CN114786875A - 用于运行手持式工具机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行手持式工具机的方法，其中，所述手持式工具机包括电动马达，并且所述方法包括以下方法步骤：S1求取所述电动马达(180)的运行参量(200)的信号；S2至少部分地根据所述运行参量(200)的信号来求取应用类别；S3至少部分地根据所述应用类别来提供比较信息，包括以下步骤：S3a提供至少一个模型信号形状(240)，其中，所述模型信号形状(240)能够配属于所述手持式工具机(100)的确定的工作进度；S3b提供一致性阈值；S4将所述运行参量(200)的信号与所述模型信号形状(240)进行比较，并且，从所述比较中求取一致性评价，其中，所述一致性评价至少部分地根据所述一致性阈值进行；S5至少部分地根据在方法步骤S4中求取出的一致性评价来识别所述工作进度。本发明还涉及一种手持式工具机。

Description

用于运行手持式工具机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行手持式工具机的方法和一种设置为用于实施所述手持式工具机的方法。本发明尤其涉及一种用于利用手持式工具机旋入或旋出螺纹器件的方法。

背景技术

从现有技术(例如参见文献EP3202537 A1)中已知一种用于拧紧螺纹元件，例如螺母和螺钉的旋转冲击式起子器。这种类型的旋转冲击式起子器例如包括一种结构，在该结构中，冲击力沿旋转方向通过锤的旋转冲击力传递给螺纹元件。具有这种结构的旋转冲击式起子器包括马达、要由马达驱动的锤、铁砧以及工具，所述铁砧被锤冲击。旋转冲击式起子器还包括位置传感器和控制装置，该位置传感器感测马达的位置，该控制装置与位置传感器耦合。控制装置感测碰撞机构的碰撞，基于位置传感器的输出计算铁砧的由碰撞造成的驱动角度，并且基于该驱动角度控制无刷直流电机。

从文献US9744658中也已知一种具有冲击机构的电驱动的工具，其中，锤由马达驱动。旋转冲击式起子器还包括用于记录和再现马达参数的方法。

在使用旋转冲击式起子器时，在用户方面需要对工作进度高度的集中，以便在确定的机器特性变换时，例如在开启或结束冲击机构时相应地做出反应，例如停止电动马达和/或通过手动开关执行转速的改变。因为在用户方面经常不能足够快速或合适地对工作进度做出反应，所以在使用旋转冲击式起子器时在旋入过程中例如可能出现螺钉的过度旋转，并且在旋出过程中如果以过高的转速旋出螺钉，则可能发生螺钉掉落。

因此通常期望的是，更大程度地使运行自动化并且帮助客户更简单地实现完全完成的工作进度，并且可靠地实现高质量的能重复的旋入和旋出过程。

此外，用户应受到器具的适合工作进度的、在机器方面触发的反应或例程的辅助。这种在机器方面触发的反应或例程的示例包括例如关断马达、马达转速变化或触发给用户的通知。

这种智能工具功能的提供尤其可以通过识别正在存在的运行状态来实现。正在存在的运行状态的识别在现有技术中与确定应用的工作进度或状态无关地，例如通过监控电动马达的诸如转速和马达电流的运行参量来实施。在此在如下方面检查运行参量：是否达到确定的极值和/或阈值。相应的分析评价方法利用绝对阈值和/或信号梯度工作。

在此不利的是，实际上仅对于一种应用情况可以完美地调设固定的极值和/或阈值。一旦应用情况改变，则所属的电流或转速值或其时间变化曲线也变化，并且根据所调设的极值和/或阈值或者说其时间变化曲线进行的冲击识别不再起作用。

如此可能发生：例如基于识别冲击运行的自动关断在各个应用情况下在使用自攻螺钉时可靠地在不同转速范围中关断，然而在其他应用情况下在使用自攻螺钉时不实现关断。

在旋转冲击式起子器中用于确定运行模式的其他方法中使用附加的传感器，例如加速度传感器，以便由工具的振动状态推断出正在存在的运行模式。

该方法的缺点在于用于传感器的附加的成本费用以及在手持式工具机的鲁棒性中的损失，因为安装的构件和电连接的数量与没有该传感器件的手持式工具机相比较是上升的。

此外，简单的信息“冲击机构是否工作”经常不足以能够对工作进度做出准确的结论。因此，

例如在旋入确定的木螺钉的情况下，旋转冲击机构已经非常早地启动，而螺钉尚未完全被旋入到材料中，但需要的力矩已经超过旋转冲击机构的所谓的脱离力矩。

纯粹基于旋转冲击机构的运行状态(冲击运行被冲击运行)的反应因此对于工具的正确的自动系统功能(例如关断)来说是不足的。

原则上存在这种问题：在诸如冲击式钻孔机的其他手持式工具机中也最大程度地使运行自动化，使得本发明不限于旋转冲击式起子器。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种相对于现有技术而改进的用于运行手持式工具机的方法，该方法至少部分地消除上述缺点或给出现有技术的至少一个替代方案。另一任务在于，给出一种相应的手持式工具机。

这些任务借助独立权利要求的相应主题来解决。本发明有利构型是各个从属权利要求的主题。

根据本发明，公开了一种用于运行手持式工具机的方法，其中，手持式工具机具有电动马达。在此，该方法包括以下步骤：

S1求取电动马达的运行参量的信号；

S2至少部分地根据运行参量的信号来求取应用类别；

S3至少部分地根据应用类别来提供比较信息，包括以下步骤：

S3a提供至少一个模型信号形状，其中，所述模型信号形状能够配属于手持式工具机的确定的工作进度；

S3b提供一致性阈值；

S4将运行参量的信号与模型信号形状进行比较，并且，从比较中求取一致性评价，其中，一致性评价至少部分地根据一致性阈值进行；

S5至少部分地根据在方法步骤S4中求取出的一致性评价来识别工作进度。

运行参量的信号的求取在此还包括对测量的信号的可能的信号加工，例如在测量的信号的分类或聚类的意义上。

通过根据本发明的方法，有效地在实现能重复的高质量应用结果的情况下辅助手持式工具机的用户，其中，该方法的特征在于以高度的自动化程度来求取应用类别，该高度的自动化程度使以前的方法中惯用的、对确定的应用的预选变得多余。由此也避免了在调出确定的机器程序时会随处出现的用户错误。

术语“应用类别”应根据一个示例进行简要的具体说明。在组装家具、例如厨房家具时，必须将许多不同类型的螺钉旋拧到不同的载体材料中。一方面，例如必须借助小的木螺钉来紧固铰链；另一方面，必须利用木楔和较大的螺钉将橱柜本身紧固在墙壁上。根据本发明，对于出现的旋拧情况，因而根据配属于这些旋拧情况的运行参量的信号来求取应用类别“小的木螺钉”和“大的木楔螺钉”之一。在根据本发明的方法的范畴内，在此基础上现在进一步地识别出工作进度，该工作进度又可以用作用于自动化执行手持式工具机的确定的例程或反应的触发者。

因而，通过本发明可能的是，给用户提供帮助，利用该帮助可以以尽可能少的花费实现恒定的工作质量。

本领域技术人员将认识到，模型信号形状的特征包含工作过程的连续进度的信号形状。在一个实施方式中，模型信号形状是状态特有的模型信号形状，其对于手持式工具机的确定的工作进度来说是状态特有的。此类工作进度的示例包括：螺钉头贴靠在紧固底座上，松脱的螺钉的自由旋转，手持式工具机的旋转冲击机构的开启或停止，达到待利用手持式工具机旋入的连接器件的确定的拧入深度，和/或，在受冲击的元件或工具记录部没有继续旋转的情况下冲击旋转冲击机构。

用于通过工具内部的测量参量中的运行参量，例如电动马达的转速来识别工作进度的方案经证明为特别有利的，因为以该方法特别可靠地且在很大程度上与工具的一般运行状态或其应用情况无关地实现工作进度。

在此，基本上省去用于感测工具内部的测量参量的尤其是附加的传感器单元，例如加速度传感器单元，使得根据本发明的方法基本上仅用于识别工作进度。

在本发明的一些实施方式中，该方法还包括以下方法步骤：

SM根据至少两个或多个示例性应用来执行机器学习阶段，其中，示例性应用包括达到确定的工作进度；

其中，步骤S2中的求取应用类别和步骤S3中的提供模型信号形状和/或一致性阈值至少部分地基于在机器学习阶段中生成的应用类别以及配属于该应用类别的模型信号形状和/或一致性阈值来进行。

在本发明的确定的实施方式中，术语“机器学习阶段”包括：冲击式起子器例如借助将在下面进一步阐述冲击品质分析评价存储在用户方面实施的应用情况或示例性应用中的运行参量的不同曲线。此外，冲击式起子器自主存储：用户在哪些一致性阈值的情况下对各个曲线做出反应，例如通过降低转速或关断机器。利用足够大的数据基础，冲击式起子器现在可以借助数据分析的方法在同类的应用情况曲和一致性阈值之间建立联系。因而，冲击式起子器能够自主地分类应用曲线并且将特定的一致性阈值配属于所述类别。

在上述厨房家具的结构示例中，由用户使用的根据本发明的冲击式起子器随着时间的推移和足够大的数据量学习：是否存在“木螺钉”和“木楔螺纹部”的旋拧情况，并且何时达到相应确定的工作进度。

在其他实施方式中，包括将至少一个示例性应用的读入到与手持式工具机连接的或集成到手持式工具机中的存储器中。在此上下文中，“读入”应理解为读入一个或多个旋拧特性，即电动马达的运行参量的示例性信号。旋拧特性例如可以借助到互联网的连接而被读入。

此外，方法步骤SM还可以是将配属于示例性应用的运行参量的信号存储和分类在至少一个或多个应用类别中。在此，“分类”也应理解为将运行参量的示例性信号配属于至少一个或多个应用类别。

在本发明的一些实施方式中，该方法步骤SM还包括以下方法步骤：

SMa至少部分地根据运行参量的相应的信号，在达到确定的工作进度的时间点时，对配属于这些示例性应用的模型信号形状进行求取、存储和分类。

在本发明的一些实施方式中，该方法步骤SM还包括以下方法步骤：

SMb至少部分地根据运行参量的相应的信号，在达到所述确定的工作进度的时间点时，对配属于这些示例性应用的一致性阈值进行求取、存储和分类。

在本发明的一些实施方式中，该方法步骤SM还包括以下方法步骤：

SMc根据所存储的配属于这些示例性应用的模型信号形状和一致性阈值，对配属于这些应用类别的一致性阈值求取和存储。

在本发明的一些实施方式中，该方法还包括以下方法步骤：

S6至少部分地基于在方法步骤S5中识别出的工作进度来执行手持式工具机的第一例程。

根据本发明，手持式工具机因而能够对不同的应用情况做出反应。所述反应示例性可能是立即降低转速、立即停止马达、时间错位地降低转速和/或时间错位地停止马达。此外，不同反应的组合也是可能的。

在上述厨房家具的结构示例中，根据本发明的冲击式起子器在这个实施方式中在旋入时识别出正在旋入一个小的木螺钉，并且在正确的时间点自动执行用户所学习的程序或反应，例如降低转速。如果随后执行木楔螺纹连接，则器具也自主识别出该另一个旋拧情况并且在正确的时间点自动地做出反应，例如通过降低转速。

也就是说，根据本发明例如可以确保，相同螺钉类型的所有螺钉都以能重复的方式旋入到相同的深度，这也示出了工作的简化以及工作质量的提高。

在替代的实施方式中设置，在应用情况未知的情况下借助具有类似的特征或应用类别的已知的应用情况来估计第一例程。

在本发明的一些实施方式中，该方法还包括以下方法步骤：

S7获得手持式工具机的用户关于在步骤S6中执行的第一例程的质量的评价，并且，至少部分地根据该评价来优化例程。

根据本发明的方法还可以包括在手持式工具机的控制单元中和/或中央计算机上执行方法步骤SMa、SMb和SMc，尤其是通过经由互联网连接发送运行参量的在步骤S1中求取出的、配属于示例性应用的信号。

本发明的另外的实施方式包括：机器学习阶段包括执行或读入至少两个示例性应用、优选大量示例性应用，并且还包括从配属于两个或多个示例性应用的一致性阈值中求取一致性阈值的平均值。

以这种方式，在旋拧过程中会随处出现的不规则性，例如载体材料的变化、旋入角度、用户施加的力等都被统计平均，并且因而减少了它们在学习过程中的影响。

在本发明的一些实施方式中，示例性应用由手持式工具机的用户执行，和/或从数据库中读入。在此，可以实现外部的和内部的数据库。使用外部的数据库可以例如包括经由互联网读入旋拧特性，而使用内部的数据库可以是在工厂方面将数据库提供在手持式工具机上。

通过不同的例程，可以给用户提供一个或多个系统功能性，用于可以利用所述系统功能性更简单和/或快速地结束应用情况。通过根据本发明设置的机器学习阶段，所述方法可以高度自适应并且以高的程度适配于用户的需求。

在一个实施方式中，第一例程包括在考虑至少一个限定的和/或能预给定的、尤其通过手持式工具机的用户能预给定的参数停止电动马达。这样的参数的示例包括时间间隔、电动马达旋转的数量、工具记录部旋转的数量、电动马达的转角以及手持式工具机的冲击机构的冲击数量。

在另一实施方式中，第一例程包括电动马达转速的变化、尤其是降低和/或提高。电动马达转速的这样的变化例如可以借助马达电流、马达电压、蓄电池电流或蓄电池电压的变化实现或通过这些措施的组合实现。

优选地，电动马达转速变化的幅度能够通过手持式工具机的用户限定。对此，替代地或附加地，电动马达转速的变化也可以通过目标值预给定。术语“幅度”在上下文中也应通常在变化的高度的意义上理解并且不仅与周期性过程相关。

在一个实施方式中，电动马达的转速的变化多次地和/或动态地进行，尤其在时间上分级地和/或沿着转速变化的特性曲线和/或根据手持式工具机的工作进度，其中，所述转速的变化至少部分地根据基于示例性应用的学习过程来确定。

原则上，可以考虑不同的运行参量作为通过合适的测量值传感器所记录的运行参量。在此，特别有利的是，根据本发明在此方面不再需要附加的传感器，因为各种传感器，例如用于转速监控的传感器、优选霍尔传感器已经安装在电动马达中。

有利地，运行参量是电动马达的转速或与转速相关的运行参量。通过从电动马达至冲击机构的固定传动比例如得出马达转速与冲击频率的直接相关性。另一可考虑的与转速相关的运行参量是马达电流。作为电动马达的运行参量也可以考虑马达电压、马达的霍尔信号、电池电流或电池电压，其中，作为运行参量也可以考虑电动马达的加速度、工具记录部的加速度或手持式工具机的冲击机构的声信号。

在一些实施方式中，在方法步骤S1中将运行参量的信号记录为运行参量的测量值的时间变化曲线，或记录为运行参量的、作为电动马达的与时间变化曲线相关的参量的测量值，例如电动马达的加速度、尤其是更高阶的冲击、功率、能量、旋转角度、工具记录部的旋转角度或者频率。

在最后提及的实施方式中可以确保，与马达转速无关地产生要研究的信号的恒定的周期性。

如果在方法步骤S1中将运行参量的信号记录为运行参量的测量值的时间变化曲线，则在紧接着该方法步骤S1的方法步骤S1a中，基于传动装置的固定传动比，将运行参量的测量值的时间变化曲线变换为作为电动马达的与时间变化曲线相关的参量的运行参量的测量值的曲线。因此又产生与在随着时间的推移直接记录运行参量的信号时相同的优点。

优选地，在使用手持式工具机的输出器具的情况下给手持式工具机的用户输出工作进度。“借助输出器具的输出”尤其可以理解为工作进度的显示或文档记录。在此，文档记录也可以是工作进度的分析评价和/或存储。这例如也包括在存储器中存储多次旋拧过程。

在一个实施方式中，第一例程和/或第一例程的特征参数通过应用软件(“App”)或用户界面(“人机界面”、“HMI”)能够被用户调设和/或显示。

此外，在一个实施方式中，HMI可以布置在机器自身上，而在其他实施方式中，HMI布置在外部设备，例如智能电话、平板电脑、计算机上。

在本发明的一个实施方式中，第一例程包括给用户的视觉、听觉和/或触觉的反馈。

优选地，模型信号形状是振动曲线，例如在一个平均值周围的振动曲线、尤其是基本上三角振动曲线。在此，模型信号形状例如可以表示锤到旋转冲击机构的铁砧上的理想的冲击运行，其中，理想的冲击运行优选地是没有手持式工具机的工具主轴继续旋转的冲击。

在本发明的一个实施方式中，在方法步骤S4中借助比较方法在如下方面比较运行参量的信号：是否满足一致性的至少一个预给定的阈值。

优选地，比较方法包括至少一个基于频率的比较方法和/或进行比较的比较方法。

在此可以至少部分地借助基于频率的比较方法、尤其是带通滤波和/或频率分析做出决定：是否在运行参量的信号中已经识别出要识别的工作进度。

在一个实施方式中，基于频率的比较方法至少包括带通滤波和/或频率分析，其中，预给定的阈值为预给定的极值的至少90％、尤其是95％、完全尤其是98％。

在带通滤波中，例如通过带通滤波器对运行参量的记录的信号进行滤波，该带通滤波器的通过范围与模型信号形状一致。在产生的信号中的相应幅度在存在决定性地要识别的工作进度的情况下是可期望的。带通滤波的预给定的阈值因此可以是在要识别的工作进度中的相应幅度的至少90％、尤其是95％、完全尤其是98％。预给定的极值在此可以是在理想的要识别的工作进度的产生的信号中的相应幅度。

通过频率分析的已知的、基于频率的比较方法可以在运行参量的记录的信号中搜索之前确定的模型信号形状，例如要识别的工作进度的频谱。在运行参量的记录的信号中，要识别的工作进度的相应幅度是可期望的。频率分析的预给定的阈值可以是在要识别的工作进度中的相应幅度的至少90％、尤其是95％、完全尤其是98％。预给定的极值在此可以是在理想的要识别的工作进度的记录的信号中的相应幅度。在此，适合地使运行参量的记录的信号的分段可以是必要的。

在一个实施方式中，进行比较的比较方法包括至少一个参数估计和/或交叉相关，其中，预给定的阈值为运行参量的信号与模型信号形状的一致性的至少40％。

运行参量的测量的信号可以借助进行比较的比较方法与模型信号形状比较。如此求取运行参量的测量的信号，使得该信号具有与模型信号形状的最终信号长度基本上相同的最终信号长度。模型信号形状与运行参量的测量的信号的比较在此可以作为最终长度的尤其离散或连续的信号输出。根据比较的一致性或偏差的程度可以输出如下结果：是否存在要识别的工作进度。如果运行参量的测量的信号与模型信号形状至少40％一致，则要识别的工作进度可能存在。此外可设想，进行比较的方法可以借助运行参量的测量的信号与模型信号形状的比较输出相互比较的程度作为比较的结果。在此，相互间至少60％的比较可以作为用于存在要识别的工作进度的标准。在此可以由此出发：一致性的下边界位于40％，而一致性的上边界位于90％。相应地，偏差的上边界位于60％，而偏差的下边界位于10％.

在参数估计中能够以简单的方式实现在之前确定的模型信号形状与运行参量的信号之间的比较。为此可以辨识模型信号形状的估计的参数，以便使模型信号形状适配于运行参量的测量的信号。借助在之前确定的模型信号形状的估计的参数与极值之间的比较，可以求取关于存在要辨识的工作进度的结果。随后，可以对比较结果进一步评价：是否已经达到预给定的阈值。该评价可以是对估计的参数的品质确定，或可以是在确定的模型信号形状与运行参量的感测到的信号之间的一致性。

在另一实施方式中，方法步骤S4包含在运行参量的信号中对辨识模型信号形状进行品质确定的步骤S4a，其中，在方法步骤S5中至少部分地根据品质确定来识别工作进度。作为品质确定的量度可以求取估计的参数的匹配品质。

在方法步骤S5中可以至少部分地借助品质确定、尤其品质的量度做出决定：是否在运行参量的信号中已经辨识出要识别的工作进度。

附加地替代于品质确定地，方法步骤S4a可以包括模型信号形状的识别和运行参量的信号的比较确定。模型信号形状的估计的参数与运行参量的测量的信号的比较可以为例如70％、尤其是60％、完全尤其是50％。在方法步骤S5中，至少部分地根据该比较确定做出如下决定：是否存在要识别的工作进度。对于存在要识别的工作进度的决定可以在运行参量的测量的信号与模型信号形状的至少40％一致性的预给定阈值的情况下做出。

在交叉相关的情况下，可以进行在之前确定的模型信号形状与运行参量的测量的信号之间的比较。在交叉相关的情况下，之前确定的模型信号形状可以与运行参量的测量的信号相关。在模型信号形状与运行参量的测量的信号相关联的情况下可以求取两个信号的一致性的量度。该一致性的量度可以为例如40％、尤其是50％、完全尤其是60％。

在根据本发明方法的方法步骤S5中，工作进度的识别可以至少部分地根据模型信号形状与运行参量的测量的信号的交叉相关进行。识别在此可以至少部分地根据运行参量的测量的信号与模型信号形状的至少40％一致性的预给定阈值进行。

在一个实施方式中，一致性阈值通过手持式工具机的用户能确定和/或在工厂方面预限定。

在另一个实施方式中，手持式工具机是冲击式起子机、尤其是旋转冲击式起子机，并且工作进度是开启或结束冲击式运行、尤其是旋转冲击式运行。

在一个实施方式中，上述的步骤SM、SMa、SMb、SMc中的一个或多个作为能由用户调出的手持式工具机的运行模式被保存在该手持式工具机的控制器中。尤其，步骤SMa、SMb、...包括求取、存储和分类示例性应用，其中，原则上也能由用户调出其他反应，例如通过减少、增加或关闭来进行转速调控。与此并行地，手持式工具机可以具有运行模式，在所述运行模式中，一致性阈值能够基于手持式工具机的应用情况的在工厂方面预限定的预选项由用户选择。这例如可以通过用户界面、例如HMI(人机界面)、例如移动设备、尤其是智能电话和/或平板电脑发生。

尤其，在方法步骤S3a中可以可变化地、尤其由用户确定模型信号形状。在此，模型信号形状配属于要识别的工作进度，使得用户能够预给定要识别的工作进度。

有利地，在方法步骤S3a中限定、尤其在工厂方面确定模型信号形状。原则上可设想，在器具内部保存或存储模型信号形状、替代地和/或附加地提供给手持式工具机、尤其由外部数据器具提供。

本领域技术人员将认识到，根据本发明的方法实现了，与电动马达的至少一个应有转速、电动马达的至少一个起动特性和/或手持式工具机的电源、尤其是蓄电池的至少一个充电状态无关地识别工作进度。

运行参量的信号在此应理解为测量值的时间序列。替代地和/或附加地，运行参量的信号也可以是频谱。替代地和/或附加地，也可以再处理运行参量的信号，例如平整化、滤波、适配等。

在另一个实施方式中，运行参量的信号作为测量值的序列存储在尤其手持式工具机的存储器、优选环形存储器中。

在一个方法步骤中，根据小于手持式工具机的冲击机构的十次冲击、尤其小于电动马达的十个冲击振动周期、优选地小于手持式工具机的冲击机构的六次冲击、尤其小于电动马达的六个冲击振动周期、完全优选地小于冲击机构的四次冲击、尤其小于电动马达的四个冲击振动周期识别要识别的工作进度。在此，“冲击机构的冲击”应理解为冲击机构锤、尤其是锤到冲击机构体、尤其是铁砧上的轴向、径向、切向和/或沿周向方向指向的冲击。电动马达的冲击振动周期与电动马达的运行参量相关。根据在运行参量的信号中的运行参量波动可以求取电动马达的冲击振动周期。

手持式工具机构成本发明的另一个主题，该手持式工具机具有电动马达、电动马达的运行参量的测量值记录器以及控制单元，其中，有利地手持式工具机是冲击式起子机、尤其是旋转冲击式起子机，并且手持式工具机设置为用于实施上述方法。

手持式工具机的电动马达使输入主轴旋转，并且输出主轴与工具记录部连接。铁砧与输出主轴抗扭地连接，并且锤与输入主轴如此连接，使得锤由于输入主轴的旋转运动执行沿输入主轴的轴向方向的间歇运动以及绕着输入主轴的间歇的旋转运动，其中，锤以这种方式间歇地冲击到铁砧上并且因此将冲击和旋转脉冲输出到铁砧上和因此输出主轴上。第一传感器将例如用于求取马达旋转角的第一信号传输给控制单元。此外，第二传感器将用于求取马达速度的第二信号传输给控制单元。

有利地，手持式工具机具有存储单元，在该存储单元中可以存储有多种值。

在另一实施方式中，手持式工具机是蓄电池驱动的手持式工具机、尤其是蓄电池驱动的旋转冲击式起子器。以这种方式确保手持式工具机的灵活和不依赖电网的使用。

有利地，手持式工具机是冲击式起子机、尤其是旋转冲击式起子机，并且要识别的工作进度是：螺钉头贴靠在紧固底座上，松脱的螺钉的自由旋转，手持式工具机的旋转冲击机构开启和结束，和/或，在受冲击的元件或工具记录部没有继续旋转的情况下的旋转冲击机构冲击。

辨识手持式工具机的冲击机构的冲击、尤其是电动马达的冲击振动周期例如可以通过以下方式实现：使用快速拟合算法，借助该快速拟合算法，能够在小于100ms、特别是小于60ms、完全特别是小于40ms内实现对冲击识别的分析评价。在此，根据本发明的所述方法能实现基本上对于全部上述应用情况的工作进度的识别以及对于在紧固载体中松脱以及固定的紧固元件的旋拧识别。

通过本发明可能的是，在最大程度上省去较费事的信号处理方法，例如滤波、信号回路、(静态以及适应性的)系统模型以及信号跟踪。

此外，该方法允许对冲击运行或工作进度的更快速辨识，由此可以引起工具的更快速反应。这尤其适用于在冲击机构置入之后直至辨识的多个过去的冲击以及也适用在特别的运行状况、例如驱动马达的起动阶段中。在此也不必限制工具的功能性，例如降低最大驱动转速。此外，算法的运行也与其它影响参量、例如应有转速和蓄电池状态无关。

原则上，附加的传感器件、例如加速度传感器不是必要的，然而这些分析评价方法也可以应用于另外的传感装置的信号。此外，在例如在没有转速感测的情况下足以应对的其它马达方案中，该方法也可以应用于其它信号。

在一个优选实施方式中，手持式工具机是蓄电池起子器、钻孔机、击式钻孔机或钻锤，其中，作为工具可以使用钻具、钻头或不同的批头组。根据本发明的手持式工具机尤其构造为冲击式旋拧工具，其中，通过马达能的脉冲式释放产生用于螺钉或螺母的旋入或旋出的更高峰值转矩。电能的传递在上下文中应尤其理解为：手持式工具机通过蓄电池和/或通过电缆连接给机身传递能量。

此外，根据所选择的实施方式，旋拧工具可以沿旋转方向灵活地构造。以这种方式，所提出的方法可以不但用于螺钉或螺母的旋入而且用于其旋出。

在本发明的范畴内，“求取”尤其应包含测量或记录，其中，“记录”应在测量和存储的意义上理解，此外，“求取”也应包含对测量的信号的可能的信号处理。例如，通过分类或聚类来求取信号。

此外，“决定”也应理解为识别或探测，其中，应实现明确的配属。“辨识”应理解为识别与样本的部分一致性，该一致性例如能够通过信号与样本的适配、傅里叶分析等实现。“部分一致性”应如此理解，使得适配具有小于预给定阈值、特别是小于预给定阈值30％、完全特别是小于预给定阈值20％的误差。

本发明另外的特征、应用可能性和优点由本发明的在附图中所示的实施例的下面的描述得出。在此应注意，在附图中所描述或所示的特征本身或以任意组合的形式具有本发明的主题，与其在权利要求中的总结或其引用无关地以及与其在说明书或在附图中的表达或表示无关地仅具有描述的特征并且不应考虑为以任意形式对本发明的限制。

附图说明

下面，根据优选实施例详细地阐述本发明。附图是示意性的并且示出：

图1电动手持式工具机的示意图；

图2(a)示例性应用的工作进度以及运行参量的配属的信号；

图2(b)运行参量的在图2(a)中所示的信号与模型信号的一致性；

图3示例性应用的工作进度以及运行参量的两个配属的信号；

图4根据本发明的两个实施方式的运行参量的信号的变化曲线；

图5根据本发明的两个实施方式的运行参量的信号的变化曲线；

图6示例性应用的工作进度以及运行参量的两个配属的信号；

图7根据本发明的两个实施方式的两个运行参量的信号的变化曲线；

图8根据本发明的两个实施方式的两个运行参量的信号的变化曲线；

图9运行参量的信号的两个不同记录的示意图；

图10(a)运行参量的信号；

图10(b)包含在图10(a)的信号中的第一频率的幅度函数；

图10(c)包含在图10(a)的信号中的第二频率的幅度函数；

图11运行参量的信号和基于模型信号的带通滤波的输出信号的共同视图；

图12运行参量的信号和基于模型信号的频率分析的输出的共同视图；

图13运行参量的信号和用于参数估计的模型信号的共同视图；和

图14运行参量的信号和用于交叉相关的模型信号的共同视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的手持式工具机100，其具有带有把手115的壳体105。根据所示的实施方式，手持式工具机100为了不依赖电网地供电而能够机械和电地与蓄电池组190连接。在图1中，手持式工具机100示例性地构造为蓄电池旋转冲击式起子器。然而应指出，本发明不限于蓄电池旋转冲击式起子器，而是原则上能够在需要识别工作进度的手持式工具机100、例如冲击式钻孔机中得到应用。

在壳体105中布置有由蓄电池组190供应以电流的电动马达180以及传动装置170。电动马达180通过传动装置170与输入主轴连接。此外，在壳体105内在蓄电池组190的区域中布置有控制单元370，该控制单元为了控制和/或调节电动马达180和传动装置170例如借助设定的马达转速n、所选择的旋转脉冲、期望的传动装置挡位x等对该电动马达和传动装置产生影响。

电动马达180例如能够通过手动开关195操纵，即能调出和能关断，并且可以是任意的马达类型，例如电子换向马达或直流电机。原则上，电动马达180能够如此电子控制或调节，使得关于期望的马达转速n和期望的旋转脉冲不但能实现可逆运行而且能实现预给定。合适的电动马达的功能方式和结构都由现有技术充分已知，使得在此出于描述简洁性的目的而省去详细的说明。

通过输入主轴和输出主轴，工具记录部140能旋转地支承在壳体105中。工具记录部140用于记录工具并且可以直接成型到输出主轴上或插套式地与该输出主轴连接。

控制单元370与电源处于连接中并且如此构造，使得该控制单元可以借助不同的电流信号以能电子控制或调节的方式操控电动马达180。不同的电流信号引起电动马达180的不同的旋转脉冲，其中，将电流信号经由控制线路引导给电动马达180。电源例如可以构造为电池，或如在所示的实施例中那样构造为蓄电池组190或构造为电网接头。

此外，可以设置未详细示出的操作元件，以便设定电动马达180的不同的运行模式和/或旋转方向。

根据本发明的一个方面，提供一种用于运行手持式工具机100的方法，借助该方法可以在例如在图1中所示的手持式工具机100应用在例如旋入过程或旋出过程时确定工作进度。

作为确定工作进度的结果，在本发明的实施方式中触发在机器方面相应的反应或例程。由此，可以可靠地实现可再现的高质量的旋入过程和旋出过程。该方法的方面尤其基于对信号形状的研究和对这些信号形状的一致性程度的确定，这种确定例如可以相应于对通过手持式工具机100驱动的元件、例如螺钉的继续旋转的评价。

对此，在图2中示出旋转冲击式起子器的电动马达180的运行参量200的示例性信号，例如在旋转冲击式起子器在按常规使用时所出现的信号或呈类似形式的信号。下面的实施方式涉及旋转冲击式起子器，而这些实施方式在本发明的范畴内在意义上也适用于其他手持式工具机100、例如冲击式钻孔机。

在图2的当前示例中在横坐标x上绘制出时间作为参照参量。然而,在一个替代的实施方式中，使用与时间相关的参量作为参照参量，例如工具记录部140的旋转角度、电动马达180的旋转角度、加速度、冲击，尤其更高阶的冲击、功率或能量。在纵坐标f(x)上在附图中绘制出在每个时间点所施加的马达转速n。代替马达转速地，也可以选择其它与马达转速相关的运行参量。在本发明的替代实施方式中，f(x)例如代表马达电流的信号。

马达转速和马达电流是在手持式工具机100中普遍且没有附加成本地由控制单元370感测的运行参量。在本公开文本的范畴内，“提供电动马达180的运行参量200的信号”被称为方法步骤S1。在本上下文中，“提供”被理解为，使相应的特征在手持式工具机100的内部的或外部的存储器中可用。

在本发明的优选实施方式中，手持式工具机100的用户可以选择：应基于哪个运行参量来执行本发明的方法。

在图2(a)中示出松脱的紧固元件、例如螺钉900到紧固载体902、例如木板中的应用情况。在图2(a)中可看出：信号包括第一区域310，该第一区域通过马达转速的单调上升标记以及通过马达转速相对较恒定的、也可被称为平台的区域标记。在图2(a)中的横坐标x与纵坐标f(x)之间的交点相应于旋转冲击式起子器在旋拧过程中的启动。

在第一区域310中，螺钉900在紧固载体902中碰到相对较小的阻力，并且为了旋入所需的转矩低于旋转冲击机构的脱离力矩。因此，在第一区域310中的马达转速曲线相应于在没有冲击的情况下的旋拧运行状态。

如从图2(a)可得出，螺钉900的头部在区域322中未贴靠在紧固载体902上，这意味着：由旋转冲击式起子器运行的螺钉900随着每次冲击继续旋转。该附加旋转角度可以在前进的工作过程中变小，这在附图中通过变小的周期时长来反映。此外，继续旋入也可以通过平均降低的转速示出。

如果随后螺钉900的头部达到底座902，则为了继续旋入而需要更高的转矩并且从而需要更大的冲击能量。然而，因为手持式工具机100不提供更多冲击能量，所以螺钉900不再继续旋转或仅还继续旋转显著更小的旋转角度。

在第二区域322和第三区域324中执行的旋转冲击运行通过运行参量200的信号的振动曲线标记，其中，振动形式例如可以是呈三角函数或其他形式的振动。在当前情况下，振动具有可以被称为经修正的三角函数的曲线。运行参量200在冲击旋拧运行中的表征信号形状通过冲击机构锤与位于冲击机构与电动马达180之间的系统链以及传动装置170的张紧和释放来产生。

在利用“不同旋拧情况分别具有运行参量的表征信号形状”的情况下，在根据本发明的方法的步骤S2中，基于运行参量200的信号求取应用类别。在旋拧过程的情况中，术语“应用类别”在此尤其可以包括一个或多个方面，例如螺钉参量、螺钉类型、旋拧方向(旋入或旋出)、旋拧阻力、旋拧速度、旋拧底座的材料，和/或由用户方面所实施的应用的手持式工具机运行模式。

如从上面可以看出，此外，各个工作进度、例如配属于冲击运行开始的信号形状原则上也通过确定的表征特征来标记，所述确定的表征特征至少部分地由旋转冲击式起子器的固有特性来预给定。在根据本发明的方法中，从这种认知出发，在步骤S3中，至少部分地根据在步骤S2中求取出的应用类别来提供比较信息，其中，在步骤S3a中提供至少一个模型信号形状240。在此，模型信号形状240能够配属于一个工作进度，例如达到螺钉900的头部贴靠在紧固载体902上；并且，在本发明的一些实施方式的上下文中，模型信号形状240也被称为状态特有的模型信号形状。换言之，模型信号形状240包含对于工作进度来说典型的特征，如存在振动曲线、振动频率或幅度，或者呈连续、准连续或离散形式的各个信号序列。

在其它应用中，要探测的工作进度可以通过不同于通过振动的信号形状来标记，例如通过在函数f(x)中的不连续性或增长率。在这样的情况下，替代通过振动来标记，状态特有的模型信号形状通过这些参数来标记。

在方法步骤S3b中，提供另一比较信息，即一致性阈值，该一致性阈值将在下面更详细地描述。

在本发明的方法的一个优选构型中，在方法步骤S3中，可以通过用户来确定状态特有的模型信号240。状态特有的模型信号240同样可以保存或存储在器具内部或由外部数据器来提供。

在根据本发明方法的方法步骤S4中，将电动马达180的运行参量200的信号与状态特有的模型信号240进行比较。特征“比较”在本发明的上下文中应广泛且在信号分析的意义上解释为，使得比较的结果尤其也可以是电动马达180的运行参量200的信号与模型信号240的部分或逐渐的一致性，其中，两个信号的一致性程度可以通过不同的数学方法来求取，随后还将提及这些数学方法。

在步骤S4中，从该比较中还求取电动马达180的运行参量200的信号与状态特有的模型信号240的一致性评价，并且因此获得关于两个信号的一致性的结论。在此，一致性评价至少部分地根据上面提到的一致性阈值来进行，该一致性阈值因此也可以被理解为运行参量200的信号与模型信号形状240的一致性的最低限度并且将在下文中更详细地阐述。

图2(b)示出与图2(a)的运行参量200的信号相对应的一致性评价201的函数q(x)的曲线，该曲线在横坐标x的每个部位处表明电动马达180的运行参量200的信号与状态特有的模型信号240之间的一致性的值。

在旋入螺钉900的当前示例中考虑该评价，以便确定在一次冲击时继续旋转的程度。在步骤S3a中提供的模型信号形状240在该示例中相应于没有继续旋转的理想冲击，即其中螺钉900的头部贴靠在紧固载体902的表面上的状态，如在图2(a)的区域324中所示出那样。与此相应地，在区域324中得到两个信号的高度一致性，这通过一致性评价201的函数q(x)的恒定高的值来反映。反之，在区域310中每次冲击都伴随螺钉900的大旋转角度，在该区域中仅达到小的一致性值。螺钉900在冲击时越少地继续旋转，则该一致性就越高，在此可看出的是，一致性评价201的函数q(x)在使用冲击机构时在区域322中已经反映出连续提高的一致性值，所述区域的特点是螺钉200的旋转角度由于提高的旋入阻力而随着每个冲击持续变小。

如在图2的示例中可看出的那样，信号的一致性评价201由于其或多或少的跳跃式特性而良好地适用于冲击区分，其中，该跳跃式变化由螺钉900在示例性工作过程结束时的继续旋转角度的同样或多或少的跳跃式变化决定。根据本发明，工作进度的识别至少部分地根据一致性评价201与步骤S3b中所提供的一致性阈值的比较来实现，该一致性阈值在图2(b)中由虚线202表示。在图2(b)的当前示例中，一致性评价201的函数q(x)与线202的交点SP配属于螺钉900的头部贴靠在紧固载体902的表面上的工作进度。

在根据本发明方法的方法步骤S5中，工作进度现在至少部分地根据在方法步骤S4中求取出的一致性评价201来识别。在此应注意，该功能不是仅限于旋入应用，而且也包括在旋出应用中的使用。

根据本发明，步骤S3中的提供比较信息能够至少部分地基于机器学习阶段实现。在本发明的实施方式中，该机器学习阶段包括执行或读入手持式工具机100的至少两个或多个示例性应用，其中，至少一个示例性应用包括达到手持式工具机100的确定的工作进度，例如达到“螺钉900的头部贴靠在紧固载体902的表面上”的状态，如在图2(a)的区域324中所示出的那样。因此，术语“确定的工作进度”在此不应理解为:工作进度必须强制地由用户确定。相反，在本发明的有利实施方式中设置，手持式工具机在使用数据分析方法的情况下根据示例性应用自动地识别确定的工作进度，例如识别出，在模型信号形状200‘的确定曲线(例如相应于螺钉900的头部贴靠在紧固载体902上)时，实现手持式工具机100的转速降低或关断。

因此，在这个实施方式中，根据本发明的方法包括根据至少两个或多个示例性应用来执行机器学习阶段的步骤SM，其中，这些示例性应用包括达到确定的工作进度。在这个实施方式中，在步骤S2中的求取应用类别以及步骤S3中的提供模型信号形状240和/或一致性阈值至少部分地基于在机器学习阶段中生成的应用类别以及配属于该应用类别的模型信号形状240‘和/或一致性阈值来进行。

因此，手持式工具机自主地或部分自主地学习:在不同应用中在什么时间点期望对一致性评价的曲线做出反应，而无需相应的用户指令。在本发明的确定的实施方式中，方法步骤SM在此有利地包括运行参量200‘的配属于示例性应用的信号到至少一个或多个应用类别中的存储和分类。

为此目的，根据本发明的方法的具体构型可以包含一个或多个以下方法步骤。

SMa至少部分地根据运行参量200‘的对应信号，在达到确定的工作进度的时间点时对配属于示例性应用的模型信号形状240进行求取、存储和分类。

SMb至少部分地根据运行参量200‘的对应信号，在达到确定的工作进度的时间点时对配属于示例性应用的一致性阈值进行求取、存储和分类。

SMc根据所存储的配属于示例性应用的模型信号形状240‘和一致性阈值，对配属于应用类别的一致性阈值进行求取和存储。

在此，步骤SMa、SMb和SMc包括本身已知的各种数据分析方法，例如探索性统计数据的平均值求取或更先进的操作，示例性应用的集合越大，则这些数据分析方法通常提供更准确的结果。在此上下文中应提及，方法步骤SMa、SMb和SMc能够选择性地在手持式工具机100的控制单元中和/或中央计算机上实现，尤其是通过经由互联网连接发送运行参量200‘的在步骤S1中求取出的配属于示例性应用的信号来实现。在这种情况下可能的是：根据本发明方法的确定步骤，例如用于确定特定工作进度或一致性阈值的上述数据分析，可能不是由手持式工具机100执行，而是通过中央计算机节点来执行，并且通过合并由不同用户所记录和存储的示例性应用使示例性应用的基础集合最大化。

反之，这样的过程能够实现：示例性应用不一定必须由手持式工具机100的用户来执行。相反，这些示例性应用也可以直接从数据库中读入。在此，数据库不但可以是外部的、例如通过互联网连接的数据库，或者可以是内部数据库，例如呈工厂方面提供的在手持式工具机本身上的数据库的形式。结合本发明，从外部的数据库中读入的示例性应用或表征这些示例性应用的数据也被称为“旋拧特性(Schraubprofil)”。

因此，这些实施方式的基础是：通过示例性应用来丰富手持式工具机100的“经验库”，所述示例性应用或者由手持式工具机100本身执行或以数据组的形式被传递给手持式工具机100。

简单来说，在第一变型中，用户例如实施大量旋入过程，其中，手持式电动工具100自主且累加地进行数据分析以用于对这些应用进行分类或排列，并且用于在用户执行重复出现的例程，例如停止手持式工具机100或降低转速时求取模型信号形状200‘和一致性阈值。在此应注意，这些重复出现的例程本身同样也可以用于对这些应用的分类和排列。在同样按照该方法来分析评价的后续应用中，手持式工具机100自动地求取应用类别，提供配属于该应用类别的比较信息、即至少提供模型信号形状240和一致性阈值，并且对运行参量200的当前存在信号与模型信号240进行相应的一致性评价时执行由用户在对应的应用类别中所执行的例程，例如电动马达180的转速降低，这将在后面更详细地描述。

因而，根据本发明，通过区分或比较信号形状，可以对由旋转冲击式起子器运行的元件的工作进度进行评价并且引发跟随该工作进度的例程，其中，确定的、在此使用的信号形状、即模型信号形状240以及对于所比较的信号形状的一致性的评价标准的一部分、即一致性阈值至少部分地由机器学习阶段提供。

在本发明的一个实施方式中设置，步骤SM中的机器学习阶段包括在“深度学习(英文：Deep Learning)”的意义上通过图像使手持式工具机学习。在此，使用合适的图像拍摄装置和/或应用变化过程的现有图像。在此，图像拍摄装置可以包括图像传感器或摄像机，示例性应用被该图像拍摄装置光学感测，被已知的图像加工工具分析并且随后被归类。以相同的方式，也可以在步骤S2中借助通过图像拍摄装置进行的光学感测和随后的图像分析来求取应用类别。在此，能想到将内部的、即集成到手持式工具机中的或者外部的图像传感器或摄像机、例如智能手机的摄像机作为图像拍摄装置。

有利地，通过另一方法步骤S6来补充在上述实施方式的意义中所学习的工作进度确定，在方法步骤S6中，至少部分地基于在方法步骤S5中识别出的工作进度来执行手持式工具机100的第一例程，如下所解释的那样。在此分别认为，要识别的工作进度的结果是手持式工具机在方法步骤S6中执行前述的第一例程，该要识别的工作进度通过机器学习阶段如上所述地已经由参数模型信号形状240和/或一致性阈值限定。然而，替代的实施方式还设置，在应用情况未知的情况下借助具有相似特点的已知应用情况来估计第一例程

即使在运行状态转变到冲击运行时产生转速降低，例如在小的木螺钉或自攻螺钉的情况下也难以实现：阻止螺钉头侵入到材料中。这归因于，由于冲击机构的冲击，在力矩提高的情况下也出现高的主轴转速。

这种行为在图3中示出。如在图2中在横坐标x上例如绘制出时间，而在纵坐标f(x)上绘制出马达转速，并且在纵坐标g(x)上绘制出转矩g(x)。曲线f和g因此说明了马达转速f和转矩g随时间的变化曲线。在图3的下部区域中，又类似于图2的图示地示意性示出在木螺钉900、900‘和900“旋入到紧固载体902中的旋入过程中的不同状态。

在附图中通过附图标记310示出的运行状态“非冲击”中，螺钉以高转速f和低力矩g旋转。在通过附图标记320标记的运行状态“冲击”下，转矩g快速升高，而转速f仅略微降低，如还在上面已经发现的那样。图3中的区域310‘标记在其中发生结合图2阐明的冲击识别的区域。

为了例如阻止螺钉900的螺钉头侵入到紧固载体902中，根据本发明，在方法步骤S6中至少部分地基于在方法步骤S5中识别出的工作进度来实施工具的涉及应用的、合适的例程或反应，例如关断机器、改变电动马达180的转速，和/或给手持式工具机100的用户的视觉、听觉和/或触觉反馈。

在本发明的一个实施方式中，第一例程包括在考虑至少一个限定的和/或能预给定的、尤其通过手持式工具机的用户能预给定的参数的情况下停止电动马达180。

为此示例性地在图4中示意性地示出在冲击识别310‘之后立刻停止器具，由此在此辅助用户，以避免螺钉头侵入到紧固载体902中。在附图中，这通过曲线f的在区域310‘后面快速下降的分支f‘示出。

限定的和/或能预给定的、尤其是通过手持式工具机100的用户能预给定的参数的示例包括通过用户限定的时间，在该时间之后器具停止，这在图4中通过时间间隔T_stopp示出以及曲线f的所属的分支f“。在理想情况下，手持式工具机100正好停止，使得螺钉头与螺钉支承面齐平。然而，因为直至该情况出现的时间从应用情况到应用情况是不同的，所以有利的是，时间间隔T_stopp能够通过用户限定。

对此替代地或附加地，在本发明的一个实施方式中设置，第一例程包括电动马达180的转速、尤其是应有转速的变化、尤其是是降低和/或提高并且从而也包括在冲击识别之后的主轴转速的变化。在图5中示出执行转速降低的实施方式。首先又在运行状态“非冲击”310中运行手持式工具机100，该运行状态通过由曲线f代表的马达转速变化曲线来表示。在区域310‘中实现冲击识别之后，马达转速在示例中降低了确定的幅度，这通过曲线f‘或f“示出。

在本发明的一个实施方式中，电动马达180的转速变化的幅度或水平，对于图5中的曲线f的分支f“通过Δ_D表示，可以通过用户来调设。通过降低转速，如果螺钉头接近紧固载体902的表面，则用户具有更多时间做出反应。一旦用户看到螺钉头与支承面足够平齐，则用户可以借助开关停止手持式工具机100。与在冲击识别之后的手持式工具机100停止相比较，马达转速的变化、在图5的示例中是降低具有这种优点：通过用户确定的关断，该例程在很大程度上与应用情况无关。

在本发明的一个实施方式中，电动马达180的转速变化的幅度Δ_D和/或电动马达180的转速的目标值能够通过手持式工具机100的用户限定，这在对于各种应用情况的可应用性的意义下再次提高该例程的灵活性。

在本发明的实施方式中，电动马达180的转速变化多次和/或动态地进行。尤其可以设置，电动马达180的转速变化在时间上分级地和/或沿着转速变化的特性曲线进行，和/或根据手持式工具机100的工作进度进行。

为此的示例还包括由转速降低和转速提高的组合。此外，可以与冲击识别时间错开地执行不同的例程或其组合。此外，本发明也包括在两个或更多例程之间设置时间偏移的实施方式。如果例如直接在冲击识别之后降低马达转速，则也可以在确定的时间值之后再次提高马达转速。此外设置，通过特性曲线不但预给定不同的例程本身，而且也预给定这些例程之间的时间偏移的实施方式。

如开头所提及的那样，本发明包括如下实施方式：其中工作进度通过从在区域320中的运行状态“冲击”到区域310中的运行状态“非冲击”的变换来表示，这在图6中示出。

手持式工具机100的运行状态的这种过渡例如在如下工作进度中给出：其中螺钉900从紧固载体902离开，即在旋出过程中，这在图6的下部区域中示意性地示出。如也在图3中那样，在图6中，曲线f代表电动马达180的转速，而曲线g代表转矩。

如已经结合本发明的其他实施方式所阐述的那样，在此也借助发现表征信号形状来感测手持式工具机的运行状态、在当前情况下是冲击机构的运行状态。

在运行状态“冲击”中、即在图6中在区域320中，螺钉900不旋转且施加大的力矩g。换言之，主轴转速在这种情况下等于零。在运行状态“非冲击”中、即在图6中在区域310中，力矩g快速下降，这又引起同样快速提高主轴和马达转速f。通过马达转速f的该快速提高，这通过从螺钉900与紧固载体902松脱的时间点起的力矩g下降而引起，通常对于用户困难的是：记录松脱的螺钉900或螺母以及阻止掉落。

根据本发明的方法可用于阻止：螺纹器件在从紧固载体902松脱之后如此快速地被拧下而掉落，该螺纹器件可以是螺钉900或螺母。为此参照图7。图7在所示的轴线和曲线方面基本上相应于图6，并且相应的附图标记标明相应的特征。

在一个实施方式中，例程在步骤S6中包括，在确定出：手持式工具机100识别出要识别的工作进度，在该示例中为运行模式“非冲击”之后立刻停止手持式工具机100，这在图7中通过马达转速在区域310中的曲线f的陡峭下降的分支f‘示出。在替代的实施方式中，时间T_stopp可以由用户限定，在该时间之后器具停止。在附图中，这通过马达转速的曲线f的分支f“示出。本领域技术人员得知：马达转速如也在图6中所示的那样在从区域320(运行状态“冲击”)过渡到区域310(运行状态“非冲击”)中之后首先快速增大，并且在时间间隔T_stopp期满之后陡峭下降。

在合适地选择时间间隔T_stopp的情况下能够实现：马达转速正好下降到“零”，使得螺钉900或螺母正好还在螺纹中。在这种情况下，用户可以以少量的螺纹旋转取下螺钉900或螺母，或者替代地将其保留在螺纹中，以便例如打开夹具。

在下面根据图8描述本发明的另一实施方式。在这种情况下，在从区域320(运行状态“冲击”)过渡到区域310(运行状态“非冲击”)中之后实现马达转速降低。降低的幅度或水平在附图中以Δ_D作为马达转速在区域320中的平均值f“与降低的马达转速f‘之间的量度来说明。该降低可以在确定的实施方式中通过用户调设，尤其通过给定手持式工具机100的转速的目标值，该目标值在图8中位于分支f‘的水平上。

通过马达转速和因此主轴转速的降低，如果螺钉900的头部从螺钉支承面松脱，则用户具有更多时间做出反应。一旦用户认为已经足够多地旋拧螺钉头或螺母，则该用户可以借助开关停止手持式工具机100。

与结合图7所述的实施方式相比较，在所述实施方式中直接或在从区域320(运行状态“冲击”)过渡到区域310(运行状态“非冲击”)中之后具有延迟地停止手持式工具机100，转速降低具有与应用情况在很大程度上不相关的优点，因为最后用户确定：在转速降低之后何时关断手持式工具机。这例如在长螺纹杆的情况下可以是有帮助的。在此存在如下应用情况：其中在松脱螺纹杆和与之伴随的冲击机构移出之后还必须实施或多或少的长时间的旋出过程。因此，在冲击机构移出之后关断手持式工具机100在这些情况下不符合目的。

应提及的是，在本发明的一些实施方式中设置，如上所述的第一例程的在方法步骤S6中使用的参数，例如转速减少或增加的变化曲线和幅度可以通过机器学习阶段根据示例性应用和/或旋拧特性来限定。

此外，在另一方法步骤S7中获得手持式工具机100的用户关于在步骤S6中执行的第一例程的质量评价，通过该方法步骤至少部分地根据该评价进行例程的优化。

在本发明的一些实施方式中，在使用手持式工具机的输出装置的情况下给手持式工具机的用户输出工作进度。

下面，阐述涉及方法步骤S1-S5的实施的一些技术关联和实施方式。

在实际应用中可以设置，在手持式工具机100运行期间重复执行方法步骤S1至S4中的一个或多个，以便监控所实施的应用的工作进度。为此目的，在方法步骤S1中可以对运行参量200的求取出的信号进行分段，使得在优选总是相同的确定长度的信号部段上实施方法步骤S2和S4。

为此目的，运行参量200的信号可以作为测量值的序列存储在存储器中、优选地环形存储器中。在该实施方式中，手持式工具机100包括存储器、优选地环形存储器。

如结合图2已经提及的那样，在本发明的优选实施方式中，在方法步骤S1中将运行参量200的信号作为运行参量的测量值的时间变化曲线求取，或作为运行参量的测量值来求取，该运行参量为电动马达180的与所述时间变化曲线相关的参量。在此，测量值可以是离散的、准连续或连续的。

一个实施方式在此设置，在方法步骤S1中将运行参量200的信号记录为运行参量的测量值的时间变化曲线，并且在紧接着该方法步骤S1的方法步骤S1a中实现将运行参量的测量值的时间变化曲线变换为运行参量的测量值的变化曲线作为电动马达180的与时间变化曲线相关的参量，例如工具记录部140的旋转角度、马达旋转角度、加速度、尤其更高阶的冲击、功率或者能量。

该实施方式的优点在下面根据图9描述。类似于图2，图9a示出运行参量200随横坐标x的、在这种情况下随时间t变化的信号f(x)。如在图2中那样，运行参量可以是马达转速或与马达转速相关的参数。

图示包含运行参量200的两个信号变化曲线，这两个信号变化曲线分别可以配属于一个工作进度，在旋转冲击式起子器的情况下例如配属于旋转冲击旋拧模式。在两种情况下，信号包括理想化地假定为正弦形的振动变化曲线的波长，其中，具有较短波长T1的信号具有带有较高冲击频率的变化曲线，而具有较长波长T2的信号具有带有较低冲击频率的变化曲线。

两个信号可以利用同一手持式工具机100在不同马达速度的情况下产生，并且还与“用户通过手持式工具机100的操作开关要求何种旋转速度”有关。

如果现在应考虑例如参数“波长”，用于限定状态特有的模型信号形状240，则在当前情况下必须将至少两个不同的波长T1和T2保存为状态特有的模型信号形状的可能部分，以便运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240的比较在两种情况下导致结果“一致”。因为马达转速随着时间通常可变且在大范围中可变，所以这导致：寻找的波长也改变，并且由此必须与此相应地适应性调设用于识别该冲击频率的方法。

在多种可能的波长情况下，会相应地快速提高方法和编程的成本。

在一个优选实施方式中，因此将横坐标的时间值变换为与时间值相关的值，例如加速度值、更高阶的冲击值、功率值、能量值、频率值、工具记录部140的旋转角度值或电动马达180的旋转角度值。这是可能的，因为通过电动马达180与冲击机构和与工具记录部140的固定传动比得到马达转速与冲击频率的已知的直接关系。通过该标准化实现恒定周期的与马达转速无关的振动信号，这在图9b中通过两个由属于T1和T2的信号的变换表示，其中，这两个信号现在具有相同波长P1＝P2。

相应地，在本发明的该实施方式中，可以通过波长的关于与时间相关的参量的唯一参数确定对于所有转速有效的状态特有的模型信号形状240，与时间相关的参量例如为工具记录部140的旋转角度、马达旋转角度、加速度、尤其更高阶的冲击、功率或能量。

在一个优选实施方式中，运行参量200的信号的比较在方法步骤S4中借助比较方法实现，其中，该比较方法包括至少一个基于频率的比较方法和/或进行比较的比较方法。该比较方法将运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240进行比较：是否至少满足一致性阈值。比较方法将运行参量200的测量的信号与一致性阈值进行比较。基于频率的比较方法至少包括带通滤波和/或频率分析。进行比较的比较方法至少包括参数估计和/或交叉相关。在下面更详细地描述基于频率且进行比较的比较方法。

在具有带通滤波的实施方式中，必要时如所述那样的变换为与时间相关的参量的输入信号通过一个或多个带通滤波器滤波，该带通滤波器的通过范围与一个或多个状态特有的模型信号形状一致。通过范围由状态特有的模型信号形状240得出。也可以考虑，通过范围与结合状态特有的模型信号形状240所确定的频率一致。在该频率的幅度超过之前确定的极值的情况下，如这是在达到要识别的工作进度时的情况，在方法步骤S4中的比较则导致如下结果：运行参量200的信号等于状态特有的模型信号形状240，并且因此达到要识别的工作进度。幅度极值的求取在该实施方式中可以理解为求取状态特有的模型信号形状240与运行参量200的信号的一致性评价，基于此在方法步骤S5中决定：是否存在要识别的工作进度。

根据图10应阐述如下实施方式，其中作为基于频率的比较方法使用频率分析。在这种情况下，将运行参量200的在图10(a)中示出且例如相应于电动马达180的转速随时间的变化曲线的信号基于频率分析、例如快速傅里叶变换(FFT)由时域变换到具有相应的频率加权的频域中。在此，按照上述实施方式，术语“时域”不但应理解为“运行参量随时间的变化曲线”，而且也应理解为“运行参量作为与时间相关的参量的变化曲线”。

在该形式中的频率分析作为信号分析的数学工具由多个领域技术充分已知并且还用于使测量的信号作为级数展开趋近不同波长的加权的周期谐波函数。在图10(b)和10(c)中，例如加权系数κ₁(x)和κ₂(x)作为随时间的函数曲线203和204说明：在研究的信号中、即在运行参量200的曲线中是否存在和多大程度上存在对应的频率或频率带，其在此出于清晰性的原因未给出。

关于根据本发明的方法，因此可以借助频率分析确定：在运行参量200的信号中是否存在以及以何种幅度存在配属于状态特有的模型信号形状240的频率。然而，此外也可以定义如下频率：不存在该频率则是对于存在要识别的工作进度的量度。如结合带通滤波所阐述的那样，可以确定幅度的极值，该极值是运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240的一致性程度的量度。

在例如图10(b)的示例中，在时间点t₂(点SP₂)，在状态特有的模型信号形状240中典型地不能发现的第一频率的幅度κ₁(x)在运行参量200的信号中落到对应极值203(a)以下，这在示例中是对于存在要识别的工作进度的必要、但非充分的标准。在时间点t₃(点SP₃)，在状态特有的模型信号形状240中典型地能发现的第二频率的幅度κ₂(x)在运行参量200的信号中超过所属的极值204(a)。在本发明的对应实施方式中，共同存在通过幅度函数κ₁(x)或κ₂(x)低于或高于极值203(a)、204(a)是对于运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240的一致性评价的决定性标准。相应地，在这种情况下在方法步骤S5中确定：达到要识别的工作进度。

在本发明的替代实施方式中，仅利用这些标准之一，或者也利用两个标准之一或者两个标准与其它标准、例如达到电动马达180的应有转速的组合。

在使用进行比较的比较方法的实施方式中，将运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240进行比较，以便找出：运行参量200的测量的信号是否与状态特有的模型信号形状240具有至少50％的一致性并且从而达到预给定的阈值。也可以考虑，将运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240进行比较，以便求取两个信号相互间的一致性。

在根据本发明的方法的如下实施方式中：其中使用参数估计作为进行比较的比较方法，将运行参量200的测量的信号与状态特有的模型信号形状240进行比较，其中，对于状态特有的模型信号形状240识别估计的参数。借助该估计的参数可以求取运行参量200的测量的信号与状态特有的模型信号形状240的一致性度量：是否达到要识别的工作进度。参数估计在此基于曲线拟合(Ausgleichsrechnung)，其是对于本领域技术人员已知的数学优化方法。该数学优化方法能够借助估计的参数实现使状态特有的模型信号形状240适配于运行参量200的信号的一系列测量数据。根据借助使估计的参数进行参数化的、状态特有的模型信号形状240与极值的一致性度量可以决定是否达到要识别的工作进度。

借助参数估计的进行比较的方法的曲线拟合也可以求取出状态特有的模型信号形状240的估计的参数与运行参量200的测量的信号的一致性度量。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，作为进行比较的比较方法在方法步骤S4中使用交叉相关的方法。如也在上述数学方法中那样，交叉相关的方法对于本领域技术人员是本身已知的。在交叉相关的方法中，状态特有的模型信号形状240与运行参量200的测量的信号相关。

与参数估计的在上面提出的方法相比较，交叉相关的结果又是具有由运行参量200和状态特有的模型信号形状240的信号的长度组成的相加的信号长度的信号序列，该结果表示时间移动的输入信号的相似性。在此，该输出序列的最大值表示两个信号、即运行参量200和状态特有的模型信号形状240的信号的最高一致性的时间点并且从而也是用于相关性本身的量度，在该实施方式中，该量度在方法步骤S5中用作用于达到要识别的工作进度的决定标准。在根据本发明的方法的执行中，与参数估计的主要区别在于，对于交叉相关可以使用任意的状态特有的模型信号形状，而在参数估计中，状态特有的模型信号形状240必须能够通过可参数化的数学函数表示。

图11示出对于作为基于频率的比较方法使用带通滤波情况的运行参量200的测量的信号。在此，作为横坐标x绘制出时间或与时间相关的参量。图11a示出运行参量的测量的信号，作为带通滤波的输入信号，其中，在第一区域310中，手持式工具机100在旋拧运行中运行。在第二区域320中，手持式工具机100在旋转冲击式运行中运行。图11b表示在带通滤波器已经过滤输入信号之后的输出信号。

图12示出对于作为基于频率的比较方法使用频率分析情况的运行参量200的测量的信号。在图12a和b中示出第一区域310，其中手持式工具机100处于旋拧运行中。在图12a的横坐标x上绘制出时间或与时间相关的参量。在图12b中示出经变换的运行参量200的信号，其中，例如借助快速傅里叶变换可以从时域变换到频域中。在图12b的横坐标x‘上例如绘制出频率f，从而示出运行参量200的信号的幅度。在图12c和d中示出第二区域320，其中手持式工具机100处于旋转冲击式运行中。图12c示出在旋转冲击式运行中关于时间的运行参量200的测量的信号。图12d示出运行参量200的经变换的信号，其中，绘制出关于频率f作为横坐标x‘的运行参量200的信号。图12d示出对于旋转冲击式运行的典型幅度。

图13a示出在图2中所描述的第一区域310中、借助参数估计的进行比较的比较方法在运行参量200的信号与状态特有的模型信号形状240之间比较的典型情况。状态特有的模型信号形状240具有基本上三角函数曲线，而运行参量200的信号具有与之极其不同的曲线。与上述比较方法之一的选择无关地，在这种情况下，在方法步骤S4中实施的、在状态特有的模型信号形状240与运行参量200的信号之间的比较产生如下结果：两个信号的一致性程度如此小，使得在方法步骤S5中未识别出要识别的工作进度。

反之，在图13b中示出如下情况：其中存在要识别的工作进度并且因此，即使在单个测量点上能够确定偏差，状态特有的模型信号形状240与运行参量200的信号总体上具有高度一致性。因此，在参数估计的进行比较的比较方法中可以决定：是否达到要识别的工作进度。

图14示出状态特有的模型信号形状240(参见图14b和14e)与运行参量200的测量的信号(参见图14a和14d)，对于作为进行比较的比较方法使用交叉相关的情况。在图14a-f中，在横坐标x上绘制出时间或与时间相关的参量。在图14a-c中示出相应于旋拧运行的第一区域310。在图14d-f中示出与要识别的工作进度对应的第三区域324。如上所述，运行参量的测量的信号(图14a和14d)与状态特有的模型信号形状(图14b和14e)相关。在图14c和14f中示出相关性的各个结果。在图14c中示出在第一区域310期间的相关性的结果，其中可看到，存在两个信号的小的一致性。在图14c的示例中，因此在方法步骤S5中决定：未达到要识别的工作进度。在图14f中示出在第三区域324期间的相关性的结果。在图14f中可看到，存在高度一致性，从而在方法步骤S5中决定：达到要识别的工作进度。

本发明不限于所描述和所示的实施例。本发明也包括在通过权利要求限定的本发明的范围中所有专业的扩展方案。

除所描述和图示的实施方式外也可以设想另外的实施方式，这些另外的实施方式可以包括特征的其它改型以及组合。

Claims (18)

1.一种用于运行手持式工具机(100)的方法，所述手持式工具机(100)包括电动马达(180)，所述方法包括以下方法步骤：

S1求取所述电动马达(180)的运行参量(200)的信号；

S2至少部分地根据所述运行参量(200)的信号来求取应用类别；

S3至少部分地根据所述应用类别来提供比较信息，包括以下步骤：

S3a提供至少一个模型信号形状(240)，其中，所述模型信号形状(240)能够配属于所述手持式工具机(100)的确定的工作进度；

S3b提供一致性阈值；

S4将所述运行参量(200)的信号与所述模型信号形状(240)进行比较，并且，从所述比较中求取一致性评价，其中，所述一致性评价至少部分地根据所述一致性阈值进行；

S5至少部分地根据在方法步骤S4中求取出的一致性评价来识别所述工作进度。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括以下方法步骤：

SM根据至少两个或多个示例性应用来执行机器学习阶段，其中，所述示例性应用包括达到所述确定的工作进度；

其中，步骤S2中的求取所述应用类别和步骤S3中的提供所述模型信号形状(240)和/或所述一致性阈值至少部分地基于在所述机器学习阶段中生成的应用类别以及配属于所述应用类别的模型信号形状(240‘)和/或所述一致性阈值来进行。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法步骤SM还包括：将所述运行参量(200‘)的配属于所述示例性应用的信号存储和分类在至少一个或多个应用类别中。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法3，所述方法步骤SM还包括以下方法步骤：

SMa至少部分地根据所述运行参量(200‘)的对应的信号，在达到所述确定的工作进度的时间点时，对配属于所述示例性应用的模型信号形状(240‘)进行求取、存储和分类。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，所述方法步骤SM还包括以下方法步骤：

SMb至少部分地根据所述运行参量(200‘)的对应的信号，在达到所述确定的工作进度的时间点时，对配属于所述示例性应用的一致性阈值进行求取、存储和分类。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，所述方法步骤SM还包括以下方法步骤：

SMc根据所存储的配属于所述示例性应用的模型信号形状(240‘)和一致性阈值，对配属于所述应用类别的一致性阈值进行求取和存储。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下方法步骤：

S6至少部分地基于在方法步骤S5中识别出的工作进度来执行所述手持式工具机(100)的第一例程。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法包括以下方法步骤：

S7获得所述手持式工具机(100)的用户关于在步骤S6中执行的第一例程的质量的评价，并且，至少部分地根据所述评价来优化所述例程。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，所述方法包括：在所述手持式工具机(100)的控制单元中和/或中央计算机上执行方法步骤SMa、SMb和SMc，尤其是通过经由互联网连接发送所述运行参量(200‘)的在步骤S1中求取出的、配属于所述示例性应用的信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述示例性应用由所述手持式工具机(100)的用户执行和/或从数据库中读入。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一例程包括在限定的和/或能预给定的、尤其是通过所述手持式工具机(100)的用户能预给定的参数内停止所述电动马达(180)。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一例程包括所述电动马达(180)的转速的变化、尤其是降低和/或提高。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电动马达(180)的转速的变化多次地和/或动态地进行，尤其在时间上分级地和/或沿着转速变化的特性曲线和/或根据所述手持式工具机(100)的工作进度进行，其中，所述转速变化至少部分地根据基于所述示例性应用的学习过程来确定。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述运行参量是所述电动马达(180)的转速或与所述转速相关的运行参量。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤S1中，将所述运行参量(200)的信号记录为所述运行参量的测量值的时间变化曲线或记录为作为所述电动马达(180)的与所述时间变化曲线相关的参量的运行参量的测量值。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤S1中，将所述运行参量(200)的信号记录为所述运行参量的测量值的时间变化曲线，并且，在紧接着该方法步骤的方法步骤S1a中，将所述运行参量的测量值的时间变化曲线变换为作为所述电动马达(180)的与所述时间变化曲线相关的参量的运行参量的测量值的变化曲线。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述手持式工具机(100)是冲击式起子机、尤其是旋转冲击式起子机，并且第一运行状态是冲击运行、尤其是旋转冲击运行。

18.一种手持式工具机(100)，其包括电动马达(180)、所述电动马达(180)的运行参量的测量值记录器以及控制单元(370)，其特征在于，所述控制单元(370)设置为用于实施根据权利要求1至17中任一项所述的方法。

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