CN114829073A - 用于与以蓄电池运行的加工设备的至少一个操作者交互的方法以及用于执行该方法的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于与以蓄电池运行的加工设备（14）的至少一个操作者交互的方法，其中能够通过至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）对所述加工设备供应能量，其中在方法步骤（38）中在所述以蓄电池运行的加工设备（14）的运行期间在所定义的时间点借助于所述以蓄电池运行的加工设备（14）和/或所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的检测单元（32）对所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的功率特性（P）进行检测，并且其中在另一方法步骤（40、42）中计算如下频率（F），所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）以所述频率而在自身的功率极限（PT）运行。本发明还涉及具有以蓄电池运行的加工设备（14）和可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的系统（10），该系统用于执行根据本发明的方法。
Description
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求类型的用于与以蓄电池运行的加工设备的至少一个操作者交互的方法以及用于执行该方法的系统。
背景技术
以蓄电池运行的加工设备根据其所设置的用途而定地以各种不同的功率类别而被供应。因此，例如存在以10.8V（标定通常也表示为12V）或14.4V运行的低功率级的手工工具机，而在中至高功率级中则主要使用的是18V、36V、54V或72V的电压级的加工设备。这些电压值在此由所使用的蓄电池单元的互连（并联或串联）而得出。优选地，在此这些蓄电池单元也构造为具有3.6V的电池单元电压的基于锂的蓄电池单元，例如锂离子、锂-钋、锂金属等，其中蓄电池单元通常是圆柱形的圆形电池，其电池级布置在所述圆柱形的末端处。然而，下文所述的本发明则并不取决于所使用蓄电池单元的结构型式和类型，而是可以被应用于任意的可更换蓄电池包以及可更换蓄电池，例如除了圆形电池之外还被应用于软包电池等。
为了尤其是在商业应用中保证尽可能长的运行时间以及尽可能短的间歇时间，在许多以蓄电池运行的加工设备中设立可更换蓄电池或可更换蓄电池包。这些可更换蓄电池或可更换蓄电池包通过在这些可更换蓄电池包和电加工设备处的相对应的接口而以力配合和/或形状配合的方式可松开地相互连接。“可松开的连接”尤其是应理解为以无工具的方式、也即用手可松开以及可建立的连接。
从AU 2019200218 Al中已知以蓄电池运行的电动工具机，所述电动工具机具有用于控制或调节用于嵌入式工具的电驱动装置的控制或调节装置。所述控制或调节装置如此构造，使得其能够与设备外部单元通信。通过这种方式，可以使多个以蓄电池运行的电动工具机在同一个网络内相互通信，以便例如交换关于所述电动工具机的运行的数据并且调整统一的控制或调节行为。这些数据尤其是还包含关于弱的和/或空的可更换蓄电池包或可更换蓄电池的信息。
尤其是，针对高功率应用的以蓄电池运行的加工设备需要具有相应高的功率储备和非常高的供电能力的可更换蓄电池包或可更换蓄电池。如果操作者将这样的加工设备与具有过低供电能力的可更换蓄电池包或可更换蓄电池相结合地使用，则以蓄电池运行的加工设备无法完全地充分利用其功率能力，这导致对于操作者而言并不令人满意的工作进度。此外，该操作者可能会得到所述以蓄电池运行的加工设备有故障的印象。
发明内容
本发明的任务在于，如此改善操作者与以蓄电池运行的加工设备的交互，使得在多次超出与所述以蓄电池运行的加工设备相结合地使用的至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池的功率极限的情况下对操作者进行通知。
本发明的优点
本发明涉及一种用于与以蓄电池运行的加工设备的至少一个操作者进行交互的方法，其中能够通过至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池对该加工设备供应能量。为了解决所提出的任务而规定：在一个方法步骤中，在所述以蓄电池运行的加工设备的运行期间在所定义的时间点借助于所述以蓄电池运行的加工设备和/或所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池的检测单元对所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池的功率特性进行检测，其中在另一方法步骤中计算出如下频率，所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池以所述频率而在自身的功率极限运行。以特别有利的方式，因此可以向操作者提示所述以蓄电池运行的加工设备的经减小的功率能力的原因并提示使用功率相应更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池。在制造商方面，因此可以减小操作者关于以蓄电池运行的加工设备的受限的功率能力的询问，这有助于节省在保修要求或法律担保要求的范畴内可能的服务成本。
在本发明的上下文中，例如应该将用于借助电驱动的嵌入式工具来加工工件的电动工具机理解为以蓄电池运行的加工设备。在此，所述电动工具机不仅可以构造为电动手工工具也可以被构造为固定式的电动工具机。典型的电动工具机就此而论是：手持式或立式钻机、高功率螺钉机、冲击钻、打眼锤、刨刀、角磨机、振动磨光机、抛光机、圆锯、台式锯、切割锯和刺锯等。但是，作为以蓄电池运行的加工设备也考虑园林设备、例如割草机、草坪修剪器、树枝锯等。此外，本发明也能够用于以蓄电池运行的家用电器、例如吸尘器、搅拌机等的可更换蓄电池包或可更换蓄电池。
可更换蓄电池包的蓄电池电压通常是单个蓄电池单元的电压的几倍并且由各个蓄电池单元的互连（并联或串联）而得出。蓄电池单元典型地被构造为原电池，所述原电池具有如下构造，在所述构造情况下，一个电池单元极位于一个末端处而另一个电池单元极则位于相对置的末端处。尤其是，所述蓄电池单元在一个末端处具有正电池单元极而在相对置的末端处则具有负电池单元极。优选地，这些蓄电池单元被构造为基于锂的蓄电池单元、例如锂离子、锂-钋、锂金属等。然而，本发明也能够应用于具有Ni-Cd、Ni-MH电池单元或其他适合的电池单元类型的可更换蓄电池包。在具有3.6V电池单元电压的常见锂离子蓄电池单元情况下，例如得出3.6V、7.2V、10.8V、14.4V、18V、36V等的电压级。优选地，蓄电池单元被构造为至少基本上圆柱形的圆形电池，其中这些电池单元极被布置在圆柱形的末端处。然而，本发明并不取决于所使用的蓄电池单元的结构型式和类型，而是可以被应用于任意的可更换蓄电池包以及
可更换蓄电池，例如除了圆形电池之外还被应用于软包电池等。
此外，应注意的是：以蓄电池运行的加工设备的电磁接口的构型方案以及所属的用于所述可更换蓄电池包的以力配合和/或形状配合的方式可松脱的连接的接纳部不应是本发明的主题。根据所述以蓄电池运行的加工设备的功率级或电压级而定和/或所述可更换蓄电池包的功率级或电压级而定，本领域技术人员会选择出适合用于该接口的实施方式。
所述基于以蓄电池运行的加工设备为了数据传输而具有通信装置，该加工设备利用所述通信装置而将数据发送给设备外部单元、尤其是智能电话、平板电脑、计算机、云服务器或其他计算单元的通信装置。在此，所述设备外部单元在另一方法步骤中基于含有所计算出的频率的数据而产生针对使用功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池的提示。可以在另一方法步骤中利用文本消息、图像消息和/或语音消息尤其是作为推送消息而将该提示显示给所述至少一个操作者。能够通过这种方式而快速、透明并且有效地向操作者提示与该操作者所使用的可更换蓄电池包或可更换蓄电池相关联的问题并且通过自主采购功率更强的可更换蓄电池包或可更换蓄电池而消除该原因。
设备外部单元应该理解为所有如下单元，其一方面能够通过相对应的通信装置与以蓄电池运行的加工设备通信，并且其另一方面尤其是能量自给自足的并且与以蓄电池运行的加工设备机械解耦地运行。
所述以蓄电池运行的加工设备的通信装置尤其是可以构造为无线电模块、例如蓝牙或低功耗蓝牙模块、WLAN模块、红外模块、LoRa模块、NFC模块或其他对于本领域技术人员来说有意义的无线通信装置。优选地，该通信装置位置固定地布置在所述以蓄电池运行的加工设备的壳体中，尤其是以仅仅使用工具就能够从所述以蓄电池运行的加工设备的壳体和/或其他构件松脱的方式。设备外部单元的通信装置具有与所述以蓄电池运行的加工设备的通信装置相同的无线电技术。因为本领域技术人员已知相对应的通信装置，在此不应进一步探讨。
可替代地或补充地规定：所述以蓄电池运行的加工设备具有内部计算单元，所述内部计算单元基于所计算出的频率而在另一方法步骤中产生针对使用功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池的提示。在此，可以通过所述以蓄电池运行的加工设备的显示单元而将所述提示以光学、声学和/或触觉的方式显示给所述至少一个操作者。以特别有利的方式，因此，通过所述以蓄电池运行的加工设备而直接进行关于可能功率过弱的可更换蓄电池包或可更换蓄电池的显示，从而在工件加工期间就已经将该问题通知给操作者。在此，可以通过发光装置（例如多色LED或多级LED显示）和/或显示器（例如LCD、OLED、ePaper（电子纸）等）而进行光学显示。
内部计算单元尤其是应理解为具有处理器和存储器以及在所述存储器中存储的操作程序的单元。优选地，该内部计算单元至少部分地构造为微控制器或包括至少一个具有如下计算功率的微控制器，所述计算功率实现实时操作系统的运行。
所述至少一个操作者可以在另一方法步骤中对所述提示的显示去激活。可替代地或补充地，还可能的是，该提示的显示在所定义重复次数之后在另一方法步骤中被去激活。这一方面可推断出：所述至少一个操作者已经有意忽视该提示，以便尽管在功率能力减小的情况下也能够利用所述以蓄电池运行的加工设备继续工作。另一方面，对所述提示的主动去激活还使得所述至少一个操作者不会觉得过于频繁的消息通知是干扰性的。还可以规定，在没有显示提示的经限定的时间段之后自动地再次显示该提示，和/或能够将该提示转发给所述以蓄电池运行的加工设备的其他操作者。这尤其在多个操作者使用同一个以蓄电池运行的加工设备的情况下是有利的。
还可以规定，所述至少一个操作者能够如此调整所述以蓄电池运行的加工设备，使得所述以蓄电池运行的加工设备至少在限定的时间段仅能以与所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池的所述功率极限相适配的、经减小的功率而运行。通过这种方式，所述操作者可以将所述以蓄电池运行的设备的电流消耗适配于所使用的可更换蓄电池包。此外由此可以避免，所述可更换蓄电池包或所述可更换蓄电池例如由于过热而永久损失其最大充电容量。
本发明还涉及一种用于执行根据本发明的方法的具有以蓄电池运行的加工设备和可更换蓄电池包或可更换蓄电池的系统。与设备外部单元、尤其是智能电话、平板电脑、计算机、云服务器或其他计算单元相结合地可以规定：在设备外部单元上执行该方法的各个方法步骤。所述设备外部单元一方面使得能够在没有耗费且昂贵的内部计算单元的情况下使用以蓄电池运行的设备，并且另一方面使得即便是在以蓄电池运行的加工设备关断的情况下也能够通过相应的后端简单处理且转发信息。此外，可以通过这种方式而快速且有效地向所述以蓄电池运行的加工设备的多个操作者通知所计算出的频率，其中所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池已经以所述频率而在其功率频率极限运行。
附图说明
在下文中依照图1和图2示例性地阐述本发明，其中在这些图中相同的附图标记指出具有相同工作原理的相同组成部分。
图1示出用于执行根据本发明的用于与以蓄电池运行的加工设备的至少一个操作者进行交互的方法的根据本发明的系统的示意图，并且
图2示出用于与以蓄电池运行的加工设备的至少一个操作者进行交互的根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中示出系统10，该系统由被构造为蓄电池打眼锤12的以蓄电池运行的加工设备14、被构造为智能电话16的第一设备外部单元18和被构造为IoT服务器或云服务器20的第二设备外部单元18组成。然而，也能够设想该系统10的其他构型方案，尤其是在以蓄电池运行的加工设备14以及设备外部单元18的数目和类型方面的其他构型方案。
通过至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24向该蓄电池打眼锤12供应能量。所述可更换蓄电池包或可更换蓄电池24是具有壳体30的常见的可更换蓄电池包或可更换蓄电池，其中该壳体在第一侧壁上具有并没有进一步示出的电磁接口，用于与蓄电池打眼锤12的同样未进一步示出的蓄电池接口连接以及与未示出的充电设备可松开地连接。所述至少一个可更换蓄电池包24的电磁接口与蓄电池打眼锤12相结合地用于放电，而所述电磁接口与所述充电设备相结合地实现对所述至少一个可更换蓄电池包24进行充电。然而，可替代地或补充地也能够直接通过所述蓄电池打眼锤12的蓄电池接口来进行充电。所述电磁接口和蓄电池接口的精确构型方案取决于不同因素、诸如可更换蓄电池包24的电压级或多种多样的制造商规范。因此可以例如设置两个或更多个电触点以用于在所述至少一个可更换蓄电池包24与蓄电池打眼锤12或与充电设备之间的能量和/或数据传输。也能够设想机械编码，从而使所述至少一个可更换蓄电池包24仅能够在特定的以蓄电池运行的加工设备14处运行。因为该电磁接口的精确构型方案对于本发明并非至关重要，不应进一步详细予以探讨。不仅本领域技术人员而且所述以蓄电池运行的加工设备14的操作者也会与此相关地作出适合的选择。
该系统10的各个组件分别具有通信装置26，所述通信装置被设置用于在该系统10之内、尤其是在所述以蓄电池运行的加工设备14、所述第一设备外部单元18和所述第二设备外部单元18之间的数据传输28。所述通信装置26可以例如被构造用于WLAN和/或蓝牙协议的传输。因此能够设想，在所述以蓄电池运行的加工设备14和被构造为智能电话16的所述第一设备外部单元18之间经由蓝牙交换数据，而所述第一设备外部单元和第二设备外部单元18则通过自身的相应通信装置26经由WLAN或者也经由有线的以太网连接而彼此通信。也能够设想所述通信装置26的其他构型方案，例如用于经由LoRa、NFC等进行数据传输或者也经由光学或声学耦合进行数据传输。此外能够设想的是，所述第一设备外部单元和第二设备外部单元18通过互联网连接而通信。这例如在所述第一设备外部单元被构造为位于远端的云服务器20的情况下是该情况。对于本领域技术人员来说，已知所述第一设备外部单元和第二设备外部单元18的不同的且多样的构型可能性，从而在此不应进一步予以探讨。
所述蓄电池打眼锤12包括检测单元32，所述检测单元在所述蓄电池打眼锤12的运行期间在所定义的时间点对所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的功率特性P进行检测。所述检测单元32可以为此目的而具有至少一个传感器元件，然而在图中并未进一步示出所述传感器元件。所述传感器元件例如被构造为分流器电阻或适合用于检测所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24 功率特性P的针对电流测量、电压测量和/或温度测量的其他传感器元件。在此，所述可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的功率极限PT通常在遵守温度极限值的情况下由自身的最大供电能力得出。此外，所述可更换蓄电池包或可更换蓄电池24可以将自身的功率极限PT以及必要时将其他蓄电池特定的参数经由编码电阻或其他的适合装置通过自身的电磁接口和蓄电池打眼锤12的蓄电池接口传输给蓄电池打眼锤12。可替代地或补充地，也可能的是，借助相对应的检测单元32而在所述可更换蓄电池包或可更换蓄电池24之内进行功率特性P的检测。该蓄电池打眼锤12还包括内部计算单元34，以用于计算出或检测如下频率F，所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24以所述频率而在自身的功率极限PT运行。
所述设备外部单元18其中至少之一和/或所述以蓄电池运行的加工设备14具有显示单元36，用于输出光学的、声学的和/或触觉的信号。在此，可以通过发光装置（例如多色LED或多级LED显示）和/或显示器（例如LCD、OLED、ePaper（电子纸）等）而进行光学输出，而例如扬声器用于声学输出并且振动电机用于触觉输出。
在图2中示出用于借助系统10来与所述蓄电池打眼锤12的至少一个操作者进行交互的根据本发明的方法的示例性的流程。在此，右侧示出的是在设备外部单元18中各个方法步骤的执行，而左侧则示出的是在蓄电池打眼锤12或在以蓄电池运行的加工设备10中相对应的方法步骤的执行。在方法步骤38中，借助所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24和/或打眼锤12的检测单元32在打眼锤12运行期间在所定义的时间点检测所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的功率特性P。所述功率特性于是借助所述蓄电池打眼锤12的通信装置26而被传输到所述至少一个设备外部单元18、例如智能电话16的通信装置26。在另一方法步骤40中，接下来计算出频率F，其中所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24以所述频率而在自身的功率极限PT运行。在此，“在自身的功率极限”被解释为达到或超出所述功率极限（P>=PT）或者完全超出所述功率极限（P>PT）。同样能够设想，将以频率F大约达到功率极限（ ）定义为针对频率F的阈值。替代地或补充性地，也可以规定：在方法步骤42中通过集成在蓄电池打眼锤12中的计算单元34而计算出所述频率F。对此，与所述蓄电池打眼锤12连接的可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的功率极限PT可以是以所描述的方法和方式通过所述可更换蓄电池包或可更换蓄电池24而被传送给蓄电池打眼锤12的。此外，所述蓄电池打眼锤12可以通过自身的通信装置26而将该值发送给设备外部单元18。
只要是还没有超出或达到所定义的最小频率Fmin，就按照步骤44或46而继续监测所述功率特性P。在所计算出的频率超出或达到所述最小频率的情况下（F>=Fmin）,在步骤48或50中，产生针对使用功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的提示。可以在另一方法步骤52中利用文本消息、图像消息和/或语音消息尤其是作为推送消息而将该提示在所述设备外部单元18上显示给所述至少一个操作者。能够通过这种方式而快速、透明并且有效地向操作者提示该蓄电池打眼锤12的经减小的功率能力的原因并提示使用相应地功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池24。此外，对于蓄电池打眼锤的制造商来说还得出如下优点：减少了由于使用功率弱的可更换蓄电池包或可更换蓄电池而引起的操作者有关于相应的以蓄电池运行的加工设备114的功率能力受限方面的可能询问的数量。因此可以节省在保修要求或法律担保要求的范畴内可能的服务成本。
基于所检测的频率F，该蓄电池打眼锤12的内部计算单元34也可以在另一方法步骤54中产生针对使用功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的提示。该提示可以例如借助蓄电池打眼锤12的显示单元36而以光学、声学和/或触觉的方式被输出给所述至少一个操作者。
所述至少一个操作者可以在另一方法步骤56中对所述提示的显示去激活。可替代地或补充性地还可能的是：所述提示的显示在所定义的最大重复次数Wmax之后在另一方法步骤60中被去激活。这向操作者提供如下可能性：有意地抑制该提示或对提示的有规律重复W，以便尽管在功率能力减小的情况下也能够利用所述蓄电池打眼锤12继续工作。此外可以规定，在没有对提示进行显示的经限定的时间段之后，自动地再次显示该提示，和/或能够将该提示转发给所述蓄电池打眼锤12的其他操作者。这尤其是在多个操作者交替使用所述蓄电池打眼锤的情况下是有利的。
最后，根据本发明的方法可以规定：所述至少一个操作者在另一方法步骤62中能够如此调整所述蓄电池打眼锤12，使得所述蓄电池打眼锤12至少在限定的时间段仅能以与所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池24的所述功率极限PT相适配的、经减小的功率而运行。通过这种方式，该操作者可以使该蓄电池打眼锤12的电流消耗与所使用的可更换蓄电池包24相适配，以便不会永久损坏该可更换蓄电池包。
Claims (10)
1.一种用于与以蓄电池运行的加工设备（14）的至少一个操作者进行交互的方法，其中能够通过至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）对所述加工设备供应能量，其中在方法步骤（38）中在所述以蓄电池运行的加工设备（14）的运行期间在所定义的时间点借助于所述以蓄电池运行的加工设备（14）和/或所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的检测单元（32）对所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的功率特性（P）进行检测，并且其中在另一方法步骤（40、42）中计算出如下频率（F），所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）以所述频率而在自身的功率极限（PT）运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以蓄电池运行的加工设备（14）具有通信装置（26），所述加工设备利用所述通信装置而尤其是以无线的方式将数据发送给设备外部单元（18）、尤其是智能电话（16）、平板电脑、计算机、云服务器（20）或其他计算单元的通信装置（26），其中所述设备外部单元（18）在另一方法步骤（48）中基于含有所计算出的所述频率（F）的数据而产生针对使用功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的提示。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在另一方法步骤（52）中利用文本消息、图像消息和/或语音消息尤其是作为推送消息而将所述提示显示给所述至少一个操作者。
4.根据上述权利要求其中任一项所述的方法，其特征在于，所述以蓄电池运行的加工设备（14）具有内部计算单元（34），所述内部计算单元基于所计算出的所述频率（F）而在另一方法步骤（50）中产生针对使用功率能力更高的可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的提示。
5.根据上述权利要求2至4其中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述以蓄电池运行的加工设备（14）的显示单元（36）而将所述提示以光学、声学和/或触觉的方式显示给所述至少一个操作者。
6.根据上述权利要求3或5其中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个操作者能够在另一方法步骤（56）中对所述提示的显示去激活。
7.根据上述权利要求3、5或6其中任一项所述的方法，其特征在于，所述提示的显示在所定义重复（W）次数之后在另一方法步骤（60）中被去激活。
8.根据上述权利要求其中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个操作者能够在另一方法步骤（62）中如此调整所述以蓄电池运行的加工设备（14），使得所述以蓄电池运行的加工设备（14）至少在限定的时间段仅能以与所述至少一个可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的所述功率极限（PT）相适配的、经减小的功率而运行。
9.具有以蓄电池运行的加工设备（14）和可更换蓄电池包或可更换蓄电池（24）的系统（10），其中所述系统用于执行根据上述权利要求其中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述方法的各个方法步骤在设备外部单元（18）上、尤其是在智能电话（16）、平板电脑、计算机、云服务器（20）或其他计算单元上执行。
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