TW201914775A - 動力供應連續性系統 - Google Patents

Abstract

一種動力供應連續性系統，其用於保持系統（例如動力工具或電動工具）的動力連續性。備用動力供應源（如電容器）以並聯結構與主動力供應源可操作地連接，以在主動力供應源不可操作或者斷開時向系統提供動力。備用動力供應源還可以實現在動力調節電路中，動力調節電路例如是控制主動力供應源的動力輸出的電路，這使得備用動力供應源可以包含在印刷電路板（PCB）上並且降低製造成本。

Description

動力供應連續性系統

本發明是有關於一種動力供應連續性系統，且特別是有關於一種用於在主動力供應源與系統可操作地斷開時保持動力供應連續性的系統。

可擕式、可拆卸的動力系統（例如用於電動工具的電池或者電源）包括有時與系統意外分離的動力供應源。例如，電動工具可以具有電池，當工具掉落或者受到其他方面的嚴重影響時，電池與工具意外斷開連接。同樣，當動力供應源不能夠繼續提供給工具足夠的動力時（例如，當電源放電已淨時），必須更換動力供應源，因此需要斷開該動力供應源。動力供應源與工具的任何類型的斷開都會造成停止向工具供應動力一段時間，並且當更換的動力供應源或者同一動力供應源與工具重新連接時，經常會導致工具被重置。

動力源與工具的斷開可能會出現問題，因為這可能導致儲存在揮發性記憶體中的資料的刪除。例如，對工具所做的用於操作的任何用戶輸入設置（例如，扭矩應用限制）或者儲存的先前的工具施加用量（例如，已經施加到工件上的扭矩量）通常都儲存於工具內部的揮發性記憶體中，如果動力源與工具斷開的話則可能被擦除。這種動力斷開因此可能需要使用者重新輸入用於操作的設置，並且手動記住先前的工具施加用量或者經常需要從頭開始重新開機扭矩應用程式。通常，使用者設置和工具用量資訊儲存在位於工具內部的揮發性記憶體中，動力源與工具有意地或者意外地斷開會擦除儲存在揮發性記憶體中的資料。當工具的用戶沒有將用戶設置或者先前的工具施加用量資訊儲存到非揮發性記憶體（其不會受到斷電的影響）時，動力供應源的斷開因此可能會產生問題。

本發明的一種實施方式廣泛地包括一種動力供應連續性系統，該動力供應連續性系統用於在主動力供應源與工具斷開時保持對工具的連續性動力供應。例如，本發明的一種實施方式中包括一種系統，該系統包括：備用動力供應源（諸如電容器或者較小的電池），其設置在工具中並且以並聯的方式與動力供應源可操作地連接。當主動力供應源與工具脫離時，備用動力供應源可以在主動力供應源重新連接或者主動力供應源被更換時，臨時將所儲存的動力提供給工具。備用動力供應源也可以採用其他方式與主動力供應源可操作地連接，例如，通過具有動力調節電路的印刷電路板（PCB）可操作地連接，使得實施動力供應連續性系統的製造成本可以降低。備用動力供應源也可以僅與工具的揮發性記憶體可操作地連接，以便以更集中的方式臨時供應動力，進而減少系統重置或者減少扭矩施加資訊的擦除，而不會將備用動力無效分配給工具的其他部件。

本發明的另一實施方式包括一種動力連續性系統，該動力連續性系統包括：主動力供應源，其適於向部件供應動力；備用動力供應源，其與所述部件可操作地連接，並且適於在主動力供應源不可操作或者斷開時向所述部件供應動力。

本發明的另一實施方式包含傳動齒輪的多個部件；主動力供應源，其與所述多個部件可操作地連接，並且適於向每個所述部件提供動力量；以及電容器，其與所述主動力供應源可操作地連接，並且適於在所述主動力供應源與所述多個部件可操作地分離時，向所述多個部件中的至少一個部件提供所述動力量。

此外，另一實施方式還廣泛地包括一種工具，該工具具有：傳動齒輪；主動力供應源，其適於向傳動齒輪供應動力；以及備用動力供應源（例如電容器），其與傳動齒輪可操作地連接，並且適於在主動力供應源不可操作或者斷開時向傳動齒輪供應動力。

雖然本發明可以有許多不同形式的實施例，但是在附圖中所示出的並將在本文中詳細描述的本發明實施例（包括優選實施例）應理解為，公開的內容僅作為本發明原理的示例而並非旨在將本發明的廣泛方面限制於所示出的實施例。

本發明的一種實施方式廣泛地包括動力供應連續性系統，該動力供應連續性系統即使在主動力供應源與系統分離或斷開或者主動力供應源不可操作時也能確保動力連續提供給系統的內部部件。本發明的一種實施方式包括備用動力供應源（例如電容器或者電池），該備用動力供應源以並聯的方式與主動力供應源可操作地連接，使得在主動力供應源與系統分離或者主動力供應源不可操作時（例如，在放電已淨的狀態中），該備用動力供應源可以臨時將所儲存的動力提供給系統。備用動力供應源也可以在動力調節電路中實現，所述動力調節電路例如控制主動力供應源的動力輸出的電路。備用動力供應源可以在動力調節電路內實現並且可以在印刷電路板（PCB）的內部可操作地連接，使得實施動力供應連續性系統的製造成本可以降低。可以理解，雖然本發明公開為適於與工具一起使用，但是本發明並不限於此，而是可以用於需要連續動力供應、或者連續動力供應有利的任何地方。

參見圖1，工具100可以包括殼體105，殼體105具有用於容納工具100的內部可操作部件的腔。介面110可以連接到殼體105，以可選擇地操作工具100。例如，介面110可以是按鈕，當被向內按壓時會引發工具100運行，例如通過向內部傳動齒輪115提供動力來向工件施加扭矩，其中所述內部傳動齒輪115以習知的方式使可操作地連接的傳動突緣120旋轉。工具100還可以包括棘爪機構125，該棘爪機構125以習知的方式選擇性地允許傳動齒輪115以第一旋轉方向或相反的第二旋轉方向做旋轉運動。

參見圖2，工具100還可以包括內部運作系統130，內部運作系統130包括協作地起作用以向工具100提供操作的各個部件。例如，在系統130的一種實施方式中，系統130可以包括主動力供應源135，該主動力供應源135適於向工具100供應動力以供其運行。系統130還可以包括：動力調節電路140，該動力調節電路140適於調節由主動力供應源135提供的電力的電壓和/或電流強度；以及記憶體145，該記憶體145適於儲存資料。系統130還可以包括：顯示器150，該顯示器150用於將資訊顯示給使用者；處理器155，該處理器155用於執行系統130的處理；收發器160，該收發器160用於將資料傳送給工具100和從工具100獲取資料。上述部件135、140、145、150、155、160中的每一個均可以通過匯流排165可操作地連接在一起。

介面110可以是適於允許用戶選擇性地向工具100輸入命令的任何結構或者機構。例如，介面110可以是按鈕，該按鈕在被向內按壓時會引發傳動齒輪115的啟動，並且相應地，引發傳動突緣120旋轉並且對工件施加扭矩。但是，介面110也可以是任何其他類型的介面，例如觸控式螢幕、鍵盤、杆、按鈕、旋鈕、觸發器或者允許由動力供應源向其他的部件選擇性地提供動力的任何其他機構。

主動力供應源135將來自獨立或者非獨立電源的電流提供給工具100。在一種實施方式中，主動力供應源135是電池。然而，主動力供應源135可以是能夠提供動力的任何部件或者裝置，例如蓄電池、燃料電池、發動機、太陽能發電系統、風力發電系統、水力發電系統、用於附接到電插座上的電源線，或者任何其他的動力供應工具。

動力調節電路140可以是與主動力供應源135可操作地連接、並且在使用期間調節從主動力供應源135分配的動力量（例如電壓和/或電流）的任何電路或者電路組合。例如，動力調節電路140可以包括電流、電壓或動力回饋電路，該電流、電壓或動力回饋電路分別測量分配給工具100的電流、電壓或者動力，並根據情況引起從主動力供應源135遞送至工具100的電流量、電壓量或者動力量的減少或增加。動力調節電路140還可以包括浪湧抑制電路（諸如一個或多個二極體），以防止過量或者有害的電流、電壓或者動力由主動力供應源135遞送至工具100。動力調節電路140還可以包括一個或多個金屬氧化物場效應電晶體（MOSFETs）（例如H橋配置），以允許從主動力供應源135選擇性地以及逐漸地向工具100供應動力。

動力調節電路140還可以包括備用動力供應源（例如電容器或者電池），備用動力供應源與主動力供應源135可操作地連接，並且適於在主動力供應源135與工具100可操作地分離時向工具100供應動力。如本文中所述，術語“可操作地分離”意味著以這種方式分離：主動力供應源135不能夠向工具100供應動力。在某些實施方式中，術語“可操作地分離”也指當主動力供應源135為不可操作（例如處於放電已淨的狀態或者低電能狀態）、並且因此不能夠提供給工具100足夠的動力量以供操作時（即使主動力供應源135仍與工具100連接）。在一種實施方式中，為了便於製造，動力調節電路140包含在印刷電路板上或者與印刷電路板可操作地連接。

在一種實施方式中，記憶體145可以與工具100的部件可操作地連接，並且可以儲存與工具100操作有關的資訊，例如最大或者最小扭矩施加參數、測量扭矩施加值、扭矩迴圈、角度迴圈，以及與扭矩操作相關的任何其他資訊。作為示例而非限制，記憶體145可以是非暫時性電腦可讀記錄介質，例如硬碟驅動器、DVD、CD、快閃記憶體驅動器、揮發性或者非揮發性記憶體、RAM或任何其他類型的資料記憶體。如在本申請全文中所使用的，術語“非暫時性電腦可讀記錄介質”不包括僅信號和載波本身，並且不排除其他類型的可被視為“暫時性”的記憶體（諸如RAM或者其他形式的揮發性記憶體）。

記憶體145還可以儲存與工具100相關的任何資訊，例如工具100的運作系統或者與工具操作有關的細節。例如，工具100可以測量扭矩操作期間由工具100施加給工件的扭矩量，並且記憶體145可以儲存測量到的扭矩量。類似地，記憶體145可以儲存工具100要執行的預定扭矩操作。記憶體145還可以儲存任何使用者設置，例如工具100的參數、用於測得的扭矩量的公差，或者任何其他設置。顯示器150可以是向工具100的使用者顯示資訊的任何裝置。作為示例，顯示器150可以包括液晶顯示器（LCD）、有機發光二極體（OLED）顯示器、等離子螢幕、陰極射線管顯示器或者任何其他種類的黑白顯示器或者彩色顯示器，其將允許用戶查看和解釋工具100上的資訊。

處理器155為工具100的各個部件之間的通信提供便利。處理器155可以是任何類型的一個或多個處理器，其單獨地或者組合起來為工具100的電氣處理提供便利。例如，處理器155可以是臺式處理器或者移動式處理器、微處理器、單核處理器或者多核處理器。

收發器160可以是能夠發送來自工具100的資料或者能夠接收來自外部資料來源的資料的任何裝置。作為示例，收發器160可以是任何類型的無線電發射天線、蜂窩天線、硬連線收發器，或者是能夠與外部裝置通信的任何其他類型的有線或無線收發器。

匯流排165用作工具100的電氣主幹，並將各個部件135、140、145、150、155、160連接在一起。匯流排165可以是執行這種功能的任何結構、電路或者軟體程式。

參見圖3，本發明的動力供應連續性系統的一種實施方式中，該動力供應連續性系統包括例如連接到電池的電容器。內部系統130可以包括從主動力供應源135伸出的第一和第二引線170、175。例如，第一引線170可以從電池的正極端子伸出，第二引線175可以從電池的負極端子伸出。第一和第二引線170、175可以以並聯結構連接到備用動力供應源180（例如，電容器）。也就是說，在一些實施方式中，第一和第二引線170、175可以以並聯結構直接從主動力供應源135連接到備用動力供應源180。

備用動力供應源180可以是在主動力供應源135與工具100可操作地分離時，能夠向工具100或工具100的任何單獨部件臨時供應動力的任何部件。例如，備用動力供應源180可以是電容器，或者類似於主動力供應源135，可以是蓄電池、燃料電池、發動機、太陽能發電系統、風力發電系統、水力發電系統、用於附接到電插座上的電源線，或者任何其他的動力提供工具。另外，主動力供應源135和備用動力供應源180不需要是相同類型的動力供應源。例如，在一種實施方式中，主動力供應源135可以是電池，而備用動力供應源180可以是電容器。在一種實施方式中，備用動力供應源180用於在主動力供應源135與工具100可操作地分離時，旨在用於僅向關鍵的工具部件（如揮發性記憶體145）供應足夠的電能。在這種實施方式中，備用動力供應源180的尺寸和容積足夠小，以至於不會明顯影響工具100的整體尺寸或重量。

可以理解，記憶體145是重要的部件，因為當用戶扔下工具100或者因其他原因導致主動力供應源135與工具100可操作地分離時，記憶體145（在一些實施例中是揮發性的）可能失去電力並且擦除儲存在揮發性記憶體中的任何資料。因此將會丟失儲存在該揮發性記憶體中的許多預定設置、扭矩施加資料、偏好資訊、設置和其他資訊。相應地，在一些實施例中，為了工具100的正常運行，主動力供應源135與工具100可操作地連接，以向工具100的大多數部件提供主要動力，並且備用動力供應源180僅與記憶體145可操作地連接，因此當主動力供應源135與工具100可操作地分離時，記憶體145中的資料不會被擦除。在一種實施例中，當主動力供應源135與工具100可操作地分離時，備用動力供應源180可以對整個工具100臨時供應動力。

參見圖4，本申請的另一實施方式包括備用動力供應源180，該備用動力供應源180實現在動力調節電路140內。如圖所示並且如上所述，動力調節電路140可以包括備用動力供應源180，該備用動力供應源180實現在動力調節電路140內的，而不是作為動力調節電路140的外部部件。另外，動力調節電路140可以包括動力分配電路185，例如一個或多個MOSFET（例如佈置成H橋），用於選擇性地以及逐漸地向工具100供應動力。動力調節電路140還可以包括回饋電路190，回饋電路190用於提供電氣回饋資訊並且基於該電氣回饋資訊來調節主動力供應源135；動力調節電路140還包括動力抑制電路195（如一個或多個二極體），用於防止過量的電壓或電流由主動力供應源135遞送至工具100。在不脫離本申請的精神和範圍的前提下，也可以在所述動力調節電路140內實現任何其他形式的動力調節電路。

動力調節電路140可以包含在PCB上，這樣可以快速、低成本地製造出來。同樣地，備用動力供應源180可以在具有任何形式的動力調節電路140的印刷電路板上與動力供應源135連接，以允許備用動力供應源180在主動力供應源135與工具100可操作地分離時向工具100臨時供應動力。例如，備用動力供應源180可以是與PCB有效連接的電容器，並且適於向工具100的記憶體145或者任何其他一個或多個部件供應動力。因為備用動力供應源180可以實現在PCB上（這樣可以容易地製造出來），因此該結構允許緊湊且廉價地實現動力連續性系統。當備用動力供應源180實現在PCB上，該備用動力供應源180可以以並聯的方式或者其他方式與主動力供應源135可操作地連接，只要備用動力供應源180適於在主動力供應源135與工具100可操作地分離時向工具100供應動力即可。

如上所述，工具100可以是適於向工件（如螺栓或螺母）施加扭矩的扭矩扳手。不過，工具100也可以是由動力供應源供應動力的任何工具100，例如鑽孔機、螺絲刀、錘子、衝擊扳手、鋸子或者任何其他電動工具。此外，工具100可以根本不必是工具，而是可以為能夠由內部或外部電源供應動力的任何裝置。

如本文中所使用的，術語“連接”及其功能等同用語並不意味著必須限制於兩個或者多個部件的直接機械連接。相反，術語“連接”及其功能等同用語旨在表示兩個或者多個物體、特徵、工件和/或環境物品之間的任何直接或間接的機械連接、電氣連接或者化學連接。“連接”在某些實施例中也旨在表示一個物體與另一個物體集成為一體。

在前面的描述中和附圖中所闡述的內容僅作為示例提出而不是作為限制。雖然已經示出和/或描述了特定實施例，但是對於本領域技術人員顯而易見的是，在不脫離本發明的更廣泛方面的情況下，可以進行改變和變形。當以他們合適的角度考慮時，所尋求的實際保護範圍旨在由下面的權利要求所限定。

100‧‧‧工具

105‧‧‧殼體

110‧‧‧介面

115‧‧‧內部傳動齒輪

120‧‧‧傳動突緣

125‧‧‧棘爪機構

130‧‧‧內部運作系統

135‧‧‧主動力供應源

140‧‧‧動力調節電路

145‧‧‧記憶體

150‧‧‧顯示器

155‧‧‧處理器

160‧‧‧收發器

165‧‧‧匯流排

170‧‧‧第一引線

175‧‧‧第二引線

180‧‧‧備用動力供應源

185‧‧‧動力分配電路

190‧‧‧回饋電路

195‧‧‧動力抑制電路

為了便於理解本發明，附圖中示出了本發明的實施例。當結合以下描述考慮時，通過審閱附圖，應當容易理解和體會本發明的結構、操作和很多優點。 圖1是根據本發明一種實施方式的工具的側面透視圖； 圖2是根據本發明一種實施方式的內部系統的示意圖； 圖3是根據本發明一種實施方式的內部系統的另一示意圖； 圖4是根據本發明的一種實施方式的動力供應調節系統的示意圖。

Claims (16)

1. 一種動力連續性系統，包括： 一主動力供應源，其適於向多個部件提供一動力量；以及， 一備用動力供應源，其與所述主動力供應源可操作地連接，並且適於在所述主動力供應源與所述多個部件可操作地分離時，向所述多個部件中的至少一個提供所述動力量。
2. 如申請專利範圍第1項所述的動力連續性系統，其中，所述備用動力供應源是一電容器，所述電容器與所述主動力供應源可操作地連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述的動力連續性系統，其中，所述備用動力供應源以並聯結構與所述主動力供應源可操作地連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述的動力連續性系統，其中，所述備用動力供應源設置在一印刷電路板上。
5. 如申請專利範圍第4項所述的動力連續性系統，其中，所述備用動力供應源設置在所述印刷電路板上，並且以並聯結構與所述主動力供應源可操作地連接。
6. 如申請專利範圍第4項所述的動力連續性系統，其中，所述備用動力供應源設置在具有一動力調節電路的印刷電路板上。
7. 如申請專利範圍第6項所述的動力連續性系統，其中，所述動力調節電路是一動力分配電路、一回饋電路和一動力抑制電路中的一個。
8. 一種工具，包括： 包含一傳動齒輪的多個部件； 一主動力供應源，其與所述多個部件可操作地連接，並且適於向每個所述部件提供動力量；以及， 一電容器，其與所述主動力供應源可操作地連接，並且適於在所述主動力供應源與所述多個部件可操作地分離時，向所述多個部件中的至少一個部件提供所述動力量。
9. 如申請專利範圍第8項所述的工具，其中，所述電容器與所述主動力供應源連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述的工具，其中，所述電容器以並聯結構與所述主動力供應源直接連接。
11. 如申請專利範圍第8項所述的工具，其中，所述電容器設置在一印刷電路板上。
12. 如申請專利範圍第11項所述的工具，其中，所述電容器設置在所述印刷電路板上，並且以並聯結構與所述主動力供應源可操作地連接。
13. 如申請專利範圍第11項所述的工具，其中，所述電容器設置在所述印刷電路板上，所述印刷電路板具有一動力調節電路。
14. 如申請專利範圍第13項所述的工具，其中，所述動力調節電路是一動力分配電路、一回饋電路和一動力抑制電路中的一個。
15. 一種工具，具有：一傳動齒輪，該傳動齒輪適於與一工件連接並對所述工件施加一扭矩量；和一揮發性記憶體，該揮發性記憶體用於儲存與施加到所述工件上的扭矩量有關的一資訊；所述工具包括： 一主動力供應源，其與所述傳動齒輪可操作地連接並且適於向所述傳動齒輪提供動力以供所述傳動齒輪運行；並且，所述主動力供應源與所述揮發性記憶體可操作地連接並且適於向所述揮發性記憶體提供動力；以及 備用動力供應源，其與所述揮發性記憶體可操作地連接，並且適於在所述主動力供應源與所述揮發性記憶體可操作地分離時向所述揮發性記憶體提供動力。
16. 如申請專利範圍第15項所述的工具，其中，所述備用動力供應源是一電容器，所述電容器以並聯結構與所述主動力供應源可操作地連接。