CN111386421A

CN111386421A - 用于动力工具的控制装置以及包括这种控制装置的安全工具

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Publication number: CN111386421A
Application number: CN201880075762.4A
Authority: CN
Inventors: R·佩朗; B·洛佩斯
Original assignee: Pellenc SAS
Current assignee: Pellenc SAS
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: ES2904922T3; EP3714198A1; MX2020005362A; JP7213247B2; AU2018372369A1; CN111386421B; JP2021504160A; KR20200090839A; EP3714198B1; BR112020008692A2; WO2019102130A1; US20210039274A1; US11130251B2; KR102584781B1

Abstract

本发明涉及一种用于动力工具的控制装置(10)以及一种设置有该控制装置的动力工具(12)。控制装置(10)包括‑操作控制接口(128)，其设置有手动致动的控制器(130)，‑安全阻抗测量接口(131)，其中，该阻抗测量接口包括彼此电绝缘的第一手动接触电极(132)和第二手动接触电极(134)，并且其中，手动接触电极(132、134)位于控制器(130)上，并且在控制器的手动支承表面上延伸。本发明适于控制动力工具，特别是电动工具，例如修枝剪，并保证其安全使用。

Description

用于动力工具的控制装置以及包括这种控制装置的安全工具

技术领域

本发明涉及一种用于启动或停止动力/机动化工具的控制装置以及一种包括这种控制装置的安全工具。控制装置应当理解为一种用于启动或停止工具或在使用工具时改变工具的操作的装置。在工具具有旋转的活动部件的情况下，改变操作可以是连续或不连续地改变旋转速度。也可以改变活动部件的全部或一部分的相对位置。例如，在动力修枝剪的特定情况下，这涉及打开和关闭切割钩上的切割刀片。

改变操作还可以包括改变工具的操作模式。例如，对于修枝剪而言，这可能意味着从具有按比例关闭刀片的操作模式变成全有或全无的脉冲操作模式。

改变工具的操作也可以是改变口径或操作范围。仍然参考修枝剪，这涉及例如对切割刀片相对于切割钩的最大开口的改变或对刀片的最大行程的改变的控制。

当工具设置有自动紧急停止装置以在操作员无意间接触工具的活动部件的情况下防止对操作员造成伤害或至少限制操作员伤口的严重程度时，该工具被认为是安全的。

如果在没有操作员主动干预而是基于简单检测到存在危险伤害的情形时触发紧急停止，该紧急停止装置被认为是自动的。

本发明应用于诸如圆锯之类的机床，或者应用于便携式动力工具，特别是应用于具有可移动刀片或活动的锋利或钝的部件的切割工具。本发明特别地应用于剪切机、修枝剪、链锯、锯、磨床或钻床。

背景技术

下列文献给出了对现有技术的说明：

FR 2712837

FR 2779669

FR 2831476

FR 2838998

FR 2846729

FR 2963081

FR 3001404

EP 2490865

EP 2825811

US 5025175

US 7365955

WO2012/025456

这些文献涉及具有电子控制装置的机器和工具，该电子控制装置设置有紧急停止装置，以避免对操作员造成伤害。

在这些文献中，可以找到许多工具，例如用于单手修剪植被的电动修枝剪。在这种情况下，操作员用一只手握住电动修枝剪，然后用另一只手握住已切割或待切割的植物。当没握住修枝剪的手在切割过程中变得非常接近/紧邻或者快要接触切割元件时，存在受伤的风险。在修枝剪或剪子的情况下，切割元件自身在大多数情况下呈现为固定刀片或钩以及枢转刀片的形式。枢转刀片在钩上在打开位置和闭合位置之间枢转，从而在枢转刀片和钩之间产生剪切作用。某些修枝剪的切割元件还可以包括两个相互配合的可移动刀片，以在刀片从打开位置转到关闭位置时实现剪切效果。

在钻床、磨床、圆锯或链锯的情况下，切割元件呈围绕轴线旋转的切割部件。

在诸如剪切机、破碎机或圆锯的机床中，切割元件自身呈围绕轴线旋转或相对于固定框架平移运动的切割部件的形式。

采用了多种手段来检测手与切割元件的非常接近或接触。可以特别地区分为无线电装置、刀片上的电势检测装置、电容装置或者还有阻抗测量装置。

已知的安全装置采用通过通信链路电连接至安全装置的手套、鞋子或信标。该链路可以是有线链路，也可以是赫兹波。

当使用手套时，手套装备有电导体，其功能是在手套和切割元件之间建立测量电路。相似地，可以使用导电鞋来建立连接到地面并包括操作员身体的测量电路。

使用电子信标、导电手套、导电鞋或更一般地电连接至切割工具的导电衣物来检测操作员与切割元件的接触。响应于检测到导电衣物与切割元件的接触的切割操作的紧急停止使得可以避免或限制可能的伤害的严重程度。

然而，已知的安全装置对于操作员而言确实具有许多困难或缺点。这些特别地包括以下内容：

-由导电衣物与修枝剪之间的有线连接产生的不适感，

-切断导电衣物与修枝剪之间的有线连接的风险。

相关申请

本发明继续了专利申请FR 17/71254和FR 17/71255中公开的发明的一些特征，并且对这些专利申请进行了参考。本发明构成了对它们的改进。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的设备遇到的困难。

本发明还旨在提出通过一种改进的控制装置来代替现有的控制装置，该改进的控制装置同时集成了操作功能，例如活动部件控制和安全功能。

本发明的另一目的是提出一种控制装置和一种集成该控制装置的工具，该工具是人机工程学的并且是可靠的，特别是在涉及安全功能方面。

为了实现这些目的，本发明更准确地提出了一种用于动力工具的控制装置，该控制装置包括：

-操作控制接口，其设置有手动致动的控制器，该控制器具有用于使控制器在关闭/休止位置和至少一个操作位置之间移动的手动支承表面，

-安全阻抗测量接口，其包括彼此电绝缘的第一手动接触电极和第二手动接触电极。

手动接触电极位于控制器上，并且在控制器的手动支承表面上延伸。

控制装置可以用于控制动力工具，特别是动力切割工具。

控制装置的第一接口是操作控制接口，即用于控制工具操作的接口。操作控制接口在其发出电信号、改变电信号或改变控制电路的电特性(例如控制电路的电阻、电容、电感或信号频率)的意义上可以是电接口。在操作控制接口的非常简单的表达中，其可以概括为能够用作电动马达的电源的通电或断电的开关。它还可以包括速度控制器、可变电阻器或可变电容器，以根据手动致动控制器的运动或位置产生可变信号。控制接口还可以包括光学传感器，例如测量控制器的位置并基于该位置产生信号的距离传感器。

控制器是操作控制接口的一部分。它允许操作员基本上通过推动控制器或者通过改变控制器的位置来输入控制。控制器自身例如可以是按钮、杆式触发器或棘爪的形式。

尽管操作控制接口优选地是电接口，但是它也可以是例如作用于热驱动发动机的进气口的机械接口。

控制器的运动基本上在对应于工具停止的休止位置和对应于例如工具工作的至少一个操作位置之间。工具工作基本上被理解为设定工具的活动部件的运动。下面将进一步描述该方面。

更准确地，控制器可以处于停止或休止位置，在该位置，不发送命令并且装备有控制装置的工具处于停止或待机状态。控制器还可以处于对应于工具的一种或多种操作状态或模式的一个或几个操作位置，或者在命令与控制器的运动幅度成比例的情况下处于工具的比例操作状态。

举例来说，在钻床或刨槽机的情况下，比例控制可以控制可变的旋转速度。比例控制还可以控制修枝剪的切割刀片相对于修枝剪的钩的相对位置。

当打算用一只手、一根手指、多根手指或者也许用手的另一部分(例如手掌)致动控制器时，则控制器被认为是手动的。手可以是裸露的、全部或部分被导电手套覆盖，特别是在其与控制器接触的位置处。

在下面的描述中提及操作员的手不会预判手是裸露的或被导电手套覆盖，也不会预判操作控制器的手或手指的部分。

控制器的手动支承表面表示当操作员致动控制器时，控制器与操作员的手相接触的部分。例如通过在控制器的支承表面上施加压力来进行致动。

与操作控制接口不同，控制装置的第二接口是阻抗测量接口。阻抗测量接口应当理解为是指这样的接口，该接口用于测量或比较一个或多个阻抗，以及延伸为依赖于阻抗的一个或多个电特性。例如，它是欧姆阻抗、与阻抗成比例变化的电压和/或电流。特别地，阻抗测量接口的第一电极和第二电极可以是同一电路的一部分或者是用于建立待比较的电特性的两个独立电路的一部分。下面给出了利用阻抗测量接口的可能性的更详细的描述。

有利地，由于阻抗测量接口的手动接触电极在控制器的支承表面上延伸，因此在操作员通过按压该部件来致动控制器时，可以检测操作员的手与阻抗测量接口、同时与两个手动接触电极之间的接触。

另外，阻抗测量接口可以包括由控制装置的操作员所戴的至少一个导电手套或与该导电手套相关联。导电手套应当理解为整体上是导电的手套或者是包括与处于与控制器接触的操作员的手的一部分相关联的导电部分的手套。例如，它是用于控制器的与手的手指相关联的导电的护指套。手套的导电特性是指手套的外部可能能够接触阻抗测量接口以减小与阻抗测量接口的手动接触电极的接触阻抗。它还适用于从手套的内部接触操作员的手。在这种情况下，内部导电部分和外部导电部分彼此电连接，以在操作员的手和手动接触电极之间建立接触。优选地，并且为了在手和手套之间建立良好的弱阻抗接触水平，优选地提供较大的接触表面，并且手套的内部可以完全导电。导电手套可以包括例如导电金属纤维(银、不锈钢、镍等)或碳基纤维。

返回控制器，根据实现该部件的一种有利可能性，它可以具有第一凹槽(reliefen creux)和电绝缘分隔件中的至少一个，该分隔件包括从吸湿材料和防水材料中选择的材料，第一凹槽或分隔件在第一手动接触电极和第二手动接触电极之间在手动支承表面上延伸。

第一凹槽或分隔件的作用是防止在第一电极和第二电极之间由于可能积聚在控制器上的水分而形成导电桥以使得对操作员在阻抗测量接口上的接触的检测失真。控制器上可能积聚的水分可能同时来自周围环境或操作员的汗水。例如，当控制装置是修枝剪的一部分时，控制器中的水分可能由于在葡萄园或果园中在降雨期间或之后或在露水覆盖的植物上使用修枝剪而产生。

在控制器上的湿气膜很薄的情况下，凹槽可以构成防止膜破裂的屏障。在水分更密集的情况下，凹槽还可以用于通过毛细作用来捕获水分，或者提供用于排出水分的通道或排水口。

为了进一步改善由第一凹槽提供的防止任何膜破裂的屏障功能，凹槽可以是具有成角度的边缘的槽(relief)。

控制器还可以包括能够吸收然后排出水分的分隔件，或者相反地，能够排斥水分的分隔件。它防止产生湿气膜，从而防止在没有手动接触的情况下两个手动接触电极之间的意外低阻抗接触。分隔件可以设置成代替凹槽，或者附加于凹槽而具有相同的效果。

分隔件可以由吸湿材料制成，例如多孔陶瓷。分隔件也可以由防水材料制成，例如PVDF(聚偏二氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、Teflon(聚四氟乙烯)，或由防水材料制成的闭孔泡沫。它可以是固体，或者是表面涂层的形式。分隔件也可以用于构成手动接触电极之间的间隔件或手动接触电极的支撑件。

根据控制器具有细长形状的优选构型，第一和第二手动接触电极以及所述第一凹槽可以在控制器上纵向延伸。

控制器可以用不同的方式制成；它可以包括例如杆式触发器或按钮。

视情况而定，可以通过按压控制器以将其沿着其基部的方向按下或者在枢转杆的情况下使其枢转来致动控制器。

根据控制器是杆的一种制造控制器的特定可能性，第一凹槽可以在杆的构成手动支承表面的第一面上延伸。所述杆可包括在杆的与所述杆的第一面相对的第二面上延伸的至少一个第二凹槽。

第一凹槽和第二凹槽例如可以是简单的、分离的或者是多个相邻的槽的形式。

根据控制器是杆的另一种制造控制器的可能性，第一凹槽可以包括在杆的第一面和与杆的第一面相对的第二面之间横穿杆的凹入空间。该横穿的凹入空间由此可以允许水分流向例如杆的不包括电极的一面。凹入空间还使得可以通过作为中介物的定位成与第二面相对的可能的光学传感器来检测在控制器上是否存在操作员的手。

杆的第一面和杆的第二面例如可以是平行于杆的枢转轴线的面。其中一个面可能构成控制器的支承表面或是它的一部分，因此可以容纳操作员的手指或手来致动杆。

无论是按钮或杆，控制器都可以包括由电绝缘材料制成的中心体和设置在中心体的横向侧翼中的由导电材料制成的配件，该配件分别构成第一手动接触电极和第二手动接触电极。

中心体的横向侧翼被认为是与控制器在休止位置和操作位置之间的运动平面平行的侧翼。中心体用于使金属配件以及由此手动接触电极彼此电绝缘。中心体还可以用作金属配件的支承件。

当操作员释放施加在支承表面上的压力时，可以通过复位弹簧使控制器从操作位置返回至停止位置而使控制器加载。

本发明还涉及一种安全动力工具，包括：

-导电的活动部件，

-活动部件的电绝缘控制装置，

-活动部件的驱动马达，

-具有电特性比较器的监测装置，其对操作员与活动部件的接触敏感/作出响应，

-活动部件的紧急停止装置，其由监测装置伺服驱动。

根据本发明：

-控制装置与上述控制装置一致，

-通过作为中介物的控制装置的操作控制接口来控制活动部件的驱动马达，

-监测装置包括控制装置的安全阻抗测量接口。

工具可以是机床或便携式工具，它可以是由热力发动机提供动力的工具，或者优选地是电动动力工具。紧急停止装置可以包括不同的部件，其功能是中断对驱动马达的供电，以制动驱动马达、制动活动部件和/或阻止活动部件。紧急停止还可以包括触发相反的紧急运动，以抵消活动部件的正常运动，并且抵消任何运动部件的动能。运动部件可以是活动部件、活动部件的驱动马达或将马达连接至活动部件的传动机构的部件。

特别地，当驱动马达是电动马达时，可以设置电子控制卡，以使用电动马达来控制电磁制动功能。电磁制动器也可以作用在马达的飞轮上，甚至直接作用在活动部件上。

活动部件的全部或部分由导电材料制成。然而，这不会预判在其表面上是否存在可能的绝缘涂层。如下文进一步描述的那样，活动部件能够通过操作员与活动部件的欧姆接触或电容接触来介入对工具使用的监测。

活动部件特别地可以是切割元件。它可以包括剪切机或修枝剪的切割刀片。活动部件还可以包括装备有钻头的钻床或装备有铣刀的铣床的主轴。

本发明的控制装置具有双重功能。第一功能是接口功能，其允许操作员进入对工具的操作控制。该控制可以是全有或全无控制，例如启用工具、启动工具的特定操作模式或使工具返回停止或待机模式。该控制也可以是比例控制，例如控制驱动马达和/或活动部件的旋转速度，或者是活动部件的全部或部分的比例运动控制。

通过工具的监测装置，控制装置还具有监测功能，该监测装置包括控制装置的阻抗测量接口。

下面描述配置监测装置和使用阻抗测量接口的几种可能性。

根据第一种可能性，监测装置可包括：

-包括第一手动接触电极、第一电阻抗和活动部件的第一电路；第一电路能够在操作员与所述第一手动接触电极和活动部件同时接触时闭合，

-包括第一和第二手动接触电极、第一电阻抗和第二电阻抗的第二电路；第二电路能够在操作员与第一和第二手动接触电极同时接触时闭合，

-第一电路的阻抗特性和第二电路的阻抗特性的至少一个测量装置，

-用于比较第一电路的阻抗特性和视第二电路的阻抗特性而定的至少一个阈值特性的比较器，该比较器连接至紧急停止装置，以在越过阈值特性的情况下引起紧急停止。

术语“第一阻抗”或“第二阻抗”分别表示一个或多个电子部件，其既可以包括电阻性部件，也可以包括电感性和/或电容性部件。在优选实施例中，第一阻抗和第二阻抗分别可以由诸如具有确定值的电阻的电子部件构成。因此，第一阻抗和第二阻抗具有固定且已知的欧姆值。

此外，关于第一电路和第二电路，“阻抗特性”是指分别连接至第一电路和第二电路的阻抗的电压值、电流值、欧姆值或更一般的电特性。阻抗特性由测量装置建立。阈值特性也可以是视第二电路的阻抗特性而定的电压值、电流值或欧姆值。它特别地可以与第二电路的阻抗特性成比例或等于该阻抗特性。

操作员的手与阻抗测量接口的第一和第二手动接触电极的同时接触使得这些电极能够通过作为中介物的操作员的手而电连接，其阻抗基本上对应于手与第一和第二手动接触电极中的每一个的接触阻抗之和。

为了保证良好的物理和电气接触，用于致动控制装置的操作员的手可被导电手套覆盖，至少在面对手动支承表面的手套表面处被覆盖，以减小接触阻抗。下面的描述不会预判是否使用导电手套，并且如上所述，也不会预判手与电极接触的部分。

操作员的手与阻抗测量接口的每个手动接触电极接触的部位不同，因此与每个手动接触电极的接触阻抗可能不同。这些阻抗中的每一个还取决于操作员的手的状况、其在电极上的压力、电极的表面状况、环境条件，当然还取决于是否戴着导电手套。

当忽略阻抗测量接口的手动接触电极和监测装置的电线的固有阻抗时，手与每个手动接触电极的接触阻抗与第二电路中的第一电阻抗和第二电阻抗串联。第一和第二电阻抗的值是已知的，并且在制造工具时被设定。

第二电路的阻抗特性的测量装置提供了表征这些阻抗之和的阻抗特性值。

当操作员触碰阻抗测量接口时，包括第一手动接触电极、第一电阻抗和导电的活动部件的第一电路保持开路。现在，在其断开时，第一电路的总阻抗接近无限大，因此必然大于第二电路的阻抗。

然而，当操作员同时触碰导电的活动部件和第一手动接触电极时，第一电路闭合。在下面的描述中，为了简化起见，认为操作员用不触碰阻抗测量接口的手的手指触碰工具的活动部件。然而，在下面的描述中，对触碰切割元件的手指的任何提及都不会预判可能与切割元件接触的身体部位。实际上，在操作员身体的任何其他部位(例如其面部、前臂、腿或另一只手)与活动部件接触期间，本发明的安全装置的操作是相同的。

当第一电路由于手指与活动部件的无意间接触(该接触与手和阻抗测量接口的第一手动接触电极的接触相关联)而闭合时，手与第一手动接触电极的接触阻抗、操作员在其与第一手动接触电极接触的手和触碰活动部件的手指之间的身体阻抗、手指与活动部件的接触阻抗以及活动部件彼此串联在第一电路中。

因此，第一电路的阻抗特性的测量装置提供了这些阻抗之和的值。

据估计，电极、电线和活动部件的阻抗可以忽略不计。操作员在触碰阻抗测量接口的第一只手与触碰活动部件的另一只手之间的身体阻抗的数量级是附带已知的。它实际上与人体的电导率有关，其值小于一万欧姆。另一方面，手与第一电路和第二电路中的手动接触电极的接触阻抗以及手指与活动部件之间的接触阻抗值可能存在很大的变化，并且通常远大于操作员身体的阻抗值，特别是在接触压力弱且手的皮肤导电性弱的情况下。现在，当手指与活动部件的接触接近受伤的风险时，手指与活动部件的接触的阻抗值变成与操作员身体的阻抗值相同的数量级或甚至更小。

在活动部件是切割刀片的特定情况下，当刀片与手指接触时，手指表现出明显的弹性，并且只有在显著的压力下，刀片才能首先切割手指的表皮，从而在刀片继续切割以造成重伤前造成轻伤。在后一种情况下，在小伤口(例如在表皮上有擦伤)的情况下，活动部件(在这种情况下是切割刀片)与身体的皮下部位之间的接触阻抗值由此明显小于人体的阻抗值。

因此据此推断出，在严重接触的情况下，在活动部件处的接触阻抗值低于人体的阻抗值。通过对该数量级的阻抗的检测，允许以非常高的可能性识别出操作员与活动部件发生了突然的意外接触。

操作员的手接触阻抗测量接口的接触阻抗的情况并非如此。该接触阻抗可以以更大的比例变化。实际上，仅对第一电路的阻抗特性进行简单测量并不能确定在操作员和活动部件之间是否存在接触。

当在活动部件上受轻伤时，接触阻抗迅速下降至低于人体阻抗的值，并且在割伤或深度受伤时，该接触阻抗进一步下降至几百欧姆的极低值。考虑到这种接触的阈值阻抗特性的总体低值，并且在任何情况下都估计比人体的阻抗低一个数量级，这种接触的阈值阻抗特性在很大程度上被操作员的手与阻抗测量接口的第一手动接触电极之间的接触阻抗的可能的变化所掩盖。因此，不可能通过简单地测量第一电路的阻抗特性来以足够可靠的方式表征在活动部件处存在接触风险。

因此，设置一个阈值很重要，该阈值使得能够确定操作员的手指与活动部件之间发生接触；并且消除了操作员的手与阻抗测量接口之间的接触特性的变化。

根据本发明，这通过根据第二电路的阻抗特性设置阈值特性来实现。因此，通过消除手与阻抗测量接口的手动接触电极的接触阻抗的影响，特别是手与第一手动接触电极的接触阻抗的影响，以将第一电路的阻抗与第二电路的阻抗进行比较。在从第一电路的高阻抗值变成比在第二电路上执行的测量所确定的阈值更低的值的情况下，由此确定在操作员与活动部件之间存在非常高的接触风险。由此致动紧急停止装置。

因此，如上所述，根据用作参考电路的第二电路的阻抗特性来设定阈值特性。

第二电路的阻抗等于第一阻抗、第二阻抗以及手与手动接触电极的接触阻抗之和。优选地将第一阻抗和第二阻抗之和设置成大于操作员身体的估计阻抗与手指在不重伤的情况下在活动部件上的估计接触阻抗之和。例如，通过用欧姆表示阻抗和阻抗特性，第一和第二阻抗的累加值可以选择成大于20kΩ，并且优选地大于100kΩ。身体的阻抗和手指的接触阻抗估计成均小于10kΩ。该接触阻抗较小，因为操作员触碰阻抗测量接口的手被导电手套覆盖。在这种情况下，并且在手指与活动部件没有接触的情况下，第一电路的阻抗接近无限大，并且显然大于20kΩ或100kΩ。选择比因受伤而产生的阻抗值更大的阻抗值，可以使装置更加安全，并且避免伤害，包括轻伤。

当手指与活动部件接触时，第一电路中的操作员的身体阻抗及其手指在活动部件上的接触由此变得不如第二电路的第一电阻抗和第二电阻抗之和的阻抗值。因此，第一电路测得的阻抗的特性变得小于阈值阻抗特性，或者至少越过阈值特性。应当记得，测得的阻抗特性可以用电压、电流或欧姆值的形式表示。根据情况，当第一电路的阻抗特性从大于阈值特性的值转变为小于阈值特性的值(在电压或阻抗的情况下)或者从小于阈值特性的值转变为大于阈值特性的值(在电流的情况下)时，则超出了阈值。

应当注意，第一阻抗和第二电阻抗的值不必高于操作员的身体阻抗和手指的接触阻抗之和的估计值。实际上，通过选择视第二电路的阻抗特性而定(特别是与该阻抗特性成比例)的阈值特性，可以以比例系数来调整阈值特性，从而优化工具的安全性。

根据优选的实现方式，还可以保留一个或多个以下特征：

-第二电阻抗的欧姆值大于20kΩ，优选地大于100kΩ。

-第一电阻抗的欧姆值等于第二电阻抗。

-第一电阻抗和第二电阻抗是纯电阻性的。

特别地，第一电阻抗的欧姆值可以等于第二电阻抗，并且大于20kΩ，第一阈值特性可以选择成等于第二电路的阻抗特性。

第一电路的阻抗特性的测量和第二电路的阻抗特性的测量不必同时进行，而是可以根据活动部件的启用，特别是根据修枝剪的切割启用来交替进行。交替测量这一点使得实际上可以使用唯一的测量装置来测量两个电路的阻抗特性。

在这种情况下，第二电路可以包括开关；该开关由操作控制接口伺服驱动，以在操作启动时断开第二电路，并且在没有操作启动时闭合第二电路；测量装置构造成在第二电路断开时测量第一电路的阻抗特性，并且在第二电路闭合时测量第二电路的阻抗特性。

这里从功能上理解术语“开关”。它可以是机电开关或晶体管开关，其从导通状态变成阻断状态，并且反之。

当通过致动控制器来机械地或电动地伺服驱动开关断开时，该开关则被认为是由操作控制接口伺服驱动。

当活动部件是活动的切割元件时，这里所讨论的操作请求可以特别地是切割控制。

在交替测量第一电路的阻抗特性和第二电路的阻抗特性的情况下，视第二电路的阻抗特性而定的阈值可以按照固定的时间间隔和/或在每次重新测量该阻抗特性时改变和更新。

而且，工具可以包括阈值特性的存储器。存储器可以在每次重新测量时被刷新，并且将存储的值提供给比较器。

如上所述，测量装置不一定是测量第一电路和第二电路的阻抗，而是至少测量阻抗特性，也就是说与阻抗相关的特性。特别地，测量装置可以包括与第一电路和第二电路以及以下至少一个元件串联的电流源：

-与第一阻抗的端子并联的电压表，

-与第一阻抗串联连接的电流表或欧姆表。

在这种情况下，可以使用电压表记录的电压、电流表记录的电流强度或欧姆表记录的阻抗作为阻抗特性。

可以用可比较的方式将阈值特性设置为电压、阻抗或阈值电流。

第一电路通过手指接触活动部件而闭合，其在必要时引起流经第一电路的电流增大、第一阻抗的端子处的电压降低或阻抗特性降低，并因此越过阈值特性。

根据一种改进的实现方式，用于测量装置的电源可以是交流电源。例如，它是交流频率为10kHz的电源。通过使用交流电源，可以考虑使用这样一种工具来实现本发明，即该工具的导电的活动部件将被涂上绝缘涂层，以特别地防止其腐蚀。例如当修枝剪的刀片覆盖有一层精细的PTFE涂层，以在切割过程中便于其在相对的刀片上滑动时，可能便是这种情况。在这种情况下，手指与活动部件的接触主要是电容性接触。

以下描述涉及配置监测装置和使用阻抗测量接口的另一种可能性。根据该另一种配置可能性，监测装置可以包括：

-电监测电路，其包括阻抗测量接口的第一手动接触电极和活动部件，该电监测电路能够在操作员与所述第一手动接触电极和活动部件同时接触时闭合，

-第一电路中的监测电流的电发生器(générateurélectrique，发电机/发电器)，

-在活动部件和第二手动接触电极之间的监测电压的测量装置，

-比较器，其比较至少一个视监测电压而定的监测电特性和视增大人体传导阻抗值的阻抗值而定的阈值电特性；当监测电特性越过阈值电特性时，该比较器连接到紧急停止装置，以引起紧急停止。

活动部件和阻抗测量接口的第二手动接触电极之间的监测电压的测量装置可以优选地是高阻抗测量装置，例如电压表。其内部阻抗比电监测电路中包含的阻抗高出几个数量级，以不干扰电监测电路中的电流。例如，该内部阻抗大于10KΩ。相对于活动部件的电势来测量监测电压，该电势优选地对应于工具的接地端。也可以相对于恒定电势、相对于接地端或相对于活动部件来测量或确定监测电压。

监测电特性可以是能够用电压、电流、阻抗值或甚至电导值的形式表示的特性。该监测电特性基于遵循欧姆定律的监测电压。

对于基于人体传导阻抗、特别是增大了人体阻抗值的值的阈值特性，也是如此。在应用欧姆定律和电路的阻抗值的情况下，也可以用电压、电流、阻抗值或电导值的形式来建立阈值特性。

在下面的描述中解释监测电特性和阈值电特性的不同表达形式。

如上所述，电监测电路包括第一手动接触电极和导电的活动部件。当操作员同时触碰工具的阻抗测量接口的第一手动接触电极和活动部件时，该电监测电路闭合。

为了简化起见，通常认为操作员用其一只手触碰阻抗测量接口的第一手动接触电极，并且用其另一只手的手指触碰活动部件，该手指由此存在受伤的风险。然而，该选择不意味着对身体触碰活动部件的部位有任何限制。

因此，当操作员同时触碰阻抗测量接口的第一手动接触电极和活动部件时，在第一手动接触电极和活动部件之间的测量电路中串联有一定数量的阻抗。这些阻抗是：

-手与第一手动接触电极之间的接触阻抗，标记为Z_M1，

-操作员在触碰第一手动接触电极的手与另一只手的手指之间的身体阻抗，标记为Z_C，和

-手指与活动部件之间的接触阻抗，标记为Z_D。

此外，在工具是修枝剪的特定情况下，应当注意植被(例如葡萄藤蔓)的阻抗和手指(或更通常地是手)与由操作员另一只手握住并由活动部件切割的植被或物体的接触阻抗之和Z_V。如果适用，所握住的物体可以是棚架线。对于其他工具，假设操作员的另一只手触碰切割或加工材料，则值Z_V表征该切割或加工材料的阻抗，该阻抗和手指与该材料的接触相关联。

通过忽略第一手动接触电极和活动部件的固有阻抗值，电监测电路的总阻抗(标记为Z_T)可以取三个值：

当尚未触碰活动部件时的无穷大的值Z_T＝∞，

当手指触碰活动部件时的值Z_T＝Z_M1+Z_C+Z_D，

当用另一只手握住的材料触碰活动部件时的值Z_T＝Z_M1+Z_C+Z_V。

可以轻松地估计出操作员在其触碰阻抗测量接口的第一只手和可能触碰活动部件的另一只手的手指之间的身体的阻抗值Z_C的数量级。它是人体的电导率，其阻抗值小于一万欧姆。手与第一手动接触电极的接触阻抗Z_M1的值以及手指与活动部件之间的接触阻抗Z_D的值，或者包括与活动部件接触的材料的中间阻抗的阻抗Z_V可能呈现出很大的可变性，并且通常远大于操作员身体的阻抗值，特别是在与手的导电性较弱的一部分皮肤的接触压力较弱的情况下。

在下面的描述中，仅涉及手指与活动部件的直接接触。实际上，手指与中间材料接触的情况不会给操作员带来风险。当阻抗值Z_V接近Z_D时，即当中间材料是良好的电导体时，它可能触发紧急停止装置。

然而，当手指与活动部件的接触接近受伤的风险时，可以估计手指的接触阻抗值Z_D是与操作员身体的阻抗值Z_C相同的数量级或甚至更小。这可参看上文的描述。

在此再次估计，在严重接触的情况下，在活动部件处的接触阻抗值小于人体的阻抗值。检测到处于人体阻抗的数量级的阻抗可以有很高的可能性识别为操作员与活动部件之间的即时且不期望的接触。

操作员的手与第一手动接触电极之间的接触阻抗Z_M1的情况并非如此，其值可以以更明显的比例变化，并且实际上掩盖了操作员的手指与活动部件之间发生了接触。

本发明的测量装置使得可以去掉操作员的手与第一手动接触电极之间的接触阻抗Z_M1。这通过测量阻抗测量接口的第二手动接触电极上的电压来实现。阻抗测量接口的第二手动接触电极通过作为中介物的操作员的触碰阻抗测量接口的手而连接至第一手动接触电极。手动接触电极由此通过两个可能的高阻抗串联连接。该高阻抗是手与阻抗测量接口的第一手动接触电极的接触阻抗Z_M1和手与阻抗测量接口的第二手动接触电极的接触阻抗Z_M2。因此，还认为第二手动接触电极通过手与第二手动接触电极的接触阻抗连接到操作员的身体阻抗。由于电压V_E2测量装置的高内部阻抗，在第二手动接触电极上测得的电压(或者更准确地是该电极与工具的接地端之间的电势差)基本上等于电势差V_C，该电势差V_C将在操作员的手的内部假想点(标记为C)与连接至工具的接地端的活动部件之间测得。实际上，在该内部假想点与阻抗测量接口的第二手动接触电极之间流动的电流为零或几乎为零，从而保证电势V_E2和V_C接近相等，可以认为这两个电压构成了监测电压。

监测电流的电发生器的作用是在监测电路闭合时，即在操作员与活动部件直接或间接接触时，使得监测电流I_S在监测电路中流动。

电发生器可以包括例如电流源。它还可以包括电压源。电流源或电压源可以串联连接在监测电路中。

监测电流的电发生器可以具有独立的电源，例如电池。如果工具装备有电驱动马达，也可以用电源(例如工具的电源电池)为其供电。

当电发生器包括电流源时，电路闭合时的电流强度是已知的。该电流强度由此对应于监测电流I_S的强度。

该工具在电路中还可以串联地包括具有预定且已知的阻抗值Z₁的电调节阻抗，以及电调节阻抗的端子处的电压V₁的测量装置。测量该电压还使得可以知道监测电流I_S的强度。实际上，监测电流I_S等于在电调节阻抗的端子处测得的电压与电调节阻抗的值之比：

l_S＝V₁/Z₁

对调节阻抗的值Z₁的选择可能影响在监测电路中流过的电流强度。然而，它并不重要，它的作用主要是确定监测电流的强度。例如，调节阻抗的值可以选择成介于1Ω至200KΩ之间。

测量装置例如是电压表，特别是集成在电子卡中的电压表，该电子卡还包括比较器。

因此，基于V_E2的测量和在电监测电路中流过的监测电流I_S，可以知道操作员身体的累加阻抗Z。

得到：

Z＝Z_C+Z_D和

V_E2＝I_S×Z。

即：

Z＝V_E2/I_S

可以将该阻抗与阈值阻抗Z_阈值的阻抗值进行比较，该阈值阻抗Z_阈值增大了人体的阻抗值Z_C，并且优选地将人体的阻抗值Z_C增大到3倍。特别地，增大人体阻抗的值可以选择成等于20kΩ，优选地大于100kΩ。

监测电特性可以是以下之一：

-与监测电压相等的或视监测电压而定的电压，阈值电特性等于增大人体传导阻抗值的阻抗值与监测电流的乘积，

-视监测电压和监测电流而定的阻抗值，阈值特性是视增大人体传导阻抗值的阻抗值而定的阻抗值，

-监测电压与监测电流之比；阈值特性等于增大了人体传导阻抗值的阻抗值。

如上所述，监测电特性可以是视监测电压而定的电压，阈值电特性可以是视增大人体传导阻抗值的阻抗值Z_阈值和监测电流而定的阈值电压。

在特定情况下，其中监测电特性等于监测电压V_E2并且阈值电特性可等于电压V_阈值，该电压V_阈值等于增大人体传导阻抗值的阻抗值和监测电流的乘积。

在这种情况下，将V_E2与V_阈值相互比较。

其中，V_阈值＝Z_阈值×I_S

当V_E2>V_阈值时，工具正常操作。

当V_E2<V_阈值或V_E2＝V_阈值时，致动紧急停止装置。

当监测电特性是视监测电压和监测电流而定的阻抗值时，阈值特性可以是视增大人体传导阻抗值的阻抗值Z_阈值而定的阻抗值。

特别地，监测电特性可以等于阻抗Z，该阻抗Z等于监测电压与监测电流之比，并且阈值特性可以等于增大了人体传导阻抗值的阻抗值Z_阈值。

在这种情况下，当Z>Z_阈值时，工具正常操作。

但是，如果Z<Z_阈值或Z＝Z_阈值，则致动紧急停止装置。

还可以保留其他监测特性和阈值，例如上述变量的微调功能；还可以比较电导值。

通过比较器执行阻抗Z与阻抗Z_阈值之间的比较，或者如上所述，监测电压V_E2与电压V_阈值的比较，或者更一般地，视监测电压而定的另一监测电特性与视增大人体阻抗的阻抗而定的阈值电特性的比较。

为此，可以将值Z_阈值、值V_阈值或更一般地视增大人体阻抗的阻抗而定的阈值电特性的值存储在连接至比较器的存储器中。可以在工具的制造期间设置存储器中所包含的阈值。还可以提供对存储器的访问，以改变阈值，以在需要时改变紧急停止装置的致动灵敏度。

当电发生器包括电流源时，该电流源可以与调节阻抗并联连接，并且串联地连接在电监测电路中。如上所述，然后可以使用欧姆定律来确定监测电路中流过的电流值I_S。

电发生器可以是交流电发生器或直流电发生器。交流电发生器的工作频率例如是10kHz。如上所述，使用交变的监测电流允许装置在活动的导电部件被电绝缘涂层覆盖时起作用。

另外，工具可以包括接地阻抗，其值比增大了人体阻抗值的阻抗值高出几个数量级，该接地阻抗将第二手动接触电极电连接到活动部件。在这种情况下，该工具可以配置成在由测量装置测得的监测电压为零时也引起紧急停止或停用。接地阻抗防止第二手动接触电极的空载电势。其值非常高，例如是几百万欧姆，因此不会在第二手动接触电极中引入明显电流，因此不会影响监测电压的测量。此外，由于接地阻抗，在手没有同时接触第一和第二手动接触电极的情况下，第二电极处的监测电压可以是零。如上所述，测量到零电压V_E2使得能够启用紧急停止装置，或者简单地实现停用以禁止使用工具。

应当注意，操作员可根据需要而必须戴上导电手套，特别是要保护自己免受寒冷。在这种情况下，估计手与手套的接触不会产生明显的阻抗变化，特别是大于手与阻抗测量接口的手动接触电极发生直接接触时的变化的阻抗变化。

从下文参考附图的描述中，本发明的其他特征和优点将变得清楚。在说明性且非限制性的基础上给出该描述。

附图说明

图1和图2是根据本发明的控制装置的简化示意图，其中，控制器处于休止位置。

图3和图4是图1和图2的装置的示意图，其中，控制器处于操作或工作位置。

图5A、5B和5C分别是构成根据本发明的控制装置的控制器的按钮的透视图、侧视图和沿着平面A-A的剖视图。

图6A、6B和6C分别是构成根据本发明的控制装置的控制器的杆式触发器的透视图、侧视图和沿着平面B-B截取的剖视图。

图7是示出了制造根据本发明的安全动力工具和使用控制装置的一种可能方式的功能示意图。

图8是示出了制造根据本发明的安全动力工具和使用控制装置的另一种可能方式的功能示意图。

附图按自由比例绘制。

具体实施方式

在下面的描述中，各附图中相同、相似或等同的部分用相同的附图标记标识，使得可以从一个附图参考另一附图。

图1至图4示出了用于工具12的控制装置10，该工具12包括活动部件，其中仅示出了手柄14。手柄由操作员的手握持。控制装置包括操作控制接口128。

操作控制接口128包括手动致动的控制器130和一个或多个电气部件20，该电气部件20由控制器致动，以输送或改变控制信号来致动活动部件。

在图1至图4中，操作控制接口的电气部件20由简单的开关表示，而无需预判该控制器的构型，该控制器还可以包括速度控制器、光学接口或用于形成或改变控制信号的其他部件。

在电动工具的情况下，控制信号可以涉及用于活动部件的电驱动马达的电源卡，其根据控制信号的变化来控制向马达的电能供给。

在具有热力发动机的工具的情况下，操作控制接口可以是电气或机械控制接口。

图1和图3示出了包括杆式触发器18的控制器130，该杆式触发器18由操作员握住手柄的手的手指致动。在图1中，手指触碰控制器130的手动支承表面22，但没有将杆式触发器推入。这是杆式触发器的标定休止位置，其中，工具处于休止位置或待机位置。

在图3中，触碰手动支承表面22的手指在该手动支承表面上施加压力。它使杆式触发器枢转，并且控制接口128发出或改变使工具操作的信号。图3的控制器130的位置称为操作位置。

同样，图2和图4示出了包括按钮19的控制器130，该按钮19也由握住手柄的手的手指操作。手指图示成与控制器的手动支承表面22接触。图2对应于处于休止位置的按钮，在该休止位置按钮从轴14突出。图4对应于处于操作位置的控制器：通过由与手动支承表面22接触的手指施加的压力将按钮19推入手柄14中。

按钮19或杆式触发器18构成了手动操作的控制器130，并且是操作控制接口128的一部分，还构成了下文描述的阻抗测量接口131。

可以看出，图2中操作员的手被导电手套133覆盖。该手套是操作控制接口的一部分或至少与其相关联。它改善了手或手指与阻抗测量接口131的接触。应当注意，可以仅手套的与阻抗测量接口接触的部分覆盖有导电涂层。然而，导电涂层不仅存在于手套的外部以与阻抗测量接口接触，而且存在于手套的内部，从而也与操作员的皮肤接触。外部导电涂层和内部导电涂层由此电连接，以使操作员的手与阻抗测量接口电接触。为了避免手套的内部导电涂层与操作员的皮肤之间接触不良，内部涂层优选地不仅仅局限于面对阻抗测量接口的部分。优选地，手套在与手接触的很大表面上是导电的，以保证操作员的手与手套之间的弱接触阻抗，从而保证手与阻抗测量接口之间的弱接触阻抗。

阻抗测量接口131基本上包括第一手动接触电极132和第二手动接触电极134。在图5A和5C以及图6A和6C中更好地示出了阻抗测量接口131的手动接触电极。

图5A是具有手动致动的控制器130的特殊实现方式的一种可能性的透视图，更确切地是按钮19的透视图，该按钮19构成控制器从工具的轴突出的部分。

图5C是按钮沿着图5B中所示的截面A-A的截面，该图5B示出了按钮的侧视图。它示出了按钮具有例如由塑料材料制成的电绝缘的中心体30，该中心体30的侧面32、34容纳构成手动接触电极132、134的金属配件。中心体30还可以包括或构成分隔件。在这种情况下，分隔件包括诸如多孔陶瓷的吸湿材料，或者诸如PTFE或PVDF、Teflon型涂层的防水材料、或由防水材料构成的闭孔泡沫。图5C示出了被这种由聚四氟乙烯制成的分隔件31覆盖的中心体30。

附图标记22表示按钮19的支承表面。如图5A、5B和5C所示，按钮的中心体30相对于手动接触电极缩回，从而在手动接触电极之间形成凹槽40。该凹槽在按钮上纵向延伸，并且自身在手动支承表面上延伸。

返回图1至图4，应当注意，当启用控制器130时，操作员的手指垂直于凹槽40延伸，从而使手动接触电极彼此连接。

图6A、6B和6C示出了制造通过手动启用的控制器130的另一种可能性，其中，控制器包括杆式触发器18。杆18具有枢轴线50，并且安装在工具的枢轴(未示出)上。在此应当注意，工具的枢轴由塑料材料或绝缘陶瓷制成，从而不与手动接触电极电连接。枢轴也可以由金属材料制成。然而，在这种情况下，电极构造成不与枢轴接触，从而不通过枢轴电连接。

图6A和6C示出了杆18包括中心体30，该中心体30的相对的侧面容纳构成手动接触电极132、134的金属配件。中心体由诸如塑料材料的电绝缘材料制成。第一凹槽40自身呈纵向槽的形式。它沿着杆18的构成手动支承表面22的第一面52纵向延伸。第一凹槽40在手动接触电极132、134之间延伸，并且平行于手动接触电极。它由中心体30相对于手动支承表面22的凹部构成。

图6C示出了杆18沿着图6B中所示的截面B-B的截面，该图6B示出了杆的侧视图。如图6C所示，通过同样在手动接触电极之间沿着杆纵向延伸，第二凹槽42类似地在与第一面52相对的第二面54上延伸。在图6C的示例中，中心体30完全由电绝缘的吸湿材料或防水电绝缘材料制成。因此，它构成了本发明意义上的分隔件31。

图7示出了安全动力工具12的示意图，该安全动力工具12设置有紧急停止装置，并且使用如上所述的控制装置。工具12设置有活动部件112。例如，工具12是电动修枝剪，该电动修枝剪的活动部件是由可移动刀片构成的切割元件，该可移动刀片可以在钩上闭合，从而切断夹在刀片和钩之间的树枝或嫩枝。刀片和钩是金属的导电部件。它们可能覆盖有电绝缘的聚合物涂层113，以保护它们免受腐蚀，并且有助于它们相对于彼此滑动。

活动部件112电连接至工具的构成参考电势的接地端118。

工具12还包括电驱动马达120，该电驱动马达120通过传动机构122机械连接至活动部件112。

电动马达120与马达的电源124和电子控制卡126相关联。电子控制卡126从控制装置10的操作控制接口128接收信号。操作控制接口包括示意性示出的手动致动的控制器130。

工具的电驱动马达120的紧急停止装置140由两个电路142、144控制。电路142、144包括工具的部件，特别是活动部件112，但是也可以包括使用该工具的人体部分。

第一电路142串联地包括构成第一电阻抗152的部件、第一手动接触电极132和活动部件112。

第一电阻抗152(其值标记为Z₁)可以是简单的电子组件，例如电阻。

其值优选地定义为等于或大于100kΩ。

第一电路142通常是开路，因此总阻抗接近无限大。

当操作员触碰控制装置10的阻抗测量接口131时，他的手将要与手动接触电极132、134接触，并由此与第一手动接触电极132接触。第一电路142保持断开。

然而，当操作员还例如用他的另一只手的手指触碰活动部件112时，这使第一电路142闭合。在这种情况下，第一电阻抗152自身依次与第一手动接触电极132、操作员的手或手指与第一手动接触电极132的接触阻抗160、操作员的身体阻抗162、手指与活动部件112的接触阻抗164以及最终活动部件112自身串联。在此应当注意，在工具12是修枝剪的情况下，如果操作员在切割过程中通过作为中介物的诸如树枝、葡萄藤蔓或甚至棚架线的导体而间接接触活动部件112(在这种情况下是刀片)时，电路也将闭合。这种情况仅在电路中增加了附加阻抗，并不危及操作。为了简化起见，下面将仅处理手指与活动部件直接接触的情况。

分别用Z_M1、Z_C和Z_D表示手或手指接触阻抗测量接口的接触阻抗160的值、身体的阻抗162的值以及手指与活动部件的接触阻抗164的值。

因此，当第一电路闭合时，总阻抗Z₁₄₂为：

Z₁₄₂＝Z₁+Z_M1+Z_C+Z_D

此处忽略了电线和切割元件的阻抗。

提供了一种对第一电路的阻抗特性的测量装置。在图7的实施例中，它包括与第一电路142串联的交流电源形式的电发生器156，和与第一阻抗152并联连接的电压表158。在本发明的意义上，由电压表测得的电压值在这种情况下是第一电路的阻抗特性。

第二电路144包括第一电阻抗152、第一手动接触电极132、第二手动接触电极134和第二电阻抗154。

像第一电阻抗一样，第二电阻抗可以由电子部件构成，例如具有确定值的简单电阻，该值优选地大于100kΩ。其阻抗值(实数或复数)标记为Z₂。

当操作员不触碰工具12的阻抗测量接口131时，第二电路也是开路。手动接触电极132、134实际上彼此电绝缘。

然而，当操作员将手指或手放在控制器130的阻抗测量接口131上时，他的手指或手将使阻抗测量接口131的第一和第二手动接触电极132、134电连接。由此在第二电路中串联地增加操作员的手或手指与第一手动接触电极132的接触阻抗160(值为Z_M1)，以及操作员的手或手指与阻抗测量接口131的第二手动接触电极134的接触阻抗161(值表示为Z_M2)。

在这种情况下，第二电路144的阻抗Z₁₄₄为：

Z₁₄₄＝Z₁+Z₂+Z_M1+Z_M2

现在，值Z_M1和Z_M2来自相同类型的接触，因此其变化相似。这与第一电路中的值Z_D的情况相同，每个电路因此都包括两个相同类型的接触阻抗值。Z₁₄₂和Z₁₄₄的比较由此可以消除关于手动接触电极的接触阻抗的变化，并且通过针对Z₂和Z_M2评估Z_C和Z_D来测量操作员的手指与活动部件112发生的接触。

还提供了一种测量装置来建立第二电路的阻抗特性。在所述实施例中，已经提到了电发生器156和电压表158，它们也与第一电路142结合使用。在第一电阻抗152的端子处测得的电压是第二电路144的特性的值。

由于设置了单个测量装置来测量第一电路142和第二电路144的阻抗特性，因此提供了一种交替测量。

为此，第二电路144包括用于断开或闭合第二电路的开关170。开关170可以是机电类型的，或者优选地是电子晶体管开关。

开关170由操作控制接口128伺服驱动，以在休止位置闭合和在操作位置断开。

当没有操作命令时，操作员被活动部件割伤的风险很低或不存在。假设操作员不触碰活动部件112，则第一电路断开。第二电路的开关170由此闭合，并且能够测量第二电路144的特性。然而，在操作员不同时触碰两个手动接触电极的情况下，在尽管开关170闭合，但是电路144断开时，可以测量奇异值的电特性。

当操作员例如通过按下按钮或杆式触发器来启用控制器130时，第二电路144的开关170断开，使得能够测量第一电路142的阻抗特性。

在每次测量第二电路144的阻抗特性时，该阻抗特性的值或与阻抗特性成比例的值被更新并保存在存储器172中，直到下次测量。第二电路144的阻抗特性的测量和存储器172的更新可以在第二电路的开关170每次闭合时进行，或者在所述开关保持闭合时以预定间隔进行。

存储的值构成阈值特性。

存储器172连接到比较器174的输入，以提供阈值特性作为参考值。

在操作控制时，即在第二电路144的开关170断开时，比较器174的第二输入接收第一电路的阻抗特性。

由此将第一电路的阻抗特性与阈值进行比较。

比较器174的输出连接至驱动马达120的电子控制卡126。如果以较高或较低的值偏离阈值，则根据所选择的阻抗特性，比较器沿着驱动马达的电子控制卡的方向发出停止信号。电子卡使用停止信号来触发驱动马达和切割操作的紧急停止。紧急停止例如可以包括断开向驱动马达的供电电路，或者伺服驱动马达以阻止切割元件的运动。另外，在存储器172中存在奇异值——这表示阻抗测量接口131的两个手动接触电极的默认同时接触——的情况下，比较器也可以发出这种停止信号。这种情况实际上可能是操作员与活动部件的意外接触的检测的折中。

因此，驱动马达的电子控制卡126是紧急停止装置140的一部分。紧急停止装置还可以包括用于断开驱动马达的供电电路的开关127。

在切割工具的特别简单的实现方式中，第一电阻抗152和第二电阻抗154可以设置为相同的值Z₁＝Z₂，其数量级为100kΩ或200kΩ。这些值显然远大于人体的估计阻抗，并且远大于手指与切割元件的估计接触阻抗。

人体的阻抗估计小于10kΩ。对于手指与活动部件的阻抗也是如此，估计该阻抗小于10kΩ，准确地说在1kΩ的数量级，特别是在受伤后。

在该实施例中，保留的阈值特性Z_阈值直接是第二电路的测量阻抗，即：

Z阈值＝Z₁₄₄＝Z₁+Z₂+Z_M1+Z_M2

当第一电路断开时，其阻抗Z₁接近无限大，Z₁₄₂>Z_阈值。

然而，当操作员同时触碰阻抗测量接口131和活动部件112时，第一电路的阻抗变为：

Z₁₄₂＝Z₁+Z_M1+Z_C+Z_D

因此，比较器174比较：

Z₁+Z_M1+Z_C+Z_D和Z₁+Z_M1+Z_M2+Z₂

通过消去两个总阻抗中的Z₁和Z_M1，这相当于将操作员的身体阻抗和与活动部件的接触阻抗之和与增加了Z_M2的电阻抗Z₂进行比较。

因此，当Z₂被选择成大于Z_C和Z_D的估计值时，Z_M2+Z₂之和大于Z_C和Z_D之和，并且得到：Z₁₄₂＜Z_阈值。

超出阈值时，比较器发出紧急停止信号。

附图标记176表示电连接至活动部件112的控制电极。其设置成能够在不触碰活动部件的情况下测试紧急停止。实际上，其足以使操作员触碰阻抗测量接口，并且同时用他的另一只手触碰控制电极176，以引起紧急停止。电子控制卡126可以构造成要求这种周期性控制操作，以保证紧急停止装置正常工作。

还设置了切割元件的电势的监测电路178。它围绕电压表建立，并且也连接至电驱动马达120的电子控制卡126，以在切割元件的电势与设定值不同时引起紧急停止。在所示实施例中，核实切割元件的电势是否处于工具的参考电势。

在图8中示出并且在下文中描述了实现工具12执行的另一种可能性。

图8的工具12具有与图7相同的一定数量的部件，在此不再重复对这些部件的描述。可以参考图7和上文的描述。

工具12的电驱动马达120的紧急停止装置140由电监测电路143控制。与图7中的工具一样，电监测电路143包括工具112的部件，但是也可以包括使用该工具的人体部分。

电监测电路143特别地串联地包括调节阻抗152、阻抗测量接口131的第一手动接触电极132、活动部件112和监测电流的电发生器156。电发生器可以是电压源或电流源。它例如是电池或可充电电池。调节阻抗152可以由一个或多个电阻抗值Z₁已知的电气部件构成。它可以被包括在电发生器156中。它例如是值例如为100kΩ的电阻。然而，其值并不重要。例如，其可以从1Ω至200kΩ变动。通过测量调节阻抗152的端子处的电压V₁，可以确定在监测电路中流过的监测电流I_S。

当电发生器156是电流源时，不需要调节阻抗152。在电监测电路143闭合期间，电发生器由此提供具有确定值I_S的电流。在下面的描述中，电发生器被认为是电压源，但是并不会预判用电流源替代它的可能性。

当没有与操作员接触时，电监测电路143通常是开路，因此总阻抗接近无限大且电流为零。

当操作员触碰阻抗测量接口131时，他的手或手指与手动接触电极132、134接触，并由此与第一手动接触电极132接触。第一电路143保持断开。

然而，当操作员也例如用他的另一只手的手指触碰活动部件112时，他使电监测电路143闭合。在这种情况下，调节阻抗152自身依次与第一手动接触电极132、操作员的手或手指与第一手动接触电极132的接触阻抗160、操作员的身体阻抗162、操作员的手指与活动部件112的接触阻抗164以及最终活动部件112串联。

手或手指与第一手动接触电极162的接触阻抗160、身体的阻抗162以及手指与活动部件的接触阻抗164的值分别被标记为Z_M1、Z_C和Z_D。

因此，当第一电路闭合时，总阻抗Z_T为：

Z_T＝Z₁+Z_M1+Z_C+Z_D

这里忽略了电线和活动部件的阻抗。

还忽略了电发生器156的阻抗，在这里认为电发生器156是电压源。

当监测电路143闭合时，电发生器156使得电路中流过监测电流I_S。

当电流发生器包括电流源时，可以通过电流发生器预先确定电流I_S的值。例如，当发生器包括电压源时，也可以基于在调节阻抗152的端子上进行的电压测量来预先确定电流I_S的值。通过集成式电压表153在调节阻抗152(值为Z₁)的端子处测得电压V₁。

电压测量装置145(例如另一集成式电压表)连接在工具12的接地端118和第二手动接触电极134之间。它测量电势V_E2，或者更准确地是测量接地端118与第二手动接触电极134之间的监测电压V_E2。

将监测电压V_E2以及由集成式电压表153输送的电压提供给数字管理单元175。

数字管理单元(例如微控制器或专用集成电路)允许执行多种操作。

第一操作包括通过执行比率V₁/Z₁来计算监测电流I_S。

第二操作可以包括基于监测电压和监测电流来计算阻抗值Z。通过参考上文的描述，回想一下：

Z＝Z_C+Z_D＝V_E2/I_S。

最后并且主要地，数字管理单元175构成比较器。

特别地，其可以用于将阻抗值Z与阈值Z_阈值进行比较，该阈值Z_阈值增大了人体阻抗值。

它也可以用于将监测电压V_E2与阈值电压V_阈值进行比较，例如V_阈值＝Z_阈值×I_S。

当电压下降到低于电压阈值时，或者当阻抗下降到低于阻抗阈值时，阈值电特性被相应地越过，并且启动紧急停止。

可以根据上述参数对其他参数进行比较，并且也可以通过数字管理单元175计算。例如，可以比较电导而不是阻抗。

基于这种比较，当取决于所选择的特性而以较高值或较低值越过阈值电特性时，致动紧急停止装置140。

数字管理单元的比较器所使用的电阈值特性(例如值V_阈值或Z_阈值)可以存储在与数字管理单元175相关联的存储器172中。

在图8的示例中，紧急停止装置还包括用于电驱动马达120的电子控制卡126。电子控制卡126接收如点划线所示的紧急停止信号。在这种情况下，马达的电子控制卡构造成致动驱动马达自身运动，以抵消活动部件112的运动和/或通过使用电动机的电感电路来引起马达和活动部件的电磁制动。

这导致活动工具的运动几乎瞬间停止。

在活动部件112停止之后，也可以切断电源。这可以通过由数字管理单元175伺服驱动的开关127(特别是晶体管开关)实现。

应当注意，数字管理单元175(特别是其构成的比较器)以及驱动马达120的电子控制卡126可以制造成单个集成部件的形式。

附图标记180表示对地的阻抗。在图8的示例中，这是连接在第二手动接触电极134和工具12的接地端118之间的大于1MΩ的电阻。它防止了第二手动接触电极134的空载电压。当第二手动接触电极不与操作员的手或手指接触时，它还能够将第二手动接触电极134的电压设置为零。

数字管理单元175由此可以利用电压测量装置145对零值监测电压的测量来禁止工具的操作或引起紧急停止。在图8的示例中，在测量到零值监测电压的情况下，可以简单地禁止向驱动马达120供电。

这例如使得可以在戴着绝缘手套的操作员握住工具的情况下阻止工具操作，该绝缘手套将阻止检测与切割元件的接触。

几乎没有电流流过接地阻抗180或者与阻抗测量接口131的第二手动接触电极134接触的操作员手指。因此，在第二手动接触电极134上测得的电势V_E2与电势V_C近似相等，将在触碰阻抗测量接口131的操作员体内的假想点C与活动部件112以及由此工具的接地端之间测量该电势V_C。

附图标记176表示控制电极，该控制电极以已经参考图7描述的方式电连接至切割元件12。

还设置了切割元件的电势的监测电路178。它围绕电压表建立，并且也连接至马达120的电子控制卡126，以在活动部件112的电势与设定值不同时引起紧急停止。在所示实施例中，核实切割元件的电势是否处于工具的地电势。电压表可以是集成式部件，它是与数字管理单元相同的电子卡的一部分。

在上文的描述中，活动部件的驱动马达是电动马达。当驱动马达是热力发动机时，可以用燃料供应和/或点火控制卡代替电子控制卡126。当驱动马达是热力发动机时，可以由图7中的比较器174或由图8中的数字管理单元175伺服驱动作用在发动机120、传动机构122或直接作用在活动部件112上的电磁或机电制动器，以引起快速紧急停止。图中未示出该电磁或机电制动器。

在电驱动马达的情况下，可以直接由马达120自身实现电磁制动，例如通过使其相间短路实现。

Claims

1.用于动力工具的控制装置，包括：

-操作控制接口(128)，所述操作控制接口设置有手动致动的控制器(130)，所述控制器(130)具有用于使所述控制器在休止位置和至少一个操作位置之间移动的手动支承表面(22)，

-安全阻抗测量接口(131)，所述安全阻抗测量接口包括彼此电绝缘的第一手动接触电极(132)和第二手动接触电极(134)，并且其中，所述手动接触电极(132、134)布置在所述控制器(130)上，并且在所述控制器的所述手动支承表面(22)上延伸。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器(130)具有凹槽(40)和电绝缘分隔件(31)中的至少一个，所述分隔件(31)包括从吸湿材料和防水材料中选择的材料，所述第一凹槽(40)或所述分隔件(31)在所述第一手动接触电极(132)和所述第二手动接触电极(134)之间在所述手动支承表面(22)上延伸。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一凹槽(40)是具有成角度的边缘的槽。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述控制器(130)具有细长形状，并且其中，所述第一和第二手动接触电极(132、134)以及所述第一凹槽(40)在所述控制器(130)上纵向延伸。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其中，所述控制器(130)包括杆式触发器(18)和按钮(19)中的一个。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其中，所述控制器(130)包括杆(18)，其中，所述第一凹槽(40)在所述杆的构成所述手动支承表面(22)的第一面(52)上延伸。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述杆(18)包括至少一个第二凹槽(42)，所述第二凹槽(42)在所述杆的与所述杆的所述第一面(52)相对的第二面(54)上延伸。

8.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其中，所述控制器包括由电绝缘材料制成的中心体(30、31)和嵌入在所述中心体的侧翼上的由导电材料制成的配件，所述配件分别构成所述阻抗测量接口(131)的所述第一手动接触电极(132)和所述第二手动接触电极(134)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述阻抗测量接口(131)还包括由所述控制装置的操作员穿戴的至少一个导电手套(133)。

10.安全动力工具(12)，该安全动力工具包括：

-导电的活动部件(112)，

-控制装置(10)，

-活动部件的驱动马达(120)，

-具有电特性比较器的监测装置(131、142、143、144、174、175)，所述监测装置对操作员与所述活动部件(112)的接触敏感，

-用于所述活动部件的紧急停止装置(120、126、127)，所述紧急停止装置由所述监测装置伺服驱动，

其特征在于：

-所述控制装置(10)与根据权利要求1至9中任一项所述的控制装置一致，

-通过作为中介物的所述控制装置(10)的所述操作控制接口(128)来控制所述活动部件的所述驱动马达，和

-所述监测装置包括所述控制装置(10)的安全阻抗测量接口(131)。

11.根据权利要求10所述的工具，其中，所述监测装置包括：

-包括所述第一手动接触电极(132)、第一电阻抗(152)和所述活动部件(112)的第一电路(142)，所述第一电路(142)能够在所述操作员与所述第一手动接触电极(132)和所述活动部件(112)同时接触时闭合，

-包括所述第一和第二手动接触电极(132、134)、所述第一电阻抗(152)和第二电阻抗(154)的第二电路(144)，所述第二电路能够在所述操作员与所述第一和第二手动接触电极(132、134)同时接触时闭合，

-所述第一电路的阻抗特性和所述第二电路的阻抗特性的至少一个测量装置(156、158)，

-用于比较所述第一电路(142)的所述阻抗特性和视所述第二电路(144)的所述阻抗特性而定的至少一个阈值特性的比较器(174)，所述比较器连接至所述紧急停止装置，以在越过所述阈值特性的情况下引起紧急停止(120、126、127)。

12.根据权利要求11所述的工具，其中，所述第二电路(144)包括开关(170)，所述开关由所述操作控制接口(128)伺服驱动，以在所述控制器(130)处于打开位置时断开所述第二电路(144)，并且在所述控制器(130)处于所述休止位置时闭合所述第二电路；所述测量装置(156、158)构造成在所述第二电路(144)断开时测量所述第一电路(142)的阻抗特性，并且在所述第二电路(144)闭合时测量所述第二电路(144)的阻抗特性。

13.根据权利要求10所述的工具，其中，所述监测装置包括：

-监测电路(143)，该监测电路包括所述第一手动接触电极(132)和所述活动部件(112)，所述监测电路能够在所述操作员与所述第一手动接触电极(132)和所述活动部件(112)同时接触时闭合，

-所述第一电路中的监测电流的电发生器(156)，

-在所述活动部件(112)和所述第二手动接触电极(134)之间的监测电压的测量装置(145)，

-比较器(175)，所述比较器用于比较至少一个视所述监测电压而定的监测电特性和视增大人体传导阻抗值的阻抗值而定的阈值电特性，所述比较器(175)连接至所述紧急停止装置(120、126、127)，以在所述监测电特性越过所述阈值电特性时引起紧急停止。

14.根据权利要求13所述的工具，其中，所述监测电特性是视所述监测电压而定的电压，并且其中，所述阈值电特性是视增大人体传导阻抗值的阻抗值和所述监测电流而定的阈值电压。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的工具，其中，所述监测电特性是以下之一：

-与所述监测电压相等的或视所述监测电压而定的电压，所述阈值电特性等于增大人体传导阻抗值的所述阻抗值与所述监测电流的乘积，

-视所述监测电压和所述监测电流而定的阻抗值；所述阈值特性是视增大人体传导阻抗值的阻抗值而定的阻抗值，

-所述监测电压与所述监测电流之比，所述阈值特性等于所述增大人体传导阻抗值的阻抗值。