CN201198823Y - 压缩机组件 - Google Patents

Abstract

一种能向气动工具提供压缩气体的气动压缩机组件。所述压缩机可替换地由电池或者AC电源提供电力。所述压缩机包括永磁DC电动马达和将AC电源转换为DC电力的电路。所述压缩机包括容纳多个电池中的一个电池或者多个电池的接受器(receptacle)，并包括使用不同电压的电池的电路。所述AC电源也可以用于向连接到所述压缩机的电池充电。

Description

压缩机组件

本申请是2002年4月3日提交的美国专利申请10/114,237的部分继续申请，该申请要求2001年4月30日提交的美国临时专利申请60/286,998以及2002年2月15日提交的美国临时专利申请60/356,755的优先权，后两份申请通过引用方式全文包含在此。本实用新型还要求2005年5月2日提交的美国临时专利申请60/676,907的优先权，该申请通过引用方式全文包含在此。

技术领域

本申请涉及压缩机组件，特别涉及气动压缩机，包括例如能替换地用DC电池电源或者AC电源提供动力的气动压缩机。

背景技术

便携式气动工具诸如气动紧固工具、金属打孔工具和压紧工具(crimpingtool)都要求压缩空气源。目前，几乎所有的便携式气动工具都依赖外部空气压缩机通过挠性压缩空气软管来传输压缩空气。外部空气压缩机通常是车间型或者便携式的。

车间型空气压缩机是巨大笨重的压缩机，通常固定安放并且没有设计成经常从一个工作地点移动到另一个工作地点。不可动的车间型空气压缩机以及有限长度的压缩空气软管限制了将便携式气动工具携带到执行工作的地点的能力。实际上，便携式气动工具受到固定车间型空气压缩机的束缚，且其便携性因此被削弱。

与此对照，便携式空气压缩机确实具有从一个工作地点向另一个工作地点移动的能力。但是，它们仍然相对较重或者体积较大，不便于运输——需要时间和人力来在工作地点周围移动。与车间型一样，便携式空气压缩机需要软管来将压缩空气从该压缩机送往工具。因为需要压缩空气软管，所以便携式气动工具仍然连接到便携式空气压缩机。当便携式空气压缩机不能轻易地在工作地点周围移动时，受该压缩机束缚的气动工具的便携性因此受到限制。最轻便最便携的便携式空气压缩机用电动马达提供动力。但是，电动型压缩机需要连及外部电源，该电源是对便携式压缩机的便携性能的额外限制。

另外，具有足够能力为气动工具提供动力的便携式空气压缩机可以使用作为广泛已知的通用马达的感应马达或者串联绕组(series wound)AC马达。感应马达体积大、笨重并且昂贵，但是能直接耦合到压缩机或者泵。这使得不再需要用齿轮或者皮带将马达耦合到压缩机。串联绕组AC马达较小、较轻且比较便宜。但是，它们不像感应马达那样有效，并且尤其在低速时只能产生较低的功率密度。因此它们必须通过具有足够减速比的齿轮或者皮带耦合到压缩机，使得马达可以高速运转以获得较高的功率密度。

而且，对于车间型或便携式两者中任何一类外部空气压缩机，都需要购买外部空气压缩机来匹配(accompany)便携式气动工具，这是一笔额外的开销，特别是当外部空气压缩机除了给便携式气动工具提供动力以外没有其他用途的情况下，这对于一些消费者来说会难以承受。

另外，对于任何一类外部空气压缩机来说，都需要软管从外部空气压缩机向所述工具传输压缩空气。所述软管可能会阻碍使用该工具，连接或者断开可能会耗费时间，增加了必须从一个工作地点移动到另一个工作地点的额外重量，并且甚至可能成为安全隐患。所述软管和所需配件对于使用者来说也是额外的开销，并且终归需要维护和更换。

因此，容易看出，便携式气动工具对于外部空气压缩机的依赖限制了这些工具的便携性，产生了额外的成本并削弱了其实用性。

使用手持气动紧固工具——一种便携式气动工具，特别受到对于外部空气压缩机的依赖的影响。手持气动紧固工具设计为可以用手快速移动到紧固件位置，在该位置将其驱动(drive)到工件内。如上所述，连接到所述工具的外部空气压缩机至少让手持气动紧固工具在工作地点周围的移动变得复杂。另外，从所述工具伸出的软管可能阻碍待执行的工作，并且可能在受限空间内限制该工具的使用或者难于达到位置。安装时间(setup time)也可能是个问题。尤其是当只有几个紧固件驱动的时候，将外部空气压缩机安装并连接到手持气动紧固工具所需的时间相对于该工具的工作时间成比例地增多。在一些情况下，较之用手驱动紧固件来说，可能需要更长的时间来安装外部空气压缩机。在这些情况下，使用者自然会倚靠用锤子手动驱动紧固件。

如果消除便携式气动工具对于外部空气压缩机的依赖，则可以克服全部上述问题。在手持紧固工具领域，无线、基于燃烧的紧固工具已经提出并制造出来。一种公知的基于燃烧的紧固工具使用燃烧室取代外部空气压缩机。可燃气体和空气在这些工具的燃烧室内混合。火花塞点燃这些可燃混合物以建立压力，作用在活塞上来驱动所述紧固件。

虽然消除了对外部空气压缩机的依赖，但是这些基于燃烧的紧固工具却出现了其他问题。例如，这些基于燃烧的工具要求重复购买工具制造商专卖的燃料单元(fuel cell)。一种工具的燃料单元通常不能用在其他制造商制造的工具中。维护也可能是个问题。一些基于燃烧的工具要求在大约每3000次发射后拆开来清理燃烧残留物。而且，这些基于燃烧的紧固工具的设计和构造基本不同于其他手持气动紧固工具，这导致基本上缺乏零件的互换性。最后，这些基于燃烧的紧固工具不能既是无线紧固工具又是依赖外部空气压缩机的手持气动紧固工具。选择由燃烧或者外部压缩空气提供动力的能力将增加所述工具的适用性。

Haley的美国专利No.3,150,488和Sollerger等的美国专利No.4,215,808以及Kondo等的美国专利No.5,720,423都提出了不依赖外部空气压缩机且不基于燃烧的手持紧固工具。

Haley的专利公开了带泵的紧固工具。所述泵泵浦不可压缩的流体，该流体在缸体内向后迫动驱动活塞。驱动活塞的回退又压缩了蓄压器(accumulator)内的空气。拉动紧固工具上的触发开关将激活所述泵。所述泵运行一段时间并且空气在蓄压器内受到压缩后，驱动活塞到达其向后移动的极限。这导致驱动活塞从蓄压器活塞分开，这样又允许压缩空气作用在驱动活塞上。所述压缩空气向前驱动所述驱动活塞来驱动紧固件。

Sollerger等和Kondo等的专利都公开了类似建议的紧固工具。在每一种建议的紧固工具中，电动马达通过齿轮和联杆装置来在缸体内向后驱动活塞。拉动这些工具上的触发器导致电动马达受到激励而在缸体内向后移动活塞，活塞后面的空气被堵塞在缸体内并受到压缩。在特定的点处，从马达的驱动力释放活塞，则活塞在缸体内被堵在后面的压缩空气的力作用下向前快速推进。当活塞向前推进时，碰撞并驱动紧固件。

在这三份专利中，每种建议的设计确实都消除了手持紧固工具对于外部空气压缩机的依赖。但是，每种建议设计都导致了一种或者多种新的缺陷。首先，拉动每种紧固工具上的触发器没有立即导致该工具发射并驱动紧固件。而是拉动触发器仅激活了马达或者泵，开始了压缩空气的过程。然后，在空气被压缩后，释放机构将自动发射该工具并驱动紧固件。拉动触发器和发射该工具之间的时间滞后可能是个安全隐患。这种时间滞后还降低了该工具的操作速度，并使该工具的操作对于使用者来说不够直观。

其次，在所建议的紧固工具中，在驱动活塞上做一定量的功(work)使之足以驱动紧固件所需的最大气压远大于标准气动紧固工具所需的最大气压。在驱动活塞在它的缸体内向下行进时压缩空气所施加在驱动活塞上的力造成了压缩空气在驱动活塞上做功以驱动紧固件。标准气动紧固工具中压缩空气的压力在驱动活塞整个行程中都保持较高，因为压缩空气由外部空气压缩机来提供，该压缩机几乎是恒压供应源。于此对照，所建议的紧固工具中压缩空气压力在驱动活塞返回其起始位置的过程中线性下降到零。因为在驱动活塞行程终点处气压的缺失，所以在开始时必须有相对较高的气压，从而足以驱动紧固件与工件平齐。

在所述建议的紧固工具中需要较高的气压是不利的，因为将空气压缩到这样高的压力是低能效的。如果这些紧固工具用电池提供动力，则这样在所建议的工具重量方面产生了差异。相关的影响是所述高压可能会产生必须耗散的大量热量。除了降低效率和热量增加外，在所述建议的工具最终发射前，将活塞后面的高压压缩空气保持相对较长的时间需要围绕驱动活塞的相对昂贵并且可能经常需要维护的密封件。

如果缸体内的空气预压缩而使得活塞处于起始位置时也能维持气压，则对于这种高气压的需求将会消失。虽然在上述专利中建议的一些紧固工具中空气可以预压缩，但是这需要额外的机构嵌入所述工具来维持这种压力，因为预压缩的空气将不可避免地泄漏出去且需要再次补充。

第三，每种建议的工具依赖未经测试的新机构来压缩空气。这些新机构不存在于目前依赖外部空气压缩机的任何手持气动紧固工具中。特别是刚开始地时候策划、设计和生产用于这些新机构的零件的成本较高。同样，这些新机构不能立即像目前手持气动紧固工具所用的成熟技术那样可靠。

因此，虽然上述专利中公开的建议紧固工具不依赖外部空气压缩机并且不存在外部空气压缩机的缺点，但是这些建议的工具存在其他重要、甚至可能更严重的缺点。

实用新型内容

由此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种压缩机组件，其具有良好的便携性，同时不会导致上述现有技术的缺点。

在一个实施例中，用来向气动工具提供压缩空气的便携式压缩机组件包括压缩机；与该压缩机流体地连通的端口；和电动马达，该电动马达可替换地由电池和AC电力供应件之一提供电力，并可操作地连接到所述压缩机，为所述压缩机提供动力。

在另一实施例中，用来向气动工具提供压缩空气的压缩机组件包括压缩机；与该压缩机流体地连通的端口；电动马达，该电动马达可替换地由电池和AC电力供应件之一提供电力，并可操作地连接到所述压缩机，为所述压缩机提供动力；以及至少一个可拆卸地连接到所述压缩机组件的电池，所述电池可选择地与所述电动马达连接来提供电力，以驱动该电动马达；和AC电力供应件，其用于连接到AC电源，所述AC电力供应件安装到所述压缩机组件并可选择地与所述电动马达连接来提供电力，以驱动所述电动马达。

在另一实施例中，能力足以驱动气动工具的高压便携式空气压缩机具有由永磁DC马达驱动的压缩机。

在另一实施例中，用来将紧固件驱动到工件内的手持紧固工具包括：主体；形成在主体内的腔体；容纳在所述腔体内往复运动的驱动活塞，所述驱动活塞在所述腔体内往复运动以将紧固件驱动到工件内；电源；安装到所述主体的压缩机和电动马达，所述电动马达由所述电源提供动电力而所述压缩机由所述电动马达提供动力；与所述压缩机连通的压缩空气存储器，所述压缩空气存储器存储所述压缩机压缩的压缩空气；和触发阀组件，其可操作来将压缩空气存储器中的压缩空气释放到所述腔体内以驱动所述驱动活塞，从而驱动所述紧固件。

在另一实施例中，用手持紧固工具将紧固件驱动到工件内的方法包括下列步骤：从大气中抽取空气并在安装到所述手持紧固工具的板载压缩机内压缩所述空气，所述压缩机由电源提供动力；用所述板载压缩机内压缩的压缩空气填充压缩空气存储器；和促动阀组件以将压缩空气从所述压缩空气存储器释放到腔体内，所述腔体内具有往复运动的驱动活塞，从而导致该驱动活塞在形成于所述手持紧固工具内的腔体内移动，从而驱动第一紧固件。

在另一实施例中，用手持气动工具执行任务的方法包括步骤：使用安装于该手持气动工具的电动马达给安装于该手持气动工具的压缩机提供动力，所述压缩机具有压缩机活塞；用所述压缩机活塞压缩大气；存储所述压缩空气；促动所述手持气动工具上的触发器使得定位在所述手持气动工具内形成的腔体中的驱动活塞在所述腔体内被所述压缩空气向下驱动；和以所述驱动活塞的向下运动驱动执行任务的工作机构。

在另一实施例中，手持电动气动工具包括：主体；形成于该主体内的腔体；容纳在所述腔体内用来往复运动的驱动活塞；用来执行所述手持气动工具的工作的工作机构，所述驱动活塞在所述腔体内往复运动以驱动所述工作机构；电源；安装到所述主体的压缩机和电动马达，所述电动马达由所述电源提供电力而所述压缩机由所述电动马达提供动力；与所述压缩机连通的压缩空气存储器，所述压缩空气存储器存储所述压缩机中压缩的压缩空气；和触发阀组件，其可操作来将存储的压缩空气从所述压缩空气存储器释放到所述腔体内以驱动所述驱动活塞，从而驱动所述工作机构。

在另一实施例中，便携式气动工具系统包括手持气动工具，该手持气动工具具有：主体；形成于该主体内的腔体；在所述腔体内的压缩空气的力驱使下在所述腔体内往复运动的驱动活塞，所述驱动活塞的往复运动为执行任务的工作机构提供动力；和与所述腔体连通、用来将压缩空气引入所述腔体的端口。所述便携式气动工具系统还包括便携式压缩机组件，其适于由使用者携带，具有：可操作地连接到压缩机并给该压缩机提供动力的电动马达；给所述电动马达提供动力的电源；和与所述压缩机连通、从所述压缩机传输压缩空气的端口，所述便携式压缩机组件进一步具有允许所述便携式压缩机组件由使用者携带的装置。所述便携式气动工具系统还包括压缩空气软管，该软管在其一端连接到所述手持气动工具的端口而在其另一端连接到所述便携式压缩机组件。

在另一实施例中，提出一种使用便携式气动工具系统的方法，所述系统包括手持气动工具，该手持气动工具具有：在所述腔体内的压缩空气的力的驱使下在所述腔体内往复运动的驱动活塞，所述驱动活塞的往复运动为执行任务的工作机构提供动力；和与所述腔体连通、用来将压缩空气引入所述腔体的端口。所述系统进一步包括便携式压缩机组件，其适于由使用者携带，具有：可操作地连接到压缩机并为所述压缩机提供动力的电动马达；和为所述电动马达提供电力的电源；和与所述压缩机连通、用来输送来自所述压缩机的压缩空气。使用该系统的方法包括步骤：用使用者的手抓握该手持气动工具；将所述便携式压缩机组件连接到使用者身体上除了手或手臂以外的其他部分，使得所述便携式压缩机组件由使用者携带；将压缩空气软管连接在压缩机组件的端口与手持气动工具的端口之间；在所述压缩机组件内压缩大气空气；和将压缩机内压缩的压缩空气引入所述手持气动工具的腔体内来驱动所述驱动活塞，从而驱动所述工作机构并执行任务。

在另一实施例中，用来向手持气动工具提供压缩空气的便携式压缩机组件包括：主体；至少局部位于所述主体内的压缩机；可操作地连接到所述压缩机并为所述压缩机提供动力的电动马达；可拆卸地安装到所述主体的至少一个电池，所述电池向所述电动马达提供电力；与所述压缩机连通的端口，所述端口可以连接到压缩空气线路来将压缩空气输送到所述手持气动工具；和控制系统。所述控制系统包括：用来感知所述端口处的压缩空气压力的压力感知装置；和根据所述压力感知装置感知到的压力与预定压力设置之间的比较结果来控制所述电动马达的控制装置，所述预定压力设置可以由使用者在使用所述便携式压缩机单元过程中选择。

在另一实施例中，便携式气动工具系统包括手持气动工具，该手持气动工具具有：主体；形成在所述主体内的腔体；在所述腔体内的压缩空气的力驱使下在所述腔体内往复运动的驱动活塞，所述驱动活塞的往复运动为执行任务的工作机构提供动力；和与所述腔体连通来将压缩空气引入所述腔体的端口。所述便携式气动工具系统还包括便携式压缩机组件，该压缩机组件具有：可操作地连接到压缩机并为所述压缩机提供动力的电动马达；为所述电动马达提供电力的可拆卸地安装的电池；和与所述压缩机连通来输送来自所述压缩机的压缩空气的端口。所述便携式气动工具系统还包括压缩空气软管，其一端连接到所述手持气动工具的端口，而第二端连接到所述便携式压缩机组件。

在另一实施例中，电池提供电力的手持气动紧固工具包括：金属的紧固工具主体；安装到所述紧固工具主体上的塑料盖；和可拆卸地安装到所述塑料盖上用来向所述手持气动紧固工具提供电力的电池。

根据本新型的压缩机可替换地由电池或者AC电源提供电力。AC电源也可以用于向连接到所述压缩机的电池充电。这样，根据本新型的压缩机的便携性得到了改善。

附图说明

图1是根据一种实施例的无线角钉机(brad nailer)的左侧视图；

图2是图1中的无线角钉机的右侧视图；

图3是去掉压缩机壳体后的图1所示的无线角钉机的左侧视图；

图4是去掉压缩机壳体后的图1所示的无线角钉机的右侧视图；

图5A-5D分别是图1中无线角钉机压缩机组件的左侧视图、顶视图、后视图和立体视图；

图6是图1中的无线角钉机的局部右侧视图；

图7是沿着图6中切割平面7-7剖开的无线角钉机截面图；

图8是图1中无线角钉机局部分解装配图；

图9和10是根据另一种实施例的无线角钉机示意图，其中压缩机组件可以选择性地拆卸；

图11是根据另一种实施例的无线角钉机示意图，其中压缩机组件由使用者携带；

图12-16是说明在若干不同操作条件下与本实用新型一起使用的控制系统的操作的图表；

图17-19是图示图12-16所示控制系统逻辑步骤的流程图；

图20是根据实施例的压缩机的示意图，其中所述压缩机能采用AC电源或者DC电源；

图21是永磁DC马达的纵向截面图；

图22是高压便携式空气压缩机的实施例的分解透视图；

图23-25是采用电磁阀来打开或闭合空气储存箱体。

具体实施方式

所示的实施例是手持无线气动角钉机。应该理解，虽然本说明书通过参照该具体说明的实施例说明了本实用新型，但是本实用新型并未限于无线气动角钉机。本领域的技术人员应该理解，本实用新型均等地并以类似方式适用于其他便携式气动工具。除了角钉机以外，本实用新型适用于其他手持气动紧固工具，譬如暗钉机(finish nailer)、架钉机(framing nailer)、销钉机(pin nailer)、订书机、铆钉机等。因此，在引用角钉处，可以用其他紧固件诸如钉子、销钉、钉书针、铆钉等替换。除了手持气动紧固工具以外，本实用新型还适用于广泛的便携式气动工具，诸如金属打孔工具，压紧工具和冲击扳手(impact wrench)。一般来说，本实用新型适用于任何需要小体积高压压缩空气相对不频繁冲击的便携式气动工具。本实用新型适用于有线以及无线工具。随着将来技术的进步，电池能量密度提高，本实用新型将更为实际地适用于越来越多的气动工具。

虽然本实用新型通过参照这里的详细实施例来说明，但是并不是这里所述的全部细节都对实施本实用新型至关重要。本实用新型的范围应该参照所附的权利要求来确定并限定。

参照图1和2，角钉机包括带头部11和手柄部12的主体10。主体10可以用铝或镁合金、塑料等制成，以使该角钉机的总重量最小，这些合金用于这一目的在本领域中是公知的。主体10可以是单体式部件，或者可以由几个单独的部件构成。腔体(未示出)形成在头部11内，并保持驱动活塞(未示出)。所述驱动活塞对驱动器叶片(driver blade)(未示出)进行驱动，所述驱动器叶片适于撞击并驱动角钉。角钉通过自动进料组件(magazineassembly)供给到驱动器叶片。在缩回位置时，所述驱动活塞位于头部11内中的中空腔体的一端。当压缩空气填充所述驱动活塞后的腔体时，所述活塞在所述压缩空气的力作用下在该腔体内迅速向前移动，导致所述驱动器叶片冲击所述角钉并将其驱动到工件内。所述角钉受到所述驱动叶片的单次击打，但是所述角钉机也可以是多次击打工具，其中所述角钉受到所述驱动器叶片多次击打后被彻底地驱动。阀系统(未示出)控制向所述腔体引入压缩空气。所述阀系统包括触发器30，其从主体10延伸并被使用者拉动以促动所述阀系统。本领域中用于促动气动工具的许多不同阀系统是已知的，并且可以使用任何适当的阀系统。

正如所述，本实用新型还适用于其他便携式气动工具。一般来说，便携式气动工具具有驱动活塞，该活塞驱动用来驱动适于执行任务的工作机构。本说明书全文中以及在附带的权利要求书中，将引入工作机构，以概括由这些工具中的驱动活塞提供动力的任何机构。

用来为所述角钉机提供动力的压缩空气可以通过板载(onboard)压缩机组件100来提供。在该实施例中，压缩机组件100安装到主体10并包含在压缩机盖110内。图3和4示出了压缩机盖110被取下以更好地示出压缩机组件100的角钉机。图5A-5D是从角钉机中取下的压缩机组件100主要部件的几个视图。图7是沿着图6中的切割平面7-7切开的截面图，示出了压缩机组件100内压缩空气的流动路径。

本实施例的范围并未限制到任何用于压缩机组件的特别设计。实际上，压缩机组件可以是任何能板载于手持气动工具内的适当设计。“板载”表示所述压缩机组件安装到所述工具并由该工具所携带。换句话说，在其通常使用过程中，所述工具及其板载压缩机一起作为一个单元通过人手从一个操作移向下一个操作。“安装”应该宽泛地理解为表示一个部件永久或者可拆卸地到另一个部件的连接，以及以联合地形成为单体式部件的两部件的连接。术语安装还应该包括一个部件到另一个部件的连接，其中该连接仍然允许两部件之间一定程度的相对移动。术语安装还应该包括一个部件直接安装到另一个部件，或者两个部件经由其他部件而间接安装。通过示例，板载压缩机可以用螺钉、螺栓、夹具、锁止器、钩环型紧固件、弹性带或者任何其他永久或可拆卸的紧固系统而连接到工具。

参照图5A-5D，压缩机组件100包括两个主要部件：电动马达120和压缩机130，该压缩机由电动马达120提供动力。电动马达120可以从本领域中公知且适合该目的的许多类型的电动马达中选择。在所示的实施例中，电动马达120是DC马达。特别是电动马达120具有约14000rpm的空载转速以及8in-lbs的失速转矩。也可以使用其他类型的马达，包括例如无刷马达。

图21示出了用于依照此处所述实施例的压缩机组件中的示例性永磁DC马达。永磁DC马达315包括端盖312、电刷系统343、绕线电枢333、永磁定子337和马达壳314。端盖312通常提供诸如槽部(boot)354这样的后轴承支撑件。风扇导流板316耦合到马达壳314和端盖312。齿轮箱318图示可以耦合到风扇导流板316，并将永磁DC马达315耦合到压缩机1104(见图22)，其中所述风扇导流板也用作安装板和前轴承支撑件。或替代地，永磁DC马达315可以通过皮带119而非齿轮箱318耦合到压缩机1104，或者直接耦合到压缩机1104。

永磁定子337包括永磁体335。永磁体335每个都可以是半柱形磁体构件，连接到马达壳314内表面的相对侧。应该理解，永磁定子337可以包括多于两个永磁体335，譬如4、6、8个等。

电枢333具有电枢轴336，其中绕制有绕组340的层压件338围绕电枢轴定位；和管状绝缘构件或者套筒342，其包围电枢轴336。换向器332固定到电枢轴336一端。电刷系统343包括电刷334，所述电刷至少局部被电刷盒344所包围，所述电刷盒电耦合到电源，诸如经由电源开关1208耦合到整流器1204的输出部。分流器346将电刷334电连接到各电刷盒344。弹簧348使电刷334抵着换向器332而被弹性地偏置。

电枢轴336的相对的两端被容纳在前后轴承350和352内。风扇330固定到电枢轴336一端。

再次参照图5A-5D，风扇(未示出)与电动马达120集成在一起，用于冷却。电动马达120经由减速齿轮组121可操作地连接到压缩机130。减速齿轮组121降低驱动压缩机130所需的转矩，使得电动马达120的尺寸和重量可以最小化。减速齿轮组121实现了大约4.7的减速。也可以使用其他布置，诸如皮带和皮带轮。对于某些布置来说，可能需要飞轮来保证平滑操作。减速齿轮组121以最小的动力损失从电动马达120向压缩机130传递动力，且产生很小的噪声和振动。

所示实施例的压缩机130是正位移活塞型压缩机。特别是压缩机130具有约1.2英寸的孔和约0.8英寸的行程，导致约0.9立方英寸的位移。也可以根据需要使用其他类型的压缩机，包括旋转位移型压缩机和齿轮型压缩机。另外，压缩机可以是永久润滑型、无油型或者油润滑型。压缩机130包括集成曲柄和配重131、连接杆132和封闭在压缩机缸体134内的压缩机活塞133(图7)。压缩机缸体由压缩机缸体头135闭合。

压缩机130以两行程循环操作。在吸入行程中，由压缩机活塞133建立的吸引力打开安装在压缩机缸体头135上的簧片型吸入阀136(通常被偏压在闭合位置)，允许空气进入压缩机缸体134。在压缩行程过程中由压缩机活塞133建立的压力打开弹簧偏置的止回型排放阀137(通常被偏置到闭合位置)，允许压缩空气逸出到压缩机缸体134外。

在图7中的虚线和箭头示出了压缩空气的流动路径。经过排放阀137后，压缩空气流过形成在压缩机缸体头135内的通道，到达喷嘴138。压缩空气从这里经过连接到喷嘴138的挠性管139，最后穿过另一个喷嘴204并进入压缩空气存储器210。

压缩空气存储器210存放来自压缩机130的压缩空气，直到所述压缩空气用于为驱动活塞提供动力来驱动角钉。许多气动紧固器已经具有形成于手柄中的通道，该通道从压缩空气软管耦合器导向阀组件，且压缩空气存储器可以通过这种现有的通道，或者通过这种现有的通道与压缩空气软管相结合来充分地供给。或者，压缩空气存储器210可以通过安装在主体10上的外部箱体来供给。在所示的实施例中，压缩空气存储器210形成在手柄部分12的中空部分内，且完全独立于压缩机130以及形成在主体10的头部11中的腔体。盖板200经由螺钉203安装到手柄部分12，以封闭压缩空气存储器210。所述盖板200通过传统密封件201密封到手柄部分12。

板载压缩机组件100经由支架220安装到主体10。支架220经由螺钉221安装到盖板200。安装点122(图5A)形成在压缩机组件100上，以允许螺钉将所述压缩机组件连接到支架220。可能希望主体10与正在工作的压缩机组件100的振动隔离。主体10的过度振动可能让工具难于使用，或者至少可能使得不能舒服地握持手柄部分12。为了隔离来自压缩机组件100的振动，压缩机组件可以通过振动衰减装置来安装。所述振动衰减装置可以是阻止或者至少减小来自安装到另一个主体上的一个主体的至少一些振动的任何材料、机构或者效应。在所示的实施例中，所述振动衰减装置是挠性块223，其插置在安装点122和支架220之间。挠性管139也协助隔离来自压缩机组件100的振动。在所示的实施例中，当安装到主体上时，电动马达120足够地靠近主体10，以至于过度的振动可能在电动马达和主体之间产生撞击。为了避免该问题，隔离安装件224可以安装到电动马达120周围并连接到主体10以避免这种接触。

在替代实施例中，压缩机组件100可以以可拆卸的方式安装到主体10。图9和10示意性地图示了替代实施例，其中压缩机组件100a可以从角钉机主体10a完全拆下。压缩机组件100a可以布置有凹槽，这些凹槽与主体10a上形成的相应凸缘13a匹配。这种凹槽与凸缘的布置有助于使压缩机组件100a稳定在主体10a上。锁止件14a可以用来选择性地将压缩机组件100a保持在主体10a上。软管101a可以从压缩机组件100a延伸并连接到主体10a上的标准耦合器15a，以将压缩空气引向角钉机。这种替代实施例的优势在于，可以去掉压缩机组件100a而以外部空气压缩机来使用角钉机，其中所述外部空气压缩机通过空气软管连接到耦合器15a。因为存在使用者倾向于使用外部空气压缩机的情况，所以通过外部空气压缩机或者板载压缩机110a来为角钉机提供动力的这种灵活性将会受到欢迎。当角钉机与外部空气压缩机一起使用较长时间时，从角钉机去掉压缩机组件100a的能力也将会得到一些使用者的强烈欢迎，从而角钉机的总重量可以最小化。

图11图示了另一种替代实施例，此时压缩机组件110b是独立与角钉机的部件。在该实施例中，取代板载安装于工具上，压缩机组件100b“板载安装在使用者”身上。压缩机组件100b可以包括压缩机和电动马达两者，以及可释放地安装到压缩机组件的电池300b，该电池用来给电动马达供电。压缩机组件100b可以具有多于一块可拆卸地安装到该组件的电池。或替代地，压缩机组件100b可以通过电力线和外部电源来供电。

压缩机组件100b可以与任何带有用来连接到压缩空气供应软管的耦合器的标准手持气动紧固工具或者其他便携式气动工具一起使用。压缩机组件100b还应该包括与导向气动紧固件的供应软管连接的耦合器。存放压缩空气的存储器可以通过空气供应软管或者外部小型箱体供给。

压缩机组件100b尺寸足够小、重量足够轻，以便于被使用者携带，譬如例如挂在使用者的皮带上。压缩机组件100b还可以被使用者以其他方式携带。“被使用者携带”指的是压缩机组件100b以某种方式可释放地连接到使用者的身体或者衣服，使得该压缩机组件可以被动地携带在使用者周围。“被使用者携带”并不包括用手简单携带压缩机组件100b。压缩机组件100b可以具有允许使用者携带该压缩机组件的装置，该装置包括皮带、皮带环、肩带、钩、夹子、钩环型紧固件或者任何其它用于可释放地将压缩机组件100b连接到使用者身体或衣服的机构。

图11中的实施例将提供与图1-8所示实施例的板载压缩机组件同样的便携性，因为不需要外部空气压缩机。该实施例的附加优势在于，压缩机组件100b的重量可以容易地承载在使用者的腰上，例如位于使用者手臂端部，正如压缩机组件板载于工具上的情况一样。在图11所示实施例中，使用者蹬在梯子上，并将角钉机抬高到其身体上方来安装冠顶模(crown molding)。在这种情况下，携带在腰部周围的压缩机组件可能比安装在角钉机本身上的压缩机组件更可取。本实施例的其他优势在于，可以使用具有更大电力存储容量的更大或者多个电池，因为身体携带额外重量的能力远大于使用者手臂携带额外重量的能力。

或替代地，独立压缩机部件的实施例可以放置在工作区域附近的地板上或者其他支撑表面上，而不是由使用者携带。这种实施例允许压缩机组件更大或者其形状让使用者难于持续承载，并因此允许压缩机具有更大的容量。例如，参照图22，空气压缩机1200的实施例可以包括马达1202、压缩机1104、存储箱体1106、装配板(desk)1108、第一面板组件1110和第二面板组件1112。装配板1108耦合到存储箱体1106并包括用于马达1202和压缩机1104的安装装置。

装配板1108一般为“U”形构件，具有安装板部分1114，该安装板部分1114定位在一对向下延伸的侧壁1116之间。安装板部分1114包括多个孔1118，用来接收紧固件(未示出)，所述紧固件用于将马达1202和压缩机1104耦合到装配板1108。一旦安装到装配板1108上，则马达1202就经由皮带1119驱动地耦合到压缩机1104。在操作过程中，马达1202旋转导致压缩机1104旋转，从而开始向吸入口1120提供压缩空气，所述吸入口1120定位在存储箱体1106上。虽然马达1202示出为经由皮带1119耦合到压缩机1104，但是也可以通过齿轮耦合到压缩机1104。

根据该实施例的空气压缩机1200具有足够的能力来提供为气动工具提供动力的压缩空气。例如，存储箱体1106具有至少0.5L的容量，压缩机1104在约为90PSI的最小压力下具有约1.0SCFM的最小空气流量，压缩机1104具有至少约125PSI的压缩能力，和/或永磁DC马达102具有约0.5HP的最小运行马力(运行马力是在额定功率运行时的马达马力)。在所示的实施例中，例如存储箱体1106具有约2.5L的容量，高压便携式空气压缩机1200在90PSI下具有1.0SCFM的最小空气流量，且永磁DC马达1202具有12000RPM的空载转速并在10000RPM或更低转速和16.5amp条件下产生1.95HP。

返回到图1-8中的实施例，其中压缩机组件100板载安装到角钉机上，电动马达120可以由板载电池300供电。电池300能以任何便利的方式可拆卸地安装到压缩机盖110上。将电池300安装到压缩机盖110也建立了电池300与压缩机组件100的电连接。也可以将电池300安装到主体10的某个部件而不安装到压缩机盖110。例如，电池300可以安装到主体10的头部11的顶部。通常，气动紧固工具设计成工具的最大重量位于头部11，通常与施加到紧固件上的力成一直线。当紧固件是大钉子(struck)的时候，该位置的重量有助于防止紧固工具移动。将电池300安放到头部11的顶部将有利于这一目标。

但是，板载电池300不是作为向板载压缩机组件100供电的唯一可能的电源。在另一实施例中，电源可以是电力线，其从外部电源输送电力。在另一实施例中，使用者携带的电池可以电连接到角钉机来给板载压缩机组件100供电。可以看出，在图1-11和22-25中示出了给压缩机组件供电的许多可能的组合。

例如，参照图20，实施例包括压缩机组件501，该压缩机组件即能从诸如电池这样的DC电源获取电力，也可以从外部AC电源获取电力。压缩机组件的实施例包括电力调节电路500、电池504、电动马达506和压缩机508。操作员可以选择使用AC电源还是DC电池电源，或者控制系统可以基于如下因素自动选择电源：当前连接的是哪个电源、电池的充电状态、压缩机的动力需求或者其他相关因素。例如，一种实施例接受约90V_AC到约260V_AC以及约48Hz到约63Hz的AC电源，或替代地，接受约7.0V_DC到约43V_DC的DC电池电源。

当压缩机组件经由电线与诸如通常的墙上插座这样的AC电源510电连接时，AC电压馈入电力调节电路500。电源调节电路500将AC电源输入转化为电动马达506所需水平的DC电压输出。例如，电源调节电路的输出在约6.0V_DC到约43V_DC范围内，且可以固定和调节。电力调节电路500的实施例可以包括例如稳压开关电力供应件。或者替代地，对本领域技术人员明显的是可以使用其他任何适当的电力调节电路。压缩机组件的实施例可以包括机械互锁件502，当连接电池时，该互锁件将电力调节电路的输出断开。进一步的实施例可以包括继电器，以在压缩机组件与AC电源连接时将电池输出断开。

DC电压输入例如包括单一电压输入，且可以包括例如镍镉电池、锂离子电池、镍金属氢化物电池或者其他适当的电池。或者替代地，电力调节电路500可以包括调整电路，用作多电压适配器。多电压适配器允许各种电池给压缩机组件供电。包括多电压适配器的压缩机组件实施例可以单独或者相结合地使用多个电池。所述电池可以具有相同电压或者不同电压。电压输出的差异可能导致工作功率总量的变化，但是不影响气动射钉枪或者其他与压缩机组件相连接的工具的一次接一次射击的性能。压缩机组件的进一步实施例可以包括电池充电器，当所述单元连接到AC电源时，该充电器可以为电池再充电。

回头参照图20，电动马达506给压缩机508提供动力。压缩机508的压缩空气输出穿过止回阀512进入空气存储器或者空气储存箱体514。空气储存箱体514的容量介于约0.5L和约60L之间，但是可以是任何适合应用场合要求的容量。箱体514具有入口，其流体地连接到止回阀512；和至少一个出口。过压安全阀516定位在储存箱体输出部分，以将储存箱体的压力限制在安全水平。所述箱体514的输出部分也流体地连接到压力开关518。压力开关518基于所述箱体的压力控制电动马达506的开/关功能。当所述箱体的压力降到一定预设水平时，压力开关518接通马达506，而当储存箱体的压力升高到一定预设水平时，关断马达506。存储器514的输出供给到调节器阀(regulator valve)520，该阀控制给气动工具524提供动力的空气压力。在进一步的实施例中，第一压力计516设置在箱体514上，用来监测储存箱体中的气体压力；和/或第二压力计522设置在调节器520附近，用来监测并控制送往工具524的输出压力。

图23-25示出了压缩机组件601的进一步实施例，该压缩机组件能由DC电源或外部AC电源供电。压缩机组件601的实施例包括开关组件600、电池604、AC电源输入610、电动马达606和压缩机608。开关组件600包括用来选择AC电源610或者DC电池电源604的装置。或替代地，控制系统自动选择电源。开关组件600包括电力调节电路，该电力调节电路将AC电源输入610转化为电动马达606所需水平的DC电压输出。压缩机组件601进一步包括空气存储器或者储存箱体614和电磁阀626，该电磁阀与位于压缩机608和箱体614之间的箱体入口流体地连通。在压缩机608和电磁阀626之间，压缩机组件的实施例还包括工具连接口624、压力计622和压力开关618，所述压力开关618与压缩机608流体地连通。

如图24所示，当压缩机组件601在AC模式下操作时，电动马达606从AC电源汲取电力，并且电磁阀626打开以允许压缩机608与箱体614流体连通。压缩机608可以对箱体614施压并提供用于气动工具的压缩空气储备。或替代地，如图25所示，当压缩机组件601在DC模式下操作时，电动马达606从电池604汲取电力，电磁阀626关闭，则压缩机608直接将压缩空气提供给工具端口624而不使用箱体614。压力开关618可以基于工具端口624处的压力来控制电动马达606的开/关功能。当压力下降到一定预设水平时，压力开关618接通马达606，而当压力升高到一定预设水平时，则关断马达606。压力计622示出了工具端口624处可得到的压力。另外，箱体614可以包括额外的压力开关(未示出)，用来在AC模式下响应箱体614的压力而控制马达606。箱体614还可以包括减压阀628和另外的显示箱体压力的压力计(未示出)。

以所述方式，压缩机组件的实施例可以提供DC电池动力压缩机和AC动力压缩机两者的优势。图25所示的DC模式提供了便携而方便的压缩机组件。因为电磁阀626在DC模式下关闭，所以可以使用压缩机组件而不需要填充箱体所需的电池电量消耗或额外的时间。但是，当压缩机连接到AC电源时，电力消耗就不再是重点关注对象了。如图24所示，电磁阀626打开，压缩机保持了空气储备储存器的优势，用于更长或更高强度的工作。

参照图1-11，压缩机盖110可以是单体式或多体式塑料或者金属部件，该盖板被成形为安装在压缩机组件100周围并连接到压缩机组件100或者主体10，或连接到这两者。压缩机盖110仅连接到主体10，使得压缩机组件100可以在压缩机盖110稍下方自由地振动。在所示的实施例中，压缩机盖110包括两个蚌壳半部(clam shell halves)110a、110b，每个所述半部都用注射模制的塑料制成。塑料有助于让无线角钉机的重量最小化以及将压缩机组件100与使用者手部绝缘。

压缩机盖110保护使用者不受压缩机组件100的任何暴露的移动部件，以及压缩机组件100的任何在使用中可能会变得很热的诸如压缩机缸体头部135这样的部件的伤害。压缩机盖110还改善了角钉机清洁美观的外表。通风口111、112(图1和2)可以形成在压缩机盖110上，以允许冷却空气进入其中并冷却压缩机组件100，以及允许吸入空气到达吸入阀136。气隙留在压缩机盖110内侧和压缩机组件之间，以允许冷却空气流经它们之间。另外，肋板形成在压缩机盖110内部，所述肋板可以设置为围绕电动马达120的风扇(未示出)建立护罩(shroud)。该护罩防止空气经过风扇而在压缩机盖110内循环，由此形成冷却空气流，该冷却空气流经由一组通风口112进入压缩机盖110，经过风扇并经由第二组通风口112离开压缩机盖110。由于一些经由通风口111吸入的空气会进入压缩机130，所以滤网113安放在通风口111上，以协助防止碎屑进入压缩机130或者堵塞吸入阀136。另外，希望能够在滤网113和吸引阀136之间包括泡沫过滤器，以进一步防止锯屑或者其他材料的堆积堵塞吸引阀。

本实用新型的一个特征在于，无线角钉机的许多部件与用于气动紧固工具的传统部件相同。例如，无线角钉机的阀系统和驱动活塞可以与标准气动角钉机中所用的相同。使用这些标准部件是有优势的，因为这些部件已经经过现场测试和证明，保证了它们的可靠性。另外，如果消费者弄坏了这些部件，则也可以快速向使用者提供备件，因为这些部件已经广泛地投入市场了。而且无线角钉机的成本也被最小化了，因为制造这些部件所用的工具已经存在了。当本实用新型应用于其他手持气动紧固工具或者其他便携式气动工具时，也同样具有使用标准气动工具部件的相同能力，因为这些工具内使用压缩空气的能量来实施所述工作的基本过程没有因增加板载压缩机组件而改变。

虽然本实用新型的目的是克服手持气动工具对于外部空气压缩机的依赖，但是外部空气压缩机在许多情况下还是具有优势的。因此，另一项特征是可以选择由板载压缩机组件或者外部空气压缩机组件来提供动力的能力。为了适合外部空气压缩机，可以包括端口250(图8)，以允许压缩空气软管连接到压缩空气存储器210并从外部空气压缩机传输压缩空气。端口250包括标准设计的耦合器，用来快速连接压缩空气软管或者断开。当压缩空气软管没有接在耦合器251上的时候，为了防止压缩空气从压缩空气存储器210逸出，在端口250上包含阀252。当阀252关闭时，压缩空气不能从压缩空气存储器210经由耦合器251通过。在所示实施例中通过用手将耦合器251从图1所示关闭位置旋转到图3所示打开位置而手动促动阀252。

减压阀230(图8)可以连接到压缩空气存储器210来释放压缩空气的任何过度压力。除了当压缩空气的压力超过一定压力时自动促动外，当电池300从压缩机盖110拆下时，所述减压阀230可以布置成可以手动促动。按压电池释放按钮310(图2和8)，以已知方式从压缩机盖110拆下电池300。当按下电池释放按钮310时，该按钮推靠杆260(图6)的第一端261。杆260围绕点262枢转。当杆260在电池释放按钮310的激活下枢转时，该杆牵引减压阀230，所述杆在第二端263连接到该减压阀，导致压缩空气存储器210内的压缩空气被释放。认为取下电池300时释放压缩空气是所希望的，因为使用者可能错误地认为电池300取下后角钉机就无法发射了。为了类似的原因，用来开关敲钉机的开关243(图2)可以布置成这样：当开关243移动到关断位置时，该开关推靠接口264(图6)附近的杆260，使杆260绕点262枢转并促动减压阀230以在角钉机关断的情况下释放压缩空气。

在上述每种实施例中，压缩机组件可以包括控制系统，该系统根据对压缩空气的需求来开关电动马达。当然，这种控制系统不是绝对必须的，因为当工具处于使用中，且与此同时如果供应与需求不匹配，减压阀230将释放过多的压缩空气，则压缩机可以设置为持续运行。控制系统可以为这种简单的设置提供优势，例如因为在以下可行的控制系统的说明中所述的几个原因。在每种可行的控制系统的说明中，将讨论所示的实施例——无线角钉机。应该理解，可以根据需要将所述控制系统以类似方式应用于任何实施例。

在一种可行的简单形式中，当压缩空气存储器210内的压力小于第一预定压力时，控制系统将接通电动马达120，而当该压力大于第二预定压力时，则关断电动马达120。如果需要，第一和第二预定压力可以相同。第一和第二预定压力也可以由使用者在使用角钉机的过程中选择，或者在生产角钉机的时候在工厂里设置它们。在所述特征任何可能的组合中，控制系统可以简单地包括压力敏感开关或多个开关，所述开关感知压缩空气存储器210内的压缩空气压力并控制送往电动马达120的电力流。在使用工具时，所述控制系统通过不要求压缩机持续运行而可以协助节省电力。当角钉机由板载电池提供动力时，节省电力尤其重要。

所述控制系统还让使用该工具更加舒适。在使用中，压缩机组件100将产生噪声和振动，如果该噪声和振动持续发生，将会干扰使用者。

在附图所示的另一种形式中，控制系统可以包括压力变换器241(图8)，其监测压缩空气存储器210内的压力。压力变换器214安装到盖板200并返回指示压力的电信号。来自压力变换器241的电信号被控制电路240接收。控制电路240(在图8中示意性示出)包括所谓一次性可编程微晶片和其他已知部件。控制电路240接收并处理来自压力变换器241的电信号。控制电路240使用该电信号来控制送往电动马达120的电力流。另外，根据需要，控制电路240还包括用来感知与电池300状态有关的特定参数的部件或者用来感知其他输入传感器和的部件。控制电路240可以通过安装到压缩机盖110上的开关243(图2)来开关。控制电路240还可以具有控制诸如LED或者音频蜂鸣器这样的输出设备的能力。例如，一组LED242(图2)可以安装到压缩机盖110外部来指示角钉机的各种操作状态和故障。控制电路240接收这种或者这些输入并根据经过编程的逻辑来控制电动马达120和其他输出设备。

图12通过示出压缩空气存储器210内的压力波动，说明了控制电路240在正常操作条件下的操作。在阶段1中通过促动开关243接通角钉机。当压力变换器241所测量的压缩空气存储器210内的压力(“测量压力”)小于P_mot值时，控制电路240通过接通电动马达120来作出响应。“压缩机”寄存器中的值“1”表示压缩机组件正在运行。随着压缩机组件的运行，测量压力攀升，直到到达P_max值。当测量压力超过P_max时，控制电路240通过关断电动马达120来作出响应。“压缩机”寄存器内的值“0”表示压缩机组件在阶段2中被关断。

在阶段3中，使用者拉动触发器30来发射角钉。作为驱动角钉的压缩空气体积损失的结果，测量压力降低。因为测量压力在阶段4中掉到P_mot以下，所以控制电路240接通电动马达120。当测量压力返回到P_max水平时，控制电路在阶段5中关断电动马达120。在阶段6中，使用者拉动触发器30来发射第二角钉。和前面一样，控制电路240检测到测量压力降低到P_mot以下并在阶段7中接通电动马达120。这示出了控制电路240在正常操作条件下的逻辑。

恰当确定压缩空气存储器210的尺寸以及适当调节控制电路240，可以在控制电路接通电动马达120来给压缩空气存储器210再补充之前发射两次角钉。这是具有优势的，因为这样允许迅速连续发射若干角钉。

现在解释图12中指出的绿色LED的功能。该绿色LED是所述一组LED242(图2)的一部分，该组LED242可以从压缩机盖110伸出。当测量压力低于P_safe时，控制电路240关断绿色LED。P_safe预定为这样的压力：在该压力时，由于压力较低，不小心促动触发器30最不可能通过发射或者部分发射角钉而导致任何伤害。因此，认为当压力低于P_safe水平时，不需要向使用者给出信号。当测量压力高于P_safe水平而低于P_min时，控制电路240接通绿色LED并使之闪烁。这种情况由图12中的“绿色LED”寄存器中存在断续的阴影条来显示。闪烁的绿色LED给使用者发出信号，说明如果意外促动，则可能导致伤害。闪烁的绿色LED还指出，如果此时拉动触发器30，则压缩空气存储器210内的压力不足以完全驱动角钉。因此，P_min预定为角钉机能将角钉完全驱动到工件内的最小压力水平。当绿色LED闪烁时，使用者明白角钉机可以发射，但是角钉将折服于工件表面。一旦测量压力高于P_min，则绿色LED接通，表示角钉机随时准备发射角钉。这种情况由“绿色LED”寄存器中存在的实体阴影来表示。

P_max和P_mot值可以由使用者在使用角钉机的过程中选择。开关243可以设置有若干位置，每个位置相应于不同的一组P_max和P_mot值。在图2中，示出了具有“正常”和“高”位置的开关243。当开关243处于“正常”或者“高”位置时，角钉机接通。“高”位置将P_max和P_mot值设置地高于“正常”位置。P_min值也可以受到开关243位置的控制。另外，开关243可以具有多于两个位置，以具有更大程度的调节能力。

可以为P_max和P_mot选值的能力让使用者为将要进行的工作而定制角钉机的操作。当角钉类型和尺寸以及工件硬度改变时，完全驱动角钉所需的最小驱动力也将改变。调节P_max和P_mot值允许压缩空气的压力更接近相应于所需最小驱动力的最小压力。

定制P_max和P_mot值具有若干优势。因为用来驱动驱动活塞的压缩空气的压力不会显著大于驱动角钉所需的压力，所以节约了电能。另外，随着压缩空气压力的降低，压缩机130的效率提高。如果电源是电池，则节省电力非常重要。另外，压缩机组件100的运行时间最小化。如果压缩机组件100运行太久，则使用该工具将让人不舒服。

参照图17-19，示出了正常操作条件下，控制电路240所遵循的逻辑的示例。图17-19是流程图，表示了控制电路240在操作角钉机的过程中所遵循的逻辑步骤。现在仅说明与角钉机正常操作条件有关的逻辑步骤。在解释角钉机其他操作条件时，再说明其他步骤。

在图17的步骤401中，开关243移动到接通位置。在步骤403中检测开关243的位置，即是“高”位置还是“正常”位置。该检测设置了P_max和P_mot的值。在步骤404中，由压力变换器241测量压缩空气存储器210内的压力。根据测量压力，LED242在步骤404中会接通或断开。在步骤406中，对照P_mot值判断测量压力。

如果测量压力小于P_mot，则在步骤407中接通电动马达120。在步骤408中再一次检测开关243的位置，并建立P_max和P_mot的值。行进到图18中的B点，再一次用压力变换器341测量压力，并在步骤412中根据测量压力将LED接通或断开。在步骤414中，对照P_max值判断测量压力。如果测量压力小于P_max值，则该逻辑返回图17的步骤2，并且电动马达120保持接通，以继续为压缩空气存储器210补给。在步骤407和414之间，所述逻辑通常循环，直到测量压力大于P_max。

如果在步骤414中测量压力大于P_max，则在步骤416中断开电动马达120。在步骤421中再一次检测开关243的位置，并且在步骤422中测量压力并接通或断开LED。在步骤423中对照P_mot判断测量压力。如果测量压力大于P_mot，则所述逻辑返回步骤3，然后到达图18中的步骤416。在步骤416和步骤423之间，所述逻辑通常循环，直到测量压力小于P_mot。如果在步骤423中，测量压力小于P_mot，则所述逻辑返回图17中的步骤2，在那里电动马达120在步骤407中被接通，并且给压缩空气存储器210再次补给。和前面一样，所述逻辑在步骤407和414之间通常循环，直到测量压力大于P_max。

图13示出了在高需求条件下控制电路240的操作，所述操作与图12所示的正常操作相同，除了绿色LED以外。在高需求条件下，角钉机在阶段3和4中连续快速发射若干次。这样导致测量压力在阶段5中下降到P_min以下。当这种情况发生时，控制电路240接通绿色LED并使之闪烁，给使用者发出信号，表示角钉机没有准备好发射，直到气压恢复为止。在图17和18所示的逻辑中，可以在步骤404、412和422中接通绿色LED并使之闪烁。

图14图示了在工具空转条件下控制电路240的操作。单个角钉在阶段3被发射，且测量压力降到P_mot值以下。在阶段4中，在图18中的步骤423中，对照P_mot值判断测量压力。因为测量压力低于P_mot值，所以控制电路根据图17中的步骤407接通电动马达120。当压缩空气存储器210再次补给时，气压在阶段4中恢复。当在图18的步骤414中判断出测量压力大于P_max时，在步骤416中断开电动马达120。在步骤417中，定时器2设置为运行。然后控制逻辑在步骤416和423之间循环。在阶段5中，由于压缩空气仅从压缩空气存储器210中泄漏，所以测量压力随着时间非常缓慢的下降(图14中的时域轴为了说明的目的而被扭曲(distort))。至少一些压缩空气从压缩空气存储器210中泄漏是不可避免的。当在步骤423中判断出测量压力小于P_mot值时，在图17的步骤407中，控制电路240再次接通电动马达120。

不希望让因泄漏而缓慢排空压缩空气存储器210然后再次补给的这种循环无限持续下去。如果允许步骤5中的这种循环无限持续下去，则电池300中电量将最终被消耗殆尽。当使用者将角钉机放在一边而没有关掉开关243的时候，最可能发生工具空转的情况。

为了防止这种不希望的缓慢排空和再次补给的循环，在图18的步骤418中判断定时器2的值。如果定时器2的值大于2小时(或者任何希望的值)，则控制逻辑进行到图19的位置C。如果定时器2的值不大于约2小时，则在步骤419中判断测量压力的时间变化率。如果测量压力的时间变化率大于约10psi/sec(或者任何其他适当标准)，则在步骤420中定时器2重置为零，并继续运行，并且然后在步骤421中测量所述压力。否则，所述逻辑直接运行到步骤421，且定时器2继续运行。这样，如果测量压力的时间变化率从未大于10psi/sec，这表示角钉机在该时间段内没有发射，则定时器2最终到达约2小时，然后所述逻辑将在步骤418后运行到C点。

图19中的C点是自动关断程序的起始位置。在步骤424中，电动马达120被关断。通过“压缩机”寄存器中的“D”来在图14的阶段6中表示不可用的压缩机。在步骤425中测量压力，并且接通绿色LED，而红色LED被接通并缓慢闪烁。在图14的阶段6中，红色LED的缓慢闪烁状态由“红色LED”寄存器中断续的阴影条来表示。在步骤426中判断测量压力。如果判断出测量压力大于P_min，则所述逻辑返回步骤4，然后到达步骤425。所述逻辑将在步骤425和426之间循环，直到测量压力掉到P_min值以下。

当在步骤426中，因压缩空气存储器210持续泄漏而判断出测量压力小于P_min，则在步骤427中再一次测量气压并且绿色LED被接通并闪烁，且红色LED被接通并缓慢闪烁。在图14的阶段7中示出了闪烁的绿色和红色LED。在步骤428中，对照P_safe判断测量压力。如果判断出测量压力大于P_safe，则所述逻辑返回步骤5，然后到步骤427。所述逻辑将在步骤427和428之间循环，直到测量压力降到P_safe值以下。

当在步骤428中判断出测量压力小于P_safe时，在步骤429中绿色LED被关断而红色LED被接通且缓慢闪烁。闪烁的红色LED示于图14的阶段8中。控制电路240的逻辑将停留在步骤429中的自动关断状态，直到开关423被拨到断开位置。红色LED的持续缓慢闪烁将警告使用者，说明角钉机处于自动关断状态。

图15示出了电池电量低的条件下控制电路240的操作。显然，这种电池电量低的情况只适用于电池300作为电源的情况。如果电线和外部电力输出作为仅有的电源，则不需要以下所述的特征。在图15的阶段3中，发射了第一角钉，结果压缩空气存储器210内的气压降低。在阶段4中，随着使用者继续发射角钉，控制电路240接通电动马达120，再次补给压缩空气存储器。在阶段5中，发射角钉之间的压力曲线斜率表示压力恢复地更慢了，因为电池300的电量基本上被耗尽了。在阶段5中，压缩机组件100再次补给压缩空气存储器210时，控制电路240的逻辑在图17和18的步骤407和414之间循环。在阶段6中，又发射若干角钉，且气压降到P_min水平以下。在图18的步骤412中，控制逻辑240通过接通绿色LED并闪烁来做出响应。

在阶段6中发射了又一个角钉，最后电动马达120失速。控制电路240在步骤410或者411中通过检测电池电压和电流而检测到这种失速。如果电池电压小于预定极限或者如果电池电流大于预定极限，则所述逻辑进行到图17中的步骤1和430，电动马达120在这里被关断。如果控制电路240没有关断电动马达120，则存在电动马达120在失速过程中被烧坏的显著风险。可以在角钉机接通后，通过检查电池电压来在步骤405中检测到用尽的电池。电动马达120在步骤430中关断后，所述逻辑运行到图19的D点。

图19的D点是自动关断程序的起始点，当电池300耗尽时进入该自动关断程序。压缩机的不可用状态由图15的阶段7中“压缩机”寄存器中的“D”来表示。在步骤431中，压缩空气存储器210中的压力通过压力变换器241来测量，并且绿色和红色LED被接通。在步骤432中，对照P_min值判断测量压力。如果测量压力大于P_min值，则所述逻辑运行到步骤6，然后到步骤431。所述逻辑在步骤431和432之间循环，直到测量压力掉到P_min以下。

如果在步骤432中测量压力小于P_min值，则在步骤433中再次测量该压力，并且接通绿色LED并使之闪烁，并接通红色LED。在步骤434中，对照P_safe值判断测量压力。如果测量压力大于P_safe值，则所述逻辑运行到步骤7，然后再一次到步骤433。所述逻辑在步骤433和434之间循环，直到测量压力掉到P_safe值以下。

如果在步骤434中测量压力小于P_safe值，则在步骤435中关断绿色LED而接通红色LED。所述逻辑停留在步骤435，直到角钉机被关断。红色LED给使用者发信号，表示角钉机因电池耗尽而处于自动关断程序中。

图16示出了在打开快速连接阀的情况下，控制电路240的操作。当端口250的阀252被使用者意外地保持打开并且使用者现在尝试将板载压缩机组件100用于压缩空气时，所述情况将会发生。在阶段1中，开关243接通并由于测量压力低于P_mot，则控制电路240在图17的步骤407中接通电动马达120，以再次补给压缩空气存储器210。但是，因为压缩空气通过敞开的阀252逸出，所以测量压力基本上没有建立。电动马达120在步骤407中接通且在步骤408中检测开关243的位置以后，在步骤409中将定时器1设置为运行(当开关243第一次接通时，定时器1和定时器2在步骤402中重置为零)。当压缩机组件100试图再次补给压缩空气存储器210时，控制逻辑在步骤407和414之间循环。最终，在步骤413中，判断出定时器1大于约3分钟(或者任何其他适当的极限)，电动马达120将在这一点在步骤436中被关断。但是，如果取而代之的是，在定时器超过约3分钟之前测量压力到达P_max值，则定时器1在步骤415中重置为零。步骤436以后，所述逻辑运行到图19的E点。

E点开始自动关断程序，当阀252保持敞开并且板载压缩机组件100试图对压缩空气存储器210再补充时，控制电路240进入该程序。压缩机的不可用状态由图16的阶段2中“压缩机”寄存器中的“D”表示。在步骤437中，通过压力变换器241来测量压缩空气存储器210中的气压，并接通绿色LED，而且接通红色LED并使之闪烁。闪烁的红色LED由图16中“红色LED”寄存器中断续的阴影条来表示。在步骤438中，对照P_min值判断测量压力。如果测量压力大于P_min值，则所述逻辑运行到步骤8，然后再一次到步骤437。所述逻辑在步骤437和438之间循环，直到测量压力掉到P_min以下。

如果在步骤438中，测量压力小于P_min值，则在步骤439中，再一次测量所述压力，并接通绿色LED和红色LED且使它们都闪烁。在步骤440中，对照P_safe值判断测量压力。如果测量压力较少地大于P_safe值，则所述逻辑运行到步骤9，然后再一次到步骤439。所述逻辑在步骤439和440之间循环，直到测量压力掉到P_safe值以下。

如果在步骤440中，测量压力小于P_safe值，则在步骤441中，关断绿色LED，并接通红色LED且使之闪烁。所述逻辑停留在步骤441，直到角钉机关断。红色LED持续闪烁向使用者发出信号，表示角钉机因阀252保持敞开而处于自动关断程序中。

Claims (35)

1.一种压缩机组件，用于向气动工具提供压缩气体，其特征在于，所述压缩机组件包括：

压缩机；

箱体，其与所述压缩机流体地连接，所述箱体提供压缩气体储备；和

电动马达，其可操作地连接到所述压缩机并为所述压缩机提供动力；

其中所述电动马达可替换地用电池和AC电力供应件之一来供电。

2.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述电动马达是DC马达，且进一步包括AC/DC转换器，该转换器将来自AC电源的输入转换成所述DC马达可用的DC电力。

3.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括电池接收器，其适于接收所述电池并与所述电池电连接。

4.如权利要求3所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括开关机构，当所述电池与所述电池接收器连接时，该开关机构将所述AC电力供应件从所述马达电脱离。

5.如权利要求4所述的压缩机组件，其特征在于，所述开关机构包括机械互锁件。

6.如权利要求3所述的压缩机组件，其特征在于，所述电池中的每一个都向所述马达提供电压介于约6.0VDC和约43.0VDC之间的DC电力。

7.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括继电器，当AC电力供应件与所述AC电源连接时，所述继电器将所述电池从所述马达电脱离。

8.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述AC电力供应件提供电力来给所述电池充电。

9.如权利要求8所述的压缩机组件，其特征在于，所述AC电力供应件提供电力来给所述电池充电的同时，提供电力来驱动所述电动马达。

10.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述AC电源电压介于约90VAC和约260VAC之间，且频率介于约48Hz和约63Hz之间。

11.如权利要求2所述的压缩机组件，其特征在于，所述AC电力供应件向所述马达提供电压介于约6.0VDC和约43VDC之间的DC电力。

12.如权利要求2所述的压缩机组件，其特征在于，所述DC马达是永磁DC马达。

13.如权利要求12所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括一个或者多个将所述马达与所述压缩机耦合的齿轮。

14.如权利要求12所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括将所述马达与所述压缩机耦合的驱动皮带。

15.如权利要求12所述的压缩机组件，其特征在于，所述永磁DC马达具有约0.5HP的最小运行马力。

16.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述箱体提供足以为所述气动工具提供动力的压缩气体储备。

17.如权利要求16所述的压缩机组件，其特征在于，所述箱体具有至少约0.5L的体积。

18.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括控制系统，所述控制系统包括：

压力感知装置，用于感知所述箱体内的压缩气体压力；和

控制装置，用于控制所述电动马达；

其中当所述压力降到第一预定值以下时，所述控制系统适于接通送往电动马达的电力流；而当所述压力升高到第二预定值以上时，所述控制系统适于关断送往所述电动马达的电力流。

19.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机、所述箱体以及所述电动马达包含在气动紧固工具的手柄内。

20.一种压缩机组件，用于向气动工具提供压缩气体，其特征在于，所述压缩机组件包括：

压缩机；

电动马达，其可操作地连接到所述压缩机并为所述压缩机提供动力；

电池接收器，其适于接收电池并将所述电池与所述电动马达电连接，以有选择地提供电力来驱动所述电动马达；

压缩空气存储器，其与所述压缩机的输出部流体连通并提供压缩气体储备，以供所述手持气动工具使用；和

控制系统，该系统包括：

压力感知装置，用于感知所述压缩空气储备中的压缩气体压力；和

控制装置，用于控制所述电动马达；

其中当所述压力降到第一预定值以下时，所述控制系统适于接通送往所述电动马达的电力流，而当所述压力升高到第二预定值以上时，所述控制系统适于关断送往所述电动马达的电力流。

21.如权利要求20所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括用于连接到AC电源的AC电力供应件，所述AC电力供应件安装到所述压缩机组件并可以有选择地与所述电动马达连接来提供电力，用来驱动所述电动马达。

22.如权利要求21所述的压缩机组件，其特征在于，所述电动马达是DC马达，且其中所述AC电力供应件包括将AC电源输入转换为DC电力的装置。

23.如权利要求21所述的压缩机组件，其特征在于，所述电动马达是永磁DC马达。

24.如权利要求23所述的压缩机组件，其特征在于，所述永磁DC马达具有约0.5HP的最小运行马力。

25.如权利要求21所述的压缩机组件，其特征在于，所述电动马达可替换地由电池和AC电力供应件之一提供电力。

26.如权利要求25所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括开关机构，当所述电池与所述电池接收器连接时，该开关机构将所述AC电力供应件从所述马达电脱离。

27.如权利要求25所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括继电器，当所述AC电力供应件与所述AC电源连接时，所述继电器将所述电池从所述马达电脱离。

28.如权利要求25所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括电池充电器，用所述AC电力供应件提供的电力为所述电池充电。

29.如权利要求20所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括电池，其适于可拆卸地与所述压缩机组件的电池接收器连接，并且替代地适于可拆卸地与除所述压缩机组件之外的其他动力工具的电池接收器连接。

30.如权利要求21所述的压缩机组件，其特征在于，所述AC电源电压介于约90VAC和约260VAC之间，且频率介于约48Hz和约63Hz之间。

31.如权利要求22所述的压缩机组件，其特征在于，所述AC电力供应件向所述马达提供电压介于约6.0VDC和约43VDC之间的DC电力。

32.如权利要求20所述的压缩机组件，其特征在于，所述压缩空气存储器包括体积至多约60L的箱体。

33.一种压缩机组件，用于向气动工具提供压缩气体，其特征在于，所述压缩机组件包括：

压缩机；

箱体，其与所述压缩机流体地连接，所述箱体提供压缩气体储备；

电动马达，其可操作地连接到所述压缩机并为所述压缩机提供动力；

至少一个可拆卸地安装到所述压缩机组件的电池，所述电池可选择地与所述电动马达连接来提供电力，用于驱动所述电动马达；和

AC电力供应件，其用于连接到AC电源，所述AC电力供应件安装到所述压缩机组件并可选择地与所述电动马达连接来提供电力，用于驱动所述电动马达；

其中所述电动马达可替换地由所述电池和所述AC电力供应件提供电力。

34.一种压缩机组件，用于向气动工具提供压缩气体，其特征在于，所述压缩机组件包括：

压缩机；

永磁DC电动马达，其可操作地连接到所述压缩机并为所述压缩机提供动力；

其中所述压缩机具有至少约90PSI的最小约1.0SCFM的空气流。

35.如权利要求34所述压缩机组件，其特征在于，所述压缩机组件还包括与所述压缩机流体地连通的箱体，所述箱体提供压缩气体储备。

Images