[实用新型]一种动力工具和用于该动力工具的控制模块

说明书

技术领域

本申请示例性实施例大体上涉及通过用来控制电机运行的设计的控制 模块来提供的控制和保护，以便保护电机和相关的电力装置如由电机供电的 电动工具。

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求保护如下美国临时专利申请的权益： Samuel G.WOODS等人2005年10月12日提交的，序列号为No.60/726011， 题目为“通用控制模块”的申请，以及Samuel G.WOODS等人2006年6月29 日提交的，序列号为No.60/817085，题目为“用于电机控制模块的控制和保 护方法”的申请。每个临时申请的全部内容在此结合参考。

背景技术

典型地，对给定的应用，电机由控制电机的专用模拟系统或数字电路控 制。例如，在用于电力装置的应用中如动力锯应用中，为了控制其使用的给 定电机，可能需要一个专用电路，而在另一个动力工具应用中，如钻机应用 中，为了控制其使用的不同的电机，可能需要另一个专用电路。专用模拟系 统或数字控制电路通常由不同的元件构成。这些元件经常具有不同的值，容 限，和/或控制软件，以为给定的电机和/或给定的电机应用创建唯一的操作 特性图。

新型内容

本申请的示例性实施例涉及电机控制模块的控制和保护方法，其中电机 控制模块控制电机的运行，例如有绳动力工具的工具电机。在一个实施例中， 控制模块包括一电子离合器，用于保护工具不受过载事件的影响。模块中的 电子离合器可采用工具中的机械离合器，以保护工具不受过载事件的影响。 模块中的其它保护方法包括，作为在工具中即将发生的或当前故障状态的警 报，给工具的使用者提供听觉和/或视觉反馈的方法。这可以通过脉动工具电 机或通过返送(foldback)提供给工具电机的电压(电机返送)来实施。脉动和电 机返送可以由控制模块中的微处理器实行，控制模块控制模块中的触发三极 管(Triac)以改变或变换提供给工具电机的电压。

控制模块的另一种保护方法是防止电源在过载事件已经被清除并且伴 随着工具插上电源及其电源接通之后，或在电源接通期间插上工具电源之后 不经意地开启。如果检测的转矩达到给定的设定值，模块中的另外的保护方 法为使用电机返送的动力工具提供转矩控制。

在另一个实例中，控制模块中的控制方法能够评估工具电机的温度，包 括工具启动时的工具电机温度，或在有绳动力工具中需要维修需求时能够通 知工具使用者。在进一步的实例中，控制模块被配置成可以控制在多个不同 工具中的多个不同的电机。控制模块包括配置成可执行多个控制工具电机的 不同保护或控制函数的微处理器，并且包括至少一个用来存储大量被设定的 软件代码系数的存储器，其以便能够或不能在模块中选择的不同的保护或控 制函数中的一个。该软件代码系数包括多个不同的可选择的输入，其可以被 设定为对给定选择的函数的输入，并包括多个不同的可选择的输出，其可以 被设定为从给定选择的函数中的输出。

附图说明

从下面给出的详细描述和附图中可以更充分地理解示例性实施例，其中 相同的元件用相同的附图标记表示，它们仅以举例的方式给出，因此不局限 于这里的示例性实施例。

图1是根据示例性实施例的动力工具的局部平面图，用来说明工具外壳 中的控制模块；

图2是根据示例性实施例的动力工具内工具电机的选定元件的等比视 图，用来说明控制模块、测向线圈组件、辅助板和速度转轮之间的关系；

图3是根据示例性实施例的控制模块的等比视图；

图4是根据示例性实施例的控制模块内的电子元件布置的方框图；

图5是根据示例性实施例的用于说明绝对离合器模式的函数的流程图；

图6是根据示例性实施例的用于说明DI/DT离合器模式的函数的流程 图；

图7是根据示例性实施例的用于说明零压启动程序的流程图；

图8是说明对动力工具使用者的触觉反馈的图表，触觉反馈作为即将发 生的或当前的故障状态的警报机制；

图9是说明动力工具中的电机电压返送的图表；

图10A是根据示例性实施例的用于说明电机温度评估算法的流程图；

图10B是说明在电源损失之后或在初始工具电源启动时温度寄存器值B 是如何被评估的流程图；

图11是针对配置有示例性控制模块的120V小角磨光机，比较由图10A 的算法计算出的电机评估温度与实际测量的电机磁场温度的图表；