TW201729956A - 用以組配具有衝擊機構之動力工具的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

具有衝擊機構之一動力工具及其係基於來自衝擊的驅動角加以控制。該動力工具包括一殼體、於該殼體內部的一無刷直流(DC)馬達、一衝擊機構、及一輸出驅動裝置。該無刷DC馬達包括耦合至一馬達軸的一轉子以產生一旋轉輸出。該衝擊機構包括耦合至該馬達軸的一槌，及自該槌接收衝擊且驅動一輸出裝置的一砧。該動力工具進一步包括感測該轉子之一位置的一位置感測器及耦合至該位置感測器的一控制器。該控制器檢測該衝擊機構的一衝擊，基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角，及基於該驅動角而控制該無刷DC馬達。

Description

用以組配具有衝擊機構之動力工具的系統及方法
參考相關申請案 此申請案主張提申日期2015年12月17日之美國臨時專利申請案第62/268,708號的優先權，該案全文內容係爰引於此並融入本說明書之揭示。
本發明係有關於用以組配具有衝擊機構之動力工具的系統及方法。
本發明係有關於與外部裝置通訊的動力工具及用於控制帶有衝擊機構之動力工具的技術。
發明概要 於一個實施例中，提出一動力工具，其包括一殼體、於該殼體內部的一無刷直流(DC)馬達、一衝擊機構、及一輸出驅動裝置。該無刷DC馬達包括一轉子及一定子，其中該轉子係耦合至一馬達軸以產生一旋轉輸出。該衝擊機構包括耦合至該馬達軸的一槌，及自該槌接收衝擊的一砧。該輸出驅動裝置耦合至該砧並旋轉以進行一工作。該動力工具進一步包括感測該轉子之一位置的一位置感測器及耦合至該位置感測器的一控制器。該控制器檢測該衝擊機構的一衝擊，基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角，及基於該驅動角而控制該無刷DC馬達。
於一個實施例中，提出一控制一動力工具之方法。該方法包括驅動一無刷直流(DC)馬達。該無刷DC馬達包括一轉子及一定子，及該轉子係耦合至一馬達軸而產生一旋轉輸出。該方法進一步包括藉一衝擊機構之一槌，其係耦合至該馬達軸，衝擊該衝擊機構的一砧用以旋轉耦合至該砧的一輸出驅動裝置。該方法進一步包括藉一位置感測器感測該轉子之一位置及藉一控制器，檢測該衝擊機構的一衝擊。該控制器基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角，及基於該驅動角控制該無刷DC馬達。
於一個實施例中，提出一動力工具，其包括一殼體、於該殼體內部的一無刷直流(DC)馬達、一衝擊機構、及一輸出驅動裝置。該無刷DC馬達包括一轉子及一定子，其中該轉子係耦合至一馬達軸以產生一旋轉輸出。該衝擊機構包括耦合至該馬達軸的一槌，及自該槌接收衝擊的一砧。該輸出驅動裝置耦合至該砧並旋轉以進行一工作。該動力工具進一步包括感測該轉子之一位置的一位置感測器及耦合至該位置感測器的一控制器。該控制器檢測該衝擊機構的一衝擊，及基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角。該控制器進一步基於該驅動角而控制該無刷DC馬達，判定該驅動角是否小於一驅動角臨界值，回應於判定該驅動角係小於該驅動角臨界值而遞增一衝擊計數器，判定該衝擊計數器是否已經達到一衝擊計數器臨界值，及回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而控制該無刷DC馬達。
於若干實施例中，用於基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之該驅動角，該控制器基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第一衝擊時該馬達軸的一第一旋轉位置，基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第二衝擊時該馬達軸的一第二旋轉位置，及基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角。於若干實施例中，用於基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角，該控制器決定該第二旋轉位置與該第一旋轉位置間之一差，及扣除一預定角。該預定角係指示由該槌自脫離該砧至衝擊該砧所經驗的一旋轉量。於若干實施例中，用於回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而控制該無刷DC馬達，該控制器減低該無刷DC馬達之一速度。
各種實施例之其它面向藉由考慮詳細說明部分及附圖將更為彰顯。
較佳實施例之詳細說明 在以細節解釋本發明之任何實施例之前，須瞭解本發明並不限於其應用至如下詳細說明部分中陳述的或如下圖式中例示的組件之組成及排列的細節。本發明能應用至其它實施例且能以各種方式實施或進行。又，須瞭解本文中使用的用詞及術語係用於描述目的而不應視為限制性。本文中「包括」、「包含」或「具有」及其變化詞的使用表示涵蓋後文列舉的項目及其相當項目以及額外項目。術語「安裝」、「連結」及「耦合」係廣義使用且涵蓋直接及間接安裝、連結及耦合兩者。又，「連結」及「耦合」並不限於實體或機械連結或耦合，且可包括電氣連結或耦合，包括直接或間接。
須注意多個以硬體及軟體為基礎的裝置以及多個不同結構組件可運用以實施本發明。又復且如隨後段落中描述，附圖中例示的特定組態意圖舉例說明本發明之實施例，其它替代組態亦屬可能。除非另行陳述，否則術語「處理器」、「中央處理單元」及「CPU」為可互換使用。當術語「處理器」、「中央處理單元」或「CPU」使用來識別進行特定功能的單元時，須瞭解除非另行陳述，否則該等功能可由單一處理器或排列成任何形式的多個處理器進行，包括並聯處理器、串聯處理器、縱列式處理器、或雲端處理/雲端運算組態。
圖1例示通訊系統100。通訊系統100包括動力工具裝置102及外部裝置108。各個動力工具裝置102(例如，電池供電衝擊驅動裝置102a及動力工具電池包102b)及外部裝置108當其在彼此的通訊範圍以內時能夠無線通訊。各個動力工具裝置102可通訊動力工具狀態、動力工具操作統計資料、動力工具識別符、儲存的動力工具使用資訊、動力工具維修資料、及其類。因此，使用外部裝置108，使用者可存取儲存的動力工具使用資訊資料或動力工具維修資料。利用此工具資料，使用者可判定如何使用動力工具裝置102，是否推薦維修或過去是否進行維修，及針對某些效能議題識別功能異常組件或其它理由。外部裝置108也能發射資料給動力工具裝置102用於動力工具組態、韌體更新、或發送指令(例如，啟動工作燈)。外部裝置108也允許使用者對動力工具裝置102設定操作參數、安全性參數、選擇工具模式等。
外部裝置108可以是例如，智慧型電話(如圖中例示)、膝上型電腦、平板電腦、個人數位助理器(PDA)、或能夠與動力工具裝置102無線通訊及提供使用者介面的其它電子裝置。外部裝置108提供使用者介面及允許使用者存取且與工具資訊互動。外部裝置108可接收使用者輸入以判定操作參數、啟用或停用特徵等。外部裝置108的使用者介面提供容易使用介面給使用者來控制及客製化動力工具的操作。
外部裝置108包括通訊介面，其係與動力工具裝置102的無線通訊介面或模組可相容。外部裝置108的通訊介面可包括無線通訊控制器(例如，藍牙模組)或類似組件。因此，外部裝置108賦與使用者存取動力工具裝置102相關資料，及提供使用者介面，使得使用者能與動力工具裝置102的控制器互動。
此外，如於圖1中顯示，外部裝置108也能與藉網路114連結的遠端伺服器112分享得自動力工具裝置102的資訊。遠端伺服器112可被使用來儲存得自外部裝置108的資料，提供額外功能及服務給使用者，或其組合。於一個實施例中，將資訊儲存於遠端伺服器112上允許使用者自多個不同位置存取資訊。於另一個實施例中，遠端伺服器112可自各種使用者收集有關其動力工具裝置的資訊，及基於得自不同動力工具的資訊而提供統計資料或統計度量給使用者。舉例言之，遠端伺服器112可提供有關動力工具裝置102的經驗效率、動力工具裝置102的典型用途、及動力工具裝置102的其它相關特性及/或度量的統計資料。網路114可包括用來連接到例如，網際網路、細胞式資料網路、本地網路、或其組合的各種聯網組件(路由器、中樞器、交換器、發射塔、有線連結、無線連結等)。於若干實施例中，動力工具裝置102可經組配以透過額外無線介面與伺服器112直接通訊，或與相同無線介面通訊使得動力工具裝置102用來與外部裝置108通訊。
動力工具裝置102係經組配以進行一或多個特定工作(例如，鑽孔、切削、扣接、加壓、潤滑劑施用、砂磨、加熱、碾磨、彎折、成形、衝擊、研磨、打亮等)。舉例言之，套筒扳手係與產生旋轉輸出的工作相關(例如，驅動鉆頭)。
圖2例示動力工具裝置102的一實例，亦即衝擊起子104。衝擊起子104為在系統100內部操作的各型動力工具的代表例。據此，於系統100中有關衝擊起子104的描述同樣適用於其它型動力工具，諸如帶有衝擊機構的其它動力工具(例如，套筒扳手及衝擊角起子)。如於圖2中顯示，衝擊起子104包括上主體202、手柄204、電池包收納部206、模式襯墊208、輸出驅動裝置210、扳機212、工作燈217、及正向/反向選擇器219。衝擊起子104的殼體(例如，主體202及手柄204)係由耐用的輕質塑膠材料組成。驅動裝置210係由金屬(例如，鋼)組成。在衝擊起子104上的驅動裝置210為套接口。然而，其它動力工具可具有特別設計用於與其它動力工具相關聯的工作之不同的驅動裝置210。電池包收納部206係經組配以接納與耦合至供電給衝擊起子104的電池包(例如，圖1之102b)。電池包收納部206包括用以接合固定電池包之機構的連接結構，及用以電氣連結電池包至衝擊起子104的終端區塊。模式襯墊208允許使用者選擇衝擊起子104的模式，及給使用者指示衝擊起子104的目前選取模式，容後詳述。
如於圖3A中顯示，衝擊起子104也包括馬達214。馬達214致動驅動裝置210，及允許驅動裝置210進行特定工作。主電源(例如，電池包)215耦合至衝擊起子104，及提供電力來賦能馬達214。基於扳機212的位置，馬達214被賦能。當扳機212被按壓時馬達214被賦能，及當扳機212被鬆開時馬達214被失能。於該例示實施例中，扳機212向下延伸歷經手柄204的部分長度；然而，於其它實施例中，扳機212向下延伸歷經手柄204的全部長度或可位在衝擊起子104上其它位置。扳機212活動式耦合至手柄204，使得扳機212相對於工具殼體移動。扳機212耦合至推桿，該推桿與扳機開關213可接合(參考圖3A)。當扳機212被使用者按壓時，扳機212於朝向手柄204的第一方向移動。當扳機212被使用者鬆開時，扳機212被施加偏壓(例如，使用彈簧)使得其於遠離手柄204的第二方向移動。當扳機212被使用者按壓時，推桿致動扳機開關213，而當扳機212被使用者鬆開時，扳機開關213被解除致動。於其它實施例中，扳機212係耦合至電氣扳機開關213。於此等實施例中，扳機開關213可包括例如電晶體。此外，用於此等電子實施例，扳機212可不包括推桿來致動機械開關。反而，電氣扳機開關213可藉例如位置感測器(例如，霍爾效應感測器)致動，該位置感測器中繼有關扳機212對工具殼體或電氣扳機開關213的相對位置的資訊。扳機開關213輸出指示扳機212的位置之訊號。於某些情況下，訊號為二進制，指示扳機212被按壓或被鬆開。於其它情況下，該訊號更精準地指示扳機212的位置。舉例言之，取決於扳機212被按壓的程度，扳機開關213可輸出0伏至5伏不等的類比訊號。例如，0 V輸出指示扳機212被鬆開，1 V輸出指示扳機212被20%按壓，2 V輸出指示扳機212被40%按壓，3 V輸出指示扳機212被60%按壓，4 V輸出指示扳機212被80%按壓，及5 V輸出指示扳機212被100%按壓。由扳機開關213輸出的訊號可以是類比或數位。
也如於圖3A中顯示，衝擊起子104也包括切換網路216、感測器218、指示器220、電池包介面222、電力輸入單元224、控制器226、無線通訊控制器250、及備用電源252。於若干實施例中，備用電源252包括鈕扣型電池(圖4)或其它類似的小型可更換式電源。電池包介面222係耦合至控制器226且耦合至電池包215。電池包介面222包括經組配以且可操作用以介接(例如，機械式、電氣式、及通訊式連結)衝擊起子104與電池包215的機械(例如，電池包收納部206)與電氣組件的組合。電池包介面222係耦合至電力輸入單元224。電池包介面222發送接收自電池包215的電力給電力輸入單元224。電力輸入單元224包括主動及/或被動組件(例如，電壓下降控制器、電壓轉換器、整流器、濾波器等)用以調節或控制透過電池包介面222接收的及至無線通訊控制器250及控制器226接收的電力。
切換網路216使得控制器226能控制馬達214的操作。通常，如由扳機開關213之輸出指示，當扳機212被按壓時，電流係自電池包介面222透過切換網路216供應至馬達214。當扳機212未被按壓時，電流不會自電池包介面222供應至馬達214。
回應於控制器226自扳機開關213接收到致動訊號，控制器226致動切換網路216而供電給馬達214。切換網路216控制馬達214可用的電流量，及藉此控制馬達214的速度及扭矩輸出。切換網路216可包括眾多FET、兩極電晶體、或其它類型的電氣開關。例如，切換網路216可包括6-FET橋接器，其自控制器226接收脈衝寬度調變(PWM)訊號而驅動馬達214。
感測器218耦合至控制器226及將指示衝擊起子104或馬達214的各種參數之各項訊號通訊給控制器226。感測器218包括霍爾感測器218a、電流感測器218b等其它感測器，諸如一或多個電壓感測器、一或多個溫度感測器、及一或多個扭矩感測器。各個霍爾感測器218a輸出馬達回授資訊給控制器226，諸如指示(例如，脈衝)何時馬達轉子的磁鐵旋轉橫跨霍爾感測器的表面。基於來自霍爾感測器218a的馬達回授資訊，控制器226可決定轉子的位置、速度、及加速度。回應於馬達回授資訊及來自扳機開關213的訊號，控制器226發射控制訊號以控制切換網路216來驅動馬達214。例如，藉由選擇性地賦能及失能切換網路216的FET，透過電池包介面222接收的電力被選擇性地施加至馬達214的定子線圈而造成其轉子的旋轉。馬達回授資訊係由控制器226使用來確保控制訊號至切換網路216的適當時序，及於某些情況下，提供閉路回授以將馬達214的速度控制於期望的程度。
指示器220也耦合至控制器226，及自控制器226接收控制訊號，基於衝擊起子104的不同狀態來啟動及關閉或以其它方式驅遞資訊。指示器220包括例如一或多個發光二極體(LED)或顯示幕。指示器220可經組配以顯示衝擊起子104的情況或相關資訊。舉例言之，指示器220係經組配以指示量測得的衝擊起子104之電氣特性、衝擊起子104之狀態、動力工具的模式(討論如後)等。指示器220也可包括透過可聽聞的輸出或觸覺輸出而傳遞資訊給使用者的元件。
如前文描述，控制器226係電氣地及/或通訊地連結至衝擊起子104的多個模組或組件。於若干實施例中，控制器226包括多個電氣及電子組件，其提供電力、操作控制、及保護給控制器226及/或衝擊起子104內部的組件及模組。舉例言之，控制器226包括處理單元230(例如，微處理器、微控制器、或其它合宜可規劃裝置)、記憶體232、輸入單元234、及輸出單元236等。處理單元230(本文中稱作電子處理器230)包括控制單元240、算術邏輯單元(ALU)242、及多個暫存器244(於圖3A中顯示為一組暫存器)等。於若干實施例中，控制器226係在半導體(例如，現場可程式閘陣列[FPGA]半導體)晶片上部分或全部實施，諸如透過暫存器移轉層級(RTL)設計程序發展的晶片。
記憶體232包括例如程式儲存區233a及資料儲存區233b。程式儲存區233a及資料儲存區233b可包括不同類型的記憶體組合，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)(例如，動態RAM[DRAM]、同步DRAM[SDRAM]等)、電氣可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體、硬碟、SD卡、或其它合宜磁性、光學、物理、或電子記憶體裝置。電子處理器230連結至記憶體232及執行軟體指令，該等軟體指令能夠儲存於記憶體232的RAM(例如，於執行期間)、記憶體232的ROM(例如，以大致永久性基礎)、或其它非暫態電腦可讀取媒體諸如其它記憶體或碟片。於衝擊起子104之實施中涵括的軟體可儲存於控制器226的記憶體232。軟體包括例如，韌體、一或多個應用程式、程式資料、濾波器、法則、一或多個程式模組、及其它可執行指令。控制器226係經組配以自記憶體取回並執行與本文描述的控制程序及方法相關指令等。控制器226也係經組配以儲存動力工具資訊於記憶體232上，包括操作資料、識別工具類型的資訊、針對特定工具的獨特識別符、及與衝擊起子104的操作或維修相關的其它資訊。工具使用資訊，諸如電流位準、馬達速度、馬達加速度、馬達方向、衝擊次數可由感測器218自輸出的資料擷取或推論。然後，此種動力工具資訊可由使用者以外部裝置108存取。於其它建構中，控制器226也括額外的、更少的、或不同的組件。
無線通訊控制器250耦合至控制器226。於該例示實施例中，無線通訊控制器250位置接近衝擊起子104腳邊(參考圖2)以節省空間且確保馬達214的磁力活性不影響衝擊起子104與外部裝置108間之無線通訊。至於特定實例，於若干實施例中，無線通訊控制器250係位在模式襯墊208下方。
如於圖3B中顯示，無線通訊控制器250包括無線電收發器及天線254、記憶體256、電子處理器258、及即時時鐘260。無線電收發器及天線254一起操作以發送與接收無線訊息至及自外部裝置108及電子處理器258。記憶體256可儲存欲由電子處理器258實施的指令及/或可儲存衝擊起子104與外部裝置108間通訊相關的資料或其類。用於無線通訊控制器250的電子處理器258控制衝擊起子104與外部裝置108間之無線通訊。舉例言之，無線通訊控制器250相關聯的電子處理器258緩衝輸入資料及/或輸出資料，與控制器226通訊，及決定使用在無線通訊的通訊協定及/或設定值。
於該例示實施例中，無線通訊控制器250為藍牙®控制器。藍牙®控制器與採用藍牙®協定的外部裝置108通訊。因此，於該例示實施例中，外部裝置108及衝擊起子104當其交換資料時係落入於彼此的通訊範圍內(亦即在附近)。於其它實施例中，無線通訊控制器250透過不同類型的無線網路，使用其它協定(例如，Wi-Fi、細胞式協定、專屬協定等)通訊。舉例言之，無線通訊控制器250可經組配以透過廣域網路諸如網際網路或區域網路經由Wi-Fi通訊，或經由微微網通訊(例如，使用紅外線或NFC通訊)。透過無線通訊控制器250的通訊可經加密以保護衝擊起子104與外部裝置/網路108間交換的資料免於被第三方得知。
無線通訊控制器250係經組配以自動力工具控制器226接收資料，及透過收發器及天線254中繼資訊給外部裝置108。以類似方式，無線通訊控制器250係經組配以透過收發器及天線254自外部裝置108接收資訊(例如，組態資訊及規劃資訊)，及中繼資訊給動力工具控制器226。
RTC 260與其它動力工具組件獨立地遞增時間及維持時間。當電池包215連結至衝擊起子104時，RTC 260自電池包215接收電力，而當電池包215不連結至衝擊起子104時，則自備用電源252接收電力。RTC 260作為獨立供電的時鐘，啟用了操作資料(儲存於記憶體232中供後來輸出)的時間戳記及安全性特徵，藉此由使用者設定封鎖時間，當RTC 260的時間超過所設定的封鎖時間時工具被封鎖。
記憶體232儲存衝擊起子104的各項識別資訊，包括獨特二進制識別符(UBID)、ASCII序號、ASCII別名、及十進制目錄號碼。UBID獨特地識別工具類型且提供獨特序號給各個衝擊起子104。於若干實施例中，使用額外或替代技術以獨特地識別衝擊起子104。
圖4例示模式襯墊208的進一步細節視圖。模式襯墊208為在衝擊起子104腳邊的使用者介面，其允許衝擊起子104在不同的操作模式間切換。模式襯墊208包括模式選擇開關290及模式指示器LED區塊292具有模式指示器294a-e，各個模式指示器294a-e包括LED 296a-e中之一者(參考圖3A)及指示符碼298a-e中之相關聯一者(例如，1、2、3、4、及無線電波符碼)。當LED 296被啟用時，相關聯的指示符碼298被照明。例如，當LED 296a被啟用時，「1」(指示符碼298a)被照明。
衝擊起子104有五個可選擇模式(1、2、3、4、及適應性)，各自係與模式指示器294a-e中之不同一者相關聯。模式選擇開關290為按鈕，當各次按壓時循環通過該等五個可選擇模式(例如，模式1、2、3、4、適應性、1、2、等)。適應性模式係由指示符碼298e(無線電波符碼)表示。於該適應性模式中，使用者能夠透過外部裝置108而組配衝擊起子104，容後詳述。於其它實施例中，衝擊起子104具有更多或更少模式，及模式選擇開關290可以是不同類型的開關，諸如滑動開關、旋轉開關等。
參考圖5，模式1、2、3、及4各自分別地係與儲存於(模式)輪廓簡介排組302中之記憶體232的模式輪廓簡介組態資料區塊(模式輪廓簡介)300a-d相關聯。各個模式輪廓簡介300包括當工具104由使用者致動時(例如，當按壓扳機212時)界定工具104的操作之組態資料。例如，特定模式輪廓簡介300可載明馬達速度，何時停止馬達，工作燈217的持續時間及強度等其它操作特性。適應性模式係與儲存於記憶體232中的暫態模式輪廓簡介300e相關聯。也儲存於記憶體232中者為工具操作資料304，其包括例如有關衝擊起子104的使用資訊(例如，透過感測器218取得)、有關衝擊起子104的維修資訊、動力工具扳機事件資訊(例如，是否按壓扳機及何時按壓及按壓量)。
外部裝置108包括記憶體310，儲存核心應用程式軟體312、工具模式輪廓簡介314、暫態組態資料316、工具介面318、工具資料320包括接收的工具識別符322及接收的工具使用資料324(例如，工具操作資料)。外部裝置108進一步包括電子處理器330、觸控螢幕顯示器332、及外部無線通訊控制器334。電子處理器330及記憶體310可以是具有與衝擊起子104的控制器226相似的組件的控制器之部件。觸控螢幕顯示器332允許外部裝置108輸出視覺資料給使用者及接收使用者輸入。雖然於圖中未例示，但外部裝置108可包括進一步使用者輸入裝置(例如，按鈕、撥盤、撥鈕開關、及用於語音控制的麥克風)及進一步使用者輸出(例如，揚聲器及觸覺回授元件)。此外，於有些情況下，外部裝置108具有不含觸控螢幕輸入能力的顯示器，及透過其它輸入裝置諸如按鈕、撥盤、及撥鈕開關接收使用者輸入。外部裝置108透過外部無線通訊控制器334，例如，使用藍牙®或Wi-Fi®協定與無線通訊控制器250無線通訊。外部無線通訊控制器334進一步透過網路114與伺服器112通訊。外部無線通訊控制器334包括至少一個收發器以使得經由網路114外部裝置108與動力工具104或伺服器112的無線通訊控制器250間能進行無線通訊。於有些情況下，外部無線通訊控制器334包括兩個分開無線通訊控制器，一者用來與無線通訊控制器250通訊(例如，使用藍牙®或Wi-Fi®通訊)及一者用來經由網路114通訊(例如，使用Wi-Fi®或細胞式通訊)。
伺服器112包括電子處理器340，其使用網路介面342透過網路114而與外部裝置108通訊。網路介面342、網路114、及外部無線通訊控制器334間之通訊鏈路可包括各種有線及無線通訊路徑、各種網路組件、及各種通訊協定。伺服器112進一步包括記憶體344，其包括工具輪廓簡介排組346及工具資料348。
返回外部裝置108，核心應用程式軟體312係由電子處理器330執行以在觸控螢幕顯示器332上產生圖形使用者介面(GUI)，使得使用者能與衝擊起子104及伺服器112互動。於若干實施例中，使用者可使用外部裝置108存取軟體應用程式的倉儲(例如，「app商店」或「app市場」)來找出及下載核心應用程式軟體312，其可被稱作「app」。於若干實施例中，工具模式輪廓簡介314、工具介面318、或兩者可與核心應用程式軟體312一起結紮成束，使得例如下載「app」包括下載核心應用程式軟體312、工具模式輪廓簡介314、及工具介面318。於若干實施例中，app係使用其它技術獲得，諸如在外部裝置108上使用網頁瀏覽器而自網址下載。從後文描述將更為彰顯，至少於若干實施例中，外部裝置108上的app給使用者提供了用於控制、存取、及/或與大量不同類型工具互動的單一進入點。此種辦法係與例如，針對各類型工具或針對一小組相關類型工具有一個獨特app成對比。
圖6例示於觸控螢幕顯示器332上的GUI之附近裝置螢幕350。附近裝置螢幕350係使用來識別於外部裝置108(例如，本地動力工具)之無線通訊範圍以內的動力工具104且與其通訊配對。舉例言之，回應於使用者選擇「掃描」輸入352，外部無線通訊控制器334掃描由動力工具104使用的無線電波通訊頻譜，且識別於該範圍以內正在廣告(例如，廣播其UBID及其它有限資訊)的任何動力工具104。然後，經識別的正在廣告的動力工具104列舉在附近裝置螢幕350上。如於圖6中顯示，回應於掃描，三個正在廣告的動力工具104(廣告工具354a-c)列舉於經識別的工具列表356中。於若干實施例中，若動力工具104已經與不同的外部裝置通訊配對，動力工具104不廣告，如此即不列舉於經識別的工具列表356中，即使動力工具104可能在外部裝置108的附近(落入於通訊範圍以內)亦復如此。外部裝置108係可操作而與可連結狀態的工具354配對。外部裝置108在經識別的工具列表356中提供視覺狀態指示358指示廣告工具354是否在可連結狀態或在廣告狀態。例如，當工具係在可連結狀態時，工具的視覺狀態指示358可以一色顯示，及當工具不在可連結狀態時，可以另一色顯示。由外部裝置108自工具354接收的UBID使用來識別各個工具354的工具類型。
自附近裝置螢幕350，使用者可從經識別的工具列表356中選取工具354中之一者來與所選取的工具354通訊配對。外部裝置108可與其通訊的各類型動力工具354包括儲存於工具介面318中之相關聯的工具圖形使用者介面(工具介面)。一旦出現通訊配對，核心應用程式軟體312存取工具介面318(例如，使用UBID)以獲得針對被配對的工具類型可用的工具介面。然後，觸控螢幕332顯示可用的工具介面。工具介面包括一串畫面其使得使用者能獲得工具操作資料，組配工具，或兩者。雖然工具介面的有些畫面及選項對不同工具類型的多個工具介面為共通，但一般而言，各個工具介面包括對相關聯工具類型為特定的畫面及選項。衝擊起子104具有用於使用者輸入按鈕、扳機、開關、及撥盤的有限空間。然而，外部裝置108及觸控螢幕332給使用者提供了將額外功能及組態對映到衝擊起子104以改變工具104的操作之能力。如此，實際上，外部裝置108給衝擊起子104提供擴延的使用者介面，超越透過工具上的實體使用者介面組件所可能達成者或期望達成者，提供衝擊起子104的進一步客製化及組態。後文將進一步解說擴延的使用者介面的面向及效果。
圖7例示當動力工具104為衝擊起子時工具介面的首頁畫面370。首頁畫面370包括用於特定配對動力工具104的小圖幟371，其可與列表356中顯示的小圖幟相同。首頁畫面370也包括中斷輸入372，使得使用者能打斷外部裝置108與配對衝擊起子104間之通訊配對。首頁畫面370進一步包括四個可選擇選項：工具控制374、管理輪廓簡介376、識別工具378、及工廠復置379。選擇識別工具378發送一指令給配對衝擊起子104，請求該配對衝擊起子104提供使用者可覺察的指示，諸如閃光工作燈217、指示器220的燈、閃光LED 296、使用指示器220的揚聲器發出可聽聞的嗶聲、及/或使用馬達214來振動工具。然後，使用者可識別與外部裝置108通訊的特定工具。
選擇工具控制374造成工具介面的控制畫面顯示出，諸如圖8A-B的控制畫面380，其包括頂部380a及底部380b。大致上，顯示的控制畫面取決於特定類型的輪廓簡介。換言之，概略言之，各類型的模式輪廓簡介具有特定的控制畫面。各個控制畫面具有某些可客製化參數，該等參數結合在一起形成模式輪廓簡介。當選擇工具控制374時，顯示在外部裝置108上的該特定控制畫面為該衝擊起子104目前被選定的模式輪廓簡介(例如，模式輪廓簡介300a-e中之一者)。為了達成此目的，當選擇工具控制374時，外部裝置108請求且自衝擊起子104接收模式輪廓簡介300a-e中之目前被選定者。外部裝置108識別模式輪廓簡介300a-e中之被選定者的模式輪廓簡介類型，產生用於該模式輪廓簡介類型的適當控制畫面，及根據來自所接收的模式輪廓簡介300之設定值而填入各種參數設定值。
當於適應性模式中時，在控制畫面上顯示的目前選取的模式輪廓簡介為暫態模式輪廓簡介300e。此外，當衝擊起子104係於適應性模式時，衝擊起子104係根據暫態模式輪廓簡介300e操作。於暫態模式輪廓簡介300e的輪廓簡介資料之來源(及顯示於控制畫面380上者)各異。起初，當透過模式選擇開關290進入適應性模式時，模式輪廓簡介300a(與模式1相關聯)被拷貝入衝擊起子104的暫態模式輪廓簡介300e。如此，於使用者利用模式選擇開關290使得衝擊起子104進入適應性模式之後，衝擊起子104最初彷彿模式1(模式輪廓簡介300a)目前被選取般地操作扣扳機。此外，因控制畫面顯示被儲存為暫態模式輪廓簡介300e的模式輪廓簡介，故剛才被拷貝到暫態模式輪廓簡介300e的模式輪廓簡介300a顯示在控制畫面上。
於若干實施例中，當首度進入適應性模式時，另一個模式輪廓簡介300(例如，300b-d)被拷貝入暫態模式輪廓簡介300e且提供(作為暫態模式輪廓簡介300e)給外部裝置108用來填入控制畫面380。於又其它實施例中，當選取工具控制374時所顯示的控制畫面為內設控制畫面帶有用於特定類型工具的內設輪廓簡介資料，及外部裝置108不會首先自衝擊起子104獲得輪廓簡介資料。於此等情況下，內設模式輪廓簡介發送給衝擊起子104及儲存作為暫態模式輪廓簡介300e。
又，假設衝擊起子104係在適應性模式，當選擇工具控制374，在外部裝置108初始載入控制畫面(控制畫面380)之後，使用者可選擇輪廓簡介資料的新來源用於暫態檔案。例如，當選擇模式輪廓簡介鈕400(例如，模式1、模式2、模式3、或模式4)中之一者時，相關聯的模式輪廓簡介300a-d儲存為暫態模式輪廓簡介300e，及發送給外部裝置108及填入控制畫面(根據模式輪廓簡介類型及模式輪廓簡介參數)。此外，假設衝擊起子104係在適應性模式，使用者可使用設定選擇器401來選擇模式輪廓簡介類型。當選定設定選擇器401時，顯示針對特定類型配對衝擊起子104的一列表之可用輪廓簡介(輪廓簡介列表)402(例如，參考圖9)。輪廓簡介列表402包括透過網路114而得自工具輪廓簡介314及/或得自工具輪廓簡介排組346的輪廓簡介404。此等列表的輪廓簡介404包括內設輪廓簡介(客端驅動控制輪廓簡介404a及混凝土錨釘輪廓簡介404b)及先前產生的及由使用者儲存的客端輪廓簡介(例如，牆用螺絲輪廓簡介404c及平台模式404d)，容後詳述。當選定工具輪廓簡介404中之一者時，選取的輪廓簡介404及其內設參數係在外部裝置108的控制畫面380上例示，如目前組配的輪廓簡介404發送給衝擊起子104及儲存為暫態模式輪廓簡介300e。據此，當進一步扣扳機時，衝擊起子104將根據工具輪廓簡介404中之選取者操作。
如由指示符碼298e指示(圖4)，當目前在衝擊起子104上選擇適應性模式時，使用者能使用控制畫面380組配(例如，改變暫態模式輪廓簡介300e的部分參數)衝擊起子104。當衝擊起子104係在另外四個工具模式中之一者時，如由指示符碼298a-d中之一者指示，衝擊起子104目前並非透過控制畫面380組配。舉例言之，於圖10中，例示當動力工具目前不在適應性模式時的控制畫面381。此處，控制畫面381類似控制畫面380，但包括訊息382指示工具係不在適應性模式，及無線符碼384顯示灰視(greyed-out)，進一步指示動力工具係不在適應性模式。據此，當衝擊起子104係不在適應性模式及使用者選擇模式輪廓簡介鈕400中之一者時，衝擊起子104提供由使用者選定的相關聯模式之模式輪廓簡介300，但不以模式輪廓簡介覆寫暫態模式輪廓簡介300e。如此，當衝擊起子104係不在適應性模式時，衝擊起子104之模式輪廓簡介300不更新。
回頭參考圖8A-B，當衝擊起子104係在適應性模式且使用者在首頁畫面上選擇工具控制374時，使用者能使用工具介面的控制畫面來組配衝擊起子104之輪廓簡介資料。例如，透過控制畫面380，使用者能組配衝擊起子104的暫態模式輪廓簡介300e之目前輪廓簡介資料。如圖中例示，使用者能透過速度文字框390或速度滑塊391調整開始速度；透過速度文字框392或速度滑塊393調整開始速度；透過滑塊394改變減低速度要求的衝擊；以滑塊395a、工作燈文字框395b、及「經常性啟動」撥鈕395c調整工作燈的持續時間；及透過工作燈亮度選項396調整工作燈強度。
於若干實施例中，外部裝置108及衝擊起子104啟用暫態模式輪廓簡介300e的即時更新。當即時更新時，衝擊起子104的暫態模式輪廓簡介300e經更新，在控制畫面380上對參數進行改變，而不要求在外部裝置108之GUI上或在動力工具上採行隨後儲存步驟或致動。換言之，當即時更新時，回應於接收使用者輸入改變該等參數中之一者，而非回應於使用者輸入儲存暫態模式輪廓簡介300e，外部裝置108更新衝擊起子104上的暫態模式輪廓簡介300e。例如，就圖8A而言，衝擊起子104的開始速度設定為2900每分鐘轉數(RPM)。當即時更新時，若使用者藉拖曳他的/她的手指橫跨速度滑塊391而將速度滑塊391滑動至左方及然後，當達到新速度時，將他的/她的手指自外部裝置108的觸控螢幕332移開，則當使用者的手指自螢幕移開時，外部裝置108將發送新選取的開始速度給衝擊起子104來更新暫態模式輪廓簡介300e，而不要求進一步按壓按鈕或由使用者作其它致動。即時更新也適用於控制畫面380上的其它參數，諸如要求衝擊以減低速度及工作燈參數。即時更新使得衝擊起子104能快速客製化，因此使用者可以更少次按壓鍵而快速地測試與調整各個輪廓簡介參數。於若干實施例中，與即時更新相反地，在滑動速度滑塊391至新速度時，使用者須按下儲存鈕(例如，儲存鈕408)以執行在暫態模式輪廓簡介300e上的開始速度參數的更新。
使用者也能將透過控制畫面(例如，控制畫面380)設定的模式輪廓簡介儲存到衝擊起子104。更明確言之，使用者能以如控制畫面上載明的模式輪廓簡介而覆寫輪廓簡介排組302中的模式輪廓簡介300a-d中之一者。為了儲存由使用者透過控制畫面308產生的模式輪廓簡介，使用者選擇儲存鈕408。如於圖11中顯示，按下儲存鈕使得核心應用程式軟體產生儲存提示410，請求使用者命名所產生的模式輪廓簡介且載明模式輪廓簡介300a-d中之哪一者被所產生的模式輪廓簡介覆寫。回應於使用者輸入，外部裝置108發送所產生的模式輪廓簡介給衝擊起子104。電子處理器230接收所產生的模式輪廓簡介，及以所產生的模式輪廓簡介覆寫由使用者載明用於覆寫的輪廓簡介排組302中之模式輪廓簡介300。舉例言之，於圖11中，使用者已經命名所產生的模式輪廓簡介「平台模式」，及載明電子處理器230以所產生的「平台模式」模式輪廓簡介覆寫模式輪廓簡介300a(與模式1相關聯)。於若干實施例中，在選擇儲存鈕412之前，使用者可藉由選擇多個模式標記414而選擇以所產生的模式輪廓簡介覆寫多於一個模式輪廓簡介300a-e。於若干實施例中，在選擇儲存鈕412之前，使用者可藉由不選擇任何模式標記414而選擇不以所產生的模式輪廓簡介覆寫任何模式輪廓簡介300a-e。於此等實施例中，所產生的模式輪廓簡介係儲存於伺服器112上的輪廓簡介排組346，而非於衝擊起子104上者。以另一個輪廓簡介(新輪廓簡介)覆寫輪廓簡介(舊輪廓簡介)可包括，例如，將該新輪廓簡介儲存於記憶體中之儲存該舊輪廓簡介的位置，藉此抹除該舊輪廓簡介且以新輪廓簡介置換記憶體中之該舊輪廓簡介；或可包括將新輪廓簡介儲存於記憶體中之另一位置，及更新輪廓簡介指標以指向於記憶體中具有新輪廓簡介的位址，而非指向於記憶體中具有舊輪廓簡介的位址。
如前記，於若干實施例中，除非衝擊起子104係在適應性模式(參考圖10)，否則外部裝置108無法覆寫輪廓簡介300的資料。除非使用者將衝擊起子104置於適應性模式，否則此一面向防止與目前操作衝擊起子104的使用者分開的潛在惡意個人調整衝擊起子104的工具參數。如此，衝擊起子104的使用者藉以另四種模式中之一者操作衝擊起子104而防止他人調整參數。於若干實施例中，為了實施此一面向，除非衝擊起子104係在適應性模式，否則以硬體或韌體為基礎的互鎖防止電子處理器230寫到輪廓簡介排組302。又復，當衝擊起子104正在操作中時，以硬體或韌體為基礎的互鎖防止電子處理器230寫入輪廓簡介排組302。基於扳機212的按壓或來自霍爾感測器的輸出指示馬達自旋，電子處理器230可檢測衝擊起子104正在操作中。因此，即便當衝擊起子104係在適應性模式時，若衝擊起子104目前正在操作中，電子處理器230將不更新或不寫到輪廓簡介排組302，即便當衝擊起子104係在適應性模式時亦復如此，外部裝置108將所產生的輪廓簡介通訊給衝擊起子104(例如，回應於使用者選擇儲存鈕408)。
又復，於若干實施例中，電子處理器230透過無線通訊控制器250輸出指示衝擊起子104是否目前正在操作中的訊號給外部裝置108。外部裝置108轉而提供指示給使用者，諸如經由無線符碼384改變顏色(例如，改成紅色)或閃光及衝擊起子104目前正在操作中的訊息。再者，類似圖10的控制畫面381，當外部裝置108接收到指示衝擊起子104目前正在操作中時，阻止可能透過控制畫面更新參數。
返回圖7，在首頁畫面370上選擇工廠復置379，使得外部裝置108自工具模式輪廓簡介314或自伺服器112上的工具輪廓簡介排組346獲得內設模式輪廓簡介，及提供內設輪廓簡介給衝擊起子104，其然後以內設模式輪廓簡介覆寫輪廓簡介排組302。
針對工具介面318中之全部、許多、或若干，首頁畫面370的外觀及感覺可類似，但基於外部裝置108與其配對的特定動力工具，小圖幟371可對特定工具介面客製化。又，列舉於小圖幟下方的選項可增加「獲得資料」選項，其使得使用者能從該工具選擇與獲得操作資料以供顯示於外部裝置108上，及/或發送到伺服器112用於儲存為工具資料348的部分。此外，於一特定工具不意圖藉外部裝置108組配的情況下，工具控制374及管理輪廓簡介376選項可不涵括於首頁畫面370上。
於若干實施例中，與模式選擇開關290分開的適應性模式開關設在衝擊起子104上。例如，LED 296e(圖3A)可以是組合LED-按鈕開關，因此當首次按下組合LED-按鈕開關時，衝擊起子104進入適應性模式，及當第二次按壓開關時，衝擊起子104返回在第一次按壓前的模式(例如，模式1)。於此等情況下，模式選擇開關290可循環通過模式1-4，但不通過適應性模式。又復，扣扳機及/或正向/反向選擇器219置於特定位置(例如，中性)的某些組合可使得衝擊起子104進入及退出適應性模式。
返回模式輪廓簡介(例如，輪廓簡介300)的概念，模式輪廓簡介300指示一或多個參數。例如，返回圖8A-B，例示的模式輪廓簡介為混凝土錨釘輪廓簡介，其具有下列參數：開始速度、結束速度、減低速度要求的衝擊、及多個工作燈參數。針對外部裝置108的控制畫面上客製化可用的特定參數基於模式輪廓簡介類型改變。
工具介面318的控制畫面對使用者能載入特定參數之值畫界。例如，於圖8A中，開始速度不可設定高於2900 RPM或低於360 RPM。衝擊起子104例如在儲存於記憶體232上的且由電子處理器230執行的韌體中進一步包括邊界檢查模組。當從外部裝置108接收新輪廓簡介用以儲存於輪廓簡介排組302中時，邊界檢查模組確證各個特徵的各個參數係在最大值及最小值邊界以內，或針對特定參數為有效值。舉例言之，邊界檢查模組驗證針對混凝土錨釘輪廓簡介設定的開始速度係落入於360 RPM至2900 RPM之範圍內。於有些情況下，當各次扣扳機時，邊界檢查模組確認動力工具的目前輪廓簡介特徵係落入於可接受的邊界以內。為了進行邊界檢查，韌體可包括針對各個特徵有一列表之參數及例如儲存於表中的適用的最大值及最小值邊界，及電子處理器230可操作以與表中資料進行比較，來判定參數值是否落入於可接受的邊界以內。邊界檢查模組提供額外一層安全性，以保護免於惡意產生的或訛誤的輪廓簡介、特徵、及參數值之害。
當邊界檢查模組判定一參數值係落入於可接受範圍以外時，控制器226可操作以輸出警示訊息給外部裝置108指示錯誤(其可以文字顯示於觸控螢幕332上)，驅動指示器220、LED 296a-e、振動馬達、或其組合。
於工具介面318的某些控制畫面上提供一參數輔助區塊。該參數輔助區塊包括工作因數輸入，其允許使用者載明動力工具將於其上操作的工作件的細節(例如，材料類型、厚度、及/或硬度)，欲藉動力工具驅動的扣件上之細節(例如，材料類型、螺絲長度、螺絲直徑、螺絲類型、及/或頭類型)，及/或動力工具的輸出單元上的細節(例如，鋸片類型、鋸片齒數、鉆頭類型、及/或鉆頭長度)。例如，混凝土錨釘輪廓簡介控制畫面380包括參數輔助區塊805，如於圖8A-B中顯示。參數輔助區塊805包括工作因數輸入，其允許使用者載明錨釘類型(例如，扳手或插入)、錨釘長度、錨釘直徑、及混凝土強度(例如，以每平方吋磅數(PSI)表示)。例如，藉由選擇參數輔助區塊805，產生參數輔助畫面，於其上使用者藉由使用觸控螢幕332循環通過數值而可載明各個工作因數輸入。當工作因數輸入的載入完成時，外部裝置108調整輪廓簡介的參數。例如，於圖8A及8B中，基於參數輔助區塊805的工作因數輸入，開始速度參數、結束速度參數、減低速度要求的衝擊參數等數值係藉外部裝置108調整。若有所需，使用者可能可以進一步調整部分或全部參數(例如，使用GUI上的滑塊，如於圖8A及8B中顯示)。不同的參數輔助區塊提供給不同的輪廓簡介類型，及各個參數輔助區塊可包括適合該特定輪廓簡介類型的工作因數輸入。又復，控制畫面380上的參數之一或多個邊界值可藉外部裝置108基於參數輔助區塊805的工作因數輸入調整。舉例言之，由使用者可選擇用於開始速度參數的最大速度可基於參數輔助區塊805的混凝土強度輸入調整。
如於圖8A中顯示，混凝土錨釘輪廓簡介的參數包括相同參數類型(馬達速度)的兩個使用者可調整參數，其適用於單一工具操作(扣接)的不同階段(或區段)。更明確言之，用於混凝土錨釘輪廓簡介，控制畫面380係可操作以接收使用者的選擇載明於扣接操作的開始階段及驅動階段期間的開始馬達速度及於扣接操作的最後/結束階段期間的結束速度。控制器226判定何時出現扣接操作的不同階段及在其間過渡，容後詳述。於若干實施例中，於混凝土錨釘輪廓簡介之各個階段中，只要扳機212至少被部分按壓，控制器226即以使用者擇定的速度驅動馬達214，而與扳機212的按壓量獨立無關。換言之，馬達214的速度不會基於扳機212的按壓量而改變。於其它實施例中，於混凝土錨釘輪廓簡介中之使用者擇定的速度被視為最大速度值。據此，於此等實施例中，馬達214的速度基於扳機212的按壓量而改變，但控制器226確保馬達214不超過針對各種階段使用者擇定的速度。
混凝土錨釘輪廓簡介能在衝擊起子104上實施以供使用於砌石應用期間，諸如當使用衝擊起子104將錨釘驅動入混凝土中時。混凝土錨釘輪廓簡介的使用可改良自一個混凝土錨釘至下一個的可重複性，且減少藉施加過多扭矩或以過高速驅動造成錨釘的斷裂(例如，當錨釘座落在接頭內部時檢測)。不似若干其它驅動應用，當驅動入混凝土內時，衝擊起子104可幾乎即刻開始衝擊。因此，錨釘是否座落在接頭內部無法單獨藉檢測衝擊起子104何時開始衝擊加以測定(亦即，因整個操作期間衝擊起子104皆可能衝擊)。混凝土錨釘輪廓簡介允許控制器226檢測何時錨釘座落在接頭內部，及回應之，將馬達速度減低至結束速度。
特別，當於混凝土錨釘輪廓簡介操作時，控制器226可初始控制馬達214以由使用者設定的開始速度操作。然後，控制器226監視馬達214的旋轉特性，及判定在衝擊起子104上是否將出現衝擊，容後詳述。某一個馬達旋轉特性經檢測之後，控制器226控制馬達214以更慢的速度(亦即，結束速度)操作。於若干實施例中，外部裝置108將結束速度限於低於開始速度。舉例言之，若於控制畫面380a上開始速度係設定於2000 RPM，則外部裝置108可防止結束速度被設定為2000 RPM或以上之值。
基於角檢測方法其計算輸出驅動裝置210的推定位置，控制器226調整馬達214的速度。特別，例如基於檢測得加速度的改變、瞬時電流量或電流的改變、使用麥克風的衝擊聲音、或使用加速度計的衝擊振動，控制器226檢測得何時在衝擊起子104上出現衝擊。控制器226可使用衝擊計數器(例如，藉由在記憶體232上執行軟體而予實施)讓控制器226在各次檢測得衝擊時遞增。此外，使用霍爾感測器218a，控制器226也監視馬達214的軸的旋轉位置，包括當各次衝擊出現時軸的旋轉位置。
圖12A及12B顯示衝擊機構1200，其乃衝擊起子104的衝擊機構之實例。基於衝擊起子104的衝擊機構1200之設計，馬達214在兩次衝擊間至少旋轉預定度數(亦即，衝擊機構1200為180度)。衝擊機構1200包括具有向外延伸之凸耳1207的槌1205及具有向外延伸之凸耳1215的砧1210。砧1210耦合至輸出驅動裝置210。操作期間，當砧1210遭遇某個阻力之量時，例如當驅動扣件進入工作件內時出現衝擊。當遭遇此阻力時，槌1205繼續旋轉。耦合至槌1205背側的彈簧藉軸向回縮造成槌1205與砧1210脫離。一旦脫離時，槌1205將以軸向及旋轉兩種方式前進以再度接合(亦即，衝擊)砧1210。當衝擊機構1200操作時，槌凸耳1207每180度即衝擊砧凸耳1215。據此，當衝擊起子104衝擊時，槌1205旋轉180度而無砧1210，衝擊砧1210，及然後在重複此項過程之前，連同砧1210旋轉。用於衝擊機構1200的功能上的進一步參考，例如，參考提申日期2014年3月14日的美國申請案第14/210,812號中討論的衝擊機構，該案爰引於此並融入本說明書之揭示。
藉由監視兩次衝擊間馬達214軸之旋轉角，控制器226可決定槌1205與砧1210一起能旋轉多遠。舉例言之，當衝擊起子104將錨釘驅動入較軟的接頭時，在兩次衝擊間槌1205可旋轉225度。於此225度之實例中，45度旋轉包括槌1205與砧1210彼此接合，及180度包括在槌凸耳1207再度衝擊砧1210之前只有槌1205旋轉。圖13-16例示槌1205及砧1210於不同操作階段的旋轉實例。
圖13A及13B顯示，恰在槌1205與砧1210脫離之後(亦即，在由槌1205及砧1210兩者的衝擊及接合旋轉已經出現之後)，砧1210及槌1205分別的旋轉位置。圖13B顯示恰在槌1205開始從砧1210軸向退縮時槌1205的位置。於圖13A及13B中，槌1205及砧1210係在第一旋轉位置。藉軸向退縮而槌1205脫離砧1210之後，槌1205持續旋轉(如圖13B中之箭頭指示)，同時砧1210維持於第一旋轉位置。圖14A及14B顯示恰在出現下次衝擊時砧1210及槌1205分別的旋轉位置。如於圖14A中顯示，砧1210仍然位在第一旋轉位置。如於圖14B中顯示，槌1205已旋轉180度至第二旋轉位置(如圖14B中之箭頭指示)。
當衝擊時，槌1205及砧1210一起旋轉(如圖15A及15B中之箭頭指示)，其產生扭矩提供給輸出驅動裝置210例如用以將錨釘驅動入混凝土內。圖15A及15B顯示，在槌1205藉軸向退縮再度與砧1210脫離之後，砧1210及槌1205分別的旋轉位置。於圖15A及15B中，槌1205及砧1210係在第三旋轉位置，如驅動角1505指示，其係與第二旋轉位置夾角約45度。驅動角1505指示砧1210的旋轉度數，其對應輸出驅動裝置210的旋轉度數。
如前述，在槌1205脫離砧1210之後，槌1205持續旋轉(如圖16B中之箭頭指示)，同時砧1210維持於相同旋轉位置。圖16A及16B顯示恰在出現下次衝擊時砧1210及槌1205分別的旋轉位置。如於圖16A中顯示，砧1210仍然位在第三旋轉位置。如於圖16B中顯示，槌1205已自第三旋轉位置旋轉180度至第四旋轉位置。有關圖14B(亦即，自出現前次衝擊之後)，槌1205已旋轉225度(亦即，在前次衝擊之後當接合砧1210時旋轉45度，及從砧1210脫離之後旋轉180度)。
如前述，控制器226可監視何時出現衝擊且可監視馬達214的軸位置。運用此項資訊，控制器226可判定輸出驅動裝置210經驗的驅動角1505(亦即，輸出驅動裝置210已旋轉的角度)。例如，控制器226可檢測何時出現各次衝擊並紀錄軸的旋轉位置。然後，控制器226可判定兩次衝擊間軸的旋轉度數。控制器226可自軸的旋轉度數扣除180度以計算由輸出驅動裝置210經驗的驅動角1505。
然後，計算得的驅動角1505可用來指示被驅動入錨釘的接頭特性，及用來控制馬達214。舉例言之，驅動角1505愈小則接頭愈硬(亦即，錨釘在較硬接頭內的旋轉比在較軟接頭內的旋轉少)，及反之亦然。如此，較小的驅動角(亦即，小於10度)可指示錨釘已經就定位而不再需被驅動入混凝土中。據此，當歷經多於一預定衝擊次數，驅動角1505低於預定角臨界值時，控制器226可控制馬達214以更慢速度運轉或可關閉馬達214。
如前述及如於圖8A及8B中顯示，於GUI的控制畫面380上，混凝土錨釘輪廓簡介包括參數輔助區塊805用以從使用者接收錨釘類型(例如，扳手或插入)、錨釘長度、錨釘直徑、及混凝土強度(例如，以每平方吋磅數(PSI)表示)。回應於外部裝置108接收於參數輔助區塊805中的使用者輸入，外部裝置108調整混凝土錨釘輪廓簡介的參數(例如，開始速度、結束速度、減低速度至結束速度要求的衝擊次數)。外部裝置108可使用詢查表調整參數，該詢查表包括對應參數輔助區塊805中的使用者輸入之參數值。若有所需，如先前解說，使用者能夠進一步調整各個參數(例如，如於圖8A及8B中顯示，使用GUI上的滑塊)。此外，如先前解說，使用者能夠調整控制畫面380b上的工作燈參數。
於若干實施例中，於圖8A之控制畫面380上由使用者可選擇的最大開始速度(亦即，2900 RPM)係基於控制器226檢測衝擊的能力決定。舉例言之，於高速時，控制器226無法檢測何時出現衝擊，原因在於由衝擊所造成的馬達加速度的改變不夠大而無法辨識。如此，可由使用者選用的最大開始速度可設定為夠低，使得控制器226仍能檢測衝擊，即便使用者選擇顯示在控制畫面380上的最大開始速度亦復如此。
又復，於若干實施例中，結束速度無法由使用者調整。反而，結束速度係由外部裝置108基於參數輔助區塊805的工作因數輸入加以設定。此外，雖然於圖8A及8B的控制畫面380上未顯示為可調整參數，但基於參數輔助區塊805中之使用者輸入，外部裝置108可決定驅動角臨界值參數。當驅動角低於驅動角臨界值時，控制器226將開始計數衝擊，容後詳述。如前文描述，回應於使用者在外部裝置108上的儲存動作，衝擊起子104接收包括例如載明參數的混凝土錨釘輪廓簡介。
圖17例示在衝擊起子104上實施混凝土錨釘輪廓簡介之方法1700的流程圖。於方塊1702，無線通訊控制器250自外部裝置108接收混凝土錨釘輪廓簡介的參數。舉例言之，如先前例如就圖8A-B描述，接收該等參數作為所組配的及提供的混凝土錨釘輪廓簡介之一部分。於方塊1705，如前文描述，控制器226判定扳機212已被按壓且啟動馬達214。於方塊1710，控制器226將馬達速度設定為開始速度(亦即，第一速度)(或如前文描述，根據扳機212被按壓量而設定馬達速度，以最大速度設定作為開始速度)。於方塊1715，如前文描述，控制器226監視馬達特性以判定衝擊起子104是否正在衝擊。當衝擊起子104沒有正在衝擊時，方法1700維持於方塊1715，及控制器226繼續監視馬達特性以判定衝擊起子104是否正在衝擊。於方塊1720，如前文描述，當控制器226判定衝擊起子104正在衝擊時，控制器226計算由輸出驅動裝置210經驗的驅動角1505(例如，藉由每次檢測得衝擊時監視軸的旋轉角)。舉例言之，控制器226可藉下列方式計算驅動角1505，經由判定當槌1205與砧1210間之第一衝擊時馬達軸的第一旋轉位置(例如，參考圖14B中槌1205的旋轉位置)，及經由判定當槌1205與砧1210間之第二衝擊時馬達軸的第二旋轉位置(例如，參考圖16B中槌1205的旋轉位置)。然後，控制器226基於第一旋轉位置及第二旋轉位置可判定由輸出驅動裝置經驗的驅動角。舉例言之，控制器226可決定第二旋轉位置與第一旋轉位置間之差，及扣除預定角度。所決定的角度可指示槌1205自脫離砧1210至衝擊砧1210所經驗的旋轉量。舉例言之，參考圖12A及12B中例示的及就圖13A-16B中描述的衝擊機構1200，預定角為180度。然而，槌自脫離砧至衝擊砧所經驗的旋轉量(及因而為預定角)取決於衝擊機構的配置而改變，諸如在一給定衝擊機構的槌及砧上的凸耳的數目及其位置。舉例言之，當一槌包括四個凸耳各自分隔90度，而非包括分隔180度的兩個凸耳且配合砧1210操作時，槌自脫離砧至衝擊砧經驗90度旋轉，而非180度旋轉。於此實例中，預定角為90度。
於方塊1725，控制器226判定驅動角1505是否小於驅動角臨界值。當驅動角1505小於驅動角臨界值時，於方塊1730，控制器226遞增衝擊計數器(例如，藉控制器226執行儲存於記憶體232上的軟體實施)。於方塊1735，控制器226判定衝擊計數器是否等於設定來指示何時馬達214減低速度的衝擊次數(「衝擊計數器臨界值」)。當衝擊計數器不等於衝擊計數器臨界值時，方法1700返回方塊1720以繼續計算兩次衝擊間之驅動角1505。當衝擊計數器等於衝擊計數器臨界值時，控制器226設定馬達速度為結束速度。回頭參考方塊1725，當驅動角1505大於或等於驅動角臨界值時，方法1700前進至方塊1745。於方塊1745，控制器226復置衝擊計數器及然後返回方塊1720，以繼續計算衝擊間之驅動角1505。於替代實施例中，可不執行方塊1745，使得於方塊1725當控制器226判定驅動角1505不小於驅動角臨界值時，衝擊計數器不會被復置。於此等實施例中，方法1700維持於方塊1725直到驅動角1505被判定小於驅動角臨界值為止。
雖然於圖17中方法1700的方塊係以串列式且以特定排序例示，但於若干實施例中，方塊中之一或多者係以並列實施，係以所顯示的不同排序實施，或被繞過。於若干實施例中，在工具製造時，衝擊起子104接收及儲存含參數的混凝土錨釘輪廓簡介(方塊1702)。於若干實施例中，在工具製造時，於方塊1702接收的參數係透過有線連結接收。此外，方塊1725、1730、1735、1740、及1745乃基於方塊1720中決定的驅動角，控制器226控制馬達214的實例。
雖然混凝土錨釘模式及驅動角計算係參考將錨釘扣接入混凝土內描述，但方法1700可實施用於其它扣接應用。舉例言之，可在用來將螺絲或其它扣件扣接入木材、牆面、或其它基材的衝擊起子或扳手上實施方法1700。
本發明之若干實施例提出一種計算馬達的輸出驅動裝置之輸出旋轉角的方法，用以基於計算得的輸出旋轉角而檢測扣件的座落及改變馬達的驅動參數(亦即，速度)。
本發明之若干實施例進一步提出一種檢測由馬達軸在衝擊起子或扳手上在兩次衝擊間旋轉行進的角向速度而推論馬達的輸出驅動裝置之輸出旋轉角的方法，用以基於計算得的輸出旋轉角而檢測扣件的座落及改變馬達的驅動參數(亦即，速度)。
本發明之若干實施例進一步提出一種檢測馬達的輸出驅動裝置之輸出旋轉角的方法，用以當達到預定角臨界值時改變馬達的驅動參數。
如此，本文描述的實施例提出基於來自衝擊的驅動角來控制具有衝擊機構之動力工具的系統及方法等。本發明之各項特徵及優點係陳述於如下申請專利範圍。
100‧‧‧通訊系統
102‧‧‧動力工具裝置
102a‧‧‧電池供電衝擊驅動裝置
102b‧‧‧動力工具電池包
104‧‧‧衝擊起子
108‧‧‧外部裝置
112‧‧‧遠端伺服器
114‧‧‧網路
202‧‧‧上主體
204‧‧‧手柄
206‧‧‧電池包收納部
208‧‧‧模式襯墊
210‧‧‧輸出驅動裝置
212‧‧‧扳機
213‧‧‧扳機開關
214‧‧‧馬達
215‧‧‧主電源、電池包
216‧‧‧切換網路
217‧‧‧工作燈
218‧‧‧感測器
218a‧‧‧霍爾感測器
218b‧‧‧電流感測器
219‧‧‧正向/反向選擇器
220‧‧‧指示器
222‧‧‧電池包介面
224‧‧‧電力輸入單元
226‧‧‧控制器
230、258、330、340‧‧‧處理單元、電子處理器
232、256、310、344‧‧‧記憶體
233a‧‧‧程式儲存區
233b‧‧‧資料儲存區
234‧‧‧輸入單元
236‧‧‧輸出單元
240‧‧‧控制單元
242‧‧‧算術邏輯單元(ALU)
244‧‧‧暫存器
250‧‧‧無線通訊控制器
252‧‧‧備用電源
254‧‧‧無線電收發器及天線
260‧‧‧即時時鐘(RTC)
290‧‧‧模式選擇開關
292‧‧‧模式指示器LED區塊
294a-e‧‧‧模式指示器
296、296a-e‧‧‧LED
298、298a-e‧‧‧指示符碼
300、300a-d‧‧‧模式輪廓簡介、模式輪廓簡介組態資料區塊
300e‧‧‧暫態模式輪廓簡介
302‧‧‧模式輪廓簡介排組
304‧‧‧工具操作資料
312‧‧‧核心應用程式軟體
314‧‧‧工具模式輪廓簡介
316‧‧‧暫態組態資料
318‧‧‧工具介面
320、348‧‧‧工具資料
332‧‧‧觸控螢幕顯示器
334‧‧‧外部無線通訊控制器
342‧‧‧網路介面
346‧‧‧工具輪廓簡介排組
350‧‧‧附近裝置螢幕
352‧‧‧掃描輸入
354、354a-c‧‧‧廣告工具
356‧‧‧經識別的工具列表
358‧‧‧視覺狀態指示
370‧‧‧首頁畫面
371‧‧‧小圖幟
372‧‧‧中斷輸入
374‧‧‧工具控制
376‧‧‧管理輪廓簡介
378‧‧‧識別工具
379‧‧‧工廠復置
380、380a、380b、381‧‧‧控制畫面
382‧‧‧訊息
384‧‧‧無線符碼
390、392‧‧‧速度文字框
391、393‧‧‧速度滑塊
394、395a‧‧‧滑塊
395b‧‧‧工作燈文字框
395c‧‧‧「經常性啟動」撥鈕
396‧‧‧工作燈亮度選項
400‧‧‧模式輪廓簡介鈕
401‧‧‧設定選擇器
402‧‧‧輪廓簡介列表
404‧‧‧輪廓簡介
404a‧‧‧客端驅動控制輪廓簡介
404b‧‧‧混凝土錨釘輪廓簡介
404c‧‧‧牆用螺絲輪廓簡介
404d‧‧‧平台模式
408、412‧‧‧儲存鈕
410‧‧‧儲存提示
414‧‧‧模式標記
805‧‧‧參數輔助區塊
1200‧‧‧衝擊機構
1205‧‧‧槌
1207‧‧‧槌凸耳
1210‧‧‧砧
1215‧‧‧砧凸耳
1505‧‧‧驅動角
1700‧‧‧方法
1702-1745‧‧‧方塊
圖1例示依據本發明之一個實施例的一通訊系統。
圖2例示該通訊系統之一動力工具。
圖3A-B例示該動力工具之一示意圖。
圖4例示該動力工具之一模式襯墊。
圖5例示包括該動力工具之該通訊系統的一示意圖。
圖6-11例示該通訊系統之一外部裝置之一使用者介面的截圖實例。
圖12A及12B例示依據一個實施例一衝擊起子的一衝擊機構。
圖13A-16B例示依據一個實施例該衝擊起子的一槌及一砧的操作實例。
圖17例示該動力工具的一混凝土錨釘輪廓簡介之實施例的流程圖。
104‧‧‧衝擊起子
208‧‧‧模式襯墊
212‧‧‧扳機
213‧‧‧扳機開關
214‧‧‧馬達
215‧‧‧電池
216‧‧‧切換網路
218‧‧‧感測器
218a‧‧‧霍爾感測器
218b‧‧‧電流感測器
219‧‧‧正向/反向選擇器
220‧‧‧指示器
222‧‧‧電池包介面
224‧‧‧電力輸入單元
226‧‧‧控制器
230‧‧‧電子處理器
232‧‧‧記憶體
233a‧‧‧程式儲存區
233b‧‧‧資料儲存區
234‧‧‧輸入單元
236‧‧‧輸出單元
240‧‧‧控制單元
242‧‧‧算術邏輯單元(ALU)
244‧‧‧暫存器
246‧‧‧連接
250‧‧‧無線通訊控制器
252‧‧‧備用電源
290‧‧‧模式選擇開關
296a-e‧‧‧LED

Claims (20)

  1. 一種動力工具，其包含： 一殼體； 於該殼體內部的一無刷直流(DC)馬達，其中該無刷DC馬達包括一轉子及一定子，其中該轉子係耦合至一馬達軸而產生一旋轉輸出； 一衝擊機構包括 耦合至該馬達軸的一槌，及 經組配以自該槌接收衝擊的一砧； 耦合至該砧且經組配以旋轉來進行一工作的一輸出驅動裝置；及 經組配以感測該轉子之一位置的一位置感測器；及 耦合至該位置感測器的一控制器且經組配以 檢測該衝擊機構的一衝擊， 基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角，及 基於該驅動角而控制該無刷DC馬達。
  2. 如請求項1之動力工具，其中用於基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之該驅動角，該控制器係經組配以： 基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第一衝擊時該馬達軸的一第一旋轉位置， 基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第二衝擊時該馬達軸的一第二旋轉位置，及 基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置，決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角。
  3. 如請求項2之動力工具，其中用於基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角，該控制器係經組配以： 決定該第二旋轉位置與該第一旋轉位置間之一差，及 扣除一預定角。
  4. 如請求項3之動力工具，其中該預定角係指示由該槌自脫離該砧至衝擊該砧所經驗的一旋轉量。
  5. 如請求項1之動力工具，其中用於基於該驅動角控制該無刷DC馬達，該控制器係經組配以： 判定該驅動角是否小於一驅動角臨界值，及 回應於判定該驅動角係小於該驅動角臨界值而減低該無刷DC馬達之一速度。
  6. 如請求項1之動力工具，其中用於基於該驅動角控制該無刷DC馬達，該控制器係經組配以： 判定該驅動角是否小於一驅動角臨界值， 回應於判定該驅動角係小於該驅動角臨界值而遞增一衝擊計數器， 判定該衝擊計數器是否已經達到一衝擊計數器臨界值，及 回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而減低該無刷DC馬達之一速度。
  7. 如請求項6之動力工具，其進一步包含： 耦合至該控制器的一收發器，其中該控制器係經組配以，透過該收發器，自一外部裝置無線接收該驅動角臨界值及該衝擊計數器臨界值。
  8. 如請求項6之動力工具，其進一步包含： 耦合至該控制器的一收發器， 其中該控制器係經組配以，透過該收發器，自一外部裝置無線接收一結束速度，及 其中，用於回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而減低該無刷DC馬達之該速度，該控制器係經組配以將該無刷DC馬達之該速度自一第一速度減低至該結束速度。
  9. 一種控制一動力工具之方法，其包含： 驅動一無刷直流(DC)馬達，其中該無刷DC馬達包括一轉子及一定子，其中該轉子係耦合至一馬達軸而產生一旋轉輸出； 藉一衝擊機構之一槌，其係耦合至該馬達軸，衝擊該衝擊機構的一砧用以旋轉耦合至該砧的一輸出驅動裝置； 藉一位置感測器感測該轉子之一位置； 藉一控制器，檢測該衝擊機構的一衝擊； 藉該控制器，基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角，及 藉該控制器，基於該驅動角控制該無刷DC馬達。
  10. 如請求項9之方法，其中基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之該驅動角進一步包含： 基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第一衝擊時該馬達軸的一第一旋轉位置， 基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第二衝擊時該馬達軸的一第二旋轉位置，及 基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角。
  11. 如請求項10之方法，其中基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角進一步包含： 決定該第二旋轉位置與該第一旋轉位置間之一差，及 扣除一預定角。
  12. 如請求項11之方法，其中該預定角係指示由該槌自脫離該砧至衝擊該砧所經驗的一旋轉量。
  13. 如請求項9之方法，其中基於該驅動角控制該無刷DC馬達進一步包含： 判定該驅動角是否小於一驅動角臨界值，及 回應於判定該驅動角係小於該驅動角臨界值而減低該無刷DC馬達之一速度。
  14. 如請求項9之方法，其中基於該驅動角控制該無刷DC馬達進一步包含： 判定該驅動角是否小於一驅動角臨界值， 回應於判定該驅動角係小於該驅動角臨界值而遞增一衝擊計數器， 判定該衝擊計數器是否已經達到一衝擊計數器臨界值，及 回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而減低該無刷DC馬達之一速度。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含： 透過一收發器，自一外部裝置無線接收該驅動角臨界值及該衝擊計數器臨界值。
  16. 如請求項14之方法，其進一步包含： 透過一收發器，自一外部裝置無線接收一結束速度，及 其中，回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而減低該無刷DC馬達之該速度包括將該無刷DC馬達之該速度自一第一速度減低至該結束速度。
  17. 一種動力工具，其包含： 一殼體； 於該殼體內部的一無刷直流(DC)馬達，其中該無刷DC馬達包括一轉子及一定子，其中該轉子係耦合至一馬達軸而產生一旋轉輸出； 一衝擊機構包括 耦合至該馬達軸的一槌，及 經組配以自該槌接收衝擊的一砧； 耦合至該砧且經組配以旋轉來進行一工作的一輸出驅動裝置；及 經組配以感測該轉子之一位置的一位置感測器；及 耦合至該位置感測器的一控制器且經組配以 檢測該衝擊機構的一衝擊， 基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之一驅動角，及 判定該驅動角是否小於一驅動角臨界值， 回應於判定該驅動角係小於該驅動角臨界值而遞增一衝擊計數器， 判定該衝擊計數器是否已經達到一衝擊計數器臨界值，及 回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而控制該無刷DC馬達。
  18. 如請求項17之動力工具，其中用於基於來自該位置感測器的輸出而計算由該衝擊所造成的該砧之該驅動角，該控制器係經組配以： 基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第一衝擊時該馬達軸的一第一旋轉位置， 基於來自該位置感測器的輸出，決定當該槌與該砧間之一第二衝擊時該馬達軸的一第二旋轉位置，及 基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角。
  19. 如請求項18之動力工具，其中用於基於該第一旋轉位置及該第二旋轉位置決定由該輸出驅動裝置經驗的該驅動角，該控制器係經組配以： 決定該第二旋轉位置與該第一旋轉位置間之一差，及 扣除一預定角，其中該預定角係指示由該槌自脫離該砧至衝擊該砧所經驗的一旋轉量。
  20. 如請求項17之動力工具，其中用於回應於判定該衝擊計數器已經達到該衝擊計數器臨界值而控制該無刷DC馬達，該控制器係經組配以： 減低該無刷DC馬達之一速度。
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