CN118003276A - 用于运行手持式工具机的方法以及手持式工具机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于运行手持式工具机、尤其是旋转冲击式起子机的方法,所述手持式工具机包括电动马达,所述方法包括以下方法步骤:S1根据应以螺钉在其中旋拧的基底的至少一个硬度特性和/或强度特性来选择应用类别;S2至少部分地基于所述应用类别,从包括第一运行模式和第二运行模式的运行模式组中选择运行模式;其中,第一运行模式具有对于每个应用类别的电动马达的最大第一扭矩水平,并且,第二运行模式具有对于每个应用类别的最大第二扭矩水平。此外,公开了一种手持式工具机、尤其是冲击式起子机,所述手持式工具机具有电动马达和控制单元,其中,所述控制单元设计为用于实施根据本发明的方法。
Description
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执行所述方法的手持式工具机。本发明尤其涉及一种利用手持式工具机、优选利用冲击式起子机来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EP3381615A1)中已知用于拧紧螺纹元件、例如螺纹螺母和螺钉的旋转冲击式起子机。这种类型的旋转冲击式起子机例如包括一种结构,其中,通过锤的旋转冲击力将沿旋转方向的冲击力传递给螺纹元件。具有这种结构的旋转冲击式起子机包括马达、由马达驱动的锤、砧以及工具,该砧被锤冲击。在旋转冲击式起子机中,安装在壳体中的马达被驱电动,其中,锤被马达驱动,砧又被旋转的锤冲击,并且冲击力被输出到工具上,其中,可以区分成两种不同的运行状态,即“非冲击式运行”和“冲击式运行”。
从DE202017003590中也已知一种具有冲击机构的电驱动式工具,其中,锤被马达驱动。
在旋转冲击式起子机的领域中,人们尝试在传统上利用六角批头所运行的器具领域实现越来越大的输出扭矩,以便在最常用的工作情况(即,在木材且尤其是软木材中的所谓的“软”旋拧情况)中实现具有最大力矩的快速工作进展。在此,软旋拧底座以小的阻力对抗高的扭矩,并且,作用于器具和批头的反作用力相应是小的并且在批头和手持式工具机所使用的材料的强度方面不会造成问题。
然而,如果用以这种方式优化的器具来执行在例如硬木材、金属或混凝土中的“硬”旋拧,则在高扭矩时,由于旋拧底座中的高阻力以及对批头的直接反作用很快会出现该批头的损坏,这在最不利的情况下甚至可导致批头的撕裂。这是不利的,因为必须更换批头并且断裂的残留物经常卡在器具中或者说螺钉头中,这需要复杂且有时费时的更换工作。从工作安全的视角来看,撕裂的批头以及由此产生的不可预见的急动度以及手持式工具机与紧固器件之间突然失去接触也形成要避免的事件。
类似的问题也能出现在带有四角工具接收部的器具中,如果所述器具与例如实现梅花形(Torx)拧紧的附件一起使用。在此,如果扭矩负载超过了附件的承受能力,则在硬旋拧情况下该附件也会非常快地撕裂。
同样已知,冲击式起子机的能达到的扭矩取决于转速或者说冲击数和冲击时长,并且,对这些参数之一或两个参数的限制极大地有助于极大地减小器具和应用工具上的负载。
然而,在使用旋转冲击式起子机时,在用户方面本来就需要高度集中于工作进展,以便在确定的机器特性变换时,例如在开启或者说停止冲击机构时相应地作出反应,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展作出反应,所以在使用旋转冲击式起子机时在旋入过程中可能会发生批头的撕裂。
因此通常期望的是,更大程度地使运行自动化并且通过器具的、相应的在机器方面触发的例程来减轻用户的负担,并且因而实现高质量的能可靠地重复的旋入和旋出过程。
原则上,在其他手持式工具机、例如冲击钻中也存在要避免工具或者说工具附件过载以及最大程度地使运行自动化的问题,使得本发明不局限于旋转冲击式起子机。尽管如此,在后面以旋转冲击式起子机为例更详尽地阐释本发明。
发明内容
本发明的任务在于,提供一种相对于现有技术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。另一个任务在于提供一种相应的手持式工具机。
本发明的另一个任务在于,给用户提供一种手持式工具机,该手持式工具机允许该用户在软旋拧情况下可使用全转速、全扭矩并且进而可使用全功率,同时该用户可以使用同一器具在硬旋拧情况下以降低的转速和降低的扭矩工作,以便避免批头的断裂。
这些任务借助本申请的方案来解决。本发明还提出有利的扩展构型。
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,所述手持式工具机具有电动马达。在此,所述方法包括以下步骤:
S1根据应以螺钉在其中旋拧的基底的至少一个硬度特性和/或强度特性来选择一个应用类别;
S2至少部分地基于所述应用类别,从包括第一运行模式和第二运行模式的运行模式组中选择一个运行模式;
其中,对于每个应用类别,第一运行模式具有由手持式工具机输出的最大第一扭矩水平,并且,对于每个应用类别,第二运行模式具有最大第二扭矩水平。
通过根据本发明的方法,手持式工具机的用户在实现能再现高质量的应用结果方面得到有效辅助,其中,能够确保:始终用适合于相应的应用类别的扭矩水平进行加工。尤其能够防止:由于过高的扭矩而发生工具批头的损坏。
在本公开中,“应用类别”应在最广泛的意义上被理解为手持式工具机用于特定的使用目的的应用。在旋转冲击式起子机中,应用类别可以例如通过以下材料的特性来确定:所述材料形成应以螺钉在其中旋拧的基底或者换言之形成旋拧底座。在这种情况下,例如可以根据旋拧底座被分类为“硬的”还是“软的”来限定应用类别“硬旋拧情况”和“软旋拧情况”。
例如,将硬木材、金属、或混凝土称为“硬”旋拧底座,而“软”旋拧底座例如由软木材或特定的塑料形成。因此,用于区分应用类别“硬旋拧情况”与“软旋拧情况”的决定性的材料特性例如是旋拧底座的表面硬度。
可限定不同应用类别的其他参数例如可以是旋拧底座的支承方式(松散靠置地或夹紧地)、旋拧底座的厚度和/或装配情况(例如抬头作业)。
在本公开的范畴内,“运行模式”应理解为一个或多个参数的预设量,该预设量确定或影响手持式工具机的运行以及尤其是确定或影响由手持式工具机输出的扭矩的水平。这样的参数例如能够是电动马达的最大转速和/或在最大冲击时长,在该最大冲击时长期间砧将冲击输出到螺钉头上。
在本发明的实施方式中,对于每个应用类别,对应的最大第一扭矩水平高于相应的最大第二扭矩水平。相应地,在本公开的部分中,第二运行模式也被称为“温和模式”,因为相对于第一运行模式较低的扭矩水平伴随着在机器方面、工具方面和连接器件方面参与到旋入过程的部件的减小的负载。
对于每个应用类别,对应的最大第二扭矩水平与相应的第一扭矩水平相比通过电动马达的较小的转速和/或较短的冲击时长来表征。
有利地,在步骤S2中,在存在应用类别“软旋拧情况”时选择第一运行模式,并且,在存在应用类别“硬旋拧情况”时选择第二运行模式。
在步骤S1中,能够由用户进行应用类别的选择,选择性地通过应用软件(“App”)和/或在手持式工具机上的用户界面(100)(“Human-Machine-Interface”,“HMI”),所述应用软件安装在外部设备上,所述外部设备例如是智能电话、平板电脑或计算机。
以类似的方式,在步骤S2中,能够由用户进行运行模式的选择,选择性地通过应用软件(“App”)和/或在手持式工具机(100)上的用户界面(“Human-Machine-Interface”,“HMI”)。
替代于此地,在步骤S2中,运行模式的选择能够至少部分自动地进行。“部分自动地”在此被理解为:基于将在下面详细描述的机器分析处理来向用户建议一个运行模式,然后该用户可以确认或拒绝该运行模式。在自动选择的情况下,在确定运行模式时不会向用户询问这样的确认。
相应地,在步骤S1中,应用类别的选择能够至少部分自动地进行。在此,变通地适用:部分自动选择意味着,用户能够同意或拒绝机器方面的建议。在自动选择的情况下,在确定运行模式时用户不会被询问这样的确认。
在步骤S1中,应用类别的选择能够包括以下步骤:
S1.1求取电动马达的运行参量的信号;
S1.5至少部分地基于运行参量的信号来选择应用类别。
在此,利用以下事实:旋拧底座的确定的特性(例如其表面硬度)影响电动马达的特定的运行参量(例如其转速),这又反映在这些运行参量的相应的信号中。
为了分析处理运行参量的信号,所述方法能够包括以下方法步骤:
S1.2提供至少一个样板信号波形,其中,所述样板信号波形能配属于所述应用类别之一;
S1.3将运行参量的信号与样板信号波形进行比较,并且,从所述比较中求取一致性评估;
S1.4至少部分地基于在方法步骤S1.3中求取出的一致性评估来识别应用类别。
有利地,在方法步骤S1.2中预限定、尤其在工厂方面确定不同的应用类别的多个样板信号波形。原则上可设想,样板信号波形被保存或存储在器具内部,替代地和/或附加地被提供给手持式工具机、尤其由外部数据设备提供。
优选地,样板信号波形是振荡走向、例如在平均值周围的振荡走向、尤其是基本上三角函数式的振荡走向。
在方法步骤S1.3中,借助比较方法将运行参量的信号与样板信号波形在以下方面进行比较:是否满足了预给定的至少一个一致性阈值。
优选地,在步骤1.3中,比较方法包括至少一个基于频率的比较方法和/或比对式(vergleichendes)的比较方法。
在此,能够至少部分地借助基于频率的比较方法、尤其是带通滤波和/或频率分析作出判断:是否已经在运行参量的信号中辨识出确定的应用类别(在下面也称为“要识别的”应用类别)。
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边界值的至少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所记录的信号进行滤波,该带通滤波器的通过范围与样板信号波形相一致。在产生的信号中的相应幅度是在存在要识别的关键应用类别的情况下可预期的。带通滤波的预给定的阈值因此可以是在要识别的应用类别中的相应幅度的至少90%、尤其是95%、完全尤其是98%。预给定的边界值在此可以是在要识别的理想应用类别的所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,可以在运行参量的所记录的信号中搜索先前确定的样板信号波形,例如要识别的应用类别的频谱。在运行参量的所记录的信号中,要识别的应用类别的相应幅度是可期望的。频率分析的预给定的阈值可以是要识别的应用类别的相应幅度的至少90%、尤其是95%、完全尤其是98%。在此,预给定的边界值可以是在要识别的应用类别的所记录的信号中的相应幅度。在此,运行参量的所记录的信号的适合地分段可以是必要的。
在一个实施方式中,比对式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样板信号波形的一致性的至少40%。
运行参量的所测得的信号能够借助比对式的比较方法与样板信号波形进行比较。如此求取运行参量的所测得的信号,使得该信号具有与样板信号波形的最终信号长度基本上相同的最终信号长度。样板信号波形与运行参量的所测得的信号的比较在此能够作为最终长度的尤其离散或连续的信号来输出。根据比较的一致性或偏差的程度能够输出结果:是否存在要识别的应用类别。如果运行参量的所测得的信号与样板信号波形至少40%一致,则要识别的应用类别能够存在。此外可设想,比对式的方法能够借助运行参量的所测得的信号与样板信号波形的比较来输出彼此比较的程度作为比较的结果。在此,相互间至少60%的比较能够作为用于存在要识别的应用类别的标准。在此可以由此出发:一致性的下限为40%并且一致性的上限为90%。
在参数估计时,能够以简单的方式实现在先前确定的样板信号波形与运行参量的信号之间的比较。为此,能够辨识样板信号波形的估计参数,以便使样板信号波形适配(anzugleichen)于运行参量的所测得的信号。借助在先前确定的样板信号波形的估计参数与边界值之间的比较,能够求取关于要识别的应用类别存在与否的结果。随后,能够对该比较的结果进行进一步评估:是否已经达到预给定的阈值。该评估能够是对估计参数的品质确定,或者能够是在确定的样板信号波形与运行参量的所检测到的信号之间的一致性。
在另一个实施方式中,方法步骤S1.3包含对运行参量的信号中的样板信号波形的辨识进行品质确定的步骤S1.3a,其中,在方法步骤S1.4中,至少部分地基于品质确定来识别应用类别。能够求取估计参数的拟合优度作为品质确定的尺度。
在方法步骤S1.4中,能够至少部分地借助品质确定、尤其品质的尺度作出判断:是否在运行参量的信号中已经辨识出要识别的应用类别。
附加或替代于品质确定,方法步骤S1.3a能够包括样板信号波形的辨识和运行参量的信号的比较确定。样板信号波形的估计参数与运行参量的所测得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S1.4中,至少部分地根据该比较确定作出判断:是否存在要识别的应用类别。对于要识别的应用类别的存在的判断能够在运行参量的所测得的信号与样板信号波形的至少40%的一致性的预给定阈值的情况下作出。
在交叉关联的情况下,能够进行在先前确定的样板信号波形与运行参量的所测得的信号之间的比较。在交叉关联的情况下,先前确定的样板信号波形能够与运行参量的所测得的信号相关联。在样板信号波形与运行参量的所测得的信号相关联的情况下能够求取两个信号的一致性的程度。该一致性的程度可以为例如40%、尤其是50%、完全尤其是60%。
在根据本发明的方法的方法步骤S1.4中,应用类别的识别能够至少部分地基于样板信号波形与运行参量的所测得的信号的交叉关联来进行。所述识别在此能够至少部分地基于运行参量的所测得的信号与样板信号波形的预给定的至少40%的一致性阈值进行。
在一个实施方式中,一致性阈值能通过手持式工具机的用户来确定和/或在工厂方面被预限定。
在此,基本上省去了用于检测工具内部的测量参量的传感器单元、尤其是附加的传感器单元,例如加速度传感器单元。
为了使该方法更灵活,该方法能够包括以下方法步骤:
SM基于至少两个或更多个示例应用来实施机器学习阶段,其中,所述示例应用涵盖不同的应用类别;
其中,在步骤S1.5中的应用类别的选择至少部分地基于在机器学习阶段中学习到的应用类别来进行。
以这种方式例如可实现:用户通过选择相应的示例应用来改进应用类别的选择和/或使用户特定的另外的应用类别可供选择。
因此,方法步骤SM还能够包括:将运行参量的配属于示例应用的信号存储和分类在至少一个或多个应用类别中,并且,从运行参量的信号中生成配属于所述应用类别的样板信号波形。
在此,示例应用由手持式工具机的用户实施和/或从数据库读入。
运行参量能够是电动马达的转速或与转速相关联的运行参量。通过电动马达与冲击机构的刚性的传动比,得到例如马达转速对冲击频率的直接的相关性。另一可设想的与转速相关联的运行参量是马达电流。作为电动马达的运行参量也可设想马达电压、马达的霍尔信号、电池电流或电池电压,其中,作为运行参量也可设想电动马达的加速度、工具接收部的加速度或手持式工具机的冲击机构的声信号。
用于通过在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应用类别的方案被证明是特别有利的,因为用这种方法特别可靠地并且在很大程度上与工具的一般运行状态或者说其应用情况无关地实现应用类别。
在方法步骤S1.1中,能够将运行参量的信号记录为运行参量的测量值的时间走向或者记录为运行参量的测量值关于电动马达的与所述时间走向相关联的参量。
作为电动马达的与时间走向相关联的参量例如能够是加速度、急动度、尤其更高阶的急动度、功率、能量、电动马达的旋转角度、工具接收部的旋转角度或频率。
在提及的后一实施方式中能够确保:与马达转速无关地产生要检查的信号的恒定的周期性。
如果在方法步骤S1.1中将运行参量的信号记录为运行参量的测量值的时间走向,则在紧接着该方法步骤S1.1的方法步骤S1.1a中,基于传动装置的刚性的传动比,将运行参量的测量值的时间走向变换为运行参量的测量值的关于电动马达的与时间走向相关联的参量的走向。因此又产生与直接记录运行参量的关于时间的信号时相同的优点。
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,运行参量的信号也能够是频谱。替代地和/或附加地,也能够再处理运行参量的信号,例如平整化、滤波、拟合等。
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。
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执行上述的方法。
手持式工具机的电动马达使输入主轴转动,并且输出主轴与工具接收部连接。砧与输出主轴不可相对转动地连接,并且锤与输入主轴连接成使得该锤由于输入主轴的旋转运动而实施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转动运动,其中,锤以这种方式间歇地冲击到砧上并且因此将冲击脉冲和角动量输出到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,第二传感器能够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,在该存储单元中能够存储有多种值。
在另一个实施方式中,手持式工具机是蓄电池运行的手持式工具机、尤其是蓄电池运行的旋转冲击式起子机。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。
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荡周期例如能够通过以下方式实现:使用快速拟合算法,借助该快速拟合算法,能够在小于100ms、尤其是小于60ms、完全尤其是小于40ms内实现对冲击识别的分析处理。
通过本发明可能的是,在最大程度上省去较费事的用于信号处理的方法,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,这些方法允许对冲击式运行或者说应用类别的更快速的辨识,由此能够引起工具的更快速的反应。这尤其适用于直至辨识出在冲击机构启动之后的多个过去的冲击并且也适用在特别的运行状况中、例如驱动马达的起动阶段中。此外,算法的运行也与其它影响参量、例如额定转速和蓄电池充电状态无关。
原则上,不需要附加的传感器件、例如加速度传感器,然而这些分析处理方法也能够应用于另外的传感器件的信号。此外,在例如没有转速感测的其它马达方案中,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、电钻、冲击钻或电锤,其中,作为工具可以使用钻头、钻冠或不同的批头组。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,通过马达能量的脉冲式释放,产生用于螺钉或螺母的旋入或旋出的更高的峰值转矩。电能的传递在本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,旋拧工具能够沿旋转方向灵活地构造。以这种方式,所提出的方法能够不但用于螺钉或者说螺母的旋入而且能够用于其旋出。
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被理解,此外,“求取”也应包含对测得的信号的可能的信号处理。
此外,“判断”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,该一致例如能够通过信号与样本的拟合、傅里叶分析等实现。“部分一致”应如此理解,拟合具有小于预给定阈值、尤其是小于预给定阈值30%、完全尤其是小于预给定阈值20%的误差。
本发明的另外的特征、应用可能性和优点从对本发明的在附图中所呈现的实施例的以下描述得出。在此应注意,在附图中所描述或所呈现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所描述的特征,并且不应考虑为以任意形式对本发明的限制。
附图说明
在下面,基于优选实施例更详尽地阐述本发明。附图是示意性的并且示出:
图1是电动手持式工具机的示意图;
图2是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图;
图3是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图;
图4是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图;
图5是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图;
图6是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图;
图7是根据本发明的一个实施方式的运行参量的信号和一致性的函数的走向;
图8是运行参量的信号的两个不同记录的示意图;
图9(a)是运行参量的信号;
图9(b)是包含在图10(a)的信号中的第一频率的幅度函数;
图9(c)是包含在图10(a)的信号中的第二频率的幅度函数;
图10是运行参量的信号和基于样板信号的频率分析的输出的共同视图;
图11是运行参量的信号和用于参数估计的样板信号的共同视图;
图12是运行参量的信号和用于交叉关联的样板信号的共同视图;以及
图13是根据本发明的一个实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的手持式工具机100,该手持式工具机具有带有手柄115的壳体105。根据所呈现的实施方式,为了不依赖电网地被供电,手持式工具机100能与蓄电池包190机械连接和电连接。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机。然而应指出,本发明不局限于蓄电池旋转冲击式起子机,而是原则上能够在需要识别工作进展的手持式工具机100、例如冲击钻中得到应用。
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以及布置有传动装置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内在蓄电池包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而例如借助设定的马达转速n、所选择的角动量、期望的传动装置挡位x等对该电动马达和该传动装置产生影响。
电动马达180例如能够通过手动开关195来操纵,即能接通和能关断,并且可以是任意的马达类型,例如电子换向马达或直流马达。原则上,电动马达180能够如此被电子控制或者说调节,使得不但能实现反向运行而且能实现在期望的马达转速n和期望的角动量方面的预给定。合适的电动马达的功能方式和结构都由现有技术中充分已知,使得在此为了说明书的简洁性而省去详尽的描述。
工具接收部140经由输入主轴和输出主轴而能旋转地支承在壳体105中。工具接收部140用于接收工具并且能够直接成形到输出主轴上或者套装式地与输出主轴连接。
控制单元370与电源处于连接中并且构造成,使得它能够借助不同的电流信号以能电子控制或者说调节的方式来操控电动马达180。不同的电流信号引起电动马达180的不同的角动量,其中,将电流信号经由控制线路引导至电动马达180。电源例如能构造为电池或如在所呈现的实施例中那样构造为蓄电池包190或构造为电网接头。
此外,能够设置未详细呈现的操作元件,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,借助该方法能够防止手持式工具机100的特定的部件或扩展部的过载,例如由工具接收部140接收的工具批头的过载。
基本构思是:在步骤S1中,根据应以螺钉在其中旋拧的基底或旋拧底座的至少一个硬度特性和/或强度特性来实施一个应用类别,并且在步骤S2中,至少部分地基于该应用类别从包括第一运行模式和第二运行模式的运行模式组中选择一个运行模式。在此,第一运行模式对于每个应用类别具有由手持式工具机100输出的一个第一转矩水平,并且,第二运行模式对于每个应用类别具有一个最大第二转矩水平。
由此可能的是,根据由应用类别选择的应用情况以经优化的最大扭矩工作并且因此防止例如手持式工具机100的工具批头或其他敏感部件的过载。因此,在下面,对于每个应用类别,也将相对于各个其他运行模式具有较低的扭矩水平的运行模式称为“温和模式(Schonmodus)”。
如上面已经描述的,例如能够通过形成旋拧底座的材料的特性来确定应用类别,并且,在本发明的实施方式中,根据旋拧底座是“硬”还是“软”定义了“硬旋拧情况”和“软旋拧情况”。
出于公开的目的,示例性地,将硬木材、金属、或混凝土视为“硬”旋拧底座,而“软”旋拧底座的示例包括软木材或特定的塑料。
图2示出所述方法的一个实施方式的流程图,其中,用户能够通过在终端设备、例如计算机、智能电话或平板电脑上实施的软件(“App”)将手持式工具机100配置成在温和模式中运行。
在200中,手持式工具机100的控制单元370与实施在相应的终端设备上的App连接,例如经由无线电连接。通过App的相应的用户界面,可从应用类别的组中选择一个应用类别并且从运行模式的组中选择一个运行模式。
为此,在202中,用户在方法步骤S1中选择一个应用类别,例如应用类别“软旋拧情况”或应用类别“硬旋拧情况”,后者例如在App中通过应用“金属螺钉”来表示。
在图2中示出的实施方式中,运行模式的选择在步骤S2中也由用户通过App来进行。
为此目的,在204中,用户在方法步骤S2中选择例如第二运行模式,该第二运行模式是温和模式,如已经提到的。这在206中引起:与用户在某些情况下能进行的所有其他设定无关地,手持式工具机100的最大扭矩水平相对于在选择第一运行模式时可能的最大扭矩水平减小。
在手持式工具机的进一步运行中,尤其可以实施以下另外的方法步骤:
用户能够在20610中停用温和模式。在这种情况下,机器又自动地切换到第一运行模式。
替代于此地,用户能够在20620中将手持式工具机与其他终端设备、例如其他智能电话连接。在这种情况下,通过实施在新的终端设备上的App来询问,是应接受存储在手持式工具机100中的设定还是应覆盖存储在手持式工具机100中的设定。在用户选择“接受”的情况下,在20622中,存储在控制单元370中的设定在App中被接受,并且,在用户选择“覆盖”的情况下,存储在手持式工具机100的控制单元370中的设定通过App被预设的设定覆盖。
如果在20630中,手持式工具机100的蓄电池包190被移除限定的短的时间段、例如更换蓄电池包的时长,则应用类别和运行模式的已由用户进行的选择在20631中保持激活。
反之,如果在20640中,蓄电池包190被移除的时间段超过了限定的、对于“短的时间段”所确定的边界值,则应用类别和运行模式的已由用户进行的选择被预设的设定覆盖,其中,所述边界值例如可以是30秒、60秒或5分钟。
以这种方式,通过在用户侧有意识地设定温和模式,手持式工具机100能特定于应用或者说特定于用户地配置成,使得在软旋拧情况下以最大功率工作,而在硬旋拧情况下能够以减小的功率、但以对应于应用工具的强度进行优化的方式工作。
图3示出一种实施方式,其中,用户能够在App中进行确定的另外的设定,这将在下面被更详尽地阐释。如也在图2中示出的实施方式中呈现的那样,用户在步骤S1中选择应用类别并且在步骤S2中选择运行模式,更确切地说,通过App来选择。
对于图3中的具有与基于图2所描述的步骤相同的附图标记的步骤,相应地通用以上关于图2的陈述。因此,例如在200中,手持式工具机100的控制单元370与在相应的终端设备上实施的App连接。在202中,用户选择应用类别,并且,在204中用户在该示例中选择第二运行模式,该第二运行模式在该示例中是温和模式。
在305中,与在图2中示出的实施方式不同地,用户进行进一步的设定,其中,这些设定在App的菜单中例如能够在不同的子组中进行,例如在组“基本(Basic)”、“性能(Performance)”和“专家(Expert)”中,所述子组能够分别允许手持式工具机100的运行的不同的配置深度,例如允许电动马达180的特定的启动特性,并且,在特定的运行参数、例如预设的扭矩的初始化方面也可以是不同的。
接着,在306中,手持式工具机100的最大扭矩水平与所有其他设定无关地受限制,其中,在确定扭矩水平时考虑与手持式工具机100一起使用的不同的配件及其负载能力。此外,考虑在步骤305中进行的设定,例如在组“基本”、“性能”和“专家”之间的不同扭矩水平(Drehmomenthorizonte)。
在图3中示出的、可以从306出发进行的另外的步骤相应于结合图2所描述的、可以从206开始进行的步骤。
图4示出一种实施方式,其中,在方法步骤S1中,用户借助人机界面(Human-Machine-Interface,HMI)或替代于此地通过按钮直接在手持式工具机上进行应用类别的选择并且在方法步骤S2中进行运行模式的选择。
在此,对于图4中的具有与基于图2所描述的步骤相同的附图标记的步骤,相应地也适用以上关于图2的陈述。
在400中,与图2和图3的实施方式不同地,不需要将手持式工具机100与App连接。
在400中,用户能够通过HMI激活和改换预设的转速水平和另外的运行参数,并且,用户也通过HMI选择应用类别(在方法步骤S1中)。可选地,这些预设也能够通过App来个人化和改变。
在该示例中,在404中,用户选择第二运行模式(例如“温和模式”)(在方法步骤S2中),更确切地说,选择性地通过HMI或者——如果手持式工具机具有为此目的设置的按钮——通过这个按钮来选择。
如在图2的示例中那样,这导致:在206中,与用户在某些情况下能够进行的所有其他设定无关地,手持式工具机100的最大扭矩水平相对于在选择第一运行模式时可能的最大扭矩水平被减小。
在图4中示出的、可以从406出发进行的另外的步骤相应于结合图2所描述的、可以从206开始进行的步骤。
图5示出一个实施方式,其中,温和模式被激活了一个时间段,在该时间段期间用户在504中保持按压为此目的设置的按钮。原则上,在这个实施方式中,用户也在步骤S1中选择应用类别并且在步骤S2中选择运行模式,更确切地说,通过HMI来选择。
在500中,用户能够通过HMI激活和改换预设的转速水平和另外的运行参数,并且,用户也通过HMI选择应用类别(在方法步骤S1中)。可选地,这些预设也能够通过App来个人化和改变。
在504中,用户按压按钮并且由此激活方法步骤S2中的温和模式。如在图2中的示例中那样,这导致:在506中,与用户在某些情况下能够进行的所有其他设定无关地,手持式工具机100的最大扭矩水平相对于在选择第一运行模式时可能的最大扭矩水平被减小,然而这仅针对直至用户在507中松开按钮为止的时间段。接着,机器自动停用温和模式。
图6示出一个实施方式,其中,用户在步骤S1中选择应用类别,例如就像在图2至图5中所描述的那样,而在步骤S2中运行模式的选择自动进行。
在604中,用户能够通过App或者说HMI激活和改换预设的转速水平和另外的运行参数,并且,用户也通过App或者说HMI选择应用类别(在方法步骤S1中)。可选地,这些预设也能够通过App来个人化和改变。
如果用户在6042中开始旋拧过程,则控制单元370例如通过实施内部的设备软件来自动地选择应用类别(步骤S1)。在下面进一步说明关于如何自动地选择应用情况的进一步的细节。
在6044中,控制单元370例如也通过实施内部的设备软件来自动地选择运行模式(步骤S2),更确切地说,这至少部分地基于所选择的应用类别来进行。
如果在步骤S1中选择了应用类别“硬旋拧情况”,则控制单元370在步骤S2中自动地选择第二运行模式,该第二运行模式如上所述是具有减小的最大扭矩水平的温和模式。
如果在步骤S1中选择应用类别“软旋拧情况”,则控制单元370在步骤S2中自动地选择第一运行模式,该第一运行模式具有相对于第二运行模式更高的最大扭矩水平。
在下面,更详尽地描述在步骤S1中应用类别的自动选择。
为此目的,步骤S1包括以下步骤:
S1.1求取电动马达180的运行参量200的信号;
S1.5至少部分地基于运行参量200的信号来选择应用类别。
该方法的方面尤其基于对信号波形的研究和对这些信号波形与已知信号波形(例如在硬旋拧情况或者说软旋拧情况中出现的信号波形)的一致性程度的确定。
关于这一点,在图7中示出旋转冲击式起子机的电动马达180的运行参量200的示例性信号,在按常规使用旋转冲击式起子机时会出现这样的信号或类似的信号。虽然下面的陈述涉及旋转冲击式起子机,但这些陈述在本发明的范畴内也变通地适用于其他手持式工具机100、例如冲击钻。
在图7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,使用与时间相关联的参量作为参照参量,例如工具接收部140的旋转角度、电动马达180的旋转角度、加速度、急动度、尤其是更高阶的急动度、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存在的马达转速n。代替于马达转速地,也可以选择与马达转速相关联的其它运行参量。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中通常就会由控制单元370检测(没有附加耗费)的运行参量。在本发明的优选的实施方式中,手持式工具机100的用户能够选择:应基于何种运行参量来实施本发明的方法。
在图7(a)中示出松的紧固元件、例如螺钉900到紧固载体902、例如木板中的应用情况。在图7(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来表征并且通过马达转速相对恒定的、也可被称为平台的区域来表征。在图7(a)中,横坐标x与纵坐标f(x)之间的交点在旋拧过程中相应于旋转冲击式起子机的启动。
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中的马达转速的走向相应于在没有冲击的情况下的旋拧的运行状态。
如从图7(a)能获悉的,在区域322中,螺钉900的头部未靠置在紧固载体902上,这意味着:由旋转冲击式起子机驱动的螺钉900随着每次冲击而继续旋转。该附加的旋转角度会在进展的工作过程中变小,这在附图中通过变小的周期时长来反映。此外,继续的旋入也能够通过平均看来降低的转速体现出来。
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多的冲击能量。然而,因为手持式工具机100不提供更多的冲击能量,所以螺钉900不再继续旋转或者说仅还继续旋转显著变小的旋转角度。
在第二区域322和第三区域324中所实施的旋转冲击式运行通过运行参量200的信号的振荡的走向来表征,其中,振荡的形状例如可以是三角函数振荡或者其他形式的振荡。在当前的情况下,振荡具有能够被称作是经修改的三角函数的走向。在冲击式旋拧运行中运行参量200的信号的这种特征性形状由于冲击机构冲击件和位于冲击机构与电动马达180之间的系统链、尤其传动装置170的张紧和释放而产生。
冲击式运行的定性信号波形由于旋转冲击式起子机的固有特性因而原则上是已知的。在所述方法的在步骤S1中自动选择应用情况的实施方式中,从这种认知出发,在步骤S1.2中,提供至少一个就状态而言典型的样板信号波形240,其中,就状态而言典型的样板信号波形240配属于一个应用类别,例如软旋拧情况或硬旋拧情况。换言之,就状态而言典型的样板信号波形240包含对于应用类别来说典型的特征,如存在振荡走向、振荡频率或者说振荡幅度,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,应用类别能够通过不同于振荡的信号波形来表征,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,替代于通过振荡来表征,就状态而言典型的样板信号波形通过这些参数来表征。
在本发明的方法的一个优选构型中,在方法步骤S1.1中,能够由用户确定就状态而言典型的样板信号波形240。就状态而言典型的样板信号波形240也能够保存或存储在器具内部。在一个替代实施方式中,替代和/或附加地,能够将就状态而言典型的样板信号波形提供给手持式工具机100,例如由外部的数据设备提供。
在根据本发明的方法的方法步骤S1.3中,将电动马达180的运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240进行比较。在本发明的上下文中,特征“比较”应广泛且在信号分析的意义上解释为:比较的结果尤其也能够是电动马达180的运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240部分一致或逐渐一致,其中,两个信号的一致性程度能够通过不同的数学方法来求取,在后面还将提及这些数学方法。
在步骤S1.3中,从比较中还求取出电动马达180的运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240的一致性评估并且因而作出关于两个信号的一致性的结论。在此,一致性评估的执行和敏感性是在工厂方面或在用户方面能设定的、用于识别应用类别的参数。
图7(b)示出与图7(a)的运行参量200的信号相对应的一致性评估201的函数q(x)的走向,所述一致性评估在横坐标x上的每个点上都给出在电动马达180的运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240之间的一致性的值。
在螺钉900的旋入的当前示例中,考虑这种评估,以便确定在冲击时继续转动的尺度。在该示例中,在步骤S1.1中预确定的就状态而言典型的样板信号波形240相应于在没有继续转动的情况下的理想化冲击,也就是说以下状态:在所述状态中,螺钉900的头部靠置在紧固载体902的表面上,如在图7(a)的区域324中所示出的那样。与之相应地,在区域324中产生两个信号的高的一致性,这通过一致性评估201的函数q(x)的保持不变的高值反映出来。相反地,在区域310(在该区域中,每次冲击都伴随着螺钉900的大的转动角度)中,仅达到小的一致性值。螺钉900在冲击时继续转动得越少,则一致性越高,这能够通过以下来识别出:在区域322(所述区域322的特征在于:由于旋入阻力增加,每次冲击螺钉200的旋转角度不断地变小)中在使用冲击机构时,一致性评估201的函数q(x)反映连续增加的一致性值。
在根据本发明的方法的方法步骤S1.4中,至少部分地基于在方法步骤S1.3中求取出的一致性评估201识别出应用类别。在此。应用类别的识别例如能够至少部分地基于一致性评估201与阈值的比较来进行,该阈值在图7(b)中由虚线202来表征。在图7(b)的当前示例中,一致性评估201的函数q(x)与线202的交点SP配属于螺钉900的头部靠置在紧固载体902的表面上的工作进展。
在此,由此导出的、基于其确定出存在特定的应用类别的标准可以是能设定的,以便使函数能用于各种应用情况。在此应注意,函数不局限于旋入情况,而是也包含在旋出应用下的使用。
在当前描述的方法中,为了辨识出存在特定的应用类别、例如硬旋拧情况或软旋拧情况,能够连续地利用上述的方法步骤S1.1至S1.4来研究分别配属于不同应用类别的不同样本波形,并且,在电动马达180的运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形之一具有足够好的一致性的情况下识别和选择与该样板信号波形相对应的应用类别。
根据本发明,通过区分信号波形能够辨识出应用类别且自动地选择应用类别。
下面,阐述涉及方法步骤S.1-S1.4的执行的一些技术上的关联内容和实施方式。
在实际的应用中能够设置,在持式工具机100的运行期间重复地实施方法步骤S1.2和S1.3中,以监控应用类别的存在。为此目的,能够在方法步骤S1.1中对运行参量的所求取的信号200进行分段,使得在确定长度的信号段上、优选在长度始终相同的信号段上执行方法步骤S1.2和S1.3。
为此目的,运行参量200的信号能够作为测量值的序列存储在存储器中、优选环形存储器中。在这个实施方式中,手持式工具机100包括该存储器、优选该环形存储器。
如结合图7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走向来求取,或作为“作为电动马达180的与所述时间走向相关联的参量的运行参量”的测量值来求取。在此,测量值能够是离散的、准连续或连续的。
一个实施方式在此设置:在方法步骤S1.1中将运行参量200的信号记录为运行参量的测量值的时间走向,并且在紧接着该方法步骤S1.1的方法步骤S1.1a中将运行参量的测量值的时间走向变换为作为电动马达180的与时间走向相关联的参量的运行参量的测量值的走向,与时间相关联的参量例如是工具接收部140的旋转角度、马达旋转角度、加速度、尤其更高阶的急动度、功率或能量。
这个实施方式的优点在下面根据图8来描述。类似于图7,图8a示出运行参量200关于横坐标x的、在这种情况下关于时间t的信号f(x)。如在图7中那样,运行参量能够是马达转速或与马达转速相关联的参数。
该图包含在旋转冲击式起子机的情况下、例如在硬旋拧情况下运行参量200的两个信号走向,所述两个信号走向能够分别配属于各一个应用类别。在这种情况下,信号均包括理想化地假定为正弦形的振荡走向的波长,其中,具有较短波长T1的信号具有冲击频率较高的走向,并且具有较长波长T2的信号具有冲击频率较低的走向。
两个信号能够利用同一手持式工具机100在不同马达速度的情况下产生,并且尤其取决于:用户通过手持式工具机100的操作开关请求何种旋转速度。
如果应考虑参数“波长”用于限定就状态而言典型的样板信号波形240,则在当前的情况下必须将至少两个不同的波长T1和T2作为就状态而言典型的样板信号波形的可能的部分保存,由此,在两种情况下运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240的比较都导致结果“一致”。因为马达转速能够关于时间在总体变化并且在大的范围内改变,所以这导致,所搜索的波长也改变并且由此必须与之相应地适应性地设定用于识别该冲击频率的方法。
在存在着大量可能的波长的情况下,方法和编程的花费相应地快速地升高。
因此,在优选的实施方式中,横坐标的时间值被变换为与时间值相关联的值,例如加速度值、更高阶的急动度值、功率值、能量值、频率值、工具接收部140的旋转角度值或者电动马达180的旋转角度值。这是可能的,因为通过电动马达180与冲击机构以及与工具接收部140的刚性的传动比得到马达转速对冲击频率的直接的、已知的相关性。通过这种标准化实现与马达转速无关的、周期不变的振荡信号,这在图8b中由属于T1和T2的信号的变换得出的两个振荡信号示出,其中,两个信号现在具有相同的波长P1=P2。
相应地,在本发明的这种实施方式中,对所有的转速有效的就状态而言典型的样板信号波形240能够由波长关于与时间相关联的参量的唯一的参数来确定,所述与时间相关联的参量例如是工具接收部140的旋转角度、马达旋转角度、加速度、急动度、尤其更高阶的急动度、功率或能量。
在一个优选的实施方式中,在方法步骤S1.3中用比较方法进行对运行参量200的信号的比较,其中,该比较方法包括至少一种基于频率的比较方法和/或比对式的比较方法。该比较方法将运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240进行比较:是否至少满足至少一个预给定的阈值。该比较方法将运行参量200的测得的信号与至少一个预给定的阈值进行比较。基于频率的比较方法至少包括带通滤波和/或频率分析。比对式的比较方法至少包括参数估计和/或交叉关联。在下面更详细地描述基于频率的和比对式的比较方法。
在具有带通滤波的实施方式中,在某些情况下如所述那样的变换为与时间相关联的参量的输入信号通过一个或多个带通滤波器滤波,所述带通滤波器的通过范围与一个或多个就状态而言典型的样板信号波形一致。该通过范围由就状态而言典型的样板信号波形240得出。也可设想,该通过范围与结合就状态而言典型的样板信号波形240所确定的频率一致。在所述频率的幅度超过先前确定的边界值的情况下(在存在特定的应用类别时就是这种情况),在方法步骤S1.3中的比较则导致以下结果:运行参量200的信号等于就状态而言典型的样板信号波形240,并且因此存在要识别的应用类别。在该实施方式中,幅度边界值的确定能够被理解为求取就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的信号的一致性评估,基于该一致性评估在方法步骤S1.4中判断:是否存在要识别的应用类别。如果不存在要识别的应用类别,则在另一个步骤中能够将配属于其他应用类别的另一个就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量的信号进行比较。这可以在此期间且在某些情况下循环地执行,直到识别出确定的应用类别。
根据图9应阐述以下实施方式:在该实施方式中,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9(a)中呈现出且例如相应于电动马达180的转速随时间的走向的信号基于频率分析、例如快速傅里叶变换(FFT)由时域变换到具有频率的相应的加权的频域中。在此,根据上述实施方式,术语“时域”不但应理解为“运行参量关于时间的走向”,而且也应理解为“运行参量关于与时间相关联的参量的走向”。
这种形式的频率分析作为信号分析的数学工具而由多个技术领域充分已知并且尤其被用于将测得的信号近似为不同波长的加权周期性谐波函数的级数展开。例如在图9(b)和图9(c)中,加权系数κ1(x)和κ2(x)作为关于时间的函数走向203和204给出:相对应的频率或者说频带在所检查的信号(即,运行参量200的走向)中是否存在以及在何种程度上存在,所述频率或者频带在这里由于清楚性原因而未给定。
参照根据本发明的方法,能够借助于频率分析确定:配属于就状态而言典型的样板信号波形240的频率在运行参量200的信号中是否存在并且以何种幅度存在。此外,然而也能够限定下述频率:所述频率的不存在性是存在要识别的工作进展的标尺。如结合带通滤波所提及的,能够确定幅度的边界值,该边界值是运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240的一致性的程度的标尺。
例如在图9(b)的示例中,在运行参量200的信号中,在时间点t2(点SP2),在就状态而言典型的样板信号波形240中典型地不可找到的第一频率的幅度κ1(x)落在所属的边界值203(a)以下,这在该示例中对于确定的应用类别的存在而言是必要的然而不充分的标准。在时间点t3(点SP3),在运行参量200的信号中,在就状态而言典型的样板信号波形240中典型地可找到的第二频率的幅度κ2(x)超过所属的边界值204(a)。在本发明的所属的实施方式中,幅度函数κ1(x)以及κ2(x)对应地低于以及超过边界值203(a)、204(a)的共同存在对于运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240的一致性评估而言是决定性的标准。相应地,在这种情况下,在方法步骤S1.4中确定,存在要识别的应用类别。
在本发明的替代实施方式中,使用这些标准中的仅一个,或者使用这些标准中的一个或者两个标准与其他标准的组合。
在使用比对式的比较方法的实施方式中,将运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240进行比较,以便找出:运行参量200的测得的信号是否与就状态而言典型的样板信号波形240至少具有50%的一致性并且从而达到预给定的阈值。也可设想,将运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240进行比较,以便求取两个信号彼此间的一致性。
在根据本发明的方法的、使用参数估计作为比对式的比较方法的实施方式中,将运行参量200的测得的信号与就状态而言典型的样板信号波形240进行比较,其中,对于就状态而言典型的样板信号波形240辨识估计参数。借助于估计参数,能够求取运行参量200的测得的信号与就状态而言典型的样板信号波形240的一致性的尺度:是否存在要识别的应用类别。参数估计在此基于平差计算(Ausgleichsrechnung),该平差计算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于估计参数实现使就状态而言典型的样板信号波形240适配(anzugleichen)于运行参量200的信号的一系列测量数据。根据借助使估计参数进行参数化的、就状态而言典型的样板信号波形240与边界值的一致性的尺度能够判断是否存在要识别的应用类别。
借助于参数估计的比对式的方法的平差计算也能够求取出就状态而言典型的样板信号波形240的估计参数与运行参量200的测得的信号的一致性的尺度。
为了判断具有所述估计参数的就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的测得的信号的是否存在足够的一致性或足够少的比较,在紧接着方法步骤S1.3的方法步骤S1.3a中执行比较确定。如果求取出就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量的所测得的信号的70%的比较,则能够判断:是否已基于运行参量的信号辨识出要识别的应用类别。
在另一个实施方式中,为了判断是否存在就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的信号的足够的一致性,在紧接着方法步骤S1.3的方法步骤S1.3b中实施对于估计参数的品质确定。在该品质确定中求取用于品质的在0至1之间的值,其中适用:较低的值意味着在所辨识的参数的值中较高的置信度并且因此代表就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的信号之间的较高一致性。在优选实施方式中,对是否存在要识别的应用类别的判断在方法步骤S1.4中是至少部分地基于如下条件作出的:品质的值位于50%的范围中。
在本发明的方法的一个实施方式中,作为比对式的比较方法在方法步骤S1.3中使用交叉关联的方法。如也在上述数学方法中那样,交叉关联的方法对于本领域技术人员是本身已知的。在交叉关联的方法中,将就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的测得的信号相关联。
与参数估计的在上面提出的方法相比较,交叉关联的结果又是信号序列,该信号序列具有由运行参量200的信号的长度和就状态而言典型的样板信号波形240的长度相加的信号长度,该结果表示时移的输入信号的相似性。在此,输出序列的最大值表示两个信号、即运行参量200的信号和就状态而言典型的样板信号波形240的最高一致性的时间点并且因此也是用于关联性本身的尺度,该尺度在这个实施方式中在方法步骤S1.4中用作用于存在要识别的应用类别的判断标准。在根据本发明的方法中的实现中,与参数估计的重要区别在于:对于交叉关联能够使用任意的就状态而言典型的样板信号波形,而在参数估计中,就状态而言典型的样板信号波形240必须能够通过能参数化的数学函数来表示。
图10示出针对以下情况运行参量200的测得的信号:作为基于频率的比较方法使用频率分析。在图10a和图10b中示出第一区域310,在该第一区域中,手持式工具机100处于旋拧运行中。在图10a的横坐标x上绘制出时间或与时间相关联的参量。在图10b中,运行参量200的信号以经变换的形式示出,其中,例如借助快速傅里叶变换能够从时域变换到频域中。在图10b的横坐标x′上例如绘制出频率f,使得示出运行参量200的信号的幅度。在图10c和图10d中示出第二区域320,在该第二区域中,手持式工具机100处于旋转冲击式运行中。图10c关于在旋转冲击式运行中的时间示出运行参量200的测得的信号。图10d示出运行参量200的经变换的信号,其中,在作为横坐标x′的频率f上绘制运行参量200的信号。图10d示出对于旋转冲击式运行的特征性幅度。
图11a示出在图7中所描述的第一区域310中的、借助参数估计的比对式的比较方法在运行参量200的信号与就状态而言典型的样板信号波形240之间进行比较的典型情况。就状态而言典型的样板信号波形240具有基本上三角函数的走向,而运行参量200的信号具有与之强烈偏离的走向。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S1.3中执行的、在就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的信号之间的比较产生以下结果:两个信号的一致性程度如此小,使得在方法步骤S1.4中未识别出要识别的应用类别。
反之,在图11b中呈现出这种情况:在该情况下,存在要识别的应用类别并且因此即使在单个测量点处能够确定出偏差,但就状态而言典型的样板信号波形240与运行参量200的信号总体上具有高度一致性。因此,在参数估计的比对式的比较方法中能够判断:是否已达到要识别的应用类别。
图12针对以下情况示出就状态而言典型的样板信号波形240(参见图12b和图12e)与运行参量200的测得的信号(参见图12a和图12d)的比较:使用交叉关联作为比对式的比较方法。在图12a-f中,在横坐标x上绘制出时间或与时间相关联的参量。在图12a-c中示出相应于旋拧运行的第一区域310。在图12d-f中示出与要识别的应用类别相对应的第三区域324。如以上所描述的,将运行参量的所测得的信号(图12a和图12d)与就状态而言典型的样板信号波形(图12b和图12e)相关联。在图12c和图12f中示出关联性的相应的结果。在图12c中示出在第一区域310期间的关联性的结果,其中,可看到,存在两个信号的小的一致性。因此,在图12c的示例中,在方法步骤S1.4中判断出:未达到要识别的应用类别。在图12f中示出在第三区域324期间的关联性的结果。在图12f中可看到,存在高度一致性,从而在方法步骤S1.4中判断出:存在要识别的应用类别。
在图13中示出一种实施方式,在该实施方式中在首次与App连接时询问:在步骤D2中是否应原则上且默认地选择例如相应于温和模式的第二运行模式。
在1300中,进行手持式工具机100与App的首次连接。接着,在1302中通过App询问用户:在步骤S2中是否应原则上且默认地选择第二运行模式。
如果用户以“是”回答该询问,则在1310中,默认在方法步骤1.2中提供与应用类别“硬旋拧情况”相对应的样板信号波形240。
如果用户在1306中以“否”回答在1302中进行的询问,则在1310中,在方法步骤1.2中,只有当用户在1308中对于特定的应用明确给定时,才提供与应用类别“硬旋拧情况”相对应的样板信号波形240并且将其保存为要识别的应用类别。
如果随后在1312中在使用上述的方法步骤S1.2至S1.4的情况下识别出存在应用类别“硬旋拧情况”,则在步骤S2中选择第二运行状态并且以减小的最大扭矩运行旋拧过程。
在1320中,在以下应用中始终给用户输出以下提示:第二运行模式是活动的并且在需要时能够通过相应的菜单被停用。
如果在1322中用户停用第二运行模式,则进行询问:第二运行模式在1324中是否应在原则上被停用或者在1326中是否应仅被停用一次。
如果用户在1322中选择停用一次,则在1328中在使用机器一次之后又在步骤S2中原则上且默认地选择第二运行模式。
本发明不限于所描述的和所呈现的实施例。更确切地说,它也包括在由权利要求所限定的发明的框架下的所有专业人员容易想到的扩展方案。
除了所说明和所描绘的实施方式之外,能够设想另外的实施方式,所述另外的实施方式能够包括另外的变型以及特征的组合。
Claims (19)
1.一种用于运行手持式工具机(100)、尤其是旋转冲击式起子机的方法,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根据应以螺钉在其中旋拧的基底的至少一个硬度特性和/或强度特性来选择一个应用类别;
S2至少部分地基于所述应用类别,从包括第一运行模式和第二运行模式的运行模式组中选择一个运行模式;
其中,对于每个应用类别,所述第一运行模式具有由所述手持式工具机(100)输出的第一扭矩水平,并且,对于每个应用类别,所述第二运行模式具有最大第二扭矩水平。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述应用类别是从至少包括“硬旋拧情况”和“软旋拧情况”的应用类别组中选择的。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,对于每个应用类别,对应的最大第一扭矩水平高于相应的最大第二扭矩水平。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,对于每个应用类别,对应的最大第二扭矩水平与相应的第一扭矩水平相比通过所述电动马达的较小的转速和/或较短的冲击时长来表征。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S2中,在存在应用类别“软旋拧情况”时选择第一运行模式,并且,在存在应用类别“硬旋拧情况”时选择第二运行模式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S1中,由用户进行应用类别的选择,这选择性地通过应用软件(“App”)和/或通过在所述手持式工具机(100)上的用户界面(“Human-Machine-Interface”,“HMI”)来进行。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S2中,由用户进行运行模式的选择,这选择性地通过应用软件(“App”)和/或通过在所述手持式工具机(100)上的用户界面(“Human-Machine-Interface”,“HMI”)来进行。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S2中,运行模式的选择至少部分自动地进行。
9.根据权利要求1至5、7和8中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S1中,应用类别的选择至少部分自动地进行。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在步骤S1中,所述应用类别的选择包括以下步骤:
S1.1求取所述电动马达(180)的运行参量(200)的信号;
S1.5至少部分地基于所述运行参量(200)的信号来选择应用类别。
11.根据权利要求10所述的方法,所述方法包括以下方法步骤:
S1.2提供至少一个样板信号波形(240),其中,所述样板信号波形能配属于应用类别之一;
S1.3将所述运行参量(200)的信号与所述样板信号波形(240)进行比较,并且,从所述比较中求取一致性评估;
S1.4至少部分地基于在方法步骤S1.3中求取出的一致性评估来识别应用类别。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在方法步骤S1.3中,借助比较方法将所述运行参量(200)的信号与所述样板信号波形(240)在以下方面进行比较:是否满足了预给定的至少一个一致性阈值。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法,所述方法包括以下方法步骤:
SM基于至少两个或更多个示例应用来实施机器学习阶段,其中,所述示例应用涵盖不同的应用类别;
其中,在步骤S1.5中的所述应用类别的选择至少部分地基于在所述机器学习阶段中学习到的应用类别来进行。
14.根据权利要求13所述的方法,所述方法步骤SM还包括:将所述运行参量(200′)的配属于所述示例应用的信号存储和分类在至少一个或多个应用类别中,并且,从所述运行参量(200′)的信号中生成配属于所述应用类别的样板信号波形(240′)。
15.根据权利要求13和14中任一项所述的方法,其中,所述示例应用由所述手持式工具机(100)的用户实施和/或从数据库读入。
16.根据权利要求13至15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联的运行参量。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法,其特征在于,在方法步骤S1.1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走向或者记录为作为所述电动马达(180)的与所述时间走向相关联的参量的运行参量的测量值。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法,其特征在于,在所述方法步骤S1.1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走向,并且,在紧接着所述方法步骤S1.1的方法步骤S1.1a中,将所述运行参量的测量值的时间走向变换为作为所述电动马达(180)的与所述时间走向相关联的参量的运行参量的测量值的走向。
19.一种手持式工具机(100)、尤其是冲击式起子机,所述手持式工具机包括电动马达(180)、所述电动马达(180)的运行参量的测量值记录器和控制单元(370),其特征在于,所述控制单元(370)设置为用于执行根据权利要求1至18中任一项所述的方法。
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