Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания



Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания
Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания

 


Владельцы патента RU 2507660:

МАКИТА КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к электрическим аккумуляторным инструментам. Технический результат - упрощение структуры электрического приводного инструмента. Электрический приводной инструмент включает в себя корпус инструмента и аккумуляторный источник питания. Модуль задания напряжения контактного вывода корпуса инструмента задает напряжение контактного вывода на стороне корпуса равным первому напряжению, когда команда на то, чтобы приводить в действие узел привода корпуса инструмента, выдана посредством переключателя корпуса инструмента. Модуль изменения напряжения аккумуляторного источника питания изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение, когда подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода разрешена. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к электрическому приводному инструменту, оснащенному аккумуляторным источником питания.

Один пример традиционных электрических приводных инструментов, раскрытых в нерассмотренной патентной публикации (Япония), номер 2006-280043, выполнен таким образом, что управляющий сигнал, который указывает, приводится в действие или нет внешний переключатель корпуса электрического приводного инструмента, выводится из корпуса инструмента в аккумуляторный источник питания через пару контактных выводов. Один пример также выполнен таким образом, что другой управляющий сигнал, который указывает, разрешена или нет подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в привод в корпусе инструмента, вводится от аккумуляторного источника питания в корпус инструмента через другую пару контактных выводов.

Сущность изобретения

Согласно вышеприведенному примеру, две пары контактных выводов необходимы для того, чтобы передавать эти два вида управляющих сигналов между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания. Тем не менее, уменьшение числа контактных выводов может быть одним способом упрощения структуры электрического приводного инструмента и повышения степени свободы в конструировании электрического приводного инструмента.

Предпочтительно, чтобы один аспект настоящего изобретения мог предоставлять технологию, которая позволяет передавать между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания через одну пару контактных выводов сигнал, который указывает, выдана или нет команда на то, чтобы приводить в действие узел привода корпуса инструмента посредством переключателя, управляемого извне корпуса инструмента, и сигнал, который указывает, разрешена или нет подача электроэнергии в узел привода.

Электрический приводной инструмент в первом аспекте изобретения содержит корпус инструмента и аккумуляторный источник питания.

Корпус инструмента содержит контактный вывод на стороне корпуса, узел привода, переключатель, модуль задания напряжения контактного вывода и модуль управления подключением.

Контактный вывод на стороне корпуса передает электрический сигнал между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания. Узел привода электрически соединен с аккумуляторным источником питания и снабжается электроэнергией от аккумуляторного источника питания, который должен приводиться в действие. Переключатель управляется извне корпуса инструмента и выдает одну из команд на то, чтобы приводить в действие узел привода, или на то, чтобы останавливать узел привода, в соответствии с операцией переключателя. Модуль задания напряжения контактного вывода задает напряжение контактного вывода на стороне корпуса равным первому напряжению, когда команда на то, чтобы приводить в действие узел привода, выдана посредством переключателя. Модуль управления подключением электрически отключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг от друга, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным первому напряжению, и электрически подключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг к другу, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным второму напряжению, отличному от первого напряжения.

Аккумуляторный источник питания содержит контактный вывод на стороне аккумулятора, модуль распознавания команд, модуль определения разрешения и модуль изменения напряжения. Контактный вывод на стороне аккумулятора электрически соединен с контактным выводом на стороне корпуса инструмента. Модуль распознавания команд формирует сигнал распознавания команды, указывающий то, что команда приведения в действие узла привода выдана посредством переключателя корпуса инструмента, когда напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора установлено равным первому напряжению. Модуль определения разрешения определяет, должна или нет быть разрешена подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода на основе предварительно определенной процедуры определения, включающей в себя, по меньшей мере, определение состояния сигнала распознавания команды. Модуль изменения напряжения изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение, когда подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода разрешена посредством модуля определения разрешения.

В электрическом приводном инструменте, сконфигурированном так, как описано выше, когда переключатель выдает команду на то, чтобы приводить в действие узел привода, модуль задания напряжения контактного вывода корпуса инструмента задает напряжение контактного вывода на стороне корпуса инструмента равным первому напряжению. В этом случае, модуль управления подключением корпуса инструмента электрически отключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг от друга. Когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным первому напряжению, напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора в аккумуляторном источнике питания, электрически соединенного с контактным выводом на стороне корпуса, также устанавливается равным первому напряжению, так, чтобы модуль распознавания команд аккумуляторного источника питания формировал сигнал распознавания команды. Затем, когда модуль определения разрешения аккумуляторного источника питания определяет разрешение подачи электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода, модуль изменения напряжения аккумуляторного источника питания изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение.

Когда напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора изменяется на второе напряжение, напряжение контактного вывода на стороне корпуса инструмента, электрически соединенного с контактным выводом на стороне аккумулятора, также изменяется на второе напряжение, так, чтобы модуль управления подключением корпуса инструмента электрически соединял аккумуляторный источник питания и узел привода друг с другом.

Таким образом, в электрическом приводном инструменте первого аспекта тот факт, что команда на то, чтобы приводить в действие узел привода, выдана посредством переключателя, указывается посредством задания напряжения контактного вывода на стороне корпуса и напряжения контактного вывода на стороне аккумулятора равными первому напряжению, и разрешение подавать электроэнергию в узел привода указывается посредством задания напряжения контактного вывода на стороне корпуса и напряжения контактного вывода на стороне аккумулятора равными второму напряжению.

Следовательно, в электрическом приводном инструменте первого аспекта, сигнал, который указывает, выдана или нет команда на то, чтобы приводить в действие узел привода, посредством переключателя, и сигнал, который указывает, разрешена или нет подача электроэнергии в узел привода, может быть передан между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания через одну пару контактных выводов.

Переключатель корпуса инструмента может быть сконструирован любым способом, чтобы выдавать команду на то, чтобы приводить в действие узел привода, и команду на то, чтобы останавливать узел привода, извне корпуса инструмента.

В случае, если аккумуляторный источник питания оснащен положительным электродом, который должен быть электрически соединен с узлом привода корпуса инструмента, например, переключатель может быть сконструирован так, чтобы выдавать команду на то, чтобы приводить в действие узел привода, и команду на то, чтобы останавливать узел привода, посредством электрического подключения и отключения положительного электрода аккумуляторного источника питания и узла привода корпуса инструмента. Дополнительно, в этом случае, модуль задания напряжения контактного вывода может быть сконструирован так, чтобы подавать первое напряжение на контактный вывод на стороне корпуса, когда положительный электрод аккумуляторного источника питания и узел привода корпуса инструмента электрически соединены друг с другом посредством переключателя.

В таким образом сконструированном электрическом приводном инструменте, когда положительный электрод аккумуляторного источника питания и узел привода корпуса инструмента электрически соединены друг с другом, напряжение контактного вывода на стороне корпуса может быть установлено равным первому напряжению.

Модуль задания напряжения контактного вывода может быть сконструирован, например, так, чтобы формировать первое напряжение из напряжения положительного электрода аккумуляторного источника питания, чтобы подавать формируемое первое напряжение на контактный вывод на стороне корпуса, когда положительный электрод аккумуляторного источника питания и узел привода корпуса инструмента электрически соединены друг с другом посредством переключателя.

В этом случае, первое напряжение формируется только тогда, когда положительный электрод аккумуляторного источника питания и узел привода корпуса инструмента электрически соединены друг с другом. Таким образом, первое напряжение формируется только тогда, когда переключатель выдает команду на то, чтобы приводить в действие узел привода, тем самым предоставляя возможность недопущения задания напряжения контактного вывода на стороне корпуса и напряжения контактного вывода на стороне аккумулятора равным первому напряжению, несмотря на то, что переключатель не выдает команды на то, чтобы приводить в действие узел привода.

Модуль изменения напряжения может быть сконструирован любым способом, чтобы изменять напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение.

Например, модуль изменения напряжения может быть сконструирован так, чтобы изменять напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение посредством понижения первого напряжения или подачи напряжения, превышающего первое напряжение, на контактный вывод на стороне аккумулятора.

Аккумуляторный источник питания может включать в себя модуль перехода в экономичный режим, который прекращает операции части электронных схем, включенных в аккумуляторный источник питания, на основе, по меньшей мере, состояния сигнала распознавания команды.

В этом случае, если модуль перехода в экономичный режим задается таким образом, чтобы активироваться, когда сигнал распознавания команды не формируется, например, когда команда на то, чтобы останавливать узел привода, выдана посредством переключателя корпуса инструмента, только часть электронных схем, включенных в аккумуляторный источник питания, вместо всех электронных схем останавливается. Соответственно, узел привода может начинать приводиться в действие быстрее, чем в случае активирования всех электронных схем после того, как выдана команда на то, чтобы приводить в действие узел привода.

Процедура определения может включать в себя любое определение, должна или нет быть разрешена подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода.

Если аккумуляторный источник питания оснащен модулем определения перегрузки по току, который определяет, превышает или нет абсолютная величина электрического тока, протекающего из аккумуляторного источника питания в корпус инструмента, предварительно определенное значение тока, например, процедура определения может включать в себя определение посредством модуля определения перегрузки по току.

В этом случае, например, посредством задания модуля определения разрешения так, чтобы не разрешать подачу электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода, когда абсолютная величина электрического тока, протекающего из аккумуляторного источника питания в корпус инструмента, превышает предварительно определенное значение тока, может предотвращаться возникновение неполадок вследствие чрезмерного электрического тока, протекающего из аккумуляторного источника питания в корпус инструмента.

Если аккумуляторный источник питания оснащен модулем определения избыточной зарядки, который определяет, является ли аккумуляторный источник питания избыточно заряженным, например, процедура определения может включать в себя определение посредством модуля определения избыточной зарядки.

В этом случае, например, посредством задания модуля определения разрешения так, чтобы не разрешать подачу электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода, когда аккумуляторный источник питания является избыточно заряженным, может предотвращаться выполнение подачи электроэнергии из избыточно разряженного аккумуляторного источника питания в узел привода, и, тем самым, предотвращается возникновение неполадок в аккумуляторном источнике питания.

Если аккумуляторный источник питания оснащен модулем определения температуры, который определяет, превышает или нет температура аккумуляторного источника питания предварительно заданную температуру, например, процедура определения может включать в себя определение посредством модуля определения температуры.

В этом случае, например, посредством задания модуля определения разрешения так, чтобы не разрешать подачу электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода, когда температура аккумуляторного источника питания превышает заданную температуру, может предотвращаться выполнение подачи электроэнергии из аккумуляторного источника питания, имеющего чрезмерно высокую температуру, в узел привода, и, тем самым, предотвращается возникновение неполадок в аккумуляторном источнике питания.

Аккумуляторный источник питания может несъемно предоставляться в корпусе инструмента. Альтернативно, аккумуляторный источник питания может быть съемным образом присоединен к корпусу инструмента.

В случае, если аккумуляторный источник питания съемным образом присоединен к корпусу инструмента, аккумуляторный источник питания может быть легко заменен.

Корпус инструмента во втором аспекте изобретения содержит контактный вывод на стороне корпуса, узел привода, переключатель, модуль задания напряжения контактного вывода и модуль управления подключением. Контактный вывод на стороне корпуса передает электрический сигнал между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания. Узел привода электрически соединен с аккумуляторным источником питания и снабжается электроэнергией от аккумуляторного источника питания, который должен приводиться в действие. Переключатель управляется извне корпуса инструмента и выдает одну из команд на то, чтобы приводить в действие узел привода, или на то, чтобы останавливать узел привода, в соответствии с операцией переключателя. Модуль задания напряжения контактного вывода задает напряжение контактного вывода на стороне корпуса равным первому напряжению, когда команда на то, чтобы приводить в действие узел привода, выдана посредством переключателя. Модуль управления подключением электрически отключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг от друга, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным первому напряжению, и электрически подключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг к другу, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным второму напряжению, отличному от первого напряжения.

Другими словами, корпус инструмента предназначен для электрического приводного инструмента в первом аспекте и может составлять часть электрического приводного инструмента в первом аспекте.

Аккумуляторный источник питания в третьем аспекте изобретения предназначен для электрического приводного инструмента, который подает электроэнергию в корпус электрического приводного инструмента. Аккумуляторный источник питания содержит контактный вывод на стороне аккумулятора, модуль распознавания команд, модуль определения разрешения и модуль изменения напряжения. Контактный вывод на стороне аккумулятора передает электрический сигнал между аккумуляторным источником питания и корпусом инструмента. Модуль распознавания команд формирует сигнал распознавания команды, указывающий на то, что команда на приведение в действие узла привода, предоставляемая в корпус инструмента, выдана посредством переключателя, предоставляемого на корпусе инструмента, когда напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора установлено равным первому напряжению. Модуль определения разрешения определяет, должна или нет быть разрешена подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода на основе предварительно определенной процедуры определения, включающей в себя, по меньшей мере, определение состояния сигнала распознавания команды. Модуль изменения напряжения изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение, отличающееся от первого напряжения, когда подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода разрешена посредством модуля определения разрешения.

Другими словами, аккумуляторный источник питания предназначен для электрического приводного инструмента в первом аспекте и может составлять часть электрического приводного инструмента в первом аспекте.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение далее описывается в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 является видом сбоку электрического приводного инструмента в первом варианте осуществления;

Фиг.2 является видом сбоку, показывающим электрический приводной инструмент в первом варианте осуществления, в котором аккумуляторный источник питания отделен от корпуса электрического приводного инструмента;

Фиг.3 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию части электронных схем, включенных в электрический приводной инструмент;

Фиг.4 является временной диаграммой, показывающей операции соответствующих секций электронных схем в первом варианте осуществления;

Фиг.5A-5C - это таблицы, показывающие рабочие режимы соответствующих секций электронных схем в первом варианте осуществления, при этом фиг.5A является таблицей, показывающей рабочие режимы соответствующих секций электронных схем от точки во времени, когда главный выключатель включен, до точки во времени, когда приводной электродвигатель начинает приводиться в действие, фиг.5B является таблицей, показывающей рабочие режимы соответствующих секций электронных схем в случае, если возникла перегрузка по току, а фиг.5C является таблицей, показывающей рабочие режимы соответствующих секций электронных схем в случае, если пользователь распознал режим автоматического отключения;

Фиг.6A и 6B являются блок-схемами последовательности операций способа, показывающими последовательности операций процесса управления разрядкой, выполняемого посредством главного модуля управления в первом варианте осуществления, при этом фиг.6A показывает этапы процесса управления разрядкой от начала до середины, а фиг.6B показывает оставшиеся этапы обработки управления разрядкой; и

Фиг.7 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию части электронных схем, включенных в электрический приводной инструмент, во втором варианте осуществления.

Подробное описание предпочтительных вариантов

осуществления

(Первый вариант осуществления)

Как показано на фиг.1, электрический приводной инструмент 1 в настоящем первом варианте осуществления сконструирован как так называемый шуруповерт.

Более конкретно, корпус 2 электрического приводного инструмента 1 включает в себя кожух 3 электродвигателя, картер 4 редуктора, размещенный перед кожухом 3 привода, зажимной патрон 5, размещенный перед картером 4 редуктора, и рукоятку 6, размещенную под кожухом 3 привода.

Кожух 3 электродвигателя содержит приводной электродвигатель M1 (см. фиг.3), который формирует движущую силу, чтобы вращательно приводить в действие зажимной патрон 5.

Картер 4 редуктора содержит зубчатую передачу (не показана), чтобы передавать движущую силу от приводного электродвигателя M1 на зажимной патрон 5.

Зажимной патрон 5 включает в себя крепежный механизм (не показан), к которому насадка (не показана) съемно прикрепляется, на переднем конце зажимного патрона 5.

Рукоятка 6 сформирована так, чтобы пользователь электрического приводного инструмента 1 мог зажимать рукоятку 6 в одной руке. Перед верхней секцией рукоятки 6 предусмотрен курковый переключатель 7 для пользователя электрического приводного инструмента 1, чтобы приводить в действие и останавливать приводной электродвигатель M1. В нижнем конце рукоятки 6 предусмотрена секция 8 присоединения аккумуляторного источника питания, чтобы съемно присоединять аккумуляторный источник 9 питания к корпусу 2 инструмента. Более конкретно, как показано на фиг.2, секция 8 присоединения аккумуляторного источника питания выполнена так, чтобы пользователь электрического приводного инструмента 1 мог отсоединять аккумуляторный источник 9 питания от секции 8 присоединения аккумуляторного источника питания посредством плавного перемещения аккумуляторного источника 9 питания вперед.

Как показано на фиг.3, корпус 2 инструмента включает в себя главный выключатель SW1, положительный контактный вывод 11A, отрицательный контактный вывод 11B, сигнальный контактный вывод 11C, возбуждающую схему 21 и схему 22 автоматического отключения.

Главный выключатель SW1 соединен с вышеуказанным курковым переключателем 7 таким образом, что главный выключатель SW1 включается, когда курковый переключатель 7 нажимается, при этом главный выключатель SW1 выключается, когда курковый переключатель 7 отпускается. Включение главного выключателя SW1 соответствует выдаче команды на приведение в действие приводного электродвигателя M1. Выключение главного выключателя SW1 соответствует выдаче команды на остановку приводного электродвигателя M1.

Возбуждающая схема 21 включает в себя вышеуказанный приводной электродвигатель M1 и диод D1.

В первом варианте осуществления приводной электродвигатель M1 - это щеточный электромотор постоянного тока (DC), один контактный вывод (положительный контактный вывод) которого подключается к положительной линии L1A питания, предусмотренной в корпусе 2 инструмента, а другой контактный вывод (отрицательный контактный вывод) которого подключается к отрицательной линии L1B питания, предусмотренной в корпусе 2 инструмента. Положительная линия L1A питания подключается к положительному контактному выводу 11A через главный выключатель SW1.

Диод D1 - это так называемый инерционный диод, в котором катод подключается к положительному контактному выводу приводного электродвигателя M1, а анод подключается к отрицательному контактному выводу приводного электродвигателя M1 так, чтобы могли исключаться выбросы напряжения, которые будут возникать в приводном электродвигателе M1, когда электрический ток (возбуждающий ток), протекающий в приводной электродвигатель M1, отсекается.

Схема 22 автоматического отключения включает в себя транзистор Q1, резистор R1, схему 23 формирования управляющего напряжения и схему 24 ввода-вывода сигналов.

Транзистор Q1 является N-канальным полевым МОП-транзистором (MOSFET). Сток и исток транзистора Q1 вставляются в отрицательную линию L1B питания, тогда как затвор транзистора Q1 подключается к коллектору нижеописанного транзистора Q2 в схеме 24 ввода-вывода сигналов. Отрицательная линия L1B питания подключается к отрицательному контактному выводу 11B на его противоположном конце к одному концу, подключенному к отрицательному контактному выводу приводного электродвигателя M1. Таким образом, когда транзистор Q1 включен, отрицательный контактный вывод 11B и отрицательный контактный вывод приводного электродвигателя M1 электрически соединены друг с другом, а когда транзистор Q1 выключен, отрицательный контактный вывод 11B и отрицательный контактный вывод приводного электродвигателя M1 электрически отсоединены друг от друга.

Схема 23 формирования управляющего напряжения включает в себя полупроводниковый стабилитрон ZD1 и конденсатор C1.

В полупроводниковом стабилитроне ZD1, катод подключается к положительной линии L1A питания через резистор R1, а анод подключается к земле (GND), которая является опорным электрическим потенциалом в корпусе 2 инструмента.

Конденсатор C1 - это электролитический конденсатор, контактный вывод положительного электрода которого подключается вместе с катодом полупроводникового стабилитрона ZD1 к положительной линии L1A питания через резистор R1, и контактный вывод отрицательного электрода которого подключается к заземлению в корпусе 2 инструмента.

В таким образом сконструированной схеме 23 формирования управляющего напряжения, когда главный выключатель SW1 включен, напряжение (36 VDC в первом варианте осуществления), приложенное из положительной линии L1A питания, понижается через кремниевый стабилитрон ZD1 до предварительно определенного напряжения (5 VDC в первом варианте осуществления), и конденсатор C1 заряжается посредством пониженного напряжения. Затем, напряжение конденсатора C1 прикладывается к различным схемам, включенным в корпус 2 инструмента, в качестве управляющего напряжения Vcc для того, чтобы управлять различными схемами.

Схема 24 ввода-вывода сигналов включает в себя транзистор Q2 и резисторы R2, R3, R4 и R5.

К резистору R2 применяется управляющее напряжение Vcc на одном его конце, и он подключается к сигнальному контактному выводу 11C на другом конце.

Транзистор Q2 является биполярным транзистором с n-p-n-структурой. База транзистора Q2 подключается к сигнальному контактному выводу 11C через резистор R3, а также к заземлению через резистор R4. Таким образом, резисторы R2, R3 и R4 подключаются последовательно. Следует отметить, что, в первом варианте осуществления, соответствующие значения сопротивления резисторов R2, R3 и R4 задаются так, чтобы напряжение в сигнальном контактном выводе 11C практически равнялось управляющему напряжению Vcc, когда управляющее напряжение Vcc достигло предварительно определенного напряжения, и транзистор Q2 включается.

Коллектор транзистора Q2 подключается к затвору транзистора Q1, как описано выше, а эмиттер транзистора Q2 подключается к заземлению в корпусе 2 инструмента.

К резистору R5 прикладывается управляющее напряжение Vcc на одном его конце, и он подключается к коллектору транзистора Q2 на другом конце.

Следует отметить, что в схеме 22 автоматического отключения из первого варианта осуществления, коллектор транзистора Q2 непосредственно подключается к затвору транзистора Q1, чтобы упрощать пояснение; тем не менее, коллектор транзистора Q2 может подключаться к затвору транзистора Q1 через коммутационную схему, чтобы переключать транзистор Q1. В этом случае широтно-импульсный модулированный сигнал, имеющий продолжительность действия, соответствующую напряжению в коллекторе транзистора Q2, может формироваться в коммутационной схеме, чтобы затем вводиться в затвор транзистора Q1.

Аккумуляторный источник 9 питания включает в себя положительный контактный вывод 12A, отрицательный контактный вывод 12B, сигнальный контактный вывод 12C, аккумулятор 91 и схему 92 управления аккумулятором.

Положительный контактный вывод 12A подключается к положительному контактному выводу 11A корпуса 2 инструмента.

Отрицательной контактный вывод 12B подключается к отрицательному контактному выводу 11B корпуса 2 инструмента.

Сигнальный контактный вывод 12C подключается к сигнальному контактному выводу 11C корпуса 2 инструмента.

Аккумулятор 91 имеет положительный контактный вывод 91A и отрицательный контактный вывод 91B, соответственно, подключаемые к положительному контактному выводу 12A и отрицательному контактному выводу 12B через положительную линию L2A питания и отрицательную линию L2B питания, предусмотренные в аккумуляторном источнике 9 питания. Дополнительно, аккумулятор 91 имеет множество элементов аккумулятора (10 элементов аккумулятора в первом варианте осуществления), которые подключаются последовательно между положительным контактным выводом 91A и отрицательным контактным выводом 91B. Таким образом, в аккумуляторе 91 напряжение возбуждения (36 VDC в первом варианте осуществления), чтобы приводить в действие приводной электродвигатель M1, формируется посредством множества элементов аккумулятора, подключаемых последовательно. Каждый из элементов аккумулятора в первом варианте осуществления - это ионно-литиевый перезаряжаемый аккумулятор, который формирует постоянное напряжение 3,6 V.

Схема 92 управления аккумулятором включает в себя главный модуль управления (MCU) 93, схему 94 измерения тока, схему 95 измерения напряжения, схему 96 измерения температуры, схему 97 обнаружения операции переключения и транзистор Q4.

MCU 93 является известным микрокомпьютером, который включает в себя, по меньшей мере, ЦПУ, ПЗУ, ОЗУ, перезаписываемое энергонезависимое запоминающее устройство, порт ввода-вывода и аналогово-цифровой преобразователь (A/D) и работает в соответствии с различными программами, сохраненными в ПЗУ.

Схема 94 измерения тока выполнена так, чтобы выводить сигнал измерения тока в аналоговом формате, который имеет значение напряжения, соответствующее абсолютной величине электрического тока, который вытекает или протекает в положительный контактный вывод 91A аккумулятора 91, или электрического тока, который протекает в или вытекает из отрицательного контактного вывода 91B аккумулятора 91.

Схема 95 измерения напряжения выполнена так, чтобы измерять напряжения соответствующих элементов аккумулятора в аккумуляторе 91 последовательно и выводить сигнал измерения напряжения в аналоговом формате, который имеет значение напряжения, соответствующее измеренному напряжению.

Схема 96 измерения температуры включает в себя терморезистор и выполнена так, чтобы выводить сигнал измерения температуры в аналоговом формате, имеющий значение напряжения, соответствующее температуре окружающей среды.

Схема 97 обнаружения операции переключения включает в себя транзистор Q3 и резисторы R6, R7 и R8.

Транзистор Q3 является биполярным транзистором с n-p-n-структурой. База транзистора Q3 подключается к сигнальному контактному выводу 12C через резистор R6, а также к заземлению в аккумуляторном источнике 9 питания через резистор R7. В первом варианте осуществления, линия L2B питания отрицательной клеммы подключается к заземлению в аккумуляторном источнике 9 питания, так, чтобы заземление в аккумуляторном источнике 9 питания имело такой же электрический потенциал, как электрический потенциал отрицательной линии L2B питания и, следовательно, электрический потенциал отрицательного электрода аккумулятора 91.

Дополнительно, транзистор Q3 имеет коллектор, подключенный к порту ввода MCU 93, и эмиттер, подключенный к заземлению в аккумуляторном источнике 9 питания.

Резистор R8 имеет один конец, к которому прикладывается управляющее напряжение Vdd (5 VDC в первом варианте осуществления), формируемое посредством непоказанной схемы формирования напряжения, включенной в аккумуляторный источник 9 питания, и другой конец, подключенный к коллектору транзистора Q3.

Транзистор Q4 - это N-канальный полевой МОП-транзистор и имеет затвор, подключенный к порту вывода MCU 93. Транзистор Q4 имеет сток, подключенный к сигнальному контактному выводу 12C, и исток, подключенный к заземлению в аккумуляторном источнике 9 питания.

Каждая секция таким образом сконструированных электронных схем в корпусе 2 инструмента и аккумуляторный источник 9 питания управляется, как показано на фиг.4, 5A, 5B и 5C.

Как показано на фиг.4 и 5A, в состоянии, когда курковый переключатель 7 отпущен, и главный выключатель SW1 выключен, рабочий режим MCU 93 задается как экономичный режим. В этом экономичном режиме, MCU 93 находится в режиме ожидания за счет работы части электронных схем, включенных в него, вместо остановки всех электронных схем, включенных в него. Другими словами, MCU 93 переходит в экономичный режим, чтобы тем самым уменьшать потребляемую мощность до значения, ниже своей потребляемой мощности в обычное время (в нормальном режиме).

Когда курковый переключатель 7 нажат, чтобы включать главный выключатель SW1, управляющее напряжение Vcc, формируемое посредством схемы 23 формирования управляющего напряжения, увеличивается так, чтобы достигать предварительно определенного напряжения, так, чтобы управляющее напряжение Vcc стало активным. В этом случае, логический уровень устанавливается равным LOW (низкий уровень) для напряжения в сигнале управления разрядкой, выводимом на затвор транзистора Q4 из MCU 93, чтобы включать/отключать транзистор Q4. Следовательно, транзистор Q4 выключается, и логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными HIGH (высокий уровень). Когда логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C заданы равными HIGH, транзистор Q3 в схеме 97 обнаружения операции переключения включается, чтобы задавать LOW логический уровень напряжения в сигнале (сигнале обнаружения операции), вводимом в MCU 93 из коллектора транзистора Q3. Поскольку логический уровень напряжения в сигнале обнаружения операции, таким образом, задается с HIGH на LOW, MCU 93 распознает, что главный выключатель SW1 включен, чтобы активировать (быть активированным) из экономичного режима, тем самым переходя в нормальный режим.

В состоянии, где логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C заданы равными HIGH, транзистор Q2 в схеме 24 ввода-вывода сигналов включается, и логический уровень напряжения в сигнале (сигнале управления приводом), вводимом в затвор транзистора Q1, устанавливается равным LOW. Тем самым транзистор Q1 выключается, и ток возбуждения, подаваемый из аккумулятора 91 для того, чтобы приводить в действие приводной электродвигатель M1, отсекается.

Когда MCU93 распознает, что главный выключатель SW1 включен, MCU 93 задает логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой равным HIGH, чтобы разрешать разрядку от аккумулятора 91 на приводной электродвигатель M1. Тем самым включается транзистор Q4, который, в свою очередь, устанавливает равными LOW логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C, таким образом выключая транзистор Q2 в схеме 24 ввода-вывода сигналов. Когда транзистор Q2 выключен, логический уровень напряжения в сигнале управления приводом, вводимом в затвор транзистора Q1, устанавливается равным HIGH, чтобы включать транзистор Q1, таким образом начиная приводить в действие приводной электродвигатель M1.

Как показано на фиг.4 и 5B, когда MCU 93 распознает, что перегрузка по току возникает после начала приведения в действие приводного электродвигателя M1, MCU 93 задает логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой равным LOW, чтобы запрещать разрядку от аккумулятора 91 на приводной электродвигатель M1.

Когда логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой устанавливается равным LOW, транзистор Q4 выключается, чтобы задавать равными HIGH логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C. Когда логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C заданы равными HIGH, транзистор Q2 в схеме 24 ввода-вывода сигналов включается, чтобы задавать логический уровень напряжения в сигнале управления приводом равным LOW, тем самым останавливая приводной электродвигатель M1. Таким образом, приводной электродвигатель M1 автоматически останавливается (режим автоматического отключения) несмотря на то, что курковый переключатель 7 нажат, чтобы включать главный выключатель SW1.

Как показано на фиг.4 и 5C, когда курковый переключатель 7 отпущен, чтобы выключать главный выключатель SW1, поскольку пользователь распознал переход электрического приводного инструмента 1 в режим автоматического отключения, формирование управляющего напряжения Vcc прекращается в схеме 23 формирования управляющего напряжения. Когда формирование управляющего напряжения Vcc прекращается, логические уровни напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными LOW, так, чтобы транзистор Q3 в схеме 97 обнаружения операции переключения выключался. Когда транзистор Q3 выключен, логический уровень напряжения в сигнале обнаружения операции устанавливается равным HIGH. Поскольку логический уровень напряжения в сигнале обнаружения операции задан равным HIGH, MCU 93 распознает, что главный выключатель SW1 выключен.

Когда MCU 93 распознает, что главный выключатель SW1 выключен, MCU 93 ожидает до тех пор, пока главный выключатель SW1 не будет включен.

Затем, если MCU 93 распознает, что главный выключатель SW1 включен, MCU 93 задает логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой равным HIGH, чтобы разрешать разрядку. Если MCU 93 не распознает, что главный выключатель SW1 включен, MCU 93 переходит в экономичный режим.

Далее подробно описан процесс, выполняемый посредством MCU 93, для того, чтобы реализовывать вышеописанные операции.

Как показано на фиг.6A и 6B, в текущем процессе сначала определяется то, выдана или нет команда на то, чтобы деактивировать экономичный режим (этап S10). Более конкретно, посредством определения того, задан или нет логический уровень напряжения в сигнале обнаружения операции от HIGH к LOW, выполняется определение в отношении того, выдана или нет команда на то, чтобы деактивировать экономичный режим.

Когда команда на то, чтобы деактивировать экономичный режим, не выдана (этап S10 - Нет), многократно выполняется определение в отношении того, выдана или нет команда на то, чтобы деактивировать экономичный режим, до тех пор, пока команда не выдается.

Когда команда на то, чтобы деактивировать экономичный режим, выдана (этап S10 - Да), осуществляется проверка состояний MCU 93 и аккумуляторного источника 9 питания (этап S20). Более конкретно, проверка состояний MCU 93 и аккумуляторного источника 9 питания осуществляется на основе различных флагов, заданных в энергонезависимом запоминающем устройстве, включенном в MCU 93, посредством обращения к энергонезависимому запоминающему устройству. Различные флаги указывают состояния MCU 93, аккумуляторного источника 9 питания и т.д.

После завершения проверки состояния выполняется определение в отношении того, возникала ли перегрузка по току, на основе сигнала измерения тока, вводимого из схемы 94 измерения тока (этап S30); т.е., выполняется определение в отношении того, превышает или нет электрический ток, протекающий через положительную линию L2A питания или отрицательную линию L2B питания, предварительно определенное значение тока. Когда перегрузка по току не возникала (этап S30 - Нет), выполняется определение в отношении того, возникала ли избыточная зарядка, на основе сигнала измерения напряжения, вводимого из схемы 95 измерения напряжения (этап S40).

Когда избыточная зарядка возникала (этап S40 - Да), процесс переходит сразу к нижеописанному этапу S200. Когда избыточная зарядка не возникала (этап S40 - Нет), выполняется определение в отношении того, превышает или нет температура аккумуляторного источника 9 питания (температура аккумулятора), например, 80°C, на основе сигнала измерения температуры, вводимого из схемы 96 измерения температуры (этап S50).

Когда температура аккумулятора выше 80°C (этап S50 - Да), процесс переходит сразу к нижеописанному этапу S200. Когда температура аккумулятора не равна или ниже 80°C (этап S50 - Нет), выполняется определение в отношении того, включен ли главный выключатель SW1, на основе сигнала обнаружения операции (этап S60).

Когда главный выключатель SW1 включен (этап S60 - Да), логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой устанавливается равным HIGH, чтобы разрешать разрядку, и флаг разрешения разрядки, который указывает разрешение разрядки, задается (этап S70). Когда главный выключатель SW1 выключен (этап S60 - Нет), текущий процесс сразу переходит к нижеописанному этапу S120.

Когда перегрузка по току возникала на S30 (этап S30 - Да), логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой устанавливается равным LOW, чтобы запрещать разрядку, и задается флаг приостановки, который указывает приостановку разрядки (этап S80). Затем, выполняется определение в отношении того, включен ли главный выключатель SW1, на основе сигнала обнаружения операции (этап S90). Когда главный выключатель SW1 выключен (этап S90 - Нет), текущий процесс переходит к вышеуказанному S20. Когда главный выключатель SW1 включен (этап S90 - Да), выполняется определение в отношении того, возникала ли избыточная зарядка, на основе сигнала измерения напряжения (этап S100). Когда избыточная зарядка возникала (этап S100 - Да), текущий процесс переходит к нижеописанному этапу S200. Когда избыточная зарядка не возникала (этап S100 - Нет), выполняется определение в отношении того, превышает или нет температура аккумулятора, например, 80°C, на основе сигнала измерения температуры (этап S110). Когда температура аккумулятора выше 80°C (этап S110 - Да), процесс переходит к нижеописанному S200. Когда температура аккумулятора является равной или ниже 80°C (этап S110 - Нет), текущий процесс переходит к вышеуказанному S80.

На S120, логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой устанавливается равным LOW, чтобы запрещать разрядку, и флаг прекращения разрядки, который указывает то, что разрядка прекращается, задается (этап S120). Затем, выполняется определение в отношении того, возникала ли избыточная зарядка, на основе сигнала измерения напряжения (этап S130). Когда избыточная зарядка возникала (этап S130 - Да), текущий процесс переходит к нижеописанному S200. Когда избыточная зарядка не возникала (этап S130 - Нет), выполняется определение в отношении того, является ли величина изменения dT/dt в температуре аккумулятора меньше, например, 5°C, на основе сигнала измерения температуры (этап S140). Когда величина изменения dT/dt меньше 5°C (этап S140 - Да), текущий процесс переходит к нижеописанному этапу S230. Когда величина изменения dT/dt равна или выше 5°C (этап S140 - Нет), выполняется определение в отношении того, превышает или нет величина изменения dV/dt в напряжении в каждом из элементов аккумулятора, например, -100 милливольт, на основе сигнала измерения напряжения (этап S150).

Когда величина изменения dV/dt превышает -100 милливольт (т.е., тенденция снижения является небольшой) (этап S150 - Да), текущий процесс переходит к нижеописанному этапу S230. Когда величина изменения dV/dt равна или меньше -100 милливольт (т.е., тенденция снижения является большой) (этап S150 - Нет), выполняется определение в отношении того, является ли величина изменения dV/dt равной или меньше нуля (этап S160). Когда величина изменения dV/dt равна или меньше нуля (этап S160 - Да), т.е., когда напряжение всех элементов аккумулятора является стабильным, текущий процесс переходит к вышеописанному этапу S20. Когда величина изменения dV/dt выше нуля (этап S160 - Нет), т.е., когда напряжение любого из элементов аккумулятора возрастает, выполняется определение в отношении того, является ли температура аккумулятора ниже, например, 60°C, на основе сигнала измерения температуры (этап S170). Когда температура аккумулятора ниже 60°C (этап S170 - Да), текущий процесс переходит к вышеописанному этапу S20. Когда температура аккумулятора равна или выше 60°C (этап S170 - Нет), выполняется определение в отношении того, включен ли главный выключатель SW1, на основе сигнала обнаружения операции (этап S180). Когда главный выключатель SW1 включен (этап S180 - Да), текущий процесс переходит к вышеописанному этапу S20. Когда главный выключатель SW1 выключен (этап S180 - Нет), MCU 93 переходит в экономичный режим (этап S190), и затем текущий процесс переходит к вышеописанному этапу S10.

На этапе S200, логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой устанавливается равным LOW, чтобы запрещать разрядку, и флаг запрещения разрядки, который указывает запрещение разрядки, задается (этап S200). Затем, выполняется определение в отношении того, является ли величина изменения dT/dt меньше, например, 5°C, на основе сигнала измерения температуры (этап S210). Когда величина изменения dT/dt меньше 5°C (этап S210 - Да), текущий процесс переходит к нижеописанному этапу S230. Когда величина изменения dT/dt равна или выше 5°C (этап S210 - Нет), выполняется определение в отношении того, превышает или нет величина изменения dV/dt в каждом из элементов аккумулятора, например, -100 милливольт (этап S220). Когда величина изменения dV/dt превышает -100 милливольт (т.е., тенденция снижения является небольшой), выполняется обработка ошибок (этап S230), чтобы далее завершать текущий процесс. В обработке ошибок на этапе S230, в частности, задается флаг обнаружения неисправностей, который указывает, что обнаружена неисправность, и MCU 93 переходит в режим запрещения зарядки/разрядки, в котором запрещаются как зарядка, так и разрядка.

Когда величина изменения dV/dt равна или меньше -100 милливольт (т.е., тенденция снижения является большой) (этап S220 - Нет), выполняется определение в отношении того, является ли величина изменения dV/dt или равной или меньше нуля (этап S240). Когда величина изменения dV/dt равна или меньше нуля (этап S240 - Да), т.е., когда напряжение всех элементов аккумулятора является стабильным, текущий процесс переходит к вышеуказанному этапу S200.

Когда величина изменения dV/dt больше нуля (этап S240 - Нет), т.е., когда напряжение любого из элементов аккумулятора увеличено, выполняется определение в отношении того, является ли температура аккумулятора ниже, например, 60°C (этап S250). Когда температура аккумулятора ниже 60°C (этап S250 - Да), текущий процесс переходит к вышеуказанному этапу S200. Когда температура аккумулятора равна или выше 60°C (этап S250 - Нет), MCU 93 переходит в режим отключения (этап S260), чтобы завершать текущий процесс. Когда MCU 93 переходит в режим отключения, MCU 93 выдает команду в схему (не показана), которая включает/отключает подачу электроэнергии во все электронные схемы, включенные в аккумуляторный источник 9 питания, чтобы выключать подачу, тем самым останавливая все эти электронные схемы.

Таким образом, как описано выше, в электрическом приводном инструменте 1 первого варианта осуществления, тот факт, что команда на приведение в действие приводного электродвигателя M1 выдана посредством куркового переключателя 7, указывается посредством задания логических уровней напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C равными HIGH, тогда как тот факт, что подача электроэнергии в приводной электродвигатель M1 разрешена, указывается посредством задания логических уровней напряжений в соответствующих сигнальных контактных выводах 11C и 12C равными LOW.

Следовательно, в электрическом приводном инструменте 1, сигнал, который указывает, выдана или нет команда на то, чтобы приводить в действие приводной электродвигатель M1, и сигнал, который указывает, разрешена или нет подача электроэнергии в приводной электродвигатель M1, может передаваться между корпусом 2 инструмента и аккумуляторным источником 9 питания через одну пару сигнальных контактных выводов 11C и 12C.

Дополнительно, в электрическом приводном инструменте 1, управляющее напряжение Vcc формируется только тогда, когда положительный контактный вывод 12A аккумуляторного источника 9 питания и приводной электродвигатель M1 электрически соединены друг с другом. Таким образом, поскольку управляющее напряжение Vcc формируется только тогда, когда команда на приведение в действие приводного электродвигателя M1 выдана посредством куркового переключателя 7, может предотвращаться то, что логические уровни соответствующих напряжений в сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными HIGH, несмотря на тот факт, что команда на приведение в действие приводного электродвигателя M1 не выдана посредством куркового переключателя 7.

В электрическом приводном инструменте 1, MCU 93 в экономичном режиме устанавливается в состояние, в котором аккумуляторный источник 9 питания присоединен к корпусу 2 инструмента, и курковый переключатель 7 при этом должен быть нажат (т.е. в состоянии, в котором логический уровень напряжения в сигнале обнаружения операции является HIGH). Следовательно, можно быстро начинать приведение в действие приводного электродвигателя M1, когда курковый переключатель 7 нажат.

В электрическом приводном инструменте 1 запрещается разрядка на корпус 2 инструмента, когда возникает перегрузка по току, и таким образом предотвращается возникновение неполадок вследствие перегрузки по току.

Поскольку в электрическом приводном инструменте 1 разрядка на корпус 2 инструмента запрещается, когда аккумуляторный источник 9 питания избыточно заряжен, может предотвращаться подача электроэнергии в приводной электродвигатель M1 от избыточно заряженного аккумуляторного источника 9 питания и возникновение тем самым неполадок в аккумуляторном источнике 9 питания.

Дополнительно, в электрическом приводном инструменте 1 разрядка на корпус 2 инструмента запрещается, когда температура аккумуляторного источника 9 питания выше 80°C. Следовательно, может предотвращаться подача электроэнергии в приводной электродвигатель M1 от аккумуляторного источника 9 питания при чрезмерно высокой температуре и возникновение тем самым неполадок в аккумуляторном источнике 9 питания.

Кроме того, в электрическом приводном инструменте 1 аккумуляторный источник 9 питания съемно присоединяется к корпусу 2 инструмента и тем самым может быть легко заменен.

(Второй вариант осуществления)

Далее поясняется второй вариант осуществления изобретения.

Электрический приводной инструмент во втором варианте осуществления может быть получен посредством просто частичной модификации электрического приводного инструмента в первом варианте осуществления.

Следовательно, идентичные номера ссылки используются для компонентов, которые являются идентичными компонентам в первом варианте осуществления, и повторное описание идентичных компонентов опускается, чтобы описывать только отличающиеся компоненты.

Как показано на фиг.7, корпус 40 электрического приводного инструмента во втором варианте осуществления включает в себя главный выключатель SW1, положительный контактный вывод 11A, отрицательный контактный вывод 11B, сигнальный контактный вывод 11C, возбуждающую схему 21 и схему 25 автоматического отключения.

Схема 25 автоматического отключения включает в себя транзистор Q1, резистор R1, резистор R13, схему 23 формирования управляющего напряжения и схему 26 ввода-вывода сигналов.

Схема 26 ввода-вывода сигналов включает в себя транзистор Q5 и резисторы R10, R11 и R12.

Транзистор Q5 является биполярным транзистором с n-p-n-структурой. База транзистора Q5 подключается через резистор R10 к резистору R1, а также к заземлению в корпусе инструмента 40 через резистор R11. Дополнительно, транзистор Q5 имеет эмиттер, подключенный к заземлению в корпусе 40, и коллектор, подключенный к сигнальному контактному выводу 11C через резистор R12 и к затвору транзистора Q1 через резистор R12.

Резистор R13 подключается к затвору транзистора Q1 на одном своем конце и подключается к истоку транзистора Q1 на другом конце.

Аккумуляторный источник 50 питания включает в себя положительный контактный вывод 12A, отрицательный контактный вывод 12B, сигнальный контактный вывод 12C, аккумулятор 91 и схему 99 управления аккумулятором.

Схема управления аккумулятором 99 включает в себя MCU 93, схему 94 измерения тока, схему 95 измерения напряжения, схему 96 измерения температуры, схему 100 обнаружения операции переключения, транзистор Q6 и резисторы R14, R17, R18 и R19.

Схема 100 обнаружения операции переключения включает в себя транзистор Q7 и резисторы R15 и R16.

Транзистор Q7 - это N-канальный полевой МОП-транзистор, и он имеет затвор, подключенный к сигнальному контактному выводу 12C. Дополнительно, транзистор Q7 имеет сток, подключенный к порту ввода MCU 93, и исток, подключенный к заземлению в аккумуляторном источнике питания 50.

Резистор R15 подключается к затвору транзистора Q7 на одном своем конце и подключается к заземлению в аккумуляторном источнике питания 50 на другом конце.

К резистору R16 прикладывается управляющее напряжение Vdd на одном его конце, и он подключается к стоку транзистора Q7 на другом конце.

Транзистор Q6 - это биполярный транзистор с n-p-n-структурой, и он имеет базу, подключенную к порту вывода MCU 93 через резистор R17, а также к эмиттеру через резистор R18. К эмиттеру транзистора Q6 применяется управляющее напряжение Vdd в то время, когда коллектор транзистора Q6 подключается через резистор R19 к затвору транзистора Q7.

К одному концу резистора R14 прикладывается управляющее напряжение Vdd, а другой его конец подключается к сигнальному контактному выводу 12C.

В таким образом сконструированной электронной схеме, когда главный выключатель SW1 включен, транзистор Q5 в схеме 26 ввода-вывода сигналов включается, чтобы задавать логические уровни напряжений в сигнальных контактных выводах 11C и 12C равными LOW. MCU 93 устанавливает равным HIGH логический уровень напряжения в сигнале (сигнале управления разрядкой), вводимом в базу транзистора Q6, чтобы выключать транзистор Q6, тем самым запрещая разрядку.

Когда логические уровни соответствующих напряжений в сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными LOW, транзистор Q7 в схеме 100 обнаружения операции переключения выключается, тем самым устанавливая равным HIGH логический уровень напряжения в сигнале (сигнале обнаружения операции), вводимом в MCU 93 из стока транзистора Q7. Поскольку логический уровень напряжения в сигнале обнаружения операции задан равным HIGH, MCU 93 распознает, что главный выключатель SW1 включен.

Когда MCU 93 распознает, что главный выключатель SW1 включен, MCU 93 устанавливает логический уровень напряжения в сигнале управления разрядкой равным LOW, чтобы включать транзистор Q6, тем самым разрешая разрядку.

Когда транзистор Q6 включен, логические уровни соответствующих напряжений в сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными HIGH. Тем самым транзистор Q1 включается, и приводной электродвигатель M1 начинает приводиться в действие.

Таким образом, второй вариант осуществления выполнен таким образом, что в отличие от первого варианта осуществления, когда главный выключатель SW1 включен, логические уровни соответствующих напряжений в сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными LOW, а когда разрядка разрешена, логические уровни соответствующих напряжений в сигнальных контактных выводах 11C и 12C устанавливаются равными HIGH.

MCU 93 выполняет процесс управления разрядкой в соответствии с этими отличиями. Таким образом, электрический приводной инструмент 30 во втором варианте осуществления демонстрирует идентичные результаты, что и результаты, демонстрируемые посредством электрического приводного инструмента 1 в первом варианте осуществления.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше, следует принимать во внимание, что настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления и может быть модифицировано по-разному в пределах объема настоящего изобретения.

Например, в отличие от вышеописанного варианта осуществления, в котором настоящее изобретение применяется к шуруповерту, настоящее изобретение может быть применено к любому электрическому приводному инструменту, отличному от шуруповерта.

В отличие от вышеописанного варианта осуществления, в котором щеточный электромотор постоянного тока используется в качестве приводного электродвигателя M1, бесщеточный электромотор постоянного тока или электромотор переменного тока могут использоваться вместо этого. В случае, когда в качестве приводного электродвигателя M1 используются бесщеточный электромотор постоянного тока или электромотор переменного тока, может быть необходимым модифицировать возбуждающую схему так, чтобы возбуждающая схема могла приводить в действие эти электромоторы. Специалисты в данной области техники должны легко распознавать конкретные модификации на основе традиционных технологий. Следовательно, пояснение конкретных модификаций опускается в данном документе.

В отличие от вышеописанного варианта осуществления, в котором транзисторы - это биполярный транзистор или полевой МОП-транзистор, соответственно, могут использоваться любые другие коммутирующие элементы.

В отличие от вышеописанного варианта осуществления, в котором шуруповерт выполнен так, что аккумуляторный источник питания съемно присоединяется к нему, шуруповерт может быть выполнен так, что аккумуляторный источник питания не может отсоединяться.

Дополнительно, в отличие от вышеописанного варианта осуществления, в котором MCU 93 является микрокомпьютером, MCU 93 может состоять из ASIC (специализированной интегральной схемы) или программируемого логического устройства, такого как FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица).

Кроме того, конкретные значения параметров, раскрытые выше, являются просто примерами, и любые другие значения параметров могут использоваться в соответствии с техническими требованиями электрических приводных инструментов.

1. Электрический приводной инструмент, содержащий:
- корпус инструмента и
- аккумуляторный источник питания,
- при этом корпус инструмента включает в себя:
- контактный вывод на стороне корпуса, который передает электрический сигнал между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания;
- узел привода, который электрически соединен с аккумуляторным источником питания и снабжается электроэнергией от аккумуляторного источника питания так, чтобы приводиться в действие;
- переключатель, который управляется извне корпуса инструмента и выдает одну из команд на то, чтобы приводить в действие узел привода или чтобы останавливать узел привода, в соответствии с операцией переключателя;
- модуль задания напряжения контактного вывода, который задает напряжение контактного вывода на стороне корпуса равным первому напряжению, когда команда на то, чтобы приводить в действие узел привода, выдана посредством переключателя; и
- модуль управления подключением, который электрически отключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг от друга, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным первому напряжению, и электрически подключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг к другу, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным второму напряжению, отличному от первого напряжения, и
- аккумуляторный источник питания, включающий в себя:
- контактный вывод на стороне аккумулятора, который электрически соединен с контактным выводом на стороне корпуса инструмента;
- модуль распознавания команд, который формирует сигнал распознавания команды, указывающий на то, что команда приведения в действие узла привода выдана посредством переключателя на корпусе инструмента, когда напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора установлено равным первому напряжению;
- модуль определения разрешения, который определяет, должна или нет быть разрешена подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода, в соответствии с предварительно определенной процедурой определения, включающей в себя, по меньшей мере, определение состояния сигнала распознавания команды; и
- модуль изменения напряжения, который изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение, когда подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода разрешена посредством модуля определения разрешения.

2. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором:
- аккумуляторный источник питания содержит положительный электрод, который электрически соединен с узлом привода корпуса инструмента,
- переключатель выдает команду на то, чтобы приводить в действие узел привода, и команду на то, чтобы останавливать узел привода, посредством включения и отключения электрического соединения между положительным электродом аккумуляторного источника питания и узлом привода корпуса инструмента, и
- модуль задания напряжения контактного вывода подает первое напряжение на контактный вывод на стороне корпуса, когда электрическое соединение между положительным электродом аккумуляторного источника питания и узлом привода корпуса инструмента включено посредством переключателя.

3. Электрический приводной инструмент по п.2, в котором модуль задания напряжения контактного вывода формирует первое напряжение из напряжения положительного электрода аккумуляторного источника питания и подает формируемое первое напряжение на контактный вывод на стороне корпуса, когда электрическое соединение между положительным электродом аккумуляторного источника питания и узлом привода корпуса инструмента включено посредством переключателя.

4. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором модуль изменения напряжения изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение посредством либо понижения первого напряжения, либо подачи напряжения, превышающего первое напряжение, на контактный вывод на стороне аккумулятора.

5. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором аккумуляторный источник питания содержит модуль перехода в экономичный режим, который прекращает операции части электронных схем, включенных в аккумуляторный источник питания, на основе, по меньшей мере, состояния сигнала распознавания команды.

6. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором:
- аккумуляторный источник питания содержит модуль определения перегрузки по току, который определяет, превышает или нет абсолютная величина электрического тока, протекающего в корпус инструмента от аккумуляторного источника питания, предварительно определенное значение тока, и
- процедура определения включает в себя определение посредством модуля определения перегрузки по току.

7. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором:
- аккумуляторный источник питания содержит модуль определения избыточной зарядки, который определяет, является или нет аккумуляторный источник питания избыточно заряженным, и
- процедура определения включает в себя определение посредством модуля определения избыточной зарядки.

8. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором:
- аккумуляторный источник питания содержит модуль определения температуры, который определяет, превышает или нет температура аккумуляторного источника питания предварительно заданную температуру, и
- процедура определения включает в себя определение посредством модуля определения температуры.

9. Электрический приводной инструмент по п.1, в котором аккумуляторный источник питания съемным образом присоединяется к корпусу инструмента.

10. Корпус инструмента, содержащий:
- контактный вывод на стороне корпуса, который передает электрический сигнал между корпусом инструмента и аккумуляторным источником питания;
- узел привода, который электрически соединен с аккумуляторным источником питания и снабжается электроэнергией от аккумуляторного источника питания так, чтобы приводиться в действие;
- переключатель, который управляется извне корпуса инструмента и выдает одну из команд на то, чтобы приводить в действие узел привода, или на то, чтобы останавливать узел привода, в соответствии с операцией переключателя;
- модуль задания напряжения контактного вывода, который задает напряжение контактного вывода на стороне корпуса равным первому напряжению, когда команда на то, чтобы приводить в действие узел привода, выдана посредством переключателя; и
- модуль управления подключением, который электрически отключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг от друга, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным первому напряжению, и электрически подключает аккумуляторный источник питания и узел привода друг к другу, когда напряжение контактного вывода на стороне корпуса установлено равным второму напряжению, отличному от первого напряжения.

11. Аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента, который подает электроэнергию в корпус электрического приводного инструмента, при этом аккумуляторный источник питания содержит:
- контактный вывод на стороне аккумулятора, который передает электрический сигнал между аккумуляторным источником питания и корпусом инструмента;
- модуль распознавания команд, который формирует сигнал распознавания команды, указывающий, что команда приведения в действие узла привода, включенного в корпус инструмента, выдана посредством переключателя, включенного в корпус инструмента, когда напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора установлено равным первому напряжению;
- модуль определения разрешения, который определяет, должна или нет быть разрешена подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода, на основе предварительно определенной процедуры определения, включающей в себя, по меньшей мере, определение состояния сигнала распознавания команды; и
- модуль изменения напряжения, который изменяет напряжение контактного вывода на стороне аккумулятора с первого напряжения на второе напряжение, отличающееся от первого напряжения, когда подача электроэнергии из аккумуляторного источника питания в узел привода разрешена посредством модуля определения разрешения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Описаны системы и способы использования различных типов аккумуляторов для выборочного аккумулирования и отдачи энергии.

Изобретение относится к области электротехники. Электрический инструмент питается множеством батарейных источников питания, соединенных последовательно.

Изобретение относится к системам заряда источников питания (аккумуляторов) инструмента с электрическим приводом. Технический результат - повышение качества заряда источников питания.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности, увеличение времени бесперебойной работы и экономия электроэнергии.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации свинцовых стационарных аккумуляторов на различных объектах. Техническим результатом изобретения является создание ускоренного способа заряда без ухудшения характеристик.

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат - снижение массогабаритных показателей, повышение надежности и расширение диапазона регулирования.

Способ зарядки автомобильного аккумулятора относится к области зарядки батарей от зарядного агрегата с неэлектрическим первичным источником и предназначен для зарядки автомобильного аккумулятора с использованием магнитного поля Земли в результате движения автомобиля.

Использование: в области электротехники. Технический результат - увеличение срока службы аккумуляторных батарей.

Использование: в области электротехники и связи. Технический результат - повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Универсальное зарядное устройство для подзарядки перезаряжаемых аккумуляторов содержит корпус, соединительный блок, образованный на указанном корпусе для приема перезаряжаемого аккумулятора, причем указанный соединительный блок содержит механизм крепления для крепления с возможностью отсоединения указанного перезаряжаемого аккумулятора к указанному корпусу и схему управления питанием, функционально интегрированную с указанным корпусом, причем указанная схема управления питанием выполнена с возможностью определения рабочих параметров и параметров зарядки указанного перезаряжаемого аккумулятора, прикрепленного к указанному механизму крепления, в котором указанная схема управления питанием управляет перезарядкой указанного аккумулятора в зависимости от указанных определенных рабочих параметров и параметров зарядки. 8 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к электротехническим устройствам, в частности к приводным инструментам, питающимся от аккумуляторов. Технический результат - повышение эффективности зарядки аккумуляторов. Каждое из зарядного устройства для аккумуляторов и аккумуляторного источника питания имеет микрокомпьютер. Соответствующие микрокомпьютеры совместно выполняют обмен данными, в то время как аккумуляторный источник питания заряжается посредством зарядного устройства для аккумуляторов, и подтверждают рабочее состояние микрокомпьютера другой стороны в обмене данными (подтверждение взаимодействия) на основе результата обмена данными. Когда нарушение в работе одного из микрокомпьютеров обнаружено, другой микрокомпьютер выполняет предварительно определенный процесс для прекращения зарядки. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к электротехническим устройствам, используемым для заряда аккумуляторов. Технический результат - унификация зарядного устройства для обеспечения заряда аккумуляторов с различными напряжениями. Зарядное устройство, содержащее блок вывода зарядного напряжения; блок установки продолжительности включения; блок вывода сигнала PWM; блок генерации опорного напряжения; блок ограничения опорного напряжения; блок генерации обнаруженного напряжения; и блок управления зарядным напряжением. Блок генерации опорного напряжения генерирует опорное напряжение для определения, достигло ли зарядное напряжение целевого зарядного напряжения посредством сглаживания сигнала PWM, выводимого из блока вывода сигнала PWM. Блок ограничения опорного напряжения ограничивает, по меньшей мере, одно из максимального значения или минимального значения опорного напряжения, генерированного блоком генерации опорного напряжения. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Технический результат заключается в ускорении процессов выравнивания заряда в накопителях и повышении их кпд и сложности. Для этого в заявленном устройстве в блоки управления накопителями на нижнем уровне управления батареей помимо имеющегося трансформаторного канала активного селективного выравнивания введен второй дроссельный канал активного соседнего выравнивания, позволяющий осуществлять внутримодульное выравнивание заряда накопителей под управлением блоков нижнего и среднего уровня управления и одновременно проводить межмодульное выравнивание с помощью трансформаторного канала селективного выравнивания и накопительной магистрали под управлением блока управления батареей верхнего уровня управления. 1 ил.

Изобретение относится к аккумуляторной батарее, которая используется в качестве источника питания для переносных электрических инструментов. Техническим результатом является создание новой конструкции аккумуляторной батареи, которую легко извлечь из корпуса электрического инструмента. Указанный технический результат достигается тем, что корпус аккумуляторной батареи включает в себя участок для зацепления пальцем, входящий в зацепление с пальцем или пальцами оператора в направлении извлечения корпуса аккумуляторной батареи из электрического инструмента, блокировочное устройство, способное блокировать с возможностью высвобождения корпус аккумуляторной батареи относительно электрического инструмента и рабочий элемент для разблокировки блокировочного устройства. 8 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Сущность изобретения состоит в том, что каждый из последовательно соединенных электрических накопителей энергии имеет на нижнем уровне управления блок управления единичным накопителем, запитанный от накопителя и связанный на среднем уровне управления через внутримодульный гальванически развязанный последовательный канал связи с соответствующим блоком управления модулем электрических накопителей, запитанный от модуля и подключенный на верхнем уровне управления через межмодульный гальванически развязанный последовательный канал связи с запитанным от батареи блоком управления батареей. Блок управления накопителем состоит из устройства контроля и управления на основе микроконтроллера и устройства выравнивания на основе трансформаторной схемы, выполненного в виде устройства двунаправленной передачи энергии от отдельного накопителя батареи через датчик тока в сквозную для батареи накопительную магистраль постоянного тока и обратно, содержащую параллельно соединенные конденсаторы блоков управления накопителями, подключенные параллельно вторичным обмоткам накопительного трансформатора, выполненного по типу трансформатора обратно-ходового преобразования напряжения, повышающего в сторону накопительной магистрали батареи, с зашунтированными диодами электронными ключами в первичной и вторичной обмотках трансформатора, управляемыми от соответствующих драйверов с помощью микроконтроллера блока управления накопителем. Блок управления модулем накопителей подключен к блоку терморегуляции, а блок управления батареей, выполненный на основе микроконтроллера с повышенными производительностью и объемом памяти, - к датчику тока батареи, коммутатору с предохранителем и бортовому зарядному устройству, а также через гальванически развязанный канал последовательной связи к бортовому зарядному устройству и к внешним системам. Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что предложена иерархическая трехуровневая система управления батареей электрических накопителей энергии, в которой нижний уровень управления полностью интегрирован с каждым накопителем и содержит трансформаторную схему выравнивания, позволяющую контролируемо передавать энергию с любого накопителя и обратно в сквозную для батареи накопительную магистраль постоянного тока и тем самым селективно перераспределять энергию между накопителями независимо от их месторасположения под управлением блоков управления всех трех уровней, при этом блок управления модулем накопителей среднего уровня управления дополнительно решает задачу терморегуляции батареи, а блок управления батареей верхнего уровня управления решает задачи накопления статистических данных и выполнения функций электронного архива событий, экспертного анализа для диагностирования элементов батареи, оценки остаточного ресурса и оптимизации заряда от бортового зарядного устройства в зависимости от состояния накопителей и внешних условий, а также обеспечения толерантности к типу электрических накопителей энергии. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы батарейного источника питания. Электрический инструмент, содержащий: корпус инструмента, электрическую нагрузку, расположенную внутри упомянутого корпуса инструмента; интерфейс источника питания для упомянутого электрического инструмента, содержащий: интерфейс первого батарейного источника питания, приспособленный для съемного прикрепления первого батарейного источника питания и содержащий входную клемму положительного электрода первой батареи и входную клемму отрицательного электрода первой батареи; интерфейс второго батарейного источника питания, приспособленный для съемного прикрепления второго батарейного источника питания и содержащий входную клемму положительного электрода второй батареи и входную клемму отрицательного электрода второй батареи, при этом входная клемма отрицательного электрода первой батареи электрически соединена последовательно с входной клеммой положительного электрода второй батареи, при этом входная клемма положительного электрода первой батареи электрически соединяется с входной клеммой отрицательного электрода второй батареи через упомянутую электрическую нагрузку. Индикаторы (160; 260), приспособленные для сообщения информации относительно соответствующих состояний первых батарейных источников питания, расположены таким образом, что одновременно видимы пользователем электрического инструмента. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 22 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система включает в себя аккумуляторный источник питания для электрического приводного инструмента и вспомогательный источник питания. Аккумуляторный источник питания имеет аккумулятор и схему мониторинга. Аккумулятор оснащается, по меньшей мере, одним элементом аккумулятора. Схема мониторинга приводится в действие посредством электроэнергии, подаваемой от аккумулятора, и отслеживает состояние аккумулятора. Вспомогательный источник питания выводит электроэнергию, позволяющую схеме мониторинга работать. Схема мониторинга выполнена так, что когда схема мониторинга является неработоспособной при электроэнергии аккумулятора вследствие снижения напряжения аккумулятора, схема мониторинга становится работоспособной от электроэнергии, подаваемой от вспомогательного источника питания. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к зарядной системе для электрических транспортных средств. Технический результат - обеспечение возможности одновременного заряда нескольких транспортных средств без увеличения стоимости зарядной станции. Система содержит, по меньшей мере, один зарядный порт с интерфейсом для обмена энергией с, по меньшей мере, одним электрическим транспортным средством, по меньшей мере, один силовой преобразователь для преобразования энергии, поступающей от источника энергии, такого как электрическая сеть, в подходящий формат для зарядки транспортного средства, при этом силовой преобразователь находится в удаленном местоположении от зарядного порта, например таком, как отдельная комната и/или отдельное здание. 2 н.и 10 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к автомобильной транспортной энергетической системе с принципом периодической зарядки и разрядки. Автомобильная транспортная энергетическая система содержит автомобильную электрическую дорогу, станции зарядки и разрядки электромобилей, транспортное средство. Станции зарядки и разрядки состоят из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи положительного заряда, шины подачи отрицательного заряда, аварийного генератора. Станции зарядки расположены на подъемах. Станции разрядки расположены на спусках. Транспортное средство является активным элементом. Транспортное средство содержит автомобильную колесную базу, электродвигатели, батареи, энергогенерирующий механизм, систему рекуперации, систему временного хранения и правильного распределения энергии. На днище транспортного средства располагается штанга подачи электрического тока с подъемно-спусковым механизмом. Зарядка и разрядка производится во время движения. Технический результат заключается в увеличении запаса хода электромобиля. 3 ил.
Наверх