TWI812097B - 工具及操作工具以提供馬達定時關閉的方法 - Google Patents

工具及操作工具以提供馬達定時關閉的方法 Download PDF

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Abstract

本發明涉及動力工具的馬達定時關閉。當工具的觸發器被意外致動時，動力會被提供給工具的馬達，使得工具的輸出元件運轉。當工具被存放時，這可能是有問題的。為了解決這種情況，當馬達正以任何非零速度運轉時，工具使馬達計時器開始計時或使其啟動。如果觸發器持續保持致動且馬達同時以任何非零速度運轉並且馬達計時器達到閾值極限，則工具停止或中斷向馬達提供動力，從而關閉馬達。這減少了動力源意外釋放動力的情況以及工具造成輸出元件意外對存放機構或其他環境造成損壞的情況的機率。

Description

工具及操作工具以提供馬達定時關閉的方法
本發明總體上涉及電動工具，更具體地涉及定時關閉動力工具的馬達。
動力手持工具(諸如例如電動棘輪扳手、衝擊扳手和其他驅動器)通常用於汽車、工業和家庭應用中，以安裝和拆卸螺紋緊固件，並向工件(諸如例如螺紋緊固件)施加扭矩和/或角位移。動力手持工具通常包括輸出構件(諸如傳動凸緣或傳動卡盤)、可由使用者致動的觸發器開關、容納在外殼中的電動馬達以及其他部件(諸如例如開關、發光二極體(LED)和電池)。
然而，當動力工具存放在袋子、工具箱、車輛或其他插入了電池或其他動力源的存放機構中時，觸發器開關可能會被意外致動，從而導致馬達啟動使存放的工具運轉。如果觸發器開關被意外致動，則工具的電池或其他動力源會釋放動力，從而給希望在以後使用工具的用戶帶來不便或者造成工具的輸出構件損壞與其一同存放的其他東西的情況。一些工具具有防止觸發器開關被意外致動的鎖定開關。然而，鎖定開關要求使用者在存放之前 對其進行啟動。如果使用者未能啟動鎖定開關，那麼問題會依然存在。
本發明主要涉及動力工具的馬達定時關閉。該工具包括工具外殼、適於向工件提供扭矩的輸出元件(諸如棘輪頭元件)、觸發器、容納在外殼中的馬達、指示器、控制器以及動力源。當觸發器被意外致動時(諸如例如當該工具放置在存放袋中時)，動力會被提供給馬達，使得輸出元件運轉。在這種情況下，本發明確定馬達正以任何非零速度運轉或者觸發器在其他情況下被意外致動，並且使馬達計時器特徵部開始計時或使其啟動。如果觸發器持續保持致動並且馬達同時以任何非零速度運轉或者觸發器在其他情況下被意外致動並且馬達計時器達到預設的閾值極限(諸如例如2分鐘)，則該工具停止或中斷向馬達供電，從而關閉馬達。該工具還可以啟動指示器以向使用者指示故障，以此指示觸發器被意外致動。一段時間(諸如例如5至10秒)過後，指示器可以關閉以節約動力。當再次釋放並扣動觸發器或者移除動力源時，該工具會恢復正常運轉，並且馬達計時器重置。
當該工具存放在例如袋子、工具箱、工具存放櫃、車輛或其他存放機構中時，本發明的實施減少了動力源意外釋放動力的機率。馬達計時器和關閉還減少了該工具造成輸出元件意外對存放機構或其他環境造成損壞的情況的機率。
100:工具
102:工具殼體
104:輸出組件
106:驅動部分
108:驅動凸耳
110:觸發器
112:端部
114:馬達
116:控制器
118:開關機構
120:動力源
122:指示器
200:工具操作方法
202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226、228:步驟
為了便於理解所要求保護的主題，在附圖中示出了其實施方案。通過查閱這些實施方案，當結合以下描述考慮時，所要求保護的主題、其構造和操作以及其許多優點應該很容易理解和領會。
圖1是根據本發明的一個實施方案的示例性工具的透視圖。
圖2和圖3是根據本發明的實施方案的示例性工具的電子部件的部件方塊圖。
圖4是根據本發明的一個實施方案的示例性工具的操作方法的方塊圖。
儘管本發明容許許多不同形式的實施方案，但是在附圖中示出了本發明的一個優選實施方案，所述優選實施方案將在本文中詳細描述。應當理解的是，本公開應被認為是本發明原理的範例，而並非旨在將本發明的廣泛方面局限於所示出的實施方案。如本文中所使用的，術語“本發明”並非旨在限制所要求保護的發明的範圍，而是僅出於說明的目的用於討論本發明的示例性實施方案的術語。
本發明主要涉及動力工具的馬達定時關閉。該工具包括工具外殼、適於向工件提供扭矩的輸出元件(諸如棘輪頭元件)、 觸發器、容納在外殼中的馬達、指示器、控制器以及動力源。當觸發器被意外致動時，動力會被提供給馬達，使得輸出元件運轉。在這種情況下，本發明確定馬達何時以任何非零速度運轉和/或輸出元件上未施加阻力或扭矩，或者觸發器在其他情況下被意外致動，並且使馬達計時器開始計時或使其啟動。如果觸發器持續保持致動並且馬達同時以任何非零速度運轉和/或輸出元件上未施加阻力或扭矩或者觸發器在其他情況下被意外致動並且馬達計時器達到閾值極限(諸如例如2分鐘)，則該工具停止或中斷向馬達提供動力，從而關閉馬達。該工具還可以啟動指示器以向使用者指示故障，以此指示觸發器被意外致動。一段時間(諸如例如5至10秒)過後，指示器可以關閉以節約動力。當再次釋放並扣動觸發器或者移除動力源時，該工具會恢復正常運轉，並且馬達計時器重置。
當該工具存放在袋子、工具箱、工具存放櫃、車輛或其他存放機構中時，本發明的實施減少了動力源意外釋放動力的機率。馬達計時器和關閉還減少了該工具造成輸出元件意外對存放機構或其他環境造成損壞的情況的機率。
參見圖1和圖3，工具100(諸如無繩棘輪型工具)包括主工具外殼102以及輸出元件104(諸如棘輪頭元件)。工具外殼102可以包括第一外殼部分和第二外殼部分，該第一外殼部分和第二外殼部分以蛤殼式方式聯接在一起，並牢固地聯接到輸出元件104。例如，工具外殼102可以裝有或容納電動馬達114(圖2和 圖3中示出)、控制器116(圖2和圖3中示出)、開關元件118(圖2和圖3中示出)、具有用於配置和設置該工具的按鈕的顯示器、一個或多個指示器122(諸如發光二極體)以及用於操作該工具的其他部件。工具外殼102還可以包括帶有紋理或滾花的把手，以改善用戶在使用過程中對工具100的抓握。
例如，輸出元件104包括傳動部分106，該傳動部分包括傳動凸緣108。傳動凸緣108適於通過聯接到傳動凸緣108的轉接頭、鑽頭或套筒(例如雙向棘輪方形或六邊形傳動件)向工件(諸如緊固件)施加扭矩。如圖所示，傳動凸緣108是“公”連接器，該“公”連接器被設計成插入或匹配地接合母配對件。然而，傳動部分106可替代地包括“母”連接器，該“母”連接器被設計成匹配地接合公配對件。傳動部分106也可以構造成直接接合工件，而無需聯接到轉接頭、鑽頭或套筒。可以通過旋轉選擇開關將傳動部分106/傳動凸緣108的旋轉方向選擇為第一旋轉方向或第二旋轉方向(諸如順時針方向或逆時針方向)。
工具100還包括觸發器110，該觸發器可以由用戶致動以使工具100運轉。例如，用戶可以向內按壓觸發器110，以選擇性地從動力源120獲取動力，使得馬達114向輸出元件104提供扭矩並使傳動凸緣112在所需旋轉方向上旋轉。觸發器110還可以可操作地聯接到開關機構118，當觸發器110被致動時，該開關機構適於從動力源120向馬達114提供動力。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以實施任何合適的觸發器110或開關。例 如，觸發器110也可以偏置，使得觸發器110可以相對於工具100向內按壓來使得工具100運轉，並且釋放觸發器110可使觸發器110相對於工具100向外移動，以通過觸發器110的偏置特性使工具100停止運轉。觸發器110和開關機構118也可以是變速型機構。在這點上，當致動或按壓觸發器110時，越往下按壓觸發器110，馬達就會以更快的速度運轉。
馬達114可以設置在工具外殼102中且適於可操作地接合輸出元件104，並且可以向工具100提供扭矩，進而向傳動部分106/傳動凸緣108提供扭矩。馬達114可以是無刷或有刷型馬達或任何其他合適的馬達。動力源120可以與工具100相關聯，以向工具100提供電力或其他形式的動力(例如電動力、液壓動力或氣動動力)，以使馬達運轉。在一個實施方案中，動力源120可以容納在與輸出元件104相對的工具外殼102的端部112中，容納在工具100的中部或工具100/工具外殼102的任何其他部分中。動力源120也可以是外部部件，該外部部件未被工具100容納，但是通過例如有線或無線方式可操作地聯接到工具100。在一個實施方案中，動力源120是可拆卸的可充電電池，該電池適於設置在工具外殼102的端部中並電性聯接到工具100的相應端子。
控制器116可以可操作地聯接到動力源120、開關機構118、指示器122和馬達114中的一個或多個，並適於控制動力源120向馬達114提供的動力。控制器116可以包括用於處理資料和電腦可讀指令的中央處理器(CPU)以及用於存儲資料和指令的 記憶體。記憶體可以包括易失性隨機存取記憶體(RAM)、非易失性唯讀記憶體(ROM)和/或其他類型的記憶體。還可以包括資料存儲部件，用於存儲資料和控制器/處理器可執行指令(例如，用於工具100的操作和運行的指令)。資料存儲部件可以包括一種或多種非易失性固態存儲裝置(諸如快閃記憶體、唯讀記憶體(ROM)、磁阻RAM(MRAM)、鐵電RAM(FRAM)、相變記憶體等)。
用於操作工具100及其各種部件的電腦指令可以由控制器116利用記憶體作為運行時的臨時“工作”記憶體來執行。電腦指令可以以非暫時性的方式存儲在非易失性記憶體、存儲裝置或外部設備中。可替代地，除了軟體之外或者作為軟體的替代，一些可執行指令可以嵌入在硬體或固件中。
例如，控制器116可以實施本文描述的方法。當觸發器110被意外致動時，動力會被提供給馬達114，使得輸出元件104運轉。在這種情況下，控制器116確定馬達114何時以任何非零速度運轉和/或輸出元件104上未施加阻力或扭矩或者觸發器在其他情況下被意外致動，並且使馬達計時器開始計時或使其啟動。如果觸發器110持續保持致動並且馬達114同時以任何非零速度運轉和/或輸出元件104上未施加阻力或扭矩或者觸發器在其他情況下被意外致動並且馬達計時器達到閾值極限(諸如2分鐘)，則控制器116中斷對馬達114提供動力，從而關閉馬達114。控制器116還可以使指示器122啟動並向使用者指示故障，以此指示觸發 器110被意外致動。一段時間(諸如5至10秒)過後，控制器116可以使指示器122關閉以節約動力。當再次釋放並扣動觸發器110或者移除動力源時，控制器116可以使該工具恢復正常運轉並重置馬達計時器。指示器122可以是任何類型的指示器(諸如發光二極體(LED)、觸覺致動器、顯示器等)，其能夠向使用者指示故障。
參見圖4，描述了工具100的操作方法200。如步驟202所示，當觸發器被致動時，該方法就開始執行。如步驟204所示，當觸發器未被致動時，馬達計時器可以被重置(如果馬達計時器處於非零時間)。如步驟206所示，當觸發器被致動時，該工具(諸如通過控制器116)確定馬達是否正以任何非零速度運轉，或者觸發器在其他情況下被意外致動。
當馬達沒有在運轉時，該方法返回到步驟202，以確定觸發器是否被致動。如步驟208所示，當馬達正以任何非零速度運轉或者觸發器在其他情況下被意外致動時，該工具(諸如通過控制器116)啟動馬達計時器或使其開始計時或繼續計時。如步驟210所示，該工具(諸如通過控制器116)確定馬達計時器是否大於或等於閾值(諸如2分鐘)。當馬達計時器小於閾值(諸如2分鐘)時，該方法返回到步驟202，以確定觸發器是否被致動。如步驟212所示，當馬達計時器大於或等於閾值(諸如2分鐘)時，該工具(諸如通過控制器116)重置和/或停止馬達計時器。該工具(諸如通過控制器116)停止或終止向馬達提供動力，如步驟 214所示，並且還可以啟動指示器並使指示器計時器開始計時，如步驟216所示。
如步驟218所示，一旦該工具(諸如通過控制器116)停止或終止向馬達提供動力，該工具(諸如通過控制器116)就可以確定觸發器是否已經被釋放或者動力源是否已經被移除。如步驟220所示，當觸發器被釋放或動力源被移除時，該工具(諸如通過控制器116)可以確定指示器是否啟動。如步驟222所示，當指示器啟動時，該工具(諸如通過控制器116)可以關閉指示器，並且該方法可以返回到步驟202。當指示器沒有啟動時(例如，在一段時間(諸如5至10秒)之後，指示器關閉以節約動力)，該方法可以返回到步驟202。
然而，如步驟224所示，當觸發器已經被釋放或動力源已經被移除時，該工具(諸如通過控制器116)可以確定指示器是否啟動。當指示器沒有啟動或關閉時，該工具(諸如通過控制器116)可以返回到步驟218。如步驟226所示，當指示器啟動時，該工具(諸如通過控制器116)可以確定指示器計時器計時是否結束或者已經達到時間閾值(諸如5至10秒)。當指示器計時器計時沒有結束或者沒有達到時間閾值時，該工具(諸如通過控制器116)可以使指示器保持啟動並返回到步驟218。如步驟228所示，當指示器計時器計時結束或者已經達到時間閾值時，該工具(諸如通過控制器116)關閉指示器，並且該方法可以返回到步驟218。
當該工具存放在袋子、工具箱、車輛或其他存放機構中 時，馬達計時器和關閉的實施減少了動力源意外排放的機率。馬達計時器和關閉還減少了該工具造成輸出元件意外對存放機構或其他環境造成損壞的情況的機率。
如本文所述，工具100是棘輪型扳手。然而，工具100可以是任何類型的手持機動工具，包括但不限於電動或機動工具(諸如電鑽、刳刨機或衝擊扳手、棘輪扳手、螺絲刀或其他電動工具)，其通過外部電源(諸如壁式插座和/或發電機插座)或電池供電。
如本文所使用的，術語“聯接”及其功能性等同物並非旨在必須局限於兩個或更多個部件的直接機械聯接。相反，術語“聯接”及其功能性等同物旨在表示兩個或兩個以上的物體、特徵部、工件和/或環境物質之間的任何直接或間接的機械、電性或化學連接。在一些實例中，“聯接”也旨在表示一個物體與另一個物體是一體的。如本文所使用的，除非另有特別說明，否則術語“一個”或“某個”可以包括一個或多個項目。
在以上的描述和附圖中闡述的內容是僅作為示例而非限制提供的。儘管已經示出和描述了特定的實施方案，但是對於本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離發明人貢獻的更廣泛方面的情況下，可以進行改變和修改。當從基於現有技術的正確角度來看時，所要求的實際保護範圍旨在由以下申請專力範圍來限定。
100:工具
102:工具殼體
104:輸出組件
106:驅動部分
108:驅動凸耳
110:觸發器
112:端部

Claims (26)

  1. 一種操作工具的方法，所述工具包括馬達以及適於向所述馬達提供動力的動力源，所述方法包括：確定是否正在通過所述動力源向所述馬達提供動力；如果正在向所述馬達提供動力，則使馬達計時器開始計時；以及如果所述馬達計時器達到或超過馬達時間閾值，使正在向所述馬達提供的動力停止並啟動設置在所述工具上的指示器。
  2. 如請求項1所述操作工具的方法，其中進一步包括：使指示器計時器開始計時。
  3. 如請求項2所述操作工具的方法，其中進一步包括：在使所述馬達計時器開始計時之前，確定所述工具的觸發器是否被致動；以及在停止正在向所述馬達提供的動力之後，確定所述觸發器是否保持致動。
  4. 如請求項3所述操作工具的方法，其中進一步包括：當所述觸發器保持致動時，如果所述指示器計時器達到或超過指示器時間閾值，則關閉所述指示器。
  5. 如請求項3所述操作工具的方法，其中進一步包括：當所述觸發器未被致動時，關閉所述指示器。
  6. 如請求項2所述操作工具的方法，其中進一步包括：在使所述馬達計時器開始計時之前，確定所述工具的觸發器 是否被致動；以及在停止正在向所述馬達提供的動力之後，確定所述動力源是否與所述工具斷開聯接。
  7. 如請求項6所述操作工具的方法，其中進一步包括：當所述動力源聯接至所述工具時，如果所述指示器計時器達到或超過指示器時間閾值，則關閉所述指示器。
  8. 如請求項6所述操作工具的方法，其中進一步包括：當所述動力源與所述工具斷開聯接時，關閉所述指示器。
  9. 一種工具，包括：馬達；動力源，其適於向所述馬達提供動力；指示器；以及控制器，其適於：確定所述馬達正由所述動力源提供動力；使馬達計時器開始計時；以及如果所述馬達計時器達到或超過馬達時間閾值，停止向所述馬達提供動力並使所述指示器啟動。
  10. 如請求項9所述的工具，其中所述控制器進一步適於：使指示器計時器開始計時。
  11. 如請求項10所述的工具，其中進一步包括觸發器，當被致動時，所述觸發器使所述動力源向所述馬達提供動力，其中所述控制器進一步適於：在使所述馬達計時器開始計時之前，確定所述觸發器是否被致動；以及在停止向所述馬達提供動力之後，確定所述觸發器是否保持致動。
  12. 如請求項11所述的工具，其中所述控制器進一步適於當所述觸發器保持致動時，如果所述指示器計時器達到或超過指示器時間閾值，則使所述指示器關閉。
  13. 如請求項11所述的工具，其中所述控制器進一步適於當所述觸發器不再保持致動時，使所述指示器關閉。
  14. 如請求項10所述的工具，其中進一步包括觸發器，當被致動時，所述觸發器使所述動力源向所述馬達提供動力，其中所述控制器進一步適於：在使所述馬達計時器開始計時之前，確定所述觸發器是否被致動；以及在停止向所述馬達提供動力之後，確定所述動力源是否與所述工具斷開聯接。
  15. 如請求項14所述的工具，其中所述控制器進一步適於當所述動力源聯接至所述工具時，如果所述指示器計時器達到或超過指示器時間閾值，則使所述指示器關閉。
  16. 如請求項14所述的工具，其中所述控制器進一步適於當所述動力源與所述工具斷開聯接時，使所述指示器關閉。
  17. 如請求項9所述的工具，其中所述控制器包括存儲可執行指令的資料存儲部件。
  18. 如請求項17所述的工具，其中所述資料存儲部件是鐵電隨機存取記憶體(FRAM)。
  19. 一種操作工具的方法，所述工具包括馬達、觸發器、適於向所述馬達提供動力的動力源以及輸出組件，所述方法包括：確定是否正在透過所述動力源向所述馬達提供動力；確定是否向所述輸出組件施加阻力或扭矩；如果正在向所述馬達提供動力並且未向所述輸出組件施加阻力或扭矩，則使馬達定時器開始計時；以及如果所述馬達定時器達到或超過馬達時間閾值時，使正在向所述馬達提供的動力停止。
  20. 如請求項19所述操作工具的方法，進一步包括：當所述馬達定時器達到或超過所述馬達時間閾值時，啟動所述工具的指示器；以及使指示器定時器開始計時。
  21. 如請求項20所述操作工具的方法，進一步包括：在使所述馬達定時器開始計時之前，確定所述工具的觸發器是否被致動；以及 在停止正在向所述馬達提供的動力之後，確定所述觸發器是否保持致動。
  22. 如請求項21所述操作工具的方法，進一步包括：當所述觸發器保持致動時，如果所述指示器定時器達到或超過指示器時間閾值，則關閉所述指示器。
  23. 如請求項21所述操作工具的方法，進一步包括：當所述觸發器未被致動時，關閉所述指示器。
  24. 如請求項20所述操作工具的方法，進一步包括：在使所述馬達定時器開始計時之前，確定所述工具的觸發器是否被致動；以及在停止正在向所述馬達提供的動力之後，確定所述動力源是否與所述工具斷開聯接。
  25. 如請求項24所述操作工具的方法，進一步包括：當所述動力源聯接至所述工具時，如果所述指示器定時器達到或超過指示器時間閾值，則關閉所述指示器。
  26. 如請求項24所述操作工具的方法，進一步包括：當所述動力源與所述工具斷開聯接時，關閉所述指示器。
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