CN101023450A - 工具监测设备 - Google Patents

Abstract

一种用于对气动的或电动的动力驱动工具的使用进行监测的设备，其包括用于对将所述气动的或电动的动力从动力源至所述工具的供应进行检测的传感器和响应于所述传感器用于对在所述动力供应期间所经过的时间进行记录的监测机构。

Description

工具监测设备

技术领域

本发明涉及一种用于对动力工具(power tool)的使用进行监测的设备。

背景技术

在工地对诸如风钻等的动力工具的安全使用对健康和安全非常重要。此点特别是体现在，如果不适当地监测，动力工具就会将振动传到使用者身体上，导致衰弱损伤，例如振动白指症(vibration whiter finger)。

使用者从特定的动力工具所遭受的振动程度取决于多种因素，包括在工具工作期间工具或在其上使用工具的工件是否被适当地支承或安装。动力工具的维护记录也会对在使用工具期间所遭受的振动程度产生显著影响。某些动力工具在延长使用之后所产生的振动程度要比工具第一次制造时或在只是近来被维护或修复的刚修复好的状态下所产生的振动程度高出两到三倍。

现在日益趋向于对动力工具进行定期的“预防性的”维护，而不是当动力工具损坏时才维护，以克服或减小动力工具振动的负面后果。例如，可以给动力工具指定一个推荐的使用期限，使用期限过后就该对工具进行维护或更换。在其它情况下，或除此之外，可以建议在给定的时间间隔内，例如每天若干小时，来使用特定的工具，直到最长时间，这取决于工具的使用年限或自从上一次维护以来所经过的时间。

这种预防性的维护所普遍具有的一个问题是，典型地要基于设定的使用时间间隔，例如6个月的时间间隔，才能将动力工具回收以便维护，而在所述使用期间并没有真实地对工具实际使用时间予以统计。

这本身就有固有的问题，特别是当公司或使用者在工具柜内或防反射板上装有很多相同的动力工具时更是如此。例如，在给定的六个月期间，一个电钻可能只用了10小时，而装在同一工具柜内的另一钻可能用了200小时。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于动力工具的设备，其有助于对特定工具的使用进行监测。

根据本发明的第一方面，提出一种用于对气动的或液压的动力驱动工具的使用进行监测的设备，所述设备包括：用于对所述气动的或液压的动力从所述动力的动力源至所述工具的供应进行检测的机构；响应于所述检测机构用于对在所述动力的供应期间所经过的时间进行记录的监测机构。

根据本发明的一种优选形式，所述设备还包括：用于与所述气动的或液压的动力源连接的输入；用于与所述工具连接以便将所述气动的或液压的动力从所述源供应至所述工具的输出；并且所述检测机构可对所述气动的或液压的动力从所述输入至所述输出的供应进行检测。

所述气动的或液压的动力最好是压缩气体。

所述检测机构优选包括对通过所述设备的气体流进行检测的机构。

所述检测机构最好包括响应于所述气动的或液压的动力流可在第一和第二位置之间移动的第一机构；所述第一机构朝向所述第一位置偏置；并且所述监测机构可对在所述第一机构处于所述第二位置期间所经过的时间进行监测。

所述第一机构可以包括活塞机构，所述活塞机构响应于从所述动力源至所述动力工具供应的气动的或液压的动力可从所述第一位置移动到所述第二位置，并且所述检测机构另外还可以包括将所述活塞机构朝向所述第一位置偏置的偏置机构；并且所述监测机构可对在所述活塞机构处于所述第二位置期间所经过的时间进行监测。

所述监测机构优选响应于所述活塞机构的移动来工作。

所述监测机构最好包括响应于所述第一机构的移动而可启动(actuable)的开关机构。

所述监测机构优选包括用于对在动力工具的使用期间所经过的累积时间进行记录的第二记录机构。

所述设备最好另外还包括用于对第二记录机构进行复位的复位机构。

根据另一实施方式，所述设备另外还包括用于防止未经授权即对记录的时间进行复位的安全机构。

所述设备另外最好还包括用于对所监测的时间进行显示的机构。

所述设备另外最好还包括用于响应于所述记录的时间超出预定值而禁止所述工具工作的控制机构。

所述控制机构优选包括用于防止气动的或液压的动力流响应于超出预定值的所述记录的时间而从所述输入流至所述输出的阀机构。

所述设备另外最好还包括用于可以将所述记录的时间下载到外部设备的微处理器机构。

根据本发明的第二方面，提出一种用于对电驱动的动力工具的使用进行监测的设备，所述设备包括：用于对所述电动力从所述动力的动力源通过供应线路供应至所述工具的供应进行检测的机构，并且所述检测机构适于与所述供应线路电感耦合，以便对流经所述供应线路的电流进行检测；响应于所述检测机构用于对在所述气动的或液压的动力的供应期间所经过的时间进行记录的监测机构。

所述设备最好适于与用于所述电驱动的动力工具的电源电缆连接，以便对供应至工具的电流的供应进行直接探测。

所述设备优选另外还包括：用于与所述电源连接的输入；用于与所述工具连接的输出，以便将所述电动力从所述源供应至所述工具；并且所述检测机构可对从所述输入流至所述输出的电流进行检测。

根据本发明的一种优选的实施方式，所述检测机构可将来自电源的电流转换成输出信号，用于表明动力正被供应至工具，并且所述监测机构包括第二记录机构，用于对在动力工具的使用期间所经过的累积时间进行记录。

所述设备另外最好还包括用于对第二记录机构进行复位的复位机构。

所述设备优选还包括用于防止未经授权即对记录的时间进行复位的安全机构。

所述设备另外最好还包括用于对所监测的时间进行显示的机构。

所述设备另外最好还包括用于响应于所述记录的时间超出预定值而禁止所述工具工作的控制机构。

所述设备优选另外还包括用于可以将所述记录的时间下载到外部设备的微处理器机构。

附图说明

本发明的其它优选特征将由下面的说明和从属权利要求得到。下面将对照附图，仅结合实例对本发明加以阐述，图中示出：

图1为根据本发明的第一优选实施方式的设备在使用时的示意剖视图，其中示出设备处于非工作状态；

图2为与图1类似的视图，其示出设备处于工作状态；

图3为本发明的第二优选实施方式的示意图；和

图4为本发明的第三优选实施方式的示意图。

具体实施方式

参照图1和2，根据本发明的第一实施方式的设备都以10来表示。图中示出用于动力工具12的设备10，所述动力工具12在本实施方式中是风钻。工具12通过专用的供应管路14与诸如压缩气体的气动源13(此处为压缩空气)连接，以便给钻12提供工作动力，即对钻进行驱动。

设备10由专用的单元或壳体构成，其具有可与动力源13连接的输入17和可与动力工具12连接的输出19。设备具有内部通道机构21，其将输入和输出17，19连接在一起，从而当动力源13与输入17连接时，压缩气体通过通道机构21到达动力工具12。壳体16最好与钻12相邻，并且远离压缩空气源13，从而在使用时易于被工具操作人员看见。

通道21具有检测机构，其用于对从源13通过通道21到达工具12的气动动力的供应进行检测。检测机构包括：气缸18，其设置在给钻12供应压缩空气的供应线路上；第一机构，其由安装在气缸18中的活塞20形成，用于在图1所示的第一封闭位置和图2所示的第二打开位置之间移动，此点将在下面予以详细阐述。在气缸18内设有由复位弹簧22形成的偏置机构，其与活塞20的第一端连接，用于使得活塞20偏置到图1所示的第一封闭位置。

在给工具供应动力期间所经过的时间由响应于检测机构的监测机构记录下来。监测机构包括数字计数器24形式的第一记录机构，其安装在壳体16内，用于对在动力驱动地使用钻12期间所经过的时间进行记录和存储，下面将对此点予以详细阐述。计数器24包括显示机构，用于对在使用工具12期间所经过的时间进行显示。另外，设有第二记录机构25，用于对每次动力驱动地使用钻12的累积总次数进行记录。所述显示机构还可以被配置以显示钻12的累积使用时间。可以理解，这些值可以容易地由操作人员在使用钻12期间来监测，这是因为设备10与钻12相邻的缘故。计数器24包括用于给计数器24供电的电池机构。

设有开关机构26，其可响应于活塞20在第一和第二位置之间的移动而触动，用于对记录机构进行触动和使其不工作。根据本优选实施形式，在气缸18和计数器24之间的配合联系中设有簧片开关26形式的开关机构，用于对计数器24的计时功能进行激活和使其无效。开关26包括具有打开位置和闭合位置的触点。当开关触点处于打开位置时，计数器不工作，但当开关触点处于闭合位置时，计数器被触动。

活塞20包括磁触点28，用于与开关26的触点磁配合。

设备10被配置成对压缩空气为了钻的动力驱动而开始被供应至钻的时间进行检测，并且对驱动动力-此处为压缩空气-被供应至钻期间所经过的时间进行监测。

现在对设备10与钻2的配合工作予以阐述。

当钻12不使用时，没有气流流过气缸18，并且活塞20在复位弹簧22的作用下被保持在图1所示的封闭位置。由于活塞20处于封闭位置，活塞20上的磁触点28相对于开关26处于第一‘不工作的位置’。在这个位置上，开关触点打开，并且计数器待机。

当使用者希望使用钻12时，压下钻12上的触发机构29，这引起压缩空气-图2中以A来表示-经由气缸18流过壳体16，从而将驱动动力供应至钻12。

当压缩空气流过气缸8时，压缩空气克服复位弹簧22的偏置力，并且活塞20移动到图2所示的打开位置。当活塞20移动时，磁触点28相对于开关26移动至第二‘工作位置’。磁触点28以这种方式的移动引起开关26中的触点闭合，并由此将计数器24的计时功能激活。因此，计数器24响应于活塞20的移动来工作。

计数器24以小时、分钟和秒来监测压缩空气被供应至钻12并且开关26的触点闭合期间所经过的时间。监测值可由钻12的操作人员经由显示机构看见。

如果经由设备10供应至钻的压缩空气流停止或在其它情况下中断，那么复位弹簧22的偏置力引起活塞20复位到图1所示的封闭位置。这引起活塞20上的磁触点28相对于开关26复位到第一位置，并脱离与开关触点的磁联系，从而触点打开，并且计数器24的计时功能被无效。

每次驱动动力被供应至钻12时，即每次动力驱动地使用工具12时，上述循环都重复进行。

可以理解，本发明具有优点，因为它提出了一种简单的直截了当的对特定的动力工具的实际使用时间进行监测的方法。这使得操作人员和/或老板可以在累积的基础上对工具的使用进行监测，例如，在实际使用预定的小时之后被回收，以便维护。

设备10还可以包括微处理器27或其它合适的机构，用于可以将信息存储在记录机构24，25中，以便通过电缆连接或光缆连接或无线连接将信息下载到诸如计算机的外部设备。

另外，在参考气动工具对图1和2的实施方式予以阐述的同时，可以理解，本发明同样也可以适于对用于液压驱动的工具的液体流进行监测。

同样可以理解，可以在任一方向上使用设备10，而不必将其保持在诸如水平的特定方向上。

第二记录机构25可以具有复位，用于可以对该记录机构的计数进行复位。另外，可以设有安全设备，以便防止未经授权即对第二记录机构25的计数进行复位。

在设备10中还可以设有控制机构，所述控制机构在记录机构25的计数达到预定的值时被启动，以便关闭通道21，并防止进一步给工具12供应动力。因此，设备10可以防止工具在已经到达其预定的使用时间时还继续工作。通道21的关闭可以通过对简单的阀进行启动来实现。

本发明同样也适于使用电动工具，现在将对照图3对此予以阐述，图3示出根据本发明的第二实施方式的设备，其以30来表示。

设备30用于以32表示的动力工具，根据本实施方式，所述动力工具32是手动的电钻。电钻32通过以36表示的电缆而与用于对钻32进行驱动的电源34连接，并且设备30穿过电缆36安装，直接位于给钻32供应工作动力的线路上。

电缆36包括一对导线38。设备30包括变流器40，并且设备被设置成导线38中的一根穿过变流器40。变流器40经由以44表示的电路与数字计数器42联系。本技术领域的技术人员从图3和下面的说明中将很容易了解电路的部件。

在使用中，当电流流过电缆36，以便对钻32进行驱动时，变流器40产生较小的AC电压。这个电压经过整流而传递到电路44中的负载电阻上，所述负载电阻与电容器平行。结果在钻32处于被驱动而工作的状态下的任何时候，都得到平整的DC电压。

所述DC电压通过电阻器被采样到NPN晶体管的基极上，以便从电路44产生开放集电极输出。计数器42利用所述输出对钻32接收到被供应的驱动动力的时间进行测量。

对于图1和2的实施方式，计数器42被配置成对动力已经供应至工具32以便工具32每次在给定的操作下被使用所经过的时间进行显示，同样也对用于说明工具32的使用寿命的累积工作次数进行显示。

可以理解，很大程度上设备30具有与设备10相同的功能。

如图所示，设备穿过电源电缆36上的导体38之一安装，从而与电源电缆36构成整体。然而，根据图4所示的本发明的第三优选实施方式，类似的电设备可以容纳在专用单元内，其适于在动力工具和所述工具的电源之间进行可选择的连接。

图4中以50表示的设备包括专用的壳体52。壳体52内设有与图3所示的电路44基本对应的电路，因此对电路不予详细阐述，而在很大程度上以方框图的形式将其示出。可能之处，将采用图3中用以表示设备30和电路44内的电部件的参考数字来表示图4中相同的部件。

壳体52的第一端包括接线插座54，其被配置成可以插入来自电动工具58的插塞式连接器56。从壳体的第二端延伸出具有插塞式连接器62的电缆60，用于与动力工具的电源(未示出)进行连接，或者与来自电源的电缆进行连接。在壳体52内部延伸有一对导体64，其形成在壳体52的第一端和第二端之间的，即在插座54和电缆60之间的电连接。在其它方面，设备50与图3的设备30基本相同，具有穿过导体64之一连接的电流互感器40，具有经由电路44与互感器40联系的计数器42。

设备50可以直接插入到AC电源中，或者插入到扩展电缆中，例如电缆56，并且可以具有任意合适的所要求的长度。

本技术领域的技术人员对照图3和4将很容易地理解设备50的工作。

上述根据本发明的设备优选具有适当的耐工业环境的稳定的(robust)结构。在两种实施方式中，装有设备的工作部件的壳体适于用作在动力工具和该工具的电源之间的中间连接件。设备优选是小的独立单元，壳体的尺寸例如为长50mm，高40mm，深20mm。

设备也可以是小的箱盒型单元(magazine-type unit)，其可以直接与动力工具的手持部分或其它部分连接，其中这种单元具有用于连接来自电源或气动动力源的供应线缆的连接器机构。

根据本发明的设备优选是独立的专用单元，其便于携带并适于与动力工具一起移动，以便在远端工作站使用。然而，可以理解，根据本发明的设备也可以直接集成到动力工具中。在各种情况下，设备都适于在将驱动动力供应至工具的供应线路上工作，其中对工具的操作人员的身体限制很有限。

尽管没有示出，但根据本发明的设备也可以包括安全复位机构，例如钥匙操作式开关，其可以被锁定，以防止操作人员将计时机构复位。

本发明的改型的实施方式可以包括具有声音警告或可视警告的预置报警器，其可以被编程为一旦计时机构探测到预置值就激活，以便将用于设备的工具回收以便维护。

根据本发明的设备还可以包括可编程的切断机构，例如切断阀或开关，用于在已经探测到使用了预定的期限之后防止通过设备还继续供应驱动动力。

在对图1和2的实施方式做出的改型中，通过压力传感器对供应至工具的气动的气流或液压的液体流进行监测，其可以对在供应动力管路14中的压力的变化进行检测，例如通过能够随着压力的变化而弯曲的合适的膜片或横膜。

Claims (25)

1.一种设备，用于对气动的或液压的动力驱动工具(12)的使用进行监测，所述设备(10)包括：

用于对将所述气动的或液压的动力从所述动力的动力源(13)至所述工具(12)的供应进行检测的机构(18，20，22，28)；和

响应于所述检测机构(18，20，22，28)用于对在所述动力的供应期间所经过的时间进行记录的监测机构(24，26)。

2.如权利要求1所述的设备，还包括：

用于与所述气动的或液压的动力源(13)连接的输入；

用于与所述工具(12)连接以便将所述气动的或液压的动力从所述源(13)供应至所述工具(12)的输出；

并且所述检测机构(18，20，22，28)可对所述气动的或液压的动力从所述输入至所述输出的供应进行检测。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述气动的或液压的动力是压缩气体。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述检测机构(18，20，22，28)包括对通过所述设备(10)的所述气体流进行检测的机构(20)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中：

所述检测机构(18，20，22，28)包括响应于所述气动的或液压的动力流可在第一和第二位置之间移动的第一机构(20)；

所述第一机构(20)朝向所述第一位置偏置；

并且所述监测机构(24，26)可对在所述第一机构处于所述第二位置期间所经过的时间进行监测。

6.如权利要求5所述的设备，其中：

所述第一机构包括活塞机构(20)，所述活塞机构(20)响应于从所述动力源(13)被供应至所述动力工具(12)的气动的或液压的动力可从所述第一位置移动到所述第二位置，并且所述检测机构(18，20，22，28)另外还包括使得所述活塞机构(20)朝向所述第一位置偏置的偏置机构(22)；

并且所述监测机构(24，26)可对在所述活塞机构(20)处于所述第二位置期间所经过的时间进行监测。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述监测机构(24，26)响应于所述活塞机构(20)的移动来工作。

8.如权利要求5，6或7所述的设备，其中所述监测机构(24，26)包括响应于所述第一机构(20)的移动而可启动的开关机构(26)。

9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述监测机构(24，26)包括用于对在所述动力工具(12)的使用期间所经过的累积时间进行记录的第二记录机构。

10.如权利要求9所述的设备，另外还包括用于对所述第二记录机构进行复位的复位机构。

11.如权利要求1至10中任一项所述的设备，另外还包括用于防止未经授权即对所述记录的时间进行复位的安全机构。

12.如权利要求1至11中任一项所述的设备，另外还包括用于对所监测的时间进行显示的机构。

13.如权利要求1至12中任一项所述的设备，另外还包括用于响应于所述记录的时间超出预定值而禁止所述工具(12)工作的控制机构。

14.如从属于权利要求2的权利要求13所述的设备，其中所述控制机构包括用于防止气动的或液压的动力流响应于所述记录的时间超出预定值而从所述输入流至所述输出的阀机构。

15.如权利要求1至14中任一项所述的设备，另外还包括用于可以将所述记录的时间下载到外部设备(10)的微处理器机构。

16.一种设备，用于对电驱动的动力工具(32)的使用进行监测，所述设备(30，50)包括：

用于对将所述电动力从所述动力的动力源(34)通过供应线路至所述工具(32)的供应进行检测的机构(40)，所述检测机构适于与所述供应线路电感耦合，以便对流经所述供应线路的电流进行检测；

响应于所述检测机构(40)用于对在所述气动的或液压的动力的供应期间所经过的时间进行记录的监测机构(42)。

17.如权利要求16所述的设备，其中所述设备适于与用于所述电驱动的动力工具的电源电缆(36)连接，以便对供应至所述工具的电流的供应进行直接探测。

18.如权利要求16或17所述的设备，另外还包括：

用于与所述电源(34)连接的输入；

用于与所述工具(32)连接的输出，以便将所述电动力从所述源(34)供应至所述工具(32)；

并且所述检测机构(40)可对从所述输入流至所述输出的电流进行检测。

19.如权利要求16，17或18所述的设备，其中所述检测机构可将来自所述电源的电流转换成输出信号，用于表明正被供应至所述工具的动力。

20.如权利要求16至19中任一项所述的设备，其中所述监测机构(42)包括第二记录机构，用于对在所述动力工具(32)的使用期间所经过的累积时间进行记录。

21.如权利要求20所述的设备，另外还包括用于对所述第二记录机构进行复位的复位机构。

22.如权利要求16至21中任一项所述的设备，另外还包括用于防止未经授权即对所述记录的时间进行复位的安全机构。

23.如权利要求16至22中任一项所述的设备，另外还包括用于对所监测的时间进行显示的机构。

24.如权利要求16至23中任一项所述的设备，另外还包括用于响应于所述记录的时间超出预定值而禁止所述工具(32)工作的控制机构。

25.如权利要求16至24中任一项所述的设备，另外还包括用于可以将所述记录的时间下载到外部设备的微处理器机构。

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