CN204833259U - 电动工具及电动工具*** - Google Patents

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Abstract

本实用型新提供了一种使用通用协议来与电动工具通信的方法和***。该通用协议可以通过使用安装于各种电动工具和其它设备中以实现与其通信的通用核模块来实施。去往和来自所述电动工具的通信一旦被接收到则被转换为通用协议。被转换的通信由一个特定的工具的通用核模块根据规则集来处理。作为响应，该通用核模块根据通用协议以及规则集输出通信，为了使得由工具的部件或外部设备接收，该通信可以被转换为其它协议。该通信可以用于例如从工具获得工具性能数据以及提供固件的更新。

Description

电动工具及电动工具***
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年7月17日提交的申请号为No.61/672,530的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容在此引合作为参考。
背景技术
本实用型新涉及用于电动工具和其它设备的通信协议。
实用型新内容
协议是定义了通信如何在两个组件之间发生的规则集。例如，协议可以定义一个或多个用于在组件之间通信的语法、语义以及同步规则，包括有关用于数据交换的数据格式、用于数据交换的地址格式、地址映射、路由规则、传输错误的检测/校正、确认消息、信息损失的处理、信息流的方向和定时、序列控制以及流控制的规则。在特定的应用中所选用的协议的复杂性是可变化的。
本实用型新的实施方式涉及一种用于与电动工具通信的通用协议，该协议使得可以执行例如性能数据的检索或固件的安装。本实用型新的实施方式还涉及一种实施通用协议的接口模块，该通用协议用于各种电动工具和其它设备以实现与这些电动工具和其它设备的通信。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种电动工具，该电动工具包括：电机；电机驱动装置，所述电机驱动装置与所述电机电连接；电源，所述电源与所述电机驱动装置电连接；物理接口，所述物理接口包括I/O端口以及可选的无线天线以允许所述电动工具与外部设备通信；存储器；控制器，所述控制器与所述存储器、所述电机驱动装置和所述物理接口连接；电机驱动模块，所述电机驱动模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器向所述电机驱动装置提供控制信号，从而所述电机驱动装置选择性地将电力从所述电源提供到所述电机；以及接口模块，所述接口模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器实施与所述I/O端口或可选的无线天线一起使用的通用协议，从而允许在所述电动工具与其他设备之间进行通信，其中所述接口模块包括通用核模块和工具接口模块，所述通用核模块通用于多个不同类型的电动工具，而所述工具接口模块仅特定于一种类型的电动工具。
优选地，所述电动工具的所述接口模块包括：物理接口模块，所述物理接口模块与外部设备和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述外部设备之间的通信的转换；工具部件接口模块，所述工具部件接口模块与所述通用核模块和所述电动工具的内部部件可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述电动工具的内部部件之间的通信的转换。
优选地，所述电动工具的所述通用核模块通用于选自电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝钻、研磨机、冲击扳手、旋转锤以及冲击钻的至少两个工具；而所述工具接口模块仅特定于所述两个选定的工具的其中一个。
优选地，所述电动工具的所述外部设备是智能电话、笔记本电脑、手持式设备、另一电动工具、工具电池或工具附件中的其中一个。
优选地，所述电动工具进一步包括与所述控制器连接的传感器，以及由所述控制器安装在所述存储器的来自所述传感器的工具性能数据，其中所述工具部件接口模块与所述存储器和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述存储器和所述通用核模块之间的工具性能数据的转换。
优选地，所述电动工具进一步包括电池，所述电池具有可连接到物理接口的端子，其中所述工具部件接口模块与所述电池的内部部件和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述电池的内部部件和所述通用核模块之间的通信的转换。
在本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种电动工具***，该***具有选自电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝钻、研磨机、冲击扳手、旋转锤以及冲击钻的至少两个工具，每个工具包括：电机；电机驱动装置，所述电机驱动装置与所述电机电连接；电源，所述电源与所述电机驱动装置电连接；物理接口，所述物理接口包括I/O端口以及可选的无线天线以允许所述电动工具与外部设备通信；存储器；控制器，所述控制器与所述存储器、所述电机驱动装置和所述物理接口连接；电机驱动模块，所述电机驱动模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器向所述电机驱动装置提供控制信号，从而所述电机驱动装置选择性地将电力从所述电源提供到所述电机；以及接口模块，所述接口模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器实施与所述I/O端口或可选的无线天线一起使用的通用协议，从而允许在所述电动工具与其他设备之间进行通信，其中所述接口模块包括通用核模块和工具接口模块，所述通用核模块通用于所述至少两个工具，而所述工具接口模块仅特定于所述至少两个工具中的一个。
优选地，所述电动工具***中的所述工具接口模块包括：物理接口模块，所述物理接口模块与外部设备和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述外部设备之间的通信的转换；工具部件接口模块，所述工具部件接口模块与所述通用核模块和所述电动工具的内部部件可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述电动工具的内部部件之间的通信的转换。
优选地，所述电动工具***中的所述通用核模块通用于选自电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝钻、研磨机、冲击扳手、旋转锤以及冲击钻的至少两个工具；而所述工具接口模块仅特定于所述两个选定的工具的其中一个。
优选地，所述电动工具***中的所述外部设备是智能电话、笔记本电脑、手持式设备、另一电动工具、工具电池或工具附件中的其中一个。
优选地，所述电动工具***进一步包括与所述控制器连接的传感器，以及由所述控制器安装在所述存储器的来自所述传感器的工具性能数据，其中所述工具部件接口模块与所述存储器和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述存储器和所述通用核模块之间的工具性能数据的转换。
优选地，所述电动工具***进一步包括电池，所述电池具有可连接到物理接口的端子，其中所述工具部件接口模块与所述电池的内部部件和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述电池的内部部件和所述通用核模块之间的通信的转换。
在一个实施方式中，本实用型新提供了一种在多个工具上实施通用协议的方法，该多个工具包括各种电动工具类型。该方法包括生成接口模块，该接口模块包括通用核模块和接口模块，并且接下来将接口模块安装在多个工具中的每一个的存储器中。通用核模块用于实施通用协议并且其通用于多个工具。通用核模块包括规则集，该规则集能够实现对根据通用协议的通信的解释和处理。接口模块特定于每个电动工具类型，并且被配置为将在去往通用核模块的路径上的通信转换为通用协议，以及将由通用核模块输出的通信从通用协议转换为其它协议。
在另一个实施方式中，本实用型新提供了一种通用协议***，该***包括多个工具和接口模块。该多个工具包括各种电动工具类型，每个工具都包括存储器。接口模块被安装在每个工具的存储器中并且包括通用核模块和接口模块。通用核模块被用于实施通用协议并且通用于多个工具。通用核模块包括规则集，该规则集能够实现对根据通用协议的通信的解释和处理。接口模块特定于每个电动工具类型。接口模块被配置为将在通往通用核模块的路径上的通信转换为通用协议，以及将由通用核模块输出的通信从通用协议转换为其它协议。
在该方法和***的一些实施方式中，各种电动工具类型包括具有不同的动力平台的工具。例如，在一些实施方式中，各种电动工具类型包括至少由AC电源和AC电源供电的工具。此外，在一些实施方式中，各种电动工具类型包括至少由两个4V电池组、12V电池组、18V电池组、28V电池组以及36V电池组供电的工具。因此，通用核模块通用于具有不同的动力平台的各种工具。
通过考虑详细的说明书和附图，本实用型新的其它方面将变得明显。
附图说明
图1A-1B示出了根据本实用型新的实施方式的包含了通用协议的工具。
图1C示出了用于为图1B的工具供电的电池。
图2示出了包含了通用协议的工具的控制器。
图3示出了包含了通用协议的工具的存储器。
图4示出了接口软件，包括用于实施通用协议的通用核软件。
图5A-5B示出了在外部设备和工具部件之间的根据通用协议的示例性通信流。
图6示出了在多个各种工具和配件上实施通用核模块的方法。
图7示出了用于实施通用核模块的示例性规则集的方法。
具体实施方式
在详细阐述本实用型新的任何实施方式之前，应该理解的是，本实用型新在其应用中并不仅限于在下面的说明书中所描述的或在下面的附图中示意的构造的细节以及部件的布置。本实用型新能够具有其他实施方式并且可以以多种不同的方式被实践或实施。
还应当指出的是，多种基于硬件和软件的设备，以及多种不同的结构部件可以被用于实现本实用型新。此外，需要理解的是，本实用型新的实施方式可以包括硬件、软件以及电子部件或模块，为了讨论的目的，这些硬件、软件以及电子部件或模块可以被表示和描述为仿佛大部分的部件都仅以硬件实现。然而，本领域的技术人员在阅读了详细的说明书后应该意识到，在至少一个实施方式中，本实用型新基于电子的方面可以在由一个或多个处理器执行的软件(例如，存储在非临时性计算机可读介质上)中被实施。因此，应该注意到的是，多个基于硬件和软件的设备，以及多个不同结构的部件可以被采用以实施本实用型新。此外，如在随后的段落中所描述的，在附图中示出的特定机械配置旨在举例说明本实用型新的实施方式，而其他替代的机械配置也是可行的。例如，在说明书中描述的“控制器”可以包括标准的处理部件，例如一个或多个处理器、一个或多个计算器可读介质模块、一个或多个输入/输出接口以及连接各部件的多种连接(例如***总线)。在一些情况中，在说明书中描述的控制器可以被实施在通用处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)中的一个或其组合中。
图1A和1B各自示出了根据本实用型新的实施方式的合并有通用协议的电动工具100。图1A的电动工具100a是从AC电源(未示出)接收电力的AC电动工具，该AC电源例如是通过电源线105的标准120V/60Hz电源。图1B的电动工具100b是从DC电池110接收电力的DC电动工具。如图1C所示，电池110包括用于与电动工具100b连接的两个端子115，正极端子115a和负极端子115b。虽然未被示出，但是电动工具100b具有用于在电池110被***至电动工具100b时与端子115形成连接的对应端子。在一些情况中，额外的端子可被提供以用于复制连接点和/或用于提供单独的通信路径以使得电动工具100b与电池110的内部部件通信。电池110是塔型电池，其可以包括锁紧机构以确保在操作过程中电池110保持与电动工具100b耦合。在一些实施方式中，电池110不包括垂直塔而是具有替代的电池配置，例如通过水平的轨和槽的布置来滑动地啮合电动工具100b。
图2示出了电动工具100的框图。电动工具100包括与电力模块130通信并从其接收电力的控制器125。在由电池供电的电动工具100b中，电力模块130通过电池110的端子115和电力模块130的匹配端子(未示出)被耦合至电池110。在AC供电的电动工具100a中，AC电源135而不是DC电池110被耦合至电力模块130。电力模块130还可以包括功率调节和转换电路以确保提供给电动工具100a和100b的各种部件的电力是在适当的级别的。
控制器125还被耦合至无线天线140和输入/输出(I/O)端口145。如将在下文中更详细描述的，无线天线140和I/O端口145允许工具100b与外部设备通信，并且它们被统称为物理接口150。
控制器125也被耦合至用户输入155，该用户输入155可以包括一个或多个启动装置(例如触发器、按钮等)、一个或多个选择器(例如前向/反向选择器、光控制等)以及其它输入元件(速度级别、扭矩、等级等)，从而向控制器提供用户命令以指示用户期望电动工具100如何操作。
控制器125被耦合至存储器160。除了其它元件以外，存储器160包括由控制器125的处理单元执行的软件以控制在此描述的工具100的功能。控制器125还被耦合至电机驱动装置165、传感器170以及用户输出175。控制器125向电机驱动装置165提供控制信号，从而电机驱动装置165选择性地允许AC电源135和电池110的其中一个用电力驱动电机180。用于操作电机驱动装置165的控制信号根据(a)由控制器125从用户输入155以及传感器170接收到的信号和(b)由控制器125从存储器160接收且执行的软件和参数而被生成。电机180可以是无刷电机和有刷电机中的一种。
传感器170包括用于检测工具100的各种操作条件的一个或多个传感器，这些操作条件的例子包括在工具外壳内的温度、旋转位置、速度、加速度和/或电机180的方向、振动、工具的加速度、工具的位置等等。例如，传感器170可以包括用于检测电机180的位置、速度、加速度和/或方向的一个或多个霍尔传感器。控制器125可以接收霍尔传感器的输出以适当地为电机驱动装置165的换相控制信号定时。在一些情况中，电机驱动装置165可以直接地接收霍尔传感器的输出以控制电机180的换相的定时。用户输出175包括一个或多个LED、扬声器、振动元件等以通知用户工具100的状态。例如，如果发生了错误，例如电池电量低，工具100可以输出声音警报，LED可以闪烁和/或振动元件可以向用户提供触觉反馈。此外，控制器125可以选择性地激活和关闭一个或多个提供工作区域的照明的LED。在一些情况中，传感器170包括全球定位***(GPS)模块以提供工具100的位置，或者以无线方式与其它无线设备通信的信号强度传感器，该其它无线设备例如是在已知位置的固定无线单元，以确定工具相对无线设备的相对位置。
图3更详细地示出了存储器160。存储器被示意为是字可寻址的并且包括接口软件200、应用软件205、参数210以及性能数据记录215。应用软件205通常包括由控制器125执行以操作电动工具100的指令，例如，根据触发器的压下而以选定的方向驱动电机。参数210包括被存储的数值，该数值影响电动工具100的操作。例如，各种的扭矩、速度和限制参数可以被存储在参数210中。在操作过程中，控制器125根据在应用软件205中的指令可以检索并使用存储在参数210中的影响工具性能的数值。性能数据记录215为电动工具100存储性能数据。例如，除了其它信息以外，性能数据记录215可以包括的电机180的使用数据、电动工具100的温度、错误数据、电池电量级别、电池电流输出级别以及由控制器125获得的传感器数据。电机180的使用数据可以包括电机的旋转位置、速度、加速度、方向、温度、电流等等。
虽然存储器160被示出为单一单元，但是存储器160可以由各种单独地耦合至控制器125或通过总线耦合至控制器125的存储器组成。此外，存储器160的部分可以被嵌入在控制器125内。例如，参数210可以被存储在控制器125的存储器中。
如图4中所示，接口软件200包括三个主要部件：物理接口软件250、通用核软件255以及工具部件接口软件260。接口软件200包括使得控制器125能够执行由外部设备提供的命令的指令集。例如，接口软件200使得外部设备能够与工具100的部件通信，例如与工具部件265通信，工具部件265包括存储器160、传感器170、用户输入175以及电机驱动装置165(见图2)。
物理接口软件250包括使得控制器125能够解释通过物理接口150接收的信号的转换软件。例如，无线天线140可以根据无线协议接收和向控制器125发送信号，并且I/O端口145可以根据不同的协议接收和向控制器125发送信号。然而，物理接口软件250使得控制器125能够将从无线天线140和I/O端口145接收到的信号转换为通用协议。被转换的信号可以包括由控制器125根据通用核软件255处理的命令和数据的组合(统称“通用协议输入”)。
通用核软件255包括使得控制器125能够执行通过物理接口软件250和工具部件接口软件260提供的命令的规则集。通用核软件255还可以包括用于控制器125的引导加载程序。根据通用协议输入和通用核软件255的规则，通用核软件255视特定情况适当地根据通用协议向物理接口软件250和向工具部件接口软件260提供通用协议输出，即根据通用协议的命令和数据。工具部件接口软件260将通用协议输出转换成一个或多个用于与各种工具部件265相互作用的协议。
图5A-5B显示了在外部设备275和其中一个工具部件265(例如存储器160)之间的示例性通信流。图5A-5B的实施例将被描述为由外部设备275对工具100的存储器160进行读取；然而，来自外部设备275的通信也可以出于其他原因，例如存储器的写入、传感器的读取、固件的更新、检修等等。
如图5A所示，外部设备275，例如智能电话、笔记本电脑、手持式设备、其他电动工具或者附件，为了接收存储器160的性能数据记录215的目的而传递读取请求。读取请求通过物理接口150以第一协议，例如无线协议，传递至控制器125。控制器125通过物理接口软件250将读取请求从第一协议转换为通用协议。在转换之后，控制器125通过通用核软件255根据通用协议核软件255的规则集来解释并且处理被转换的读取请求。例如，读取请求可以包括发送请求的外部设备275的标识符和安全元件(例如密码)，而控制器125可以验证外部设备275是否被授权以请求该读取。控制器125还可以使用确认消息来回应外部设备275，该确认消息被物理接口软件250在外部设备275的路径上从通用协议转换为第一协议。在验证之后，控制器125经由工具部件接口软件260将通用协议中的读取请求转换为第二协议。第二协议是用于与存储器160通信的协议。
参看图5B，存储器160已经以第二协议接收到读取请求，并且通过根据第二协议向控制器125反馈输出所请求的数据来响应。控制器125通过工具部件接口软件260将该数据转换为通用协议。控制器125通过通用核软件255根据规则处理数据，并且以通用协议向物理接口软件250提供数据。接下来，控制器125通过物理接口软件250将数据转换为第一协议。控制器125以第一协议通过物理接口150向最初提供读取请求的外部设备275输出数据。
虽然物理接口软件250和工具部件接口软件260被描述为存储在存储器160中并且由控制器125执行的软件，但是它们各自可以部分地或完全地在控制器125的硬件中或者在控制器125外被实施。例如，物理接口软件250和/或工具部件接口软件260可以由一个或多个单独的数字信号处理器(DSP)、或者执行物理接口软件250和/或工具部件接口软件260的通用处理器、或者由一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)实施。使用术语“模块”而不是“软件”(例如，物理接口模块)指的是软件由控制器125如上所述地执行的实施方式，软件由独立于控制器125的其它处理设备(例如，DSP)执行的实施方式，以及模块完全地或部分地由硬件(例如在FPGA或ASIC中)来实施的实施方式。
虽然接口软件200在上文中被描述为在电力工具100上被执行，但是本实用型新的实施方式包括接口软件200被加载在其它类型的工具和配件上的版本。例如，接口软件200的版本可以在电池组、充电器、其它电动工具、测试和测量仪器、吸尘器、工作站广播、室外电力设备和车辆上加载和执行。其它电动工具可以包括电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝刀、角磨机、直磨机、锤、复合工具、冲击扳手、电锤、冲击起子、角钻、切管机、注油枪等等。充电器可以包括墙充电器、多端口充电器、旅行充电器等等。测试和测量仪器可以包括数字万用表、钳形表、叉表、墙扫描仪、IR温度计、激光测距仪、激光级别、远程显示、绝缘测试仪、湿度仪、热像仪、探测摄像机等等。吸尘器可以包括棒式吸尘器、手持式吸尘器、直立式吸尘器、地毯清洁器、硬表面清洁器、罐式吸尘器、扫把式吸尘器等等。室外电力设备可以包括鼓风机、链锯、磨边机、绿篱修剪机、割草机、修剪机等等。电池组是可附接到设备及从设备拆下，这些设备的例子包括电子钥匙箱、计算器、移动电话、耳机、摄像头、动态传感警报器、手电筒、工作灯、天气信息显示设备、便携式电源、数码相机、数码音乐播放器、收音机、以及多功能切割器。
此外，电动工具100和其它类型的工具和配件可以由不同的动力平台供电。例如，各种工具和配件可以由通过经由电源线的AC电源(例如120V，60Hz)或者DC电源(例如4V电池组、12V电池组、18V电池组、28V电池组、36V电池组、40V电池组等等)中的一个供电。DC电池组包括外壳，在该外壳内有一个或多个可以是锂离子(“Li-ion”)电池、镍镉(“Ni-Cad”)电池或者其他化学类型的电池的电池单元。
在具有各种动力平台的各种工具和配件中，接口软件200包括相同的通用核软件255。例如，由28V电池组供电的锤钻、由18V电池组供电的冲击钻、由12V电池组供电的热像仪以及由4V电池组供电的螺丝钻都包括相同的通用核软件255。然而，物理接口软件250和工具部件接口软件260是针对特定工具或配件而被定制的。例如，如果工具100包括无线天线140，但不包括I/O端口145，物理接口软件250可以仅包括用于在与无线天线140一同使用的第一协议和通用协议之间的转换通信的软件，而不包括用于转换与I/O端口145一同使用的第二协议和通用协议的软件。此外，如果工具100包括存储器160和作为传感器170之一的特定温度传感器，工具部件接口软件260可以被定制为转换在通用协议和那些特定工具部件265之间的通信。在各种工具和配件中具有一致的通用核软件255降低了开发成本，并且简化了在各种工具和配件之间的通信、故障诊断和数据记录，并且提供了其它好处。通过将单一的通用核模块安装在各种工具和配件上，而不是针对每个单独工具和配件开发并且维护软件，这样，(一般来说)唯一的定制是对于用于与通用核连接的转换模块的定制。
此外，在一些实施方式中，通用型物理接口模块250和/或工具部件接口模块260被生成并安装。通用型模块具有在各种协议和通用协议之间转换的能力，以使得通用型模块可以被安装在不同的工具类型上，包括哪些具有不同的协议需求的工具类型。例如，通用型物理接口模块250可以包括转换针对无线协议和I/O端口协议的通信的能力，并且该通用型物理接口模块250可以被安装在(a)使用无线协议但不使用I/O端口协议的第一工具，(b)使用I/O端口协议但不使用无线协议的第二工具，以及(c)使用无线通信和I/O端口协议的第三工具上。
图6示出了在多个各种工具和配件上实施通用核的方法300。在步骤305，通用核模块255被生成，该通用核模块255包括用于处理在工具部件和外部设备之间的通信的规则。生成可以包括以第一编程语言编写代码以及将该代码编译至可由控制器125执行的机器代码。在一些情况中，该生成可以包括硬件和软件设计的组合，或者仅包括硬件设计。
在步骤310，特定工具或配件的物理接口被确定，包括由物理接口使用的特定协议。例如，对于图2中示出的电动工具100，在步骤310，物理接口150被确定为包括电力模块130、无线天线140以及I/O端口145。此外，电力模块130、无线天线140以及I/O端口145的特定协议被确定。在步骤315，根据步骤310的确定结果来生成物理接口模块250。例如，物理接口模块250被生成以使得由物理接口150使用的特定协议被转换为通用核协议，以及通用核协议被转换为由物理接口150使用的特定协议。类似于通用核模块255的生成，物理接口模块250的生成可以包括硬件设计、软件设计或其组合。
在步骤320，特定工具或配件的部件，包括由部件使用的特定协议被确定。例如，对于图2中示出的电动工具100，在步骤320，工具部件265被确定为包括存储器160、电机驱动装置165、传感器170以及用户输出175。此外，存储器160、电机驱动装置165、传感器170以及用户输出175的特定协议在步骤320被确定。在步骤325，根据步骤320的确定结果来生成工具部件接口模块260。例如，工具部件接口模块260被生成以使得由工具部件265使用的特定协议被转换为通用核协议，以及通用核协议被转换为由工具部件265使用的特定协议。类似于通用核模块255的生成，工具部件接口模块260的生成可以包括硬件设计、软件设计或其组合。
在步骤330，所生成的通用核模块255、物理接口模块250以及工具部件接口模块260被安装在特定工具中。例如，在工具100并且其中所生成的通用核模块255、物理接口模块250以及工具部件接口模块260是软件的情况中，该安装包括将模块加载至存储器160。例如，如图2所示，存储器160可以包括电力端口以及用于向存储器160读取和写入的读写(r/w)端口(例如，以安装软件)。虽然在图2中存储器160的r/w端口以及示出的耦合存储器160和控制器125的连接被示出为分离的端口，但是它们也可以被实施为结合的通信端口。为了将软件初始安装至存储器160，在电力(例如3.3VDC)被施加至电力端口时，写入命令和将要被安装的软件可以通过r/w端口被传送至存储器160。在步骤330的最后，电动工具100的存储器160存储有接口软件200(如图3所示)。
随后，接口软件200可以被用于在存储器160上安装应用软件205和/或参数210。例如，外部设备可以向通用核软件255传递应用软件205和/或参数210以及将应用软件205和/或参数210初始加载在存储器160上的命令。应用软件205和/或参数210的安装可以发生在工具100的制造的不同阶段和/或在不同的设施。例如，没有应用软件205和/或参数210的工具可以被购买，并且随后购买单位(purchasingentity)可以安装定制于购买单位的应用软件205和/或参数210。可替换地，在步骤330，应用软件205和/或参数210也可以被安装在存储器160中。
在通用核模块255、物理接口模块250以及工具部件接口模块260中的一个或多个至少部分地以硬件实施的情况中，这些模块的安装也可以包括将各种硬件部件安装至容纳在特定工具内部的PCB。安装可以包括在硬件和特定工具的其它部件之间制造导电连接。
如果在步骤335，附加的工具或配件被确定为需要安装接口模块200，方法300进到步骤340。在步骤340，确定附加的工具或配件是否具有与之前生成了物理接口模块250和工具部件接口模块260的工具相同的物理接口和工具部件。如果是，方法300进到步骤330并且之前生成的通用核模块255、物理接口模块250以及工具部件模块260被安装。此外，虽然没有在图6中明确地示出，但是如果附加的工具或配件相对于先前根据步骤305-325处理的特定工具具有相同的物理接口但不同的工具部件协议(反之亦然)，那么先前生成的物理接口模块250(或者工具部件接口模块260)可以被重新使用并且被安装在附加的工具上。工具部件接口模块260和物理接口模块250中的另一个可以在接下来被生成并且被安装在附加的工具或配件上。
然而，如果在步骤340中附加的工具或配件被确定为没有先前生成的物理接口模块250和工具部件接口模块260，方法300将返回至步骤310。为附加的工具或配件重复步骤310至330以产生定制的物理接口模块250和工具部件接口模块260，然而，由于通用核模块255在各种工具中是一致的，通用核模块255不需要被重新生成或为附加的工具或配件定制。相反地，针对第一特定工具生成的相同的通用核模块255被重新使用在附加的工具中。
在方法300中的步骤可以以不同于图6中所示的顺序被执行。例如，物理接口模块和工具部件接口模块可以针对各种工具被生成(步骤305-325)，并且接下来在稍后才被安装。此外，通用核模块、物理接口模块以及部件接口模块可以以不同的顺序被生成。
图7示出了实施通用核模块255的示例性规则集的方法350。方法350在遇到中断355的时候被进入。该中断可以是软件中断或硬件中断，使得控制器125跳至存储器160中的特定的代码行，例如在接口软件200中的包括用于处理中断(例如，中断处理器)的指令的行。如图所示，中断355被假设为是由于从外部设备275(件图5A-B)接收到命令而生成的中断。例如，外部设备275可能发送中断信号，或者没有中断信号的命令，导致物理接口150激活(例如拉起或拉下)控制器125的中断引脚。一旦中断引脚被激活，控制器125跳至存储器160中的特定的代码行以处理该中断。可替换地，可以在执行应用软件205的过程中定期生成软件中断，或者通过激活控制器125的中断引脚(在该点方法350被初始化)定期生成硬件中断。
在步骤360，通用核模块255确定接收到的命令是读取命令还是写入命令。在该实施例中，根据特定的接口模块200的设计，命令在步骤360之前在中断355发生之前或者之后已经被转换。当确定接收到读取命令时，通用核模块255进到步骤365以确定命令是否被授权。例如，读取命令可以包括发送请求的外部设备275的标识符和安全元件(例如密码)，而通用核模块255可验证外部设备275是被授权以请求该读取的。在验证之后，在步骤370，通用核模块255根据通用协议向工具部件接口模块260输出读取命令。接下来，工具部件接口模块260进到将读取命令转换为合适的协议并且将请求输出至适合的工具部件。在一些情况中，控制器125通过一个或多个总线被耦合至工具部件265，而该读取命令包括指定将要被读取的特定工具部件以及可能是该特定工具部件的特定部分的地址。例如，电机驱动装置165、传感器170以及用户输出175可以是被存储器映射(memory-mapped)的，从而具有地址的读取命令可以指定电机驱动装置165、多个传感器170中的一个传感器、用户输出175或存储器160的一部分中的任何一个。
被寻址的工具部件响应于读取命令向控制器125反馈数据，并且在步骤375，通用核模块255接收数据，该数据被工具部件接口模块260转换至通用协议。在步骤380，通用核模块255向物理接口模块250输出在步骤375得到的数据。随后，物理接口模块250根据外部设备275的协议向外部设备275输出数据。在步骤380之后，在步骤385通用核模块255退出中断处理器(即从中断返回/退出中断)。
当确定接收到写入命令时，通用核模块255进到步骤390以确定该命令是否被授权。例如，写入命令可以包括发送请求的外部设备275的标识符和安全元件(例如密码)，而通用核模块255可以验证外部设备275是否被授权以请求该写入。如果命令不被授权，通用核模块255进到步骤395以向发送请求的设备提供拒绝信息并且在步骤385退出中断处理器。在验证之后，在步骤400，通用核软件255确定命令是否需要让工具100进入安全模式。在安全模式中，工具100的多种功能被禁止，例如电机180旋转的能力。例如，如果命令指导控制器125安装、重新安装或更新应用软件205和/或参数210(即固件安装/更新)，那么通用核软件255将在步骤400确定进入安全模式(步骤405)。由此，在安全模式中，工具100的触发器的抑下不会引起电机180的旋转。如果没有安全模式，工具100的操作会是不可预测的，这是由于用于控制工具100的软件会在它被重写时暂时性地损坏。虽然未在图7中示出，但是当处理读取命令或其它命令时，也可能会进入安全模式。
在进入安全模式之后，或者在确定不需要安全模式之后，通用核模块255进到步骤410以向工具部件接口模块260输出写入命令和数据。接下来，工具部件接口模块260将写入命令从通用协议转换为适合的协议，并且将请求输出至适合的工具部件。在一些情况中，控制器125通过一个或多个总线被耦合至工具部件265，并且该写入命令包括指定该写入命令意欲写入的特定工具部件以及可能是该特定工具部件的特定部分的地址。在固件更新的情况中，写入命令可以指定存储器160的一个地址，该地址为与写入命令相关联的新固件将要被存储的地址。这种固件更新可以包括多个写入命令以将固件重写或增加至存储器160。因此，步骤410可以循环多次直至固件已经被存储在存储器160中。类似地，用于处理读取命令的步骤370、375和380可以被循环以完成读取操作，尤其当较大的数据段被请求时。在完成写入命令之后，如果先前进入了安全模式，那么通用核模块255将在步骤415退出安全模式并且进到步骤385以从中断返回。如果先前没有进入安全模式，通用核模块255可以绕过步骤415并且进到步骤385以从中断返回。
如上所述，电机驱动装置165、传感器170以及用户输出175可以是被存储器映射的，从而具有地址的写入命令可以指定电机驱动装置165、多个传感器170中的一个传感器以及用户输出175或者存储器160的一部分中的任何一个。因此，这种写入命令可以用于控制工具部件265以特定方式操作，而不是为了供以后检索而存储数据或指令。例如，对电机驱动装置165的特定写入命令或多个写入命令会引起电机驱动装置165的激活以使得电机180旋转，或者会引起电机驱动装置165的停用以使得电机180停用或者被置于次优(sub-optimal)性能模式。此外，对用户输出175的灯的写入命令可能会引起灯发亮或停用。可替换地，为了与一个或多个各种工具部件265通信，控制器125可具有专用或半专用的引脚以及连接，而没有在总线上可寻址的被存储器映射的部件。
方法350假设了两个命令中的一个，读取或写入。然而，在一些实施方式中，通用核模块255处理额外的命令(“其它命令”)，包括更复杂的命令，例如有条件的指令、多重读取或多重写入命令、照明命令(例如开启或关闭用户输出175的灯)、音频命令(例如引起用户输出175的扬声器生成声音)或者电机驱动命令(例如引起电机180操作)等等。类似于读取和写入命令，其他命令也是由通用核模块255执行(可能在安全模式中)。
此外，虽然没有在图7中示出，但是在中断355发生但是没有接收到命令的情况中(例如在定期的中断之后)，方法350在步骤385退出中断处理器并且返回至正常操作。
在一些情况中，内部工具部件可能生成中断并且向通用核模块255提供一个或多个命令。例如，在固定的时间间隔，或者当出现错误条件时，电机驱动装置165或传感器170可能生成硬件中断并且向通用核模块255提供命令。作为响应，控制器125可能将传感器170或电机驱动装置165的性能数据写入数据记录215，可能发起与外部设备275的通信以报告传感器170或电机驱动装置165的情况，或者采取其它操作。
在一些实施方式中，由控制器125在工具100的正常操作过程中执行的软件循环包括基于非中断的周期性检查以确定有否从物理接口150或工具部件265接收到任何命令，而不是使用如上所述的基于中断的方法或者与如上所述的方法配合使用。用于执行检查的代码位于例如接口软件200的，应用软件205的，或者其组合的软件循环中。
因此，除了其他方面，本实用型新提供了用于与电动工具和其它设备一同使用的通用协议。本实用型新的各种特征和优势将在接下来的权利要求中被阐述。

Claims (12)

1.一种电动工具，包括：
电机；
电机驱动装置，所述电机驱动装置与所述电机电连接；
电源，所述电源与所述电机驱动装置电连接；
物理接口，所述物理接口包括I/O端口以及可选的无线天线以允许所述电动工具与外部设备通信；
存储器；
控制器，所述控制器与所述存储器、所述电机驱动装置和所述物理接口连接；
电机驱动模块，所述电机驱动模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器向所述电机驱动装置提供控制信号，从而所述电机驱动装置选择性地将电力从所述电源提供到所述电机；以及
接口模块，所述接口模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器实施与所述I/O端口或可选的无线天线一起使用的通用协议，从而允许在所述电动工具与其他设备之间进行通信，
其中所述接口模块包括通用核模块和工具接口模块，所述通用核模块通用于多个不同类型的电动工具，而所述工具接口模块仅特定于一种类型的电动工具。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其中所述工具接口模块包括：
物理接口模块，所述物理接口模块与外部设备和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述外部设备之间的通信的转换；
工具部件接口模块，所述工具部件接口模块与所述通用核模块和所述电动工具的内部部件可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述电动工具的内部部件之间的通信的转换。
3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其中所述通用核模块通用于选自电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝钻、研磨机、冲击扳手、旋转锤以及冲击钻的至少两个工具；而所述工具接口模块仅特定于所述两个选定的工具的其中一个。
4.根据权利要求1或2所述的电动工具，其中所述外部设备是智能电话、笔记本电脑、手持式设备、另一电动工具、工具电池或工具附件中的其中一个。
5.根据权利要求1或2所述的电动工具，进一步包括与所述控制器连接的传感器，以及由所述控制器安装在所述存储器的来自所述传感器的工具性能数据，其中所述工具部件接口模块与所述存储器和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述存储器和所述通用核模块之间的工具性能数据的转换。
6.根据权利要求1或2所述的电动工具，进一步包括电池，所述电池具有可连接到物理接口的端子，其中所述工具部件接口模块与所述电池的内部部件和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述电池的内部部件和所述通用核模块之间的通信的转换。
7.一种电动工具***，具有选自电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝钻、研磨机、冲击扳手、旋转锤以及冲击钻的至少两个工具，每个工具包括：
电机；
电机驱动装置，所述电机驱动装置与所述电机电连接；
电源，所述电源与所述电机驱动装置电连接；
物理接口，所述物理接口包括I/O端口以及可选的无线天线以允许所述电动工具与外部设备通信；
存储器；
控制器，所述控制器与所述存储器、所述电机驱动装置和所述物理接口连接；
电机驱动模块，所述电机驱动模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器向所述电机驱动装置提供控制信号，从而所述电机驱动装置选择性地将电力从所述电源提供到所述电机；以及
接口模块，所述接口模块安装在所述存储器中，以允许所述控制器实施与所述I/O端口或可选的无线天线一起使用的通用协议，从而允许在所述电动工具与其他设备之间进行通信，
其中所述接口模块包括通用核模块和工具接口模块，所述通用核模块通用于所述至少两个工具，而所述工具接口模块仅特定于所述至少两个工具中的一个。
8.根据权利要求7所述的电动工具***，其中所述工具接口模块包括：
物理接口模块，所述物理接口模块与外部设备和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述外部设备之间的通信的转换；
工具部件接口模块，所述工具部件接口模块与所述通用核模块和所述电动工具的内部部件可通信地连接，以允许在所述通用核模块和所述电动工具的内部部件之间的通信的转换。
9.根据权利要求7或8所述的电动工具***，其中所述通用核模块通用于选自电钻、圆锯、竖锯、带锯、往复锯、螺丝钻、研磨机、冲击扳手、旋转锤以及冲击钻的至少两个工具；而所述工具接口模块仅特定于所述两个选定的工具的其中一个。
10.根据权利要求7或8所述的电动工具***，其中所述外部设备是智能电话、笔记本电脑、手持式设备、另一电动工具、工具电池或工具附件中的其中一个。
11.根据权利要求7或8所述的电动工具***，进一步包括与所述控制器连接的传感器，以及由所述控制器安装在所述存储器的来自所述传感器的工具性能数据，其中所述工具部件接口模块与所述存储器和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述存储器和所述通用核模块之间的工具性能数据的转换。
12.根据权利要求7或8所述的电动工具***，进一步包括电池，所述电池具有可连接到物理接口的端子，其中所述工具部件接口模块与所述电池的内部部件和所述通用核模块可通信地连接，以允许在所述电池的内部部件和所述通用核模块之间的通信的转换。
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