CN102770247A - 动力工具 - Google Patents

Abstract

一种典型地由电池操作的动力工具，例如链锯或篱笆修剪机，所述动力工具包括：工作元件（4）；发动机（6），被设置成驱动所述工作元件（4）；以及控制器（9），被设置成控制发动机驱动工作元件（4）的速度，其中，提供一传感器（12），所述传感器用于指示动力工具正在工作的效率的至少一个因素，所述控制器（9）被设置成当所述因素指示动力工具正在以非最佳方式工作时，改变发动机（6）驱动工作元件（4）的速度。一般而言，所述因素是用户应用动力工具时的压力，并且传感器（12）是用于流过发动机（6）的电流的传感器。

Description

动力工具

本发明涉及动力工具，尤其是电动工具，例如但不限于电池操作的动力工具，包括链锯或篱笆修剪机。

动力工具，并且尤其是电池操作的电动工具（例如，篱笆修剪机和链锯）在本领域是公知的。它们一般包括被设置成向发动机供以动力的电池、被连接至工作元件以便驱动所述工作元件的发动机。设置一控制元件，以便控制提供给发动机的功率水平；这可以是简单的开/关控制或者可以对提供给发动机的电压或电流进行不连续的控制。对于链锯，工作元件是带有多个刃齿（bladed teeth）的环形链条（chain），而对于篱笆修剪机，工作元件通常是一对往复运动的刀片。

尤其是对于电池操作的产品，能够向用户提供关于他们正在使用的动力工具的效率高低的反馈是很有用的。电池贮藏有限的电量，而高效使用增加了充电之间的时间间隔。此外，动力工具的高效使用将减少电池中散发的热量和工具的闲置，因此提高电池的寿命和其他系统的潜力。

根据本发明的第一方面，提供了一种动力工具，包括：工作元件；发动机，被设置成驱动所述工作元件；以及控制器，被设置成控制所述发动机驱动所述工作元件的速度，其中，提供一传感器，所述传感器用于指示动力工具正在工作的效率的至少一个因素（factor），所述控制器被设置成当所述因素指示动力工具正在以非最佳方式工作时，改变所述发动机驱动所述工作元件的速度。

因而，这通过工作元件被驱动的速度向用户提供反馈。通过控制发动机以修正的速度运转，促使用户以更高效的方式操作工具。

控制器优选地被设置成在动力工具以非最佳方式使用的情况下，减小发动机驱动工作元件的速度。可替换地，控制器可被设置成周期性地改变所述速度，以便向用户提供振动，或者可甚至增加所述速度。

在优选实施方式中，所述至少一个因素包括用户将工作元件应用于待操作的对象时的压力。因而，动力工具可借此引导用户应用有效的压力。

经验不足的用户尤其容易以低效的方式使用其动力工具。大多数工具具有令它们以最高效工作的速度。尤其是使用链锯时，经验不足的用户容易在工作元件上施加太大的压力；由于链锯中的切割链条几乎是自动供给式的，因此增加的压力一般会导致效率的损失。

传感器可包括被设置成测量使用工作元件时所施加的压力的压力传感器。然而，在所述工具是电动工具并且所述发动机是电机的情况下，所述传感器可包括被设置成测量流过所述发动机的电流的电流传感器。因此，电流的增大可指示正在施加过大的压力，并且因此所述发动机正工作在非最佳状态。因而，当电流传感器测量的电流超过极限时，控制器可被设置成改变（并且通常是减小）发动机驱动工作元件的速度。

所述工具可包括功率传感器，例如，电流积分（integration）单元，所述电流积分单元对一定时间上的电流量进行积分；这提供了对流过发动机的功率的方便指示；如果正在消耗过多的功率，那么这指示发动机或任何电池可能过热。

附加地或可替换地，传感器可包括以下传感器中的至少一个：载荷传感器，作为一个因素，所述载荷传感器被设置成感测当工作元件操作待被处理的对象时工作元件上的载荷；速度传感器，作为一个因素，所述速度传感器被设置成感测发动机或工作元件正在工作的速度；或温度传感器，所述温度传感器用于感测工具的一部分（例如工具的发动机或电池）的温度。

对于发动机是电机的电动工具而言，控制器可包括具有输入和输出的可变功率控制元件，其中所述控制器被设置成，如果由传感器测量的因素指示动力工具处于非最佳操作，那么功率控制元件减小从输入传递到输出的功率。例如，功率控制元件可包括可控制的可变电阻，从而如果确定处于非最佳操作，例如，通过发动机的电流超过极限时，控制器增加所述可控制的可变电阻的电阻。

因而，动力工具可包括电源、速度选择器，所述速度选择器可由动力工具的用户操作并且可操作成从所述电源提取电力并输出指示用户希望操作所述动力工具的速度的电信号，速度选择器的输出被耦接到功率控制元件的输入。通过提供简单的开/关控制，速度选择器可允许选择多个不连续的不同速度，例如，两个不同的速度，或者可提供连续的速度范围，优选地包括零速度。于是，控制器根据用户希望的速度提供反馈。

动力工具可以是修剪机，例如篱笆修剪机，其中工作元件包括至少一个，但优选地两个往复运动的刀片。在优选实施方式中，动力工具是链锯，其中工作元件包括带有多个切割齿的环形链条，环绕环形链条的长度由发动机驱动所述切割齿。

一般而言，动力工具是电池操作的电动工具，其中发动机是电机，并且其中用于发动机的电源是电池。

根据本发明的第二方面，提供了一种操作动力工具的方法，所述动力工具包括：工作元件；发动机，被设置成驱动所述工作元件；以及控制元件，通过所述控制元件用户指示希望的速度，所述方法包括感测指示动力工具正在工作的效率的至少一个因素，当所述因素指示动力工具正在以非最佳方式工作时，所述动力工具从希望的速度改变发动机驱动工作元件的速度。

因而，这通过工作元件被驱动的速度向用户提供反馈。通过控制发动机以修正的速度运转，促使用户以更高效的方式操作工具。

改变速度的步骤优选地包括减小发动机驱动工作元件的速度。可替换地，该步骤可包括周期性地改变所述速度，以便向用户提供振动，或者可甚至包括增加所述速度。

在优选实施方式中，所述至少一个因素包括用户将工作元件应用于待操作的对象时的压力。

该压力可使用压力传感器来感测。然而，在所述工具是电动工具并且所述发动机是电机时，该压力可通过测量流过发动机的电流来感测。因此，电流的增大可指示正在施加过大的压力，并且因此发动机正工作在非最佳状态。因而，当测量的电流超过极限时，所述方法可包括改变（并且通常是减小）发动机驱动工作元件的速度。

附加地或可替换地，所述因素可包括以下因素中的至少一个：工作元件操作待被处理的对象时工作元件上的载荷、发动机或工作元件正在工作的速度、工具的电池的温度、发动机的温度（从而可确定工具不会过热）、发动机抽取（drawn）的电流、发动机抽取的电流的积分、或发动机消耗的功率（后两个因素指示发动机的能量消耗，并且从而潜在地可指示工具可能过热）。

动力工具可以是修剪机，例如篱笆修剪机，其中工作元件包括至少一个，但优选地两个往复运动的刀片。在优选实施方式中，动力工具是链锯，其中工作元件包括带有多个切割齿的环形链条，环绕环形链条的长度由发动机驱动所述切割齿。

一般而言，动力工具是电池操作的电动工具，其中发动机是电机，并且其中用于发动机的电源是电池。

现在参照附图仅以实例的方式描述本发明的实施方式，附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施方式的链锯的侧视图；以及

图2示出了控制图1中链锯的电路的电路图。

在附图中示出了本发明的实施方式的链锯。它包括支撑切割元件2的壳体1。切割元件包括狭长支撑件3，环形的切割链条4在所述支撑件上延伸。切割链条在每个链环（link）上具有切割元件。

为了驱动切割链条4，在壳体1中设置有电池5和发动机6（二者都在图2中示出）。当通过电池5向发动机提供电流时，发动机6动作以使驱动轮7旋转，并且因此驱动链条4围绕支撑件3。

用户对链锯操作的主要控制是利用构成控制元件的控制元件主开关8。用户必须挤压（squeeze）主开关的两个部分8a、8b，以便允许电流从电池5流向发动机6并且从而驱动切割链条4切割。

然而，为了向链锯1的用户提供反馈，设置一反馈控制器9。这包括控制电路10和由控制电路10控制的可变电阻11。控制电路10将与发动机串联设置的电流传感器12的输出作为输入；所述输出指示流过发动机6的电流。

只要电流保持在预定的正常极限内，那么控制电路10将可变电阻11设定成其最小值，这不会显著影响从电池到发动机的功率流；从而链条4将被全速驱动。

然而，如果用户在使用链锯时用链锯过度压制待切割的物体，那么发动机6上的载荷将大幅增加，因此流过发动机和电流传感器12的电流增大。一旦电流达到预定的极限，控制电路10将指令可变电阻11为更高的设置，这将限制流向发动机6的功率，因此减小链条4被驱动的速度。这会很容易被用户察觉，用户将它认为是轻点压制的信号。一旦电流减小到合适的级别（level），可变电阻将减小回到最小级别，允许用户如正常一样继续。

可提供多个增大的电阻级别，随着电流的进一步增加，逐渐减慢链条。可替换地，可变电阻可被断开（off）（如果电流在正常范围内，电阻基本上为零）或接通（on）（如果电流超过极限，应用全部电阻）。

电流传感器可包括积分单元，从而可测量通常在一定的时间窗口上流过发动机6的电流的积分。这给出了对发动机6消耗的能量或功率的测量，并且从而可用于指示如果功率消耗过度，可能发生导致潜在的过热情形。如果这种情形发生，那么可变电阻11可用于减小流向发动机的电流，并且由此减小发动机6的速度以允许它冷却下来。

因此，本发明的该实施方式教导用户更高效地操作其链锯，从而提高消耗每瓦-时所完成的工作。

Claims (11)

1.一种动力工具，包括：工作元件（4）；发动机（6），被设置成驱动所述工作元件（4）；以及控制器（9），被设置成控制所述发动机（6）驱动所述工作元件（4）的速度，其中，提供一传感器（12），所述传感器用于指示所述动力工具正在工作的效率的至少一个因素，所述控制器（9）被设置成当所述因素指示所述动力工具正在以非最佳方式工作时，改变所述发动机（6）驱动所述工作元件（4）的速度。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其中，所述控制器（9）被设置成在所述动力工具以非最佳方式使用的情况下，减小所述发动机（6）驱动所述工作元件（4）的速度。

3.根据权利要求1所述的动力工具，其中，所述控制器（6）被设置成在所述动力工具以非最佳方式使用的情况下，周期性地改变所述速度，以便向用户提供振动。

4.根据任一前述权利要求所述的动力工具，其中，所述至少一个因素包括用户将所述工作元件（4）应用于待操作的对象时的压力。

5.根据任一前述权利要求所述的动力工具，其中，所述工具是电动工具并且所述发动机（6）是电机，并且其中，所述传感器（12）包括被设置成测量流过所述发动机（6）的电流的电流传感器。

6.根据权利要求5所述的动力工具，其中，当所述电流传感器（12）测量的电流超过极限时，所述控制器（9）被设置成减小所述发动机（6）驱动所述工作元件（4）的速度。

7.根据任一前述权利要求所述的动力工具，所述动力工具是电动工具，所述发动机（6）是电机，其中，所述控制器（9）包括具有输入和输出的可变功率控制元件（11），其中，所述控制器（9）被设置成，如果所述传感器（12）测量的因素指示所述动力工具处于非最佳操作，那么所述功率控制元件（11）减小从所述输入传递到所述输出的功率。

8.根据权利要求7所述的动力工具，其中，所述动力工具包括电源（5）、速度选择器（8），所述速度选择器由所述动力工具的用户操作并且可操作成从所述电源提取电力并输出指示用户希望操作所述动力工具的速度的电信号，所述速度选择器（8）的输出被耦接到所述功率控制元件（11）的输入。

9.一种操作动力工具的方法，所述动力工具包括：工作元件（4）；发动机（6），被设置成驱动所述工作元件（4）；以及控制元件（8），通过所述控制元件用户指示希望的速度，所述方法包括感测指示所述动力工具正在工作的效率的至少一个因素，当所述因素指示所述动力工具正在以非最佳方式工作时，所述动力工具从希望的速度改变所述发动机（6）驱动所述工作元件（4）的速度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，改变速度的步骤包括减小所述发动机（6）驱动所述工作元件（4）的速度。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述至少一个因素包括：用户将所述工作元件（4）应用于待操作的对象时的压力，当所述工作元件（4）操作待被处理的对象时所述工作元件上的载荷、或者所述发动机（6）或所述工作元件（4）正在工作的速度；工具的电池（5）的温度；所述发动机（6）的温度；所述发动机（6）抽取的电流、所述发动机（6）抽取的电流的积分、或者所述发动机（6）消耗的功率。

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