CN112440249A - 具有无线开关的工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具，其设置有第二开关，该第二开关被致动以便使用该工具。第二开关位于第二手柄上，该第二手柄由操作者用与致动主触发开关的手不同的手抓握。第二开关和工具之间的通信通过指示第二开关已经被致动的无线信号发生。

Description

具有无线开关的工具

技术领域

本发明总体地涉及电动工具以及具有两个开关的装置，所述两个开关被致动以操作所述工具。

背景技术

装配操作中使用多种类型的电动工具。在一些情况下，期望电动工具具有用于操作工具的两个手柄。例如，该工具可以具有一个手柄，该手柄带有用于操作者启动和关闭该工具的触发开关。在可能从工具输出显著扭矩的情况下，可能期望具有第二手柄，操作者可以用他的另一只手抓握该第二手柄以抵抗扭矩输出。在高扭矩应用中和在工业环境中，可能期望操作者在工具操作之前将双手放在工具上。虽然这在一些电动工具中已经实现，该电动工具具有第二开关，该第二开关在除了触发开关之外还被按压以便操作该工具，但是这种解决方案需要在第二开关和触发开关之间的硬接线。然而，这对于具有可移动或可移除的第二手柄的电动工具是困难的，因为第二手柄和触发开关之间的有线连接将需要随着手柄弯曲和移动的暴露电线、第二手柄和工具主体之间的可移动电接触、或一些其它复杂的布置。因此，本发明人相信，将期望提供一种改进的电动工具，该电动工具具有两个手柄，当使用该工具时，该手柄由操作者握持。

发明内容

描述了一种电动工具，该工具带有两个手柄，供操作员在使用工具时抓握。每个手柄具有开关，该开关被致动以便使工具操作。所述开关中的一者耦合到无线发射器，所述无线发射器在所述开关被致动时发射无线信号。该工具具有无线接收器，该无线接收器接收无线信号以确定开关何时已被致动。

附图说明

通过结合附图阅读下面的描述，可以更充分地理解本发明，在附图中：

图1是电动工具的侧视图；

图2是另一电动工具的透视图；

图3是用于电动工具的第二手柄的分解图；

图4是用于电动工具的另一第二手柄的透视图；

图5是图4的第二手柄的透视图，其中移除了电池盖；

图6是电池盖的透视图；

图7是图4的第二手柄的第二开关杆的透视图；

图8是图4的第二手柄的第二开关的顶部透视图；

图9是图8的第二开关的底部透视图；

图10是第二手柄的电路图；以及

图11是工具壳体的电路图，其中，图11包含图11-1和图11-2，以下对图11的引用均是指图11-1和图11-2的整体。

具体实施方式

现在参照附图，特别是图1，示出了电动工具10。尽管本文中本发明可以使用多种电动工具，但图中所示的工具10是扭矩驱动器10。如图所示，工具10具有工具壳体12，该工具壳体12包围电动机14。尽管电力可以由电线提供，但是图1中所示的工具10是具有电池16的无绳工具10，电池16提供电力以操作电动机14和机载控制***18。工具壳体12还包括第一手柄20，操作者在使用工具10时抓握该第一手柄20，例如，以拾取工具10、移动工具10并将其定位。第一手柄20还包括第一开关22，诸如传统的触发开关22，其启动和关闭电动机14以在输出驱动器24处产生扭矩。

电动工具10还具有与工具壳体12连接的第二手柄26。典型地，当使用工具10时，操作者将用一只手握持第一手柄20并致动触发开关22，并且将用另一只手握持第二手柄26。第二手柄26可用于在高扭矩应用中抵抗工具10的扭矩输出。优选地，第二手柄26可相对于工具壳体12移动，并且也可从工具壳体12移除。例如，手柄26可以连接到开口夹紧环28，开口夹紧环28以传统方式用一个或多个螺纹紧固件30紧固到工具壳体12的前部上。

电动工具10还可以设置有扭矩倍增器32，该扭矩倍增器32位于第二手柄26的后面。即，第二手柄26位于第一手柄20和扭矩倍增器32之间。扭矩倍增器32可以是可选的附件，其可以连接到标准扭矩驱动器34的输出驱动器以增加工具10的最终扭矩输出。由于扭矩倍增器是已知的，所以只需要简单的描述。如图所示，扭矩倍增器32包括由标准扭矩驱动器34的驱动输出驱动的一个或多个齿轮减速装置（例如，行星齿轮）。然后，扭矩倍增器32的输出驱动器24连接到旨在被拧紧的螺纹紧固件（例如，螺母）。

由于可以利用扭矩倍增器32从工具10输出大的扭矩，操作者可能不能通过单独握持第一手柄20和第二手柄26来完全抵抗扭矩输出。因此，可能期望还在扭矩倍增器32上提供反作用臂36。反作用臂36用作第三手柄，该第三手柄可以被限制以抵抗工具10的扭矩输出。即，输出驱动器24相对于反作用臂36旋转。然而，与第一手柄20和第二手柄26不同，反作用臂36不旨在***作者抓握。相反，当使用时，反作用臂36旨在抵靠工件的实心特征定位，使得当紧固件被输出驱动器24紧固时，工件吸收阻力。

如图2中所示，第二手柄26可以设置有第二开关38。在使用中，直到触发开关22和第二开关38已经被致动，电动机14才启动以从工具10输出扭矩。因此，为了操作工具，操作者将一只手放在每个手柄20、26上以打开工具10。触发开关22和第二开关38通常是按钮22、38，当开关22、38中的任一个被释放时，按钮22、38关闭电动机14。因此，操作者将他的双手保持在工具10上，并且在工具10的操作期间保持两个开关22、38被按压。

第二手柄26在图3中以分解图示出了其本身。如图所示，手柄26可以连接到夹紧环28。为简单起见，没有示出夹紧特征，但是应当理解的是，夹紧环28可以以期望的取向紧固到工具10上，以将第二手柄26连接到工具壳体12。第二手柄26优选地具有空腔40，小的印刷电路板42被封闭在该空腔40内。插头44可以用于封闭空腔40的开口。还可以提供第二开关38，其通过插头44中的开口连接到印刷电路板42。

第二手柄26的另一变型在图4中示出。如图所示，夹紧环28连接到工具壳体12的前部部分。除了通过旋转夹紧环28而能够可旋转地调节之外，这种变型还允许第二手柄26围绕径向轴线46枢转，以提供进一步的定制。同样，第二开关38可以是铰接杆38A，该铰接杆38A可以由操作者的抓握手柄26的手指而不是操作者用拇指推动的手柄26的端部上的按钮38致动，如图2和图3中所示。还示出了在手柄26的底侧上的电池盖48。

在图5中，为了说明，图4中的手柄26的电池盖48已被移除。电池盖48在图6中单独示出。如图所示，电池盖48的内部可以具有槽50以储存备用电池52。再参照图5，与图3的手柄26一样，印刷电路板42被封闭在手柄26中的空腔40内。印刷电路板42优选地在其上还具有电池54，以向印刷电路板42提供电力。由于印刷电路板42在低功率下操作，所以纽扣电池54可以是优选的，以使手柄26中的部件的尺寸最小化，同时提供足够的电池54的寿命。铰接杆38A也在图7中示出。优选地，铰接杆38A是半透明的，以使光穿过，如下面进一步解释的。

第二手柄26的印刷电路板42在图8-9中示出。如图8中所示，印刷电路板42具有天线56以发射无线信号。如下面进一步解释的，印刷电路板42与工具控制器18或与监督控制***无线通信，以指示第二开关38已经被致动。因此，当触发器22已被按压并且当印刷电路板42发射指示第二开关38已被按压的无线信号时，电动机14被启动。在其中来自第二手柄26的无线信号直接由工具壳体12中的控制器18接收的情况下，传输距离特别短（例如，1-2英尺）。因此，在这种装置中，可以降低无线发射器58的功率电平，以将传输距离限制为小于10英尺。如图所示，可能优选的是，第二手柄56的天线56仅是印刷电路板42上的导电迹线56，特别是由于在与工具壳体12中的控制器18直接通信的情况下的短传输距离。因此，在第二手柄26中的单独的物理天线可以不是必需的。同样，工具壳体12中的无线接收器66（图11）可以与天线64通信，天线64仅仅是印刷电路板上的导电迹线64，而不需要单独的物理天线。

可能还期望第二手柄26包括用于指示手柄26的状态的灯60。例如，图8中的按钮38可以在按钮38内部具有灯60（例如，LED 60），当按钮38被按压时，该灯60点亮。如图5中所示，按钮38被定位在铰接杆38A的下方，使得当铰接杆38A被按压时，按钮38被杆38A按压。在铰接杆38A是半透明的情况下，点亮的灯60可以从其穿过发光，以提供按钮38已经被致动的外部指示。灯60还提供指示，指示印刷电路板42正被提供有来自电池54的足够功率，因为当电池54电量低时，电池54将不能提供功率来点亮灯60。因此，操作者可以通过按压杆38A并且看不到灯60发光而容易地判断电池54何时需要更换。应当理解的是，灯60还可以用于指示第二手柄26中的其它条件，包括第二开关38是否可操作地起作用的诊断条件。

图10和图11示出了第二手柄26和工具壳体12的电路原理图，其中图10是第二手柄26的电路原理图，而图11是工具壳体12的电路原理图。应当理解的是，电路原理图可以分别在位于第二手柄26和工具壳体12内的一个或多个印刷电路板（例如，PCB 42）上实现。在图10中，第二手柄26包括编码器62，该编码器存储唯一的无线地址和将在无线传输中发送的数据。在本实施例中，所传输的数据的内容不是关键的，并且可以包括当按压第二开关38时连续传输的8位数据。例如，数据可以是由编码器62的引脚0-7定义的10000000。无线地址优选地在工具10的制造过程中在工厂（例如，使用引脚11）编程到编码器62中，并且与工具壳体12电路配对，使得工具壳体12电路仅接收来自第二手柄26（或监督控制***）的无线信号。第二手柄26还包括无线发射器58，其发射来自编码器62的无线地址和数据（例如，编码器62的引脚9和发射器58的引脚2）。发射器58通过天线56发射无线信号。优选地，无线地址和数据仅在第二开关38被按压时被发射。因此，在一个实施例中，第二开关38可以耦合到电池54，使得仅当第二开关38（按钮38）已经被按压时才向编码器62和发射器58供电。即，当按钮38未被按压时，不向编码器62和发射器58供电，这阻止了任何无线信号的发送。

转到图11，通过天线64和接收器66从第二手柄26（或监督控制***）接收无线信号。然后，接收到的地址和数据被传送到解码器68，该解码器68已经用唯一地址和预期的数据编程。当解码器68接收到与预期地址和数据匹配的信号时，解码器68输出激活信号（例如，引脚13）。当第一手柄20的触发器22已经被按压（例如，第二连接器70的引脚3）时，输出另一激活信号。两个激活信号都可以作为输入提供给NAND（或者 AND）门72，使得如果触发开关22和第二开关38都已经被按压，则输出电动机14激活信号。电动机14激活信号然后被发送到DSP或其它控制器（例如，通过第一连接器74的引脚3）以启动电动机14。还可能期望提供一种模式开关76，如果需要的话，该模式开关76禁止使用第二开关38。因此，如果模式开关76被拨动（flipped）（例如，1-2），则触发器22激活信号将绕过NAND门72，并且被直接馈送到电动机14控制器（例如，第一连接器74的引脚3）。应当理解的是，虽然第二手柄26的整个电子电路***可以由图10的示意图表示，并且可以结合在单个印刷电路板42上，但是工具壳体12将包括附加的电动机42控制电路***，并且可能包括可以结合在单个或多个印刷电路板上的其它控制电路***。因此，图1中所示的控制器18被一般地示出，以示出可以用于控制工具10的所有各种控制***18，所述工具10可以至少部分地包括图11的电子设备。与仅通过无线连接耦合到工具壳体12的控制器18的第二开关38不同，触发开关22、无线接收器66和控制器18优选地在工具壳体12内直接有线连接在一起。

尽管从第二手柄26到工具壳体12的无线传输可以在多种频率上发生，但是无线频率优选地为433 MHz（具体地，433.92 MHz），因为该频率已经被许多国家留作诸如本文所述的***的可用频率。因此，433MHz的频率允许工具10在许多国家使用，而不需要改变无线传输频率。

应当理解的是，第二手柄26和工具壳体12之间的无线通信可以以多种方式进行。例如，如上所述，如果需要，工具壳体12的无线接收器66可以直接从第二手柄26的无线发射器58接收无线信号。然而，也可以将监督控制***结合到控制***中，该控制***能够使电动机14在工具壳体12中操作。例如，第二手柄26和工具壳体12之间的通信可以保持如上所述，但是工具壳体12的控制器18还可以要求接收来自监督控制***的无线信号，以在启动电动机14之前授予操作许可。因此，在该示例中，在工具电动机14能够操作之前需要三个条件：触发开关22被致动、第二开关38被致动、以及由监督控制***授予的许可。替代性地，监督控制***可以介入第二手柄26和工具壳体12之间。在这种装置中，第二手柄26可以与监督控制***无线通信，以指示第二开关38已经被按压，而不是与工具壳体12无线通信。然后，监督控制***可以与工具壳体12无线通信，以授予电动机14操作的许可，这可以至少部分地基于监督控制***从第二手柄26接收到指示第二开关38已经被按压的无线信号。

尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是应当理解的是，本发明并不限于此，在不脱离本发明的情况下，可以进行修改。尽管本文所描述的每个实施例可以仅涉及某些特征，并且可能不具体涉及关于其它实施例所描述的每个特征，但是应当认识到，除非另外描述，否则本文所描述的特征是可互换的，即使在没有提及特定特征的情况下也是如此。还应当理解的是，上述优点不一定是本发明的唯一优点，并且不一定预期利用本发明的每个实施例将实现所有所述优点。本发明的范围由所附权利要求书限定，并且在权利要求书的含义范围内的所有装置和方法，无论是字面上的还是等同的，都旨在包含在本文中。

Claims (20)

1.一种电动工具，包括：

设置在工具壳体内的电动机；

第一手柄，其能够由操作者的一只手抓握，所述第一手柄连接到所述工具壳体；

第一开关，其设置在所述第一手柄上；

第二手柄，其能够由所述操作者的另一只手抓握，所述第二手柄连接到所述工具壳体；

第二开关，其设置在所述第二手柄上；

无线发射器，其设置在所述第二手柄上并且耦合到所述第二开关，当所述第二开关被致动时，所述无线发射器发射第一无线信号；

无线接收器，其设置在所述工具壳体上；

控制器，其耦合到所述第一开关和所述无线接收器，

其中，当所述第一开关被致动并且所述无线接收器从监督控制***接收指示所述第二开关已经被致动的所述第一无线信号或第二无线信号时，所述控制器启动所述电动机。

2.根据权利要求1所述的电动工具，还包括扭矩倍增器和反作用臂，所述第二手柄设置在所述第一手柄与所述扭矩倍增器和反作用臂之间。

3.根据权利要求2所述的电动工具，还包括输出驱动器，其中所述输出驱动器和所述反作用臂能够相对于彼此旋转。

4.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述第二手柄能够相对于所述工具壳体旋转。

5.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述第二手柄能够从所述工具壳体移除。

6. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述无线发射器和所述无线接收器以433MHz的频率进行发射和接收。

7.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述无线发射器的功率电平将所述第一无线信号的距离限制为小于10英尺。

8.根据权利要求1所述的电动工具，还包括耦合到所述无线发射器的第一天线，所述第一天线仅仅是印刷电路板上的迹线，而没有单独的物理天线。

9.根据权利要求1所述的电动工具，还包括耦合到所述无线接收器的第二天线，所述第二天线仅是印刷电路板上的迹线，而没有单独的物理天线。

10.根据权利要求1所述的电动工具，还包括为所述无线发射器供电的电池，所述电池是纽扣电池。

11.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述第二手柄包括电池通道门和在所述第二手柄内的备用电池。

12.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述第一开关和所述无线接收器有线连接到所述控制器。

13.根据权利要求1所述的电动工具，还包括模式开关，当所述第一开关被致动而所述无线接收器没有接收到指示所述第二开关已经被致动的所述第一无线信号或所述第二无线信号时，所述模式开关允许所述控制器启动所述电动机。

14.根据权利要求1所述的电动工具，其中，当所述第一开关被致动并且所述无线接收器从所述第二手柄的所述无线发射器接收所述第一无线信号时，所述控制器启动所述电动机。

15.根据权利要求1所述的电动工具，其中，当所述第一开关被致动并且所述无线接收器从所述监督控制***接收所述第二无线信号时，所述控制器启动所述电动机，所述第二无线信号响应于所述监督控制***从所述第二手柄的所述无线发射器接收所述第一无线信号连同由所述监督控制***授予的操作许可而被发射。

16.根据权利要求1所述的电动工具，其中，当所述第一开关被致动并且所述无线接收器从所述第二手柄的所述无线发射器接收所述第一无线信号连同从所述监督控制***接收授予操作许可的所述第二无线信号时，所述控制器启动所述电动机。

17.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述第二开关包括在所述第二手柄上的铰接杆，所述铰接杆被所述操作者的另一只手挤压以致动所述第二开关。

18.根据权利要求1所述的电动工具，还包括耦合到所述第二开关的灯，当所述第二开关被致动时，所述灯被点亮。

19.根据权利要求1所述的电动工具，还包括耦合到所述第二开关的灯，当所述第二开关操作地起作用时，所述灯被点亮。

20.根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述无线发射器设置在所述第二手柄内，并且所述无线接收器设置在所述工具壳体内，所述第二手柄与所述工具壳体分离但能够连接到所述工具壳体，并且所述第一手柄是所述工具壳体的一部分。

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