具有多種操作模式的電動(dòng)工具的制作方法
【專利摘要】一種手持式電動(dòng)工具，被配置為接收輸入，該輸入指示來自工具操作者的用于電子離合器的離合器設(shè)置，其中離合器設(shè)置可從鉆孔模式、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式和一個(gè)或多個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式中選擇。每個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式指定了中斷向輸出心軸傳遞扭矩的不同扭矩值。在自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式中，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)的緊固件到達(dá)期望的停止位置時(shí)，控制器以自動(dòng)方式中斷傳到輸出心軸的扭矩。在所選擇的一種使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式中，控制器設(shè)置根據(jù)所選擇的一種使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式的最大電流閾值的值，并當(dāng)電流測(cè)量值超過最大電流閾值時(shí)中斷傳到輸出心軸的扭矩。
【專利說明】具有多種操作模式的電動(dòng)工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種便攜式手持電動(dòng)工具，其包括鉆頭和鉆頭驅(qū)動(dòng)工具(drilldrivers)。
【背景技術(shù)】
[0002]具有開關(guān)、旋鈕和其他控制件的電動(dòng)工具已公知。例如，電鉆或驅(qū)動(dòng)工具典型地包括扳機(jī)，使用者作動(dòng)扳機(jī)可以導(dǎo)致保持在夾頭中的工具旋轉(zhuǎn)。電鉆或驅(qū)動(dòng)工具通常還包括位于扳機(jī)附近的前進(jìn)/反向選擇器開關(guān)，使用者可以作動(dòng)該開關(guān)來改變工具的旋轉(zhuǎn)方向。某些電鉆或驅(qū)動(dòng)工具還包括離合器控制(例如標(biāo)度盤)，其用于改變離合器扭矩設(shè)置(clutch torque setting),從而可以由使用者設(shè)置或改變夾頭停止旋轉(zhuǎn)所需的阻力的量。
[0003]傳統(tǒng)的電動(dòng)工具控制件具有一些缺點(diǎn)。例如，傳統(tǒng)控制件在保持電動(dòng)工具的同時(shí)難以操作。常常要求使用者用第一只手保持工具，并用第二只手設(shè)置或改變操作控制件，且控制件可能占據(jù)很大空間，或不便于定位，由此難以設(shè)置和改變控制操作。此外，這些電動(dòng)工具可能具有僅手動(dòng)操作或僅自動(dòng)操作的離合器，由此限制了離合器和工具的操作控制。
[0004]本部分提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，這些背景信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本部分提供了本發(fā)明的一般概述，而并非其全部范圍或所有特征的綜合性公開。
[0006]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供一種用于操作電動(dòng)工具的方法，所述電動(dòng)工具具有可驅(qū)動(dòng)地連接到輸出心軸的電機(jī)。該工具配置為接收輸入，該輸入指示來自工具操作者的用于電子離合器的離合器設(shè)置，其中離合器設(shè)置可從鉆孔模式和驅(qū)動(dòng)模式中選擇。在鉆孔模式中，被施加到輸出心軸的扭矩被忽略；然而，在驅(qū)動(dòng)模式中，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)的緊固件達(dá)到期望的停止位置時(shí)，施加到輸出心軸的扭矩由控制器以自動(dòng)方式監(jiān)控和中斷。
[0007]在本發(fā)明的其他方面中，離合器設(shè)置可從鉆孔模式、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式和一個(gè)或多個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式中選擇，其中每個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式指定中斷向輸出心軸傳遞扭矩的不同扭矩值。在自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式中，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)的緊固件到達(dá)期望的停止位置時(shí)，控制器以自動(dòng)方式中斷傳到輸出心軸的扭矩。在所選擇的一種使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式中，控制器設(shè)置根據(jù)所選擇的一種使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式的最大電流閾值的值，并當(dāng)電流測(cè)量值超過最大電流閾值時(shí)中斷傳到輸出心軸的扭矩。
[0008]還提出了一種用于檢測(cè)緊固件何時(shí)到達(dá)期望停止位置的改進(jìn)技術(shù)。該改進(jìn)技術(shù)大體包括:周期地抽樣檢查輸送到電機(jī)的電流；存儲(chǔ)最近取樣的一系列電流測(cè)量值；和通過線性回歸，確定針對(duì)該一系列電流測(cè)量值的斜率。向輸出心軸的扭矩傳遞可部分地基于該電流測(cè)量值的斜率而被中斷。
[0009]從本說明書提供的描述可明顯得知本發(fā)明其他方面的應(yīng)用。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的描述和具體示例僅用于說明的目的，而并非是對(duì)本發(fā)明范圍的限制?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]本部分描述的附圖僅用于針對(duì)所選定的實(shí)施例進(jìn)行圖示說明，而并非所有實(shí)施方式，其意圖并非是限制本發(fā)明的范圍。
[0011]圖1是本發(fā)明的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具的左側(cè)正透視圖；
[0012]圖2是沿圖1中部分2截取的局部剖視左側(cè)正透視圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)和開關(guān)組件的左側(cè)正透視圖；
[0014]圖4是圖3所示的旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)和開關(guān)組件的左側(cè)頂視透視圖；
[0015]圖5是圖3所示的旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)和開關(guān)組件的頂視平面圖；
[0016]圖6是圖3所示的旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)和開關(guān)組件的左側(cè)立面圖；
[0017]圖7是利用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件限定前進(jìn)/反向離合器操作的流程圖；
[0018]圖8是圖1所示的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具的左側(cè)后部立面透視圖；
[0019]圖9A是限定出本發(fā)明的充電操作的電池狀態(tài)的流程圖；
[0020]圖9B的表格提供了與圖9A流程圖有關(guān)的各種電容水平處的示例性電池電壓；
[0021]圖10是電流與時(shí)間的關(guān)系曲線圖，其示出了在驅(qū)動(dòng)模式操作期間電流速率的變化；
[0022]圖1lA是圖1所示的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具的左側(cè)正透視圖；
[0023]圖1lB是鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具的頂視圖，其顯示出替換的顯示界面，用于在鉆孔模式和驅(qū)動(dòng)模式之間進(jìn)行選擇；
[0024]圖1lC是所述替換的顯示界面模式的分解視圖；
[0025]圖12A和12B是操作步驟流程圖的第一和第二部分，其將鉆孔模式與驅(qū)動(dòng)模式區(qū)別開，包括算法(algorithm)的使用；
[0026]圖13是圖1所示的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具在穿過兩個(gè)部件安裝緊固件期間的左側(cè)立面圖；
[0027]圖14是圖1所示的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具的頂部左側(cè)透視圖；
[0028]圖15是圖13所示的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具的左側(cè)立面局部剖視圖；
[0029]圖16是圖1所示的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的定時(shí)操作模式的流程圖；
[0030]圖17是電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線圖，其鑒別定時(shí)操作模式期間的電流；
[0031]圖18是圖1所示的鉆頭/驅(qū)動(dòng)工具在利用使用者界面裝置遠(yuǎn)程操作期間的左側(cè)透視圖；
[0032]圖19是圖1所示的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的用于選擇操作模式的初始化操作的流程圖；
[0033]圖20是用于圖1所示鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的電子控制系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖21是電機(jī)控制模式中鉆頭驅(qū)動(dòng)工具操作的流程圖；
[0035]圖22k是相應(yīng)于所選擇的離合器扭矩設(shè)置的LED變亮的流程圖；
[0036]圖22B是與圖22A所示的離合器扭矩流程圖相應(yīng)的相關(guān)LED顯示數(shù)據(jù)、所選擇的輸入水平和扭矩水平的圖表；
[0037]圖23是在每一前進(jìn)和反向離合器操作期間用于指示的LED變亮的流程圖；
[0038]圖24的流程圖示出了用于將緊固件設(shè)置于工件中的改進(jìn)技術(shù)；
[0039]圖25和26示出了針對(duì)鉆頭驅(qū)動(dòng)工具設(shè)置緊固件的控制操作的示例性實(shí)施例；[0040]圖27示出了針對(duì)鉆頭驅(qū)動(dòng)工具設(shè)置緊固件的控制器操作的另一示例性實(shí)施例；
[0041]圖28是具有替換的顯示器的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的透視圖。
[0042]在附圖的一系列視圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表不相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0043]參考圖1，在一種形式中是鉆頭驅(qū)動(dòng)工具(drill driver) 10的便攜式手持電動(dòng)工具包括:具有成形為被使用者單手握持的把手14的本體12 ;可松開地連接到本體12的電池安裝部分18的可充電電池組16 ;和夾頭20，夾頭具有兩個(gè)或多個(gè)離合爪22，這些離合爪相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線24軸向旋轉(zhuǎn)。離合器套筒26也可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線24旋轉(zhuǎn)，所述離合器套筒用于手動(dòng)地開啟或閉合離合爪22。盡管以下描述是針對(duì)鉆頭驅(qū)動(dòng)工具進(jìn)行的，但容易理解，以下所列出的一些特征可應(yīng)用于其他類型的電動(dòng)工具。
[0044]可手動(dòng)按壓和返回的被偏置的扳機(jī)28被設(shè)置為初始化和控制鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的操作。通過手動(dòng)地沿扳機(jī)接合方向“A”按壓和釋放時(shí)沿扳機(jī)釋放方向“B”返回可操作扳機(jī)28。扳機(jī)28被設(shè)置在電機(jī)殼體30中，該電機(jī)殼體根據(jù)一些方面可被分為獨(dú)立的半部,包括電機(jī)殼體第一半部30a和電機(jī)殼體第二半部30b,這些半部例如可由模制的聚合材料制成。鄰近扳機(jī)28定位的是旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32。旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32的一部分33b在本體12的第二或左手側(cè)上從本體第二半部30b自由地向外延伸。類似的部分33a (參見圖5所示)在本體12的第一或右手側(cè)上從本體第一半部30a自由向外延伸。旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32提供多種功能，這將參考隨后的附圖進(jìn)行描述。顯示端口 80也設(shè)置于本體12，這將參考圖8更詳細(xì)地描述。
[0045]參考圖2并再次參考圖1，為了清楚起見，去除了電機(jī)殼體第二半部30b，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10還包括DC電機(jī)34和電機(jī)傳動(dòng)裝置35，電機(jī)34可使用來自電池組16的DC電流操作并通過扳機(jī)28控制。電機(jī)34和電機(jī)傳動(dòng)裝置35安裝在電機(jī)殼體30中，并經(jīng)由輸出心軸(未示出)可驅(qū)動(dòng)地連接到夾頭20，以便夾頭20旋轉(zhuǎn)。易于理解的是，本發(fā)明的更寬廣方面適用于有繩工具(corded tool)以及電池供電的工具。
[0046]旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32包括圓盤形狀的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36，其中從本體12向外延伸的部分33b是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的、在本體12的左手側(cè)相對(duì)于本體12自由向外延伸的部分。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的向外延伸部分33a、33b允許旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36被鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的使用者手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，和允許從本體12的右手側(cè)或左手側(cè)的側(cè)部-至-側(cè)部地位移。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36被定位在電機(jī)殼體30的殼體空間38中，該空間提供用于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的軸向旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36沿左手或右手的側(cè)部-至-側(cè)部位移兩者的間隙，因此旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32執(zhí)行至少雙重功能，如參考圖3-6描述的那樣。根據(jù)另外一些方面，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36可由滑動(dòng)構(gòu)件、擺動(dòng)構(gòu)件或其他類型的輸入部件替代。
[0047]印刷電路板(PCB)40定位在把手14中。PCB40限定了電子控制電路，并包括多個(gè)部件，所述部件包括諸如微芯片之類的微控制器42，其具有:中央控制單元(CPU)等，用于執(zhí)行鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的多種功能；至少一個(gè)電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)，其用于提供來自鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的使用者的經(jīng)選擇的輸入或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；和至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置，其用作存儲(chǔ)臨時(shí)性和永久性保存的數(shù)據(jù)，例如數(shù)據(jù)查找表、用于鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的扭矩值等。根據(jù)其他方面(未示出)，微控制器42可由分立的部件替代，所述分立的部件包括微處理器、至少一個(gè)EEPROM和至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置。
[0048]旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)軸線43旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36可以沿第一旋轉(zhuǎn)方向“C”或與第一旋轉(zhuǎn)方向“C”相反的第二旋轉(zhuǎn)方向“D”旋轉(zhuǎn)。應(yīng)注意到，當(dāng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36沿如上所述的側(cè)部-至-側(cè)部作位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)軸線43可位移，這將參考圖5更詳細(xì)地描述。
[0049]參考圖3并再次參考圖2，旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32具有可旋轉(zhuǎn)地連接到裝配平臺(tái)44 (例如容納在本體12中的電路板)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36。連接器46被固定到裝配平臺(tái)44，提供裝配平臺(tái)44和印刷電路板40之間的電力連通，由此包括具有由PCB40限定的電子控制電路的裝配平臺(tái)44。裝配平臺(tái)44包括裝配平臺(tái)第一端部48，該端部具有從第一端部48的第一側(cè)延伸的第一軸50和與裝配平臺(tái)第一端部48反向指向的第二軸52。第一和第二軸50、52同軸線地對(duì)準(zhǔn)，限定出旋轉(zhuǎn)軸軸線54。第一和第二軸50、52允許裝配平臺(tái)44作為一個(gè)單元相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸軸線54旋轉(zhuǎn)。裝配平臺(tái)44還包括裝配平臺(tái)第二端部56，該端部具有安裝構(gòu)件58。安裝構(gòu)件58為每個(gè)第一偏壓構(gòu)件60和相反指向的第二偏壓構(gòu)件62提供附接和支撐。
[0050]參考圖4并再次參考圖2和3，第一偏壓構(gòu)件60 (根據(jù)一些方面，其可以是可壓縮彈簧)接觸和被支撐地抵靠安裝構(gòu)件58的安裝構(gòu)件第一面64。第一偏壓構(gòu)件60被顯7]^為處于其常規(guī)延伸的、未偏壓狀態(tài)。從該位置，第一偏壓構(gòu)件60可沿第一壓縮方向“E”被壓縮。第二偏壓構(gòu)件62類似于第一偏壓構(gòu)件60，且因此具有壓縮彈簧的基本鏡像配置，其接觸和被支撐地抵靠安裝構(gòu)件58的安裝構(gòu)件第二面66。從圖4示出的其常規(guī)的、未被偏壓的位置，第二偏壓構(gòu)件62可沿第二壓縮方向“F”被彈性地壓縮，所述第二壓縮方向“F”相對(duì)于第一壓縮方向“E”相反地取向。在裝配平臺(tái)44相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸軸線54軸向旋轉(zhuǎn)期間，第一或者第二偏壓構(gòu)件60、62被彈性地壓抵電機(jī)殼體第一或第二半部30a、30b中的一個(gè)。當(dāng)被施加到旋轉(zhuǎn)裝配平臺(tái)44的手動(dòng)作用力被釋放時(shí)，由第一或第二偏壓構(gòu)件60、62的壓縮產(chǎn)生的偏壓力發(fā)揮作用，使裝配平臺(tái)44回到中間位置。
[0051]參考圖5并再次參考圖2-4，如之前所述，裝配平臺(tái)44可利用第一軸50和第二軸52 (在該視圖中不可見)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸軸線54旋轉(zhuǎn)。由于裝配平臺(tái)44處于中間位置，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)軸線43軸向地旋轉(zhuǎn)，以增大或減小作為扭矩限制命令或信號(hào)由旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的旋轉(zhuǎn)位置產(chǎn)生并施加到夾頭20的操作扭矩。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36可沿為順時(shí)針方向的第一旋轉(zhuǎn)方向“G”(如參考圖5所示)或沿與第一旋轉(zhuǎn)方向“G”相反因此為逆時(shí)針方向的第二旋轉(zhuǎn)方向“H”旋轉(zhuǎn)(如圖5所示)。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的軸向旋轉(zhuǎn)可用于例如，預(yù)先確定夾頭20的扭矩設(shè)置處于最小和最大預(yù)定扭矩值之間，作為扭矩限制命令。例如，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36沿第一旋轉(zhuǎn)方向“G”的旋轉(zhuǎn)可以被用于增大扭矩設(shè)置或扭矩限制命令，而旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36沿相反的第二旋轉(zhuǎn)方向“H”的旋轉(zhuǎn)可以被用于減小扭矩設(shè)置或扭矩限制命令。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36可因此用作旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)，其產(chǎn)生經(jīng)由連接器46至PCB40傳遞的命令或信號(hào)。還示出了旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的第一和第二部分33a、33b，其從本體12的第一和第二半部30a、30b (用虛線示出)向外延伸。
[0052]繼續(xù)參考圖5，裝配平臺(tái)44還包括鏡像開關(guān)，這些鏡像開關(guān)在裝配平臺(tái)44相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸軸線54被手動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)被作動(dòng)。例如，當(dāng)操作者沿第一力作用方向“J”對(duì)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36施加力時(shí)，裝配平臺(tái)44相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸軸線54的旋轉(zhuǎn)發(fā)揮作用，以沿第一壓縮方向“E”彈性地壓縮第一偏壓構(gòu)件60，直到第一方向開關(guān)70的第一位移構(gòu)件68被壓下/閉合為止。當(dāng)操作者從第二力作用方向“K”向旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36施加力時(shí)，裝配平臺(tái)44相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸軸線54旋轉(zhuǎn)，使得第二偏壓構(gòu)件62沿第二壓縮方向“F”彈性地壓縮，直到第二方向開關(guān)74的第二位移構(gòu)件72被壓下/閉合。當(dāng)沿第一或第二力作用方向“J”、“K”施加的力消失時(shí)，第一或第二偏壓構(gòu)件60、62的偏壓力引起裝配平臺(tái)44返回至其初始或中間位置，移開第一或第二方向開關(guān)70、74。通過第一或第二方向開關(guān)70、74的操作而閉合的電路產(chǎn)生用于確定夾頭20的旋轉(zhuǎn)方向的信號(hào)或命令，例如通過設(shè)置前進(jìn)(順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)或相反(逆時(shí)針)方向的旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)方面中，通過旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32提供的“雙模式”操作先控制離合器扭矩，然后控制夾頭旋轉(zhuǎn)方向。操作的“雙模式”還可以包括多種變量:扭矩的施加、方向控制、定時(shí)操作、離合器速度設(shè)置、電機(jī)電流控制、由保存在存儲(chǔ)器中的來自先前操作的數(shù)據(jù)操作、以及如此處進(jìn)一步限定的其他變量。
[0053]由微控制器42和由PCB40的電子控制電路提供的電子控制確定鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的多種操作。如前所述，當(dāng)?shù)谝环较蜷_關(guān)70閉合時(shí)，夾頭20將以前進(jìn)或順時(shí)針操作旋轉(zhuǎn)方向操作。另外，通過第一方向開關(guān)70作動(dòng)之后的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36隨后的旋轉(zhuǎn)，可以選擇鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的附加操作模式，包括選擇電機(jī)34的速度設(shè)置、選擇自動(dòng)扭矩切斷設(shè)置、選擇速度控制響應(yīng)、選擇緊固就位算法、以及附加模式，這些將在下文中描述。如果第二方向開關(guān)74閉合，夾頭20將沿反向或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的隨后的旋轉(zhuǎn)可具有類似的控制模式選擇結(jié)構(gòu)部(feature),以便鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10沿相反方向的操作。另外,通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36及第一和第二方向開關(guān)70、74的操作提供的電子控制還可以用來通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36和扳機(jī)28的一系列操作而使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的操作用戶化，以適合左手或右手握持鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的使用者。
[0054]例如，一旦使用者設(shè)置了左手或右手操作模式，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的隨后旋轉(zhuǎn)可以始終導(dǎo)致前進(jìn)模式被選擇，從而針對(duì)右手或左手握持的操作者的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的操作更為直觀。在把手14附近設(shè)置旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的一個(gè)優(yōu)勢(shì)(其中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的控制例如通過操作者的拇指實(shí)現(xiàn))可提供鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的單手操作，在單手操作中允許操作的多模式控制。通過角位移(其由裝配平臺(tái)44的第一和第二軸50、52提供)也允許同樣的單手操作，因此裝配平臺(tái)44繞旋轉(zhuǎn)軸軸線54物理上的側(cè)部-至-側(cè)部的角位移提供用于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的可接近位置的附加功能。
[0055]參考圖6并再次參考圖2-5，可將裝配平臺(tái)44的各種部件固定。例如，可以利用粘合劑將第一和第二軸50、52及安裝構(gòu)件58固定或在模制過程期間被一體地連接到裝配平臺(tái)44，形成裝配平臺(tái)44。第一和第二方向開關(guān)70、74 (僅第二方向開關(guān)74在本視圖中清晰可見)也被固定到裝配平臺(tái)44。固定到裝配平臺(tái)44的安裝構(gòu)件75允許用于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的軸向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)一些方面，由裝配平臺(tái)44限定出平面表面76，使得安裝到裝配平臺(tái)44的部件在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36軸向旋轉(zhuǎn)期間以及在裝配平臺(tái)44也軸向旋轉(zhuǎn)期間被保持在相同的相對(duì)位置中。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36還可以設(shè)置多個(gè)夾緊槽78，以協(xié)助旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的軸向旋轉(zhuǎn)。夾緊槽78還可以圍繞旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的周邊在對(duì)應(yīng)于獨(dú)立旋轉(zhuǎn)位置的位置處定位，所述旋轉(zhuǎn)位置可視地向操作者指示達(dá)到工具驅(qū)動(dòng)工具10的下一個(gè)扭矩設(shè)置所需要的旋轉(zhuǎn)度數(shù)。
[0056]參考圖7，旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32的操作以流程圖方式示出。在初始化步驟82中，使可能處于關(guān)閉或備用模式中的硬件和變量初始化。在接下來的扳機(jī)計(jì)時(shí)步驟83中，測(cè)量扳機(jī)拉動(dòng)的初始化之后的時(shí)間段，以確定扳機(jī)28是否已經(jīng)被按壓達(dá)到最小或所需的時(shí)間段。如果在扳機(jī)計(jì)時(shí)步驟83之后，已確定尚未達(dá)到扳機(jī)拉動(dòng)最小所需時(shí)間，則重復(fù)該步驟本身，直到已經(jīng)達(dá)到所需要的最小時(shí)間段。如果在扳機(jī)計(jì)時(shí)步驟83之后，已經(jīng)達(dá)到扳機(jī)28的按壓所需要的最小時(shí)間，則執(zhí)行閉鎖(latching)步驟84，其中供給電機(jī)的電力被閉鎖，從而向鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的電力部件供電。在閉鎖步驟84之后，執(zhí)行讀取EEPROM步驟85，其中存儲(chǔ)在微處理器42的EEPROM中的數(shù)據(jù)被訪問，以初始化模式選擇和使第一至第六LED102-112中的適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)變亮。在讀取EEPROM步驟85之后，進(jìn)行停機(jī)核查步驟86，其中確定是否已經(jīng)發(fā)生任何切斷電源暫停(power off timeout)、發(fā)生欠壓切斷或發(fā)生高溫切斷。如果在停機(jī)核查步驟86中確定不存在任何一個(gè)所述條件，則進(jìn)行扳機(jī)位置確定步驟87，其中扳機(jī)位置ADC (模-數(shù)轉(zhuǎn)換器)被讀取，以確定其是否大于預(yù)定的啟動(dòng)界限。如果是這樣，則在電機(jī)控制步驟88中，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10處于電機(jī)控制模式中。如果扳機(jī)位置ADC讀數(shù)不大于預(yù)定的啟動(dòng)界限,進(jìn)行前進(jìn)回旋(forword wheel)確定步驟89,以確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36是否已經(jīng)沿前進(jìn)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。如果是，則在核查前進(jìn)模式步驟90中，進(jìn)行鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10是否已經(jīng)處于前進(jìn)操作模式中的確定。如果不是，則鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10在返回步驟91中返回到先前的前進(jìn)模式中。如果鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10已經(jīng)處于前進(jìn)操作模式中，則在選擇下一模式步驟92中選擇接下來的模式。在返回步驟91或選擇下一模式步驟92之后，設(shè)置步驟93被執(zhí)行，其中LED、形成PCB40 —部分的H橋(H-bridge)和最大PWM (脈沖寬度調(diào)制)值被設(shè)定。在設(shè)置步驟93之后，或如果前進(jìn)回旋確定步驟89指示旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36還沒有沿前進(jìn)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，則執(zhí)行反向回旋確定步驟94。在核查前進(jìn)模式步驟95中最初確定鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10是否處于前進(jìn)操作模式，且如果前進(jìn)操作模式被指示，則當(dāng)前的前進(jìn)操作模式在存儲(chǔ)模式步驟96中被存儲(chǔ)。在核查前進(jìn)模式步驟95或存儲(chǔ)模式步驟96之后，進(jìn)行設(shè)置步驟97，該設(shè)置步驟97類似于設(shè)置步驟93，它們的區(qū)別在于，除了設(shè)置LED、“H”橋方向和最大PWM之外，還設(shè)置反向模式?；氐酵C(jī)核查步驟86，如果存在任何切斷電源暫停、欠壓切斷或高溫切斷指示，則進(jìn)行保存到EEPROM步驟98，其中用于鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的當(dāng)前設(shè)置值被保存到微控制器42的EEPROM中。在保存到EEPROM的步驟98之后，進(jìn)行解閉鎖步驟99，其中電力供應(yīng)被解閉鎖。
[0057]參考圖8,可將顯不端口 80設(shè)置在電機(jī)殼體30的上表面上并橫跨電機(jī)殼體30的第一和第二半部30a、30b兩者延伸。顯示端口 80包括多個(gè)雙色發(fā)光二級(jí)管(LED)，它們能夠顯示三種顏色，如兩種純色或原色，加上作為兩種原色的混合的第三顏色。因此每個(gè)LED顏色可提供鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的多種不同操作模式的視覺指示。多個(gè)LED包括第一、第二、第三、第四、第五和第六LED102、104、106、108、110、112，所有LED都位于LED顯示器屏100上。例如，顯示端口 80的LED可以表示的功能包括，實(shí)時(shí)扭矩讀取、電池16的狀態(tài)、夾頭20的旋轉(zhuǎn)方向、和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36旋轉(zhuǎn)時(shí)扭矩信號(hào)的變化(增大或減小)。
[0058]在一個(gè)例子中，可將第一至第六LED102-112用于指示如下所述的電池16的狀態(tài)。如果電池16充滿電且因此處于最大電勢(shì)下，所有LED102-112變亮。如果電池16處于其最低電勢(shì)下，則僅第一 LED102變亮。當(dāng)電池16處于大于最小但小于最大電容量時(shí)，LED，例如第一、第二、第三LED102、104、106 一個(gè)一個(gè)地相繼變亮。用于LED發(fā)光的色彩，例如在電池狀態(tài)顯示核查期間的色彩，可以不同于用于其他模式核查的色彩。例如，電池電量狀態(tài)指示可以是用綠色的LED發(fā)光，而扭矩指示可以使用藍(lán)色。[0059]參考圖9A、9B并再次參考圖8，顯示端口 80顯示的電池電量狀態(tài)被顯示在電池電量狀態(tài)流程113中，其與圖9B的表格142中提供的電壓相應(yīng)。在初始LED斷電步驟114中，所有LED102-112熄滅。在接下來的讀取步驟116中，電池16的堆電壓(stack voltage)被讀取。在第一電壓確定步驟118中，如果電池電壓高于預(yù)定值，例如20.2伏，則在LED供電步驟120中，所有LED102-112被接通。如果，在第一電壓確定步驟118之后，電池16的電壓小于20.2伏但大于19.7伏，在五個(gè)LED通電的步驟124中，LED102-110被接通。在第二電壓確定步驟122之后，如果電池16的電壓小于19.7伏但大于19.2伏，在四個(gè)LED通電步驟128中，LED102-108被接通。在第三電壓確定步驟126之后，如果電池16的電壓小于
19.2伏但大于18.7伏，如在第四電壓確定步驟130中確定的，在三個(gè)LED通電步驟132中，LED102-106被接通。類似地，在第四電壓確定步驟130之后，如果電池16的電壓小于18.7伏但大于18.2伏，在第五電壓確定步驟134中，在兩個(gè)LED通電步驟136中，LED102-104接通。最后，在第六電壓確定步驟138中，如果電池16的電壓小于18.2伏但大于17.7伏，則在一個(gè)LED通電步驟140中僅第一 LED102接通。
[0060]電池狀態(tài)核查可以在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10被初始化的任何時(shí)刻通過鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的操作者執(zhí)行，且將根據(jù)形成電池16的電池芯的電壓而重復(fù)上述步驟。對(duì)于被限定于電池電量狀態(tài)流程圖113的示例性步驟，圖9B中的電壓查找表142 (其可以被保存在例如設(shè)置有微處理器42的存儲(chǔ)器裝置/功能件中，如圖2所示和所描述的)可以被訪問，以便基于被測(cè)量的電池電壓的多個(gè)范圍而確定將變亮的LED的數(shù)量。應(yīng)注意，在電壓查找表142中被識(shí)別的值可以根據(jù)由電池16提供的電池芯的電壓和數(shù)量而改變。
[0061]用于鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的附加操作模式可以顯示在顯示端口 80上，如下所述。例如，可按以下方式指示用于夾頭20的操作的前進(jìn)或反向方向。當(dāng)選擇前進(jìn)操作模式時(shí)，第一、第五和第六LED102、110、112將變亮。當(dāng)選擇夾頭20反向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，則第四、第五和第六LED108、110、112將變亮。用于指示旋轉(zhuǎn)方向的所選色彩可以與用于電池狀態(tài)核查的所選色彩不同。例如，在旋轉(zhuǎn)方向的指示期間由LED指示的顏色可以是藍(lán)色或藍(lán)色/綠色的組合顏色。類似于被提供用于電池狀態(tài)核查的指示，在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的旋轉(zhuǎn)期間被選擇的實(shí)時(shí)扭矩讀數(shù)將根據(jù)被選擇的扭矩水平使LED的一個(gè)或多個(gè)相繼變亮。例如在最小扭矩水平下，僅第一 LED102變亮。在最大扭矩水平下所有六個(gè)LED102-112將變亮。隨著旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36在最小和最大扭矩命令設(shè)置之間軸向旋轉(zhuǎn)，獨(dú)立的LED將一個(gè)一個(gè)地相繼變亮。反之，隨著旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36反向旋轉(zhuǎn)，變亮的LED的數(shù)量將相繼減少，指示扭矩設(shè)置從最大向最小扭矩命令設(shè)置變化。當(dāng)存在比可用的LED數(shù)量更多的設(shè)置時(shí)，可使帶色的LED的組合變亮，例如藍(lán)色/綠色。顯示端口 80的LED還將執(zhí)行與夾頭20的操作有關(guān)的附加功能，這將參考本說明書中進(jìn)一步描述的夾頭操作模式更詳細(xì)地描述。
[0062]在本發(fā)明的另一方面中，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10被配置為在不同模式中操作。例如，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10可提供輸入部件(例如旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36)，該輸入部件能使工具操作者選擇用于電子離合器的離合器設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，操作者在鉆孔模式和驅(qū)動(dòng)模式之間進(jìn)行選擇。在鉆孔模式中，可忽略施加到輸出心軸的扭矩的量，且在工具操作期間控制器42不中斷扭矩的傳遞；然而在驅(qū)動(dòng)模式中，在工具操作期間通過控制器42監(jiān)控施加到輸出心軸的扭矩。在某些工具條件下，控制器42可進(jìn)而中斷傳遞至輸出心軸的扭矩。例如，控制器可以確定通過工具達(dá)到期望的停止位置(例如與工件齊平)而驅(qū)動(dòng)緊固件的時(shí)間，并響應(yīng)于此，在使用者沒有介入的情況下中止工具的操作。容易理解的是，可以通過使用或不使用機(jī)械離合器的控制器42實(shí)施被選擇的離合器設(shè)置。即，在某些實(shí)施例中，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10不包括機(jī)械離合器。
[0063]參考圖11A，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10可以包括用于操作者在驅(qū)動(dòng)模式或鉆孔模式之間進(jìn)行選擇的獨(dú)立開關(guān)。當(dāng)期望鉆孔操作模式時(shí)，按壓鉆孔選擇器開關(guān)170。反之，當(dāng)需要驅(qū)動(dòng)操作模式時(shí)，按壓驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172。鉆孔和驅(qū)動(dòng)操作模式兩者都用鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10操作，而與夾頭20的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。例如，鉆孔模式和驅(qū)動(dòng)模式兩者的操作都可沿夾頭20的順時(shí)針或前進(jìn)旋轉(zhuǎn)方向174,也可以沿夾頭20的逆時(shí)針或反向旋轉(zhuǎn)方向176。還應(yīng)注意到，被選擇的鉆孔選擇器開關(guān)170或驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172中之一可根據(jù)使用者按壓而變亮。這進(jìn)一步提供了使用者所選擇的模式的視覺指示。
[0064]可以以不同的次序促動(dòng)鉆孔選擇器開關(guān)170和驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172，以便致動(dòng)其他工具操作模式。例如，可以推動(dòng)驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172并保持固定的時(shí)間段(例如0.15秒)，以致動(dòng)高扭矩驅(qū)動(dòng)模式；而在該固定的時(shí)間段中推動(dòng)驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172兩次可以致動(dòng)低扭矩驅(qū)動(dòng)模式。為了指示不同的驅(qū)動(dòng)模式，驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172可以在高扭矩驅(qū)動(dòng)模式中穩(wěn)定發(fā)光，而在低扭矩驅(qū)動(dòng)模式中閃爍發(fā)光。這兩種順序僅僅是說明性的，且可預(yù)見致動(dòng)這些或其他工具操作模式的其他順序組合。
[0065]圖1lB示出了替換的顯示界面1100，用于在驅(qū)動(dòng)模式和鉆孔模式中進(jìn)行選擇。在該實(shí)施例中，用于選擇操作模式的按鈕并入到鉆頭驅(qū)動(dòng)工具殼體的頂部表面中。盡管可以使用其他類型的圖標(biāo)表示這兩種操作模式的任一種，鉆孔模式用鉆頭圖標(biāo)1102表示，而驅(qū)動(dòng)模式用螺釘圖標(biāo)1104表示。一旦被工具操作者所選擇，則模式被致動(dòng)(即，信號(hào)從按鈕發(fā)送到控制器)且按鈕后面的LED變亮，以指示被選擇的操作模式。LED使圖標(biāo)變亮，該圖標(biāo)維持變亮直到操作模式被改變、工具停止致動(dòng)或以其他方式節(jié)電(power down)ο顯示界面還可以包括LEDl 106，用于以類似于上述方式指示電池電量狀態(tài)。
[0066]圖1lC進(jìn)一步示出了用于顯示界面的示例性結(jié)構(gòu)。該顯示界面模塊包括塑料載體1112、柔性電路板1113、和透明橡膠墊1114。載體1112用于使組件保持在一起，并附接到殼體的頂部。電路板1113支撐開關(guān)和LED，并被夾在橡膠墊1114和載體1112之間。橡膠墊被涂黑，且被激光蝕刻，以在其上形成圖標(biāo)形狀。
[0067]參考圖12A和12B并再次參考圖11，鉆孔/驅(qū)動(dòng)模式流程圖177限定了由鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的控制電路采取的區(qū)分鉆孔模式180和驅(qū)動(dòng)模式182的步驟。在初始核實(shí)模式步驟178中，核查鉆孔選擇器開關(guān)170和/或驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172的狀態(tài)，以確定使用者接收到哪個(gè)輸入。如果核查模式步驟178指示鉆孔模式180被選擇，則當(dāng)扳機(jī)28被按壓時(shí)，扳機(jī)促動(dòng)第一運(yùn)行步驟(function) 184被初始化。在扳機(jī)促動(dòng)第一運(yùn)行步驟184之后，執(zhí)行電機(jī)啟動(dòng)步驟186，由此初始化電機(jī)34的運(yùn)行。在電機(jī)34運(yùn)行期間，執(zhí)行過電流核查步驟，以確定電機(jī)34是否運(yùn)行為高于預(yù)定的最大電流設(shè)置。如果從電機(jī)過電流核查188中存在過電流指示，則初始化過電流標(biāo)記190，之后進(jìn)行停止電機(jī)步驟192，其中到電機(jī)34的電功率被隔離。隨后執(zhí)行鉆孔驅(qū)動(dòng)模式返回步驟194，其中在使用者釋放扳機(jī)28之后允許電機(jī)34繼續(xù)運(yùn)行?；氐诫姍C(jī)過電流核查188，如果在電機(jī)過電流核查188期間未感測(cè)到過電流條件，則允許電機(jī)34繼續(xù)運(yùn)行。
[0068]繼續(xù)參考鉆孔/驅(qū)動(dòng)模式流程圖177，使用者按壓驅(qū)動(dòng)選擇器開關(guān)172并進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模式182時(shí),進(jìn)行核查，以確定是否指示出自動(dòng)就位標(biāo)記196。如果不存在自動(dòng)就位標(biāo)記196，則接下來的步驟確定是否存在定時(shí)操作系統(tǒng)標(biāo)記198。如果存在定時(shí)操作系統(tǒng)標(biāo)記198，在接下來的占空比設(shè)置步驟200中設(shè)置定時(shí)操作占空比。在步驟200之后，在定時(shí)操作步驟202中電機(jī)34被接通預(yù)定的時(shí)間段，例如200毫秒(ms)。在定時(shí)操作步驟202之后，在就位/定時(shí)操作標(biāo)記指示步驟204中，控制系統(tǒng)識(shí)別是否指示了自動(dòng)就位標(biāo)記和定時(shí)操作標(biāo)記兩者。如果自動(dòng)就位標(biāo)記和定時(shí)操作標(biāo)記指示步驟204兩者都被指示，則在停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)步驟206中停止電機(jī)34的運(yùn)行。
[0069]回到定時(shí)操作系統(tǒng)標(biāo)記198，如果不存在該標(biāo)記，執(zhí)行扳機(jī)致動(dòng)第二運(yùn)行步驟208，該步驟在定時(shí)接通電機(jī)啟動(dòng)210中初始化電機(jī)34的運(yùn)行。在這之后，類似于電機(jī)過電流核查188，執(zhí)行電機(jī)過電流核查212。如果過電流條件未被指示，則第一路徑選擇算法(routine algorithm) 214被促動(dòng),之后進(jìn)行選擇“接通”核查216。如果選擇“接通”核查216是否定的，運(yùn)行第二扭矩路徑選擇算法218，在此之后，若存在肯定的指示，則返回到就位/定時(shí)操作標(biāo)記指示；如果是否定的，則返回到返回步驟194中。如果在216處被執(zhí)行的選擇“接通”核查是肯定的，則運(yùn)行第三路徑選擇算法220，如果是肯定的則該算法之后回到就位/定時(shí)操作標(biāo)記指示步驟204，如果是否定的則返回到返回步驟194。
[0070]在一些實(shí)施例中，可將驅(qū)動(dòng)模式分為自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式和一個(gè)或多個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式，其中每個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式指定不同的扭矩值，在該扭矩值處中斷到輸出心軸的扭矩傳輸。在自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式中，控制器監(jiān)測(cè)被輸送到電機(jī)的電流，并響應(yīng)電流測(cè)量值的變化速率而中斷到輸出心軸的扭矩。所屬領(lǐng)域已知各種用于以自動(dòng)方式監(jiān)測(cè)和中斷扭矩的技術(shù)，包括將緊固件設(shè)置到工件中的技術(shù)，這些技術(shù)均落入本發(fā)明的較寬廣的范圍中。下文中進(jìn)一步描述一種用于檢測(cè)緊固件何時(shí)達(dá)到期望的停止位置的改進(jìn)技術(shù)。在這些實(shí)施例中，容易理解的是，可將輸入部件配置為用于在鉆孔模式、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式和一個(gè)或多個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式之中作出選擇。
[0071]參考圖10并再次參考圖1和2，電流與時(shí)間的關(guān)系曲線144限定了在使用鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10安裝緊固件的操作期間的常規(guī)的電機(jī)耗用電流(currentdraw)。開始，在耗用電流繼續(xù)以低速率變化(LROC) 148之前,涌流(inrush current) 146短暫地達(dá)到峰值。LROC電流148對(duì)應(yīng)于緊固件(例如螺釘)的本體以恒定速度穿透材料(例如木料)。在緊固件的頭部接觸并開始進(jìn)入木料的時(shí)刻，耗用電流變化為高速率變化電流150達(dá)到短暫的時(shí)間段，直到達(dá)到電流的平穩(wěn)段150，其限定緊固件頭部何時(shí)完全嵌入木料中。如已知的，耗用電流的水平正比于由電機(jī)34產(chǎn)生的扭矩。
[0072]在使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式的被選定的一個(gè)中，控制器根據(jù)被選定的一個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置最大電流閾值的值，并響應(yīng)超過最大電流閾值的電流測(cè)量值中斷到輸出心軸的扭矩。例如，使用者使用例如旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36選擇其中一個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式作為期望的離合器設(shè)置。被指定為1”、“13”、“(3”、“(1”、“6”、“廣的電流水平154分別與被指定為“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”的多個(gè)預(yù)定的扭矩水平相關(guān)。在工具操作期間，當(dāng)通過控制器42監(jiān)測(cè)的電流超過電流水平(其與被選擇的使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式、即扭矩設(shè)置有關(guān))時(shí)，控制器42將發(fā)揮作用來中止夾頭的旋轉(zhuǎn)。在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10中提供兩種類型的驅(qū)動(dòng)模式(即控制技術(shù))的優(yōu)勢(shì)包括基于操作者之前的經(jīng)驗(yàn)的電流水平增量154的使用可以指示針對(duì)特定材料中夾頭20的操作的可接受的預(yù)定扭矩設(shè)置。在使用者可能不熟悉在特定材料和/或相對(duì)于特定尺寸的緊固件中的緊固件頭部組合(headset)的量的情況中，可以選擇自動(dòng)分析系統(tǒng)，提供可接受的緊固件設(shè)置，這可發(fā)生在獨(dú)立的電流水平增量154之間。
[0073]圖24示出了用于在驅(qū)動(dòng)緊固件時(shí)控制鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的操作的改進(jìn)技術(shù)。簡(jiǎn)要地說，輸送到電機(jī)的電流在502處通過鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的控制器被定期取樣。在504處將通過控制器取樣的最近的電流測(cè)量值存儲(chǔ)在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的存儲(chǔ)器中。在506處，借助線性回歸，從最近取樣的電流測(cè)量值確定電流檢測(cè)的斜率。使用線性回歸，因?yàn)樗懈玫念l率響應(yīng)，使得其相比于傳統(tǒng)的計(jì)算方法更不受噪音影響。當(dāng)由鉆頭驅(qū)動(dòng)工具驅(qū)動(dòng)的緊固件達(dá)到期望的停止位置時(shí)，被傳遞到輸出軸的扭矩在508處通過控制器被中斷。期望的停止位置部分地基于電流測(cè)量值的斜率被確定，這將在下文中詳細(xì)描述。
[0074]圖25和26進(jìn)一步示出了用于將緊固件設(shè)置到工件中的自動(dòng)技術(shù)。輸送到電機(jī)的電流通過鉆頭驅(qū)動(dòng)工具的控制器被定期取樣。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，控制器可以忽略在涌流期間(例如在扳機(jī)拉動(dòng)之后180ms)獲取的電流試樣。無論何時(shí)存在扳機(jī)位置中的變化(即PWM占空比的變化)，控制器將停止電流取樣，直到涌流期已過。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)技術(shù)由控制器實(shí)施，而與扳機(jī)開關(guān)的位置無關(guān)。在其他實(shí)施例中，自動(dòng)技術(shù)僅在扳機(jī)位置超過預(yù)限定的位置閾值(例如90%)時(shí)通過控制器實(shí)施。在該位置閾值之下，工具以低速操作，由此使得工具操作者能夠?qū)⒕o固件設(shè)置到期望的位置，而不需要該自動(dòng)技術(shù)。
[0075]電流測(cè)量值可以在計(jì)算電流變化率之前被數(shù)字地過濾。在一個(gè)例子中，電流以15ms的間隔被取樣。在每個(gè)間隔期間，控制器將獲得十次電流測(cè)量值，如在560處指示的，并計(jì)算該十次測(cè)量值的平均值，盡管在每一間隔期間也可以獲得更多或更少的測(cè)量值。可以將用于給定間隔的平均值看作一個(gè)電流試樣并將其存儲(chǔ)在圖26中562處指示的電流試樣陣列中，此處電流試樣陣列存儲(chǔ)固定數(shù)量(例如四個(gè))的最近計(jì)算的值。然后控制器從電流試樣陣列中的電流試樣計(jì)算平均值。該平均值(針對(duì)電流試樣的陣列中的值)進(jìn)而被存儲(chǔ)在圖26中564處指示的第二陣列中，此處第二陣列也存儲(chǔ)固定數(shù)量(例如五個(gè))的最近計(jì)算的平均值。然后這些平均后 的電流測(cè)量值可以被用來確定電流變化率。本發(fā)明也可考慮用于數(shù)字地過濾電流測(cè)量值的其他技術(shù)。
[0076]繼續(xù)參考圖25，在524處從數(shù)字過濾的電流測(cè)量值確定電流的斜率。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，線性回歸分析可用于計(jì)算斜率。在散布圖中，散點(diǎn)數(shù)據(jù)的最佳擬合線由方程y=a+bx限定，此處最佳擬合線的斜率可以被限定為
[0078]其中η是數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量。在本發(fā)明中可忽略截距。為了說明，假設(shè)數(shù)據(jù)散布圖具有用于與[I, 2，3，4，5]的樣品值對(duì)應(yīng)的[506，670，700，820，890]的y的電流值，使得n=5。使用線性回歸，最佳擬合線的斜率b等于91.8。盡管已經(jīng)解釋了簡(jiǎn)單的線性回歸，本發(fā)明也可以考慮其他線性回歸技術(shù)。
[0079]電流測(cè)量值的斜率可用作基本指示，用于指示緊固件何時(shí)已被設(shè)置在工件中的合適深度。具體地說，通過使用電流的斜率，工具能夠確定工具何時(shí)處于圖10中曲線示出的HROC (電流的)區(qū)域中。在該示例性實(shí)施例中，通過控制器維持斜率計(jì)數(shù)器。在524處將電流斜率與最小斜率閾值進(jìn)行比較。例如，可將最小斜率閾值設(shè)置為40的值。可將該值設(shè)置為使得超過最小斜率閾值的斜率值指示圖10中示出的HR0C150的范圍。對(duì)于不同工具可以憑經(jīng)驗(yàn)推出該斜率閾值，并可以根據(jù)取樣時(shí)間、電機(jī)屬性和其他系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)該閾值。在僅當(dāng)扳機(jī)位置超過預(yù)限定位置閾值時(shí)通過控制器實(shí)施自動(dòng)技術(shù)的實(shí)施例中，一旦電流斜率超過最小斜率閾值，扳機(jī)位置中的較小變量(例如從基線位置的10%)可以被忽略，直到緊固件已經(jīng)被設(shè)置、且到輸出心軸的扭矩被中斷的這樣的時(shí)間為止。
[0080]可根據(jù)電流斜率與最小斜率閾值的比較調(diào)節(jié)斜率計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)算出的斜率超過最小斜率閾值(如在536處指示的)時(shí)，斜率計(jì)數(shù)器增加I。反之，當(dāng)計(jì)算出的斜率小于或等于最小斜率閾值時(shí)(如在532處指示)時(shí)，斜率計(jì)數(shù)器減小I。當(dāng)斜率小于或等于最小斜率閾值時(shí)，電流斜率的值也設(shè)為零，如在528處指示的。在斜率計(jì)數(shù)器等于零的事件中，斜率計(jì)數(shù)器不被進(jìn)一步減小，且斜率計(jì)數(shù)器維持為零，如在534處指示的。在每次調(diào)節(jié)之后，斜率計(jì)數(shù)器的值被存儲(chǔ)在圖26中566處指示的斜率計(jì)數(shù)陣列中，此處斜率計(jì)數(shù)陣列存儲(chǔ)固定數(shù)量的(例如五個(gè))最近的斜率計(jì)數(shù)值。
[0081]接下來，在546處估計(jì)與緊固件標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的斜率計(jì)數(shù)。在步驟546處的緊固件標(biāo)準(zhǔn)包括設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)兩者，所述設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)指示針對(duì)由工具驅(qū)動(dòng)的緊固件的期望的停止位置。設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)可以一道使用，如圖25的546中所示，或可以僅使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。首先將描述設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)斜率計(jì)數(shù)增大超過存儲(chǔ)在斜率計(jì)數(shù)陣列中的一系列值時(shí)，假定緊固件已經(jīng)到達(dá)期望的停止位置，此處所述一系列值可以小于或等于存儲(chǔ)在整個(gè)陣列中的值的總數(shù)。在該示例中，陣列中的每個(gè)斜率計(jì)數(shù)值與相鄰的斜率計(jì)數(shù)值比較，從最舊的值開始。當(dāng)陣列中的每個(gè)值小于鄰近的值(從最舊到最新值比較)時(shí)滿足設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。例如，如果陣列被分派以保持五個(gè)斜率計(jì)數(shù)值(SCl至SC5)，則當(dāng)相繼的計(jì)數(shù)值每一個(gè)都增大——即SCl < SC2 < SC3 < SC4 < SC5時(shí)可以滿足設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。換句話說，當(dāng)控制器檢測(cè)到大于預(yù)定最小斜率閾值的五個(gè)相繼計(jì)算斜率值時(shí)，滿足設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。
[0082]如上所述，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)可以不使用值的整個(gè)陣列。例如，陣列可以被分派為保持五個(gè)斜率計(jì)數(shù)值，但設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)可以被設(shè)置為使得超過一系列四個(gè)值的計(jì)數(shù)增大(例如SC2<SC3<SC4<SC5)是充分的。也可考慮關(guān)于被要求的計(jì)數(shù)的特定數(shù)量的其他變量。
[0083]在步驟546處評(píng)估的緊固標(biāo)準(zhǔn)還可以包括默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。在一些情況中，以上參考圖25和26描述的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)可能不能觸發(fā)，由于例如工件中的異常讀數(shù)或變量，這導(dǎo)致控制器不能檢測(cè)上述設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)生。在此情況中，可存在額外的標(biāo)準(zhǔn)，用作默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。在該默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)存儲(chǔ)于陣列中的一系列值中的斜率計(jì)數(shù)達(dá)到峰值時(shí)，假定緊固件已經(jīng)達(dá)到或經(jīng)過了期望的停止位置。換句話說，如果在檢測(cè)超過最小斜率閾值的相繼斜率值之后，控制器此時(shí)檢測(cè)到小于最小斜率閾值的相繼斜率值，顯然，將不滿足上述的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。
[0084]與用設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)一樣，一系列值可以小于或等于存儲(chǔ)在整個(gè)陣列中的值的數(shù)量。在該例子中，陣列中的斜率計(jì)數(shù)值被再次相互比較。當(dāng)陣列中的斜率計(jì)數(shù)值從最舊值向中間峰值增大，然后從中間峰值向最新值減小時(shí)，滿足默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。例如，如果S C 1〈SC2〈SC3>SC 4>S C 5，則滿足默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，可以使用其他特定默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。例如，默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)可以要求比上例中提供的更多的相繼增大或更多的相繼減小(例如SC1〈SC2〈SC3〈SC4>SC5>SC6>S07 ；或SC1〈SC2>SC3>SC4 ;等)。在圖25中示出的本實(shí)施例中，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)被一道使用。然而，在一替換實(shí)施例中，每個(gè)可以單獨(dú)使用。本發(fā)明還可以考慮其他類型的設(shè)置和默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0085]當(dāng)斜率計(jì)數(shù)滿足設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)或默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在548處，傳遞到輸出心軸的扭矩被中斷；否則，工具操作繼續(xù)，如在550處指示的。扭矩可以以一種或多種不同方式被中斷，包括但不限于中斷到電機(jī)的功率、降低到電機(jī)的功率、有效制動(dòng)電機(jī)或促動(dòng)設(shè)置在電機(jī)和輸出心軸之間的機(jī)械離合器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，扭矩通過制動(dòng)電機(jī)被中斷，由此將緊固件設(shè)置在期望位置。為了模擬該電子離合功能，可隨后給使用者提供觸覺反饋。通過在順時(shí)針和逆時(shí)針之間快速地前和后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)可用于產(chǎn)生殼體震動(dòng)，該震動(dòng)可被工具操作者感知。震動(dòng)的大小可通過接通時(shí)間和斷開時(shí)間的比值指示；而震動(dòng)的頻率通過震動(dòng)之間的時(shí)間間隔指示。設(shè)置被傳送到電機(jī)的信號(hào)的占空比(例如10%)，使得信號(hào)不引起夾頭旋轉(zhuǎn)。在提供觸覺反饋達(dá)到短的時(shí)間段后，工具的操作被中止。應(yīng)該理解，關(guān)于圖25僅討論了本技術(shù)的相關(guān)步驟，但可能需要實(shí)施軟件的其他指令以便在工具的整體操作中實(shí)施該技術(shù)。
[0086]圖27示出了用于在驅(qū)動(dòng)緊固件時(shí)控制鉆頭驅(qū)動(dòng)工具操作的附加技術(shù)。被輸送到電機(jī)的電流可以通過控制器以與上面對(duì)圖25的相關(guān)描述相同的方式在582處被取樣和過濾。同樣，電流試樣的斜率可在584處以上述方式被確定。
[0087]在該技術(shù)中，電機(jī)速度被用作是否中斷到輸出心軸的扭矩傳遞的第二核查標(biāo)準(zhǔn)，但僅在電流斜率超過最小斜率閾值時(shí)。據(jù)此，在586處將電流斜率與最小斜率閾值進(jìn)行比較(例如用值40)。電流斜率超過最小斜率閾值時(shí)，在588處進(jìn)行第二核查；否則，繼續(xù)進(jìn)行隨后的電流取樣，如在582處指示的。
[0088]為了進(jìn)行第二核查，在588處獲取電機(jī)速度。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以通過鄰近電機(jī)設(shè)置或與電機(jī)為一體的霍爾效應(yīng)傳感器獲取電機(jī)速度。來自傳感器的輸出被提供到控制器。本發(fā)明也可考慮其他類型的速度傳感器。
[0089]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，控制器維持可變或標(biāo)記(即Ref-RPM-捕獲)，以便在電流斜率超過最小斜率閾值時(shí)跟蹤。標(biāo)記最初被設(shè)置為虛假(false)，之后維持虛假，同時(shí)當(dāng)前斜率小于最小斜率閾值。在首先出現(xiàn)當(dāng)前斜率超過最小斜率閾值時(shí)，標(biāo)記為虛假，且控制器將在592處設(shè)置參考電機(jī)速度等于當(dāng)前電機(jī)速度。參考電機(jī)速度被用于評(píng)估電機(jī)速度減小的大小。另外，在593處將標(biāo)記設(shè)置為真實(shí)，并維持設(shè)置為真實(shí)，直到電流斜率小于最小斜率閾值。針對(duì)超過最小斜率閾值的電流斜率隨后并連貫地出現(xiàn)，標(biāo)記維持設(shè)置為真實(shí)，且參考速度不被重設(shè)。以此方式，標(biāo)記(當(dāng)設(shè)置為真實(shí)時(shí))指示之前的斜率值已經(jīng)超過最小斜率閾值。
[0090]接下來，在594處將當(dāng)前速度與參考速度進(jìn)行比較。當(dāng)電機(jī)減速時(shí)(即參考速度超過當(dāng)前速度)，進(jìn)一步確定速度降低的大小。更具體地說，在595處計(jì)算參考速度和當(dāng)前電機(jī)速度之間的差值。在596處還設(shè)置了速度差的閾值，其為參考速度的預(yù)先限定的百分比(如5%)。預(yù)先限定的百分比可以通過經(jīng)驗(yàn)推出，并可根據(jù)不同的工具類型而變化。然后在597處將該差值與差值閾值進(jìn)行比較。隨后電流試樣的處理過程繼續(xù)，直到如在597處所指示的，參考速度和當(dāng)前速度之間的差值超過差值閾值。一旦參考速度和當(dāng)前速度之間的差值超過差值閾值(同時(shí)電機(jī)速度降低)，在598處中斷向輸出軸的扭矩傳遞。需要理解的是，只參考圖25討論了該技術(shù)的相關(guān)步驟，但是要在工具的整體操作中實(shí)施該技術(shù)，可能需要實(shí)施軟件的其他指令。此外，以上參考圖27描述的第二核查意欲與圖25和26描述的技術(shù)協(xié)同操作(例如并行運(yùn)行)。還可以預(yù)見，該技術(shù)可以作為在工件中自動(dòng)設(shè)置緊固件的方法，獨(dú)立于圖25和26描述的技術(shù)而實(shí)施。
[0091]參考圖13并再次參考圖1-6，當(dāng)使用者通過旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)或操作將鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10置于離合器模式中并將諸如安裝用工具222之類的工具定位于夾頭20的離合爪22中時(shí)，第一緊固件224可被驅(qū)動(dòng)到第一和第二部件226,227中，以接合第一和第二部件226、227。對(duì)于與第一部件226的部件表面230有關(guān)的緊固件頭部228而言，隨后扳機(jī)28的操作可允許將第一緊固件224安裝至頭部就位的期望深度或程度。因?yàn)椴煌穆葆斢胁煌奶匦?，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10可使使用者能夠粗略地調(diào)整緊固件安裝算法(setting algorithm)。例如,與較長(zhǎng)的螺釘相比,對(duì)于較短的螺釘電流變化率的閾值可以較低。為適應(yīng)這樣的差別，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10可提供兩種或多種不同的使用者-作動(dòng)按鈕，以允許使用者調(diào)整緊固件安裝算法。繼續(xù)上述示例，可提供一個(gè)按鈕用于較短的螺釘，提供一個(gè)按鈕用于較長(zhǎng)的螺釘。在安裝操作之前，根據(jù)哪一個(gè)按鈕被工具操作者作動(dòng)，可調(diào)整電流變化率的閾值。容易理解的是，工具或緊固件安裝算法的其他參數(shù)(如電機(jī)速度)可根據(jù)按鈕作動(dòng)而調(diào)整。此外，可提供更多或更少的按鈕以適應(yīng)不同的緊固件特性或安裝條件。
[0092]完成第一緊固件224的安裝以使緊固件頭部228接觸部件表面230之后，往往需要安裝第二或更多的緊固件以聯(lián)接第一和第二部件226、227。參考圖14，并再次參考圖12和13，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10還可包括被定位在例如電機(jī)殼體30的面向上方的表面處的控制結(jié)構(gòu)部(control feature)區(qū)域232?？刂平Y(jié)構(gòu)部區(qū)域232可包括加(+ )按鈕234和減(-)按鈕236，以及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)按鈕(memory store button) 238.完成第一緊固件224的安裝后，使用者可按壓存儲(chǔ)器存儲(chǔ)按鈕238，以記錄第一緊固件224就位需要的安培數(shù)消耗(amperagedraw)。
[0093]參考圖15，并再次參考圖1-2和12-14，為安裝第二或隨后的緊固件224’，使用者可再次按壓存儲(chǔ)器存儲(chǔ)按鈕238，并作動(dòng)扳機(jī)28，以便開始安裝第二緊固件224’。在安裝緊固件224’時(shí)，當(dāng)耗用電流再次等于存儲(chǔ)于微控制器42的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)部(memory feature)中存儲(chǔ)的耗用電流時(shí)，PCB40的電子控制電路感測(cè)到，并向使用者提供反饋，表明緊固件224’已經(jīng)以與第一緊固件224相似的方式就位。如前所述，用于每個(gè)緊固件224、224’的安裝的耗用電流可以等于驅(qū)動(dòng)緊固件所需要的扭矩力。在控制電路基于感測(cè)的扭矩水平而識(shí)別出緊固件224、224’差不多就位之后，控制電路可以改變反饋，以允許使用者在停止安裝緊固件224’過程中在適當(dāng)時(shí)間和/深度方面更好地進(jìn)行控制。
[0094]可按以下方式操縱提供給使用者的反饋。第一，可以停止電機(jī)34的輸出。第二，可降低電機(jī)34的速度。例如，電機(jī)34的速度可從約600rpm降低到約200rpm。這種運(yùn)行速度的降低在安裝緊固件的速度方面給予使用者視覺反饋，并向使用者提供反映緊固件224’被安裝到第一和第二部件226、227中多深的附加時(shí)間。第三，電機(jī)34的運(yùn)行可由棘回旋機(jī)構(gòu)操作，例如通過電機(jī)34脈沖式地接通和斷開來提供緊固件224’的預(yù)估的(discreet)和小的轉(zhuǎn)動(dòng)。這能起降低夾頭20的平均旋轉(zhuǎn)速度、在設(shè)定緊固件224’的穿透深度方面給使用者提供更多的控制的作用。還能起向使用者提供指示的作用，即指示緊固件安裝接近完成，以及鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10已改變操作模式。另外，電機(jī)34由棘回旋機(jī)構(gòu)操作還向使用者提供類似于機(jī)械離合器操作的感覺。第四，從上述第二和第三操作引起的電機(jī)34的輸出改變可以無限期地繼續(xù)或持續(xù)一段固定時(shí)間然后停止。例如，電機(jī)34的可變輸出可以一直繼續(xù)直到使用者松開扳機(jī)28。
[0095]繼續(xù)參考圖14，除了由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)按鈕238提供的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)部外，使用者可使用加按鈕234或減按鈕236來響應(yīng)于緊固件和/或第一或第二部件226、227中的輕微變化微調(diào)耗用電流界限。例如，如果使用者識(shí)別到在第一緊固件224的安裝之后，使用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)按鈕238保存的安培數(shù)消耗未使第二緊固件224’的緊固件頭部228就位到可接受程度，使用者可按壓加按鈕234來遞增地增大提供到電機(jī)34的電流載荷的切斷水平。類似地，對(duì)于相反的情況，可以按壓減按鈕236，以遞增地減小電流載荷的切斷水平。由加按鈕234、減按鈕236和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)按鈕238提供的結(jié)構(gòu)部在鉆孔或驅(qū)動(dòng)模式中可以用到。這些結(jié)構(gòu)部允許使用者針對(duì)多種材料(例如木料、膠合板、碎料板、塑料、金屬等)微調(diào)鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的操作，不可能建立用于這些操作的通用限制。
[0096]再次參考圖12和14，以及圖1和2，在緊固件頭部228完全接合或相對(duì)于部件表面230平行之前電機(jī)34停止操作的事件中，可利用定時(shí)操作模式完成緊固件224的安裝，這提供用于電機(jī)34的操作時(shí)間的自動(dòng)時(shí)間段，由此不必考慮使用者對(duì)評(píng)估時(shí)間或夾頭20的旋轉(zhuǎn)度是否滿足緊固件224的完全設(shè)置的需要。當(dāng)電機(jī)34停止操作且使用者釋放扳機(jī)28時(shí)，如果使用者在視覺上意識(shí)到需要緊固件224附加位移，且如果在電機(jī)已停止操作后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)使用者隨后按壓扳機(jī)28，則自動(dòng)接合定時(shí)操作模式?？梢愿淖冇糜陂_始定時(shí)操作模式的預(yù)定時(shí)間段，而可以設(shè)置為例如大約一秒的時(shí)間段。因此，如果使用者意識(shí)到需要附加驅(qū)動(dòng)力來使緊固件224’就位，且在電機(jī)34停轉(zhuǎn)大約一秒內(nèi)再次按壓扳機(jī)28，電機(jī)34再次被激勵(lì)，以在夾頭20旋轉(zhuǎn)的大約200ms的時(shí)間段內(nèi)使夾頭20旋轉(zhuǎn)。如果在定時(shí)操作模式中的第一操作不足以完全使緊固件就位，使用者釋放扳機(jī)228并在大約一秒內(nèi)再次按壓扳機(jī)228，將發(fā)生約200ms的第二或隨后的定時(shí)操作模式的操作。定時(shí)操作模式操作的次數(shù)不受限制；因此，如果扳機(jī)28在要求的最小時(shí)間段內(nèi)被按壓，則使用者可以繼續(xù)該模式。如果使用者在預(yù)定的最小時(shí)間段內(nèi)(例如上述的示例性的一秒時(shí)間段)沒有再次按壓扳機(jī)28，則定時(shí)操作模式將暫停(time-out)。在定時(shí)操作模式暫停之后，鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10將基于使用者預(yù)先設(shè)置的參數(shù)而返回到正?；蛟谇暗牟僮髂Ｊ街小?br> [0097]參考圖16，并再次參考圖12、14和1_2，定時(shí)操作模式流程圖確定提供用于定時(shí)操作模式控制的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的電子控制電路的操作的各步驟。首先，在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10處于驅(qū)動(dòng)模式使用者釋放扳機(jī)28時(shí)，控制電路搜索定時(shí)操作標(biāo)記242。如果存在定時(shí)操作標(biāo)記242，則指示使用者已經(jīng)在預(yù)定時(shí)間段(例如I秒)內(nèi)重新按壓扳機(jī)28，進(jìn)行定時(shí)操作占空比設(shè)置步驟244，隨后經(jīng)由電機(jī)接通步驟246直到電機(jī)34賦能于夾頭20的旋轉(zhuǎn)達(dá)到預(yù)定時(shí)間段(例如200ms)。當(dāng)電機(jī)34以定時(shí)操作模式運(yùn)行時(shí)，在通過計(jì)數(shù)器指示定時(shí)操作已經(jīng)完成后，在電機(jī)停止運(yùn)行步驟248中，電機(jī)34斷電。在電機(jī)34斷電后，增加開關(guān)保持計(jì)數(shù)器步驟250開始，如果扳機(jī)28在預(yù)先確定的時(shí)間段內(nèi)被再次按壓，步驟250將允許在定時(shí)操作模式下進(jìn)一步操作。在開關(guān)核查步驟252中，進(jìn)行核查以識(shí)別由扳機(jī)28控制的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)開關(guān)是否仍閉合，同時(shí)進(jìn)行附加的增加開關(guān)保持計(jì)數(shù)器步驟250。如果開關(guān)核查步驟252指示扳機(jī)28已經(jīng)被釋放，則進(jìn)行第一比較步驟254，其中將開關(guān)保持計(jì)數(shù)器與常規(guī)保持計(jì)數(shù)器比較，以確定開關(guān)保持計(jì)數(shù)器是否小于常規(guī)保持計(jì)數(shù)器。如果在第一比較步驟254中開關(guān)保持計(jì)數(shù)器不小于常規(guī)保持計(jì)數(shù)器，則進(jìn)行隨后的第二比較步驟256，其中確定開關(guān)保持計(jì)數(shù)器是否大于常規(guī)保持計(jì)數(shù)器。如果，作為第二比較步驟的結(jié)果，開關(guān)保持計(jì)數(shù)器未被確定為大于常規(guī)保持計(jì)數(shù)器，則結(jié)束定時(shí)操作模式?；氐蕉〞r(shí)操作標(biāo)記242(其在定時(shí)操作模式的開始處最先被查詢)，如果不存在定時(shí)操作標(biāo)記242，則定時(shí)操作模式不能啟動(dòng)。
[0098]回到第一比較步驟254，如果所述開關(guān)保持計(jì)數(shù)器小于常規(guī)保持計(jì)數(shù)器，則進(jìn)行減小計(jì)數(shù)器步驟258，其中降低定時(shí)操作時(shí)延計(jì)數(shù)器。回到第二比較步驟256，如果開關(guān)保持計(jì)數(shù)器大于常規(guī)保持計(jì)數(shù)器，則進(jìn)行增大計(jì)數(shù)器步驟160，其中增大定時(shí)操作時(shí)延計(jì)數(shù)器。在降低計(jì)數(shù)器步驟258或增大計(jì)數(shù)器步驟260之后，定時(shí)操作模式暫停。
[0099]參考圖17，并再次參考圖16，電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線262示出了在定時(shí)操作模式中，針對(duì)電機(jī)34的運(yùn)行提供的不同電壓隨時(shí)間的耗用電流。
[0100]如果鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10被預(yù)設(shè)為在自動(dòng)操作模式下操作，當(dāng)電子控制系統(tǒng)識(shí)別到電機(jī)34已停止旋轉(zhuǎn)(例如由于達(dá)到最大電流或扭矩設(shè)置)，同時(shí)使用者繼續(xù)按壓扳機(jī)28，可自動(dòng)誘發(fā)定時(shí)操作模式。在確定電機(jī)34已停轉(zhuǎn)預(yù)先確定的時(shí)間段、同時(shí)扳機(jī)28仍被按壓之后，定時(shí)操作模式自動(dòng)開始，電機(jī)34和夾頭20將旋轉(zhuǎn)約200ms。用于自動(dòng)開始定時(shí)操作模式的預(yù)定時(shí)間段也可以是例如一秒，或被設(shè)置為任何其他期望的時(shí)間段。
[0101 ] 如果鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10被設(shè)置為以手動(dòng)模式操作，且旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32被用來經(jīng)由用于夾頭20的扭矩命令而預(yù)定或預(yù)設(shè)操作扭矩，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的扭矩設(shè)置時(shí)，電機(jī)34將停轉(zhuǎn)。如果使用者此時(shí)釋放扳機(jī)28，且隨后在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)重新按壓扳機(jī)28，則將自動(dòng)地重新應(yīng)用最后保存的、使緊固件完全定位所需要的高電流水平，所述電流水平被保存在例如微控制器42的EEPROM或存儲(chǔ)裝置/功能件中，由此進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)夾頭20，直到達(dá)到最后保存在存儲(chǔ)器中的高電流水平為止。這允許鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的手動(dòng)和自動(dòng)操作結(jié)合，致使預(yù)先確定或預(yù)設(shè)的扭矩限制(通過使用者手動(dòng)地進(jìn)入)可以被自動(dòng)地通過電流水平(其保存在存儲(chǔ)器中，對(duì)應(yīng)于完全就位的緊固件位置)補(bǔ)充。
[0102]參考圖18，并再次參考圖1和2，存儲(chǔ)在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的各種存儲(chǔ)裝置/功能件的任何一個(gè)中的信息可以由來自一個(gè)或多個(gè)裝置外位置的附加信息所補(bǔ)充，以增大由鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10進(jìn)行的操作的數(shù)量，或改變工具用于特定任務(wù)的性能。例如，在針對(duì)多種不同的材料組合可使用針對(duì)多種不同緊固件的電子離合器設(shè)置的情況中，使用者可以下載針對(duì)這些離合器設(shè)置的附加數(shù)據(jù)，這些附加數(shù)據(jù)將被自動(dòng)保存，以便在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的操作中使用。為了接收新數(shù)據(jù)，設(shè)置在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10中的接收器264被連接到可編程控制器266。根據(jù)一個(gè)方面，遠(yuǎn)離鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的應(yīng)用程序庫268包含傳遞到鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)在應(yīng)用程序庫268中的數(shù)據(jù)可以在使用者查詢時(shí)經(jīng)由無線信號(hào)路徑270被傳送到使用者界面裝置272。預(yù)先確定的通行字或授權(quán)碼可以被發(fā)送到使用者，以批準(zhǔn)進(jìn)入應(yīng)用程序庫268。使用者界面裝置272可以是多種裝置中的一種，包括計(jì)算機(jī)或便攜式手機(jī)(如智能手機(jī))。通過使用者界面裝置272無線地接收并臨時(shí)儲(chǔ)存在其中的數(shù)據(jù)隨后可通過使用者經(jīng)由無線信號(hào)路徑274被傳送到鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10。從使用者界面裝置272經(jīng)由無線信號(hào)路徑274接收的數(shù)據(jù)被接收在接收器264處，并通過鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的其他存儲(chǔ)裝置/功能件或可編程控制器266被存儲(chǔ)。這些操作增加或補(bǔ)充由鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10保存的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，從而可以獲取在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的使用壽命期間的新信息。
[0103]參考圖19，初始化流程圖276識(shí)別在設(shè)備的最初啟動(dòng)時(shí)鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的電子控制系統(tǒng)采取的各種步驟。在初始化步驟278中，在單元的啟動(dòng)期間需要的硬件和變量被初始化。在接下來的讀取EEPROM步驟280中，保存在微控制器42的EEFROM中的數(shù)據(jù)被讀取，以確定最近的操作模式，并由此被用于針對(duì)鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的初始操作的模式選擇初始化。在核查狀態(tài)步驟282中，確定是否已經(jīng)發(fā)生任何切斷電源暫停、是否已經(jīng)發(fā)生欠壓切斷、是否已經(jīng)發(fā)生高溫切斷、或是否指示過電流標(biāo)記。如果通過核查狀態(tài)步驟282識(shí)別出不存在任何一個(gè)條件，進(jìn)行隨后的讀取扳機(jī)步驟284，其中用于扳機(jī)28的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)被讀取，以確定ADC信號(hào)是否大于預(yù)先確定的啟動(dòng)界限。如果在讀取扳機(jī)步驟284確定啟動(dòng)界限未被超過，則進(jìn)行停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)操作286。如果在讀取扳機(jī)步驟284中針對(duì)扳機(jī)ADC信號(hào)的界限讀數(shù)大于預(yù)先確定的啟動(dòng)界限，則選擇模式步驟288操作為返回到核查狀態(tài)步驟 282。
[0104]在停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)操作286之后,進(jìn)行第一核查按鈕步驟290,其中確定前進(jìn)操作選擇按鈕或開關(guān)是否被促動(dòng)。如果第一核查按鈕步驟290是肯定的，則進(jìn)行設(shè)置前進(jìn)模式步驟292。如果第一核查按鈕步驟290是否定的，則進(jìn)行第二核查按鈕步驟294，其中確定反向操作選擇按鈕或開關(guān)是否已經(jīng)被促動(dòng)。如果第二核查按鈕步驟294是肯定的，則進(jìn)行設(shè)置反向模式步驟296。如果第二核查按鈕步驟294是否定的，則進(jìn)行第三核查按鈕步驟298，其中確定驅(qū)動(dòng)模式按鈕或驅(qū)動(dòng)模式選擇器是否被促動(dòng)。如果第三核查按鈕步驟298是肯定的，則進(jìn)行設(shè)置驅(qū)動(dòng)模式步驟300。如果第三核查按鈕步驟298是否定的，則進(jìn)行第四核查按鈕步驟302，其中確定鉆孔模式按鈕或鉆孔模式選擇器是否被促動(dòng)。如果第四核查按鈕步驟302是肯定的，則進(jìn)行設(shè)置鉆孔模式步驟304。如果第四核查按鈕步驟302是否定的，則進(jìn)行清除標(biāo)記步驟306,其中自動(dòng)就位標(biāo)記被設(shè)為零。
[0105]回到核查狀態(tài)步驟282，如果被核查的任何一項(xiàng)被指示，則執(zhí)行電機(jī)停轉(zhuǎn)步驟308，以停止電機(jī)34的操作。在電機(jī)停轉(zhuǎn)步驟308之后，保存步驟310被執(zhí)行，其中被接收的最新數(shù)據(jù)，例如最大操作扭矩或操作電流，被保存到微控制器42的EEPR0M。在保存步驟310后，切斷電源步驟312被執(zhí)行為切斷供給鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的操作電源，且在切斷電源步驟312之后，執(zhí)行進(jìn)入休眠模式步驟314，以節(jié)省鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的電池能量。
[0106]參考圖20，并再次參考圖1-2和12，提供了本發(fā)明的電子控制電路316。當(dāng)扳機(jī)開關(guān)318斷開時(shí)，電池16的電壓通常被隔斷。當(dāng)扳機(jī)開關(guān)318閉合時(shí)(例如通過按壓扳機(jī)28)，電池16向DC/DC十伏電源320提供電壓。DC/DC十伏電源320是十伏DC穩(wěn)壓器，其向LED顯示屏100和“H”橋驅(qū)動(dòng)工具供電，這將在本說明書中進(jìn)一步描述。三伏電源322也連接到DC/DC十伏電源320。三伏電源322提供三伏電力，用于電子邏輯電路的操作。LED顯示屏100，如前所述，提供多個(gè)LED，包括第一至第六LED102-112。模式選擇模塊324接收來自鉆孔選擇器開關(guān)170或驅(qū)動(dòng)工具選擇器開關(guān)172的操作的輸入。LED顯示屏100、三伏電源322、模式選擇模塊324和旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32的每一個(gè)被連接到微控制器42。微控制器42控制所有的外圍設(shè)備結(jié)構(gòu)部和界面、設(shè)置操作方向及用于“H”橋控制的脈沖寬度模塊設(shè)置，并進(jìn)一步處理用于鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的所有模擬輸入信號(hào)。H橋驅(qū)動(dòng)器328也被連接到微控制器42。H橋驅(qū)動(dòng)器328是電機(jī)控制器，其用于四個(gè)MOSFET (金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)橋，并控制電機(jī)34的前進(jìn)、反向和制動(dòng)功能。“H”橋330是被連接成“H”配置的四個(gè)MOSFET組，其以前進(jìn)和反向方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)34。電流放大器332感測(cè)跨并聯(lián)電阻的耗用電流，并放大用于微控制器42的電流信號(hào)。
[0107]參考圖21，電機(jī)控制模式流程圖334示出了在電機(jī)控制模式操作期間被執(zhí)行的各種操作步驟。開始執(zhí)行讀取扳機(jī)位置步驟336，以識(shí)別扳機(jī)28的“接通”或“斷開”位置。在讀取扳機(jī)位置步驟336之后，扳機(jī)釋放核查338被執(zhí)行，以識(shí)別在按壓之后扳機(jī)28被釋放的時(shí)間。如果扳機(jī)28已被釋放，則進(jìn)行停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)步驟340，電機(jī)34的運(yùn)行停止。隨后進(jìn)行返回步驟342，以返回到電機(jī)控制模式。如果通過扳機(jī)釋放步驟338確定扳機(jī)28未被釋放，則進(jìn)行設(shè)置步驟344，其中脈沖寬度調(diào)制被設(shè)置，且能驅(qū)動(dòng)FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。在設(shè)置步驟344之后，進(jìn)行核查步驟346，以確定是否已經(jīng)發(fā)生電池欠壓切斷。如果已經(jīng)發(fā)生電池欠壓切斷，則進(jìn)行停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)步驟340。如果在核查步驟346期間沒有發(fā)生電池欠壓切斷，則進(jìn)行隨后的電池高溫核查348，以確定是否已經(jīng)出現(xiàn)電池組16的高溫條件。如果已經(jīng)出現(xiàn)電池高溫條件，則進(jìn)行停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)步驟340。如果不存在電池高溫條件的指示，則進(jìn)行監(jiān)控步驟350，其中在電機(jī)控制模式操作的時(shí)間段期間，電機(jī)反EMF (電磁場(chǎng))和載荷電流被監(jiān)控。
[0108]參考圖22A并再次參考圖1-6和8，當(dāng)使用者轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36以調(diào)節(jié)或設(shè)置離合器扭矩設(shè)置時(shí)，第一至第六LED102-112的單獨(dú)一個(gè)變亮。這為使用者提供扭矩設(shè)置中的相對(duì)增大或減小的視覺指示。最初，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36沿任何方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在步驟352中，所有當(dāng)前變亮的綠色或藍(lán)色LED被熄滅。在此之后，進(jìn)行讀取扭矩選擇輸入步驟354，其中通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電信號(hào)(其對(duì)應(yīng)于被選擇的扭矩輸入)被讀取。
[0109]根據(jù)一些方面，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的軸向旋轉(zhuǎn)提供十二種獨(dú)立的扭矩設(shè)置。在第一扭矩選擇步驟356中，確認(rèn)被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置12。如果步驟356是肯定的，在設(shè)置扭矩步驟358中，設(shè)置20amp的扭矩水平。此時(shí)，在步驟360中，由第六LED112表示的綠色LED變亮。如果步驟356的結(jié)果是否定的，則在接下來的步驟362中，確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置11。如果是肯定的，在步驟364中設(shè)置18.5amp水平的扭矩。此時(shí)，第六LEDl 12的顏色在步驟366中從綠色變?yōu)樗{(lán)色。如果來自步驟362的響應(yīng)是否定的，則在步驟368中，確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置10。如果答案是肯定的，則在步驟370中，設(shè)置17amp的扭矩水平。此時(shí)，在步驟372中用綠色照亮第五LED110。如果對(duì)步驟368的響應(yīng)是否定的，則在步驟374確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置
9。如果該響應(yīng)是肯定的，則在步驟376中設(shè)置15.5amp水平的扭矩。此時(shí)，在步驟378中，第五LEDllO從綠色變?yōu)樗{(lán)色。如果來自步驟374的響應(yīng)是否定的，則步驟380中確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置8。如果肯定，則在步驟382中設(shè)置14amp的扭矩水平。此時(shí)在步驟384中用綠色照亮第四LED108。如果來自步驟380的響應(yīng)是否定的，則在步驟386中，被確定選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置7。如果肯定，則在步驟388中設(shè)置
12.5amp水平的扭矩。此時(shí)，第四LED108在步驟390中從綠色變?yōu)樗{(lán)色。如果對(duì)步驟386的響應(yīng)是否定的，則在步驟392中，確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置6。如果是肯定的，則在步驟394設(shè)置Ilamp水平的扭矩。此時(shí)，在步驟396用綠色照亮第三LED106。如果來自步驟392的響應(yīng)是否定的，則在步驟398中確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置5。如果是肯定的，則在步驟400設(shè)置9.5amp水平的扭矩。此時(shí)，第三LED106在步驟402中由綠色變?yōu)樗{(lán)色。如果對(duì)步驟398的響應(yīng)是否定的，則在步驟404確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置4。如果是肯定的，則在步驟406設(shè)置Samp水平的扭矩。此時(shí)在步驟408中用綠色照亮第二 LED104。如果對(duì)步驟404的響應(yīng)是否定的，則在步驟410確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置3。如果是肯定的，則在步驟412，設(shè)置6.5amp水平的扭矩。此時(shí)，第二 LED104在步驟414中由綠色變?yōu)樗{(lán)色。如果對(duì)步驟410的響應(yīng)是否定的，則在步驟416中確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置2。如果是肯定的，則在步驟418設(shè)置5amp水平的扭矩。此時(shí)，在步驟420中用綠色照亮使第一 LED102。如果對(duì)步驟416的響應(yīng)是否定的，則在步驟422確定被選擇的扭矩輸入是否對(duì)應(yīng)于扭矩設(shè)置I。如果是肯定的，則在步驟424設(shè)置3.5amp水平的扭矩。此時(shí)，第一 LED102在步驟426中從綠色變?yōu)樗{(lán)色。應(yīng)注意到，在離合器扭矩流程圖351中被識(shí)別的順序?qū)?yīng)于由使用者手動(dòng)設(shè)置的降低的值。如果使用者選擇增值的扭矩值，則順序相反。
[0110]參考圖22B，查找表428提供保存值，這些保存值對(duì)應(yīng)于被選擇的扭矩輸入水平。還提供了以安培計(jì)的對(duì)應(yīng)于扭矩輸入水平的扭矩水平，以及用于LED顯示的相應(yīng)變亮的LED和顏色。
[0111]參考圖23并再次參考圖1-6和8，當(dāng)使用者手動(dòng)地沿右向左或左向右的方向抵靠旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36推動(dòng)而移動(dòng)旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32時(shí),選擇或改變鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的離合器旋轉(zhuǎn)方向。如前所述，旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)/開關(guān)組件32的相反位移提供前進(jìn)或反向離合器旋轉(zhuǎn)方向。前進(jìn)/反向LED顯示流程圖430示出了相應(yīng)的LED顯示，其表現(xiàn)為選擇前進(jìn)步驟434中的前進(jìn)方向，或反向步驟436中的反向方向。這些步驟后跟隨有前進(jìn)/反向步驟432中的初始查詢，其通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36的運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)。如果選擇了前進(jìn)旋轉(zhuǎn)方向，則在前進(jìn)步驟434之后且按照依次順序，第一至第六LED中的每一個(gè)變亮。首先，在步驟438中，用藍(lán)色照亮第一 LED102。在60ms延時(shí)步驟440后，在步驟442中第一 LED102熄滅，且第二 LED104被接通而發(fā)藍(lán)光。在60ms延時(shí)步驟444后，在步驟446中第二 LED104熄滅，且第三LED106被接通而發(fā)藍(lán)光。在另一 60ms延時(shí)步驟448后，在步驟450中第三LED106熄滅，且第四LED108被接通而發(fā)藍(lán)光。在步驟452中延時(shí)60ms后，在步驟454中第四LED108熄滅，且第五LEDllO被接通而發(fā)藍(lán)光。在附加延時(shí)60ms的步驟456后，在步驟458中第五LEDllO熄滅，且第六LEDl 12被接通而發(fā)藍(lán)光。在步驟460中最后延時(shí)60ms后，在步驟462中第六LED112熄滅?；诘谝恢恋诹鵏ED102-112在前進(jìn)操作模式中的操作順序，LED將表現(xiàn)為沿順時(shí)針方向迅速變亮。
[0112]相反的操作從第六LED112變亮開始，且如果反向步驟436被促動(dòng)，繼續(xù)到第一LED102發(fā)生。在反向步驟436之后，在步驟464中，第六LEDl 12發(fā)藍(lán)光。在步驟466中60ms延時(shí)之后，在步驟468中，第六LEDl 12熄滅且第五LEDllO被接通而發(fā)藍(lán)光。在步驟470中60ms延時(shí)之后，在步驟472中第五LEDllO熄滅且第四LED108被接通而發(fā)藍(lán)光。在步驟474中60ms延時(shí)之后，在步驟476中第四LED108熄滅，且第三LED106被接通而發(fā)藍(lán)光。在步驟478中60ms附加延時(shí)之后，在步驟480中第三LED106熄滅，且第二 LED104被接通而發(fā)藍(lán)光。在步驟482中60ms延時(shí)之后，在步驟484中第二 LED104熄滅，且第一 LED102被接通而發(fā)藍(lán)光。最后，在步驟486中60ms延時(shí)之后，在步驟488中，第一 LED102熄滅?；诘诹恋谝?LEDsll2-102在反向操作模式中的操作次序，LED將表現(xiàn)為快速以逆時(shí)針方向變亮。
[0113]以上描述的基于LED的顯示的一個(gè)缺點(diǎn)是，對(duì)工具操作者而言，離合器設(shè)置未量化。圖28示出了用于具有電子離合器的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的替換顯示器600。在該替換實(shí)施例中，與離合器設(shè)置相應(yīng)的數(shù)字被顯示在顯示器60上。例如，該數(shù)值可以為關(guān)于圖10的從一至六的范圍，如上所述。盡管本發(fā)明也可考慮其他類型的顯示器，在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器600可以使用簡(jiǎn)單的點(diǎn)陣顯示器實(shí)現(xiàn)。例如可以使用旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36設(shè)置離合器設(shè)置。用于選擇離合器設(shè)置的其他類型的機(jī)構(gòu)也落入本特征的更寬方面中。在一些實(shí)施例中，在鉆頭驅(qū)動(dòng)工具10的殼體內(nèi)還可裝入光傳感器602。來自光傳感器的信號(hào)通過控制器被接收，并可用于調(diào)節(jié)顯示器的亮度，由此提高在不同光照條件中顯示器的可見性。
[0114]對(duì)于具有多速傳動(dòng)裝置的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具，針對(duì)機(jī)械離合器的最大離合器扭矩設(shè)置通過最大扭矩指示，所述最大扭矩可以在高速(低扭矩)設(shè)置中獲得。以此方式設(shè)置用于離合器的最大扭矩設(shè)置可防止工具失速，該失速與速度和離合器設(shè)置無關(guān)，但產(chǎn)生低速和高速模式之間的最大扭矩設(shè)置差。在電子離合器中，不同的離合器設(shè)置范圍可以被分派為每個(gè)不同的速度設(shè)置。例如，在高速(低扭矩)設(shè)置中，離合器設(shè)置范圍可以在八個(gè)設(shè)置之間(即1-8);然而，在低速(高扭矩)設(shè)置中，離合器設(shè)置范圍可以在十二個(gè)設(shè)置之間(即1-12)，如前所述，離合器設(shè)置范圍與不同使用者可選擇的預(yù)限定最大扭矩水平相互關(guān)聯(lián)。為了支持這種配置，離合器設(shè)置通過控制器利用不同的刻度顯示在顯示器600上。當(dāng)工具處于低速設(shè)置中時(shí)，使用者可以選擇所有十二個(gè)離合器設(shè)置，并由此顯示在顯示器上。當(dāng)工具處于高速設(shè)置中時(shí)，使用者僅選擇前八種離合器設(shè)置(即，1-8)，從而可顯示在顯示器上。在一些實(shí)施例中，離合器設(shè)置機(jī)構(gòu)(例如旋轉(zhuǎn)構(gòu)件36)使得使用者能夠從設(shè)置的全部范圍(例如12種不同的設(shè)置)中挑選。在工具處于高速設(shè)置中的情況下，針對(duì)前八種設(shè)置的值被顯示，而且用于被顯示的所述八種設(shè)置值可用于在離合器設(shè)置機(jī)構(gòu)上獲得的四種附加設(shè)置。即，針對(duì)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的十二種可選擇的設(shè)置值可以分別被顯示為1、2、3、4、5、6、7、8、8、8、8、8。盡管參照具有兩速傳動(dòng)裝置的鉆頭驅(qū)動(dòng)工具進(jìn)行了說明，可以理解，此想法也可以擴(kuò)展到三速或多速傳動(dòng)裝置。
[0115]提供了示例性實(shí)施例，從而使所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能更周密、更全面地了解本發(fā)明的范圍。陳述了很多具體細(xì)節(jié)，例如具體部件、裝置和方法的示例，以便全面理解本發(fā)明的實(shí)施例。顯然，對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言，不必采用所述具體細(xì)節(jié)、可以多種不同形式實(shí)現(xiàn)這些示例性實(shí)施例、而且不應(yīng)將這些示例性實(shí)施例看作是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。在一些示例性實(shí)施例中，未對(duì)公知的過程、公知的裝置結(jié)構(gòu)和公知的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0116]本說明書所使用的術(shù)語僅用于描述具體示例性實(shí)施例，而并非限制。本說明書所使用的單數(shù)形式“一”和“該”意欲還包括復(fù)數(shù)形式，除非文中明確地指明了相反情況。術(shù)語“包括”、“包含”、“含”和“具有”是包羅廣泛的，因而明確說明了所述特征、集合、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、集合、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或附加。除非具體指定了進(jìn)行順序，本說明書所述的方法步驟、過程和操作不必要求它們按所討論或所闡述的具體順序進(jìn)行。還要理解的是，可以采用附加的或替換的步驟。
[0117]前面對(duì)實(shí)施例的描述僅為了說明和描述的目的，并非窮舉或限制本發(fā)明。一個(gè)特定實(shí)施例的獨(dú)立元件或特征一般不局限于該特定實(shí)施例，在適合的情況下，可互換并可用在被選定的實(shí)施例中(即使未具體示出或描述)。相同部分也可以以多種方式變換?？梢哉J(rèn)為這種變換形式?jīng)]有超出本發(fā)明，且所有這些改型均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0118]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0119]本發(fā)明要求享有2012年6月8日遞交的美國臨時(shí)專利N0.61/657，269的優(yōu)先權(quán)。上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用合并于本申請(qǐng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種控制電動(dòng)工具操作的方法，該電動(dòng)工具具有可驅(qū)動(dòng)地連接到輸出心軸以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到所述心軸的電機(jī)，該方法包括: 通過位于電動(dòng)工具中的控制器接收輸入，該輸入指示用于電子離合器的離合器設(shè)置，該離合器設(shè)置可從鉆孔模式和驅(qū)動(dòng)模式中選擇； 當(dāng)離合器設(shè)置處于驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，通過控制器，通過以下步驟監(jiān)測(cè)施加到輸出心軸的扭矩: 周期地抽樣被輸送到電機(jī)的電流； 存儲(chǔ)一系列最近取樣的電流測(cè)量值，該一系列電流測(cè)量值被存儲(chǔ)在電動(dòng)工具的存儲(chǔ)器中；和 借助線性回歸確定所述一系列電流測(cè)量值的斜率； 當(dāng)離合器設(shè)置處于驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，通過控制器部分地基于所述一系列的電流測(cè)量值的斜率中斷向輸出心軸的扭矩傳遞；及 當(dāng)離合器設(shè)置處于鉆孔模式時(shí)，通過控制器忽略被施加到輸出心軸的扭矩。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 通過控制器，檢測(cè)由工具操作者釋放扳機(jī)開關(guān)和隨后按壓扳機(jī)開關(guān)的事件，其中扳機(jī)開關(guān)控制輸送到電機(jī)的電功率的量，且由工具操作者釋放扳機(jī)開關(guān)和隨后按壓扳機(jī)開關(guān)的事件發(fā)生在中斷扭矩傳遞的時(shí)間限制中；和 通過控制器，在產(chǎn)生觸覺反饋并響應(yīng)檢測(cè)所述由工具操作者釋放扳機(jī)開關(guān)和隨后按壓扳機(jī)開關(guān)的事件之后，向電機(jī)供電一段時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 通過控制器，比較所述斜率和最小斜率閾值； 當(dāng)所述斜率超過最小斜率閾值時(shí)，通過控制器，將斜率計(jì)數(shù)器增加I ; 通過控制器，評(píng)估與設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的斜率計(jì)數(shù)器，其中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)指示用于被電動(dòng)工具驅(qū)動(dòng)的緊固件的期望停止位置；和 當(dāng)斜率計(jì)數(shù)器滿足設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過控制器，中斷向輸出心軸的扭矩傳遞。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 通過控制器，存儲(chǔ)一系列用于斜率計(jì)數(shù)器的值；和 通過控制器，關(guān)于設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估所述一系列用于斜率計(jì)數(shù)器的值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括，當(dāng)所述一系列用于斜率計(jì)數(shù)器的值從最舊的值至最新的值為增加時(shí)，中斷扭矩傳遞。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括，當(dāng)所述一系列用于斜率計(jì)數(shù)器的值從最舊的值至中間值為增加且從中間值至最新的值為減小時(shí)，中斷扭矩傳遞。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供用于工具操作期間的離合器設(shè)置的視覺指/Jn ο
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收輸入還包括接收來自設(shè)置在電動(dòng)工具殼體上的一個(gè)或兩個(gè)按鈕的信號(hào)，此處兩個(gè)按鈕中的一個(gè)與鉆孔模式關(guān)聯(lián)，兩個(gè)按鈕中的另一個(gè)與驅(qū)動(dòng)模式關(guān)聯(lián)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括使集成于由操作者作動(dòng)的兩個(gè)按鈕中的一個(gè)中的圖標(biāo)變亮，此處該圖標(biāo)指示與被作動(dòng)按鈕關(guān)聯(lián)的操作模式。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在緊接中斷扭矩傳遞之前，通過控制器，確定被輸送到電機(jī)的電流的大小； 通過控制器，響應(yīng)來自工具操作者的輸入，將所述電流的大小存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中； 當(dāng)被輸送到電機(jī)的電流量等于或超過被存儲(chǔ)的電流大小時(shí)，在隨后的工具操作期間，中斷向輸出心軸的扭矩傳遞。
11.一種便攜式手持電動(dòng)工具，包括: 殼體； 電機(jī)，可驅(qū)動(dòng)地連接到輸出心軸，以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到該輸出心軸； 電流傳感器，配置為抽樣檢查被輸送到電機(jī)的電流； 輸入部件，其可由工具操作者操作，以設(shè)置用于工具的離合器設(shè)置，該離合器設(shè)置可從鉆孔模式、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式和一個(gè)或多個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式中選擇，此處每個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式指定不同的扭矩值，在所述扭矩值處中斷向輸出心軸的扭矩傳遞；和 控制器，配置為接收來自輸入部件的離合器設(shè)置和來自電流傳感器的電流測(cè)量值，其中當(dāng)離合器設(shè)置處于自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，控制器操作以中斷傳到輸出心軸的扭矩、監(jiān)測(cè)電流測(cè)量值的變化速率、和響應(yīng)超過速率變化閾值的變化速率而中斷傳到輸出心軸的扭矩，該控制器還操作為，當(dāng)離合器設(shè)置被選擇為處于被選擇的一個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，根據(jù)該被選擇的一個(gè)使用者定義的驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置最大電流閾值的值，并響應(yīng)超過該最大電流閾值的電流測(cè)量值中斷傳到輸出心軸的扭矩。
12.如權(quán)利要求11所述的電動(dòng)`工具，其中，當(dāng)離合器設(shè)置處于自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，控制器操作為接收來自電流傳感器的電流測(cè)量值、將一系列最近取樣的電流測(cè)量值存儲(chǔ)在電動(dòng)工具的存儲(chǔ)器中、和借助線性回歸確定所述一系列電流測(cè)量值的斜率，并部分地基于該一系列電流測(cè)量值的斜率操作，以中斷扭矩傳遞。
13.如權(quán)利要求12所述的電動(dòng)工具，其中，所述控制器還操作為比較所述斜率與最小斜率閾值；根據(jù)該斜率與最小斜率閾值的比較調(diào)節(jié)斜率計(jì)數(shù)器，評(píng)估與設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的斜率計(jì)數(shù)器，并當(dāng)斜率計(jì)數(shù)器滿足設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，中斷向輸出心軸的扭矩傳遞，此處設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)指示被電動(dòng)工具驅(qū)動(dòng)的緊固件的期望停止位置。
14.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具，其中，當(dāng)離合器設(shè)置為鉆孔模式時(shí)，忽略施加到輸出心軸的扭矩。
15.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具，其中，在中斷向輸出心軸的扭矩傳遞的同時(shí)，控制器為工具操作者提供觸覺反饋。
16.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具，其中，所述輸入部件還被限定為集成于殼體中的兩個(gè)按鈕，使得一個(gè)按鈕的作動(dòng)將離合器設(shè)置設(shè)定為鉆孔模式，另一按鈕的作動(dòng)將離合器設(shè)置設(shè)定為驅(qū)動(dòng)模式。
17.如權(quán)利要求16所述的電動(dòng)工具，其中，由工具操作者作動(dòng)的兩個(gè)按鈕中的一個(gè)在工具的操作期間變亮。
18.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具，其中，輸入部件還被限定為旋轉(zhuǎn)選位電位計(jì)開關(guān)組件，其包括: 裝配平臺(tái)，其旋轉(zhuǎn)地安裝到本體； 旋轉(zhuǎn)裝置，其旋轉(zhuǎn)地安裝到裝配平臺(tái)，使得旋轉(zhuǎn)裝置的手動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)發(fā)揮作用以產(chǎn)生離合器設(shè)置；和 相對(duì)的第一和第二方向開關(guān)，被安裝至裝配平臺(tái)，其中在裝配平臺(tái)的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)期間當(dāng)?shù)谝换虻诙较蜷_關(guān)中的一個(gè)接觸本體時(shí)，產(chǎn)生用于輸出心軸的前進(jìn)或相反的操作方向的旋轉(zhuǎn)命令。
19.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具,還包括位于殼體上的顯示端口，該顯示端口包括多個(gè)雙色發(fā)光二極管(LED)，每個(gè)發(fā)光二極管操作為顯示三種顏色，包括兩種元色和第三種顏色，該第三種顏色是兩種元色的混合，每個(gè)LED顏色提供電動(dòng)工具的多種不同操作模式的視覺指示。
20.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具，還包括位于殼體上的顯示端口，其中用于被選擇的一個(gè)使用者定義驅(qū)動(dòng)模式 的數(shù)值被呈現(xiàn)在該顯示端口上。
【文檔編號(hào)】B23B45/02GK103481251SQ201310227248
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】S.洛夫拉斯, M.A.馬圖西, J.麥克羅伯茨, D.米勒, C.J.默里, W.K.恩格, S.J.菲利普斯, J.普雷斯特里, F.秦, O.瑟吉延科, C.W.舒克, K.斯通斯 申請(qǐng)人:布萊克和戴克公司