通過(guò)交流線纜在交流電動(dòng)工具中檢索數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種通過(guò)工具電源線獲取存儲(chǔ)在電子模塊中的數(shù)據(jù)的裝置和方法，該電子模塊處于電動(dòng)工具內(nèi)部，該裝置和方法不需要工具的任何拆卸。接口子系統(tǒng)施加高頻率、低功率的ＡＣ輸入信號(hào)到工具的電源線。工具內(nèi)部的控制器識(shí)別該信號(hào)為使工具處于通信模式的指示。控制器調(diào)制功率開關(guān)裝置用于接通和斷開工具的馬達(dá)，以這樣一種方式使得電流脈沖通過(guò)電源線被發(fā)送回接口子系統(tǒng)。電流脈沖相應(yīng)于存儲(chǔ)在工具的電子模塊中的工具使用／性能／識(shí)別信息，該信息被接口子系統(tǒng)的電流讀數(shù)電路以二進(jìn)制信息解釋，并接著將其發(fā)送到一個(gè)外部計(jì)算裝置用于分析和／或記錄。

System and method for retrieving data in AC power tools by means of AC cables

The invention relates to an apparatus and a method for obtaining data stored in an electronic module by means of a power supply line of a tool. The interface subsystem applies a high frequency, low power AC input signal to the power supply line of the tool. The controller in the tool identifies the signal as an indication that the tool is in the communication mode. The controller modulates the power switching device for switching on and off the motor of the tool in such a way that the current pulse is transmitted back to the receiving hole via the power line. The current pulse corresponding to the stored in the electronic module of the tool in the tool / performance / identification information, explain the current reading circuit of the information subsystem in binary information, and then send it to an external computing device for analysis and / or record.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力工具，尤其涉及一種用于通過(guò)電動(dòng)工具的電源線在工具內(nèi)部的電子模塊和外部設(shè)備之間傳輸信息的裝置和方法工具，從而不需要物理拆卸電動(dòng)工具而獲得電動(dòng)工具的相關(guān)數(shù)據(jù)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的動(dòng)力工具，迫切需要提供一些不需要分解工具的外殼或其他的機(jī)械訪問(wèn)工具的內(nèi)部就能獲得有關(guān)工具的使用和其他相關(guān)操作信息的裝置。現(xiàn)代的電子元件，例如控制器/存儲(chǔ)模件足夠小，因此裝配在各種類型的電動(dòng)工具外殼的內(nèi)部，例如鉆孔機(jī)、鋸、打磨器等。一種允許外部設(shè)備通過(guò)電動(dòng)工具的電源線與安裝在工具外殼內(nèi)部的電子模塊進(jìn)行通信，以獲得電動(dòng)工具的使用和/或相關(guān)操作信息的系統(tǒng)和/或方法將是非常便利的。這樣的系統(tǒng)將不需要拆卸工具以獲取訪問(wèn)電子模塊的服務(wù)技師。這就允許制造商能夠迅速和容易地獲得電子模塊記錄的相關(guān)操作和使用信息。此外，它不需要外殼上某處的端口，這些端口在小的、手持電動(dòng)工具(例如鉆孔機(jī)、手持打磨器等)上是不能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及一種通過(guò)電動(dòng)工具的電源線使用外部設(shè)備與安裝在電動(dòng)工具內(nèi)的電子模塊進(jìn)行通信的裝置和方法。在一個(gè)優(yōu)選形式中，電子模塊適合與位于電動(dòng)工具內(nèi)部的控制器進(jìn)行通信，該控制器能夠識(shí)別通過(guò)工具的電源線傳輸?shù)闹甘驹撾妱?dòng)工具處于通信模式的信號(hào)。本專利技術(shù)的裝置包括一個(gè)耦合到計(jì)算裝置同時(shí)也耦合到電動(dòng)工具電源線的外部接口子系統(tǒng)，該計(jì)算裝置例如是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)或者便攜式計(jì)算機(jī)。接口子系統(tǒng)進(jìn)一步耦合到或包括一個(gè)AC電源。接口子系統(tǒng)生成一個(gè)施加到工具電源線的AC信號(hào)，該AC信號(hào)具有與標(biāo)準(zhǔn)AC主信號(hào)不同的頻率和/或幅值。控制器識(shí)別該信號(hào)為一個(gè)使得電動(dòng)工具處于通信模式的指示。通過(guò)調(diào)制用于接通和斷開電動(dòng)工具馬達(dá)的開關(guān)裝置，電動(dòng)工具從它的控制模塊傳輸信息。調(diào)制開關(guān)裝置引起電源線上產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖被接口子系統(tǒng)的電流讀數(shù)電路感知。電動(dòng)工具內(nèi)的控制器也與接口子系統(tǒng)施加到工具電源線的信號(hào)頻率同步。控制器調(diào)制開關(guān)裝置產(chǎn)生一系列通過(guò)電源線的電流脈沖，這些電流脈沖與施加到電源線的輸入信號(hào)同步。這些電流脈沖形成編碼信息，優(yōu)選地是形成二進(jìn)制信息，指示被控制模塊記錄的各種類型的使用和操作信息。這些電流脈沖被接口子系統(tǒng)的電流讀數(shù)電路感知。接口子系統(tǒng)從編碼信息中推導(dǎo)出使用/操作信息，并將使用/操作信息發(fā)送到外部設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施中，外部設(shè)備可以包括一個(gè)計(jì)算設(shè)備，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)或者其他計(jì)算裝置。在一個(gè)可選的優(yōu)選實(shí)施例中，接口子系統(tǒng)在電動(dòng)工具的電源線放置小功率DC信號(hào)做為輸入信號(hào)。電動(dòng)工具內(nèi)的控制器識(shí)別該DC信號(hào)的存在，并將其解釋為一個(gè)使電動(dòng)工具處于通信模式的命令。控制器接著調(diào)制電動(dòng)工具的內(nèi)部開關(guān)裝置來(lái)生成電流脈沖，該電流脈沖表示指示控制模塊存儲(chǔ)內(nèi)容的編碼信號(hào)。這些電流脈沖然后被接口子系統(tǒng)解碼，解碼信息被發(fā)送到一個(gè)合適的計(jì)算或數(shù)據(jù)記錄裝置。配置在電動(dòng)工具內(nèi)的電子模塊能夠用于記錄和向外部接口子系統(tǒng)提供信息，這些信息有關(guān)工具使用時(shí)間、與電動(dòng)工具有關(guān)的序列號(hào)或用戶信息、或與電動(dòng)工具相關(guān)的任何其他有價(jià)值的性能/操作數(shù)據(jù)。本專利技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)工具不需要拆卸就能訪問(wèn)控制模塊獲得存儲(chǔ)在其內(nèi)部的信息。通過(guò)在電動(dòng)工具的電源線上施加合適的信號(hào)以及使用與電動(dòng)工具相關(guān)的控制器調(diào)制工具內(nèi)部的開關(guān)元件，表示來(lái)自工具控制模塊的存儲(chǔ)信息的信號(hào)被發(fā)送到工具的電源線。重要的是，來(lái)自接口子系統(tǒng)的輸入信號(hào)被電動(dòng)工具的控制器識(shí)別為一個(gè)使工具置于通信模式的命令。在通信模式，當(dāng)來(lái)自控制模塊的數(shù)據(jù)被下載時(shí)，開關(guān)元件的開關(guān)動(dòng)作使得電動(dòng)工具的電馬達(dá)沒(méi)有足夠的能量來(lái)引起馬達(dá)的操作。一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)是本專利技術(shù)不需要使用包括在外殼中的單獨(dú)接口連接器。附圖說(shuō)明從詳細(xì)的描述和附圖中本專利技術(shù)將變得更容易理解，其中圖1是與便攜式計(jì)算機(jī)和電動(dòng)工具的電源線通信的本專利技術(shù)的整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單框圖，其中電動(dòng)工具表示為斜切鋸；圖2是將電子控制模塊耦合到電動(dòng)工具的控制器和工具馬達(dá)的簡(jiǎn)單框圖；圖3的示意圖表示在從位于電動(dòng)工具內(nèi)的電子模塊下載存儲(chǔ)的信息期間AC輸入信號(hào)波形、工具內(nèi)部的開關(guān)元件生成的脈沖序列、以及工具的電源線上產(chǎn)生的電流脈沖；圖4是接口子系統(tǒng)電子讀數(shù)器的簡(jiǎn)單電子框圖；圖5是一個(gè)取樣波形，表明電流脈沖是如何被電容性地耦合到輸入波形圖上，以傳輸存儲(chǔ)在電動(dòng)工具的電子控制模塊中的數(shù)據(jù)到接口子系統(tǒng)；圖6是一個(gè)波形圖，表示啟動(dòng)與裝配在工具內(nèi)部的電子模塊進(jìn)行通信的優(yōu)選通信協(xié)議；圖7是一個(gè)波形圖，表示接口子系統(tǒng)和裝配在工具內(nèi)部的電子模塊之間的“正”極性通信；圖8是一個(gè)波形圖，表示接口子系統(tǒng)和電子模塊之間的“負(fù)”極性通信。具體實(shí)施例方式參考圖1，示出了根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括耦合到AC電源的接口子系統(tǒng)12。在一個(gè)可選的優(yōu)選形式中，接口系統(tǒng)12包括AC電源。例如AC電源可以是標(biāo)準(zhǔn)100/120V AC或者230V AC 50/60Hz AC電源。接口子系統(tǒng)12進(jìn)一步通過(guò)合適的通信電纜14耦合到計(jì)算裝置13或者其他適合的電子裝置、和耦合到電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具18的電源線16。接口子系統(tǒng)12包括將在下面的段落中進(jìn)行詳細(xì)描述的電流讀數(shù)電路20、和與電源線16的插頭24電連接的插座22。通過(guò)將插頭24直接連接到插座22，或者可選地利用連接在插頭24和插座22之間的適配器(未示出)，電源線16連接到接口子系統(tǒng)12。適配器允許所有類型的工具電源線插頭24電連接到接口子系統(tǒng)12。例如，如果插座22是通常在美國(guó)使用的標(biāo)準(zhǔn)極性插座，適配器會(huì)允許通常在歐洲使用的非極性插頭24電連接到接口子系統(tǒng)12。為與計(jì)算裝置通信，接口子系統(tǒng)12另外包括專用硬件和固件，其允許將工具數(shù)據(jù)處理和格式化為標(biāo)準(zhǔn)PC串行通信協(xié)議。電動(dòng)工具18包括被功率開關(guān)裝置26a控制的馬達(dá)26，該開關(guān)裝置26a被控制器28控制。功率開關(guān)裝置26a可以為任何合適的功率開關(guān)裝置，例如三端雙向可控硅開關(guān)、可控硅元件、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、可控硅整流器(SCR)、或其他的電壓控制裝置。控制器28也與裝配在工具18內(nèi)部的電子模塊30通信。在實(shí)際操作中，控制器28、開關(guān)、26a和電子模塊30可以由一個(gè)單獨(dú)的電子組件提供。電子模塊30用于存儲(chǔ)使用信息或任何其他形式的與電動(dòng)工具18的操作、所有權(quán)、或性能有關(guān)的數(shù)據(jù)。可以理解電動(dòng)工具接口子系統(tǒng)12和電子模塊30基本包括構(gòu)成系統(tǒng)10的附加組件。馬達(dá)26、開關(guān)裝置26a和控制器28是一般包括在許多現(xiàn)有電動(dòng)工具中的元件。在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施中，開關(guān)裝置26a包括一個(gè)可控硅元件。當(dāng)電動(dòng)工具18直接或間接連接到接口子系統(tǒng)12，并且接口子系統(tǒng)12連接到AC電源時(shí)，接入的AC電源向接口子系統(tǒng)12和電子模塊30提供電源。在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例中，接口單元12與給接口單元12供電的AC電源是電隔離的，例如至少500V AC。這樣以確保連接到接口單元12的工具18不需要任何特殊的隔離要求。也可以理解為當(dāng)電動(dòng)工具18是示例中的斜切鋸時(shí)，本專利技術(shù)可以使用于實(shí)際上任何形式的電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)工具。因此，鉆孔機(jī)、打磨器、粉碎機(jī)、其他形式的電鋸、刳刨機(jī)、接合機(jī)等都可以應(yīng)用本專利技術(shù)。本專利技術(shù)還可以使用于戶外的產(chǎn)品，例如割草機(jī)、刀刃和線修邊機(jī)、修邊器、樹籬剪等。另外接口子系統(tǒng)12包括AC旁路控制31。旁路控制31允許接口子系統(tǒng)12的通信電子設(shè)備對(duì)工具18本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用電動(dòng)工具的電源線做為信號(hào)傳導(dǎo)介質(zhì)在電動(dòng)工具和獨(dú)立子系統(tǒng)之間傳輸信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：獨(dú)立的接口子系統(tǒng)，適于電耦合到所述電源線，用于與所述的電動(dòng)工具通過(guò)所述電源線進(jìn)行雙向通信，并向所述電動(dòng)工具提供一個(gè)輸入信號(hào)以啟動(dòng)與所述電動(dòng)工具的通信；電子模塊，處于所述工具內(nèi)部，用于存儲(chǔ)所述電動(dòng)工具的相關(guān)操作信息；控制器，處于所述工具內(nèi)部，與所述電子模塊通信；所述控制器適合于：識(shí)別所述輸入信號(hào)并在此后進(jìn)入一通信模式操作；從所述電子模塊中獲取所述操作信息；以及通過(guò)所述電源線與所述輸入信號(hào)同步地發(fā)送代表所述操作信息的周期脈沖，并且其中所述接口子系統(tǒng)解碼所述周期脈沖以獲取所述操作信息。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：布賴恩R克羅韋爾，丹尼爾C布羅托，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：布萊克和戴克公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]