KR20130133284A - 작업 공구 위치결정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽(22) 위에서 핸드-헬드 전동 공구(1)의 위치(23)를 결정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 방법은, 적어도 하나의 측벽으로의 방향 및 바닥 또는 천장으로의 방향을 포함하는, 적어도 2개의 방향들에서 작업 축선(8)에 수직인 평면(9) 내에서 거리(11)를 측정하는 것을 포함한다. 적어도 하나의 비접촉 측정 센서 모듈(3)은 적어도 2개의 방향들 주위의 적어도 1°의 각도 범위에서 다수의 각도들에서 거리들(11)을 측정한다. 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3)에 의해 측정된 거리 시퀀스(11)로부터, 계산 및 저장 유닛(4)은 함수(11')를 자동으로 계산하고, 극값들, 특히 최소치들(11a'-11d')은 벽들, 바닥 및/또는 벽(22)에 인접한 천장까지의 최단 거리들(11a-11d)을 나타낸다. 상기 함수(11')로부터, 계산 및 저장 유닛(4)은 최단 거리들(11a-11d)을 추정하고, 출력 수단, 특히 디스플레이 유닛(18) 및/또는 음향 출력 수단은 최단 거리들(11a-11d)에 대한 위치결정을 허용하도록 최단 거리들(11a-11d)에 대한 정보를 제공한다.

Description

작업 공구 위치결정 시스템{Working tool positioning system}

본 발명은 핸드-헬드 전동 공구의 위치를 결정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

전통적으로, 벽 위에 핸드-헬드 전동 공구를 위치결정하기 위해, 별개의 측정 구성요소들 또는 장치들이 요구된다. 이들은 타키미터들(tachymeters), 레이저 회전기들(laser rotators), 라인 레이저들(line lasers), 라이카 디스토(Leica Disto)와 같은 전자 거리계들, 또는 간단한 유사한 계측 장치들일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 시간을 절약하기 위해, 숙련공은 별개의 측정 장치의 필요 없이 벽 위에 핸드-헬드 전동 공구, 예를 들어 전동 드릴(power drill), 전기 스크루드라이버(electric screwdriver) 또는 뉴매틱 네일 건(pneumatic nail gun)을 위치결정할 수 있는 것이 유리할 수 있다.

벽 위에 공구를 위치결정하기 위한 방 또는 건물의 내부에서, 보통 거리들 또는 좌우측 벽들까지의 거리(span), 및 바닥 및 천장까지의 거리를 아는 것으로 충분하다. 통상의 경우에, 예를 들어 방이 육면체 형상으로 되어 있을 경우, 벽은 직사각형이고 인접한 벽들, 바닥 및 천장은 이러한 벽에 수직이다. 이러한 경우에, 위에서 언급한 거리들을 아는 것은 또한 예컨대 벽에서 구분되는 위치(distinct location) 상에 좌표들을 널링(nulling)하고 벽들, 바닥 및 천장에 평행한 축들을 갖는 시스템에서 상대 좌표들을 유도함으로써, 기준점에 대해 공구를 위치결정하기 위한 국부 좌표계를 확립하는 것을 허용할 수 있다.

통상적으로, 이러한 문제는 벽들, 바닥 및 천장에 대한 측정들을 허용하는 공구 상에 거리 센서들을 나란히 장착하여 해결될 수 있고, 즉 이들 거리 센서들은 수직으로 장착된다. 그러나, 이것은 조작자가, 센서들이 벽들에 정확히 수직으로 정렬되는 방식으로 공구를 정렬하게 한다. 만약 기구의 정확한 레벨링을 조작자에게 나타내는 병(vial)과 같은 표시기가 없다면, 시스템은 연직선 방향을 자동으로 검출하고 그에 따라 거리 센서들을 정렬해야 한다.

대안들은 니콘의 광학 실내 위치결정 시스템(iSite/iGPS) 또는 로카카(Locata)의 의사위성 기반(pseudolite-based) 위치결정 시스템과 같은, 위치결정하기 위한 브로드캐스터들(broadcasters)을 갖는 해결방법들일 수 있다. 이들은 추가 장비 및 복잡한 셋업에 의존하는 문제점이 있다.

공구 위에 고정 장착되어 회전하지 않는 장치들에 의해 작업 방향(tooling direction)에 수직인 거리 측정을 기술하는 종래 기술의 몇몇 문헌들이 있다.

EP 1 275 470 Bl는 핸드헬드 공구용의 수동으로 안내되는 지지체 및 이러한 지지체의 위치를 감지하기 위한 수단을 기재한다.

DE 20 2004 018 003 Ul에는, 2개의 방향들, 수평으로 및 수직으로 거리들을 측정하고, 따라서 벽 위의 공구의 위치를 결정하는, 핸드헬드 전동 공구 위에 고정되는 위치결정 시스템이 개시되어 있다.

EP 1 249 291 Bl는 공구 위에 고정 장착되는 장치에 의해 작업 방향에 수직인 거리 측정을 개시하고 있을뿐만 아니라, 그것은 또한 중력 방향 주위에서 스윙하는 거리 측정에 의해 바닥까지의 최단 거리를 결정하는 해결방법을 기재하고, 발견된 최소치는 바닥까지의 최단 거리를 나타낸다. 이것은 자유롭게 회전하는 센서 또는 스캔 범위에서 진동하는 비대칭으로 분포된 중량을 갖는 편향 수단에 의해 실현된다. EP 1 249 291 Bl는 또한 연직선 방향을 결정하기 위해 가속도 센서를 사용하는 것을 개시한다.

이들 문헌들에 개시된 해결방법들은 모두 조작자가 측정을 위해 공구를 정확하게 정렬시키는, 고정된 거리 측정 센서들을 사용한다.

EP 1 517 117 Al은 핸드헬드 전동 공구 위에 배치되도록 설계되지 않은, 핸드-헬드 측정 기기의 공간 위치를 결정하기 위한 방법 및 시스템을 개시한다. 이러한 목적을 위해, 스캐닝 레이저 비임에 의해 검출되는 적어도 2개의 기준 포인트들이 요구된다. 이들 기준 포인트들과 측정 기기 사이의 각도들 및 거리들을 측정함으로써, 기기의 실제 위치가 추정될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 조작자가 강제로 공구를 정확하게 정렬시키거나 또는 실내에 기준 포인트들을 배치하지 않고, 벽 위에서 공구의 위치를 정밀하고 신뢰성 있게 검출하는, 전기로 구동되는 수공구들, 예컨대 전동 드릴을 위한 강화된 위치결정 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 심지어 만약 방이 비대칭인 경우에도, 예컨대 하나의 인접한 벽 및 바닥 또는 천장이 소실되고, 폐쇄되고, 불균일하고, 경사지고 또는 미러링(mirroring)인 경우에도 위치를 검출하는 것을 허용하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명의 제1항에 따른 방법, 제5항에 따른 위치결정 시스템 및 제15항에 따른 핸드-헬드 동력 공구에 의해 달성된다.

위치결정 시스템은 전기로 구동되는 수공구(이하에서는 간단히 "공구"라고 불림) 위에 장착되거나 장착 가능하고, 적어도 270°, 특히 적어도 360°, 또는 그것의 부범위(sub-range)의 섹터에서 거리들 또는 각도들을 측정하는, 측정 센서 모듈을 갖는 적어도 하나의 거리 측정 장치, 및 이산 함수를 발생하는 계산 및 저장 유닛을 포함하고, 여기서 최소치들은 작업될 벽들, 바닥 및 벽에 인접한 천장까지의 최단 거리들을 나타낸다. 측정 각도들 대신에, 시간 시퀀스로서 거리들만을 측정하는 것도 가능하다.

측정 센서 모듈은 레이저 또는 적외선 비임을 이용하는 고전적인 전자 거리계(EDM) 또는 다중-타겟 파형 디지타이저(multi-target waveform digitizer; WFD) 중 어느 하나일 수 있다. 또, 레이저 팬들(fans)은 최단 거리의 결정에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 각도 정보가 다수의 수신기 배열 또는 다수의 귀환 신호의 파형 분석에 의해 추정된다.

적어도 360°의 각도에서 거리들을 측정하기 위해, 위치결정 시스템 또는 그것의 부분들 - 예컨대 적어도 하나의 측정 센서 모듈 - 은 사람이 작업하기를 원하는 벽에 수직인 축 주위에서 공구 위에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 전동 드릴의 경우에, 벽에 수직인 축은 드릴링 축일 수 있다. 측정 센서는 이때 - 예컨대 레이저 거리 측정 장치의 경우에 - 측정 비임이 고주파수로 전송될 수 있는 방식으로 장착된다. 이때 비임은 360°에 걸친 회전에 의해 드릴링 축에 수직인, 즉 사람이 뚫기를 원하는 벽에 평행한 평면을 규정한다. 이것은 라이카 럭비(Leica Rugby)과 견줄만한 레이저 회전기에 의해 시각적으로 발생될 수 있다. 대안으로, 적어도 2개의, 특히 3개 또는 4개의, 측정 센서 모듈들은 이들이 함께 적어도 360°의 각도를 커버하는 방식으로 공구의 본체 위에 장착될 수 있다.

양 방법들로, 측정된 거리들은 이산 함수 대 방출 각도 또는 타임 스탬프를 초래하고, 최대치들은 코너들을 표현하고 최소치들은 벽들, 바닥 및 천장까지의 최단 거리들을 나타낸다. 단순한 입방체 방의 통상의 경우에, 이들 최소치들은 항상 연직선 방향으로 지향되는 하나의 축을 갖는 좌표계로 이어질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 만약 조작자가 공구를 통상적이지 않은 방식으로, 예컨대 180°돌려서, 즉 정상 자세와 반대로 비교되는, 또는 특정 환경들 하에서, 예컨대 벽의 모서리 옆에서 드릴링할 때, 제멋대로 비스듬히 유지되면, 이러한 축은 명확하게 식별될 수 없다.

따라서, 정확한 벽에 각각의 최소치를 할당하기 위해, 중력 표시 장치가 전동 드릴이 조작자에 의해 유지되는 방법을 확실히 결정하기 위해 추가된다. 바닥을 나타내는 최소치는 이때 연직선의 방향에 의해 인식될 수 있고 좌표계는 명확하게 배향된다. 이러한 중력 표시 장치는 가속도계, 예컨대 에스티 마이크로일렉트로닉스(ST Microelectronics)에 의한 LIS203DL, 또는 360° 중력 배향 경사계(gravity oriented inclinometer) 또는 틸트 스위치(tilt switch)일 수 있다. 중력 표시 장치는 회전 레이저 거리 측정 장치의 규정된 각도 기준으로 정렬된다. 각도 기준은 각도 센서의 영점 또는 단지 거리 측정들을 트리거링하는 시간 시퀀스의 시작 지점일 수 있다.

회전하는 레이저 비임을 볼 수 있게 하기 위해 작업될 벽에 관해 공구의 수직 위치결정 및 따라서 이러한 벽에 평행한 측정 평면의 정렬을 단순화한다. 대안으로, 공구를 정렬하는데 조작자를 돕기 위해 병(vial)이 공구에 부착될 수 있다. 다른 대안의 실시예에 있어서, 측정 모듈은 기계적 보조장치, 예컨대 접속 가능 프레임 또는 벽에 놓일 때, 공구를 벽에 수직으로 정렬시키는, 예컨대 적어도 3개의 포인트들을 갖는 유사한 구성을 포함할 수 있다.

측정 센서 모듈 - 각각 전체 거리 측정 장치 또는 그것의 일부 - 예컨대 센서 또는 미러, 프리즘 또는 편향 요소의 회전은 유한 또는 무한할 수 있다. 예컨대 400°의 유한 회전은 전송 전력의 더 용이한 실현의 이점을 가지는데, 그 이유는 그것이 접촉 링들 대신에 케이블들을 사용하는 것이 가능하기 때문이다. 또한, 필요하다면, 파이버들을 통한 거리 측정 비임 광의 전송이 가능하다. 무한 회전의 경우에, 무접촉 전력 전송이 또한 에너지 하비스팅(energy harvesting)을 통합하여 실현될 수 있고, 즉 유닛은 어떠한 외부 전력도 필요로 하지 않는다. 이것을 실현하기 위한 하나의 방법은 몇몇 자석들을 드릴을 고정하는 척(chuck)에 연결하고, 센서를 갖는 회전 장치 위에 코일을 배치하는 것이다. 하나의 방법은 전력 측정 장치 또는 부하 축적 요소들(load accumulator elements)에 사용될 수 있는 코일에서 AC 신호를 얻는다. 제2 방법은 동일한 유도 전력 전송 기술을 이용하여 무접촉 다이렉트 드라이브를 통해 전력 또는 부하 축적기들을 공급하는 것이다.

국부 2D 좌표계의 정의에 관해, 단일 벽, 바람직하게는 바닥 또는 천장 및 하나의 코너, 또는 2개의 수직벽들, 예컨대 측벽 및 천장으로 충분하고, 선택적으로 하나를 선택할 수 있고, 방의 표면은 좌표축의 방향을 정의하고 포인트는 축의 원점 또는 기준이다. 이것은 방이 지붕을 가지지 않거나 또는 벽들 중 하나가 울퉁불퉁하거나 또는 미러링인 경우에 유용하고, 즉 창들 또는 유리 프론트들은 레이저 거리 측정 문제들, 대향 벽을 미러링하는 것을 초래할 수 있다. 따라서, 최단 거리들 또는 국부 좌표계를 유도하는 것을 허용하지 않는, 요철이 있는 벽들 또는 벽들에 대한 측정을 방해하는 특수 구조들의 경우에, 이들 요철들(irregularities)이 또한 결정되고, - 자동으로 또는 사용자 입력을 통해 - 나중에 측정에 사용되는 최소 2개 또는 최대 4개의 벽 또는 각도 섹션들을 규정하기 위한 공구의 위치에서 기원하는 2D 횡단면도로서 표시될 수 있다.

또, 작은 장애물들 예컨대 못들 또는 사다리들 또는 사람이 뚫기를 원하는 벽에 있는 마운팅들(mountings) 및 동적 방해들(dynamic disturbances) 예컨대 지나가는 사람들이 회전하는 EDM의 처리된 거리들의 이산 함수에 어떻게든 계산되어야 한다. 이들 장애물들이 평면 또는 직선 정보로부터의 상당한 편차로 인해 관련 방해물들로서 검출되자마자, 경보가 제공되고 또는 시스템이 디스플레이를 포함하는 경우에, 측정 옵션들이 제공된다.

천장 또는 바닥을 뚫는 것은 결과적으로 수평 측정으로 필요로 하고 2가지 추가 문제들을 초래한다. 첫째로, 연직선에 의해 제공되는 기준 방위는 이용할 수 없고, 둘째로, 특히 바닥은 통상 벽들보다 더 많은 장애물들, 예컨대 조작자의 다리들, 가구, 기둥들 등을 경험한다.

이러한 경우에, 조작자는 후속 위치결정을 위해 단일 벽과 나란히 작업해야 하고 인출선(drawn line) 또는 와이어 또는 레이저 라인으로부터, 방해받은 것에 수직인 방향에서 추가의 정보를 사용할 수 있다.

특히 전동 드릴의 경우에, 먼지는 전자 거리계의 광학 요소들에 해로울 수 있기 때문에, 공구에는 흡출기가 장비될 수 있고, 또는 만약 측정 모드가 작업 모드 - 전동 드릴의 경우에 드릴링 - 와 시간 상 독립되어 있으면, 옵틱스들은, 작업 모드 중 홈 위치에서, 예컨대 뚜껑(cap)에 의해 기계적으로 보호된다.

위치결정 시스템의 다른 가능한 특징은 출원 번호 10192628.5를 갖는 유럽 특허 출원에 기재되어 있다. 거기서, 회전 레이저는 몇도의 각도로 벽들을 전후로 스캐닝하여 2개의 평행한 벽들에 수직인 바로 그 평면인 다수의 수직면들로부터 결정하기 위해 사용되고, 이러한 방식으로 벽들 상의 다수의 포인트들까지의 거리를 측정한다. 이러한 "수직 스캔(vertical scan)"에 의해, 최단 거리가 발견될 수 있다. 최단 거리의 방향에서, 평면은 이때 측벽에 수직이다.

본 발명에 따른 위치결정 시스템을 갖는 공간 벽 위에 위치되면, 중력 감지 장치 또는 원형 버블은 2개의 축선들, 즉 작업 축선, 즉 종축, 및 수평 또는 작업 축선에 수직인 피치축을 따라 공구를 정렬시키기 위해 공구 조작자를 도울수 있다. 추가의 "수직 스캔(vertical scan)" 기능은 또한 제3 축선, 즉 수직 또는 작업 축선에 수직인 요 축선(yaw axis) 주위에서 공구의 정확한 정렬을 위한 선택사항이다. "수직 스캔(vertical scan)"은 공구가 측벽에, 양 측벽들 각각에 평행하게 정렬되는지를 결정하기 위해 본 발명의 시스템에 사용될 수 있다. 측벽들(또는 적어도 하나의 측벽)이 사람이 작업하기를 원하는 벽에 대해 수직인 것으로 알려져 있는 경우, "수직 스캔(vertical scan)"은 공구가 사람이 작업하기를 원하는 벽에 수직으로 정렬되어 있는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방법으로 측벽(들)까지의 거리가 정확한 방향으로 - 측벽(들)에 정확하게 수직으로 측정되는 것이 보장될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템에 이러한 특징이 갖추어질 경우, "수직 스캔(vertical scan)"은 다음과 같이 수행된다. 벽 위에 공구를 위치시키고 그것을 2개의 수평축을 따라 정렬시킨 후, 조작자는 공구로 약간의 요운동(yaw motion)을 수행해야 하고, 즉 수직 축선 주위에서 좌 및/또는 우측으로 공구를 약간 피봇시켜야 한다. 이것은 정상 측정 중 또는 측정 자체가 이루어지기 전, 단지 측벽들이 스캐닝되는 특정 스캐닝 모드에서 행해질 수 있다. 대안으로, 수동 피봇팅은 또한 측벽 영역의 2차원 스캐닝을 갖는 자동 스캐닝 모드로 대체될 수 있다. 이러한 자동 스캐닝 모드를 위해, 공구의 요잉 운동의 에뮬레이션을 위해 특정 각도로 수직으로뿐만 아니라 수평으로 스위블(swivel)시키도록 설계되는 센서 모듈, 각각 방출기-수신기 장치가 제공되어야 한다.

수동의 경우에 시스템은 공구의 배향에서 벽들까지의 거리들이 가장 짧은 측정된 거리들로부터 결정한다. 자동 스위블링의 경우에, 시스템은 작업 축선과 측벽(들)까지의 최단 거리(들)의 방향 사이의 수평 각도를 인식하고 이 각도로부터 공구가 측벽(들)에 평행할 수 있는 방위를 추정한다. 양 경우들에 있어서, 조작자는 출력 수단을 통해 벽까지 공구의 정확하게 수직인 정렬로 안내된다. 따라서, 측벽들까지의 거리 측정이 더 정밀하게 될 뿐만 아니라, 예컨대 벽 내로 또는 벽을 통해 깊은 구멍들을 뚫을 때 중요할 수 있는, 더 정확한 수직 작업을 수직 스캔도 허용한다.

"수직 스캔(vertical scan)" 기능은 위에 기재한 실시예들 중 어느 하나에 대한 추가의 특징일 수 있고, 또는 그것이 최단 거리들을 결정하도록 설계될 때, 또한 독립 버전(stand-alone version)일 수 있다. "수직 스캔(vertical scan)" 개념은 또한 바닥 또는 천장의 방향으로 스캔하여 공구를 수평으로 정렬하기 위해 "수평 스캔(horizontal scan)"을 포함하도록 변경될 수 있다. 천장 또는 바닥을 작업할 때 또한 사용될 수 있다.

본 발명이 도면들이 첨부되는 예시적인 실시예들을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1a-b는 본 발명에 따른 위치결정 시스템의 제1 실시예의 개략도를 측면도 및 정면도로 나타낸다.
도 2a-b는 위치결정 시스템의 제1 실시예가 장비된 핸드-헬드 전동 공구의 예로서 전동 드릴의 개략도 및 측정 비임의 회전에 의해 생성되는 평면을 나타낸다.
도 3은 추가의 필수가 아닌 특징들을 갖는 위치결정 시스템의 제1 실시예의 개략도를 측면도로 나타낸다.
도 4는 2D 횡단면도를 디스플레이하는, 입력 수단 및 스피커를 갖는 제어 및/또는 디스플레이 유닛의 개략도를 나타낸다.
도 5a-d는 위치결정 시스템의 제1 실시예에 의해 생성되고 극좌표들에서 측정된 프로파일을 표현하는 상이한 이산 함수들의 형상들을 나타낸다.
도 6a-c는 위치결정 시스템의 제1 실시예가 장비된 핸드-헬드 전동 공구의 예로서의 전동 드릴의 개략도를 정면도로 나타내고 방출되는 회전 측정 비임에 의해 생성된 평면을 나타낸다.
도 7a-c는 본 발명에 따른 위치결정 시스템의 제2 실시예의 개략도를 측면도 및 정면도로 나타낸다.
도 8a-b는 본 발명에 따른 위치결정 시스템의 제3 실시예의 개략도를 측면도로 나타낸다.
도 9는 다수의 방출기들 및 다수의 수신기들 또는 파형 디지타이저(WFD)가 갖추어진 위치결정 시스템의 제3 실시예에 의해 발생된 이산 함수의 형상을 나타낸다.
도 lOa-b는 측벽에 대한 스캔을 수행하는 "수직 스캔(vertical scan)" 기능을 갖는 위치결정 시스템의 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 lla-b는 "수직 스캔(vertical scan)"에 의해 측정된 예시적인 값들을 도표 및 표로 나타낸다.
도 12는 위치결정 시스템의 실시예의 개략도 및 공구의 수직 축선 주위의 정렬 및 "수직 스캔(vertical scan)"을 통한 평면을 나타낸다.
도 13은 데이터 흐름의 개략도를 나타낸다.

핸드-헬드 전동 공구(1)를 위한 위치결정 시스템이 제공된다. 그것은 측정 센서 모듈(3)을 갖는 거리 측정 장치(2), 연직선 표시기(13), 계산 및 저장 유닛(4) 및 계산된 절대 또는 상대 거리들 또는 2D-횡단면도(19)로의 국부 좌표들을 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛(18)을 포함한다.

도 1a 및 1b는 위치결정 시스템의 제1 실시예의 개략도를 나타내고, 여기서 측정 센서 모듈(3)은 측정 비임(5)이 고주파수로 전송될 수 있는 방식으로 거리 측정 장치(2) 위에 장착되고 작업 축선(8) 주위에 회전 가능하게 장착된다. 비임(5)은 이때 360°에 걸친 회전(6)에 의해 작업 축선(8)에 수직인, 즉 사람이 뚫기를 원하는 벽(22)에 평행한 평면(9)을 규정한다. 거리들은 규칙적인 시간 간격들로 기록되고 여기서 초기 트리거는 측정 비임의 풀 턴(full turn) 후 주어진다. 회전(6) 속력이 일정하다는 가정하에서, 이들 시간 간격들은 잘 규정된 각도들에 대응한다. 대안으로, 거리들에 대응하는 각도들은 또한 별개의 각도 센서에 의해 측정될 수 있다. 끝으로, 거리들 대 각도들의 시퀀스는 환경의 2D 단면 프로파일을 구성하고, 또는 대안으로, 2극 좌표들은 이산 함수(도 5a-5d에 나타냄)로서 표현될 수 있다.

이러한 작동 원리는 도 2a 및 2b에 도시된다. 이들 도면은 본 발명에 따른 위치결정 시스템의 제1 실시예가 갖추어진 핸드헬드 작업 공구(1)의 예로서 전동 드릴을 나타낸다. 방출되는 회전 측정 비임(5)은 드릴링 축(8)에 수직이고 벽(22)에 평행한 평면(9)을 규정하고, 평면(9)의 에지들(10)까지의 거리들(11)을 측정한다. 측정된 최대치들은 코너들을 나타내고, 최소치들(11a'-11d')은 벽들, 바닥 및 천장(lla-lld)까지의 최단 거리들을 나타낸다.

회전하는 측정 비임(5)에 의해 규정된 평면(9)은, 공구 조작자가 벽(22)에 거의 수직으로 공구를 위치결정할 수 있도록 하기 위해, 레이저 회전기에 의해 볼수 있게 될 수 있다. 가시 레이저 평면(visible laser plane)에 대한 대안들이 도 3에 도시되고, 또한 원형 버블(14) 또는 접속 가능 프레임(15), 적어도 3개의 포인트들(17)을 가지는 그것의 전방 단부는, 공구(1)를 정렬하는 조작자를 도울 수 있다. 먼지로부터 측정 센서 모듈(3)의 옵틱스(optics)를 보호하기 위해, 또한 보호 캡(16) 또는 흡출기가 제공될 수 있다.

도 4는 입력 수단(20) 및 스피커(21)를 포함하고 계획 및/또는 국부 좌표계에 측정 데이터로부터 유도되는 2D 횡단면도(19)를 디스플레이하고 벽(22) 위에 공구의 위치(23)를 표시하는 제어 및 디스플레이 유닛(18)의 개략도이다. 제어 및 디스플레이 유닛(18)의 입력 수단(20)은 국부적으로 규정된 좌표계의 기준점(23') - 예컨대 영점 - 을 설정하거나 또는 예컨대 방의 코너를 참조하는 측정 평면(9)에, 하나는 바닥, 천장 또는 벽들 중 하나로부터 측정치들을 용이하게 유도하는 방식으로 규정하는 좌표축을 갖는 임의 좌표계들을 규정하는 것을 허용한다. 입력 수단(20)은 또한 나중에 작업될 예컨대 라인 또는 격자값들 또는 불규칙인 "잠복(stake-out)" 포인트들을 입력하는 것을 허용한다. 공구 조작자는 이후 디스플레이 유닛(18) 상에 방향 및 거리 측도들을 표시함으로써 이들 포인트들로 안내된다.

선택적으로, 입력 수단은 터치 스크린, USB 인터페이스 또는 무선 링크일 수 있다. 좌표계를 포함하는 구성 및 프리로딩되는 설계 데이터의 경우에, 설계 데이터는 "잠복(stake-out)" 또는 프로파일 또는 이들 모두가 되도록 단일 포인트들로 구성될 수 있다. 일 응용에 있어서, 측정된 거리 시퀀스들은 설계된 치수들과 실제 치수들 간의 차이들을 보기 위해 프리로딩된 디자인이 함께 디스플레이될 수 있다. 전동 공구의 국부 좌표계 및 설계 데이터의 정렬은 헬머트 변환(Helmert transformation)에 의해 달성될 수 있다.

측정된 거리들은 계산 및 저장 유닛(4)에 의해 이산 함수(11')로 변환되고, 최대치들은 코너들을 나타내고 최소치들(11a'-11d')은 벽들, 바닥 및 천장까지의 최단 거리들(lla-lld)을 나타낸다. 가능한 이산 함수들(11')의 형상의 예들은 도 5a-5d에 도시된다. 도 5a는 공구가 5m 길이 및 5 m 높이의 사각형 벽의 중심에 배치될 때 발생되는 이산 함수(11')의 형상을 나타내고, 도 5b는 공구가 5 m 길이 및 2.5 m 높이를 갖는 사각형 벽의 중심에 배치된 경우의 이러한 형상을 나타낸다.

바닥(11b)까지의 최단 거리를 나타내는 최소치(11b')는 회전하는 측정 센서 모듈(3)의 규정된 각도 기준 또는 트리거 포인트로 교정되는 연직선(12)을 나타내는 중력 감지 장치(13)를 통해 인식될 수 있다. 다른 최소치들(11a', 11c', 11d')은 이후 시계방향 또는 반시계 방향의 회전(6)에 의존하여 벽들 및 천장까지의 대응하는 거리들(11a, 11c, l1d)에 할당된다. 이것은 도 5c 및 5d에 도시된다. 전자는 공구가 5 m 길이 및 2.5 m 높이를 갖는 사각형 벽 위에 중심으로 달리하여 배치될 때 발생되는 이산 함수(11')의 형상을 나타낸다. 후자는 공구가 5 m 길이 및 2.5 m 높이를 갖는 사각형 벽 위의 코너에 매우 편심하여 배치되는 경우의 이러한 형상을 나타낸다. 양 경우들에, 연직선(12)이 최소치(11b')를 바닥(11b)까지의 최단 거리를 나타낸다. 따라서, 시계 방향으로 회전할 때, 각각의 도표에서, 좌(11c')로부터의 제2 최소치는 우측 벽(11c)까지의 최단 거리를, 제3 최소치(l1d')는 천장(l1d)까지의 최단 거리를, 제4 최소치(11a')는 좌측벽(11a)까지의 최단 거리를 나타낼 수 있다.

벽들에 대한 측정을 방해하여, 최단 거리들(lla-lld) 또는 국부 좌표계를 유도하는 것을 허용하지 않는 요철이 있는 벽들 또는 특수 구성들의 경우에, 이들 요철들은 나중에 최저로 2개 및 최대로 4개의 영역들을 - 자동으로 또는 입력 수단(20)을 통해 측정을 위해 사용되는 - 규정하는 공구의 위치(23)에서 비롯되는 2D 횡단면도(19)로서 결정되어 디스플레이 유닛(18) 상에 디스플레이된다. 또, 작은 장애물들(24) 예컨대 못들 또는 사다리들 또는 사람이 뚫기를 원하는 벽에 있는 마운팅들 및 동적 방해들 예컨대 지나가는 사람들이 평면으로부터의 중요한 편차 또는 직선 정보로서 검출된다. 관련 방해물들(24)의 경우에, 경보(warning)가 제공되고 측정 옵션들이 디스플레이(18) 상에 제공된다.

이들의 경우들에 있어서, 신뢰성을 증가시키기 위해, 사람은 또한 미니-스캐너에 의해 사전에 기록되는 포인트-클라우드들(point-clouds) 형태로 각도 인코더 또는 방의 레이아웃의 지식 또는 이전에 발생된 데이터와 조합하여 중력 감지 장치(13)의 연직선(12)을 사용할 수 있다.

전자의 해결방법은 각도 인코더와 조합하여 연직선(12)의 충분히 정밀한 결정을 위해 중력 감지 장치(13)의 사용을 포함한다. 이러한 경우에 사람은 단지 각도들 0°, 90°, 180° 및 270°에서 또는 이들 각도들 주위의 몇도의 세그먼트들에서, 예컨대 1°내지 5°의 세그먼트에서 거리들(11)을 직접 측정한다. 이것은 도 6a에 도시된다.

후자의 해결방법은 예컨대 레이저 스캐너에 의해 디지털화된 임의의 방에 대해 사용될 수 있다.

만약 방의 레이아웃이 규칙적인 것, 예를 들어 입방체인 것으로 알려지면, 이때 또한 더 단순한 방법들이 가능하다. 이러한 경우에 측정된 거리(11)의 변화는 코사인을 추종할 수 있다. 이때 리던던시(redundancy)가 거리 측정의 각각의 각도(a)를 평가하고, 즉 각도(a)에서 측정된 거리들을 a+180°에서 측정된 상보 거리와 결합함으로써 직경 거리를 이용하여 추가된다.

그러나, 국부 2D 좌표계를 규정하는데에는, 2개 수직 벽들로 충분하다. 그러므로, 입력 수단(20)을 이용하여 조작자는 좌표들의 결정에서 벽들, 바닥 또는 천장 중 하나 이상을 생략하기(leave out) 위해 선택할 수 있다. 이것은 방이 지붕이 없거나 또는 벽들 중 하나가 울퉁불퉁하거나 또는 미러링인 경우에 유용할 수 있다. 도 6c는 작업될 벽(22)의 정면에서, 거리 측정 장치(2)가 갖추어지는 전동 드릴(1)을 나타낸다. 장애물(24), 예컨대 가구의 한 점, 및 윈도(25)는 각각 일 방향에서 측정을 방해하고, 장애물(24)은 바닥(11b)까지의 최단 거리의 측정을 막고, 윈도(25)는 측정 비임(5)을 미러링한다. 그러므로, 측정은 다른 2개의 방향들에서만 이루어진다.

거리 측정 장치(2) 또는 그것의 분들의 회전(6)은 수동으로 수행될 수 있고 또는 모터에 의해 구동될 수 있다. 드릴링과 독립적인 측정을 가능하게 하고 공구(1)를 더 안정하고 진동하지 않게 하기 위해, 이 모터는 바람직하게는 공구(1), 예컨대 드릴링 모터와는 별개이어야 한다. 드릴링 모터를 이용하는 경우에, 속도를 거리 측정들 또는 특정 속도 모드의 것을 위한 최적의 것으로 적응시키기 위한 기어가 있어야 한다. 축선(8) 주위에서 전체로서 회전하는 EDM 모듈의 경우에, 운동은 링 피에조 드라이브, 다이렉트 드라이브 또는 임의의 다른 중공 코어 축 모터에 의해 실현된다. 회전 축에 대한 오프셋은 측정된 거리 및 좌표들의 계산에서 고려되어야 한다. 이와 같은 모듈은 오늘날 밀리미터 범위의 정밀도와 30 또는 50 m의 거리들까지의 측정 능력을 갖고 30x10x15 mm 이하의 크기까지 최소화될 수 있다.

거리 측정 장치(2)는 또한 공구(1)에 고정시켜 또한 그것에 접속할 수 있게 통합될 수 있다. 후자의 경우에 및 전동 드릴의 경우에, 측정 장치(2)는 드릴 척 주위에 배치될 수 있다. 드릴을 척에 끼운 후, 사람은 동심 측정 어댑터(concentric measuring adapter)를 그것에 접속하고 사람이 드릴을 변경하지 않는 한 드릴링 기능과 동시에 사용한다.

측정 모듈 또는 오히려 그것의 옵틱스가 작업 공구 예컨대 전동 드릴의 축 을 주심으로 회전할 수 없기 때문에, 드릴러(driller) 및 드릴 척이 있고 - 그것은 또한 동심 링 상에서 특정 거리에서 이 축선 주위에서 회전해야 하고 또는 그것은 편심으로 배치되어야 한다.

후자 경우의 몇몇 실시예들이 도 7 및 8에 도시된다. 불리하게는, 여기서 드릴러 또는 드릴 척은 회전 비임(5)에 대한 방해물일 수 있다. 이러한 문제는 2개 이상의 고정된 편심 측정 센서 모듈들(3')에 의해 해결되고, 각각은 이들 모듈들(3')의 수로 나눈 적어도 60°를 다루는 회전 편향 요소를 가진다. 2개의 모듈들(3')의 경우에, 각각의 하나는 적어도 180°의 각도를 다루고, 3개의 경우에는 적어도 120°의 각도를 다룬다. 이들 요소들은 드릴 척 또는 공구(1)의 하우징의 임의의 부분의 위 및 아래 또는 좌 및 우측에 고정된다. 도 7a-c는 3개를 포함하는 위치결정 시스템의 실시예들을 나타내고, 각각의 2개의 측정 센서 모듈들(3')은 작업 공구(1)의 본체 위에 고정된다. 변조된 또는 펄스 측정 비임(5)은 이후 회전(6), 진동(7)으로 또는 팬 레이저들(fan lasers)을 통해 전송된다.

도 8a는 회전(6) 또는 진동(7) 없이 그리고 벽(22)에 정확히 수직인 공구(1)를 유지할 필요 없이 4개의 방향들에서 타겟 거리들(11)까지 변조된 레이저 팬들(5')을 이용하는 4개의 고정시켜 장착된 측정 센서 모듈들(3'')을 포함하는, 본 발명의 추가의 실시예를 나타낸다. 예를 들어, 작은 각도의 간격을 갖는 포토다이오드 어레이가 사용될 수 있다. 각각의 포토다이오드의 수신된 레이저 신호들은 멀티플렉서에 의해 거리 평가를 위한 EDM 전자장치에 전달될 것이다. 각도 분해능은 각각의 포토다이오드의 어드레스에 의해 규정된다. 그러므로, 또한 이러한 기계적 정적 배열(mechanically static arrangement)로, 방의 표면 및 벽들의 동적으로 기록된 프로파일이 용이하게 캡쳐될 수 있다.

대안으로, 4개의 레이저 팬들 대신에, 또한 작업 공구(1)의 본체 주위에 배치되는 다수의 방출기-수신기 장치들(3''')을 포함하는 버전이 가능하다. 이것은 도 8b에 도시된다. 그것은 LED 또는 레이저 다이오드들을 방출기들 및 적어도 3개의 광각 수신기들 또는 다수의 수신기 배열로서 사용한다. 별개의 방출기-수신기 장치들(3''')의 측정은 병렬 또는 연속해서 이루어질 수 있다. 후자의 경우에, 트리거링 또는 타이밍이 방출기측에서 관리된다. 연속해서 방출기들은 거리들을 측정하기 위해 작동된다. 이러한 경우에, "가상 회전(virtual rotation)"(6')이 전동 공구 주위의 모든 방출기들을 통해 스텝핑(stepping)하여 전자적으로 수행된다.

만약 EDM이 WFD 원리에 기초하면, 이때 센서 모듈(3'')은 다수의 수신기들을 필요로 하지 않는다. 표면들 위로 선을 투영하는 펄스 레이저 팬은 광각 수신기로 다시 반사된다. 광은 벽들로부터 에코하고 장애물들은 임시로 중첩하여 WFD 거리 측정기의 전자 수신기에서 넓어진 신호 펄스를 발생한다. 이 실시예에 의해 발생된 신호의 예는 도 9에 도시된다. 수신된 신호는, 반사 물체의 표면이 전송된 신호에 수직인 경우, 전형적으로 가장 강한 것이지만 반드시 가장 강한 것일 필요는 없다. 그러나, 최근접 표면까지의 거리(span)는 최좌측 곡선(26)에 대응한다. 도시된 경우에 있어서, 이들 물체들은 측벽들, 바닥 및 벽(22)에 인접한 천장이고, 최좌측 곡선(26)은 관련 각도 섹터 내에서 최단 거리(lla-lld)를 나타내고 최우측 곡선(27)은 가장 먼 코너를 나타낸다.

도 10a는 추가로 수직 스캔 기능을 포함하는, 본 발명에 따른 위치결정 시스템의 제1 실시예의 표현을 나타낸다. 벽(22)에 수직인 벽들 중 하나 또는 모두의 수직 스캔을 수행하기 위해, 2개의 대안들이 있다. 제1 대안에 있어서, 공구 조작자는 약간 수직 축선(28) 주위에서 공구(1)를 수동으로 피봇시켜야 한다. 피봇하는 동안, 측정 센서 모듈(3)은 이때 측벽(들) 상의 다수의 라인 세그먼트들(29, 30) 상에서 다수의 포인트들까지의 거리들(31, 32, 33)을 측정한다. 제2 대안은 특수 스캐닝 모드를 포함하고, 여기서 측정 센서 모듈(3)은 측벽(들)까지의 2차원 스캔을 수행하고, 따라서 수직 축선(28) 주위에서 공구(1)의 피봇을 시뮬레이팅한다. 또한, 이러한 모드에서, 측정 센서 모듈(3)은 측벽들의 적어도 하나 위의 다수의 라인 세그먼트들(29, 30) 상에서 다수의 포인트들까지의 거리들(31, 32, 33)을 측정한다.

도 10b는 거리(31, 32, 33)가 측정되는 예시적인 포인트들을 갖는 다수의 예시적인 라인 세그먼트들(29, 30), 및 라인 세그먼트들(29, 30)까지의 최단 거리들(31, 32)을 나타낸다. 이들 최단 거리들(31, 32)은 모두 수평선(34) 상의 포인트에서 측정된다. 통상의 경우에, 모든 측정된 거리들(31, 32, 33)의 최단 거리(31)는 그 벽까지의 최단 거리(11a, 11c)에 대응한다. 그러므로 최단 거리(31)를 갖는 라인 세그먼트(30)는 작업될 벽(22)에 평행한, 거리 측정을 위한 정확한 평면(9)의 에지(10) 위에 놓인다.

도 11a는 상이한 각도들(γ)에서, 5개의 라인 세그먼트들(29, 30)에 대해 측정된 최단 거리들(31, 32)을 나타내는 가능한 값들(31', 32')의 예를 갖는 도표를 나타내고, 0°는 출력 각도, 즉 스캔 시작 시의 작업 축선(8)과 측벽 사이의 각도이다. 도 11b는 표 형태로 이들 값들을 나타낸다. 최소값(31') - 이 예에서는 -4°의 각도(γ)에서의 3000.0 mm의 거리 - 은 최근접 라인 세그먼트(30) 상의 지점까지의 최단 거리(31), 및 그 결과 측벽까지의 최단 거리(11a, 11c)를 나타낸다. 라인 세그먼트들(29, 30)의 수는 5개로 제한되지 않아야 한다.

도 12는 벽(22)에 평행한 측정을 위한 정확한 평면(9)으로의, 벽(22)에 평행하지 않은 평면(9')의 피봇을 나타낸다. 조작자는 공구(1)의 정확한 정렬을 각각 나타내는 최저 측정값(31')의 대응하는 각도(γ) - 이 예에서는 -4°의 각도에서 3000.0 mm의 값 - 로, 측벽 상의 최근접 라인 세그먼트(30) 상의 지점까지의 작업 축선(8)과 최단 거리(31)의 방향 사이의 각도(β)로, 출력 수단, 특히 라우드스피커(21)를 통해 안내된다. 만약 이러한 각도(β)가 90°이면, 공구(1)는 측벽(들)과 평행하게 정렬된다.

도 13은 위치결정 시스템에서의 데이터 흐름의 개략도를 나타낸다. 거리 측정 모듈(2) 및 측정 센서(들)(3)는 계산 및 저장 유닛(4)에 의해 제어된다. 이러한 유닛(4)은 거리 측정을 위해 방출기들 및/또는 수신기들을 트리거하고 중력 감지 장치(13)에 의해 주어진 선택적 방위를 포함하는 각도 관련 동기화를 관리한다. 더 많은 모듈러 시스템의 경우에, 실시간 운영 시스템은 계산 및 저장 유닛(4)에 존재하고, 한편 데이터 응용 태스크들은 디스플레이 유닛(18) 및 입력 수단(20)을 포함하는 인간 인터페이스 모듈 상에서 계산된다. 이러한 모듈은 특정 태스크를 개시하고, 데이터 인터페이싱, 데이터 처리 및 그래픽 표현들, 예컨대 2D-뷰들(19) 또는 표면 프로파일들을 다룬다.

위치결정 시스템의 모든 구성요소들은 공구(1) 상에 장착되어 제공되고, 예컨대 공구(1)에 고정시켜 통합되거나 또는 예컨대 접속 가능 업그레이드 키트로서 분리되어 존재할 수 있다(loose). 업그레이드 키트는 위치결정 시스템의 필수 구성요소들 모두를 포함할 수 있고 사전에 설치되는 위치결정 시스템 없이 공구에 끼워질 수 있다. 대안으로, 그것은 선택적 구성요소들만을 포함할 수 있고, 추가의 특징들을 제공하기 위해 본 발명에 따른 통합 위치결정 시스템을 갖는 공구에 끼워질 수 있다. 끼울 수 있는 구성요소들은 바람직하게는 예컨대 신속 해제 수단(quick-release means)에 의해, 해제 가능하게 공구(1)에 장착 가능하도록 설계될 수 있다.

비록 본 발명이 부분적으로 몇몇 바람직한 실시예들에 관해 위에서 나타냈지만, 다수의 변경예들 및 실시예들의 상이한 특징들의 조합들이 만들어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이들 변경예들의 모두는 첨부 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (15)

1. 적어도 2개의 방향들에서 작업 축선(8)에 수직인 평면(9) 내에서 거리(11)를 측정하여 벽(22) 위에서 핸드-헬드 전동 공구(1)의 위치(23)를 결정하기 위한 방법에 있어서,
   ■ 상기 적어도 2개의 방향들 각각에서 적어도 하나의 비접촉 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')은 상기 적어도 2개의 방향들 주위의 적어도 1°의 각도 범위에서 다수의 각도들에서 거리들(11)을 측정하고, 상기 적어도 2개의 방향들은 적어도 벽(22)에 인접한 하나의 벽으로의 방향 및 상기 바닥 또는 벽(22)에 인접한 천장으로의 방향을 포함하고,
   ■ 상기 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')에 의해 측정된 거리 시퀀스(11)로부터, 계산 및 저장 유닛(4)은 함수(11')를 자동으로 계산하고, 극값들(extrema), 특히 최소치들(lla'-lld')은 벽들, 바닥 및/또는 벽(22)에 인접한 천장까지의 최단 거리들(lla-lld)을 나타내고,
   ■ 상기 함수(11')로부터 상기 계산 및 저장 유닛(4)은 벽들, 바닥 및/또는 벽(22)에 인접한 천장까지의 최단 거리들(lla-lld)을 추정하고,
   ■ 출력 수단, 특히 디스플레이 유닛(18) 및/또는 음향 출력 수단은 상기 최단 거리들(lla-lld)에 대한 위치결정을 허용하도록 상기 최단 거리들(lla-lld)에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 전동 공구의 위치를 결정하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')은 적어도 270°, 특히 적어도 360°의 각도 범위 내에서 상기 거리들(11)을 측정하는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 전동 공구의 위치를 결정하기 위한 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 계산 및 저장 유닛(4)은 상기 함수(11')에 의해 국부 좌표계를 자동으로 규정하는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 전동 공구의 위치를 결정하기 위한 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   연직선 방향(12)이 결정되고, 상기 거리들(11)은 상기 연직선 방향(12)에 대해 규정된 각도들 또는 각도 섹터들 주위, 특히 0°, 90°, 180° 및 270°, 또는 이들에 수직인 2개의 각도들 주위의 각도 범위에서만 측정되고, 상기 각도 범위들은 특히 1° 내지 15°, 특히 5° 내지 15°의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 전동 공구의 위치를 결정하기 위한 방법.
5. 장착된 상태에서, 상기 위치결정 시스템이 적어도 2개의 방향들에서, 작업 축선(8)에 수직인 평면(9) 내에서 측정 거리(11)에 의해 벽(22) 위에서 상기 공구(1)의 위치(23)를 결정하도록 설계되는 방식으로 핸드-헬드 전동 공구(1) 위에 장착 가능한 위치결정 시스템으로서, 상기 위치결정 시스템은 상대 및 절대 거리들(11) 및/또는 국부 좌표들을 계산하기 위한 계산 및 저장 유닛(4)을 포함하는, 핸드-헬드 전동 공구(1) 위에 장착 가능한 위치결정 시스템에 있어서,
   ■ 상기 위치결정 시스템은 상기 바닥 또는 상기 천장으로의 방향 및 벽(22)에 인접한 하나의 벽으로의 방향을 적어도 포함하는, 적어도 2개의 방향들에서 거리들(11)을 측정하도록 설계되는 적어도 하나의 비접촉 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')을 포함하고, 각각의 방향에서의 상기 측정은 적어도 1°의 각도 범위에서 이루어지고,
   ■ 상기 계산 및 저장 유닛(4)은 상기 측정된 거리들(11)을 함수(11'), 특히 이산 함수로 자동으로 변환하도록 설계되고, 극값들, 특히 최소치들(lla'-lld')은 벽들, 상기 바닥 및/또는 작업될(tooled) 벽(22)에 인접한 상기 천장까지의 최단 거리들(lla-lld)을 나타내고, 상기 최단 거리들(lla-lld)에 대한 위치결정을 허용하기 위해 상기 함수(11')로부터 벽들, 바닥 및/또는 벽(22)에 인접한 천장까지의 상기 최단 거리들(lla-lld)을 자동으로 추정하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')에 의해 측정된 상기 거리들(11)은 적어도 270°, 특히 적어도 360°의 각도에 걸쳐 측정되는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   ■ 적어도 하나의 거리 측정 장치(2)는
   ■ 작업 방향에 평행한 축선(8) 주위에서 회전하고, - 상기 회전하는 측정 센서 모듈들(3)의 센서 옵틱스들은 특히 적어도 하나의 위치에서 보호 캡(16)에 의해 보호됨 -
   ■ 회전(6)을 통해 상기 축선(8)에 수직인 평면(9)을 규정하는 적어도 하나의 측정 비임(5)을 방출하고,
   ■ 상기 평면(9)의 상기 에지들(10)까지의 상기 거리들(11)을 측정하도록 설계되는 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3)을 포함하고
   ■ 상기 측정 센서 모듈(3)은 특히
   ■ 수동으로,
   ■ 특히, 특정 속도 모드, 또는
   ■ 상기 속도를 거리 측정들의 요구에 적응시키기 위한 기어
   를 포함하는
   ■ 상기 핸드-헬드 전동 공구(1)의 상기 모터에 의해,
   ■ 상기 핸드헬드 전동 공구(1)의 상기 모터와는 독립적인 모터, 특히
   ■ 특히 링 피에조 드라이브,
   ■ 다이렉트 드라이브, 또는
   ■ 임의의 다른 중공 코어 축 모터
   에 의해, 상기 회전(6)이 발생되는 방식으로 설계되고, 및/또는
   ■ 상기 위치결정 시스템은 상기 작업 축선(8)에 대해 편심하여 위치되는 적어도 2개의 측정 센서 모듈들(3')을 포함하고, 센서 모듈들 각각은 이들 모듈들의 수로 나누어지는 적어도 360°의 각도를 커버하는 회전 미러 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연직선 방향(12)을 검출하기 위한 중력 감지 장치(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
9. 제7항에 있어서,
   상기 위치결정 시스템은 상기 연직선 방향(12)을 검출하기 위한 중력 감지 장치(13)를 포함하고, 상기 평면(9)의 상기 에지들(10)까지의 상기 거리들(11)의 상기 측정은 상기 연직선 방향(12)에 대한 선택된 각도들 주위의, 특히 0°, 90°, 180° 및 270°, 또는 이들에 수직인 2개의 각도들 주위의 세그먼트들로 제한되고, 상기 세그먼트들은 특히 1° 내지 5°의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
10. 제5항, 제6항 또는 제9항에 있어서,
    상기 작업 축선(8)에 대해 편심하여 위치되고 상기 작업 축선(8)에 수직인 평면(9)에서 회전 가능하게, 특히 수동으로 조정 가능하게 설계되는 4개의 측정 센서 모듈들(3')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    ■ 상기 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')에 의해 방출되는 상기 측정 비임(5)은 광학적으로 볼 수 있고, 및/또는
    ■ 상기 위치결정 시스템은
    ■ 원형 버블(14),
    ■ 모든 포인트들(17)이 이러한 벽(22)의 표면과 접촉할 때, 상기 프레임(15)의 상기 전방 단부 상에서 상기 작업 축선(8)이 벽에 수직으로 정렬되는 방식으로 배열되는 적어도 3개의 포인트들(17)을 갖는 접속 가능 프레임(15), 및/또는
    ■ 상기 적어도 하나의 거리 측정 장치(2) 및/또는 상기 적어도 하나의 측정 센서 모듈(3, 3', 3", 3'")로부터 먼지를 빼내는 흡출기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    ■ 상기 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')은 측벽까지 수직 스캔을 수행하여, 이러한 벽의 적어도 하나의 라인 세그먼트(29, 30) 상의 포인트들까지의 거리들(31, 32, 33)을 측정할 수 있도록 설계되고,
    ■ 상기 위치결정 시스템은
    특히 상기 공구(1)가 수직 축선(28) 주위에서 피봇될 때 다수의 평행한 라인 세그먼트들(29, 30)에 대해 다수의 수직 스캔들을 수행하여 또는 상기 측정 센서 모듈(3, 3', 3'', 3''')의 2차원 스캔에 의해,
    ■ 각각의 라인 세그먼트(29, 30)까지의 최단 거리들(31, 32)
    ■ 이들 최단 거리들(31, 32)로부터 최근접 라인 세그먼트(30)을
    결정하도록 설계되고
    ■ 상기 위치결정 시스템은 상기 작업 축선(8)과 상기 최근접 라인 세그먼트(30)까지의 상기 최단 거리(31)의 방향 간의 각도(β)를 결정하도록 설계되고,
    ■ 출력 수단은 상기 작업 축선(8)과 상기 최근접 라인 세그먼트(30)까지의 상기 최단 거리(31)의 상기 방향 간의 상기 각도(β)에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
13. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    ■ 특히, 2D 횡단면도(19)를 디스플레이하기 위한 수단을 포함하는 디스플레이 유닛(18),
    ■ 입력 수단(20),
    ■ 음향 출력 수단, 특히 라우드스피커(21)
    중 하나 이상을 포함하고,
    상기 입력 수단(20)은
    ■ 국부 좌표계를 로딩하는 것,
    ■ 국부적으로 규정된 좌표계의 기준점(23')을 세팅하는 것,
    ■ 상기 측정 평면(9)에 임의 좌표계들을 규정하는 것,
    ■ 설계 데이터, 특히 라인 또는 격자값들을 입력하는 것 중 하나 이상을 허용하는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
14. 제5항 내지 제13항 중 어느 항에 있어서,
    핸드-헬드 전동 공구(1) 위에 장착 가능하고, 특히 신속 해제(quick release)에 의해 해제 가능하게 장착 가능한 업그레이드 키트로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 위치결정 시스템.
15. 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 위치결정 시스템을 갖는 핸드-헬드 전동 공구(1)로서, 상기 위치결정 시스템은 상기 공구(1) 위에 장착되는, 핸드-헬드 전동 공구(1).

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