CN102741020B - 用于手持式工具机的操作元件 - Google Patents

Abstract

电气的手持式工具机（100）包括圆柱形的装置区段（105、110）、可以围绕着所述圆柱形的装置区段运动的操作元件（120）以及布置在所述装置区段上的用于确定所述操作元件的旋转位置的电气的扫描装置（210），其中所述扫描装置设置用于以光学方式对所述旋转位置进行扫描。

Description

用于手持式工具机的操作元件

技术领域

本发明涉及一种用于手持式工具机的操作元件。

背景技术

电气的手持式工具机经常包括电气的驱动马达，该电气的驱动马达借助于传动机构将工具或者工具固定座置于旋转之中。所述电气的手持式工具机的能量供应可以借助于与所述手持式工具机相连接的蓄能器比如电池组或者蓄电池或者通过电气的馈电线比如由供电网来提供。

为了能够尽可能紧凑地实现所述电气的手持式工具机，优选如此设计操作元件，使得其仅仅少许地改变所述电气的手持式工具机的外部的轮廓。由此在狭小的空间的环境下也保证所述电气的手持式工具机可以接近工件。

在经常圆柱形的动力传动系的区域中，为此有时设置了操作元件，该操作元件可以在旋转或者回转运动中基本上围绕着所述动力传动系运动。通常借助于固定在所述操作元件上的滑动接点来对这样的操作元件进行电气的扫描，所述滑动接点根据所述操作元件的旋转位置来断开或者说闭合扫描电路板的触点。所述扫描电路板基本上在垂直于所述操作元件的旋转轴线的平面中延伸并且沿径向的方向在里面和外面受到圆周的限制。

扫描电路板的制造和装配比较麻烦，这会提高电气设备的生产成本。此外，所述触点或者说滑动接点经受可能在所述电气的手持式工具机的区域中出现的潮气和污染。

发明内容

本发明的任务是，说明一种具有得到改进的扫描装置的电气的手持式工具机。

本发明用一种手持式工具机来解决这个问题，其具有圆柱形的装置区段、能围绕着所述圆柱形的装置区段运动的操作元件以及布置在所述圆柱形的装置区段上的用于确定所述操作元件的旋转位置的电气的扫描装置，其中，所述扫描装置设置用于以光学方式对所述旋转位置进行扫描，其中所述扫描装置包括多个二进制的扫描元件，其中每个扫描元件提供所述操作元件的以二进制编码的旋转位置的二进制数字。

电气的手持式工具机包括圆柱形的装置区段、可以围绕着所述圆柱形的装置区段运动的操作元件以及布置在所述装置区段上的用于确定所述操作元件的旋转位置的电气的扫描装置，其中所述扫描装置设置用于以光学方式对所述旋转位置进行扫描。

有利地通过所述光学扫描来极为有效地抑制通过可能在所述手持式工具机的区域中存在的潮气、灰尘或者振动引起的干扰影响。

所述扫描装置可以包括多个二进制的扫描元件，在这些二进制的扫描元件中每个二进制的扫描元件提供所述旋转位置的以二进制来编码的表示的二进制数字。通过这种方式，可以通过最小数目的扫描元件来直接确定具有较高的分辨率的绝对的旋转位置。可以有利地在没有进一步转换的情况下比如借助于集成的数字的控制系统在数字技术上继续对如此确定的旋转位置进行处理。

在此可以如此对所述旋转位置进行编码，使得所述操作元件的相应相邻的旋转位置的二进制的表示最多相差一个二进制数字。与常见的二进制码或者BNC代码相比，避免了如此剧烈偏差的误测量，如果在两个相邻的旋转位置之间多个二进制数字发生变化，则可能产生所述如此剧烈偏差的误测量，但是所述变化比如由于所述具有扫描元件的操作元件的构造的缺陷仅仅在某种角度偏差下进行。如果在所述角度偏差之内进行测量，那就会以误差进行误测量，所述误差会一直助长最高值的二进制数字，这可能相当于所述扫描装置的数值范围的一半。通过所述按本发明的编码，误测量最大可能总数为相邻的旋转位置之间的差别的量，这一般相当于最低值的二进制数字。

所述操作元件可以具有一定数目的圆弧形的位置标记，其中每个扫描元件设置用于对为其分配的位置标记进行扫描并且至少两个位置标记处于同一个围绕着所述操作元件的旋转轴线的圆周上。由此可以有利地在不使用额外的结构空间的情况下扩大所述操作元件的所编码的旋转位置的分辨率或者可以在分辨率相同的情况下缩小所述操作元件的机械范围。

为此，相对于所述操作元件的旋转轴线沿径向方向延伸的编码盘可以与所述操作元件相连接。所述位置标记可以以穿孔或者反射标记的形式构造在所述编码盘的里面和/或上面。所述扫描元件可以包括光势垒或者反射光势垒。可以使用看得见或者看不见的光线比如红外线，并且可以对所述光线进行调制，用于抑制通过外部光线引起的干扰。所述反射标记可以布置在所述编码盘的不同的面上。由此可以有利地节省其它的沿所述编码盘的径向方向的结构空间，从而还可以将所述电气的手持式工具机构造得更为紧凑。

所述电气的手持式工具机可以包括控制系统，该控制系统构造用于在所述操作元件的旋转位置的基础上控制所述手持式工具机的电气的驱动机构。可以有利地通过这种方式以直观的方式通过所述手持式工具机的使用者来控制所述驱动机构的转速和/或所述驱动机构的转矩。所述控制系统可以与所述扫描元件一起布置在一块共同的平坦的电路板上。由此可以避免专用构件的连接，由此可以降低用于所述电气的手持式工具机的制造成本。

所述圆柱形的装置区段可以包括所述手持式工具机的电动马达和/或行星齿轮传动装置。所述操作元件以及必要时所述控制系统可以与所述电动马达和/或所述行星齿轮传动装置集成在一起，从而形成通用的驱动机组，该驱动机组可以用在大量不同的电气的手持式工具机中。

所述操作元件可以围绕着旋转轴线运动，该旋转轴线平行于所述圆柱形的装置区段的纵轴线延伸。在此所述旋转轴线与所述纵轴线汇重合或者相对于所述纵轴线偏置地伸展。因此所述操作元件的可动性可以与将所述圆柱形的壳体区段包围的壳体的轮廓相匹配。

附图说明

现在参照附图对本发明进行详细描述。附图中：

图1是电动螺丝刀的示意图；

图2是图1的电动螺丝刀的驱动机构的等距的视图；

图3是图2的编码盘的俯视图；并且

图4是图2的扫描装置的旋转位置与状态之间的分配表格。

具体实施方式

图1示出了电动螺丝刀100的示意图。所示出的电动螺丝刀100代表着任意的电气的手持式工具机；在其它的实施方式中也比如可以包括钻头、照明装置或者测量仪器，所述钻头、照明装置或者测量仪器具有一个设有相应的操作元件的圆柱形的装置区段。所述电动螺丝刀100包括电气的驱动马达105、行星齿轮传动装置110、电子的控制系统115、操作元件120和蓄电池125，这些部件布置在所述电动螺丝刀100的壳体130中。除此以外，可以从外面接近所述电动螺丝刀100上的触发器135和钻头套筒140。

根据所述操作元件120和触发器135的位置，所述电子的控制系统115将来自蓄电池125的电流提供给电气的驱动马达105。将由所述电气的驱动马达105输出的转矩传递给所述行星齿轮传动装置110并且从那里传递给所述钻头套筒140。所述钻头套筒140设置用于接纳工具比如钻头或者铣刀，在此将所述钻头套筒140的旋转传递到所述工具上。所述电气的驱动马达105和行星齿轮传动装置110形成驱动机构145。

在所述电动螺丝刀100的其它实施方式中，所述蓄电池125处于其它的位置中，使得所述壳体130以尽可能紧凑和人体工效的方式成形，比如基本上成形为旋转椭圆体或者圆柱体。

图2示出了图1的电动螺丝刀100的驱动机构145的等距的视图。所述电气的驱动马达105和行星齿轮传动装置110沿着共同的旋转轴线250延伸。所述电子的控制系统115布置在电路板220上，其中所述电路板220拥有光势垒元件205。所述光势垒元件205对编码盘230进行扫描，所述编码盘230在关于所述电气的驱动马达105和行星齿轮传动装置110同轴的情况下以能够围绕着旋转轴线250旋转的方式来布置。所述编码盘230基本上沿相对于所述旋转轴线250径向的方向延伸并且包括平行于所述旋转轴线250伸展的用于与图1的操作元件120相啮合的棘爪240。在与每个光势垒元件205对置的情况下在所述编码盘230的相应对置的一面上布置了另一个光势垒元件205。相应两个光势垒元件205形成一个光势垒210，该光势垒以预先给定的离开旋转轴线250的径向间距对所述编码盘230进行扫描。

在所示出的实施方式中，所述编码盘230具有空隙，所述空隙可以按所述编码盘230的旋转位置让光势垒210的光势垒元件205之间的光线通过或者不让其通过。在另一种实施方式中，所述编码盘230可以不是拥有空隙而是也拥有反射标记并且所述光势垒210可以相应完全处于所述编码盘250的面之一上，用于对反射标记进行扫描。

所述编码盘230支承在图1的壳体130的槽中并且得到导引。所述棘爪240如此啮合到图1的操作元件120中，从而将所述操作元件240的围绕着旋转轴线250的回转运动传递到所述编码盘230上。

图3示出了图2的编码盘230的沿着旋转轴线250的俯视图。所述编码盘230具有一定数目的凹处305，所述凹处在具有不同的半径r1和r2的围绕着旋转轴线250的环形轨迹上伸展。沿着绕半径r1和r2的环形轨迹如此布置了所述凹处，使得其按所述编码盘230的关于图2的电路板220的旋转位置可以让所述光势垒元件205的光线通过或者不让其通过。所述编码盘围绕着所述旋转轴线250在大约180°的角度上延伸。图3的编码盘230的最大设置的旋转角低于90°，因而关于所述棘爪240产生外面的左边的轨迹310、里面的左边的轨迹320、外面的右边的轨迹330和里面的右边的轨迹340，这些轨迹相应地由图2的不同的光势垒210进行扫描。

在另一种实施方式中，可以沿着所述轨迹310到340取代凹处305也安置了反射标记并且由所述光势垒元件205构成的光势垒210可以是反射光势垒。彼此相对应的光势垒元件而后始终处于所述编码盘230的同一面上。在所述编码盘230的正面和背面上，不同的相应于轨迹310到340的轨迹彼此对置。可以从每一面用比如四个各由两个光势垒元件205构成的光势垒来实施对编码盘230的扫描，这将特定的旋转位置的分辨率扩大了2⁴=16的因数。作为替代方案，比如可以用所述编码盘230的每一面上的两个光势垒来对四条类似于轨迹310到340的轨迹进行扫描，其中所有四条轨迹相对于所述编码盘230的旋转轴线具有相同的半径。

图4示出了所述编码盘220的旋转位置与图2的光势垒元件205或者说光势垒210的状态之间的分配表格400。沿水平的方向，绘出了图2和3的编码盘230或者说图1的操作元件120的16个旋转位置。沿垂直方向，为图2的每个光势垒210规定一个行。在所述分配表格400中，白色的区代表着相应的光势垒元件205之间的中断的光通量并且黑色的区代表着存在的光通量。所述光通量能够通过按图3的编码盘230中的凹处305来实现或者在使用反射光势垒的情况下能够通过所述编码盘230上的反射的区域来实现。

最上面的在图4中示出的行相应于所示出的代码的最不显著的二进制数字（Least Significant Bits，LSB）；往下所示出的二进制数字的显著性上升直至第四行中的最高显著的二进制数字（Most Significant Bit，MSB）。

旋转位置与四个不同的光势垒210的二进制的状态之间的所示出的编码相当于4位格雷码。这种代码的突出之处在于，在相邻的数值或者说旋转位置之间相应地仅仅一个唯一的二进制数字（bit）的状态发生变化。与常见的双重编码相比，由此省去这样的要求，即如此精确地关于所述编码盘230对所述光势垒元件205进行定位，从而在所述编码盘230的相邻的旋转位置之间多个光势垒210的关于绝对相同的旋转位置的状态发生变化，这引起巨大的实际困难。

如果不是在位置相同的情况下使用二进制码时转换所述光势垒210，从而可以在这两个角度位置之间读出一个结果，该结果以一个量为幅度被歪曲，该量取决于所述二进制数字的价值的总和，为所述价值分配了转换的光势垒210。在最严重的情况下，所述误差会达到最高值的二进制数字的量，这可能是所述编码的数值范围的一半或者说所述旋转位置范围的一半，也就是8个位置。对于在所述分配表格400中示出的格雷码来说，可以在所述编码盘230的相邻的旋转位置之间通过误扫描仅仅最大出现一次相当于一个旋转位置的误差。

为了对所述编码盘230的特定的旋转位置继续进行处理，可以以已知的方式将在图4中示出的格雷码比如转换为二进制码。所述转换朝两个方向是明确的并且众所周知。

Claims (9)

1.电气的手持式工具机（100），具有

-圆柱形的装置区段（105、110）；

-能围绕着所述圆柱形的装置区段（105、110）运动的操作元件（120）；以及

-布置在所述圆柱形的装置区段（105、110）上的用于确定所述操作元件（120）的旋转位置的电气的扫描装置（210），

其中，

-所述扫描装置（210）设置用于以光学方式对所述旋转位置进行扫描，

其特征在于，所述扫描装置（210）包括多个二进制的扫描元件（205），其中每个扫描元件提供所述操作元件的以二进制编码的旋转位置的二进制数字。

2.按权利要求1所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于，如此对所述旋转位置进行编码，使得所述操作元件（120）的相应相邻的旋转位置的二进制的表示的区别在于至多一个二进制数字。

3.按权利要求1或2所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于，所述操作元件（120）具有一定数目的圆弧形的位置标记，每个扫描元件（205）设置用于对为其分配的位置标记进行扫描并且至少两个位置标记处于围绕着所述操作元件（120）的旋转轴线（250）的相同的圆周上。

4.按权利要求3所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于与所述操作元件（120）相连接的编码盘（230），该编码盘相对于所述操作元件（120）的旋转轴线（250）沿径向方向延伸，并且所述位置标记之一包括所述编码盘中的一个穿孔。

5.按权利要求3所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于与所述操作元件（120）相连接的相对于所述操作元件（120）的旋转轴线（250）沿径向方向延伸的编码盘（230），并且所述位置标记中的两个位置标记在所述编码盘（230）的不同的面上包括反射标记。

6.按权利要求中1所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于控制系统（115），该控制系统构造用于在所述操作元件（120）的旋转位置的基础上控制所述电气的手持式工具机（100）的电气的驱动机构。

7.按权利要求6所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于，所述控制系统（115）和所述扫描元件（205）布置在共同的平坦的电路板（220）上。

8.按权利要求1所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于，所述圆柱形的装置区段包括电动马达（105）和/或行星齿轮传动装置（110）。

9.按权利要求1所述的电气的手持式工具机（100），其特征在于，所述操作元件（120）能够围绕着旋转轴线（250）运动，该旋转轴线平行于所述圆柱形的装置区段（105、110）的纵轴线延伸。