JP2006082220A - Power tool - Google Patents

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Markus Haid
ハイト マルクス
Thomas Scholl
ショール トーマス
Guenter Hoercher
ヘルヒャー ギュンター
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power tool providing a new system for monitoring very different functions. <P>SOLUTION: The power tool has a data processing unit and a positioning and disposition detection system containing at least one acceleration sensor and/or a rotating speed sensor. The power tool is configured so as to record at least rotating speed, monitor the rotating speed, decide a vibration supply, record the position, monitor the position for antitheft, record the rotary angle, monitor the rotary angle, measure the inclination, turn or and/or turn off the tool, or open the tool for time dependence use. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、位置及び配置検知システムを有する電動工具、たとえば従来の電動工具によっては前に提供されなかった異なる機能のために使用され得る位置及び配置検知システムを有する電動工具に関する。   The present invention relates to a power tool having a position and position sensing system, for example a power tool having a position and position sensing system that can be used for different functions not previously provided by conventional power tools.

使用されるとき振動及び震動動作を行う多くの工具は、ユーザーに健康の問題を引き起こすことがある。例えばハンマードリルで永く作業することは、ユーザーに極めて重大な痛みを引き起こす。なぜなら腕及び手、及び全身さえも、永続する衝撃にさらされ得るからである。短期間の衝撃は、人体により容易に埋め合わせされ得るが、長く続く連続的な圧力は、恐らく不可能である。   Many tools that vibrate and vibrate when used can cause health problems for the user. For example, working with a hammer drill for a long time causes extremely severe pain to the user. Because the arms and hands, and even the whole body, can be subjected to permanent impacts. Short-term impacts can be easily offset by the human body, but long-lasting continuous pressure is probably impossible.

とくにハンドドリル、ハンマードリル、ナットランナ、アングルグラインダ、糸のこ、研磨機、バフ盤、三角グラインダ、震動工具、ミリングカッタ、金属せん断機、打ち抜き切断工具等のような電動工具に関して、電動工具のユーザーが震動にさらされ、作業が非常に長期間にわたるとき、これが彼らの健康に負の影響を与えることが問題となる。   Power tool users, especially for power tools such as hand drills, hammer drills, nutrunners, angle grinders, thread saws, grinders, buffing machines, triangular grinders, vibration tools, milling cutters, metal shearing machines, punch cutting tools, etc. The problem is that when they are exposed to vibrations and work is very long, this has a negative impact on their health.

更に、電動工具は建設場所又は他の場所で使用され、そこでは盗難が問題となる。   Furthermore, power tools are used at construction sites or elsewhere, where theft is a problem.

加えて、多くの先に述べられた電動工具は、回転工具ユニットを含み、これらの場合において回転速度をモニターすることが望ましい。知られるべきもう１つの変数は、もし可能なら、電動工具を扱うときの工具の主要な軸心と水平又は垂直線の間の傾斜角度である。   In addition, many previously described power tools include a rotating tool unit, and in these cases it is desirable to monitor the rotational speed. Another variable to be known is the tilt angle, if possible, between the main axis of the tool and the horizontal or vertical line when handling the power tool.

更に、電動工具を単純に移動させることによりそれがスイッチオン及びオフされる可能性を提供するのが利点となる。もし許容できる作業時間、すなわち工具が操作され得る一定の時間がモニターされて予め定められた時間限度が達せられたときに電動工具が自動的にスイッチオフされるなら有利である。
ＤＥ １０３ １２ １５４ Ａ１ Furthermore, it is advantageous to provide the possibility that it can be switched on and off by simply moving the power tool. It is advantageous if the power tool is automatically switched off when an acceptable working time, ie a certain time during which the tool can be operated, is monitored and a predetermined time limit is reached.
DE 103 12 154 A1

それゆえ、本発明の目的は、多くの異なる機能をモニターする新規な方式を提供する電動工具を提供することである。   Therefore, it is an object of the present invention to provide a power tool that provides a novel way of monitoring many different functions.

この目的は、少なくとも電動工具の震動をモニターするのに適した、又は電動工具の許可されない動作を追跡するための盗難防止システムとして、又は電動工具をスイッチオン及びオフするため、又は一定の使用時間で工具を開放するために構成された、位置及び配向検知システムを備えた電動工具を提供することにより達成される。   The purpose is at least suitable for monitoring the vibration of the power tool, or as an anti-theft system for tracking the unauthorized movement of the power tool, or for switching on and off the power tool or for a certain period of use This is accomplished by providing a power tool with a position and orientation sensing system configured to open the tool at.

本発明の目的は、こうして好ましくは達成され、この様にしてこれは異なる付属の機能を選択的にモニターすることが可能である。   The object of the invention is thus preferably achieved, and in this way it is possible to selectively monitor different accessory functions.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明による電動工具での使用に適した位置及び配向検知システムは、原理上はＤＥ １０３ １２ １５４ Ａ１から公知である。このシステムは３つの回転速度センサと３つの加速センサを含み、これらを用いて工具の慣性系の空間における配向及び位置が決定され及び／又は追跡され得る。本発明は、とくに物体追跡のための方法及び装置を開示する。３つの回転速度センサを含むシステムは、データを測定することを決定するのに役立ち、これから３つの回転角度が積算により計算されて空間における物体の配向を決定する。データ測定の決定及び３つの回転角度の計算の工程は、サンプリングレートに基づいて擬似連続的に行われ、少なくとも一定時間の間高い信頼性を確実にする。物体追跡工程を開始する前に、物体が所与の時間静止するように一度決定されると、回転速度センサからの出力信号のオフセット値を決定する。次の決定工程までに、このオフセット値がそれぞれの回転速度センサの値から推定されて、それがどのような積算にも含められないようになっていて、及び互いに及びデバイスに関する軸の仮定された配向からのシステムの３つの回転速度センサの軸の配向の及び回転速度センサの信号から回転角度を計算するときに現れる結果のどのような逸脱も、補償マトリックスにより補償され、これはこのような逸脱を可能にし、及びこれは物体追跡工程の開始の前に決定されている。   A position and orientation detection system suitable for use in a power tool according to the invention is known in principle from DE 103 12 154 A1. The system includes three rotational speed sensors and three acceleration sensors that can be used to determine and / or track the orientation and position of the tool's inertial system in space. The present invention discloses a method and apparatus, particularly for object tracking. A system including three rotational speed sensors helps to determine measuring data, from which three rotational angles are calculated by integration to determine the orientation of the object in space. The determination of the data measurement and the calculation of the three rotation angles are carried out quasi-continuously based on the sampling rate, ensuring a high reliability for at least a certain time. Once the object is determined to be stationary for a given time before starting the object tracking process, the offset value of the output signal from the rotational speed sensor is determined. By the next decision step, this offset value has been estimated from the value of the respective rotational speed sensor so that it is not included in any integration, and the axes of each other and the device are assumed. Any deviations in the orientation of the system's three rotational speed sensors from the orientation and the results that appear when calculating the rotational angle from the rotational speed sensor signal are compensated by the compensation matrix, which is And this has been determined before the start of the object tracking process.

ＤＥ １０３ １２ １５４ Ａ１は更に、手持ち機器を操縦し又はいずれの場合も組み立て又は製造工程の経過を追跡するときに存在する、手持ち機器での生産技術に現れる問題を述べている。この文献はそれゆえナットランナの位置を検知するための位置及び配向検知システムとしての使用を提案している。このようにして、所与の回転数が所与の地点で行われたかどうかを決定／又は追跡することが可能である。   DE 103 12 154 A1 further describes the problems that appear in the production technology on handheld devices that exist when manipulating handheld devices or in any case tracking the progress of the assembly or manufacturing process. This document therefore proposes use as a position and orientation detection system for detecting the position of a nutrunner. In this way, it is possible to determine / or track whether a given number of revolutions has taken place at a given point.

ＤＥ １０３ １２ １５４ Ａ１は更に、回転速度センサに加えて加速センサが物体の並進動作を決定するために設けられて良いことを指摘している。物体の空間における並進動作は、加速センサから得られた情報の二重積分により決定される。   DE 103 12 154 A1 further points out that in addition to the rotational speed sensor, an acceleration sensor may be provided for determining the translational motion of the object. The translational motion of the object in space is determined by double integration of information obtained from the acceleration sensor.

ＤＥ １０３ １２ １５４ Ａ１から公知の位置及び配向検知システムの使用は、これまで公知でなかった可能性を開いている。このシステムがいわゆる震動投与を決定する目的で電動工具の震動をモニターすることにも使用され得ることは、驚きである。   The use of a position and orientation detection system known from DE 103 12 154 A1 opens up possibilities that were not previously known. It is surprising that this system can also be used to monitor the vibration of a power tool for the purpose of determining so-called vibration delivery.

この種のシステムは更に、電動工具の許可されていない動作を追跡するための盗難防止システムと、工具を傾斜させることにより電動工具をスイッチオン又はオフし、又は時間依存使用で電動工具を開放する選択を実現することを可能にする。有利には、このような複数の機能は、結み合わせられ得る。そして位置及び配向検知システムの単独低コストの装備を使用する可能性もあり、これは多少の機能を選択的に行うための適当なソフトウェアにより対応して駆動される。   This type of system further provides an anti-theft system for tracking unauthorized movement of the power tool and switches the power tool on or off by tilting the tool or opening the power tool in a time-dependent manner. Make it possible to realize the choice. Advantageously, such functions can be combined. There is also the possibility of using a single low-cost equipment of the position and orientation detection system, which is correspondingly driven by suitable software for selectively performing some functions.

加えて、又は先に述べられた機能の代替として、電動工具の位置を決定及び／又は追跡する可能性もある。この文脈における特定の場合は、スピリットレベルを実現する目的のため、電動工具の傾斜をモニターするという選択であり、これを用いて、例えば穴の垂直又は水平の配向を保証するために、正確な垂直又は水平の配列が確実にされ得る。   In addition, or as an alternative to the functions described above, the position of the power tool may be determined and / or tracked. A particular case in this context is the choice of monitoring the inclination of the power tool for the purpose of achieving a spirit level, which can be used to ensure an accurate or vertical orientation of the hole, for example. Vertical or horizontal alignment can be ensured.

上記された及び以下に説明される発明の構成は、それぞれの示された組み合わせだけでなく、他の組み合わせ又はそれ単独でも、本発明の範囲から離れることなく使用され得る。   The configurations of the invention described above and described below can be used not only in the respective combinations shown, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the invention.

本発明の更なる構成及び利点は、以下に図面に関して説明される本発明の一定の好ましい態様から明らかとなる。   Further configurations and advantages of the present invention will become apparent from certain preferred embodiments of the present invention that are described below with reference to the drawings.

以後、同一の参照符号が同様な要素を示すために使用される。   Hereinafter, the same reference signs will be used to indicate similar elements.

図１Ａは、以後ＩＭＦシステムとして簡潔に説明される多機能慣性システム１１を備えた手持ちドリル１０の概略表現を示す。手持ちドリル１０は、電動工具の一例として用いられ、これは好ましくは手に持たれる。   FIG. 1A shows a schematic representation of a hand-held drill 10 with a multi-function inertial system 11 hereafter briefly described as an IMF system. The hand-held drill 10 is used as an example of a power tool, which is preferably held in the hand.

ＩＭＦシステム１１は、複数の回転速度センサ１２と複数の加速センサ１３を含む。これらのセンサ１２及び１３は、工具に関連した慣性系に沿って配置され、これは好ましくは単位ベクトルｘ、ｙ及びｚのデカルト座標系を含む。ｙ軸は、この場合ドリル軸（図示せず）と平行に延在して良い。   The IMF system 11 includes a plurality of rotational speed sensors 12 and a plurality of acceleration sensors 13. These sensors 12 and 13 are arranged along an inertial system associated with the tool, which preferably includes a Cartesian coordinate system of unit vectors x, y and z. The y-axis may in this case extend parallel to the drill axis (not shown).

図１Ｂは、ＩＭＦシステム１１のブロック線図を示す。図１Ａ及び１Ｂは、３つの回転数センサ１２と３つの加速センサ１３が設けられる例を示す。これらのセンサ１２及び１３は、データ処理ユニット（ＤＶＥ）１４に接続されている。データ処理ユニット１４は、タイマー１５を含んでも良い。もし時間ｔ＝０でのＩＭＦシステム１１の位置が原点又は参照点として規定されるなら、このタイマー１５の助けにより、時間の単純な積分により、加速センサ１３の信号からＩＭＦシステム１１の位置を導き出すことが可能である。時間に対して第２の積分を行うことにより、ＩＭＦシステム１１の軌道を決定することさえも可能である。軌道の用語は、空間において、すなわちその環境に関してＩＭＦシステム１１によって移動される通路を表すことを意味する。タイマー１５は、積分のため及び時間記録目的のため必要とされる。   FIG. 1B shows a block diagram of the IMF system 11. 1A and 1B show an example in which three rotation speed sensors 12 and three acceleration sensors 13 are provided. These sensors 12 and 13 are connected to a data processing unit (DVE) 14. The data processing unit 14 may include a timer 15. If the position of the IMF system 11 at time t = 0 is defined as the origin or reference point, with the help of this timer 15, the position of the IMF system 11 is derived from the signal of the acceleration sensor 13 by simple integration of time. It is possible. It is even possible to determine the trajectory of the IMF system 11 by performing a second integration over time. The term orbit is meant to represent a path that is moved by the IMF system 11 in space, ie with respect to its environment. Timer 15 is required for integration and for time recording purposes.

図１Ｂにおいて破線（Ｉ／Ｏ）で示される適当なインターフェースを使用して、ＤＶＥ１４は、ＰＣのようなデータ処理システムに接続され得る。   Using a suitable interface, shown in dashed lines (I / O) in FIG. 1B, DVE 14 can be connected to a data processing system such as a PC.

更に、ＤＶＥ１４は、情報信号を提供するための回転速度センサ１２に接続されている。回転速度センサからの情報信号は、角速度に対応する。角速度の符号は、回転の向きの表示を与える。ＩＭＦシステム１１の配向は、回転速度センサ１２を使用して決定され得る。   Furthermore, the DVE 14 is connected to a rotational speed sensor 12 for providing an information signal. The information signal from the rotational speed sensor corresponds to the angular speed. The sign of angular velocity gives an indication of the direction of rotation. The orientation of the IMF system 11 can be determined using the rotational speed sensor 12.

ＤＥ １０３ １２ １５４ Ａ１は、配向を決定するための回転速度センサを３つだけ使用する方法を開示している。この方法によれば、物体の空間における配向を決定するために更なるセンサは要求されない。このような方法は、ドリル１０の配向を決定するために使用されて良い。   DE 103 12 154 A1 discloses a method using only three rotational speed sensors for determining the orientation. According to this method, no further sensors are required to determine the orientation of the object in space. Such a method may be used to determine the orientation of the drill 10.

図２Ａは、ＩＭＦシステム２１を含むドリル１０の線図表現を示す。ＩＭＦシステム２１は、ＸＹＺデカルト座標系の軸に沿って配置された３つの加速センサ２３を含む。   FIG. 2A shows a diagrammatic representation of a drill 10 that includes an IMF system 21. The IMF system 21 includes three acceleration sensors 23 arranged along the axes of the XYZ Cartesian coordinate system.

３つの加速センサ２３を使用して、振動投与として公知のものを決定することができる。「振動投与」の用語は、ここでは振動の量を説明するのに使用され、これにドリル１０のユーザーが所与の時間の間さらされることになる。一般に知られるように、ドリルとくにハンマードリルは、しばしば操作において顕著な振動を発生する。振動は、ユーザーの身体に伝えられる。もしドリルが例えば主要な建設場所で永続的な使用状態にあると仮定し、及び更にそれが同一人物によって操作されると仮定するなら、このような振動は、所定の限度が超過されたとき、ある状況下ではユーザーの健康を害するかも知れない。   Three acceleration sensors 23 can be used to determine what is known as vibration dosing. The term “vibration dosing” is used herein to describe the amount of vibration to which the user of drill 10 will be exposed for a given time. As is generally known, drills, especially hammer drills, often generate significant vibrations in operation. The vibration is transmitted to the user's body. If the drill is assumed to be in permanent use, for example at the main construction site, and further assumed that it is operated by the same person, such vibrations will occur when a predetermined limit is exceeded: Under certain circumstances, it may harm the user's health.

ドリル１０が振動するにつれて、それは空間においてあちこちへ移動する。これらの移動は、加速センサ２３により記録される。   As the drill 10 vibrates, it moves around in space. These movements are recorded by the acceleration sensor 23.

図２ＡによるＩＭＦシステム２１のブロック線図を示す図２Ｂで理解できるように、加速センサ２３の信号はＤＶＥ１４に提供され、これはマイクロコントローラとして実行されて良い。前に述べられたように、信号は処理されてドリル１０の空間における移動のための手段を提供する。空間における移動が全て振動を構成するわけではないことを考えれば、ドリルは例えばある場所から異なる場所へ運ばれて良く、そこでマイクロコントローラ１４に接続されるリセット２４が提供される。リセット２４は、ドリル操作の終わりにタイマー１５をリセットしてドリル操作の最初に時間測定機能を開始させるよう作動する。リセット２４は、この目的のため、（図示されない）コントロールスイッチを介してドリル１０と接続されて良い。同様に、特定の種類の振動（例えば予め定められた周波数）だけが記録され又は振動が重みの付いた方式で記録されることを確実にする目的で、（図示されない）アナログ又はデジタルフィルタが設けられてもよい。   As can be seen in FIG. 2B, which shows a block diagram of the IMF system 21 according to FIG. 2A, the signal of the acceleration sensor 23 is provided to the DVE 14, which may be implemented as a microcontroller. As previously mentioned, the signal is processed to provide a means for movement in the space of the drill 10. Given that not all movement in space constitutes vibration, the drill may be carried from one location to another, for example, where a reset 24 connected to the microcontroller 14 is provided. The reset 24 operates to reset the timer 15 at the end of the drill operation and start the time measurement function at the beginning of the drill operation. The reset 24 may be connected to the drill 10 for this purpose via a control switch (not shown). Similarly, an analog or digital filter (not shown) is provided to ensure that only certain types of vibrations (eg predetermined frequencies) are recorded or vibrations are recorded in a weighted manner. May be.

マイクロコントローラ１４は、更に、既に蓄積された振動投与の量を示すための複数のＬＥＤ２６に接続されて良い。好ましくは、緑、黄色及び赤のＬＥＤエレメント２６が設けられる。異なる色付けがされた複数のＬＥＤは、作業の開始以来ずっと蓄積された投与に応じて作動されることが可能である。最初に緑のＬＥＤが作動されるとき、投与が上昇するにつれて黄色のＬＥＤが次にスイッチされることが可能であり、ドリル１０のユーザーは、（彼の作業の最初から）その時間までさらされた投与範囲がどの程度であるかを視覚的に測定できるようになっている。一度予め定められた投与しきい値が超過されると、赤のＬＥＤエレメントが始動されて、許容され得る全投与が達成されたことをドリル１０のユーザーが直接見ることができるようにしてもよい。このようにしてドリル１０で極めて長時間作業することによりドリル１０のユーザーが彼自身に害を与えることを防止できる。   The microcontroller 14 may further be connected to a plurality of LEDs 26 for indicating the amount of vibration dose already accumulated. Preferably, green, yellow and red LED elements 26 are provided. Differently colored LEDs can be activated in response to doses accumulated since the start of work. When the green LED is first activated, the yellow LED can then be switched as the dose rises, and the user of the drill 10 is exposed until that time (from the beginning of his work). It is possible to visually measure the extent of administration range. Once the predetermined dose threshold is exceeded, the red LED element may be activated to allow the user of drill 10 to see directly that all acceptable doses have been achieved. . In this way, working with the drill 10 for an extremely long time can prevent the user of the drill 10 from harming himself.

ＬＥＤエレメント２６の代替として、振動投与を示すためのＬＣＤディスプレイ（図示せず）の使用が同様に可能である。   As an alternative to the LED element 26, it is equally possible to use an LCD display (not shown) to show the vibration dosing.

図３Ａは、盗難保護又は対盗難システムとしての使用のための、ＩＭＦシステム３１を備えたドリル１０を示す。   FIG. 3A shows a drill 10 with an IMF system 31 for use as a theft protection or anti-theft system.

ＩＭＦシステム３１は、少なくとも１つの加速センサ３３又は少なくとも１つの回転速度センサ３２を含む。   The IMF system 31 includes at least one acceleration sensor 33 or at least one rotational speed sensor 32.

図３Ａに対応するブロック線図が図３Ｂに示されている。   A block diagram corresponding to FIG. 3A is shown in FIG. 3B.

図３ＢのＩＭＦシステム３１は、マイクロコントローラ１４と、図３Ａに表された１つの加速センサ３３（又は回転速度センサ３２）を含む。マイクロコントローラ１４は、更にスイッチ３４に接続されていて、これを用いて対盗難システムがスイッチオン及びオフされ得る。マイクロコントローラ１４は、ドリル１０の許可されない動作に対する光学及び／又は音響の警告を提供するように意図されたアラームシステム３６に追加的に接続されている。   The IMF system 31 of FIG. 3B includes the microcontroller 14 and one acceleration sensor 33 (or rotational speed sensor 32) represented in FIG. 3A. The microcontroller 14 is further connected to a switch 34 that can be used to switch the anti-theft system on and off. The microcontroller 14 is additionally connected to an alarm system 36 that is intended to provide optical and / or acoustic warnings for unauthorized operation of the drill 10.

対盗難システムの作動状態において、ドリル１０のいかなる動作も加速センサ３３で生成されるべき信号を生じさせる。加速センサ３３は、こうして生成された信号をマイクロコントローラ１４に提供し、これは、加速センサ３３から信号を受信したときに、対応するアラーム信号をアラーム手段３６に提供する。好ましくは、１より多い複数のセンサが１つの軸に沿って使用され、これは各センサが各軸に設けられてどの場合のどの動作もアラームを始動させる目的で記録されることを確実にすることを意味している。   Any operation of the drill 10 in the operating state of the anti-theft system results in a signal to be generated by the acceleration sensor 33. The acceleration sensor 33 provides the signal thus generated to the microcontroller 14, which, when receiving a signal from the acceleration sensor 33, provides a corresponding alarm signal to the alarm means 36. Preferably, more than one sensor is used along one axis, which ensures that each sensor is provided on each axis and any action in any case is recorded for the purpose of triggering an alarm. It means that.

傾斜センサとしてのＩＭＦシステム４１の使用が、図４Ａ及び４Ｂに線図で描かれている。   The use of the IMF system 41 as a tilt sensor is illustrated diagrammatically in FIGS. 4A and 4B.

図４Ａは、ＩＭＦシステム４１を備えたドリル１０の線図表現である。ＩＭＦシステム４１は、好ましくはドリル１０の慣性系のｘ及びｙ軸に沿って配置された、２つの加速センサ４３を含む。   FIG. 4A is a diagrammatic representation of a drill 10 with an IMF system 41. The IMF system 41 includes two acceleration sensors 43 that are preferably arranged along the x and y axes of the inertial system of the drill 10.

図４Ｂは、ＩＭＦシステム４１のブロック線図を示す。   FIG. 4B shows a block diagram of the IMF system 41.

ＩＭＦシステム４１は、タイマー１５とともにマイクロコントローラ１４を含む。マイクロコントローラ１４は、ｘ軸に沿って及びｙ軸に沿って配置された加速センサ４３に接続される。更に、マイクロコントローラ１４は、ディスプレイモードを変更するためのスイッチ４２に接続されている。キャリブレーショントランスデューサ４４がキャリブレーション変換のために設けられている。マイクロコントローラ１４は、加速センサ４３により測定されたドリル１０の傾斜が示されることを可能にするＬＣＤディスプレイ４５に接続されている。   The IMF system 41 includes a microcontroller 14 along with a timer 15. The microcontroller 14 is connected to an acceleration sensor 43 arranged along the x axis and along the y axis. Furthermore, the microcontroller 14 is connected to a switch 42 for changing the display mode. A calibration transducer 44 is provided for calibration conversion. The microcontroller 14 is connected to an LCD display 45 that allows the tilt of the drill 10 measured by the acceleration sensor 43 to be shown.

ドリル加工の方向に応じて、ドリル１０はキャリブレーションピックアップ４４を作動させることによりキャリブレートされ得る。スイッチ４２を使用してディスプレイモードを変更するため、測定された値を程度で表示することにより又は視覚的に線図を表示することにより、ＬＣＤディスプレイ４５が角度を示すようにスイッチされ得る。ドリル加工操作の配向は要求により選択され得るが、実行されるべきドリル加工操作がある時垂直に及び次のときに水平に配向されるとき、キャリブレーションの選択はとくに有利である。   Depending on the direction of drilling, the drill 10 can be calibrated by actuating the calibration pickup 44. In order to change the display mode using the switch 42, the LCD display 45 can be switched to show the angle by displaying the measured value in degrees or by visually displaying a diagram. The orientation of the drilling operation can be selected on demand, but the choice of calibration is particularly advantageous when it is oriented vertically when there is a drilling operation to be performed and horizontally when it is next.

図５Ａ及び５Ｂに示されるシステムは、回転速度を記録するためのＩＭＦシステム５１を利用する。ＩＭＦシステム５１は、好ましくはドリル１０のドリル加工軸ｙに沿って配置される、回転速度センサ５２を含む。   The system shown in FIGS. 5A and 5B utilizes an IMF system 51 for recording rotational speed. The IMF system 51 includes a rotational speed sensor 52 that is preferably disposed along the drilling axis y of the drill 10.

ＩＭＦシステム５１のブロック線図が図５Ｂに描かれている。   A block diagram of the IMF system 51 is depicted in FIG. 5B.

再び、ＩＭＦシステム５１は、上で説明された図面にも示されているマイクロコントローラ１４及びタイマー１５を含む。マイクロコントローラ１４は、ドリル加工操作が開始又は停止されるときにドリル１０のスイッチ（図示せず）の作動により生じる開始ビット５６及び停止ビット５７を使用する回転速度センサ５２に接続されている。開始ビット５６及び停止ビット５７をそれぞれ使用することにより、タイマー１５により同時に決定された一定時間に基づいて、操作時間の間ドリルにより行われる回転の数を計算することができる。   Again, the IMF system 51 includes a microcontroller 14 and a timer 15 which are also shown in the drawings described above. The microcontroller 14 is connected to a rotational speed sensor 52 that uses a start bit 56 and a stop bit 57 that result from actuation of a switch (not shown) of the drill 10 when the drilling operation is started or stopped. By using the start bit 56 and the stop bit 57, respectively, the number of rotations performed by the drill during the operation time can be calculated based on the fixed time determined simultaneously by the timer 15.

この可能性は、ネジ込み操作をモニター及び監視する手段として使用され得る。そしてネジ込み操作の終わりにおいて、逆トルクが検出されることが可能であり、これがナットランナの逆回転につながっても良い。   This possibility can be used as a means to monitor and monitor screwing operations. At the end of the screwing operation, reverse torque can be detected, which may lead to reverse rotation of the nutrunner.

図面に示されたＩＭＦシステムの異なる使用は、電動工具において各々別個に又は望ましい組み合わせで実行されてよい。もし全ての機能性が単独の工具で実行されることになるなら、工具は、工具の慣性系の複数の軸の１つに沿って配置された３つの加速センサ及び３つの回転速度センサを含む必要があるだろう。ＩＭＦシステムの助けにより実行され得る追加的な応用の例は、工具をスイッチオン及び／又はオフし、及び工具を時間依存した使用のために開放する機能である。例えば、予め定められたパスに沿って予め定められた方式で工具を揺らしたり移動させたりすることによりそれがスイッチオン及びオフされ得ることを提供することも考えられる。更に、センサにより提供された情報に応じて一度予め定められたしきい値が達成されたときに機械の作動がもはや可能でなくなることにより、機械の使用が時間で制限され得る。   Different uses of the IMF system shown in the drawings may each be performed separately or in any desired combination in a power tool. If all functionality is to be performed with a single tool, the tool includes three acceleration sensors and three rotational speed sensors located along one of the axes of the tool's inertial system. There will be a need. An example of an additional application that can be performed with the help of an IMF system is the ability to switch the tool on and / or off and open the tool for time-dependent use. For example, it is conceivable to provide that it can be switched on and off by rocking or moving the tool in a predetermined manner along a predetermined path. In addition, the use of the machine can be limited in time by the fact that the machine can no longer be operated once the predetermined threshold has been achieved in response to the information provided by the sensor.

更に、例えばモータのブラシが予め定められた時間の後交換されるべきことを警告するための供給間隔を示すため、使用時間が利用され得る。   In addition, usage time can be utilized, for example, to indicate a supply interval to warn that the motor brush should be replaced after a predetermined time.

多機能慣性系を含む手持ちドリルの線図表現を示す。A diagrammatic representation of a hand-held drill including a multi-function inertial system is shown. 図１Ａによる多機能慣性系のブロック線図を示す。1B shows a block diagram of a multifunction inertial system according to FIG. 1A. 多機能慣性系を使用する手持ちドリルの線図表現を示す。A diagrammatic representation of a hand-held drill using a multi-function inertial system is shown. 図２Ａによる多機能慣性系のブロック線図を示す。2B shows a block diagram of a multifunction inertial system according to FIG. 2A. 多機能慣性系を使用する手持ちドリルの線図表現を示す。A diagrammatic representation of a hand-held drill using a multi-function inertial system is shown. 図３Ａによる多機能慣性系のブロック線図を示す。3B shows a block diagram of a multifunction inertial system according to FIG. 3A. 多機能慣性系を使用する手持ちドリルの線図表現を示す。A diagrammatic representation of a hand-held drill using a multi-function inertial system is shown. 図４Ａによる多機能慣性系のブロック線図を示す。FIG. 4B shows a block diagram of a multifunction inertial system according to FIG. 4A. 多機能慣性系を使用する手持ちドリルの線図表現を示す。A diagrammatic representation of a hand-held drill using a multi-function inertial system is shown. 図５Ａによる多機能慣性系のブロック線図を示す。FIG. 5B shows a block diagram of a multifunction inertial system according to FIG. 5A.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 手持ちドリル
１１、２１、３１、４１、５１ ＩＭＦシステム
１２、３２ 回転速度センサ
１３、２３、３３、４３ 加速センサ
１４ データ処理ユニット（ＤＶＥ）、マイクロコントローラ
１５ タイマー
２４ リセット
２６ ＬＥＤエレメント
３４、４２ スイッチ
３６ アラームシステム
４４ キャリブレーショントランスデューサ
４５ ＬＣＤディスプレイ
５６ 開始ビット
５７ 停止ビット

10 Hand-held drill 11, 21, 31, 41, 51 IMF system 12, 32 Rotational speed sensor 13, 23, 33, 43 Acceleration sensor 14 Data processing unit (DVE), Microcontroller 15 Timer 24 Reset 26 LED element 34, 42 Switch 36 Alarm system 44 Calibration transducer 45 LCD display 56 Start bit 57 Stop bit

Claims (10)

データ処理ユニット（１４）と、少なくとも１つの加速センサ（１３；２３；３３；４３）及び／又は少なくとも１つの回転速度センサ（１２、５１）を含む位置及び配置検知システムを有する電動工具であって、センサが電動工具（１０）の慣性系の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に沿って配置されていて、空間における電動工具（１０）の慣性系の配向を決定するとともに空間における電動工具（１０）の慣性系の配置及び／又は軌道を決定する電動工具において、位置及び配向検知システムが、電動工具（１０）の震動を少なくともモニターするために構成され、又は電動工具（１０）の許可されていない動作を追跡するための盗難防止システムとして、又は電動工具（１０）をスイッチオン又はオフするため、又は時間依存使用のために電動工具（１０）を開放するために構成されていることを特徴とする電動工具。   A power tool comprising a data processing unit (14) and a position and arrangement detection system comprising at least one acceleration sensor (13; 23; 33; 43) and / or at least one rotational speed sensor (12, 51). The sensor is disposed along the axis (X, Y, Z) of the inertial system of the electric tool (10), determines the orientation of the inertial system of the electric tool (10) in the space, and determines the electric tool (10 in the space). The position and orientation detection system is configured to at least monitor the vibration of the power tool (10) or is permitted for the power tool (10). Power tool as anti-theft system for tracking non-operation, or for switching the power tool (10) on or off, or for time-dependent use Power tool, characterized in that it is configured to release the 10). 位置及び配向検知システムが、電動工具（１０）の震動を少なくともモニターするために構成され、及び記録された震動が積算されて蓄積されることを特徴とする請求項１に記載された電動工具。   The power tool according to claim 1, wherein the position and orientation detection system is configured to at least monitor vibrations of the power tool (10), and the recorded vibrations are accumulated and accumulated. フィルターが設けられていてこれが震動の選択的な、とくに周波数による選択的な、記録を可能にすることを特徴とする請求項２に記載された電動工具。   3. A power tool according to claim 2, wherein a filter is provided, which enables selective recording of vibrations, in particular by frequency. 位置及び配向検知システムが、回転速度を記録及び／又はモニターするように構成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載された電動工具。   4. A power tool according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the position and orientation detection system is configured to record and / or monitor the rotational speed. 位置及び配向検知システムが、回転角度を記録及び／又はモニターするために構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された電動工具。   5. A power tool according to claim 1, wherein the position and orientation detection system is configured for recording and / or monitoring the rotation angle. 位置及び配向検知システムが、傾斜測定デバイスとして、とくにスピリットレベルとして、構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された電動工具。   6. A power tool according to claim 1, wherein the position and orientation detection system is configured as a tilt measuring device, in particular as a spirit level. 位置及び配向検知システムが、電動工具（１０）をスイッチオン及び／又はオフするために使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された電動工具。   7. A power tool according to claim 1, wherein the position and orientation detection system is used to switch on and / or off the power tool (10). 慣性系が、３軸及びデカルトタイプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載された電動工具。   The power tool according to any one of claims 1 to 7, wherein the inertial system is a triaxial and a Cartesian type. １つの回転速度センサと１つの加速センサが、慣性系の各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と関連付けられていることを特徴とする請求項８に記載された電動工具。   The power tool according to claim 8, wherein one rotational speed sensor and one acceleration sensor are associated with each axis (X, Y, Z) of the inertial system. 位置及び配向検知システムが、複数の機能のために構成されていて、これらが好ましくは、電動工具（１０）の震動をモニターする機能と、電動工具（１０）の許可されていない動作を追跡するための盗難防止として役立つ機能と、電動工具（１０）をスイッチオン及び／又はオフする機能と、時間依存使用の電動工具（１０）を開放する機能と、とくにスピリットレベルのような傾斜を測定する機能と、電動工具（１０）の位置及び回転角度を検知する機能から、適当なソフトウェアを介して選択され得ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載された電動工具。

The position and orientation detection system is configured for multiple functions, which preferably track the vibration of the power tool (10) and the unauthorized movement of the power tool (10). Functions for preventing theft, for switching on and / or turning off the power tool (10), for opening the time-dependent power tool (10), and in particular for measuring the inclination such as the spirit level. The electric tool according to any one of claims 1 to 9, wherein the electric tool can be selected from a function and a function of detecting a position and a rotation angle of the electric tool (10) through appropriate software.

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