ES2913931T3

ES2913931T3 - Herramienta eléctrica que incluye un sensor de posición de salida

Info

Publication number: ES2913931T3
Application number: ES17757311T
Authority: ES
Inventors: John Dey; Jacob Schneider
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2022-06-06
Anticipated expiration: 2037-02-24
Also published as: EP3419791A4; KR102184606B1; US20200171632A1; CN209125747U; TWM552413U; EP4056321A1; JP6706681B2; US11813722B2; US11484999B2; US12115630B2; AU2017223863A1; PL3419791T3; JP2019509182A; TW201729957A; TWI734749B; US10583545B2; WO2017147437A1; US20240139919A1; DK3419791T3; US20190022837A1

Abstract

Una herramienta eléctrica (10), que comprende: un motor (15); un mecanismo de impacto (67; 300), acoplado al motor (15), incluyendo el mecanismo de impacto: un martillo (75; 375), accionado por el motor, y un yunque (70; 370), colocado en una punta de la herramienta eléctrica y configurado para recibir un impacto del martillo; una caja de impacto (35) que aloja el yunque y el martillo; un conjunto de sensores (130; 305; 405; 500; 600; 640; 660; 700; 800) colocado en la caja de impacto, incluyendo el conjunto de sensores un sensor de posición de salida (130; 305; 405; 700; 800), configurado para generar una señal de salida indicativa de una seleccionada de un grupo que consiste en una posición del martillo y una posición del yunque; y un procesador electrónico (135), acoplado al sensor de posición de salida y al motor, estando el procesador electrónico configurado para: controlar el motor, basándose en la señal de salida del sensor de posición de salida; caracterizado por que el sensor de posición de salida incluye un sensor inductivo (305a, 305b, 305c; 405a, 405b, 405c, 405d); y por que: (i) el yunque incluye una estructura de engranamiento (85; 385) para engranarse con el martillo, y en donde el sensor inductivo detecta una posición de rotación de la estructura de engranamiento; o (ii) el sensor inductivo es un sensor alargado que incluye una pluralidad de bobinas inductivas distribuidas de manera no uniforme, de tal manera que un primer extremo (380) del sensor inductivo incluye unas bobinas inductivas dispuestas más densamente que un segundo extremo opuesto (382).

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta eléctrica que incluye un sensor de posición de salida

Solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos n.° 62/299.871, presentada el 25 de febrero de 2016 y reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos n.° 62/374.235, presentada el 12 de agosto de 2016.

Antecedentes

La presente invención se refiere a monitorizar la posición de un yunque en una herramienta de impacto.

El documento JP 2015 033734 se refiere a un sensor de posición para un cuerpo móvil y una herramienta eléctrica que tiene el sensor de posición. Donde, un sensor de posición comprende: una primera trayectoria magnética que se extiende desde un primer extremo de referencia conectado magnéticamente a un cuerpo móvil hasta un primer extremo de detección adyacente al cuerpo móvil; una segunda trayectoria magnética que se extiende desde un segundo extremo de referencia conectado magnéticamente al cuerpo móvil hasta un segundo extremo de detección adyacente al cuerpo móvil; al menos un imán que magnetiza la primera trayectoria magnética y la segunda trayectoria magnética; y al menos un sensor magnético que detecta los campos magnéticos generados en la primera trayectoria magnética y la segunda trayectoria magnética respectivamente. En este sensor de posición, la resistencia magnética entre el primer extremo de detección y el cuerpo móvil, y la resistencia magnética entre el segundo extremo de detección y el cuerpo móvil se cambian respectivamente de acuerdo con la posición del cuerpo móvil.

Sumario

La presente invención desvela una herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación independiente 1 y un método para operar una herramienta eléctrica de acuerdo con la reivindicación independiente 10. En algunas realizaciones, se opera una herramienta eléctrica para lograr una característica de salida deseada. Por ejemplo, la herramienta eléctrica puede operarse para lograr un par específico, una tensión de tuerca, etc. En algunas realizaciones, se genera una salida de par constante en ensayos repetidos de la misma aplicación al lograr un número constante de impactos aplicados al yunque. En tales realizaciones, la herramienta eléctrica se aproxima mucho al comportamiento de los destornilladores y las llaves de impacto de par específico sin necesitar el uso de un transductor de par. Cuanto más exactamente determine la herramienta eléctrica el número de impactos aplicados al yunque, con mayor precisión logrará la herramienta eléctrica un par específico u otra característica de salida.

Al monitorizar una medición directa de la posición del yunque, la herramienta eléctrica puede detectar los impactos usando un algoritmo de detección de impactos, y los impactos detectados pueden usarse en, por ejemplo, un modo de conteo de golpes y un modo de conteo de golpes avanzado. En estos y otros modos, la herramienta eléctrica puede detenerse, ajustarse o controlar un motor basándose en el número de impactos detectados. Por lo tanto, la herramienta eléctrica puede limitar los impactos de la herramienta a un número constante basándose en la posición del yunque. La herramienta eléctrica también puede implementar un modo de distancia angular, un modo de giro de tuerca y un modo de energía constante monitorizando directamente la posición del yunque.

En una realización, la invención proporciona una herramienta eléctrica que incluye una carcasa, un yunque soportado por la carcasa, un motor colocado dentro de la carcasa, y un martillo acoplado mecánicamente y accionado por el motor. El martillo está configurado para accionar el yunque y aplicar una pluralidad de impactos al yunque. La herramienta eléctrica también incluye un sensor de posición de salida. La herramienta eléctrica también incluye un controlador acoplado eléctricamente al motor y al sensor de posición de salida. El controlador está configurado para monitorizar una posición de yunque basándose en la salida del sensor de posición de salida, determinar cuándo se aplica un impacto al yunque basándose en la posición del yunque, y cambiar la operación de la herramienta eléctrica cuando una cantidad de impactos aplicados al yunque supera un umbral de impacto.

En otra realización, la invención proporciona una herramienta eléctrica que incluye una carcasa, un yunque soportado por la carcasa, un motor colocado dentro de la carcasa y configurado para accionar el yunque, y un martillo acoplado mecánicamente al motor. El martillo está configurado para realizar una operación de impacto aplicando una pluralidad de impactos al yunque. La herramienta eléctrica también incluye un sensor de posición de salida y un controlador. El controlador está acoplado eléctricamente al motor y al sensor de posición de salida. El controlador está configurado para determinar una posición de yunque basándose en una salida del sensor de posición de salida, calcular un parámetro de la operación de impacto y comparar el parámetro calculado con un umbral de parámetro. El controlador también está configurado para cambiar una operación de la herramienta eléctrica cuando el parámetro calculado es mayor que el umbral de parámetro.

Otros aspectos de la invención se harán evidentes al considerar la descripción detallada y los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra una herramienta eléctrica de acuerdo con una realización de la invención.

La figura 2 ilustra una parte de punta de la herramienta eléctrica de la figura 1.

La figura 3 ilustra un diagrama de bloques de la herramienta eléctrica.

La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de conteo de golpes.

La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de conteo de golpes avanzado.

La figura 6 es una captura de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz de usuario generada por un dispositivo externo.

La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de distancia angular.

La figura 8 es otra captura de pantalla a modo de ejemplo de la interfaz de usuario generada por el dispositivo externo.

La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de giro de tuerca.

La figura 10 es otra captura de pantalla a modo de ejemplo de la interfaz de usuario generada por el dispositivo externo.

La figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de energía constante.

La figura 12 es otra captura de pantalla de la interfaz de usuario generada por el dispositivo externo.

La figura 13 es una gráfica que muestra el cambio en la posición de rotación de un yunque a lo largo del tiempo. La figura 14 es una sección transversal lateral de un mecanismo de impacto de acuerdo con una segunda realización.

La figura 15 es una vista delantera de parte del mecanismo de impacto de acuerdo con la segunda realización y con una caja de engranajes retirada.

La figura 16 es una vista delantera de un sensor de posición de salida de acuerdo con una tercera realización. La figura 17 es un diagrama de flujo que ilustra un método para determinar la posición del yunque de la herramienta eléctrica usando el sensor de posición de salida de la figura 16.

La figura 18 es una vista en perspectiva del mecanismo de impacto de acuerdo con una cuarta realización. La figura 19 es una vista lateral del mecanismo de impacto de acuerdo con la cuarta realización.

La figura 20 es una vista delantera de un detector de martillo de acuerdo con la cuarta realización.

La figura 21A es una vista en sección transversal de la herramienta eléctrica tomada a lo largo de la línea de sección 21-21 de la figura 1 y que incluye un mecanismo de impacto de acuerdo con una quinta realización. La figura 21B es una vista lateral del mecanismo de impacto aislado de acuerdo con la quinta realización.

La figura 21C es una vista en despiece del mecanismo de impacto de acuerdo con la quinta realización.

La figura 21D es una vista en perspectiva descubierta de un detector de martillo de acuerdo con la quinta realización.

La figura 22 es una vista delantera parcial del detector de martillo de acuerdo con la quinta realización.

La figura 23 es un diagrama esquemático de un detector de martillo de acuerdo con una sexta realización.

La figura 24 es un diagrama esquemático de un detector de martillo de acuerdo con una séptima realización. La figura 25 es una vista delantera de un sensor de posición de salida de acuerdo con una octava realización. La figura 26 es un diagrama esquemático del sensor de posición de salida de acuerdo con la octava realización. La figura 27 es un diagrama esquemático de un sensor de posición de salida de acuerdo con una novena realización.

La figura 28 es un diagrama esquemático de un anillo magnético del sensor de posición de salida de acuerdo con la décima realización.

La figura 29 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de tiempo de apagado.

La figura 30 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de ángulo mínimo.

La figura 31 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de control de rendimiento.

La figura 32 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de control de velocidad de bucle cerrado.

La figura 33 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de control de par.

La figuras 34 y 35 son capturas de pantalla a modo de ejemplo que ilustran una interfaz gráfica de usuario asociada al modo de control de par.

La figura 36 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de control de velocidad PWM adaptativo.

La figura 37 es una captura de pantalla a modo de ejemplo que ilustra una interfaz gráfica de usuario asociada a un modo de control de tuerca de orejeta.

La figura 38 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de velocidad de impacto diferencial.

La figura 39 es una captura de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz gráfica de usuario asociada a un modo de anclaje de hormigón.

La figura 40 es un diagrama de flujo que ilustra una operación de la herramienta eléctrica en un modo de anclaje de hormigón.

Descripción detallada

Antes de explicar en detalle cualquier realización de la invención, debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a la disposición de los componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en los siguientes dibujos. La invención es capaz de otras realizaciones y de practicarse o realizarse de diversas maneras. También, debe entenderse que la fraseología y la terminología usadas en el presente documento tienen fines de descripción y no deberían considerarse limitadas. El uso de "que incluye", "que comprende" o "que tiene" y variaciones de los mismos en el presente documento pretenden abarcar los elementos enumerados a continuación y sus equivalentes, así como elementos adicionales. Los términos "montado", "conectado" y "acoplado" se usan ampliamente y abarcan tanto el montaje, la conexión y el acoplamiento directo como indirecto. Además, "conectado" y "acoplado" no se limitan a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos, y pueden incluir conexiones o acoplamientos eléctricos, ya sean directos o indirectos.

Debería observarse que una pluralidad de dispositivos basados en hardware y software, así como una pluralidad de diferentes componentes estructurales pueden usarse para implementar la invención. Además, y como se describe en los párrafos siguientes, las configuraciones específicas ilustradas en los dibujos pretenden ejemplificar realizaciones de la invención y que son posibles otras configuraciones alternativas. Las expresiones "procesador", "unidad central de procesamiento" y "CPU" son intercambiables a menos que se indique lo contrario. Cuando los términos "procesador" o "unidad central de procesamiento" o "CPU" se usan para identificar una unidad que realiza funciones específicas, debería entenderse que, a menos que se indique lo contrario, esas funciones pueden realizarse por un solo procesador, o múltiples procesadores dispuestos en cualquier forma, incluyendo procesadores paralelos, procesadores en serie, procesadores en tándem o procesamiento en la nube/configuraciones informáticas en la nube.

La figura 1 ilustra una herramienta eléctrica 10 que incorpora un motor de corriente continua (CC) 15. En una herramienta eléctrica de motor sin escobillas, tal como la herramienta eléctrica 10, los elementos de conmutación se habilitan y deshabilitan selectivamente mediante señales de control de un controlador para aplicar energía selectivamente desde una fuente de alimentación (por ejemplo, un paquete de baterías) para accionar (por ejemplo, controlar) un motor sin escobillas. La herramienta eléctrica 10 es una llave de impacto sin escobillas que tiene una carcasa 20 con una parte de mango 25 y una parte de carcasa de motor 30. La parte de carcasa de motor 30 está acoplada mecánicamente a una caja de impacto 35 que aloja una unidad de salida 40. La caja de impacto 35 forma una punta de la herramienta eléctrica 10 y puede, en algunas realizaciones, fabricarse a partir de un material diferente al de la carcasa 20. Por ejemplo, la caja de impacto 35 puede ser de metal, mientras que la carcasa 20 es de plástico. La herramienta eléctrica 10 incluye además un botón de selección de modo 45, selector de avance/retroceso 50, gatillo 55, interfaz de batería 60 y luz 65. Aunque la herramienta eléctrica 10 ilustrada en la figura 2 es una llave de impacto, la presente descripción se aplica también a otras herramientas de impacto tales como, por ejemplo, un taladro percutor, una sierra perforadora de impacto, un atornillador de impacto, y similares.

La herramienta eléctrica 10 también incluye un mecanismo de impacto 67 que incluye un yunque 70, y un martillo 75 colocado dentro de la caja de impacto 35 y acoplado mecánicamente al motor 15 a través de una transmisión 77. La transmisión 77 puede incluir, por ejemplo, engranajes u otros mecanismos para transferir la potencia rotatoria del motor 15 al mecanismo de impacto 67, y en particular, al martillo 75. La transmisión 77 está soportada por una caja de engranajes 78 (figura 21A) que en la realización ilustrada también está acoplada a la caja de impacto 35. La caja de engranajes 78 también puede acoplarse a la carcasa 20. El martillo 75 se desvía axialmente para engranarse con el yunque 70 a través de un resorte 80. El martillo 75 impacta el yunque 70 periódicamente para aumentar la cantidad de par entregada por la herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, el yunque 70 acciona la unidad de salida 40). El yunque 70 incluye una estructura de engranamiento 85 que se fija rotatoriamente con partes del yunque 70. La estructura de acoplamiento 85 incluye una pluralidad de protuberancias 90 (por ejemplo, dos protuberancias en la realización ilustrada) para engranar el martillo 75 y recibir el impacto del martillo 75. Durante un evento o ciclo impactante, a medida que el motor 15 sigue rotando, la herramienta eléctrica 10 encuentra una mayor resistencia y enrolla el resorte 80 acoplado al martillo 75. A medida que se comprime el resorte 80, el resorte 80 se retrae hacia el motor 15, tirando a lo largo del martillo 75 hasta que el martillo 75 se desengrana del yunque 70 y salta hacia delante para golpear y volver a engranar el yunque 70. Un impacto se refiere al evento en el que el resorte 80 se suelta y el martillo 75 golpea el yunque 70. Los impactos aumentan la cantidad de par entregado por el yunque 70.

Como se muestra en la figura 2, la llave de impacto 10 también incluye una cubierta 95 que también se fija rotatoriamente al yunque 70 (es decir, la cubierta 95 no rota con respecto al yunque 70). La cubierta 95 incluye una pluralidad de dientes 100 y ranuras 105 separados uniformemente alrededor de la superficie de la cubierta 95. Los dientes 100 y las ranuras 105 de la cubierta 95 permiten que los sensores determinen la posición, velocidad y aceleración del yunque 70 directamente. En algunas realizaciones, la cubierta 95 está formada integralmente con el yunque 70. En algunas realizaciones, la cubierta 95 está formada integralmente con la estructura de engranamiento 85 de tal manera que la cubierta 95 y la estructura de engranamiento 85 forman una sola pieza. En otras realizaciones, como se muestra en las figuras 14-15 la llave de impacto 10 no incluye la cubierta 95.

La figura 3 ilustra un diagrama de bloques simplificado 110 de la herramienta eléctrica sin escobillas 10, que incluye una fuente de alimentación 115, transistores de efecto de campo (FET) 120, un motor 15, sensores de efecto Hall 125 (también denominados simplemente sensores Hall), un sensor de posición de salida 130, un controlador 135, una entrada de usuario 140 y otros componentes 145 (un indicador de nivel de combustible del paquete de baterías, luces de trabajo (LED), sensores de corriente/tensión, etc.). La fuente de alimentación 115 proporciona alimentación de CC a los diversos componentes de la herramienta eléctrica 10 y puede ser un paquete de baterías de herramienta eléctrica que sea recargable y use, por ejemplo, tecnología de celdas de iones de litio. En algunos ejemplos, la fuente de alimentación 115 puede recibir alimentación de CA (por ejemplo, 120 V/60 Hz) de un enchufe de herramienta acoplado a un tomacorriente de pared convencional y, a continuación, filtrar, condicionar y rectificar la alimentación recibida para generar alimentación de CC.

Cada sensor Hall 125 emite información de retroalimentación de motor, tal como una indicación (por ejemplo, un pulso) de cuando un imán del rotor rota a través de la cara de ese sensor Hall. Basándose en la información de retroalimentación de motor de los sensores Hall 125, el controlador 135 puede determinar directamente la posición, velocidad y aceleración del rotor. En contraste con la medición directa de la posición del rotor, los sensores Hall 125 también pueden proporcionar información indirecta con respecto a la posición del yunque 70. El sensor de posición de salida 130 emite información con respecto a la posición del yunque 70. En la realización ilustrada, el sensor de posición de salida 130 es un sensor inductivo configurado para generar un campo electromagnético y detectar la presencia (o proximidad) de un objeto basándose en los cambios del campo electromagnético. En algunas realizaciones, el sensor de posición de salida 130 también puede denominarse conjunto de sensores, un sensor de yunque o un sensor de posición de yunque. En la realización ilustrada, el sensor de posición de salida 130 está alineado con la cubierta 95 del yunque 70. El sensor de posición de salida 130 detecta cuando cada diente 100 de la cubierta 95 pasa el campo electromagnético generado por el sensor de posición de salida 130. Debido a que cada diente 100 está separado uniformemente por una de las ranuras 105, la detección por parte del sensor de posición de salida 130 de cada diente 100 indica que el yunque 70 ha rotado una distancia angular predeterminada (por ejemplo, 3 grados). El sensor de posición de salida 130 genera una tensión positiva cada vez que un diente 100 pasa el campo electromagnético y, en algunas realizaciones, el sensor de posición de salida 130 genera una tensión negativa cada vez que una de las ranuras 105 pasa por el campo electromagnético. Cuando se analiza una pluralidad de medidas de posición para el yunque 70 a lo largo del tiempo, pueden obtenerse otras medidas con respecto al yunque 70 (por ejemplo, velocidad, aceleración, etc.). Por lo tanto, el sensor de posición de salida 130 proporciona información directa que el controlador 135 usa para determinar la posición, velocidad y/o aceleración del yunque 70 directamente. En algunas realizaciones, el sensor de posición de salida 130 puede usarse para proporcionar una medida indirecta de la posición y/o el movimiento del rotor.

En la realización ilustrada, el sensor de posición de salida 130 está alojado dentro de la caja de impacto 35 en la punta de la herramienta eléctrica 10. El sensor de posición de salida 130 se coloca delante (por ejemplo, más cerca de la unidad de salida 40) de la transmisión 77. Volviendo a la figura 2, la caja de impacto 35 de la herramienta eléctrica 10 incluye un orificio 146 configurado para recibir un bloque sensor 147. El bloque sensor 147 incluye una parte rebajada 148 sobre la que se fija el sensor de posición de salida 130. El bloque sensor 147 está dimensionado para ajustar dentro del orificio 146 de tal manera que el perímetro del bloque sensor 147 limita con el perímetro del orificio 146. Cuando el bloque sensor 147 se coloca en el orificio 146, una superficie trasera del bloque sensor 147 forma una superficie lisa o plana con el resto de la punta 35 de la herramienta eléctrica 10. Dicho de otra forma, cuando el bloque sensor 147 se coloca en el orificio 146, el bloque sensor 147 y el resto de la caja de impacto 35 de la herramienta eléctrica 10 parecen formar una sola pieza. En otras realizaciones, la parte rebajada 148 forma parte integral del resto de la caja de impacto 35 de la herramienta eléctrica 10, y el sensor de posición de salida 130 se coloca en una superficie interior de la caja de impacto 35 de la herramienta eléctrica 10. En otras realizaciones, tales como las ilustradas en las figuras 14-15, el sensor de posición de salida 130 puede incorporarse en la herramienta eléctrica 10 de manera diferente.

El controlador 135 también recibe los controles de usuario desde la entrada de usuario 140, tal como seleccionando un modo de operación con el botón de selección de modo 45, pulsando el gatillo 55 o cambiando el selector de avance/retroceso 50. En respuesta a la información de retroalimentación de motor y los controles de usuario, el controlador 135 transmite señales de control para controlar los FET 120 para accionar el motor 15. Al habilitar y deshabilitar selectivamente los FET 120, la alimentación de la fuente de alimentación 115 se aplica selectivamente a las bobinas de estator del motor 15 para provocar la rotación de un rotor. Aunque no se muestra, el controlador 135, el sensor de posición de salida 130 y otros componentes de la herramienta eléctrica 10 están eléctricamente acoplados a la fuente de alimentación 115 de tal manera que la fuente de alimentación 115 proporciona alimentación a los mismos.

En la realización ilustrada, el controlador 135 está implementado por un procesador electrónico o microcontrolador. En algunas realizaciones, el procesador que implementa el controlador 135 también controla otros aspectos de la herramienta eléctrica 10 tales como, por ejemplo, la operación de la luz de trabajo 65 y/o del indicador de combustible, el registro de datos de uso, la comunicación con un dispositivo externo, y similares. En algunas realizaciones, la herramienta eléctrica 10 está configurada para controlar la operación del motor basándose en el número de impactos ejecutados por la parte de martillo de la herramienta eléctrica 10. El controlador 135 monitoriza un cambio en la aceleración y/o la posición del yunque 70 para detectar el número de impactos ejecutados por la herramienta eléctrica 10 y controlar el motor 15 en consecuencia. Al monitorizar la posición del yunque directamente, el controlador 135 puede controlar de manera efectiva el número de impactos en todo el intervalo de carga de la batería de la herramienta y velocidades del motor (es decir, independientemente de la carga de la batería o de la velocidad del motor).

La herramienta eléctrica 10 opera en diversos modos. Cada modo permite que la herramienta eléctrica 10 ejecute diferentes características y facilita ciertas aplicaciones para el usuario. El modo operativo actual de la herramienta eléctrica 10 se selecciona por el usuario a través de la entrada de usuario 140. Para recibir la selección de modo, la entrada de usuario 140 puede incluir interruptores o botones de operación manual en una parte exterior de la herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, un botón de selección de modo 45).

En algunas realizaciones, la herramienta eléctrica 10 incluye un circuito de comunicación 146 (por ejemplo, un transceptor o una interfaz cableada) configurado para comunicarse con un dispositivo externo 147 (por ejemplo, un teléfono inteligente, un ordenador de tipo tableta, una ordenador portátil, y similares). El dispositivo externo 147 genera una interfaz gráfica de usuario (véase, por ejemplo, la figura 10) que recibe diversos parámetros de control de un usuario. La interfaz gráfica de usuario presenta un perfil de modo al usuario. El perfil de modo incluye un grupo de funciones seleccionadas y selectores asociados a cada función. Por ejemplo, un primer perfil de modo puede incluir una función de velocidad de motor y una función de luz de trabajo. El primer perfil de modo define además valores de parámetros específicos para la velocidad del motor y un brillo para la luz de trabajo. La interfaz gráfica de usuario recibe selecciones de un usuario que especifica qué funciones se incluyen en cada perfil de modo y define los valores de los parámetros para las funciones seleccionadas. Los parámetros pueden especificarse como valores absolutos (por ejemplo, 1500 RPM o 15 revoluciones), como porcentajes (por ejemplo, 75 % de las RPM máximas), o usando otra escala (por ejemplo, rigidez de la junta entre 1 y 10) que el controlador 135 puede convertir en valores absolutos para controlar la operación de la herramienta eléctrica 10.

La interfaz gráfica de usuario también recibe una indicación del usuario para enviar un perfil de modo específico a la herramienta eléctrica 10. El dispositivo externo envía, a continuación, el perfil de modo a la herramienta eléctrica 10. La herramienta eléctrica 10 recibe el perfil de modo y almacena el perfil de modo en una memoria de la herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, una memoria del controlador 135 y/o una memoria separada). La herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, el controlador 135) recibe, a continuación, una selección de un modo operativo para la herramienta eléctrica 10 y detecta una pulsación del gatillo 55. El controlador 135 opera, a continuación, la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con el modo operativo seleccionado. De acuerdo con el modo operativo seleccionado, el controlador 135 puede dejar de operar la herramienta eléctrica 10 bajo diferentes condiciones. Por ejemplo, el controlador 135 puede dejar de accionar el motor 15 después de que se haya aplicado un número predeterminado de impactos al yunque 70, y/o el controlador 135 puede detener la operación de la herramienta eléctrica 10 cuando el controlador 135 detecta una liberación del gatillo 55, incluso si la herramienta eléctrica 10 está en medio de una operación y/o tarea.

En la realización ilustrada, la herramienta eléctrica 10 puede operar en un modo de conteo de golpes, un modo de conteo de golpes avanzado, un modo de distancia angular, un modo de giro de tuerca y un modo de energía constante. En algunas realizaciones, cada uno de estos modos puede considerarse una función que puede incorporarse en un perfil de modo. Como se ha expuesto anteriormente, cada perfil de modo puede tener dos o más funciones que pueden usarse de manera simultánea o secuencial para controlar la operación de la herramienta eléctrica 10. De manera similar, dos o más de estos modos pueden combinarse y usarse dentro de un perfil de modo único para el control simultáneo y/o secuencial de la herramienta eléctrica 10.

La figura 4 ilustra la operación de la herramienta eléctrica 10 en el modo de conteo de golpes. Durante el modo de conteo de golpes, el controlador 135 acciona el motor 15 de acuerdo con un modo seleccionado y una pulsación de gatillo (etapa 149). El controlador 135 determina, a continuación, que ha comenzado una operación de impacto determinando si la corriente del motor es mayor o igual que un umbral de corriente (etapa 150). Cuando la corriente del motor es mayor o igual que el umbral de corriente, el controlador determina que ha comenzado una operación de impacto. De lo contrario, si la corriente del motor permanece por debajo del umbral de corriente, el controlador 135 determina que se está ejecuta una operación de no impacto (por ejemplo, una operación continua) y el controlador 135 continúa para accionar el motor de acuerdo con el modo y la pulsación de gatillo. En otras realizaciones, el controlador 135 puede determinar que ha comenzado una operación de impacto monitorizando otros parámetros de la herramienta eléctrica 10 tales como, por ejemplo, la velocidad de motor. El controlador 135 monitoriza, a continuación, la posición del yunque 70 a través de mediciones periódicas de la posición del yunque para determinar el número de impactos recibidos por el yunque 70 del martillo 75 hasta que se aplica un número predeterminado de impactos al yunque 70. Como se ha analizado anteriormente, el motor 15 enrolla el resorte 80. A medida que se enrolla el resorte 80, la carga al motor 15 aumenta. A continuación, el motor 15 se ralentiza (es decir, desacelera) en respuesta al aumento de la carga. Eventualmente, el martillo 75 desengrana el yunque 70 y se libera el resorte 80. Cuando se libera el resorte 80, el martillo 75 avanza y golpea el yunque 70, generando de este modo un impacto y haciendo que el yunque 70 rote al menos una cantidad predeterminada (por ejemplo, un umbral de posición). Cuando el controlador 135 detecta que el yunque 70 ha rotado la cantidad predeterminada, el controlador 135 aumenta un contador de impactos. La operación del motor 15 continúa hasta que se aplica un número determinado de impactos al yunque 70.

Como se muestra en la figura 4, en el modo de conteo de golpes, el controlador 135 mide la posición del yunque 70 usando el sensor de posición de salida 130 en la etapa 152. El controlador 135 calcula el cambio de posición del yunque 70 (por ejemplo, comparando la posición actual del yunque con una posición anterior del yunque) (etapa 153), y determina si el cambio en la posición del yunque es mayor que un umbral de posición (etapa 155). El umbral de posición es indicativo de la cantidad mínima que rota el yunque 70 cuando el martillo 75 produce un impacto. Si el controlador 135 determina que el cambio en la posición del yunque no supera el umbral de posición, el controlador 135 continúa la operación del motor 15 y monitoriza la posición del yunque (etapa 152). Cuando el controlador 135 detecta que el cambio en la posición del yunque es mayor que el umbral de posición, el controlador 135 aumenta un contador de impactos (etapa 160). El controlador 135 determina, a continuación, si el contador de impactos actual es mayor que un umbral de impacto (etapa 165). El umbral de impacto determina el número de impactos que se aplicarán al yunque 70 antes de que se cambie la operación de la herramienta eléctrica 10. Si el contador de impactos actual no supera el umbral de impacto, el controlador 135 continúa la operación del motor 15 hasta que el contador de impactos alcanza el número deseado de impactos.

Cuando el contador de impactos es mayor que el umbral de impacto, el controlador 135 cambia la operación del motor 15 (etapa 170) y reinicia el contador de impactos (etapa 175). Por ejemplo, cambiar la operación del motor puede incluir detener el motor 15, aumentar o disminuir la velocidad del motor 15, cambiar la dirección de rotación del motor 15, y/u otro cambio de operación del motor. Como se ha mencionado anteriormente, en algunas realizaciones, el modo de conteo de golpes puede ser una función que se combina con otras funciones dentro de un solo modo. En tales realizaciones, el cambio específico en la operación del motor puede depender de las otras funciones usadas en combinación con el modo de conteo de golpes. Por ejemplo, un perfil de modo puede combinar una función de velocidad de accionamiento con el modo de conteo de golpes de tal manera que la velocidad de accionamiento del motor cambie basándose en el número de impactos detectados. Por ejemplo, una herramienta eléctrica 10 puede configurarse para rotar a baja velocidad hasta que se apliquen cinco impactos, y a continuación aumentar la velocidad de accionamiento a una velocidad media hasta que se apliquen diez impactos adicionales, y finalmente aumentar a casi a la velocidad máxima hasta que se apliquen cinco impactos adicionales. En este ejemplo, la herramienta eléctrica 10 ofrece un total de veinte impactos y opera a baja velocidad, una velocidad media y una velocidad alta. En otras realizaciones, otras funciones se combinan con el modo de conteo de golpes.

En el modo de conteo de golpes avanzado, la herramienta eléctrica 10 opera de manera similar a cuando la herramienta eléctrica 10 está en el modo de conteo de golpes como se ha descrito anteriormente con respecto a la figura 4. Sin embargo, en el modo de conteo de golpes avanzado, el controlador 135 solo comienza a contar el número de impactos aplicados al yunque 70 después de que una junta entre una superficie y un elemento de sujeción alcanza una rigidez predeterminada. El controlador 135 determina la rigidez de la junta basándose en la distancia de rotación recorrida por el yunque 70 en respuesta a un impacto recibido del martillo 75. El controlador 135 determina una rigidez baja cuando la distancia de rotación recorrida por el yunque 70 es relativamente alta. A medida que disminuye la distancia de rotación recorrida por el yunque 70, la rigidez calculada por el controlador 135 aumenta. En algunas realizaciones, la herramienta eléctrica 10 calibra una medida de rigidez haciendo funcionar la herramienta eléctrica 10 descargada. La rigidez de junta calculada en una junta específica está entonces en relación con la rigidez calculada cuando la herramienta eléctrica 10 está descargada.

La figura 5 ilustra un método realizado por el controlador 135 cuando la herramienta eléctrica 10 opera en el modo de conteo de golpes avanzado, donde los impactos se cuentan solo después de que la junta alcance una rigidez predeterminada. Como se muestra en la figura 5, el controlador 135 acciona el motor 15 de acuerdo con un modo seleccionado y una pulsación de gatillo (etapa 178). El controlador 135 determina, a continuación, el inicio de una operación de impacto (etapa 179) monitorizando la corriente del motor. En particular, el controlador 135 determina que ha comenzado una operación de impacto cuando la corriente del motor es mayor o igual que un umbral de corriente. En otras realizaciones, el controlador 135 puede monitorizar otros parámetros (por ejemplo, velocidad del motor) para determinar cuándo comienza una operación de impacto. El controlador 135 también mide la posición del yunque 70 como se realiza con respecto a la figura 4 (etapa 180). El controlador 135 calcula, a continuación, un cambio en la posición del yunque basándose en una posición actual del yunque y una posición anterior del yunque (etapa 185). El controlador 135 procede a determinar si el cambio en la posición del yunque es mayor que el umbral de posición, indicando de este modo que se ha aplicado un impacto en el yunque 70 (tope 190). Si el cambio en la posición del yunque no es mayor que el umbral de posición, el controlador 135 continúa accionando el motor y monitorizando la posición del yunque (etapa 180).

Por otro lado, si el cambio en la posición del yunque es mayor que el umbral de posición, el controlador 135 calcula, a continuación, la rigidez de la junta basándose en el cambio de posición del yunque (etapa 195). Dicho de otra forma, el controlador 135 determina en primer lugar si se ha producido un impacto, y si se ha producido un impacto, el controlador 135 usa, a continuación, el cambio calculado en la posición del yunque para calcular la rigidez de la junta. El controlador 135 determina, a continuación, si la rigidez calculada es mayor que un umbral de rigidez (etapa 200). Si la rigidez calculada aún no es mayor que el umbral de rigidez, el controlador 135 continúa accionando el motor y monitorizando la posición del yunque (etapa 180). Sin embargo, si la rigidez calculada es mayor que el umbral de rigidez, el controlador 135 aumenta el contador de impactos en uno (etapa 205). El controlador 135 determina, a continuación, si el contador de impactos es mayor que el umbral de impacto (etapa 210) similar a la etapa 165 de la figura 4. Si el contador de impactos aún no es mayor que el umbral de impactos, el controlador 135 continúa accionando el motor y monitorizando la posición del yunque (etapa 180). Una vez que el contador de impactos es mayor que el umbral de impacto, el controlador 135 cambia la operación del motor y reinicia el contador de impactos (etapa 215) como se ha descrito anteriormente con respecto a la figura 4. Como se ha analizado anteriormente, en algunas realizaciones, el modo de conteo de golpes avanzado es una de las funciones usadas dentro de un perfil de modo. En tales realizaciones, el modo de conteo de golpes avanzado puede combinarse con otras funciones configurables proporcionadas en un modo tal como, por ejemplo, velocidad de accionamiento del motor, par objetivo para un elemento de sujeción, y similares.

La figura 6 ilustra una captura de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz de usuario generada por un dispositivo externo en comunicación con la herramienta eléctrica 10. Un dispositivo externo puede, en algunas realizaciones, usarse para programar la operación de la herramienta eléctrica 10. Por ejemplo, como se muestra en la figura 6, el dispositivo externo puede generar una interfaz gráfica de usuario que incluye una pluralidad de selectores (por ejemplo, controles deslizantes) configurados para recibir selecciones de usuario de, por ejemplo, una rigidez de junta deseada (para especificar el umbral de rigidez usado en la etapa 200 de la figura 5), y una serie de impactos que deben aplicarse al yunque 70 antes de cambiar la operación del motor. En algunas realizaciones, el usuario no especifica cada parámetro usado por el controlador 135. Por el contrario, la interfaz gráfica de usuario recibe las características de la aplicación de apriete (por ejemplo, tipo de elemento de sujeción, material, etc.) del usuario y el dispositivo externo determina los parámetros a usar por el controlador 135. Mientras que la figura 6 ilustra un selector para la rigidez de junta y un selector para un umbral de impacto, cuando la herramienta eléctrica 10 opera en el modo de conteo de golpes, el selector de rigidez de junta no es necesario y puede, por lo tanto, omitirse.

La figura 7 ilustra la operación de la herramienta eléctrica 10 cuando la herramienta eléctrica 10 opera en el modo de distancia angular. En el modo de distancia angular, el controlador 135 también puede determinar cuándo el yunque ha rotado una distancia de rotación predeterminada y puede controlar el motor 15 basándose en la posición angular del yunque 70. Como se muestra en el diagrama de flujo de la figura 7, el controlador 135 acciona el motor 15 de acuerdo con un modo seleccionado y una pulsación de gatillo detectada (etapa 218). El controlador 135 también detecta el asiento del elemento de sujeción (etapa 220). En la realización ilustrada, el controlador 135 determina que un elemento de sujeción está asentado monitorizando un desplazamiento angular del yunque 70 en respuesta a cada impacto. A medida que el elemento de sujeción se asienta, la cantidad de desplazamiento angular del yunque 70 disminuye. Por lo tanto, cuando el desplazamiento angular del yunque 70 en respuesta a un impacto es menor que un umbral de desplazamiento angular específico, el controlador 135 determina que el elemento de sujeción se ha asentado. Hasta que se haya asentado el elemento de sujeción, el controlador 135 continúa operando el motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado y las pulsaciones de gatillo detectadas. Cuando el controlador 135 determina que el elemento de sujeción se ha asentado, el controlador 135 mide la posición del yunque usando el sensor de posición de salida 130 (etapa 225) y continúa operando el motor 15 en la dirección deseada hasta que el yunque 70 ha rotado la distancia de rotación deseada (etapa 218). Si el controlador 135 determina que el yunque 70 aún no ha rotado la distancia de rotación deseada después de asentar el elemento de sujeción, el controlador 135 continúa operando el motor 15 de acuerdo con la pulsación del gatillo 55 (etapa 235). Por otro lado, cuando el controlador 135 determina que el yunque 70 ha rotado la distancia de rotación deseada después de asentar el elemento de sujeción, el controlador 135 cambia la operación del motor 15 (etapa 240). Como se ha explicado anteriormente con respecto a la figura 4, cambiar la operación del motor incluye cambiar la dirección del motor, deteniendo el motor, cambiando la velocidad de rotación del motor 15, y cambios basados en el modo de operación seleccionado para la herramienta eléctrica 10.

La figura 8 ilustra una captura de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz gráfica de usuario configurada para recibir una selección de usuario de una distancia angular deseada después de asentar el elemento de sujeción. Como se muestra en la figura 8, la interfaz gráfica de usuario puede recibir una selección de parámetros del usuario que especifica la distancia de rotación deseada y el cambio deseado en la operación del motor una vez que el yunque 70 rota la distancia de rotación deseada. Rotar el yunque 70 una distancia de rotación predeterminada después de que se asiente el elemento de sujeción puede permitir que el controlador 135 sujete un elemento de sujeción a una tensión de elemento de sujeción especificada. En algunas realizaciones, en lugar de cambiar la operación del motor después de que el yunque 70 haya rotado la distancia de rotación predeterminada, el controlador 135 puede calcular una tensión de elemento de sujeción y cambiar la operación del motor 15 una vez que se alcanza una tensión de elemento de sujeción específica. Por ejemplo, el controlador 135 puede calcular la tensión de elemento de sujeción basándose en el desplazamiento rotatorio del yunque 70 y puede comparar la tensión de elemento de sujeción calculada con un umbral de tensión predeterminado. El controlador 135 puede continuar operando el motor 15 hasta que se alcance el umbral de tensión predeterminado. Cuando se alcanza el umbral de tensión predeterminado, el controlador 135 puede cambiar la operación del motor 15.

La figura 9 ilustra la operación de la herramienta eléctrica 10 durante un modo de giro de tuerca y la figura 10 ilustra una captura de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz de usuario configurada para recibir una selección de valores de parámetros para el modo de giro de tuerca. Como se muestra en la figura 10, la interfaz gráfica de usuario puede recibir de un usuario un número objetivo de giros a realizar en la tuerca para apretar la tuerca y un parámetro de velocidad del motor. Como un ejemplo, el número objetivo de giros se proporciona al usuario basándose en, por ejemplo, las especificaciones de ingeniería para un trabajo o tarea en específico. Durante el modo de giro de tuerca, el controlador 135 acciona el motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado y una pulsación de gatillo detectada (etapa 243). El controlador 135 también mide la posición del yunque usando el sensor de posición de salida 130 (etapa 245) y determina si el yunque 70 ha rotado una distancia predeterminada (etapa 250), por ejemplo, monitorizando un cambio en la posición del yunque. Si el yunque 70 no ha rotado la distancia predeterminada, el controlador 135 sigue operando el motor 15. La distancia predeterminada es indicativa de un solo giro, o fracción de giro, realizado por la tuerca. Por lo tanto, cuando el yunque 70 ha rotado la distancia predeterminada, el controlador 135 aumenta en uno un contador de giros (etapa 255). El controlador 135 determina, a continuación, si el contador de giros es mayor que un umbral de giros (etapa 260). El umbral de giros es indicativo del número de giros especificado por el usuario a realizar para apretar la tuerca. Si el contador de giros no es mayor que el umbral de giros, el controlador 135 sigue operando el motor 15 y vuelve a la etapa 245. Cuando el contador de giros es mayor que el umbral de giros, el controlador 135 cambia la operación del motor 15 (etapa 265) como se ha analizado anteriormente con respecto a la figura 4, y reinicia el contador de giros (etapa 270). Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 10, el motor 15 cambiará a la velocidad especificada por el control deslizante de parámetro de velocidad del motor en la etapa 265.

En algunas realizaciones, el usuario no puede especificar el número de giros a realizar, pero en su lugar puede especificar un ángulo total desde el primer impacto. En tales realizaciones, el ángulo total especificado por el usuario puede usarse como la distancia predeterminada en comparación con la rotación del yunque 370 en la etapa 250. Cuando el controlador 135 determina que el yunque 370 ha rotado el ángulo total deseado desde el primer impacto (por ejemplo, cuando la rotación del yunque 370 supera la distancia predeterminada), el controlador 135 pasa a la etapa 265 para cambiar la operación del motor. En tales realizaciones, no es necesario usar un contador de giros.

La figura 11 ilustra la operación de la herramienta eléctrica 10 durante el modo de energía constante. Como se muestra en la figura 11, el controlador 135 proporciona señales de control para accionar el motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado, la pulsación de gatillo y la energía de impacto deseada (etapa 275) y calcula una energía de impacto (etapa 280). La energía de impacto se calcula basándose en, por ejemplo, la rotación del motor 15, el cambio en la posición del yunque en respuesta a recibir un impacto del martillo 75, el cambio en la posición del yunque cuando no se recibe impacto, y similares. El controlador 135 calcula, a continuación, un cambio en la energía de impacto basándose en cálculos previos de la energía de impacto (etapa 285), y determina si el cambio en la energía de impacto es mayor que un umbral de cambio de energía (etapa 290). Si el cambio de energía de impacto no es mayor que el umbral de cambio de energía, el controlador 135 continúa operando el motor 15 de la misma manera (etapa 275). Si, sin embargo, el cambio de energía de impacto es mayor que el umbral de cambio de energía, el controlador 135 ajusta una señal PWM usada para controlar el motor 15 de tal manera que la energía de impacto permanezca aproximadamente constante (etapa 295). Por ejemplo, se aumenta el ciclo de trabajo PWM para aumentar la energía de impacto y se reduce para disminuir la energía de impacto. El modo de energía constante proporciona de este modo una operación de bucle cerrado para la herramienta eléctrica 10. El modo de energía constante puede ser útil para sierras perforadoras de impacto, por ejemplo, para operar a una energía constante mientras se corta a través del material. El modo de energía constante también puede ser útil para las llaves de impacto para apretar elementos de sujeción a una energía aproximadamente constante.

Como se muestra en la figura 12, la interfaz gráfica de usuario en el dispositivo externo puede recibir una selección de si se desea un modo de energía constante (por ejemplo, conmutador de encendido/apagado (no se muestra)) y un nivel de energía de impacto (por ejemplo, energía de impacto alto, energía de impacto medio, o energía de impacto bajo), en lugar de recibir una energía de impacto específica para su uso en el modo de energía constante. En otras realizaciones, la interfaz gráfica de usuario puede recibir una energía de impacto específica a usar para el modo de energía constante.

Con respecto a las figuras 4-12, el controlador 135 también puede usar las señales de salida de los sensores de efecto Hall 125 en combinación con las señales de salida del sensor de posición de salida 130 para controlar la operación del motor 15. Por ejemplo, cuando el controlador 135 detecta que el motor 15 ya no está operando (por ejemplo, usando las señales de los sensores de efecto Hall 125), el controlador 135 reinicia el contador de impactos y el contador de giros a cero para comenzar la siguiente operación, incluso si, por ejemplo, no se ha alcanzado el umbral de impacto y/o el umbral de giros. El controlador 135 también puede determinar que el motor 15 ya no está ejecutando eventos de impacto cuando el tiempo entre eventos de impacto consecutivos supera un umbral de fin de impactos predeterminado. El valor de tiempo usado como umbral de fin de impactos, por ejemplo, se determina experimentalmente midiendo el tiempo que tarda la herramienta eléctrica 10 en completar un evento de impacto cuando se ejecuta a la velocidad de impacto más baja de la herramienta eléctrica y mientras funciona con una batería que tiene poca carga de batería.

La figura 13 ilustra una gráfica que muestra la posición de rotación (en radianes) del yunque 70 con respecto al tiempo durante una operación de impacto. Como se muestra en la figura 13, debido a la operación de impacto, el yunque 70 ilustra un aumento gradual en la posición de rotación (por ejemplo, debido a que el yunque 70 avanza en respuesta a un impacto del martillo 75). Como también se muestra en la figura 13, a medida que aumenta la duración de la operación de impacto (por ejemplo, aumento en el eje del tiempo), cada impacto del martillo 75 provoca un cambio menor en la posición de rotación del yunque. Esto puede ser indicativo del aumento en el par necesario para mover el yunque 70 a medida que aumenta la duración de la operación de impacto, y un elemento de sujeción se mueve más profundamente en una pieza de trabajo.

Las figuras 14-15 ilustran una herramienta eléctrica de acuerdo con la invención que comprende un mecanismo de impacto 300 y un sensor de posición de salida 305 (por ejemplo, también denominado como conjunto de sensores) incluidos en la llave de impacto 10. El mecanismo de impacto 300 incluye componentes similares al mecanismo de impacto 67 mostrado en las figuras 1 y 2, y las partes similares han recibido los mismos números de referencia, más 300. La figura 14 es una sección transversal lateral del mecanismo de impacto 300. El mecanismo de impacto 300 incluye un yunque 370 y un martillo 375 y está acoplado mecánicamente al motor (no mostrado). El martillo 375 impacta en el yunque 370 periódicamente para aumentar la cantidad de par entregado por la herramienta eléctrica 10. El yunque 370 incluye una estructura de engranamiento 385 que incluye dos protuberancias 390a, 390b para engranar el martillo 375 y recibir el impacto del martillo 375. Como se muestra en la figura 14, el mecanismo de impacto 300 está al menos parcialmente cubierto por la caja de impacto 35, y el sensor de posición de salida 305 está colocado delante (por ejemplo, en un lado de una unidad de salida, en lugar de en un lado del motor de la herramienta eléctrica 10) del mecanismo de impacto 300 y la transmisión 77 de la herramienta eléctrica 10. Más específicamente, el sensor de posición de salida 305 se coloca entre la estructura de engranamiento 385 y la caja de impacto 35, y dentro de la caja de impacto 35. Como se muestra en la figura 14, el sensor de posición de salida 305 se coloca junto a la estructura de engranamiento 385.

La figura 15 es una vista delantera del mecanismo de impacto 300 en la dirección mostrada por la flecha A en la figura 14 y con el martillo 375 retirado. Como se muestra con más detalle en la figura 15, el sensor de posición de salida 305 incluye tres sensores inductivos separados 305a, 305b, 305c. Los tres sensores inductivos 305a, 305b, 305c se colocan en una estructura anular (es decir, una placa de circuito impreso (PCB)) que se coloca circunferencialmente alrededor del yunque 370. Los tres sensores inductivos 305a, 305b y 305c pueden detectar, detectando un cambio en su campo electromagnético, el paso de las dos protuberancias 390a, 390b de la estructura de engranamiento 385 del yunque 370, y puede, en algunos ejemplos, denominarse como sensores de posición de yunque o sensores de yunque. Ya que las dos protuberancias 390a, 390b están estacionarias en relación con el yunque 370, los tres sensores inductivos 305a, 305b, 305c emiten información con respecto a la posición de rotación del yunque 370. En la realización ilustrada, los tres sensores inductivos 305a, 305b, 305c son equidistantes entre sí; por lo tanto, la detección por cada uno de los tres sensores inductivos 305a, 305b, 305c de cada uno de las protuberancias 390a, 390b indica que el yunque 370 ha rotado una distancia angular predeterminada (por ejemplo, 60 grados). Como se muestra en la figura 15, los tres sensores inductivos 305a, 305b, 305c son sensores alargados en los que un primer extremo 380 del sensor 305a, 305b, 305c está más densamente empaquetado con bobinas inductivas y el segundo, el extremo opuesto 382 del sensor está menos densamente empaquetado con bobinas inductivas. Dicho de otra forma, mientras que el primer extremo 380 está densamente empaquetado con bobinas inductivas, el segundo extremo 382 está escasamente empaquetado con bobinas inductivas. Por lo tanto, cada sensor inductivo 305a, 305b, 305c envía una señal diferente al controlador 135 basándose en dónde está colocada a lo largo de la longitud del sensor inductivo 305a, 350b, 305c cada una de las protuberancias 390a, 390b. Cuando una de las protuberancias 390a, 390b se coloca más cerca del primer extremo 380 del sensor 305a, 305b, 305c, el sensor inductivo 305a, 305b, 305c genera una señal de salida más grande. Por otro lado, cuando una de las protuberancias 390a, 390b se coloca más cerca del segundo extremo 382 del sensor 305a, 305b, 305c, el sensor 305a, 305b, 305c emite una señal de salida más pequeña. Cuando se analiza una pluralidad de medidas de posición para el yunque 370 a lo largo del tiempo, pueden obtenerse otras medidas con respecto al yunque 370 (por ejemplo, velocidad, aceleración, etc.). Por lo tanto, el sensor de posición de salida 305 proporciona una información que el controlador 135 de la herramienta eléctrica 10 usa para determinar directamente la posición, velocidad y/o aceleración del yunque 370. En algunas realizaciones, el sensor de posición de salida 305 puede usarse para proporcionar una medida indirecta de la posición y/o el movimiento del rotor.

Aunque las figuras 14-15 ilustran una localización diferente del sensor de posición de salida 305, la operación de la herramienta eléctrica 10 como se ha descrito en las figuras 3-12 sigue siendo similar. En particular, el sensor de posición de salida 305 reemplaza al sensor de posición de salida 130 descrito con respecto a las figuras 3-12. Ambos sensores de posición de salida 130 y 305 proporcionan información para determinar directamente la posición y/o el movimiento del yunque 70, 370. Por lo tanto, los métodos descritos con respecto a las figuras 4-12 siguen siendo similares, excepto que la información con respecto a la posición del yunque 70, 370 se obtiene del sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15, en lugar del sensor de posición de salida 130 mostrado en la figura 2.

La figura 16 ilustra otra realización de un sensor de posición de salida 405 (o conjunto de sensores) incluido en la llave de impacto 10. El sensor de posición de salida 405 está colocado, con respecto al mecanismo de impacto 300, similar al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14 y 15 (por ejemplo, delante de la transmisión 77 y sobre una estructura anular circunferencialmente alrededor del yunque, y alojado por la caja de impacto 35). Dicho de otra forma, el sensor de posición de salida 405 de la figura 16 reemplaza el sensor de posición de salida 305 dentro del mecanismo de impacto 300. Por lo tanto, el mecanismo de impacto 300 y la colocación del sensor de posición de salida 405 no se muestran. Adicionalmente, se omite la descripción de los componentes del mecanismo de impacto 300 y la colocación del sensor de posición de salida 405 con respecto al mecanismo de impacto 300 por razones de concisión.

Como se muestra en la figura 16, el sensor de posición de salida 405 incluye cuatro sensores inductivos separados 405a, 405b, 405c y 405d. Tres de los sensores inductivos 405a, 405b, 405c se colocan sobre una estructura anular que se coloca circunferencialmente alrededor del yunque 370. Los tres sensores inductivos 405a, 405b, 405c se denominan colectivamente "sensores circunferenciales", "sensores de yunque" o "sensores de posición del yunque". Similar a los tres sensores inductivos 305a, 305b, 305c descritos con respecto a la figura 15, los tres sensores circunferenciales 405a, 405b. 405c de la figura 16 detectan el paso de las dos protuberancias 390a, 390b de la estructura de engranamiento 385 del yunque 370. Como se ha explicado anteriormente, ya que las dos protuberancias 390a, 390b están estacionarias en relación con el yunque 370, detectando cambios en los campos electromagnéticos de cada uno de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c, los tres sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c emiten información con respecto a la posición del yunque 370. En la realización ilustrada, los tres sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c son equidistantes entre sí; por lo tanto, la detección por cada uno de los tres sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c de cada una de las protuberancias 390a, 390b indica que el yunque 370 ha rotado una distancia angular predeterminada (por ejemplo, 60 grados). Similar a los sensores inductivos 305a, 305b, 305c descrito con respecto a las figuras 14-15, cuando una pluralidad de las mediciones de posición del yunque 370 se analizan a lo largo del tiempo, pueden obtenerse otras medidas con respecto al yunque 370 (por ejemplo, velocidad, aceleración, etc.). Por lo tanto, de manera similar a los sensores inductivos 305a, 305b, 305c de las figuras 14-15, los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c proporciona una información que el controlador 135 de la herramienta eléctrica 10 usa para determinar directamente la posición, velocidad y/o aceleración del yunque 370. En algunas realizaciones, los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c pueden usarse para proporcionar una medida indirecta de la posición y/o el movimiento del rotor.

Como se muestra en la figura 16, el sensor de posición de salida 405 también incluye un cuarto sensor inductivo denominado detector de martillo 405d. El detector de martillo 405d se coloca hacia el exterior de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c. En la realización ilustrada, el detector de martillo 405d se coloca entre el segundo sensor circunferencial 405b y el tercer sensor circunferencial 405c, pero en otras realizaciones, el detector de martillo 405d puede colocarse en otro lugar a lo largo de la circunferencia del sensor de posición de salida 405. El detector de martillo 405d detecta una proximidad del martillo 375 al sensor de posición de salida 405 y, más en general, al yunque 370. Ya que los tres sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c son inductivos, cuando un martillo de metal, tal como el martillo 375 de la herramienta eléctrica 10, impacta en el yunque 370 (o de lo contrario se acerca a los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c), las salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c se vuelven poco fiables. Dicho de otra forma, los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c no miden con precisión la posición de las dos protuberancias 390a, 390b del yunque 370 cuando el martillo de metal 375 está junto al yunque 370 y cerca del sensor de posición de salida 405 (por ejemplo, cuando el martillo 375 impacta en el yunque 370). Por lo tanto, para que las medidas de posición del yunque 370 sean fiables, el controlador 135 ignora las salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c cuando el martillo 375 está dentro de una distancia predeterminada del sensor de posición de salida 405, y en su lugar usa solo las salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c cuando el martillo 375 está más lejos que la distancia predeterminada desde el sensor de posición de salida 405.

En una realización, la distancia predeterminada se determina basándose en el número de bobinados de cable del detector de martillo inductivo 405d. Cuantos más devanados de cable se incluyan en el detector de martillo 405d, mayor es la distancia predeterminada. Cuando el martillo 375 se acerca al sensor de posición de salida 405 más allá de la distancia predeterminada, la salida del detector de martillo 405d cambia (por ejemplo, aumenta significativamente). El detector de martillo 405d envía su salida al controlador 135 y el controlador 135 determina, basándose en la salida del detector de martillo 405d (por ejemplo, superando un umbral), cuándo el martillo 375 está dentro de la distancia predeterminada. En algunas realizaciones, el sensor de posición de salida 405 (o conjunto de sensores) puede incluir el detector de martillo 405d, pero no los sensores de yunque 405a, 405b, 405c, de tal manera que el detector de martillo 405d es el conjunto de sensores.

La figura 17 ilustra un método 420 ejecutado por el controlador 135 que utiliza la información recopilada por el detector de martillo 405d para determinar qué mediciones de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c descartar y qué medidas usar para determinar la información de posición para el yunque 370. En primer lugar, el controlador 135 recibe las salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c (etapa 430) y del detector de martillo 405d (etapa 435). El controlador 135 determina a continuación, si la salida del detector de martillo 405d es mayor que (por ejemplo, supera) un umbral de proximidad predeterminado (etapa 440). El umbral de proximidad predeterminado corresponde a la distancia predeterminada entre el martillo 375 y el sensor de posición de salida 405 dentro de la que el martillo 375 impacta negativamente en la precisión de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c. Cuando la salida del detector de martillo 405d es menor o igual que el umbral de proximidad predeterminado, el controlador 135 determina que el martillo 375 está dentro de la distancia predeterminada (por ejemplo, impactando en el yunque 370), y las salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c no son fiables (etapa 445). Por lo tanto, mientras el martillo 375 está dentro de la distancia predeterminada, el controlador 135 ignora las salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c (etapa 450).

Por otro lado, cuando la salida del detector de martillo 405d es mayor que el umbral de proximidad predeterminado, el controlador 135 determina, en la etapa 455, que el martillo 375 está fuera de la distancia predeterminada (por ejemplo, rebotando después de un impacto en el yunque 370). A continuación, el controlador 135 inicia un temporizador de rebote (etapa 460). Mientras el temporizador de rebote aumenta de valor (por ejemplo, con el paso del tiempo), el controlador 135 continúa recopilando salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c (etapa 465). El controlador 135 verifica periódicamente el valor del temporizador y determina si el valor del temporizador es mayor que (por ejemplo, supera) un umbral de tiempo (etapa 470). El umbral de tiempo corresponde a una estimación del tiempo durante el que el martillo 375 está suficientemente separado del sensor de posición de salida 405 para afectar negativamente en la precisión de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c.

Mientras el valor del temporizador permanece por debajo del umbral de tiempo, el controlador 135 continúa recopilando salidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c (etapa 465). Cuando, sin embargo, el valor del temporizador se vuelve mayor que el umbral de tiempo, el controlador 135 determina la información posicional para el yunque 370 basándose en las salidas recibidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c mientras el temporizador permanecía por debajo del umbral de tiempo (etapa 475). En una realización, el controlador 135, en primer lugar, promedia las múltiples mediciones obtenidas de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c, y, a continuación, usa las medidas promediadas (por ejemplo, una posición de salida promediada) para determinar la posición del yunque 370. Promediando las medidas de los sensores 405a, 405b, 405c, se reduce parte del ruido en las señales de salida y se obtienen mediciones más confiables. Una vez que el valor del temporizador alcanza el umbral de tiempo, el controlador 135 vuelve a la etapa 430 para recibir salidas adicionales de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c y del detector de martillo 405d (etapa 435) para determinar si el martillo 375 está dentro de la distancia predeterminada.

En algunas realizaciones, el controlador 135 no determina cuándo dejar de recibir salidas de los sensores circunferenciales basándose en un temporizador. Por el contrario, el controlador 135 recopila (por ejemplo, recibe) un número predeterminado de señales de salida de sensor. Por ejemplo, el controlador 135 puede recopilar específicamente 10 o 50 (u otro número predeterminado) de señales de salida de los sensores circunferenciales 405a, 405b, 405c antes de determinar la posición del yunque en la etapa 475.

Como se ha explicado anteriormente con respecto al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15, una vez que el controlador 135 determina la posición del yunque 370 usando el sensor de posición de salida 405 mostrado en la figura 16, la operación de la herramienta eléctrica 10 como se ha descrito en las figuras 3-12 sigue siendo similar. En particular, el sensor de posición de salida 405 reemplaza al sensor de posición de salida 130 descrito con respecto a las figuras 3-12. Todos los sensores de posición de salida 130, 305 y 405 proporcionan mediciones directas de la posición y/o el movimiento del yunque 70, 370. Por lo tanto, los métodos descritos con respecto a las figuras 4-12 siguen siendo similares, excepto que la información con respecto a la posición del yunque 70, 370 se obtiene del sensor de posición de salida 405 mostrado en la figura 16, en lugar del sensor de posición de salida 130 mostrado en la figura 2 o el sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15.

Las figuras 18-20 ilustran otra realización de un detector de martillo 500 (por ejemplo, un conjunto de sensores) que determina cuándo el martillo 375 impacta en el yunque 370 usando dos sensores inductivos diferentes. El detector de martillo 500 se coloca, con respecto al mecanismo de impacto 300, similar al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 13 y 14. Como se muestra en las figuras 18 y 19, el detector de martillo 500 de la figura 18 se coloca delante (por ejemplo, en un lado de una unidad de salida, en lugar de un lado del motor de la herramienta eléctrica 10) del mecanismo de impacto 300 y delante de la transmisión 77 de la herramienta eléctrica 10. Más específicamente, el detector de martillo 500 se coloca entre la estructura de engranamiento 385 y la caja de impacto 35 (figura 14), y dentro de la caja de impacto 35. El detector de martillo 500 se coloca en una estructura anular (por ejemplo, PCB 115 en la figura 20) que es circunferencial alrededor del yunque 370. Adicionalmente, la descripción de los componentes del mecanismo de impacto 300 se omite por concisión.

Como se muestra en la figura 20, el detector de martillo 500 incluye una bobina inductiva de detección 505, una bobina inductiva de referencia 510 y una red divisora de tensión 512 colocada en una placa de circuito impreso (PCB) en forma de dónut (por ejemplo, anular) 515. La bobina inductiva de detección 505 está colocada radialmente hacia fuera, mientras que la bobina inductiva de referencia 510 está colocada radialmente hacia dentro. Dicho de otra forma, la bobina inductiva de referencia 510 se coloca más cerca de un eje central 520 del yunque 370 que la bobina inductiva de detección 505. Tal localización permite que la bobina inductiva de detección 505 se alinee con un reborde exterior 525 del martillo 375 mientras que la bobina de referencia 510 permanece desalineada con el reborde exterior 525 del martillo 375. Debido a que la bobina inductiva de detección 505 está alineada con el reborde exterior 525, la salida de la bobina inductiva de detección 505 cambia cuando el reborde exterior 525 se acerca axialmente al detector de martillo 500. Dicho de otra forma, la salida de la bobina inductiva de detección 505 cambia cuando el martillo 375 se acerca axialmente al detector de martillo 500 para impactar en el yunque 370. La bobina inductiva de referencia 510, por otro lado, no detecta el acercamiento del martillo 375 debido a que la bobina inductiva de referencia 510 no está alineada con el reborde exterior 525 y el resto del martillo 375 está demasiado lejos del detector de martillo 500 para afectar a la salida de la bobina inductiva de referencia 510. Por lo tanto, la bobina inductiva de referencia 510 emite una señal de salida sin cambios independientemente de la posición del martillo 375, mientras que la salida de la bobina inductiva de detección 505 cambia basándose en lo cerca que esté el martillo 375 del detector de martillo 500. En algunas realizaciones, la bobina inductiva de referencia 510, mientras no está alineada con el reborde exterior 525, todavía detecta el acercamiento del martillo 375 hasta cierto punto. Sin embargo, en estas realizaciones, el cambio en la señal de salida de la bobina inductiva de referencia 510 ante la aproximación del martillo 375 es notablemente distinto (es decir, menor que) del cambio en la señal de salida de la bobina inductiva de detección 505 debido a la diferente localización radial de las dos bobinas en la PCB 515. En la realización ilustrada, el reborde exterior 525 se extiende por toda la circunferencia del martillo 375. En otras realizaciones, sin embargo, el reborde exterior 525 puede extenderse solo intermitentemente a lo largo de la circunferencia del martillo 375.

El detector de martillo 500 compara, a continuación, la salida de la bobina inductiva de detección 505 con la salida de la bobina inductiva de referencia 510. Cuando una diferencia entre la salida de la bobina inductiva de detección 505 y la salida de la bobina inductiva de referencia 510 es mayor que un umbral, el detector de martillo 500 emite una primera señal de salida que indica que el martillo 375 impacta en el yunque 370. A diferencia de, cuando la diferencia entre la salida de la bobina inductiva de detección 505 y la salida de la bobina inductiva de referencia 510 es menor que el umbral, el detector de martillo 500 emite una segunda señal de salida que indica que el martillo 375 no impacta en el yunque 370. La bobina inductiva de referencia 510 está acoplada a la red divisora de tensión 512 y juntas, la bobina inductiva de referencia 510 y la red divisora de tensión 512 proporcionan un umbral para la bobina inductiva de detección 505, lo que a continuación permite que las señales de salida del detector de martillo 500 sean binarias. Por ejemplo, el detector de martillo 500 puede emitir una señal alta cuando el martillo 375 impacta y emitir una señal baja cuando el martillo 375 no impacta, o viceversa. Debido a que el detector de martillo 500 genera salidas binarias, el procesamiento realizado por el controlador 135 se reduce. Por ejemplo, el controlador 135 no recibe las señales de salida analógicas de la bobina inductiva de detección 505 y de la bobina inductiva de referencia 510 y realiza cálculos para determinar si se ha producido un impacto. Por el contrario, el detector de martillo 500 de las figuras 18-20 simplemente emite una señal que indica si el martillo 375 impacta en el yunque 370. En algunas realizaciones, el controlador 135 puede referirse al controlador 135 de la herramienta eléctrica 10 que controla, por ejemplo, el motor 15 y la red divisora de tensión 512 que ayuda a determinar cuándo el martillo 375 impacta en el yunque 370.

Las figuras 21-22 ilustran otra realización de un detector de martillo 600 (por ejemplo, un conjunto de sensores). La figura 21A ilustra una vista en sección transversal de la herramienta eléctrica 10 que incluye el detector de martillo 600. La figura 21B es una vista lateral aislada del mecanismo de impacto 300 que incluye el detector de martillo 600. El detector de martillo 600 se coloca radialmente hacia fuera de una periferia exterior del martillo 375 en un lado de la periferia del martillo 375, como se muestra en las figuras 21A-B. El detector de martillo 600 se coloca delante (por ejemplo, más cerca de la unidad de salida 40) de la transmisión 77 de la herramienta eléctrica 10 y dentro de la caja de impacto 35. En particular, como se muestra en las figuras 21C-D, el detector de martillo 600 está montado en la caja de impacto 35 y en la caja de engranajes 78. El detector de martillo 600 está alineado con una parte 605 (figura 22) de la caja de impacto 35 que cubre el martillo 375 y el detector de martillo 600. La parte 605 de la caja de impacto 35 incluye un rebaje 610 (figura 22) en el que se recibe el detector de martillo 600 de tal manera que el detector de martillo 600 forma una superficie nivelada (o casi nivelada) con la carcasa de impacto 35. La caja de engranajes 78 incluye una ranura 604. Como se muestra en la figura 21D, el detector de martillo 600 ajusta dentro del rebaje 610 y la ranura 604 de tal manera que el detector de martillo 600 no interfiere con el movimiento del martillo 375.

Las figuras 21A-D ilustran el detector de martillo 600 integrado en la caja de impacto 35 de la herramienta eléctrica 10 y colocado radialmente hacia fuera del martillo 375. El detector de martillo 600 incluye un sensor inductivo de detección 615 y un sensor inductivo de referencia 620, y una red divisora de tensión (no mostrada). El sensor inductivo de detección 615 se coloca hacia la parte delantera del mecanismo de impacto 300 de tal manera que cuando el martillo 375 se mueve hacia atrás en su acción de rebote (es decir, hacia la izquierda en las figuras 21A-D), el martillo 375 se mueve a un intervalo de detección del sensor inductivo de detección 615 y cambia la salida del sensor inductivo de detección 615. El sensor inductivo de referencia 620, por otro lado, se coloca hacia la parte trasera del mecanismo de impacto 300 de tal manera que incluso cuando el martillo 375 está rebotando, el martillo 375 queda demasiado lejos (por ejemplo, demasiado distante) del sensor inductivo de referencia 620 para afectar a su salida, o, al menos, el efecto sobre la salida de la bobina inductiva de referencia 620 es notablemente menor que el de la bobina inductiva de detección 615.

Como se ha descrito anteriormente con respecto al detector de martillo 500, el detector de martillo 600 de las figuras 21 y 22 también genera una señal de salida binaria que en un primer estado indica que el martillo 375 impacta en el yunque 370, y en un segundo estado indica que el martillo 375 no impacta en el yunque 370. La red divisora de tensión y la salida relativamente sin cambios del sensor inductivo de referencia 620 proporcionan un umbral para el sensor inductivo de detección 615, tal y como se ha descrito con respecto a las figuras 18-20. Como se observa, en algunas realizaciones, el controlador 135 se refiere tanto al controlador 135 que controla, por ejemplo, el motor 15 y la red divisora de tensión que ayuda a determinar cuándo el martillo 375 impacta en el yunque 370. La operación del detector de martillo 600 es similar al descrito con respecto al detector de martillo 500 de las figuras 18-20, por lo tanto, no se proporcionan más detalles sobre la operación y las salidas del detector de martillo 600 por razones de concisión.

La figura 23 ilustra otra realización de un detector de martillo 640 (por ejemplo, un conjunto de sensores). El detector de martillo 640 se coloca radialmente hacia fuera desde la periferia exterior del martillo 375 y delante de la transmisión 77 y dentro de la caja de impacto 35, similar al detector de martillo 600. Como el detector de martillo 600 de las figuras 21-22, el detector de martillo 640 de la figura 23 está alineado con la parte 605 de la caja de impacto 35 que cubre el martillo 375 y el detector de martillo 640. Es decir, el detector de martillo 640 puede reemplazar al detector de martillo 600 de las figuras 21-22. El detector de martillo 640, sin embargo, incluye un sensor inductivo 645 en lugar de los dos sensores inductivos incluidos en el detector de martillo 600 de las figuras 21-22. Dicho de otra forma, el detector de martillo 640 no incluye un sensor inductivo de referencia como el sensor inductivo de referencia 615. En la realización ilustrada, el sensor inductivo 645 del detector de martillo 640 incluye un sensor inductivo circular 645 que genera una salida de acuerdo con la distancia entre el sensor inductivo 645 y el martillo 375. Debido a que el martillo 375 oscila entre alejarse del yunque 370 e impactar en el yunque 370, el sensor inductivo 645 genera una salida de forma de onda sinusoidal, en donde los picos (es decir, máximos o mínimos de la onda) representan el martillo 375 impactando en el yunque 370. La salida de forma de onda sinusoidal se recibe por el controlador 135. El controlador 135 implementa, a continuación, un detector de picos para determinar cuándo o si el martillo 375 impacta en el yunque 370. Como se ha mencionado anteriormente con respecto a los detectores de martillo 500 y 600, el controlador 135 puede hacer referencia tanto a la circuitería como al software incluidos en la placa de circuito que implementa el control de motor y a la circuitería y el software incluidos en el detector de martillo 640 (por ejemplo, en la placa de circuito en la que está montado el sensor inductivo 645). En realizaciones en las que parte del procesamiento se coloca en el detector de martillo 640, el detector de martillo 640 puede generar una señal de salida binaria que indica si el martillo 375 impacta o no en el yunque 370. El detector de martillo 640 genera una señal de salida alta que indica que el martillo 375 impacta en el yunque 370, y genera una señal de salida baja que indica que el martillo 375 no impacta en el yunque 370.

En otras realizaciones, el sensor inductivo 645 del detector de martillo 640 incluye un sensor inductivo alargado en el que un primer extremo incluye unas bobinas inductivas que están empaquetadas más densamente que las bobinas inductivas en el segundo extremo opuesto del sensor inductivo alargado. Dicho de otra forma, los sensores inductivos alargados incluyen unas bobinas inductivas que están distribuidas de manera no uniformemente a lo largo del sensor 645. Dicho sensor inductivo alargado genera una señal analógica en lugar de la señal de salida binaria generada por el sensor inductivo circular. Por ejemplo, el sensor inductivo alargado puede generar como su señal de salida una forma de onda de diente de sierra en el que la onda ascendente puede ser indicativa de la aproximación del martillo 375, la caída a cero de la forma de onda de diente de sierra puede ser indicativa del rebote del martillo 375 alejándose del yunque 370. Independientemente de si el detector de martillo 640 de la figura 23 incluye un sensor inductivo circular o un sensor inductivo alargado, la operación del detector de martillo 640 es similar a la descrita con respecto al detector de martillo 600 y el detector de martillo 500 de las figuras 18-20, por lo tanto, no se proporcionan más detalles sobre la operación y las salidas del detector de martillo 640 por razones de concisión.

La figura 24 ilustra otra realización de un detector de martillo 660 (por ejemplo, un conjunto de sensores). El detector de martillo 660 se coloca, con respecto al mecanismo de impacto 300, similar al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 13 y 14 y similar al detector de martillo 500 de las figuras 18-20. Dicho de otra forma, el detector de martillo 660 se coloca en una estructura anular 675 (por ejemplo, una PCB anular) que se coloca circunferencialmente alrededor del yunque 370. Como se muestra en la figura 24, el detector de martillo 660 se coloca delante (por ejemplo, en un lado de una unidad de salida, en lugar de un lado del motor de la herramienta eléctrica 10) del mecanismo de impacto 300. Más específicamente, el detector de martillo 660 se coloca entre la estructura de engranamiento 385 y la caja de impacto 35 (figura 14), y está alojado por la caja de impacto 35. Adicionalmente, la descripción de los componentes del mecanismo de impacto 300 se omite por concisión.

Como se muestra en la figura 24, el detector de martillo 660 incluye una bobina inductiva 665 en lugar de incluir una bobina de detección y una bobina inductiva de referencia. No obstante, el detector de martillo 660 se coloca en una placa de circuito impreso (PCB) en forma de dónut (por ejemplo, anular) 675. La salida de la bobina inductiva de detección 665 cambia cuando el martillo 375 se acerca axialmente al detector de martillo 660 para impactar en el yunque 370. Cuando el martillo 375 está más lejos que una distancia predeterminada del yunque 370 (por ejemplo, sin impactar en el yunque 370), la bobina inductiva 665 no genera una señal de salida o genera una señal de salida baja. Por lo tanto, la salida de la bobina inductiva de detección 665 cambia de acuerdo con lo cerca que esté el martillo 375 del detector de martillo 660. La operación del detector de martillo 660 es similar a la descrita con respecto al detector de martillo 500 de las figuras 18-20, por lo tanto, no se proporcionan más detalles sobre la operación y las salidas del detector de martillo 660 por razones de concisión.

Aunque los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640 y 660 se han descrito para operar junto con los sensores de posición de yunque como parte del sensor de posición de salida (o conjunto de sensores), en algunas realizaciones, los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 están incluidos en el sensor de posición de salida (por ejemplo, en el conjunto de sensores) sin incluir también ningún sensor de posición de yunque. En consecuencia, en algunas realizaciones, el conjunto de sensores o el sensor de posición de salida puede incluir solo uno de los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 y puede que no proporcione sensores para medir directamente una posición del yunque.

Las figuras 25-26 ilustran otra realización de un sensor de posición de salida 700. El sensor de posición de salida 700 se coloca, con respecto al mecanismo de impacto 300, similar al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14 y 15. Dicho de otra forma, el sensor de posición de salida 700 de la figura 25 reemplaza el sensor de posición de salida 305 dentro del mecanismo de impacto 300. El sensor de posición de salida 700 se coloca delante de la transmisión 77 de la herramienta eléctrica 10 y se coloca en una estructura anular (por ejemplo, un PCB anular) circunferencialmente alrededor del yunque 370, y se aloja dentro de la caja de impacto 35. Por lo tanto, el mecanismo de impacto 300 y la colocación del sensor de posición de salida 700 no se muestran. Adicionalmente, se omite la descripción de los componentes del mecanismo de impacto 300 y la localización del sensor de posición de salida 700 con respecto al mecanismo de impacto 300 por motivos de concisión.

El sensor de posición de salida 700 de la figura 25 incluye una primera bobina inductiva 705, una segunda bobina inductiva 710, una tercera bobina inductiva 715 y una cuarta bobina inductiva 720. Cuando se usa el sensor de posición de salida 700, se acopla un marcador de metal 725 al yunque 370 para permitir que las bobinas inductivas 705-720 diferencien entre diferentes posiciones del yunque 370. La figura 26 ilustra un diagrama esquemático del marcador de metal 725 superpuesto en el sensor de posición de salida 700. El yunque 370 no se muestra en la figura 26, pero el marcador de metal 725 se agrega (por ejemplo, se fija a) al yunque 370 en un lado más cercano al sensor de posición de salida (por ejemplo, hacia la parte delantera del mecanismo de impacto 300). Dicho de otra forma, el marcador de metal 725 se coloca entre el yunque 370 y el sensor de posición de salida 700. Como se muestra en la figura 26, el marcador de metal 725 es un marcador de metal de forma no uniforme 725 de tal manera que cada bobina inductiva 705-720 genera una señal de salida diferente basándose en la posición de rotación del marcador de metal 725 (que es indicativa de la posición de rotación del yunque 370). En la realización ilustrada, el marcador de metal 725 tiene forma de luna o media luna. En otras realizaciones, sin embargo, pueden usarse otros tipos de formas no uniformes para el marcador de metal 725. Por ejemplo, el marcador de metal 725 puede tener un diseño de dientes de engranaje. En tales realizaciones, puede determinarse una posición relativa del yunque 370 en lugar de una posición absoluta del yunque 370. Las bobinas inductivas 705-720 están configuradas para generar una señal de salida de acuerdo con la parte del marcador de metal 725 que esté más cerca de (por ejemplo, directamente encima) la bobina inductiva 705 720.

Las bobinas inductivas primera, segunda, tercera y cuarta 705-720 envían sus correspondientes señales de salida al controlador 135. El controlador 135 analiza las señales de salida de las bobinas inductivas 705-720 y determina, basándose en las señales de salida, una posición absoluta del yunque 370. Las bobinas inductivas primera, segunda, tercera y cuarta 705-720 también pueden denominarse sensores de yunque o sensores de posición de yunque. El controlador 135 puede designar el punto A (figura 26) como un punto de referencia del marcador de metal 725 de tal manera que el controlador 135 determina que el yunque 370 está en una posición cero cuando el punto A está directamente sobre la cuarta bobina inductiva 720 (por ejemplo, como se muestra en la figura 26). El controlador 135 puede determinar, a continuación, la posición de rotación (por ejemplo, posición angular) del yunque 370 basándose en la localización aproximada del punto de referencia A. El controlador 135 también puede determinar la posición de rotación del yunque 370 comparando las señales de salida de las bobinas inductivas colocadas de forma opuesta. Por ejemplo, el controlador 135 puede comparar la salida de la primera bobina inductiva 705 con la salida de la tercera bobina inductiva 715 (por ejemplo, la bobina inductiva colocada delante de la primera bobina inductiva 705), y puede comparar la salida de la segunda bobina inductiva 710 con la salida de la cuarta bobina inductiva 720. Dos de las bobinas inductivas (por ejemplo, la primera bobina inductiva 705 y la tercera bobina inductiva 715 en la figura 26) se espera que tengan señales de salida aproximadamente iguales ya que el marcador de metal 725 tiene una forma similar sobre ambas bobinas inductivas. Las dos bobinas inductivas restantes (por ejemplo, la segunda bobina inductiva 710 y la cuarta bobina inductiva 720 en la figura 26) tienen diferentes señales de salida ya que el marcador de metal 725 tiene una forma diferente sobre la segunda bobina inductiva 710 que sobre la cuarta bobina inductiva 720. Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 26, la bobina inductiva adicional 720 puede tener una salida más alta (por ejemplo, cerca del máximo) que las bobinas inductivas 705, 710 y 715, y la segunda bobina inductiva 710 puede tener una salida más baja (por ejemplo, cerca del mínimo) que las bobinas inductivas 705, 715 y 720. Basándose en el mapeo de las dos salidas aproximadamente iguales y las salidas aproximadamente opuestas de las bobinas inductivas 705-720, el controlador 135 determina la posición absoluta del yunque 370.

En algunas realizaciones, el controlador 135 accede a una tabla de consulta desde una memoria de la herramienta eléctrica para determinar la posición absoluta del yunque 370. La tabla de búsqueda indica, por ejemplo, las posiciones aproximadas para el yunque 370 con las correspondientes lecturas de cada una de las bobinas inductivas 705-720. En otras realizaciones, el controlador 135 realiza un cálculo específico (por ejemplo, basándose en una ecuación almacenada) que permite que el controlador 135 determine la posición de rotación del yunque 370.

Como se ha explicado anteriormente con respecto al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15, una vez que el controlador 135 determina la posición del yunque 370 usando el sensor de posición de salida 700 mostrado en las figuras 25-26, la operación de la herramienta eléctrica 10 como se ha descrito en las figuras 3-12 sigue siendo similar. En particular, el sensor de posición de salida 700 reemplaza al sensor de posición de salida 130 descrito con respecto a las figuras 3-12. Todos los sensores de posición del yunque 130, 305, 405 y 700 proporcionan mediciones directas de la posición y/o el movimiento del yunque 70, 370. Los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 proporcionan mediciones directas de la posición del martillo 375 con respecto al yunque 370. Por lo tanto, los métodos descritos con respecto a las figuras 4-12 siguen siendo similares, excepto que la información con respecto a la posición del yunque 70, 370 se obtiene del sensor de posición de salida 700 mostrado en la figura 25, en lugar del sensor de posición de salida 130 mostrado en la figura 2 o el sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15.

Las figuras 27-28 ilustran otra realización de un sensor de posición de salida 800. El sensor de posición de salida 800 incluye un sensor magnético 805 colocado en una PCB en forma de dónut (por ejemplo, anular) 810. La PCB de dónut 810 se coloca con respecto al mecanismo de impacto 300, similar al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14 y 15. Dicho de otra forma, el sensor magnético 805 de las figuras 27-28 reemplaza el sensor de posición de salida 305 dentro del mecanismo de impacto 300. Es decir, el sensor de posición de salida 800 se coloca delante de la transmisión 77 de la herramienta eléctrica 10, y se coloca en una estructura anular (por ejemplo, una PCB anular 810) que está circunferencialmente alrededor del yunque 370, y se aloja dentro de la caja de impacto 35. Por lo tanto, el mecanismo de impacto 300 y la colocación del sensor magnético 805 no se muestran. Adicionalmente, se omite la descripción de los componentes del mecanismo de impacto 300 y la colocación del sensor magnético 805 con respecto al mecanismo de impacto 300 por motivos de concisión. El sensor magnético 805 puede incluir, por ejemplo, un sensor de efecto Hall, un sensor magneto resistivo u otro sensor configurado para detectar un vector magnético.

El sensor de posición de salida 800 también incluye un anillo magnético 815 que está acoplado al yunque 370 y colocado delante de (por ejemplo, hacia la parte delantera del mecanismo de impacto 300) las protuberancias 390a, 390b del yunque 370. Como se muestra en la figura 28, el anillo magnético 815 es un imán en forma de dónut que se divide en cuatro cuadrantes (es decir, un primer cuadrante 820, un segundo cuadrante 825, un tercer cuadrante 830 y un cuarto cuadrante 835). Cada cuadrante 820-835 incluye un imán de polo norte y un imán de polo sur colocados circunferencialmente entre sí. En la realización ilustrada, el primer cuadrante 820 y el tercer cuadrante 830 incluyen el imán de polo norte colocado circunferencialmente hacia dentro (por ejemplo, radialmente hacia dentro) del imán de polo sur. Por lo tanto, el primer cuadrante 820 y el tercer cuadrante 830 generan unas líneas de flujo magnético dirigidas hacia el centro del anillo magnético 815. A diferencia de, el segundo cuadrante 825 y el cuarto cuadrante 835 incluyen el imán de polo norte colocado circunferencialmente hacia fuera (por ejemplo, radialmente hacia fuera) del imán de polo sur. Por lo tanto, el segundo cuadrante 825 y el cuarto cuadrante 835 generan unas líneas de flujo magnético que se alejan del centro del anillo magnético 815. En otras realizaciones, sin embargo, el primer cuadrante y el tercer cuadrante pueden generar unas líneas de flujo magnético que se alejan del centro del anillo magnético 815 y el segundo cuadrante y el cuarto cuadrante pueden generar líneas de flujo magnético que se dirigen hacia el centro del anillo magnético 815.

El sensor magnético 805 detecta un vector magnético basándose en la posición del sensor magnético 805 con respecto al anillo magnético 815. El sensor magnético 805 genera, a continuación, una señal de salida indicativa del vector magnético detectado al controlador 135. El controlador 135 determina, basándose en el vector magnético detectado del sensor magnético 805, la posición de rotación del yunque 370. El sensor magnético 805 y el anillo magnético 815 pueden denominarse sensor de yunque o sensor de posición de yunque. Aunque se describe que el sensor de posición de salida 800 incluye un anillo magnético 815, en algunas realizaciones, el anillo magnético 815 puede reemplazarse por un anillo de soporte en el que se montan múltiples imanes que también generan líneas de flujo magnético de polaridades opuestas. En tales realizaciones, el sensor magnético 805 aún detecta un vector magnético diferente basándose en la posición del sensor magnético 805 con respecto a la pluralidad de imanes. Adicionalmente, en algunas realizaciones, el anillo magnético 815 incluye más de cuatro cuadrantes u otra disposición para generar diferentes campos magnéticos en diferentes localizaciones circunferenciales.

Como se ha explicado anteriormente con respecto al sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15, una vez que el controlador 135 determina la posición del yunque 370 usando el sensor de posición de salida 800 mostrado en la figura 27, la operación de la herramienta eléctrica 10 como se ha descrito en las figuras 3-12 sigue siendo similar. En particular, el sensor de posición de salida 800 reemplaza al sensor de posición de salida 130 descrito con respecto a las figuras 3-12. Todos los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700 y 800 proporcionan mediciones directas de la posición y/o el movimiento del yunque 70, 370. Por lo tanto, los métodos descritos con respecto a las figuras 4-12 siguen siendo similares, excepto que la información con respecto a la posición del yunque 70, 370 se obtiene del sensor de posición de salida 800 mostrado en la figura 27, en lugar del sensor de posición de salida 130 mostrado en la figura 2 o el sensor de posición de salida 305 mostrado en las figuras 14-15.

Concretamente, cualquiera de los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640 o 660 como se ha descrito con respecto a las figuras 16, 18, 21, 23 y 24 En consecuencia, pueden incorporarse en los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700 u 800 como se ha descrito con respecto a las figuras 2, 15, 25 y 27, respectivamente. Los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 pueden incorporarse como alternativa en la herramienta eléctrica 10 sin, o por separado de, los sensores de posición del yunque incluidos como parte de los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700 u 800. Adicionalmente, algunos de los métodos descritos anteriormente pueden realizarse por los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640 o 660 sin la necesidad de los sensores de posición del yunque 130, 305, 405, 700, 800. Por ejemplo, el método de la figura 4 puede implementarse usando uno de los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640 o 660 sin un sensor de posición de yunque. En tales realizaciones, el controlador 135 puede no necesitar determinar si el cambio en la posición del yunque es mayor que un umbral de posición (etapa 155). Por el contrario, ya que los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 detectan cuando se produce un impacto, el contador de impactos se aumentaría basándose en las salidas de uno de los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 sin comparar las señales de salida con un umbral de posición. Adicionalmente, debería observarse que, si bien los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700 u 800 se describen aparentemente como un solo sensor, estos sensores de posición de salida pueden considerarse, como alternativa, unos conjuntos de sensores que incluyen uno o más sensores. De manera similar, los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660, ya sea acoplados a sensores de posición del yunque o proporcionados de manera independiente, también pueden considerarse unos conjuntos de sensores que incluyen uno o más sensores. Dicho de otra forma, un conjunto de sensores puede incluir los sensores de posición del yunque descritos dentro de los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700 y 800, los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640, 660 o una combinación de sensores de posición del yunque y detectores de martillo. Los sensores de posición del yunque incluidos en los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700 y 800 detectan una posición del yunque 370 independientemente de detectar la posición del motor 15, determinada por los sensores Hall 125. Dicho de otra forma, los sensores de posición del yunque detectan directamente una posición del yunque separada de la detección de una posición del motor.

La figura 29 es un diagrama de flujo que ilustra un método 900 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con un modo de tiempo de apagado. El controlador 135 puede implementar el método 900 usando cualquiera de los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700, 800, los detectores de martillo 405d, 500, 600 o una combinación de los mismos. Una interfaz gráfica de usuario (por ejemplo, similar a la mostrada en la figura 10) puede recibir de un usuario un tiempo objetivo después del primer impacto. Durante el modo de tiempo de apagado, el controlador 135 acciona el motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado y una pulsación de gatillo detectada (etapa 905). El controlador 135 determina, a continuación, basándose en las señales de salida de los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700, 800 y/o los detectores de martillo 405d, 500, 600, cuándo se produce un primer impacto (etapa 910). En respuesta a la detección del primer impacto, el controlador 135 inicia un temporizador (etapa 915). El valor del temporizador puede determinarse basándose en, por ejemplo, una entrada de usuario que indica cuánto tiempo debe continuar la herramienta eléctrica 10 operando (por ejemplo, accionando el motor 15) tras el primer impacto. Para aplicaciones en las que una pieza de trabajo o elemento de sujeción es más frágil, el temporizador puede tener un valor menor para evitar que la herramienta dañe la pieza de trabajo o el elemento de sujeción. El controlador 135 determina, a continuación, si el temporizador ha expirado (etapa 920). Cuando el controlador 135 determina que el temporizador aún no ha expirado, el controlador 135 continúa la operación del motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado y una pulsación de gatillo detectada (etapa 925). Por otro lado, cuando el controlador 135 determina que el temporizador ha expirado, el controlador 135 cambia la operación del motor (etapa 930), como se ha analizado anteriormente con respecto a, por ejemplo, la etapa 170 de la figura 4. El controlador 135 también reinicia, a continuación, el temporizador (etapa 935).

La figura 30 es un diagrama de flujo que ilustra un método 1000 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con un modo de ángulo mínimo. El controlador 135 puede implementar el método 1000 usando cualquiera de los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700, 800 u otro sensor de posición de salida capaz de generar una señal de salida indicativa del desplazamiento angular del yunque 370 después de que se haya aplicado cada impacto. El controlador 135 puede implementar también el método 1000 usando los detectores de martillo 405d, 500, 600 para ayudar a determinar cuándo se produce cada impacto. Durante el modo de ángulo mínimo, el controlador 135 acciona el motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado y una pulsación de gatillo detectada (etapa 1005). El controlador 135 determina, a continuación, un ángulo de rotación por impacto para la herramienta eléctrica (etapa 1015).

En una realización, el ángulo de rotación por impacto se refiere a un desplazamiento de rotación del yunque por impacto. En tales realizaciones, el controlador 135 puede usar, por ejemplo, los sensores de posición de salida 130, 305, 405700, 800 para determinar una primera posición de rotación del yunque 370 antes de un impacto, determinar una segunda posición de rotación del yunque 370 después del impacto, y el controlador 135 puede determinar, a continuación, una diferencia entre la primera posición de rotación y la segunda posición de rotación para determinar un desplazamiento de rotación del yunque 370. En otras realizaciones, el ángulo de rotación por impacto se refiere a un ángulo de rotación del motor 15 por impacto. En tales realizaciones, el controlador 135 puede usar, por ejemplo, los sensores de posición de motor (por ejemplo, los sensores de efecto Hall 125) colocados cerca del motor 15 para determinar el desplazamiento angular del motor 15 entre cada impacto. El controlador 135 puede, por ejemplo, detectar un primer impacto, y a continuación rastrear el desplazamiento de rotación del motor 15 hasta que se detecta un segundo impacto (por ejemplo, usando los detectores de martillo 405d, 500, 600).

El controlador 135 determina, a continuación, si el ángulo de rotación por impacto está por debajo de un umbral predeterminado (etapa 1020). Cuando el controlador 135 determina que el ángulo de rotación por impacto permanece por encima del umbral predeterminado, el controlador 135 continúa operando el motor 15 en el modo seleccionado y la pulsación de gatillo detectada (etapa 1005). Por otro lado, cuando el controlador 135 determina que el ángulo de rotación por impacto está por debajo del umbral predeterminado, el controlador 135 cambia la operación del motor como se ha analizado (etapa 1025) o como se ha analizado anteriormente con respecto a la etapa 170 de la figura 4. Por ejemplo, el controlador 135 apaga el motor 15. El modo de ángulo mínimo permite que el motor 15 se desactive después de alcanzar un par predeterminado. A medida que aumenta el par, en general, el desplazamiento angular del motor 15 y/o del yunque 370 disminuye por impacto. Por lo tanto, cambiar la operación del motor basándose en el ángulo de rotación por impacto proporciona una manera indirecta de controlar el motor 15 basándose en el par entregado.

La figura 31 es un diagrama de flujo que ilustra un método 1100 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con un modo de control de rendimiento. El modo de control de rendimiento está configurado para detectar cuándo un elemento de sujeción (por ejemplo, un perno) se ha dañado debido a la deformación del elemento de sujeción, que puede usarse también para determinar si se debe dejar de accionar y evitar dañar la pieza de trabajo. Cuando un elemento de sujeción no está dañado debido a la deformación, en general, el ángulo de rotación por impacto disminuye a medida que aumenta el par en el curso del accionamiento del elemento de sujeción. Sin embargo, cuando un elemento de sujeción se ha dañado debido a la deformación, el ángulo de rotación por impacto deja de disminuir (y el par deja de aumentar) debido a que el elemento de sujeción dañado proporciona menos resistencia a la herramienta eléctrica. Dicho de otra forma, el ángulo de rotación por impacto y el par pueden permanecer sin cambios.

Durante el modo de control de rendimiento, el controlador 135 opera el motor 15 de acuerdo con el modo seleccionado y las pulsaciones de gatillo detectadas (etapa 1105). El controlador 135 determina, a continuación, que se ha producido un impacto (etapa 1110). El controlador 135 puede determinar que se ha producido un impacto como se ha descrito anteriormente con respecto a la etapa 150 de la figura 4; basándose en un cambio en la aceleración o velocidad del motor 15 (por ejemplo, basándose en la salida de los sensores Hall 125); basándose en la salida de uno de los detectores de martillo 405d, 500, 600, 640 o 660; o basándose en un cambio en la aceleración o velocidad del yunque 70 (por ejemplo, usando uno de los sensores de posición de salida 130, 305, 405, 700, 800 descritos en el presente documento). Al detectar un impacto, el controlador 135 inicia un temporizador (etapa 1115). El controlador 135 determina, a continuación, si el temporizador ha expirado (etapa 1120). Cuando el controlador 135 determina que el temporizador aún no ha expirado, el controlador 135 continúa operando la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con el modo seleccionado y la pulsación de gatillo detectada.

Cuando el controlador 135 determina que el temporizador ha expirado, el controlador 135 determina, a continuación, el ángulo de rotación por impacto (etapa 1125). El controlador 135 puede determinar el ángulo de rotación por impacto como se ha descrito anteriormente con respecto a la etapa 1015 de la figura 30. El controlador 135 determina, a continuación, si el ángulo de rotación por impacto está por encima de un umbral de rendimiento (etapa 1130). El temporizador y el umbral de rendimiento pueden seleccionarse de antemano usando, por ejemplo, unos valores experimentales basados en el tipo de elemento de sujeción, el tipo de pieza de trabajo, o una combinación de los mismos. Cuando el controlador 135 determina que el ángulo de rotación por impacto está por encima del umbral de rendimiento, el controlador 135 detiene la operación del motor 15 (etapa 1135). Cuando el ángulo de rotación por impacto está por encima del umbral de rendimiento después de que el temporizador haya expirado, el controlador 135 infiere que el elemento de sujeción ha cedido debido a que no está proporcionando resistencia al nivel esperado en la etapa posterior de expiración de temporizador del accionamiento del elemento de sujeción. Cuando el ángulo de rotación por impacto está por debajo del umbral de rendimiento, el controlador 135 vuelve a la etapa 1125 para determinar el ángulo de rotación del siguiente impacto. Se repiten las etapas 125 y 130, por ejemplo, hasta que el usuario libere el gatillo para detener el motor 15, se determina que el elemento de sujeción ha cedido, o se usa otra técnica de control de motor (por ejemplo, detener el motor 15 después de que se determine que se han producido un número predeterminado de impactos).

En algunas realizaciones, el controlador 135 determina que un elemento de sujeción está dañado midiendo la salida de par (por ejemplo, a través de un sensor de par). En tales realizaciones, después de que el temporizador ha expirado (etapa 1120), el controlador 135 mide la salida de par. Cuando la salida de par está por debajo de un umbral de rendimiento de par, el controlador 135 infiere que el elemento de sujeción ha cedido (por ejemplo, debido a que el par ya no aumenta). Por otro lado, cuando la salida de par está por encima del umbral de rendimiento de par, el controlador 135 sigue operando el motor 15 y mide el par periódicamente durante el impacto.

La figura 32 es un diagrama de flujo que ilustra un método 1200 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con un modo de control de velocidad de bucle cerrado. Bajo el modo de control de velocidad de bucle cerrado, el controlador 135 mantiene la velocidad de rotación del motor 15 en un valor deseado de tal manera que el martillo 375 impacta en el yunque 370 a la velocidad deseada. Al controlar la velocidad del motor, el yunque 370 puede proporcionar un nivel de par repetible para un elemento de sujeción. Durante el control de velocidad de bucle cerrado, el controlador 135 recibe un nivel de par especificado por el usuario (etapa 1205). El controlador 135 puede recibir el nivel de par a través de una interfaz gráfica de usuario similar a la mostrada en la figura 10. Por ejemplo, el controlador 135 puede recibir una indicación de que se desea un par de 1247 Julios (920 ft.lb). El controlador 135 determina, a continuación, una velocidad de motor correspondiente para el par deseado (etapa 1210). Dicho de otra forma, para entregar el par deseado, el martillo 375 se acciona por el motor 15 para impactar el yunque 370 a una velocidad específica. El controlador 135, por ejemplo, usando una tabla de búsqueda rellenada basándose en valores experimentales, determina la velocidad deseada a la que accionarse el martillo 375 para golpear el yunque 370 para generar el nivel de par deseado.

El controlador 135 opera, a continuación, el motor 15 en un sistema de bucle cerrado a la velocidad deseada (etapa 1215). En algunas realizaciones, el controlador 135 implementa un bucle PID para mantener el motor 15 a la velocidad deseada. El controlador 135 usa los sensores de efecto Hall 125 para medir periódicamente la velocidad del motor 15. En otras realizaciones, pueden usarse otros métodos para implementar un sistema de bucle cerrado. El controlador 135, durante su control de bucle cerrado de la velocidad del motor, realiza los ajustes necesarios para compensar, por ejemplo, la disminución de la tensión de la batería, la disminución del nivel de grasa, y similares. El controlador 135 puede operar en el modo de control de velocidad de bucle cerrado como parte de los otros modos descritos para la herramienta eléctrica. Por ejemplo, mientras opera en el control de velocidad de bucle cerrado, el controlador 135 puede controlar el motor 15 de tal manera que se apliquen un número específico de impactos al yunque 370 como se ha descrito, por ejemplo, en la figura 4. En otro ejemplo, mientras opera en el modo de control de velocidad de bucle cerrado, el controlador 135 puede controlar el motor 15 de tal manera que se desee un ángulo total después del primer impacto como se ha descrito, por ejemplo, en la figura 9.

En otras realizaciones, en cambio, el controlador 135 puede recibir una velocidad de motor deseada (por ejemplo, usando una interfaz gráfica de usuario similar a la mostrada en la figura 8). En tales realizaciones, el controlador 135 no determina una velocidad del motor que corresponda al par deseado, sino que opera el motor 15 a la velocidad deseada en el modo de control de bucle cerrado.

La figura 33 ilustra un método 1300 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con un modo de control de par en donde un usuario especifica un nivel de par, y el controlador 135 opera el motor 15 a una velocidad constante de tal manera que el yunque 370 genera un par constante. Las figuras 34-35 ilustran unas capturas de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz gráfica de usuario 1350 generada por el dispositivo externo 147 a través de la que un usuario puede habilitar y especificar parámetros para el modo de control de par. La interfaz 1350 de las figuras 34-35 incluye un selector de velocidad máxima 1355, un selector de retirada de pernos 1360 y un selector de modo de par 1365. En la realización ilustrada, el selector de velocidad máxima 1355 incluye una corredera 1370 y una etiqueta 1375 que indica un número correspondiente a la posición de la corredera 1370. El dispositivo externo 147 recibe una selección de un usuario de una velocidad máxima deseada para una operación de herramienta a través del selector de velocidad máxima 1355. El selector de control de par 1365 incluye un interruptor que activa o desactiva el modo de control de par. El dispositivo externo 147 determina si el modo de control de par está habilitado basándose en la posición del interruptor del selector de control de par 1365. El selector de retirada de pernos 1360 también incluye un interruptor que activa o desactiva un modo de retirada de pernos que se explica con más detalle con respecto a la figura 38.

La figura 35 ilustra la interfaz gráfica de usuario 1350 cuando tanto el modo de retirada de pernos como el modo de control de par están habilitados. Como se muestra en la figura 35, cuando el modo de retirada de pernos está habilitado, la interfaz gráfica de usuario 1350 también incluye un selector de velocidad de retirada 1380. De manera similar, cuando el modo de control de par está habilitado, la interfaz gráfica de usuario 1350 también incluye un selector de nivel de par 1385. Un nivel de par seleccionado puede ser indicativo de, por ejemplo, un número predeterminado de impactos aplicados al yunque 370. En otras realizaciones, un nivel de par deseado puede ser indicativo de un par total aplicado en la pieza de trabajo (por ejemplo, 124,7 Julios (92 ft.lbs)). Después de que el dispositivo externo 147 reciba las selecciones del usuario a través de la interfaz gráfica de usuario 1350, el dispositivo externo 147 transmite el perfil de modo a la herramienta eléctrica 10. Como se ha mencionado anteriormente, la herramienta eléctrica 10 recibe el perfil de modo y almacena el perfil de modo en una memoria de la herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, una memoria del controlador 135 y/o una memoria separada). La herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, el controlador 135) recibe, a continuación, una selección de un modo operativo para la herramienta eléctrica 10 (por ejemplo, a través del botón de selección de modo 45), accede al perfil de modo almacenado correspondiente al modo seleccionado, y opera la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con el modo operativo seleccionado.

Como se muestra en el diagrama de flujo de la figura 33, el controlador 135 recibe una selección del modo de control de par para la operación de la herramienta eléctrica 10 (etapa 1305). La selección puede recibirse en el controlador a través de, por ejemplo, el botón de selección de modo 45. El controlador 135 puede acceder, a continuación, a la velocidad máxima (etapa 1310) y acceder al nivel de par deseado (etapa 1315) asociado al modo de control de par. Como se ha mencionado anteriormente, el nivel de par deseado puede ser indicativo de un número específico de impactos a aplicar al yunque 370 o puede ser indicativo de una fuerza deseada a aplicar al yunque 370. El controlador 135 procede, a continuación, a operar el motor 15 de acuerdo con la pulsación del gatillo 55 (etapa 1320) de tal manera que la velocidad máxima seleccionada de la herramienta eléctrica 10 se alcanza cuando el gatillo 55 está completamente pulsado (por ejemplo, el motor 15 se controla a través de señales PWM acotadas variables). Durante la operación del motor 15, el controlador 135 monitoriza si ha comenzado el impacto en el yunque 370 (etapa 1325). Como se ha descrito anteriormente, el controlador 135 puede usar diferentes métodos para detectar cuándo el martillo 375 ha comenzado a impactar en el yunque 370. Por ejemplo, el controlador 135 puede monitorizar la corriente del motor y detectar un cambio en la corriente del motor cuando el martillo 375 comienza a impactar en el yunque 370. Adicionalmente o como alternativa, el controlador 135 puede monitorizar las señales de salida del o los sensores de posición de salida descritos anteriormente para determinar si ha comenzado el impacto en el yunque 370.

Cuando el controlador 135 determina que aún no ha comenzado el impacto, el controlador 135 continúa operando el motor 15 basándose en la pulsación del gatillo 55 y la velocidad máxima seleccionada. De lo contrario, cuando el controlador 135 determina que ha comenzado el impacto del yunque 370, el controlador 135 detiene la operación del motor 15 de acuerdo con la pulsación del gatillo 55 y en su lugar, opera el motor 15 de acuerdo con un control de velocidad de modulación de ancho de pulso adaptativo (PWM) (etapa 1330). El controlador 135 continua operando el motor 15 de acuerdo con el control de velocidad PWM adaptativo y monitoriza si se ha alcanzado el nivel de par deseado (etapa 1335). Para las realizaciones en las que el nivel de par deseado indica un número deseado de impactos en el yunque 370, el controlador 135 monitoriza las señales de salida de los sensores de posición de salida y/o los detectores de martillo descritos anteriormente para determinar cuándo el número de impactos aplicados al yunque 370 es igual al número de impactos deseado. En otras realizaciones, por ejemplo, cuando se selecciona un par aplicado total aplicado como el nivel de par deseado, el controlador 135 puede monitorizar, por ejemplo, el tiempo durante el que los impactos se aplican al yunque 370 como una medida aproximada del par total aplicado, y/o puede monitorizar un sensor de par específico colocado en la punta de la herramienta eléctrica 10. Cuando el controlador 135 determina que aún no se ha alcanzado el nivel de par deseado, el controlador 135 continúa operando el motor 15 de acuerdo con el control de velocidad PWM adaptativo (etapa 1330). Por otro lado, cuando el controlador 135 determina que se ha alcanzado el nivel de par deseado, el controlador procede a cambiar la operación del motor 15 (etapa 1340). Por ejemplo, el controlador 135 puede cambiar la dirección de accionamiento de la herramienta eléctrica 10, puede detener la operación del motor 15 y/o puede cambiar la velocidad del motor 15.

La figura 36 ilustra un método 1400 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con el modo de control de velocidad PWM adaptativo. En el modo de control de velocidad PWM adaptativo, el controlador 135 mantiene la velocidad de rotación del motor 15 en un valor deseado de tal manera que el martillo 375 impacta en el yunque 370 a una velocidad deseada constante. Al controlar la velocidad del motor, el yunque 370 puede proporcionar un nivel de par repetible para un elemento de sujeción. Durante el modo de control de velocidad PWM adaptativo, el controlador 135 determina una velocidad de motor deseada (etapa 1405). La velocidad de motor deseada puede correlacionarse con una velocidad seleccionada por un usuario (por ejemplo, la velocidad máxima seleccionada por un usuario a través de, por ejemplo, la interfaz gráfica de usuario 1350). En algunas realizaciones, la velocidad de motor deseada puede calcularse por el controlador 135 basándose en, por ejemplo, un nivel de par deseado. El controlador 135, por ejemplo, usando una tabla de búsqueda rellenada basándose en valores experimentales, determina la velocidad de motor deseada para generar el nivel de par deseado. En otras realizaciones más, la velocidad de motor deseada puede calcularse por el controlador 135 basándose en una entrada de usuario con respecto a la velocidad deseada. Por ejemplo, haciendo referencia a las figuras 33-35, el controlador 135 puede calcular una velocidad deseada para el control de velocidad PWM adaptativo basándose en la velocidad máxima seleccionada por el usuario (por ejemplo, y recibida en el controlador 135). En un ejemplo, la velocidad deseada corresponde aproximadamente entre el 70-75 % de la velocidad máxima seleccionada por el usuario.

Después de que el controlador 135 determina la velocidad de motor deseada, el controlador 135 mide la tensión de la batería (por ejemplo, el estado actual de carga de la fuente de alimentación 115 conectada a la herramienta eléctrica 10) en la etapa 1410. El controlador 135 puede usar un sensor de tensión o corriente para determinar el estado de carga del paquete de baterías conectado a la herramienta eléctrica 10. El controlador 135 calcula, a continuación, una relación de trabajo PWM para accionar el motor 15 para que alcance la velocidad deseada y basándose en la tensión de la batería (etapa 1415). El controlador 135 acciona, a continuación, el motor 15 con la relación de trabajo PWM calculada para alcanzar la velocidad deseada (etapa 1420). Cuando el controlador 135 regresa a la etapa 1418 basándose en la evaluación de la etapa 1335 (véase la figura 33), el controlador 135 mide de nuevo la tensión de la batería y calcula un nuevo ciclo de trabajo PWM basándose en la tensión de la batería medida más recientemente y la velocidad deseada. Volver a medir periódicamente la tensión de la batería y volver a calcular un ciclo de trabajo PWM para lograr la velocidad deseada permite que el controlador 135 cambie el ciclo de trabajo PWM de tal manera que se logre la velocidad deseada del motor 15. Por ejemplo, para alcanzar la velocidad de motor deseada, el controlador 135 puede determinar una primera relación de trabajo PWM cuando la tensión de la batería indica una batería completamente cargada, y una segunda relación de trabajo PWM más alta cuando la tensión de la batería es más baja que la de una batería completamente cargada. Dicho de otra forma, a medida que disminuye la tensión de la batería, el controlador 135 aumenta la relación de trabajo PWM para compensar la disminución de la tensión de batería. A través de esta compensación, se suministra una cantidad similar de tensión al motor 15 a pesar de una reducción del estado de carga de la batería.

En algunas realizaciones, el cálculo del ciclo de trabajo PWM incluye determinar una relación entre el estado de carga total del paquete de baterías y el estado de carga actual del paquete de baterías. Por ejemplo, un paquete de baterías de 12 V puede producir una relación de 1,02 cuando la tensión de la batería cae a aproximadamente 11,8 V. La relación de tensión del paquete de baterías puede usarse a continuación para adaptar el ciclo de trabajo PWM para compensar la disminución gradual de la tensión de la batería. Por ejemplo, una relación de trabajo pW m del 70 % cuando el paquete de baterías de 12 V está completamente cargada puede ser suficiente para suministrar la velocidad deseada. Sin embargo, una relación de trabajo PWM de aproximadamente 71,4 % (por ejemplo, el producto del 70 % y 1,02) puede usarse cuando el paquete de baterías cae a aproximadamente 11,8 V de tal manera que se suministre la misma tensión general del motor y se logre una velocidad similar.

Aunque la figura 36 se ha descrito con respecto al ajuste de la relación de trabajo PWM determinada para compensar la tensión de la batería, el controlador 135 puede adicionalmente o como alternativa monitorizar otros factores para ajustar la relación de trabajo PWM. Por ejemplo, el controlador 135 puede monitorizar cualquier uno seleccionado de entre un grupo que consiste en la impedancia de la batería, tipo de junta (por ejemplo, indicado por un usuario a través de una pantalla táctil similar a la mostrada en la figura 10), temperatura del motor (por ejemplo, detectada por un sensor de temperatura acoplado al controlador 135), e impedancia del motor, y cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, cuando uno de los factores adicionales cambia provocando que la velocidad del motor disminuya, el controlador 135 puede, en respuesta, aumentar la relación de trabajo PWM determinada, para mantener la velocidad de motor deseada. Adicionalmente, aunque se describe que el control de velocidad PWM adaptativo compensa una disminución en la tensión de la batería, el controlador 135 y/o el paquete de baterías aún pueden implementar un umbral de tensión baja. Dicho de otra forma, cuando el estado de carga del paquete de baterías está por debajo del umbral de tensión baja, el controlador 135 y/o el paquete de baterías pueden dejar de proporcionar alimentación al motor 15 para evitar que el paquete de baterías se descargue en exceso.

El controlador 135 puede operar en el modo de control de velocidad PWM como parte de los otros modos descritos para la herramienta eléctrica, no solo como parte del modo de control de par descrito con respecto a las figuras 33 35. Por ejemplo, mientras opera en el control de velocidad de bucle cerrado, el controlador 135 puede controlar el motor 15 de tal manera que se apliquen un número específico de impactos al yunque 370 como se ha descrito, por ejemplo, en la figura 4. En otro ejemplo, mientras opera en el modo de control de velocidad PWM, el controlador 135 puede controlar el motor 15 de tal manera que se desee un ángulo total después del primer impacto como se ha descrito, por ejemplo, en la figura 9.

Por ejemplo, la figura 37 ilustra otra captura de pantalla a modo de ejemplo de una interfaz gráfica de usuario 1500 generada por el dispositivo externo 147 para seleccionar parámetros para un modo de control de tuerca de orejeta. Durante la operación, el modo de control de tuerca de orejeta es similar al modo de control de par. La especificación de parámetros para el modo de control de tuerca de orejeta, sin embargo, se basa en introducir características específicas de la tuerca de orejeta en lugar de especificar una velocidad máxima. Como se muestra en la figura 37, la interfaz gráfica de usuario 1500 incluye un selector de tamaño de orejeta 1505 y un selector de par deseado 1510. La salida de par deseado puede corresponder a, por ejemplo, la especificación del fabricante para tuercas de orejetas específicas. El dispositivo externo 147 recibe una indicación de un tamaño de orejeta específico y la salida de par deseado a través de la interfaz gráfica de usuario 1500, y determina, basándose en los parámetros seleccionados, una velocidad deseada correspondiente. En algunas realizaciones, el dispositivo externo 147 accede a un servidor remoto para determinar la velocidad deseada correspondiente a la tuerca de orejeta especificada y la salida de par deseado. En algunas realizaciones, el dispositivo externo 147 transmite el perfil del modo de tuerca de orejeta, incluido el tamaño de tuerca de orejeta especificado y la salida de par deseado y la herramienta eléctrica 10 (es decir, el controlador 135) determina la velocidad deseada. Como se muestra en la figura 37, la interfaz gráfica de usuario 1500 también incluye un selector de nivel de par 1515. El selector de nivel de par 1515 indica el número deseado de impactos que se aplicarán al yunque 370. Después de determinar la velocidad deseada correspondiente al tamaño de tuerca de orejeta seleccionado y la salida de par deseado, el controlador 135 opera el motor 15 de acuerdo con el control de velocidad PWM adaptativo (por ejemplo, comenzando en la etapa 1320) durante la operación del modo de control de tuerca de orejeta, como se ha descrito, por ejemplo, con respecto a las figuras 33 y 36.

La figura 38 ilustra un método 1600 para operar la herramienta eléctrica 10 de acuerdo con un modo de velocidad de impacto diferencial. El modo de velocidad de impacto diferencial permite que la herramienta eléctrica 10 opere el motor 15 a una primera velocidad cuando el martillo 375 no impacta en el yunque 370 y una segunda velocidad cuando el martillo 375 impacta en el yunque 370. Como se muestra en la figura 38, el controlador 135, en primer lugar, recibe (o accede a) una primera velocidad deseada (etapa 1605) y recibe (o accede a) una segunda velocidad deseada (etapa 1610). El controlador 135 puede recibir las velocidades deseadas primera y segunda desde, por ejemplo, el dispositivo externo 147 basándose en, por ejemplo, una entrada de usuario recibida a través de una interfaz gráfica de usuario. El controlador 135 monitoriza, a continuación, el gatillo 55 para determinar si el gatillo 55 está pulsado actualmente (etapa 1615). Cuando el gatillo no está pulsado, se detiene la operación del motor 15 (etapa 1620), y el controlador 135 vuelve a la etapa 1615 para determinar si se pulsa el gatillo 55. Cuando se pulsa el gatillo, el controlador 135 determina si el martillo 375 impacta en el yunque 370 (etapa 1625).

El controlador 135 puede determinar si se está produciendo un impacto basándose en, por ejemplo, la corriente del motor, la velocidad del motor, las señales de salida de los sensores de posiciones de salida y/o los detectores de martillo, o una combinación de los mismos. Cuando el controlador 135 determina que el martillo 375 no impacta en el yunque 370, el controlador 135 opera el motor de acuerdo con la primera velocidad deseada y una cantidad de pulsación del gatillo 55 (etapa 1630). Por otro lado, cuando el controlador 135 determina que el martillo 375 impacta en el yunque 370, el controlador 135 opera el motor 15 de acuerdo con la segunda velocidad deseada y una cantidad de pulsación del gatillo 55 (etapa 1635). Por ejemplo, cuando el gatillo 55 está completamente pulsado, el controlador 135 opera el motor 15 a la primera velocidad deseada, y opera el motor 15 más lento cuando el gatillo 55 no está completamente pulsado (por ejemplo, a una velocidad proporcional a la pulsación del gatillo). Cuando el controlador 135 opera el motor 15 de acuerdo con la primera velocidad deseada o la segunda velocidad deseada, el controlador 135 continúa monitorizando si el gatillo 55 permanece pulsado en la etapa 1615.

La función de retirada de pernos a la que se ha hecho referencia anteriormente con respecto a las figuras 34 y 35 es un ejemplo del modo de velocidad de impacto diferencial. Habitualmente, durante la retirada de los pernos, la herramienta eléctrica 10 comienza a impactar poco después de iniciar la operación de retirada. A medida que se retira el perno y se requiere menos fuerza, la herramienta eléctrica 10 continúa accionando el motor 15, pero deja de impactar mientras el perno se retira por completo. Por lo tanto, con respecto al modo de retirada de pernos como se muestra en la figura 35, la velocidad máxima corresponde a la segunda velocidad deseada descrita en la figura 38 y se usa cuando se controla el motor 15 mientras el martillo 375 impacta en el yunque 370 y comienza justo el proceso de retirada del pernos. Contrariamente, la velocidad de retirada seleccionada por el usuario a través de la interfaz gráfica 1350 corresponde a la primera velocidad deseada descrita en la figura 38 y se usa cuando se controla el motor 15 después de que el martillo 375 ha dejado de impactar en el yunque 370. Durante la operación del modo de retirada de pernos, el controlador 135 opera el motor 15 de acuerdo con la velocidad máxima al principio hasta que el perno está lo suficientemente suelto como para que la herramienta eléctrica 10 no necesite engranarse con su mecanismo de impacto 300 para retirar el perno. A continuación, el controlador 135 opera el motor 15 de acuerdo con la velocidad de retirada hasta que el perno se retira por completo. Al visualizar la interfaz gráfica de usuario 1350 de la figura 35 para el usuario, la velocidad de retirada predeterminada es aproximadamente el 50 % de la velocidad máxima. Al configurar la velocidad de retirada para que sea más lenta que la velocidad máxima, se impide que el perno se libere abruptamente de la superficie. En cambio, puede realizarse una retirada de pernos más controlada.

Aunque el modo de retirada de pernos descrito anteriormente opera el motor 15 en una dirección inversa, en algunas realizaciones, el modo de velocidad de impacto diferencial también puede implementarse cuando la herramienta eléctrica 10 opera en una dirección de avance. Por ejemplo, cuando un perno tiene una rosca especialmente larga, puede usarse una velocidad más alta para comenzar a apretar el perno (por ejemplo, una primera velocidad deseada) mientras que el martillo 375 aún no impacta en el yunque 370. Sin embargo, una vez que el perno comienza a penetrar más en la superficie de trabajo, puede comenzar el impacto y el controlador 135 puede disminuir la velocidad del motor (por ejemplo, a una segunda velocidad deseada) para generar un par mayor.

La herramienta eléctrica 10 también puede operar en un modo de anclaje de hormigón. La figura 39 ilustra una interfaz gráfica de usuario a modo de ejemplo 1700 generada por el dispositivo externo 147 para recibir la selección de usuario para diversos parámetros del modo de anclaje de hormigón. Como se muestra en la figura 39, la interfaz gráfica de usuario 1700 incluye un selector de ancho de anclaje 1705, un selector de longitud de anclaje 1710 y un selector de material de anclaje 1715. Varias combinaciones del tipo de anclaje, la longitud de anclaje y el material de anclaje pueden seleccionarse por el usuario a través de los selectores 1705, 1710, 1715. La interfaz gráfica de usuario 1700 también incluye un selector de velocidad máxima 1720 y un selector de nivel de par de acabado 1725. El selector de velocidad máxima 1720 permite al usuario especificar una velocidad máxima deseada. Como se ha descrito anteriormente con respecto a otros selectores de par, el selector de nivel de par 1725 puede seleccionar, por ejemplo, un número deseado de impactos a aplicar por el martillo 375 antes de que se detenga la operación.

La figura 40 ilustra un método 1800 para operar la herramienta eléctrica 10 en el modo de anclaje de hormigón. En primer lugar, el controlador 135 recibe los parámetros especificados a través de la interfaz gráfica de usuario 1700 (etapa 1805). En particular, el controlador 135 recibe una velocidad máxima seleccionada y un nivel de par de acabado deseado. Como se ha expuesto anteriormente, la velocidad máxima y/o el nivel de par de acabado deseado pueden determinarse por el controlador 135 o el dispositivo externo 147 basándose en las características del elemento de sujeción y el tipo de aplicación como se especifica usando el selector de ancho de anclaje 1705, el selector de longitud de anclaje 1710 y el selector de material de anclaje 1715. En otras realizaciones, las características del elemento de sujeción y el tipo de aplicación se usan para determinar otros parámetros para la operación de la herramienta eléctrica 10. El controlador 135 verifica, a continuación, si el gatillo 55 está pulsado (etapa 1810). Cuando el gatillo 55 no está pulsado, el controlador 135 continúa monitorizando el gatillo 55 sin activar el motor 15 (etapa 1810). Cuando se pulsa el gatillo 55, el controlador 135 controla el motor 15 de acuerdo con la velocidad máxima y la cantidad de pulsación del gatillo 55 (etapa 1815). Por ejemplo, cuando el gatillo 55 está completamente pulsado, se proporciona la velocidad máxima al motor 15. Sin embargo, cuando el gatillo 55 solo está pulsado alrededor del 50 %, la velocidad del motor también es aproximadamente el 50 % de la velocidad máxima.

El controlador 135 monitoriza, a continuación, la herramienta eléctrica 10 para determinar si ha comenzado el impacto (etapa 1820). Como se ha expuesto anteriormente, el controlador 135 puede determinar cuándo se produce el impacto basándose en, por ejemplo, la corriente del motor, la posición del motor y/o la posición del yunque. Cuando el martillo 375 aún no impacta en el yunque 370, el controlador 135 continúa monitorizando si ha comenzado el impacto. Por otro lado, cuando el martillo 375 impacta en el yunque 370, el controlador 135 conmuta la operación del motor para operar de acuerdo con el control de velocidad PWM adaptativo hasta que se alcanza el nivel de par deseado (etapa 1825). El accionamiento del motor 15 con el control de velocidad PWM adaptativo permite que se suministre una salida de par constante a través del yunque 370 incluso a pesar de la disminución de la tensión de la batería. El controlador 135 monitoriza, a continuación, por ejemplo, el número de impactos del martillo 375, para determinar si se alcanza el nivel de par de acabado deseado (etapa 1830). La etapa 1830 puede ser similar a, por ejemplo, la etapa 1335 de la figura 33. Cuando se alcanza el nivel de par deseado, el controlador 235 termina la operación de la herramienta eléctrica 10 (etapa 1835). De lo contrario, el controlador 135 continúa operando el motor 15 de acuerdo con el control de velocidad pW m adaptativo. En consecuencia, usando el modo de anclaje de hormigón, un usuario puede configurar la herramienta eléctrica 10 para operar basándose en características específicas del tamaño y/o tipo de anclaje.

Como se ha analizado anteriormente con respecto a la figura 3, el controlador 135 recibe entradas de los sensores de posición de motor 125 y determina, por ejemplo, basándose en la posición del motor 15 cuándo aplicar la alimentación al motor 15. En algunas realizaciones, el controlador 135 puede cambiar el ángulo de conducción actual o un ángulo de avance basándose en la posición o la velocidad del motor 15. Por ejemplo, por encima de cierta velocidad, el controlador 135 puede cambiar el ángulo de conducción para implementar el avance de fase y, por debajo de la velocidad, el controlador 135 puede regresar al ángulo de conducción anterior. El controlador 135 también puede recibir una indicación de una velocidad deseada a través de, por ejemplo, una interfaz gráfica de usuario generada por el dispositivo externo 147. Adicionalmente, como se ha descrito anteriormente, por ejemplo en las figuras 4, 5, 7, 9, 11, 17, 29-32, 33, 38 y 40, el controlador 135 controla el motor 15 basándose en la posición y/o el movimiento del yunque 370. De manera adicional, como se ha analizado con respecto a la figura 36, el controlador 135 también compensa la tensión de la batería y cambia un ciclo de trabajo de la señal de control al motor 15 de tal manera que la alimentación promedio suministrada al motor 15 permanece igual. En consecuencia, el controlador 135 puede operarse para controlar el motor 15 basándose en una o más posiciones del motor 15, la velocidad del motor 15, la posición y/o el movimiento del yunque 370, la posición y/o el movimiento del martillo 375, y la tensión de la batería.

De este modo, la invención proporciona, entre otras cosas, una herramienta eléctrica que incluye un controlador que controla un motor basándose en una medición directa de la posición del yunque, la posición del martillo, o una combinación de ambas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta eléctrica (10), que comprende:

un motor (15);

un mecanismo de impacto (67; 300), acoplado al motor (15), incluyendo el mecanismo de impacto:

un martillo (75; 375), accionado por el motor, y

un yunque (70; 370), colocado en una punta de la herramienta eléctrica y configurado para recibir un impacto del martillo;

una caja de impacto (35) que aloja el yunque y el martillo;

un conjunto de sensores (130; 305; 405; 500; 600; 640; 660; 700; 800) colocado en la caja de impacto, incluyendo el conjunto de sensores un sensor de posición de salida (130; 305; 405; 700; 800), configurado para generar una señal de salida indicativa de una seleccionada de un grupo que consiste en una posición del martillo y una posición del yunque; y

un procesador electrónico (135), acoplado al sensor de posición de salida y al motor, estando el procesador electrónico configurado para:

controlar el motor, basándose en la señal de salida del sensor de posición de salida;

caracterizado por que el sensor de posición de salida incluye un sensor inductivo (305a, 305b, 305c; 405a, 405b, 405c, 405d); y

por que:

(i) el yunque incluye una estructura de engranamiento (85; 385) para engranarse con el martillo, y en donde el sensor inductivo detecta una posición de rotación de la estructura de engranamiento; o

(ii) el sensor inductivo es un sensor alargado que incluye una pluralidad de bobinas inductivas distribuidas de manera no uniforme, de tal manera que un primer extremo (380) del sensor inductivo incluye unas bobinas inductivas dispuestas más densamente que un segundo extremo opuesto (382).

2. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, que comprende además un sensor de posición de motor (125), configurado para detectar una posición de rotación del motor y para proporcionar información de retroalimentación de posición del motor al procesador electrónico.

3. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, en la que el sensor inductivo está configurado para generar la señal de salida indicativa de una posición axial del martillo (75; 375).

4. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, en la que el sensor de posición de salida genera la señal de salida indicativa de la posición del yunque, y en donde el conjunto de sensores incluye además un segundo sensor (305a, 305b, 305c; 405a, 405b, 405c, 405d), configurado para detectar cuándo está el martillo dentro de una distancia predeterminada del yunque.

5. La herramienta eléctrica de la reivindicación 4, en la que el procesador electrónico está configurado para recibir la señal de salida del sensor de posición de salida y operar el motor basándose en las señales de salida recibidas, mientras el martillo estaba fuera de la distancia predeterminada del yunque de acuerdo con el segundo sensor, y excluyendo las señales de salida recibidas mientras el martillo estaba dentro de la distancia predeterminada del yunque.

6. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, en donde el conjunto de sensores está colocado en una seleccionada de un grupo que consiste en radialmente hacia fuera de una periferia exterior del martillo y en una estructura anular que está circunferencialmente alrededor del yunque.

7. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, que comprende además una transmisión (77), acoplada entre el motor y el mecanismo de impacto, y en donde el conjunto de sensores está colocado delante de la transmisión.

8. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, en la que el procesador electrónico está configurado para determinar una velocidad del motor; y controlar el motor basándose en la velocidad del motor.

9. La herramienta eléctrica de la reivindicación 1, en la que el procesador electrónico está configurado para determinar el estado de carga de una batería (115), conectada a la herramienta eléctrica, y cambiar una señal de control para el motor basándose en el estado de carga de la batería.

10. Un método para operar una herramienta eléctrica (10), comprendiendo el método:

activar, a través de un procesador electrónico (135), un motor de la herramienta eléctrica (15);

accionar, a través del motor, un mecanismo de impacto de la herramienta eléctrica (67; 300), incluyendo el mecanismo de impacto un martillo (75; 375), y un yunque (70; 370), configurado para recibir un impacto del martillo, y estando el mecanismo de impacto alojado dentro de una caja de impacto (35);

detectar, con un conjunto de sensores (130; 305; 405; 500; 600; 640; 660; 700; 800), una posición de uno seleccionado de un grupo que consiste en el martillo y en el yunque, estando el conjunto de sensores alojado dentro de la caja de impacto;

generar, con el conjunto de sensores, una señal de salida indicativa de la posición del uno seleccionado del grupo que consiste en el martillo y en el yunque, la posición detectada por el conjunto de sensores; y

controlar el motor, a través del procesador electrónico (135), basándose en la señal de salida, caracterizado por que el conjunto de sensores incluye un sensor inductivo (305a, 305b, 305c; 405a, 405b, 405c, 405d); y por que:

(i) el yunque incluye una estructura de engranamiento (85; 385) para engranar el martillo, y una posición de rotación de la estructura de engranamiento que es detectada por el sensor inductivo; o

(ii) el sensor inductivo es un sensor alargado que incluye una pluralidad de bobinas inductivas distribuidas de manera no uniforme, incluyendo un primer extremo (380) del sensor inductivo unas bobinas inductivas dispuestas más densamente que un segundo extremo opuesto (382).

11. El método de la reivindicación 10, en el que generar la señal de salida incluye generar la señal de salida que indica que el martillo está dentro de una distancia predeterminada del yunque.

12. El método de la reivindicación 10, en el que detectar la posición de la estructura de engranamiento del yunque comprende, además:

generar, a través de un detector de martillo del conjunto de sensores (405d; 500; 600), una segunda señal de salida que indica que el martillo está dentro de una distancia predeterminada del yunque;

generar, con el procesador electrónico, una posición de salida promediada basándose en un promedio de las señales de salida recibidas desde el conjunto de sensores, mientras el martillo está fuera de la distancia predeterminada del yunque; y

en donde controlar el motor incluye controlar, a través del procesador electrónico, el motor basándose en el promedio de las señales de salida.

13. El método de la reivindicación 10, que comprende además generar una señal de retroalimentación de motor, a través de un sensor de posición de motor (125), proporcionando la señal de retroalimentación de motor información de retroalimentación con respecto al motor, incluyendo la información de retroalimentación la información de posición del motor.

14. El método de la reivindicación 10, en el que:

(i) controlar el motor, a través del procesador electrónico, incluye controlar el motor de acuerdo con una primera velocidad cuando la señal de salida indica que el martillo no impacta en el yunque, y controlar el motor de acuerdo con una segunda velocidad cuando la señal de salida indica que el martillo impacta en el yunque; o

(ii) generar la señal de salida, con el conjunto de sensores, que tiene un primer estado de salida que indica que el martillo impacta en el yunque, y un segundo estado de salida que indica que el martillo no impacta en el yunque; o

(iii) generar la señal de salida, con el conjunto de sensores, incluye generar una señal analógica indicativa de una distancia entre el martillo y el yunque; o

(iv) generar la señal de salida, con el conjunto de sensores, incluye generar una señal analógica indicativa de una posición radial del yunque; o

(v) controlar el motor incluye controlar, con el procesador electrónico, una relación de trabajo de una señal de control de motor basándose en la tensión de la batería de una fuente de alimentación (115) que alimenta la herramienta eléctrica.

15. El método de la reivindicación 10, que comprende, además:

recibir, en el procesador electrónico, una señal de un sensor de posición de motor (125); y

en donde controlar el motor incluye controlar el motor basándose en la señal del sensor de posición de motor.