電池供電的工具的制作方法
【專利摘要】實施例提供用于電池供電的工具、例如鏈鋸的方法、裝置和系統(tǒng)。根據(jù)本文中的實施例，鏈鋸可以包括各種部件，例如具有控制器的控制板、電池端子塊、電機、制動開關(guān)、觸發(fā)開關(guān)和/或其它部件。在各實施例中，提供改善工具的能力和/或操作的電池供電的工具的部件。
【專利說明】電池供電的工具
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年3月4日提交的、名稱為“電池供電的工具(BATTERY OPERATEDTOOL)”的美國臨時專利申請第61，449，568號的優(yōu)先權(quán)，除了與本說明書不一致的那些部分(如果有的話)以外上述申請的全部內(nèi)容通過引用完整地被合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文中的實施例涉及工具的領(lǐng)域，并且更具體地，涉及電池供電的工具。
【背景技術(shù)】
[0004]由于不需要連接到延長電纜或需要用戶再填充燃料箱的自由性，電池廣泛地用于對工具供電，例如電池供電的鏈鋸。然而，電池供電的工具具有許多挑戰(zhàn)，例如電池儲存、電
力管理和熱管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]通過以下詳細描述結(jié)合附圖和附帶的權(quán)利要求將容易理解實施例。實施例作為例子而不是作為附圖的圖的限制被示出。
[0006]圖1示出根據(jù)各實施例的電池供電的工具的部件的示意性方塊圖；
[0007]圖2A示出根據(jù)各實施例的電池和電池盒；
[0008]圖2B示出根據(jù)各實施例的電池盒的前視圖；
[0009]圖2C示出根據(jù)各實施例的完全插入電池盒中的電池；
[0010]圖2D示出根據(jù)各實施例的部分插入電池盒中的電池；
[0011]圖3A示出根據(jù)各實施例的具有處于停用狀態(tài)的電子開關(guān)的制動組件；
[0012]圖3B示出根據(jù)各實施例的具有處于啟用狀態(tài)的電子開關(guān)的制動組件；
[0013]圖3C示出根據(jù)各實施例的制動組件的制動片；
[0014]圖4A-D示出與常規(guī)電池供電的工具相比根據(jù)各實施例的控制系統(tǒng)的工具的各種參數(shù)與應(yīng)用于工具負載的工作負荷的關(guān)系的圖形，包括以下繪圖:(A)電機輸出功率；(B)電機速度；(C)電池電流；和(0)電機電流；
[0015]圖5A示出根據(jù)各實施例的電機蓋；
[0016]圖5B示出根據(jù)各實施例的鏈鋸的內(nèi)部部件；
[0017]圖6示出根據(jù)各實施例的具有聯(lián)接到散熱器的多個場效應(yīng)晶體管(FET)的控制板的方塊圖；
[0018]圖7A示出根據(jù)各實施例的顯示重心的電池供電的鏈鋸的俯視圖；以及
[0019]圖7B示出根據(jù)各實施例的顯示重心的電池供電的鏈鋸的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0020]在以下詳細描述中，參考形成其一部分的附圖，并且其中通過圖示顯示可以實施的實施例。應(yīng)當理解可以使用其它實施例并且可以進行結(jié)構(gòu)或邏輯變化而不脫離范圍。所以，不在限制意義上進行以下詳細描述，并且實施例的范圍由附帶的權(quán)利要求和它們的等效物限定。
[0021]各種操作可以以有助于理解實施例的方式依次描述為多個離散操作；然而，描述的順序不應(yīng)當被理解為暗示這些操作是順序依賴的。
[0022]描述可以使用基于透視的描述，例如上/下、后/前和頂/底。這樣的描述僅僅用于方便論述并且不旨在限制所公開的實施例的應(yīng)用。
[0023]可以使用術(shù)語“聯(lián)接”和“連接”以及它們的衍生詞。應(yīng)當理解這些術(shù)語不旨在是彼此的同義詞。相反地，在特定實施例中，“連接”可以用于指示兩個或更多個元件彼此直接物理或電接觸?！奥?lián)接”可以表示兩個或更多個元件直接物理或電接觸。然而，“聯(lián)接”也可以表示兩個或更多個元件不彼此直接接觸，但是還彼此協(xié)作或相互作用。
[0024]為了描述的目的，呈“A/B”的形式或呈“A和/或B”的形式的短語表示(A)、(B)或(A和B)。為了描述的目的，呈“A、B和C中的至少一個”的形式的短語表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。為了描述的目的，呈“(A) /B”的形式的短語表示(B)或(AB),也就是說，A是可選元件。
[0025]描述可以使用術(shù)語“實施例”或“多個實施例”，其均可以表示一個或多個相同或不同實施例。此外，當關(guān)于實施例使用時，術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是同義的，并且大體上旨在表示“開放式”術(shù)語(例如，術(shù)語“包括”應(yīng)當被理解為“包括但不限于”，術(shù)語“具有”應(yīng)當被理解為“至少具有”，術(shù)語“包含”應(yīng)當被理解為“包含但不限于”，等等)。
[0026]關(guān)于本文中的任何復數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上下文和/或應(yīng)用的需要將復數(shù)變?yōu)閱螖?shù)和/或?qū)螖?shù)變?yōu)閺蛿?shù)。為了清楚起見在本文中明確地敘述各種單數(shù)/復數(shù)置換。
[0027]在各實施例中，提供用于電池供電的鏈鋸的方法、裝置和系統(tǒng)。在示例性實施例中，計算設(shè)備可以被賦予所公開的裝置和/或系統(tǒng)的一個或多個部件并且可以用于執(zhí)行如本文中公開的一個或多個方法。
[0028]本文中的實施例提供電池供電的工具、例如電池供電的鏈鋸的各種部件。各實施例在鏈鋸的上下文中被描述，然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見合適的實施例可以擴展到用于其它電池供電的工具中。其它這樣的工具包括樹籬修剪機、線式修剪機等。
[0029]在實施例中，鏈鋸可以包括各種部件，例如控制器、電池端子塊、電機、制動開關(guān)、觸發(fā)開關(guān)和/或其它部件?？刂破骺梢钥刹僮鞯芈?lián)接到一個或多個剩余部件。鏈鋸還可以包括通過電池盒聯(lián)接到電池端子塊以將電力、例如電流和/電壓供應(yīng)到電機的電池。當橫越鋸鏈的導桿時電機可以驅(qū)動鏈鋸。觸發(fā)開關(guān)可以用于將電力選擇性地路由到電機以驅(qū)動鋸鏈。鏈鋸還可以包括聯(lián)接到鏈鋸的外殼并且適合于由用戶抓握的前手柄和/或后手柄。
[0030]在各實施例中，如下所述，提供改善工具的能力和/或操作的電池供電的工具的各種部件。
[0031 ] 控制板設(shè)備檢測和通信端子
[0032]在各實施例中，電池供電的手持式工具可以包括電動機、聯(lián)接到電動機的控制器和聯(lián)接到控制器的多用途端子。多用途端子可以用于將各種外部設(shè)備(例如，附件)聯(lián)接到工具，例如電池、診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備。在一些實施例中，電池可以是標準電池或延長電池(例如，提供更高電池容量)。多用途端子塊可以包括至少一個多用途觸點。控制器可以識別外部設(shè)備(例如，作為設(shè)備的類別中的一個)并且經(jīng)由多用途觸點與外部設(shè)備通信。多用途端子還可以包括用于將電力路由到電機(例如，經(jīng)由控制器)的一對電觸點。
[0033]圖1是顯示鏈鋸100的各種部件的方塊圖。鏈鋸100包括與鏈鋸100的其它部件(包括多用途端子塊104、電機106、制動開關(guān)108和觸發(fā)開關(guān)110)可操作地聯(lián)接的控制器102。多用途端子塊104包括多個端子112a-c。在各實施例中，一個或多個外部設(shè)備(例如，附件)可以聯(lián)接到端子塊104，例如標準電池、續(xù)航電池、診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備?？刂破?02可以配置成檢測聯(lián)接設(shè)備的身份和/或與通過多用途端子塊與設(shè)備通信。在該上下文中，檢測身份可以表示控制器102能夠?qū)⒙?lián)接設(shè)備識別為設(shè)備的類別中的一個(例如，識別為標準電池、續(xù)航電池、診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備)。
[0034]在一些實施例中，控制器102可以布置在鏈鋸100的控制板114上，所述控制板可以包括一個或多個其它部件，例如存儲塊116。在其它實施例中，控制器102可以與比圖1中所示的更多或更少的部件可操作地聯(lián)接。
[0035]可以通過與聯(lián)接設(shè)備接口的多用途端子塊104的一個或多個多用途觸點執(zhí)行檢測和通信。在一些實施例中，相同的一個或多個觸點可以用于設(shè)備檢測和設(shè)備與控制器之間的通信(例如，到達控制器的數(shù)據(jù)輸入和/或到達設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出)。多用途端子塊104還可以包括一個或多個電觸點以將電力路由到控制器102和/或鏈鋸100的其它部件?？刂破?02可以將電力路由到電機106 (例如，如果觸發(fā)開關(guān)110被下壓)和/或鏈鋸100的其它部件。例如，在實施例中，多用途端子塊104可以包括接收電力的正電觸點112a和負電觸點112b，以及用于設(shè)備檢測和/或通信的多用途端子112c。其它實施例可以包括比圖1中所示的更多或更少的觸點和/或觸點的不同布置。在一些實施例中，觸發(fā)開關(guān)110可以開或關(guān)，并且控制器102可以控制引導到電機106的電力。
[0036]在一些實施例中，控制器102可以基于經(jīng)由多用途端子102c檢測的一個或多個參數(shù)、例如電壓水平確定外部設(shè)備的身份?？刂破?02和/或設(shè)備可以配置成遵循電壓水平協(xié)議，其中某個類型的設(shè)備產(chǎn)生在指定用于該類型的設(shè)備的范圍內(nèi)的處于多用途觸點102c處的電壓水平。設(shè)備可以包括適合于設(shè)定指定范圍內(nèi)的電壓水平的結(jié)構(gòu)(例如，一個或多個電阻器)。附加地，控制器102可以包括電壓檢測器以確定多用途觸點102c上的電壓水平。電壓水平協(xié)議可以包括用于不同類型的設(shè)備的任何合適數(shù)量的電壓水平范圍。例如，控制器102可以配置成檢測六個范圍內(nèi)的電壓水平。使用示例性范圍，大于4.66伏(V)的電壓水平可以發(fā)信號通知故障狀態(tài):4.66V和4.34V之間的電壓水平可以發(fā)信號通知診斷設(shè)備聯(lián)接到多用途端子塊；4.33V和3.82V之間的電壓水平可以發(fā)信號通知測試設(shè)備被聯(lián)接；3.81V和2.1lV之間的電壓水平可以發(fā)信號通知續(xù)航電池被聯(lián)接；2.1OV和1.30V之間的電壓水平可以發(fā)信號通知標準電池被聯(lián)接；并且1.29V或以下的電壓水平可以發(fā)信號通知故障狀態(tài)。
[0037]在一些實施例中，當鏈鋸的觸發(fā)開關(guān)110被啟動時控制器102可以啟動聯(lián)接設(shè)備的檢測。在其它實施例中，當新設(shè)備聯(lián)接到多用途端子塊時可以自動發(fā)生檢測(例如，如果控制板102經(jīng)由一個或多個多用途觸點接收信號)。
[0038]在各實施例中，在多用途觸點上由續(xù)航電池和/或標準電池輸出到控制器的電壓水平可以不同于電池的供應(yīng)電壓。例如，在一些實施例中，供應(yīng)電壓可以為大約36V至大約40 V。
[0039]在實施例中，電池可以具有多個電池觸點。一個或多個觸點可以用于將電壓水平提供給控制器以便進行設(shè)備檢測、將供應(yīng)電壓提供給鋸和/或為電池充電。例如，在實施例中，電池可以具有用于將電力分別輸送到多用途端子塊104的正電池觸點112a和負電池觸點112b的第一和第二觸點，以及用于將電壓水平輸送到多用途觸點112c以便進行設(shè)備檢測的第三觸點。電池可以包括用于為電池充電的附加觸點(例如，當與電池充電器聯(lián)接時)。
[0040]如果電池、例如標準電池或續(xù)航電池聯(lián)接到多用途端子塊,則正和負電池觸點可以將電池電力路由到控制器102，所述控制器又可以將電力路由到電機106和/或鏈鋸的其它部件。所連接的電池、例如標準電池或續(xù)航電池的類型的差異可以由控制板102使用以調(diào)節(jié)顯示(例如，表示電池的剩余電力)，和/或確定鋸的一個或多個操作參數(shù)。例如，控制器可以基于電池的類型設(shè)定鋸的電力界限，例如電流界限。在一些實施例中，針對標準電池設(shè)定的電流界限可以低于針對續(xù)航電池設(shè)定的電流界限。作為例子，用于標準電池的電流界限可以被設(shè)定為大約20安培(A)，而用于續(xù)航電池的電流界限可以被設(shè)定為大約25A。因此，續(xù)航電池相比于標準電池，鏈速度和總可用功率可以更大。可以根據(jù)需要建立其它電力/電流界限。
[0041]顯示器可以視覺地表示電池的剩余電力。例如，顯示器可以將剩余電力顯示為百分比、圖形表示(例如，與剩余電量成比例填充的電池符號)和/或可以顯示一個或多個符號以通知電池的狀態(tài)(例如，低電力狀態(tài))。在一些實施例中，顯示器可以包括根據(jù)電池的狀態(tài)點亮的一個或多個指示器，例如發(fā)光二極管(LED)。
[0042]當檢測診斷設(shè)備或測試設(shè)備時，控制器102可以使用多用途觸點112c與連接的設(shè)備通信。例如，控制器102可以將多用途觸點112c設(shè)定為接收器并且等待來自連接的設(shè)備的指令。當接收指令時，控制器102可以采取適當?shù)男袆?。在一些實施例中，控制?02也可以使用多用途觸點102將信息傳輸回到附連的設(shè)備。一旦信息已被發(fā)送，控制器102可以將多用途觸點轉(zhuǎn)換回到接收器并且等待另一指令。診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備可以包括用于經(jīng)由多用途觸點112c與鏈鋸100通信和/或用于執(zhí)行其它操作的控制器。
[0043]在一些實施例中，診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備也可以經(jīng)由正電觸點112a和負電觸點112b將電力提供給控制器102和/或鏈鋸100的其它部件。這可能是必要的，原因是診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備可以代替電池聯(lián)接到多用途端子塊104。
[0044]當診斷設(shè)備聯(lián)接到多用途端子塊104時，診斷設(shè)備可以將一個或多個指令發(fā)送到控制器102，從而下載來自控制器102的數(shù)據(jù)、重置控制器的運行時間和/或停止控制器。診斷設(shè)備可以下載存儲在包括在控制器102中的一個或多個存儲塊上和/或可由控制器102訪問的任何合適數(shù)據(jù)?？梢杂稍\斷設(shè)備檢索的數(shù)據(jù)的例子包括鏈鋸100和/或控制器102的序列號、固件版本、與制動啟動相關(guān)的數(shù)據(jù)、由電池提供和/或輸送到電機106的最小和/或最大電流、記錄的故障和/或最大溫度。該數(shù)據(jù)可以由診斷設(shè)備使用以分析性能、診斷鋸的問題和/或幫助確定校正行動。運行時間重置指令可以向控制器102發(fā)信號以將運行時間重置為零。停止指令可以向控制器102發(fā)信號以安全地停止。
[0045]類似地，當測試設(shè)備聯(lián)接到多用途端子塊104時測試設(shè)備可以將一個或多個指令發(fā)送到控制器102。例如，測試設(shè)備可以發(fā)送指令以斷電、運行標準電池、運行續(xù)航電池、停止電機、保存鋸序列號和/或讀取來自控制器的數(shù)據(jù)，例如鋸序列號、控制器序列號、固件版本、制動狀態(tài)、電機最大和/或最小電流和/或停止時間。運行和停止指令可以允許鋸放置到測試夾具中并且自動地運行。這可以有利于收集關(guān)于鏈鋸100的數(shù)據(jù)。保存鋸序列指令可以為了鋸跟蹤目的允許保存序列號。讀取指令可以允許數(shù)據(jù)被上載并且保存到數(shù)據(jù)庫中以便評價和跟蹤鏈鋸100的性能。斷電指令可以向控制器102發(fā)信號以安全地斷電。
[0046]在各實施例中，數(shù)據(jù)和/或錯誤記錄信息可以存儲在存儲塊116上。該信息然后可以由診斷和/或測試設(shè)備訪問，如上面所述。存儲塊116可以包括在控制器102中和/或可以是獨立于控制器102的部件。
[0047]記錄和/或存儲在存儲塊116中的數(shù)據(jù)可以包括鋸序列號、控制器序列號、固件版本、運行時間、制動啟動、最小和最大電機電流和/或最大溫度。
[0048]錯誤記錄可以包括達到故障的最大數(shù)量、例如大約32個故障的故障運行日志，以及故障發(fā)生的相應(yīng)時間。一旦已記錄最大故障，附加故障可以覆蓋最老的故障使得保持最新的32個故障的循環(huán)緩沖。故障運行日志中的一些或全部故障可以上載到診斷設(shè)備和/或測試設(shè)備以幫助診斷問題。
[0049]在一些實施例中，故障可以被分為起動和運行故障。當拉動觸發(fā)器時起動故障可以檢測鋸中的問題以防止該問題導致鋸或操作者的損傷。這些故障可以包括高和/或低電池ID、低電池電壓、超溫、開關(guān)跳開、放大器最大和/或最小偏移、脈沖寬度調(diào)制(PWM)高短路、PWM低短路、開關(guān)短路和/或低初始化電壓。
[0050]當鏈鋸100正在運行時運行故障可以監(jiān)視鋸狀態(tài)并且在有問題的情況下鏈鋸100可以關(guān)閉。這可以保護操作者和/或鏈鋸100。運行故障可以包括供應(yīng)欠電壓、超溫故障、電機失速、電機過電流、供應(yīng)低電壓和/或電池ID電壓低和/或高。
[0051]電池對準
[0052]在各實施例中，電池可以放置到工具的電池盒中以將電力供應(yīng)到工具。在一些實施例中，盒可以是多用途端子，如上所述。在一些實施例中，電池可以提供較高功率水平，例如大約500到1000瓦。電池可以包括設(shè)計成接收工具上的陽端子的陰彈簧夾。陰彈簧夾可以設(shè)計成在指定電流水平下處理相應(yīng)端子的一些失配。然而，在更大失配程度下，連接的電阻升高并且產(chǎn)生過熱，這可能減小電池的效率和操作時間。因此，電池的適當對準和對準的保持對于工具的操作可能是重要的。
[0053]在各實施例中，電池盒可以包括對準機構(gòu)以引導電池插入盒中。例如，盒可以具有從盒的側(cè)延伸的導軌，并且電池可以包括相應(yīng)凹槽。當電池插入盒中時，當電池插入盒中時導軌可以布置在電池外殼的凹槽內(nèi)。導軌可以便于電池的插入和盒中的電池的適當對準。例如，當完全插入電池時導軌可以保證電池外殼上的電池觸點與盒中的觸點相接觸。
[0054]在一些實施例中，導軌可以具有多個不同部分。例如，在最接近盒的開口的導軌的前部分上，導軌可以具有倒角和/或角以允許導軌與凹槽的更大失配以便于電池的插入。導軌的中心部分可以大致平行并且可以允許失配的中等公差。中等公差可以以適當?shù)膶蚀笾聦孰姵?，同時便于電池凹槽在導軌上滑動。導軌的后部分可以提供與凹槽的更緊密配合，由此提供失配的更低公差。后部分可以便于電池觸點與盒中的電池端子的針腳對準。附加地，在工具操作不慎和/或掉落的情況下后部分的更緊密配合可以防止/減小電池的移動，這可以防止/減小盒的陽端子的損壞。在一些實施例中，前部分可以包括導軌的長度的大約10%，中心部分可以包括導軌的長度的大約75-80%，并且后部分可以包括導軌的長度的大約10-15%，但是其它布置是可能的。
[0055]在其它實施例中，電池可以包括從外殼延伸的導軌并且工具上的盒可以包括引導導軌的凹槽。在其它實施例中，可以使用電池和盒上的相應(yīng)元件的其它配置。
[0056]在各實施例中，電池和/或盒可以包括一旦完全插入電池用于將電池保持就位的電池保持特征。例如，盒可以包括具有帶傾斜前面(例如，更靠近開口的閂鎖指狀件的側(cè))的一個或多個閂鎖指狀件的彈簧加載閂鎖。當電池插入盒中時，電池外殼在它越過前面時可以下壓閂鎖。當電池完全插入盒中時，閂鎖的指狀件可以卡扣到電池外殼中的一個或多個保持結(jié)構(gòu)(例如，陰閂鎖特征)中。閂鎖可以聯(lián)接到釋放機構(gòu)，當電池聯(lián)接到盒中時所述釋放機構(gòu)可由用戶接近。釋放機構(gòu)可以被啟動以從電池外殼的陰閂鎖特征縮回閂鎖使得可以從盒去除電池。在一些實施例中，釋放機構(gòu)可以例如通過杠桿臂等機械地操作。
[0057]在一些實施例中，電池可以包括將電池暫時保持在部分插入位置的第一陰閂鎖特征和將電池固定在完全插入位置的第二陰閂鎖特征。第一陰閂鎖特征可以配置成通過施加力允許電池在沿著插入軸線(例如，導軌的路徑)的任一方向上移動。例如，第一陰閂鎖特征可以具有朝著電池的后端傾斜的傾斜后壁，如果拉力朝著盒的開口施加到電池則所述傾斜后壁可以下壓閂鎖指狀件。第二陰閂鎖特征可以具有豎直后壁，所述豎直后壁可以將電池安全地保持在完全插入位置，除非閂鎖指狀件由釋放機構(gòu)縮回。
[0058]在一些實施例中，盒還可以包括在盒的后壁上的彈簧。彈簧可以作用于電池以朝著盒的開口推動它。當閂鎖指狀件縮回時，彈簧可以朝著盒的開口推動電池。當閂鎖指狀件到達第一陰閂鎖特征時電池可以停止在部分插入位置。然后可以通過從部分插入位置將拉力施加到電池從盒完全去除電池。
[0059]在圖2A-D中顯示電池202和電池盒204的實施例的各種視圖。電池202包括電池外殼206。電池外殼206具有在每一側(cè)上的凹槽208和相應(yīng)地在底側(cè)上的第一和第二陰閂鎖特征210和211。盒204包括在每一側(cè)上的導軌212和具有傾斜前表面216的彈簧加載閂鎖指狀件214。當電池202插入盒204中時，凹槽208在導軌212上滑動。電池外殼206推動傾斜前表面216，下壓閂鎖指狀件214。當電池202處于完全插入位置時，第二陰閂鎖特征211在閂鎖指狀件214上對準，允許閂鎖指狀件214延伸到第二陰閂鎖特征211中，將電池202固定在盒204中。盒204還包括端子針腳224、226和228 (在圖2B中顯示)，當電池處于完全插入位置時所述端子針腳與電池上電池觸點(未顯示)聯(lián)接。
[0060]閂鎖指狀件214與釋放件218可操作地聯(lián)接，并且與釋放件218形成杠桿臂。通過向上推動釋放件218，從第二陰閂鎖特征211縮回閂鎖214，電池202可以從完全插入位置(如圖2C中所示)移動到部分插入位置(如圖2D中所示)。當閂鎖指狀件214縮回時，來自聯(lián)接到盒204的后壁的彈簧臂220和221的力朝著入口將電池202推動到盒204。這防止閂鎖指狀件214再進入第二陰閂鎖特征211。閂鎖指狀件214將彈起并且接合第一陰閂鎖特征210，將電池202保持在部分插入位置。當處于部分插入位置時可以通過拉動電池202從盒204去除電池202。當電池202被拉出盒204時第一陰閂鎖特征210的傾斜部分222將向下推動閂鎖指狀件214。
[0061]用于慣性制動機構(gòu)的電子開關(guān)
[0062]在各實施例中，電池供電的鏈鋸可以包括具有電子制動器和機械制動器的制動組件。如果制動組件被啟動，電子制動器可以切斷到達電機的電力，并且機械制動器可以停止導桿上的鋸鏈的運動。電子制動器可以由用戶和/或響應(yīng)鏈鋸的突然運動(例如來自反沖事件)自動地啟動。
[0063]制動組件可以包括制動片，所述制動片具有聯(lián)接到機電開關(guān)的第一端部。開關(guān)可以聯(lián)接到控制板并且可以用作信號開關(guān)以識別電子制動器的當前狀態(tài)(即，啟動或停用)。當開關(guān)處于啟動狀態(tài)時，電力可以從電機切斷。因此，鋸鏈將不再由電機驅(qū)動，由此使鋸鏈更容易停止(例如，由機械制動器)。附加地，如果制動組件被啟動則鋸電機可能不起動。在一些實施例中，開關(guān)啟動可以被記錄(例如，由控制器)以便未來診斷。
[0064]在一些實施例中，制動片的第二端部可以與機械制動器可操作地聯(lián)接。當制動片被啟動時，制動片可以用相同的運動啟動機械制動器和電子制動器。因此，電子制動器可以切斷到達電機的電力，由此使機械制動器更容易停止鋸鏈。
[0065]開關(guān)可以包括柱塞以啟動和/或停用開關(guān)。例如，如果柱塞延伸則開關(guān)可以處于停用狀態(tài)并且如果柱塞被下壓則開關(guān)可以處于啟動狀態(tài)。如果制動片被啟動，制動片可以通過下壓開關(guān)上的柱塞機械地啟動開關(guān)。開關(guān)然后可以將電信號發(fā)送到控制板，所述控制板識別開關(guān)的啟動狀態(tài)。作為響應(yīng)，控制板可以防止電機的操作(例如，可以防止電力發(fā)送到電機)。附加地，機械制動器可以包括機械摩擦制動器以快速地停止鋸鏈的運動。
[0066]可以手動地和/或慣性地啟動制動片。例如，制動開關(guān)機構(gòu)可以包括用于手動地啟動制動器的制動觸發(fā)器。替代地或附加地，可以由例如由于反沖事件引起的鏈鋸的運動慣性地啟動制動器。
[0067]如圖3A-B中所示，制動開關(guān)機構(gòu)300包括聯(lián)接到機電開關(guān)304的制動片302。開關(guān)304可以是速動開關(guān)，當下壓柱塞306時所述速動開關(guān)從如圖3A中所示的停用狀態(tài)過渡到如圖3B中所示的啟動狀態(tài)。當處于啟動狀態(tài)時，開關(guān)304將信號發(fā)送到控制板?？刂瓢迦缓罂梢郧袛嗟竭_電機的電力并且防止電機的操作。如圖3C中進一步所示，制動片302包括與制動片302的樞軸線310同心的整合開關(guān)啟動凸輪308。制動片302可以由用戶手動地和/或由反沖事件慣性地啟動。當制動片302被啟動時，制動片相對于鏈鋸的主體旋轉(zhuǎn)，并且開關(guān)啟動凸輪308下壓開關(guān)304的柱塞306。在一些實施例中，當?shù)竭_或超過慣性的閾值水平(例如可以存在于反沖事件中)鏈鋸的主體向上和/或往回旋轉(zhuǎn)時，制動片302可以設(shè)計成保持靜止。因此，當鏈鋸的主體旋轉(zhuǎn)時，開關(guān)啟動凸輪308可以下壓柱塞306并且啟動開關(guān)304。
[0068]在制動片302的第二部分(未顯示)上，當制動片302被啟動時制動片302可以啟動機械制動器。機械制動器例如可以通過機械摩擦制動器停止鋸鏈的運動。當鋸鏈未被供電時機械制動器可以需要更小的停止力來停止鋸鏈。因此，通過同時啟動切斷到達鋸鏈的電力的電子制動器和機械制動器，機械制動器可以更快地和/或用更小的停止力停止鋸鏈。
[0069]由于內(nèi)部開關(guān)部件的性質(zhì)，精確地和準確地啟動柱塞以改善開關(guān)的可靠性是重要的。因此，制動片和開關(guān)放置被配置成便于在開關(guān)規(guī)范內(nèi)的柱塞的運動，由此最小化內(nèi)部觸點顫動并且提高開關(guān)的高循環(huán)壽命。在一些實施例中，控制板的軟件可以包括信號調(diào)節(jié)緩沖器從而當工具在高振動環(huán)境中操作時防止假啟動。
[0070]以該方式通過手動或慣性啟動操作制動片302可以導致開關(guān)304的柱塞306的最佳線性啟動。制動片302也可以啟動機械摩擦制動器以快速地停止鏈運動，由此減小操作者和工具的風險。
[0071]開關(guān)304與制動片302組合可以允許更快的鏈停止時間(例如，在手動觸發(fā)器和/或反沖事件的情況下)，并且也可以減小包括控制板和/或電機的鋸的其它電氣部件的損壞的可能性。
[0072]工具感覺增強
[0073]在各實施例中，當工作負荷施加于工具時控制算法應(yīng)用于電池供電的工具以控制工具的輸出功率。該控制可以防止工具的部件由于過負荷而損壞，特別是當工作負荷增加超過閾值負荷時。在各實施例中，控制系統(tǒng)可以在施加的工作負荷的預(yù)定設(shè)定點逐漸減小脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號的電壓和/或占空比中的至少一個。在各實施例中，設(shè)定點可以對應(yīng)于小于100%占空比的占空比。當電機電壓減小時，電機電流可以增加超過設(shè)定點。這可以提供超過設(shè)定點的輸出功率的逐漸衰減，由此為用戶提供增強的工具感覺。
[0074]由控制算法提供的輸出功率響應(yīng)可以模擬由內(nèi)燃機驅(qū)動的工具的預(yù)期響應(yīng)，由此為用戶提供增強的工具感覺。內(nèi)燃機具有大操作窗口，例如功率帶，內(nèi)燃機在其中產(chǎn)生它的峰值功率的任意百分比。功率帶可以由對應(yīng)于工具的峰值輸出功率的電機速度和/或電機負荷限定。當內(nèi)燃機的速度增加時內(nèi)燃機通常具有功率增加直到達到峰值功率，并且然后功率在類似于鐘形曲線的曲線中逐漸減小。該功率曲線的上端是功率帶。用戶可以通過在功率帶內(nèi)操作工具獲得最佳性能。如果用戶感覺到輸出功率的下降，則用戶可以調(diào)節(jié)施加于工具的工作負荷(例如，通過調(diào)節(jié)施加到工件的力)。在具有內(nèi)燃機的工具中，通過太小的負荷(例如，功率帶的下端)或太大的負荷(例如，功率帶的上端)可以由用戶容易地感覺掉離功率帶。
[0075]相比之下，在常規(guī)電池供電的工具中，功率帶很小。當電機的速度增加時常規(guī)電池供電的工具的輸出功率增加直到達到峰值功率，并且然后輸出功率快速下降。用戶可以通過在峰值功率處操作工具獲得最佳性能，并且如果用戶感覺到功率下降，則用戶可以調(diào)節(jié)施加到工具的工作負荷(例如，通過調(diào)節(jié)由工具施加到工件的力)。在常規(guī)電池供電的工具中，掉離功率帶的下端(例如，具有太小的負荷)容易被感覺。然而，當工作負荷超過峰值功率時，輸出功率快速地減小，這常常導致電機失速。用戶可能難以感覺到已到達功率帶的上端以便在電機失速之前調(diào)節(jié)工作負荷。
[0076]在各實施例中，可以通過調(diào)節(jié)和/或限制施加到電機的電流(和/或電壓)控制和/或操作電池供電的工具的直流(DC)電動機。由電機產(chǎn)生的扭矩可以與施加到電機的電流成比例(例如，根據(jù)電機的扭矩常數(shù))。電機扭矩可以施加到聯(lián)接到電機的輸出軸。電機的輸出功率是電機速度和扭矩的乘積。
[0077]各實施例可以提供包括控制算法的控制系統(tǒng)，所述控制算法用于控制脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器以將PWM控制信號提供給電機。PWM控制信號可以具有由PWM控制器調(diào)節(jié)的占空比。控制系統(tǒng)可以在將電池電壓施加到電機以感生電機電流(例如，在控制信號占空比的高部分期間)和使電機短路以再循環(huán)電流(例如，在控制信號占空比的低部分期間)之間交替。電機的電樞感應(yīng)可以平均感生的和/或再循環(huán)的電流以提供一致的輸出功率。
[0078]可能需要電流限制以在參數(shù)操作范圍內(nèi)和/或出于用戶安全原因操作工具的各部件，例如電池、直流電機、電機控制器和/或機械傳動裝置。在常規(guī)電池供電的工具中，當工具負荷超過閾值負荷、例如電流界限時，電流限制導致輸出功率的急劇衰減。在由PWM電路操作的直流電機中，當電機電流響應(yīng)工具負荷的增加而增加時，PWM信號的占空比增加。一旦PWM信號達到100%占空比，電壓必須下降到零，這導致輸出功率的陡降，如上所述。因此，一旦到達電流界限閾值，工具超過閾值負荷的微小增加可以導致很快的輸出功率減小，這可以導致工具失速、用戶疲勞、用戶使用困難和/或生產(chǎn)率降低。
[0079]在各實施例中，當鏈鋸作用于工件時施加到鏈鋸的工作負荷可以基于操作者將鋸鏈施加到工件所用的力和/或與工件相接觸的鋸鏈的長度而變化。例如，如果操作者使用鏈鋸切穿圓木材，則當鋸穿透木材時工作負荷將增加并且在木材的中心處(在該處橫截面具有最大寬度)達到最大工作負荷。類似地，如果操作者用鋸將更大的力施加到工件，則工作負荷可以增加。
[0080]在各實施例中，控制系統(tǒng)可以在施加的工作負荷的預(yù)定設(shè)定點逐漸減小PWM控制信號的電壓和/或占空比中的至少一個。設(shè)定點可以對應(yīng)于小于100%占空比的PWM控制信號的占空比。例如，設(shè)定點可以為大約50%至大約100%?？梢栽试S電流增加超過設(shè)定點以保持控制信號的期望功率。當用戶繼續(xù)為鋸加負荷時，電機速度可以下降，但是扭矩可以升高，這防止功率的急劇下降。當工具負荷增加超過閾值時，通過減小信號的占空比，電機的電壓可以減小。當工具負荷增加超過閾值時，到達電機的電流可以增加。
[0081]因此，當電壓減小時控制系統(tǒng)可以增加PWM控制信號的電流。這可以增加電機的扭矩，同時減小電機的速度，由此導致輸出功率逐漸減小超過設(shè)定點(例如，提供類似于鐘形曲線的功率曲線)。輸出功率的逐漸衰減可以為用戶提供增強的工具感覺。用戶可以感覺到工具已超過峰值功率，由此允許用戶減小工具上的負荷以在峰值功率處或附近(例如，在功率帶中)操作工具。
[0082]在各實施例中，當工具負荷增加超過設(shè)定點時控制系統(tǒng)可以在最大容許電池電流處或附近操作。當電機電壓減小時，P麗控制信號的占空比可以下降超過設(shè)定點，導致電機電流增加。這可以防止電機的輸出功率急劇地下降。
[0083]為了通過例子說明，PWM可以以連續(xù)頻率、例如20KHz操作，使得等于100%的占空比的源開關(guān)的最大“接通時間”為50 μ S0在100%占空比處，施加到電機的平均電壓可以等于電池電壓，并且電池電流可以等于電機電流。
[0084]當PWM的占空比減小時，電機電壓可以為(電池電壓)Χ (占空比)并且電池電流可以為(電機電流)x (占空比)。例如，如果PWM占空比下降到50% (25 μ S)，則等效電機電壓將是電池電壓的一半，并且電池電流將是電機電流的一半。在該情況下，如果電機電流編程為20Amp (A)，則電池將需要輸送10A。
[0085]在一些實施例中，電池可以具有例如大約20A的最大額定放電電流。因此，當工具被加負荷超過20A的電池電流界限時，電機電流可以增加到40A，同時將電池電流保持在電池的容量處，以一半的電機電壓產(chǎn)生兩倍的電機電流(原因是平均施加的電機電壓可以為(電池電壓)/2 )。當電機扭矩與電機電流直接相關(guān)并且電機速度與電機電壓直接相關(guān)時，上述例子導致大約兩倍的電機扭矩和大約一半的電機速度，同時保持高功率，原因是功率是電機扭矩(電機電流)X電機速度(電機電壓)的乘積。該高功率在電池的20A界限處擴大工具的功率，產(chǎn)生大功率帶。功率帶的上端具有低電機速度以為用戶提供工具感覺，這可以便于由用戶平衡工具負荷以獲得高效的工具利用。
[0086]在實踐應(yīng)用中，附加參數(shù)范圍可以應(yīng)用于控制系統(tǒng)的功能性。例如，范圍可以由電機的最大電流操作能力、控制器的額定電流和/或機械傳動裝置的額定扭矩施加。
[0087]如上所述，當保持電池的最大額定電流時的可用電機電流可以表達為(電池最大電流)/ (PWM占空比)，其中占空比在O到I的范圍內(nèi)表達。
[0088]圖4A-D中的數(shù)據(jù)繪圖描繪控制系統(tǒng)的電機控制(以虛線表示并且標記CS)與常規(guī)電池供電的工具(以實線表示并且標記Con.)相比的優(yōu)點。繪圖用圖形表示電機輸出功率(圖4A)、電機速度(圖4B)、電池電流(圖4C)和電機電流(圖4D)與電機(工具)負荷的關(guān)系。
[0089]在各實施例中，控制器(例如，控制器102)可以執(zhí)行本文中所述的控制算法。在一些實施例中，控制算法可以專門用軟件和/或固件(例如，存儲在控制器上和/或可由控制器訪問)執(zhí)行。該設(shè)計可以最小化重復制造成本。在其它實施例中，控制算法可以專門在硬件中和/或在使用用于PWM控制器的分立硬件和控制PWM控制器的固件實現(xiàn)的混合件中執(zhí)行。
[0090]熱管理
[0091]在各實施例中，可以提供用于工具的熱管理系統(tǒng)，所述熱管理系統(tǒng)可以冷卻工具的一個或多個部件，例如控制板和/或電機。工具可以是電池供電的工具，例如電池供電的鏈鋸。熱管理系統(tǒng)可以允許工具在溫度極限下操作而不損壞工具。在各實施例中，熱管理系統(tǒng)可以在控制板上(例如，附近)路由電機攝入空氣以冷卻控制板上的電路。電機攝入空氣可以在路由到電機以冷卻電機之前和/或之后在控制板上路由。
[0092]在各實施例中，控制板可以包括如本文中所述的控制器。熱管理系統(tǒng)可以使用一種或多種方法來冷卻部件，例如管理通過進氣口的氣流、管理通過排氣口的氣流和/或控制板的熱管理功能?？刂瓢蹇梢耘渲贸蓤?zhí)行一個或多個熱管理功能，例如除熱、溫度監(jiān)測和/或工具控制。
[0093]在各實施例中，熱管理系統(tǒng)可以使用電機的內(nèi)部風扇。內(nèi)部風扇可以攝入顯著量的空氣，例如每分鐘大約300升空氣。圖5A顯示具有鋸主體502和控制板504的鏈鋸500的橫截面。如圖5B中所示，電機蓋506可以聯(lián)接到鋸主體502。攝入空氣可以通過電機蓋506中的控制入口 508進入鋸主體502。電機的內(nèi)部風扇可以便于通過入口 508攝入空氣?？諝馔ǖ?10可以聯(lián)接到鋸主體502?？刂瓢?04可以布置在空氣通道510的內(nèi)部?？諝馔ǖ?10可以橫越控制板504路由攝入空氣。當空氣穿過空氣通道510時空氣可以去除由控制板504產(chǎn)生的熱和/或冷卻控制板504?？諝馔ǖ?10可以被密封使得通過控制入口508進入的大致所有空氣穿過空氣通道510。
[0094]控制板504的熱輸出可以在高溫、施加到鏈鋸500的高負荷和/或電機控制信號(例如，如本文中所述的功率信號)的高占空比下增加。例如，在正常操作條件和占空比下控制板504的熱損失可以為大約50至75瓦。在極限溫度和/或占空比下空氣通道512可以去除高達150至225瓦的熱。
[0095]在一些實施例中，從空氣通道510離開的空氣可以在電機的輸出軸端處直接通向主電機進氣口(未顯示)。電機的輸出軸端也可以是到齒輪箱的電機接口 /安裝的位置。電機的輸出軸端可以攝入入口空氣的一部分，例如入口空氣的大約80%。主電機進氣口可以包括一個或多個入口，例如大約四個入口。在電機的輸出軸端進入入口的空氣可以冷卻電機。電機的熱輸出可以在高溫和/或占空比下增加。例如，在正常操作條件和占空比期間的電機可以排放大約100到200瓦的熱。在極限溫度和/或占空比下，電機可以產(chǎn)生大約200到400瓦的熱。
[0096]來自電機的廢氣可以離開電機進入廢氣護罩512。考慮到當加熱空氣離開葉輪風扇的壓縮狀態(tài)時加熱空氣的快速膨脹，廢氣護罩512的設(shè)計可以提供鋸主體502的內(nèi)部的限制空間中的最大氣流。在一些實施例中，廢氣護罩512的設(shè)計可以基本上類似于鸚鵡螺。
[0097]熱管理系統(tǒng)還可以包括在鏈鋸100的底表面514上的出口排氣口。這些排氣口可以如下定向:與廢氣護罩512的向外排氣、例如由廢氣護罩512的鸚鵡螺形狀指示的向外螺旋形排氣直接對準。廢氣護罩512的鸚鵡螺形狀可以允許出口排氣口布置在底表面514上而不是鏈鋸100的前側(cè)上。出口排氣口可以以豎直方式引導廢氣。
[0098]在各實施例中，入口 508和出口排氣口可以在鋸主體502上定向成防止和/或減小木片或其它碎屑進入鋸主體502。例如，入口 508可以位于與碎片生成側(cè)相對的鋸主體502的側(cè)上。在一些實施例中，碎片生成側(cè)可以是更靠近刀桿的工具500的側(cè)(例如，在刀桿向一側(cè)偏移的實施例中，如下面進一步所述)。當鏈橫越刀桿時，鏈可以將來自工件(例如，木材)的碎片運回到工具500的碎片生成側(cè)。附加地，在鋸主體502的底表面上的出口排氣口的位置可以向下和/或遠離入口 504推動碎片。
[0099]附加地，密封的空氣通道510可以提供較快氣流以去除可能進入入口 508的任何碎片或碎屑。
[0100]在各實施例中，控制板可以設(shè)計成便于去除由控制板的部件產(chǎn)生的熱?？刂瓢蹇梢允嵌鄠€元件的組件和/或子組件，例如散熱器、填充墊、電子電路板組件(ECA)、灌封環(huán)氧樹脂和/或灌封托盤。
[0101]ECA可以包括生成熱的一個或多個硅開關(guān)，例如場效應(yīng)晶體管(FET)。FET可以在較高功率水平下限制到達電機的電力、例如電流，并且也可以由于它們的固有操作生成熱。如果FET在它們的正常操作溫度范圍內(nèi)工作則它們可以較高效。例如，F(xiàn)ET的正常操作范圍可以為大約30到大約100攝氏度。在它們的正常操作范圍之外它們可能以非線性速率失去效率并且最后導致故障。工具不能以有故障的FET工作。所以從FET去除熱以將FET保持在它們的正常操作溫度范圍內(nèi)是重要的。
[0102]在一些實施例中，F(xiàn)ET可以倒置安裝在控制板上使得FET的熱基極聯(lián)接到散熱器而不是印刷電路板。FET的觸點可以彎曲以與控制板的其它部件聯(lián)接。將FET的熱基極聯(lián)接到散熱器可以增加除熱的效率。
[0103]然而，多個FET必須電絕緣，因此它們可以不直接連接到散熱器。因此，熱傳導并且電絕緣的化合物可以放置在FET和散熱器之間以便利用倒置FET的熱傳遞能力，但是保持電絕緣。例如，合適的化合物可以包括Bergquist填縫劑GF3500S35-07。
[0104]附加地，微玻璃珠/球(例如微玻璃珠/球)可以加入化合物以保證在FET和散熱器之間保持例如由珠/球的尺寸限定的最小間隙，例如大約0.15mm。由珠/球提供的最小間隙可以允許熱傳導性，同時限制FET之間的電接觸的風險。也特別當心允許部件的物理堆疊，尤其是可以精確地機械加工的熱托腳和/或FET接觸區(qū)域。
[0105]圖6顯示控制板600，該控制板具有印刷電路板602、散熱器604和多個FET606。FET606的熱基極608聯(lián)接到散熱器604。FET606的觸點610聯(lián)接到印刷電路板602。一層化合物612布置在FET606的熱基極608和散熱器604之間?；衔?12電絕緣以使FET606彼此絕緣并且熱傳導以便于散熱器604的熱傳遞。微玻璃珠614包括在該層化合物612中以提供FET606和散熱器604之間的合適間隙。
[0106]在各實施例中，控制器(例如，通過固件)可以檢測控制板上或附近的溫度并且響應(yīng)溫度增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)，例如占空比。如果控制器檢測到在升高溫度下的操作，例如控制器可以減小發(fā)送到電機的控制信號的電流閾值和/或占空比。
[0107]在一些實施例中，ECA還可以包括熱敏電阻器以檢測一個或多個FET處的溫度。熱敏電阻器的輸出信號可以饋送到處理器并且與基準值比較?；鶞手悼梢?例如，通過實驗)與FET處的溫度相關(guān)。該比較可以由處理器上的固件進行。在一些實施例中，比較可以以較高頻率、例如每秒大約100至500次發(fā)生。可能需要關(guān)聯(lián)(例如，與直接比較由熱敏電阻器檢測到的溫度和最大FET操作溫度不同)，原因是熱敏電阻器不是FET的一部分并且定位成與電路板上的FET間隔開。關(guān)聯(lián)可以用于確定FET處的溫度。
[0108]處理器可以根據(jù)FET的溫度調(diào)節(jié)鏈鋸的操作。在一些實施例中，固件可以包括兩個預(yù)定界限:第一界限和第二界限。如果熱敏電阻器到達第一界限，則處理器可以作為預(yù)防啟動冷卻模式。冷卻模式可以減小到達電機的電信號的電流。例如，處理器可以相對于溫度高于第一界限的量使FET中的電流減小一定量，因此當溫度上升時，電流界限降低。處理器可以在冷卻模式下運行電機直到由熱敏電阻器檢測到的溫度下降到第一界限之下。
[0109]如果鋸不能冷卻，則可以到達第二界限。這例如可能當在極端環(huán)境溫度和/或占空比下操作時發(fā)生。如果到達第二界限，則處理器可以停止鋸(例如，停止到達電機的電力)。
[0110]平衡重心
[0111]在各實施例中，電池供電的鏈鋸的部件、例如電池、電機和/或齒輪箱可以放置在鏈鋸的外殼中從而使工具的重心具有適當放置以便操作者獲得工具的最佳穩(wěn)定性和控制。重心相對于操作者的主要接觸點、例如前手柄和后手柄的放置可以提供操作者疲勞的減小以及安全性的增加。在一些實施例中，如果鏈鋸由前手柄抓握，則重心可以定位成使得鏈鋸大致水平(例如，鏈鋸的導桿與地面大致平行定向)或稍微向上傾斜。因此，重心可以在前手柄的下方和略后方。
[0112]重心的放置也可以提供來自工具的切割的反饋(敏感性)，這產(chǎn)生操作者對切割過程的提高掌控。附加地，在一些實施例中，鏈鋸的電池和/或其它部件可以布置成使得可以使用具有不同重量的不同電池而基本不改變重心。
[0113]圖7A顯示具有重心702的鏈鋸700的俯視圖并且圖7B相應(yīng)地顯示它的側(cè)視圖。鏈鋸700包括外殼704、前手柄706和后手柄708。前手柄706在外殼704之上延伸，并且后手柄708在外殼704之后延伸。導桿710在外殼704的前面延伸并且可以包括布置在其上的鋸鏈(未顯示)。外殼704可以至少部分地包含電池712和電機(未顯示)。在鏈鋸700的操作期間，用戶可以抓握在第一觸點714處或附近的前手柄706，并且可以抓握在第二接觸點716處或附近(例如，鄰近觸發(fā)開關(guān)718)的后手柄708。
[0114]在各實施例中，重心702可以在前手柄706的第一接觸點714的下方和略后方。該重心可以產(chǎn)生用于用戶的穩(wěn)定和舒適位置。例如，如圖7B中所示，重心702可以位于第一接觸點714之下第一距離720 (例如，在y方向上)和第一接觸點714之后第二距離722(例如，在X方向上)。在一個實施例中，第一距離720可以為大約140至180毫米，例如大約160毫米，并且第二距離722可以為大約40毫米至大約80毫米，例如大約60毫米。附加地，重心702可以位于后手柄708的第二接觸點716的前面第三距離724 (例如，在x方向上)和第二接觸點716之上第四距離726 (例如，在y方向上)。在一個實施例中，第三距離724可以為大約120至160毫米，例如大約140毫米，并且第四距離726可以為大約-20毫米(例如，在第二接觸點716之下20毫米)至大約20毫米，例如大約零毫米(例如，與第二接觸點716齊平)。
[0115]在一些實施例中，外殼704中的電池712的位置可以配置成使得可以使用不同重量的電池712而基本不改變鏈鋸的重心。例如，鏈鋸700可以配置成與不同電池、例如標準電池和/或續(xù)航電池使用。不同電池可以具有不同重量特性(例如，總重量和/或重量的分布)。例如，標準電池可以具有大約十個電池，并且續(xù)航電池可以具有大約20個電池。在該情況下，續(xù)航電池可以是標準電池的重量的大約兩倍。
[0116]因此，在一些實施例中，當使用一個或多個電池時電池712和/或鏈鋸700可以配置成使得重心702保持在可接受范圍內(nèi)。在一些實施例中，可接受范圍可以是重心在任何一個方向(例如，X方向、y方向和/或z方向)上偏移大約20毫米或以下。在一個實施例中，鏈鋸100和/或電池712可以設(shè)計成使得對于不同重量的電池重心基本不改變。
[0117]如圖7A和7B中所示，電池靠近外殼704的頂部放置在前手柄706和后手柄708之間。對于不同重量的電池，電池712的該取向可以便于使重心702處于期望位置和/或?qū)⒅匦?02保持在可接受范圍內(nèi)。
[0118]鏈鋸700的其它部件、例如電機和/或齒輪箱也可以布置成獲得期望的重心702。
[0119]在一些實施例中，重心702可以縱向地向鏈鋸700的一側(cè)偏移(例如，在z方向上，垂直于導桿710的切割平面)。例如，在一些實施例中，導桿710可以向鏈鋸700的一側(cè)偏移，如圖7A和7B中所示。重心702可以朝著導桿710偏移。該偏移可以補償桿710和鋸鏈的偏移質(zhì)量和/或切割力。如圖7A中所示，重心702從鏈鋸700的縱向中心平面730偏移第五距離728。在一個實施例中，第五距離728可以為大約零到大約40毫米，例如大約15毫米。
[0120]在各實施例中，鏈鋸700的前手柄706可以具有寬區(qū)域以便操作者抓握，允許縱向手柄位置的調(diào)節(jié)(例如，補償變化的切割負荷和/或鏈鋸700上的反作用力)。
[0121]后手柄708可以提供手位置，由此如本文中公開的重心702的放置可以提供工具的改善穩(wěn)定性和/或控制。后手柄708可以為了安全從導桿710偏移和/或可以基本上在前手柄之后以允許操作者控制由切割產(chǎn)生的反作用力。
[0122]盡管在本文中已示出并且描述某些實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會設(shè)計成獲得相同目的的多種多樣的替代和/或等效實施例或?qū)崿F(xiàn)方式可以代替所示和所述的實施例而不脫離范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易領(lǐng)會實施例可以以多種多樣的方式實現(xiàn)。本申請旨在涵蓋本文中所述的實施例的任何適應(yīng)或修改。所以，明確地指出實施例僅僅由權(quán)利要求及其等效物限制。
【權(quán)利要求】
1.一種電池供電的手持式工具，包括: 控制器；以及 聯(lián)接到所述控制器的多用途端子塊，多用途端子配置成與外部設(shè)備聯(lián)接并且多用途端子包括至少一個多用途觸點， 其中所述控制器配置成識別所述外部設(shè)備并且經(jīng)由所述多用途觸點與所述外部設(shè)備通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述控制器配置成基于所述多用途觸點處的電壓水平識別所述外部設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述控制器配置成識別所述外部設(shè)備是電池、診斷設(shè)備還是測試設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述控制器配置成識別所述外部設(shè)備是標準電池還是續(xù)航電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其還包括聯(lián)接到所述控制器的電機，并且其中所述控制器配置成基于將所述外部設(shè)備識別為標準電池或續(xù)航電池來設(shè)定所述電機的功率界限。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述多用途端子塊還包括配置成將來自所述外部設(shè)備的電力輸送到所述控制器的一對電觸點。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其還包括聯(lián)接到所述控制器的觸發(fā)開關(guān)，其中如果所述觸發(fā)開關(guān)被啟動則所述控制器配置成識別所述外部設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工 具，其中所述控制器配置成經(jīng)由所述多用途觸點將存儲的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾獠吭O(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工具，其中所述存儲的數(shù)據(jù)包括與一個或多個故障狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工具，其中所述一個或多個故障狀態(tài)包括當所述工具的觸發(fā)器被啟動時檢測到的一個或多個起動故障和/或當所述工具在運行時檢測到的一個或多個運行故障。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述控制器配置成執(zhí)行經(jīng)由所述多用途觸點從所述外部設(shè)備接收的一個或多個指令。
12.一種用于電池供電的手持式工具的附件，包括: 主體，所述主體配置成與所述手持式工具的端子塊配合； 多用途觸點，所述多用途觸點聯(lián)接到所述主體并且配置成與所述手持式工具的第一觸點通信地聯(lián)接；以及 電壓生成結(jié)構(gòu)，所述電壓生成結(jié)構(gòu)配置成在所述多用途觸點處產(chǎn)生電壓水平，使得所述手持式工具能夠基于所述電壓水平識別所述附件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的附件，其還包括配置成將電力供應(yīng)到所述手持式工具的第一和第二電觸點。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的附件，其中所述附件包括電池。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的附件，其還包括控制器，所述控制器配置成經(jīng)由所述多用途觸點與所述手持式工具通信。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的附件，其中所述附件包括診斷設(shè)備或測試設(shè)備。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的附件，其中所述控制器配置成從所述手持式工具檢索存儲的數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的附件，其中所述存儲的數(shù)據(jù)包括與一個或多個故障狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的附件，其中所述控制器配置成指示所述手持式工具運行測試協(xié)議。
20.—種電池供電的手持式工具,包括: 電機，所述電機配置成接收來自電池的電力；以及 電池盒，所述電池盒聯(lián)接到所述電機并且配置成容納所述電池，所述電池盒包括: 配置成接收來自所述電池的電力的一個或多個電觸點， 一對導軌，其便于所述電池的一個或多個電池觸點與所述電池盒的所述一個或多個電觸點對準，以及 其中所述導軌包括具有第一對準公差的前部區(qū)域、具有第二對準公差的中心部分和具有第三對準公差的后部區(qū)域，其中所述第二對準公差小于所述第一對準公差并且大于所述第三對準公差。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的工具，其中所述前部分包括所述導軌的長度的大約百分之10，所述中心部分包括所述導軌的長度的大約百分之75到大約百分之80，并且所述后部分包括所述導軌的長度的大約百分之10到大約百分之15。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的工具`，其中所述電池盒還包括: 電池保持特征，其將所述電池選擇性地保持在完全插入位置，以及 釋放機構(gòu)，其允許從所述完全插入位置去除所述電池。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的工具，其中所述電池保持特征還配置成將所述電池選擇性地保持在部分插入位置，其中通過將力施加到所述電池，所述電池從所述部分插入位置可移動。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的工具，其中所述電池盒還包括彈簧，如果所述釋放機構(gòu)被啟動，則所述彈簧將所述電池從所述完全插入位置移動到所述部分插入位置。
25.—種電池供電的手持式工具，其包括: 電機，所述電機配置成接收來自電池的電力；以及 電池盒，所述電池盒聯(lián)接到所述電機并且配置成容納所述電池，所述電池盒包括: 電池保持特征，所述電池保持特征配置成與所述電池的第一保持結(jié)構(gòu)相互作用以將所述電池選擇性地保持在完全插入位置， 釋放機構(gòu)，所述釋放機構(gòu)聯(lián)接到所述電池保持特征并且如果所述釋放機構(gòu)被啟動則配置成允許從所述完全插入位置去除所述電池，以及 彈簧，如果所述釋放機構(gòu)被啟動則所述彈簧配置成朝著所述電池盒的開口推動所述電池， 其中如果所述釋放機構(gòu)被啟動，則所述電池保持特征還配置成與所述電池的第二保持特征相互作用以將所述電池選擇性地保持在部分插入位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的工具，其中當所述電池處于所述部分插入位置時，所述電池保持特征配置成通過將力施加到所述電池允許在沿著插入軸線的任一方向上的運動。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的工具，其中所述電池保持特征包括彈簧加載的閂鎖指狀件，所述彈簧加載的閂鎖指狀件配置成與所述電池的所述第一保持結(jié)構(gòu)相互作用以將所述電池保持在所述完全插入位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的工具，其中所述第二保持結(jié)構(gòu)具有傾斜后壁以允許通過施加到所述電池的拉力從所述電池盒去除所述電池。
29.一種鏈鋸，其包括: 電子電機，所述電子電機配置成移動所述鏈鋸的鋸鏈；以及 聯(lián)接到所述電子電機的制動組件，所述制動組件包括: 聯(lián)接到所述電子電機的機電開關(guān)，所述機電開關(guān)包括柱塞以將所述開關(guān)選擇性地置于啟動狀態(tài)，其中如果所述柱塞處于啟動狀態(tài)則切斷來自所述電機的電力，以及 制動片，如果所述制動片被啟動則所述制動片配直成旋轉(zhuǎn)以移動所述柱塞，由此啟動所述開關(guān)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的鏈鋸，其還包括配置成機械地停止所述鋸鏈的機械制動器，并且其中如果所述制動片被啟動則所述制動片還配置成啟動所述機械制動器。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的鏈鋸，其還包括制動觸發(fā)器，所述制動觸發(fā)器聯(lián)接到所述制動片并且配置成手動地致動以啟動所述柱塞。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的鏈鋸，其還包括聯(lián)接在所述開關(guān)和所述電機之間的控制板，其中如果所述開關(guān)被啟動則所述控制板配置成接收來自所述開關(guān)的電子制動信號并且響應(yīng)所述電子制動信號切斷到達所述電機的電力。`
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的鏈鋸，其中所述控制板還配置成存儲與所述開關(guān)的一個或多個啟動相關(guān)的數(shù)據(jù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的鏈鋸，其中所述制動片包括開關(guān)啟動凸輪，并且其中所述制動片配置成圍繞樞軸線旋轉(zhuǎn)使得所述開關(guān)啟動凸輪下壓所述柱塞以啟動所述開關(guān)。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的鏈鋸，其中所述制動片配置成響應(yīng)來自所述鏈鋸的反沖事件的慣性啟動所述開關(guān)。
36.一種電池供電的工具,其包括: 電子電機，所述電子電機配置成接收電力信號并且驅(qū)動鏈鋸的鋸鏈；以及 控制器，所述控制器聯(lián)接到所述電子電機并且配置成產(chǎn)生控制信號以控制所述電子電機，其中所述控制器配置成控制所述電子電機使得當施加到所述電子電機的負荷增加超過設(shè)定點時所述電子電機的輸出功率逐漸減小。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的工具，其中所述控制信號是具有占空比的脈沖寬度調(diào)制信號，并且所述控制器配置成通過調(diào)節(jié)所述電力信號的占空比來控制所述控制信號。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的工具，其中所述設(shè)定點對應(yīng)于小于100%的所述控制信號的占空比。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的工具，其中如果施加的負荷超過所述設(shè)定點則所述控制器配置成減小所述控制信號的電壓。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的工具，其中如果施加的負荷超過所述設(shè)定點則所述控制器配置成減小所述控制信號的占空比。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的工具，其中當施加負荷超過所述設(shè)定點時所述控制信號的電流增加。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的工具，其中所述控制器配置成控制所述電機使得所述電機的功率乘積基本保持恒定，所述功率乘積等于所述電機的速度乘以由所述電機提供的扭矩。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏈鋸，其中在超過所述設(shè)定點的施加負荷處所述控制信號的瓦數(shù)是恒定的。
44.一種電池供電的手持式工具，其包括: 工具主體； 聯(lián)接到所述工具主體的電動機； 電機蓋，所述電機蓋聯(lián)接到所述工具主體并且具有配置成接收來自所述工具主體的外部的進入氣流的一個或多個入口； 密封通道，所述密封通道聯(lián)接到所述入口并且配置成將進入的空氣運送通過所述工具主體；以及 聯(lián)接到所述電動機的控制板，所述控制板布置在所述通道內(nèi)使得空氣在所述控制板上流動以去除由所述控制板產(chǎn)生的熱。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的工具，其中所述通道將所述氣流運送到所述電機的電機進氣口以冷卻所述電機。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的工具，其中所述氣流離開所述電機進入廢氣護罩。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的工具，其中所述廢氣護罩具有大致類似于鸚鵡螺的形狀。
48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的工具，其中所述氣流在排氣口離開所述工具主體，所述排氣口布置在所述工具主體的底表面上。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的工具，其中所述入口布置在與碎片生成側(cè)相對的所述工具的側(cè)上。
50.一種用于電池供電的工具的控制板,其包括: 印刷電路板； 聯(lián)接到所述印刷電路板的散熱器；以及 具有熱基極和多個觸點的一個或多個場效應(yīng)晶體管(FET)，所述熱基極聯(lián)接到所述散熱器并且所述多個觸點聯(lián)接到所述印刷電路板。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的控制板，其還包括布置在所述FET的熱基極和所述散熱器之間的分離材料的層，所述分離材料是電絕緣的和熱傳導的。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的控制板，其中所述分離材料的層包括多個珠。
53.一種電池供電的工具，其包括: 電動機；以及 包括控制器的控制板，所述控制器配置成將控制信號發(fā)送到所述電機以控制所述電機的操作，其中所述控制器配置成檢測所述控制板上或所述控制板附近的溫度，并且如果所述溫度高于閾值則所述控制器調(diào)節(jié)所述控制信號的一個或多個性質(zhì)。
54.電池供電的工具，還包括聯(lián)接到所述控制器的熱敏電阻器，其中所述控制器配置成使用所述熱敏電阻器的輸出信號檢測溫度。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述 的電池供電的工具，其中所述控制器配置成使所述熱敏電阻器的輸出信號與所述控制板的一個或多個晶體管處的溫度相關(guān)。
56.根據(jù)權(quán)利要求53所述的電池供電的工具，其中如果檢測到的溫度高于所述閾值則所述控制器配置成減小所述控制信號的電流。
57.根據(jù)權(quán)利要求53所述的電池供電的工具，其中如果檢測到的溫度高于所述閾值則所述控制器配置成減小所述控制信號的占空比。
58.根據(jù)權(quán)利要求53所述的電池供電的工具，其中所述閾值是第一閾值，并且其中如果檢測到的溫度高于第二閾值，則所述控制器還配置成停止所述電機，所述第二閾值比所述第一閾值高。
59.一種電池供電的手持式工具，其包括: 電動機； 電池，所述電池配置成將電力供應(yīng)到所述電動機； 外殼，所述外殼至少部分地包含所述電動機和所述電池；以及聯(lián)接到所述外殼的前手柄，所述前手柄在所述外殼之上延伸并且配置成在鏈鋸的操作期間被抓握， 其中所述電動機和所述電池布置在所述外殼中使得對于不同重量的電池，所述工具的重心是大致類似的。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的工具，其中所述前手柄配置成在第一接觸點處被抓握，并且其中所述重心在所述第一接觸點之下和之后。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的工`具，其中所述重心在所述第一接觸點之下大約140至180毫米并且在所述第一接觸點之后大約40至80毫米。
62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的工具，其中所述工具包括鏈鋸，所述鏈鋸具有從所述外殼的前側(cè)延伸的導桿，其中所述導桿從所述外殼的縱向中心平面偏移。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的工具，其中所述重心從所述縱向中心平面朝著所述導桿偏移。
64.根據(jù)權(quán)利要求59所述的工具，其還包括后手柄，所述后手柄聯(lián)接到所述外殼并且從所述外殼的后側(cè)延伸。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的工具，其中所述后手柄配置成在第二接觸點處由用戶抓握，并且其中所述第二接觸點的高度大致等于所述重心的高度。
【文檔編號】B25F5/00GK103517788SQ201280021797
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月4日
【發(fā)明者】伊恩·奧斯本, 喬納森·齊林, 肖恩·康利, 岡瑟·維默 申請人:布樓恩特公司