户没有向前按压螺栓，并且因此每次冲击的能量传递可能较少。此外，虽然使用各种实施例来测量砧座旋转，但其他旋转方面如转速、旋转速度、旋转加速度、相关旋转能量等，可以用于控制用于固定件或螺栓的就位的逻辑。

在一些实施例中，检测传感器可以只关注平移(例如，使用环作为没有与角度相关联的轮廓的浮雕特征)。在一些实施例中，旋转和平移两者都被检测。在一些实施例中，为了尽量减少砧座的平移，可以使用如弹簧等偏置装置将砧座向前偏置。这种偏置可以减少测量环的两侧的需要以更恰当地推导旋转。在一些实施例中，多个传感器和环轮廓结合使用，以测量砧座长度上的缺陷。砧座长度上的缺陷可以用于估计输出上的扭矩。

在一些实施例中，可能期望在砧座周围或沿砧座具有多个传感器(和/或轮廓)。例如，两个传感器可以间隔180度。其读数可以组合以解释由砧座横向移动或由于摆动/跳动引起的(多个)传感器缺陷。在一些实施例中，使用多个传感器可以允许连续有效的读数，即使其中一个传感器在给定的砧座位置可能是“无效的”或不坚决的。在一些实施例中，在砧座周围或沿砧座具有多个传感器提供了冗余。

在一些实施例中，目标轮廓可能不是平滑的，而是阶梯式的、脱节的或离散的。在一些实施例中，目标轮廓代替或除了随角度轴向变化的轮廓，还可能随角度径向变化(例如，螺旋)。一些传感器可能会对接近度做出反应，并且因此可能需要随角度径向(或旋转)变化。

在一些实施例中，传感器可以放置在一个较长的或两个轴承之间。放置在两个支撑件之间可以减少可能影响传感器读数的横向运动和/或摆动。

在一些实施例中，(多个)轮廓可以通过优选地沿砧座减小直径的一个或多个步骤来形成。这些步骤中的一个或多个可以用于接合限制轴套或轴承。根据各种实施例，冲击砧座可以使其向前运动受到衬套或轴承的限制。根据该实施例，形成的轮廓可以利用轮廓设计中的此向前表面。在一些实施例中，轮廓可以通过具有两种材料而形成，其中一种材料占用另一种材料的空隙。通过更前向的材料传输载荷可能是期望的。将非金属或非磁性材料作为材料之一可能是期望的。

虽然各种实施例侧重于冲击工具的砧座，但其他实施例可以使用各种电动工具中的各种复转物体(例如，轴、电机转子、凸轮轴、曲轴、齿轮系统、小齿轮、衬套、轴承等)。根据各种实施例，本披露内容的各个方面还可以扩展到用于旋转(和/或平移)测量的其他旋转测量，包括测量轮、旋转激光器、旋转连杆和电缆(例如，在弦微调器、排水清洁器中)等。

因此，本文所述的实施例除其他之外还提供了用于基于驱动角度控制具有冲击机构的电动工具进行冲击的系统和方法。在以下的权利要求中阐述了本发明的多种不同的特征和优点。

Claims (20)

1.一种电动工具，包括：

壳体；

该壳体内的无刷直流(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；

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，其中，该砧座包括砧座轴和设置在该砧座轴上的浮雕特征；

输出驱动设备，该输出驱动设备联接到该砧座轴、并且被配置成旋转以执行任务；以及

位置传感器，该位置传感器定位在该浮雕特征附近，该位置传感器被配置成生成指示该砧座的位置的输出信号；以及

控制器，该控制器连接到该位置传感器并且被配置成：

基于指示该砧座的位置的该输出信号计算该砧座的驱动角度，并且

基于该砧座的驱动角度控制该无刷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：

基于该输出信号，在该锤子与该砧座之间发生第一次冲击时，确定该砧座的第一位置，

基于该输出信号，在该锤子与该砧座之间发生第二次冲击时，确定该砧座的第二位置，并且

基于该第一位置和该第二位置确定该输出驱动设备所经历的输出驱动角度。

3.如权利要求2所述的电动工具，其中，为了基于该第一位置和该第二位置确定该输出驱动设备所经历的该输出驱动角度，该控制器被配置成：

确定该第二位置与该第一位置之间的差异，并且

从该第二位置与该第一位置之间的差异减去预定角度，并且

基于从该第二位置与该第一位置之间的差异减去该预定角度来确定该输出驱动设备所经历的该输出驱动角度。

4.如权利要求2所述的电动工具，其中，该控制器被配置成：

基于该输出驱动设备所经历的该输出驱动角度来控制该无刷DC电机，

其中，为了基于该输出驱动角度控制该无刷DC电机，该控制器进一步被配置成基于该输出驱动设备所经历的该输出驱动角度来调整该无刷DC电机的速度。

5.如权利要求1所述的电动工具，其中，

该浮雕特征具有随着该砧座轴的旋转位置变化的轮廓，并且

为了基于该砧座的驱动角度控制该无刷DC电机，该控制器被配置成：

通过累积来确定旋转计数，并且

响应于确定该旋转计数大于旋转阈值而降低该无刷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设备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使针对检测到的冲击的冲击计数器递增，

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降低该无刷DC电机的速度。

8.如权利要求7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设备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降低该无刷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降低到该结束速度。

9.如权利要求1所述的电动工具，其中：

该浮雕特征包括凸起的浮雕特征，其中，该凸起的浮雕特征包括定位在该砧座轴上的套筒或该砧座轴上限定的凸出特征中的至少一个。

10.如权利要求1所述的电动工具，其中：

该浮雕特征包括该砧座轴中限定的凹入的特征。

11.如权利要求1所述的电动工具，进一步包括：

发射电路迹线，该发射电路迹线被配置成生成磁场以生成该砧座轴中的涡流，

其中，该涡流受该浮雕特征沿该砧座轴的轮廓的影响。

12.如权利要求1所述的电动工具，其中，该浮雕特征被配置成在该砧座位置传感器中生成特征波形，该特征波形用于确定该砧座的旋转位置。

13.如权利要求1所述的电动工具，其中，该浮雕特征是不连续的，以允许对旋转进行计数并且确定旋转位置。

14.如权利要求1所述的电动工具，其中，该浮雕特征包括：

正弦浮雕特征，该正弦浮雕特征包括根据该砧座轴的半径周围的余弦边缘轮廓变化的第一表面和根据该砧座轴的半径周围的正弦边缘轮廓变化的第二表面。

15.如权利要求1所述的电动工具，其中，该浮雕特征包括：

线性浮雕特征，该线性浮雕特征包括根据该砧座轴的半径周围的线性边缘轮廓变化的至少一个表面。

16.如权利要求1所述的电动工具，其中，该浮雕特征包括：

凹槽浮雕特征，该凹槽浮雕特征具有恒定的节距和深度，其中，该凹槽浮雕特征的轴向位置随该砧座轴的旋转位置而变化。

17.如权利要求1所述的电动工具，其中，该浮雕特征包括：

螺旋浮雕特征，该螺旋浮雕特征具有随旋转位置而变化的深度和节距，其中，该螺旋浮雕特征的节距根据旋转位置而降低。

18.一种控制电动工具的方法，该方法包括：

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；

由联接到该电机轴的冲击机构的锤子冲击该冲击机构的砧座，以移动联接到该砧座的输出驱动设备，其中，该砧座包括砧座轴和设置在该砧座轴上的浮雕特征；

由位置传感器感测该砧座的位置，该位置传感器定位在该浮雕特征附近，其中，该位置传感器被配置成生成指示该砧座的位置的输出信号；

基于该砧座的位置计算该砧座的驱动角度；以及

基于该砧座的驱动角度控制该无刷DC电机。

19.如权利要求18所述的方法，其中，基于该砧座的驱动角度控制该无刷DC电机包括：

通过累积低于多个计算出的驱动角度的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降低该无刷DC电机的速度。

20.一种电动工具，包括：

壳体；

该壳体内的无刷直流(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；

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，其中，该砧座包括砧座轴和设置在该砧座轴上的浮雕特征；

输出驱动设备，该输出驱动设备联接到该砧座轴、并且被配置成旋转以执行任务；以及

位置传感器，该位置传感器定位在该浮雕特征附近，该位置传感器被配置成生成指示该砧座的位置的输出信号；以及

控制器，该控制器连接到该位置传感器并且被配置成：

在第一时间从该位置传感器接收第一位置信号，

在第二时间从该位置传感器接收第二位置信号，

基于该第一位置信号和该第二位置信号计算该砧座的驱动角度；

基于该砧座的驱动角度确定该输出驱动设备所经历的输出驱动角度，并且

基于该输出驱动设备所经历的该输出驱动角度来控制该无刷DC电机。

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