DE102009047044A1 - Rotationsdetektionsvorrichtung zum Detektieren einer Rotationsbewegung eines Objektes sowie Werkzeug, insbesondere Elektrohandwerkzeug, mit einer solchen Rotationsdetektionsvorrichtung - Google Patents

Rotationsdetektionsvorrichtung zum Detektieren einer Rotationsbewegung eines Objektes sowie Werkzeug, insbesondere Elektrohandwerkzeug, mit einer solchen Rotationsdetektionsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Es wird eine Rotationsdetektionsvorrichtung (3) zum Detektieren einer Rotationsbewegung eines Objektes sowie ein mit einer solchen Rotationsdetektionsvorrichtung ausgestattetes Werkzeug (1), insbesondere ein Elektrohandwerkzeug, beschrieben. Die Rotationsdetektionsvorrichtung (3) weist ein Kamerasystem (13) und eine Auswerteeinrichtung (15) auf. Das Kamerasystem (13), das beispielsweise zwei entgegengesetzt ausgerichtete Kameras (21, 23) aufweisen kann, ist dazu ausgelegt, Merkmale (43, 45, 47, 49, 51, 53), die in Relation zu dem Werkzeug (1) in entgegengesetzten Richtungen positioniert sind, zu detektieren. Die Auswerteeinrichtung (15) ist dazu ausgelegt, eine Rotationsbewegung des Werkzeuges (1) aufgrund einer Verlagerung von Merkmalen (43 bis 53) innerhalb des Sichtfeldes (39, 41) des Kamerasystems (13) zu detektieren und ein Rotationsdetektionssignal beispielsweise an eine Signalausgabeeinrichtung (17) oder zur Steuerung eines verschwenkbaren Werkzeugkopfes (5) auszugeben.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Rotationsdetektionsvorrichtung zum Detektieren einer Rotationsbewegung eines Objektes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Werkzeug, wie zum Beispiel ein Elektrohandwerkzeug, das mit einer solchen Rotationsdetektionsvorrichtung ausgestattet ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es existieren Elektrohandwerkzeuge, die mit Mitteln versehen sind, mit deren Hilfe eine Ausrichtung des Elektrohandwerkzeuges stabilisiert werden kann, um z. B. zu verhindern, dass das Elektrohandwerkzeug während des Arbeitens unabsichtlich verdreht oder verschwenkt wird bzw. um einem solchen Verdrehen oder Verschwenken entgegenwirken zu können. Beispielsweise sind Bohrmaschinen bekannt, bei denen mittels einer mechanischen Aufsetzhilfe, beispielsweise in Form eines Saugaufsatzes, eine Ausrichtung des Bohrkopfes unterstützt werden kann. Außerdem ist bekannt, eine Verdrehung gegenüber der Gravitationsrichtung mit Hilfe einer Wasserwaage bzw. der darin vorgesehenen Libelle zu erfassen und anzuzeigen. Es ist ferner bekannt, eine Veränderung der Lage eines Objektes mit Hilfe eines Kompasses oder eines Inertialsystems, wie beispielsweise eines Gyroskops zu detektieren.
  • Allerdings wurde beobachtet, dass mit herkömmlichen Rotationsdetektionsvorrichtungen eine Rotationsbewegung eines Objektes bei Rotation innerhalb bestimmter Ebenen oder bei Rotation unter bestimmten Umgebungsbedingungen nicht immer zuverlässig detektiert werden kann.
  • Offenbarung und mögliche Ausführungsformen der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rotationsdetektionsvorrichtung sowie ein mit einer solchen Rotationsdetektionsvorrichtung ausgestattetes Werkzeug bereitzustellen, welche es erlauben, eine Rotationsbewegung zuverlässig und in beliebigen Rotationsebenen zu detektieren.
  • Diese Aufgabe kann mit einer Rotationsdetektionsvorrichtung bzw. einem Werkzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen dieser Patentanmeldung gelöst werden. Mögliche Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Eine Motivation zu der vorliegenden Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass alle zuvor beschriebenen, herkömmlichen Rotationsdetektionsvorrichtungen mit Unzulänglichkeiten behaftet sind. Beispielsweise eignet sich eine Wasserwaage bzw. die darin integrierte Libelle lediglich zur Erfassung einer Verdrehung gegenüber der Gravitationsrichtung; ein Detektieren von Verdrehungen in horizontaler Ebene ist nicht möglich. Inertialsysteme wie beispielsweise ein Gyroskop oder Kompasssysteme können empfindlich auf äußere Einflüsse, wie zum Beispiel elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder oder mechanische Erschütterungen während des Betriebes reagieren.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Rotationsdetektionsvorrichtung zum Detektieren einer Rotationsbewegung eines Objektes vorgeschlagen, wobei die Rotationsdetektionsvorrichtung ein Kamerasystem und eine Auswerteeinrichtung aufweist. Das Kamerasystem ist dabei dazu ausgelegt, Merkmale, die in Relation zu dem Objekt in entgegengesetzten Richtungen positioniert sind, zu detektieren. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgelegt, die Rotationsbewegung des Objektes aufgrund einer Verlagerung von Merkmalen, die in Relation zu dem Objekt in entgegengesetzten Richtungen positioniert sind, innerhalb des Sichtfeldes des Kamerasystems zu detektieren und ein entsprechendes Rotationsdetektionssignal auszugeben.
  • Mit anderen Worten basiert die vorgeschlagene Rotationsdetektionsvorrichtung auf der Idee, eine Rotationsbewegung eines Objektes unter Zuhilfenahme eines Kamerasystems optisch zu detektieren. Das Kamerasystem kann dabei an oder in dem Objekt angebracht oder in dieses integriert sein und derart ausgelegt sein, dass es von dem Objekt aus in entgegengesetzte Richtungen ”blicken” kann. Mit anderen Worten ist das Kamerasystem derart ausgelegt, dass sowohl Merkmale, die sich auf einer Seite des Objektes befinden als auch Merkmale, die sich auf einer entgegengesetzten Seite des Objektes befinden, gleichzeitig von dem Kamerasystem erfasst werden können.
  • Die Begrifflichkeit ”entgegengesetzte Seiten” soll hierbei nicht im Sinne von ”seitlich” verstanden werden. Entgegengesetzte Seiten des Objektes kann durchaus auch im Sinne von vor und hinter dem Objekt, links und rechts des Objektes oder oberhalb und unterhalb des Objektes verstanden werden.
  • Die in Relation zu dem Objekt in entgegengesetzten Richtungen positionierten ”Merkmale” können beliebige Merkmale sein, die mit Hilfe des Kamerasystems erkannt werden können und deren Relativbewegung, bezogen auf das Objekt, mit Hilfe des Kamerasystems nachverfolgt werden kann. Beispielsweise können solche Merkmale durch Gegenstände, die das zu beobachtende Objekt umgeben und die selbst vorzugsweise ortsfest sind, repräsentiert werden. Das Kamerasystem bzw. die damit verbundene Auswerteeinrichtung kann die Merkmale beispielsweise aufgrund ihrer Form, Farbe und/oder Kontraste eindeutig zuordnen und während einer Bewegung des Objektes bzw. des daran angebrachten Kamerasystems nachverfolgen.
  • Dabei kann die Auswerteeinrichtung derart eingerichtet sein, dass sie zwischen einer Translation des Objektes und einer Rotation des Objektes aufgrund einer Art einer Relativverlagerung von vom Kamerasystem detektierten Merkmalen innerhalb des Sichtfeldes des Kamerasystems unterscheiden kann. Mit anderen Worten kann die Rotationsdetektionsvorrichtung die Tatsache nutzen, dass sich während einer Bewegung des zu überwachenden Objektes sowohl Merkmale auf der einen Seite des Objektes als auch Merkmale auf der entgegengesetzten Seite des Objektes relativ zu dem Objekt bewegen und dass sich dementsprechend die Objekte innerhalb des Sichtfeldes des Kamerasystems bewegen. Aufgrund einer Relativverlagerung der detektierten Merkmale zueinander bzw. in Bezug zu dem Kamerasystem kann dann unterschieden werden, ob es sich bei der Bewegung des Objektes um eine Translation oder eine Rotation des Objektes handelt. Beispielsweise scheinen sich auf entgegengesetzten Seiten des Objektes positionierte Merkmale während einer Translation des Objektes in Relation zu dem Objekt in die gleiche Richtung zu bewegen, wohingegen sich die auf entgegengesetzten Seiten des Objektes angeordneten Merkmale während einer Rotation des Objektes relativ zu dem Objekt in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen scheinen. Auf diese Weise kann eindeutig zwischen einer Translation und einer Rotation des Objektes unterschieden werden. Die Rotationsebene, innerhalb derer die Rotation des Objektes stattfindet, bzw. die Rotationsachse um die herum die Rotation des Objektes stattfindet, ist hierbei ohne Belang. Es können somit auch Rotationen des Objektes außerhalb einer vertikalen Ebene, d. h. beispielsweise in einer horizontalen Ebene, detektiert werden.
  • Am einfachsten lässt sich dies am Beispiel eines Kamerasystems mit zwei entgegengesetzt ausgerichteten einzelnen Kameras verstehen. Die beiden einzelnen Kameras können beispielsweise an entgegengesetzten Seiten des zu überwachenden Objektes angeordnet sein, wobei ihr jeweiliges Sichtfeld in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sein kann. Eine der beiden Kameras beobachtet innerhalb ihres Teilsichtfeldes Merkmale oder Gegenstände, die sich auf einer Seite des Objektes befinden, während die andere Kamera innerhalb ihres Teilsichtfeldes Merkmale oder Gegenstände beobachtet, die sich auf der entgegengesetzten Seite des Objektes befinden. Beide Kameras sind mit der Auswerteeinrichtung verbunden. Bei einer Bewegung des Objektes und der mit diesem verbundenen Kameras werden sich die innerhalb der Teilsichtfelder der beiden Kameras befindlichen Merkmale innerhalb des jeweiligen Teilsichtfeldes bewegen. Wenn sich das Objekt translatorisch bewegt, scheinen sich die Merkmale in den beiden Teilsichtfeldern in die gleiche Richtung, nämlich entgegen der translatorischen Bewegung, zu bewegen. Bei einer Rotationsbewegung des Objektes hingegen scheinen sich die von der einen Kamera innerhalb ihres Teilsichtfeldes beobachteten Merkmale in eine entgegengesetzte Richtung zu bewegen wie die von der zweiten Kamera innerhalb ihres Teilsichtfeldes beobachteten Merkmale. Aus der Art und dem Ausmaß der Verlagerung der beobachteten Merkmale innerhalb der Teilsichtfelder des Kamerasystems kann somit sowohl auf die Art der Bewegung, das heißt translatorisch oder rotatorisch, als auch auf das Ausmaß der Bewegung rückgeschlossen werden.
  • Alternativ zu einer Ausgestaltung mit zwei oder mehr Kameras kann das Kamerasystem auch mit einer einzelnen Kamera und einem Objektiv, das es erlaubt, sowohl Merkmale auf einer Seite des Objektes als auch auf einer entgegengesetzten Seite des Objektes zu detektieren, ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kamerasystem hierzu mit einem Weitwinkelobjektiv, einer katadioptrischen Optik, d. h. einer omnidirektionalen Kamera mit Spiegelsystem, oder einem Fischaugenobjektiv versehen sein.
  • Um einem Anwender eine detektierte Rotationsbewegung des Objektes erkennbar zu machen, kann die Rotationsdetektionsvorrichtung eine Signalausgabeeinrichtung aufweisen, die dazu ausgelegt ist, basierend auf dem von der Auswerteeinrichtung ausgegebenen Rotationsdetektionssignal ein für einen Anwender wahrnehmbares optisches und/oder akustisches Signal auszugeben. Beispielsweise kann das Signal mit Hilfe einer optischen Anzeige angegeben werden. In einer für den Anwender einfach und intuitiv handhabbaren Ausgestaltung kann die Signalausgabeeinrichtung mehrere lichtemittierende Dioden aufweisen, bei denen je nach Art und Ausmaß einer detektierten Rotationsbewegung eine oder mehrere lichtemittierende Dioden aktiviert werden. Die lichtemittierenden Dioden können hierbei auch verschiedene Farben aufweisen. Alternativ kann die Signalausgabeeinrichtung auch ein akustisches Signal ausgeben, wobei eine Rotationsrichtung und/oder ein Rotationsausmaß, beispielsweise durch sich ändernde Tonhöhen, Tonfolgen oder Lautstärken angegeben werden können.
  • Um beispielsweise zu Anfang einer Beobachtungsphase einen Sollzustand des zu überwachenden Objektes festlegen zu können, kann die Rotationsdetektionsvorrichtung eine von einem Anwender betätigbare Initialisierungseinrichtung aufweisen. Dabei kann die Rotationsdetektionsvorrichtung dazu ausgelegt sein, bei Betätigung der Initialisierungseinrichtung eine aktuelle Position von Merkmalen innerhalb des Sichtfeldes des Kamerasystems aufzunehmen und abzuspeichern. Die derart aufgenommene und abgespeicherte Position von Merkmalen, die eine Relativposition des Objektes in Bezug auf die Merkmale wiedergibt, kann somit zur Definition des Sollzustandes herangezogen werden. Sobald mit Hilfe des Kamerasystems erkannt wird, dass sich die Position der beobachteten Merkmale in Relation zu der Sollposition in einer bestimmten Art und Weise verlagert, kann somit eine translatorische oder rotatorische Bewegung des Objektes erkannt werden und diese einem Anwender angezeigt werden bzw. passende Gegenmaßnahmen ergriffen werden.
  • Die Rotationsdetektionsvorrichtung kann als separates Bauelement ausgebildet sein, dass z. B. mittels einer Kopplungseinrichtung mechanisch an das zu über wachende Objekt gekoppelt werden kann. Durch die starre Kopplung bewegt sich die Rotationsdetektionsvorrichtung mit dem Objekt mit und kann somit dessen Bewegungen überwachen. Die Kopplungseinrichtung kann dabei auch derart ausgestaltet sein, dass auch eine elektrische Verbindung mit dem Objekt hergestellt wird, sodass sowohl eine Energieversorgung als auch eine Datenübermittlung zwischen dem Objekt und der Rotationsdetektionsvorrichtung erfolgen kann. Mit einer derart separaten Rotationsdetektionsvorrichtung können beispielsweise herkömmliche Elektrohandwerkzeuge in einfacher Weise nachgerüstet werden, um ein Arbeiten mit dem Werkzeug zu vereinfachen und Arbeitsergebnisse zu verbessern.
  • In einer konkreten Ausgestaltung kann die zuvor beschriebene Rotationsdetektionsvorrichtung in ein Werkzeug, insbesondere ein manuell handhabbares Elektrohandwerkzeug, integriert sein. Typische Werkzeuge, bei denen ein Erkennen einer Rotationsbewegung vorteilhaft sein kann, sind beispielsweise Bohrmaschinen oder Bohrhämmer, bei denen es bei Rotationsbewegungen während des Einsatzes zu unpräzisen Bohrungen kommen kann.
  • Allgemein ausgedrückt kann die Verwendung der zuvor beschriebenen Rotationsdetektionsvorrichtung insbesondere bei Werkzeugen vorteilhaft sein, die dazu ausgelegt sind, während eines Einsatzes entlang einer Arbeitsrichtung translatorisch verlagert zu werden, wie z. B. Bohrmaschinen, die während einer Einsatzes in Richtung des Bohrers verlagert werden. Es kann dann vorteilhaft sein, die Rotationsdetektionsvorrichtung derart auszulegen bzw. derart an dem Werkzeug anzuordnen oder in dieses zu integrieren, dass eine Rotation des Werkzeuges um eine Achse quer zu der Arbeitsrichtung detektiert werden kann. Am Beispiel der Bohrmaschine bedeutet dies, dass eine Rotation in einer Richtung, die nicht mit der Rotationsrichtung des Bohrers übereinstimmt, detektiert werden kann. Somit kann beispielsweise ein ungewolltes Verschwenken des Werkzeuges während des Einsatzes erkannt und dem Anwender beispielsweise optisch oder akustisch signalisiert werden, so dass dieser in geeigneter Weise entgegenwirken kann.
  • Alternativ kann das Werkzeug selbst einen verschwenkbaren Werkzeugkopf aufweisen. Das Werkzeug kann dann eine Ausrichtung des Werkzeugkopfes, basierend auf einem von der Rotationsdetektionsvorrichtung ausgegebenen Rotationsdetektionssignal nachführen. Mit anderen Worten kann das Werkzeug selbst mit Hilfe der damit gekoppelten Rotationsdetektionsvorrichtung ein beispielsweise von einem Anwender ungewollt bewirktes Verschwenken des gesamten Werkzeuges als Rotationsbewegung erkennen und diesem durch entsprechend entgegengesetztes Verschwenken des Werkzeugkopfes entgegenwirken. Im Falle einer Bohrmaschine kann hierdurch beispielsweise bewirkt werden, dass es trotz eines ungewollten zeitweisen Verschwenkens der Bohrmaschine während des Bohrens nicht zu einer unerwünschten Aufweitung des Bohrloches kommt, da der Bohrkopf und der darin aufgenommene Bohrer instantan entgegengesetzt verschwenkt werden können.
  • Es wird angemerkt, dass mögliche Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung hierin mit Bezug auf einzelne Ausführungsformen beschrieben sind. Die Beschreibung, die zugehörigen Figuren sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale, insbesondere auch die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele, auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammensetzen.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung und darin enthaltene Teilaspekte mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder ähnliche Elemente.
  • 1 zeigt einen Querschnitt in Aufsicht von oben auf ein Werkzeug mit einer Rotationsdetektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt das in 1 dargestellte Werkzeug in einer verschwenkten Position.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • In 1 ist ein Werkzeug 1 als Elektrohandwerkzeug in Form einer Bohrmaschine mit wesentlichen Komponenten einer darin integrierten Rotationsdetektionsvorrichtung 3 im Querschnitt von oben dargestellt.
  • Die Bohrmaschine weist einen verschwenkbaren Werkzeugkopf 5 mit einem darin aufgenommenen Bohrer 7 auf. Der Werkzeugkopf 5 kann in Relation zu einem Hauptkörper 9 des Werkzeuges 1, wie mit dem Pfeil SR angedeutet, verschwenkt werden.
  • Während eines Bohrvorganges, bei dem die Bohrmaschine mit dem daran angebrachten Bohrer 7 entlang einer translatorischen Arbeitsrichtung TR in ein Werkstück 11 getrieben wird, kann es beispielsweise aufgrund einer ungenauen Führung der Bohrmaschine durch einen Anwender zu einem ungewollten Verschwenken oder Verwackeln der Bohrmaschine kommen. Wie in 1 durch einen Pfeil angedeutet, kann ein solches Verschwenken beispielsweise in einer horizontalen Rotationsrichtung RR auftreten. Ein solches horizontales Verschwenken lässt sich beispielsweise mit Hilfe einer integrierten herkömmlichen Wasserwaage nicht detektieren.
  • Um ein Verschwenken oder Rotieren der Bohrmaschine um eine Achse quer zu der Translationsrichtung TR detektieren zu können, weist die in die Bohrmaschine integrierte Rotationsdetektionsvorrichtung 3 ein Kamerasystem 13 und eine Auswerteeinrichtung 15 auf. Die Auswerteeinrichtung 15 ist dabei sowohl mit dem Kamerasystem 13 als auch mit einer Signalausgabeeinrichtung 17 und einer Initialisierungseinrichtung 19 verbunden. Ferner ist die Auswerteeinrichtung 15 auch mit einem Schwenkmechanismus verbunden, der dazu ausgelegt ist, den schwenkbaren Werkzeugkopf 5 zu verschwenken (aus Übersichtlichkeitsgründen in 1 nicht dargestellt).
  • Das Kamerasystem 13 weist zwei entgegengesetzt ausgerichtete Kameras 21, 23 auf. Jede der Kameras 21, 23 weist einen lichtempfindlichen Detektor 25, 27, beispielsweise in Form eines CCD-Chips, auf. In einem Gehäuse 29 des Werkzeugkörpers 9 sind zwei gegenüberliegende Fenster 31, 33 vorgesehen. Durch diese Fenster kann von außen kommendes Licht auf die beiden Detektoren 25, 27 treffen. Dabei wird es jeweils durch eine dem jeweiligen Detektor 25, 27 vorgeschaltete Abbildungsoptik 35, 37 fokussiert.
  • Beeinflusst durch die Abbildungsoptiken 35, 37 und die als Apertur wirkenden Fenster 31, 33 weist jede der beiden Kameras 21, 23 ein zugehöriges Teil-Sichtfeld 39, 41 auf. Die Summe dieser beiden Teil-Sichtfelder 39, 41 bildet das gesamte Sichtfeld des Kamerasystems 3.
  • Innerhalb jedes der Teilsichtfelder 39, 41 kann mit Hilfe der jeweiligen Kamera 21, 23 eine Mehrzahl von Merkmalen 43, 45, 47, 49, 51, 53 beobachtet werden. Die Merkmale können hierbei beispielsweise Gegenstände sein, die sich in der Nähe des Werkzeuges 1 befinden und die während eines Bohrvorganges als ortsfest angenommen werden können. Alternativ können die Merkmale beispielsweise auch aus Strukturen in umliegenden Wänden oder aus Mustern in umstehenden Gegenständen oder Wänden herrühren.
  • Vor Beginn eines Bohrvorganges kann ein Anwender die Bohrmaschine in eine gewünschte Position und Orientierung bringen und dann die Rotationsdetektionsvorrichtung 3 durch Betätigen der Initialisierungseinrichtung 19 initialisieren. Daraufhin wird mit Hilfe der beiden Kameras 21, 23 ein aktuelles Bild der Umgebung und der darin enthaltenen Merkmale 43 bis 53 aufgenommen und die Position der Merkmale als Soll-Position abgespeichert.
  • Während des Bohrvorganges können dann mit Hilfe des Kamerasystems 13 kontinuierlich Bilder aufgenommen werden. Dabei kann beobachtet werden, ob und wie sich die Merkmale 43 bis 53 innerhalb des Sichtfeldes 39, 41 des Kamerasystems 13 verlagern. Die Merkmale 43 bis 53 können dabei beispielsweise anhand ihrer Form, ihrer Farbe oder ihres Kontrastes wiedererkannt und nachverfolgt werden.
  • Bei einer rein translatorischen Verlagerung, beispielsweise in Richtung der Bohrrichtung TR erkennt die Rotationsdetektionsvorrichtung 3, dass sich sowohl die Merkmale 43, 45, 47, die von der ersten Kamera 21 beobachtet werden, als auch die Merkmale 49, 51, 53, die von der zweiten Kamera 23 beobachtet werden, innerhalb ihres jeweiligen Teil-Sichtfeldes 39, 41 in die gleiche Richtung, nämlich entgegengesetzt der translatorischen Bewegungsrichtung TR der Bohrmaschine, bewegen.
  • Wenn die Bohrmaschine jedoch beispielsweise in der horizontalen Ebene in einer Rotationsrichtung RR verschwenkt oder rotiert wird, so dass sich eine Längsachse WA des Werkzeuges 1 gegenüber einer ursprünglichen Ausrichtung um einen Winkel α geändert (siehe 2), erkennt das Kamerasystem 13, dass sich die von der ersten Kamera 21 beobachteten Merkmale 43, 45, 47 in eine entgegengesetzte Richtung, wie die von der zweiten Kamera 23 beobachteten Merkmale 49, 51, 53, jeweils bezogen auf die zugehörigen Teil-Sichtfelder 39, 41, bewegen. Hieraus kann die Rotationsdetektionsvorrichtung 3 erkennen, dass das Werkzeug 1 nicht translatorisch verlagert, sondern rotatorisch verschwenkt wurde.
  • Als Reaktion auf die Detektion einer solchen Rotationsbewegung kann zum Beispiel die Signalausgabeeinrichtung 17 angesteuert werden, um ein von dem Anwender wahrnehmbares optisches Signal auszugeben. Beispielsweise kann die Signalausgabeeinrichtung 17 über mehrere LEDs 55 verfügen, die beispielsweise in der Ebene einer zu erwartenden Verschwenkung des Werkzeuges 1, beispielsweise horizontal, angeordnet sein können. Je nach Richtung und Ausmaß der Rotationsbewegung können eine oder mehrere LEDs aktiviert werden. Wenn das Werkzeug 1 beispielsweise, wie in 2 gezeigt, in einer Richtung +RR verschwenkt wird, kann die Signalausgabeeinrichtung 17 beispielsweise eine außenliegende LED 57 aktivieren, um dem Anwender optisch zu signalisieren, in welche Richtung das Werkzeug 1 zurückgeschwenkt werden sollte. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Signalausgabeeinrichtung 17 auch mit einem Lautsprecher ausstattet sein (nicht dargestellt), um dem Anwender ein akustisches Signal, beispielsweise in Form schwankender Tonhöhen oder Lautstärken als Rückmeldung über ein versehentliches Verschwenken des Werkzeuges 1 bereitzustellen.
  • Wie in 2 schematisch dargestellt (wobei in 2 aus Übersichtlichkeitsgründen einige der in 1 dargestellten Komponenten nicht dargestellt sind) kann die von der Rotationsdetektionsvorrichtung übermittelte Information über eine Rotationsbewegung des Werkzeuges 1 auch dazu verwendet werden, um dem versehentlichen Verschwenken des Werkzeuges 1 durch ein gezieltes Verschwenken des schwenkbaren Werkzeugkopfes 5 entgegenzuwirken. Beispielsweise kann aus der Information über die Verlagerung der beobachteten Merkmale 43 bis 53 innerhalb der Teil-Sichtfelder 39, 41 der Winkel α errechnet werden, um den das Werkzeug 1 in Richtung +RR verschwenkt wurde. Daraufhin kann der Werkzeugkopf gezielt in um einen Winkel –α in Richtung –RR entgegengeschwenkt werden, so dass trotz der Verschwenkung der Mittelachse WA des Werkzeuges 1 eine Mittelachse BA des Bohrers 7 unverschwenkt gehalten wird.
  • Mit der hierin beschriebenen Rotationsdetektionsvorrichtung bzw. einem mit einer solchen Rotationsdetektionsvorrichtung ausgestatteten Werkzeug kann ein versehentliches Verschwenken des Werkzeuges frühzeitig erkannt und entsprechend entgegengewirkt werden. Dies kann einerseits ein Arbeiten mit dem Werkzeug für den Anwender wesentlich erleichtern, andererseits können die Arbeitsergebnisse eine wesentlich höhere Präzision aufweisen.

Claims (12)

  1. Rotationsdetektionsvorrichtung (3) zum Detektieren einer Rotationsbewegung eines Objektes (1), wobei die Rotationsdetektionsvorrichtung aufweist: ein Kamerasystem (13) und eine Auswerteeinrichtung (15), wobei das Kamerasystem (13) dazu ausgelegt ist, Merkmale (43, 45, 47, 49, 51, 53), die in Relation zu dem Objekt (1) in entgegengesetzten Richtungen positioniert sind, zu detektieren; und wobei die Auswerteeinrichtung (15) dazu ausgelegt ist, die Rotationsbewegung (RR) des Objektes (1) aufgrund einer Verlagerung von Merkmalen (43, 45, 47, 49, 51, 53), die in Relation zu dem Objekt (1) in entgegengesetzten Richtungen positioniert sind, innerhalb des Sichtfeldes (39, 41) des Kamerasystems (13) zu detektieren und ein Rotationsdetektionssignal auszugeben.
  2. Rotationsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinrichtung (15) dazu ausgelegt ist, zwischen einer Translation (TR) des Objekts (1) und einer Rotation (RR) des Objekts (1) aufgrund einer Art einer Relativverlagerung von von dem Kamerasystem detektierten Merkmalen (43, 45, 47, 49, 51, 53) innerhalb des Sichtfeldes (39, 41) des Kamerasystems (13) zu unterscheiden.
  3. Rotationsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kamerasystem (13) zwei entgegengesetzt ausgerichtete Kameras (21, 23) aufweist.
  4. Rotationsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kamerasystem (13) ein Weitwinkelobjektiv, eine katadioptrische Optik oder ein Fischaugenobjektiv aufweist.
  5. Rotationsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend eine Signalausgabeeinrichtung (17), die dazu ausgelegt ist, basierend auf dem Rotationsdetektionssignal ein für einen Anwender wahrnehmbares optisches und/oder akustisches Signal auszugeben.
  6. Rotationsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Signalausgabeeinrichtung (17) mehrere lichtemittierende Dioden (55) aufweist.
  7. Rotationsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine von einem Anwender betätigbare Initialisierungseinrichtung (19), wobei die Rotationsdetektionsvorrichtung (3) dazu ausgelegt ist, bei Betätigung der Initialisierungseinrichtung (19) eine aktuelle Position von Merkmalen innerhalb des Sichtfeldes des Kamerasystems (13) abzuspeichern.
  8. Rotationsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend eine Kopplungseinrichtung zur mechanischen Kopplung der Rotationsdetektionsvorrichtung (3) an das Objekt (1).
  9. Werkzeug (1) mit einer Rotationsdetektionsvorrichtung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Werkzeug nach Anspruch 9, wobei das Werkzeug ein Elektrohandwerkzeug ist.
  11. Werkzeug nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Werkzeug (1) dazu ausgelegt ist, während eines Einsatzes entlang einer Arbeitsrichtung (TR) verlagert zu werden, und wobei die Rotationsdetektionsvorrichtung (3) dazu ausgelegt ist, eine Rotation des Werkzeugs (1) um eine Achse quer zu der Arbeitsrichtung (TR) zu detektieren.
  12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner aufweisend einen verschwenkbaren Werkzeugkopf (5), wobei das Werkzeug (1) dazu ausgelegt, eine Ausrichtung des Werkzeugkopfes (5) basierend auf einem vor der Rotationsdetektionsvorrichtung (3) ausgegebenen Rotationsdetektionssignal nachzuführen.
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