DE102017009211A1

DE102017009211A1 - Arbeitsmaschine und verfahren zum ermitteln eines abnormalen zustands der arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102017009211A1
Application number: DE102017009211.7A
Authority: DE
Inventors: Ryo Sunazuka; Yuji Takahashi; Hirokatsu Yamamoto; Kouichi Takeda; Shinya Kojima
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2018-04-05
Also published as: JP2018057326A; JP6778575B2; CN107912129B; CN107912129A; US20180092297A1

Abstract

Eine Arbeitsmaschine (1) nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt (2), eine Antriebsvorrichtung (50, 200), ein Arbeitswerkzeug (17), einen Greifabschnitt (6), und eine Ermittlereinheit (36, 500). Der Greifabschnitt (6) ist an dem Hauptkörperabschnitt (2) befestigt und so konfiguriert, dass er von einem Benutzer der Arbeitsmaschine (1) gehalten werden kann. Die Ermittlereinheit (36, 500) ist zum Ermitteln eines abnormalen Zustands der Arbeitsmaschine (1) konfiguriert, wenn ein vom Benutzer über den Greifabschnitt (6) empfangenes Kräftepaarmoment einen Kräftepaar-Schwellwert übersteigt. Der Kräftepaar-Schwellwert ist 200 N·m pro 50 ms.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, die Arbeit durch Antreiben eines Arbeitswerkzeugs ausführt.
Es sind verschiedene Typen von Arbeitsmaschinen bekannt, bei denen jede Arbeitsmaschine einen Typ Arbeit ausführt, der einem Arbeitswerkzeug entspricht, das an einer Spitze eines Greifabschnitts bereitgestellt ist, der von einem Benutzer gehalten wird, und bei der das Arbeitswerkzeug beispielsweise durch die Kraft eines (Elektro-)Motors oder eines Verbrennungsmotors angetrieben wird. Während der Arbeit mit einer solchen Maschine kann ein abnormaler Zustand der Arbeitsmaschine auftreten, bei dem eine Störung der normalen Nutzung der Arbeitsmaschine durch einen Benutzer vorliegt. Ein solcher abnormaler Zustand ist ein Rückstoß, bei dem das Arbeitswerkzeug dann, wenn das Arbeitswerkzeug an einen harten Gegenstand schlägt, wie etwa einen Fels oder Holz, als Reaktion auf den Schlag zurückprallt.
Um diesem Problem abzuhelfen offenbart das Japanische Patent Nr. 4754859 einen Elektromäher, der mit einem Stoßsensor in einem Rohr ausgestattet ist und der das Auftreten eines abnormalen Zustands ermittelt, wenn der Grad eines von dem Stoßsensor erkannten Stoßes einen angegebenen Wert übersteigt.
KURZFASSUNG
Das Ausmaß eines Stoßes, der erkannt wird, wenn das Arbeitswerkzeug an einen harten Gegenstand schlägt, und die Größe der Kraft, die auf den die Arbeitsmaschine haltenden Benutzer als Reaktion auf den Schlag wirkt, ist nicht immer gleich. Auch wenn Stöße gleichen Ausmaßes erkannt werden, ist die auf einen Benutzer wirkenden Kraft kleiner im Fall einer Arbeitsmaschine mit einem kürzeren Abstand vom Arbeitswerkzeug zum Greifabschnitt verglichen mit einer Arbeitsmaschine mit einem längeren Abstand. Das bedeutet, dass der Benutzer, auch wenn das Ausmaß des Stoßes das gleiche ist, abhängig von der Arbeitsmaschine entweder in der Lage sein kann, die Arbeitsmaschine zu halten und die normale Nutzung der Arbeitsmaschine fortzusetzen, oder der Benutzer kann nicht in der Lage sein, die Arbeitsmaschine zu halten und die normale Nutzung der Arbeitsmaschine fortzusetzen.
Es ist wünschenswert, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Arbeitsmaschine bereitstellt, die so konfiguriert ist, dass sie in der Lage ist, einen abnormalen Zustand zu ermitteln, der eine normale Nutzung der Arbeitsmaschine durch einen Benutzer unterbricht, und zwar gemäß einem spezifischen Ermittlungskriterium, das auf Arbeitsmaschinen unterschiedlicher Größen angewendet werden kann.
Eine Arbeitsmaschine nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt, eine Antriebsvorrichtung, ein Arbeitswerkzeug, einen Greifabschnitt, und eine Ermittlereinheit. Die Antriebsvorrichtung ist an dem Hauptkörperabschnitt befestigt und so konfiguriert, dass sie rotiert, um eine Drehkraft zu erzeugen. Das Arbeitswerkzeug ist an einem Ende des Hauptkörperabschnitts so befestigt, dass es von der durch die Antriebsvorrichtung erzeugten Drehkraft angetrieben werden kann. Der Greifabschnitt ist an dem Hauptkörperabschnitt befestigt und so konfiguriert, dass er von einem Benutzer der Arbeitsmaschine gehalten werden kann. Die Ermittlereinheit ist so konfiguriert, dass er ermittelt, dass die Arbeitsmaschine in einem abnormalen Zustand ist, wenn ein vom Benutzer über den Greifabschnitt empfangenes Kräftepaarmoment einen Kräftepaar-Schwellwert übersteigt. Der Kräftepaar-Schwellwert ist 200 N·m pro 50 ms.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung konzentriert sich auf die Tatsache, dass es von der Größe des von einem Benutzer über den Greifabschnitt empfangenen Kräftepaarmoments abhängt, ob ein Benutzer die Arbeitsmaschine nicht halten kann, und ob die Arbeitsmaschine schwingt, wenn das Arbeitswerkzeug an einen Gegenstand schlägt. Das Kräftepaarmoment ist ein Wert, der dem Abstand des Arbeitswerkzeugs zum Greifabschnitt entspricht, also ein Wert, bei dem ein individueller Unterschied der Arbeitsmaschine berücksichtigt wird. Dementsprechend kann durch Verwendung des von einem Benutzer über den Greifabschnitt empfangenen Kräftepaarmoments als Ermittlungskriterium ein abnormaler Zustand, in dem eine Störung der normalen Nutzung der Arbeitsmaschine durch einen Benutzer vorliegt, gemäß einem spezifischen Ermittlungskriterium, das nicht für jede Arbeitsmaschine unterscheidbar ist, ermittelt werden.
Die Arbeitsmaschine kann ferner einen Drehzahldetektor beinhalten, der zum Erkennen der Drehzahl der Antriebsvorrichtung konfiguriert ist. In diesem Fall kann die Ermittlereinheit so konfiguriert sein, dass sie ermittelt, ob das Kräftepaarmoment, das basierend auf (i) einer vorher eingestellten Trägheit des Arbeitswerkzeugs, (ii) einer Variation der von dem Drehzahl-Detektor erkannten Drehzahl der Antriebsvorrichtung, und (iii) einem Abstand vom Arbeitswerkzeug zum Greifabschnitt geschätzt wurde, den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Wenn das Arbeitswerkzeug an einen Gegenstand schlägt, ändert sich die Drehzahl des Arbeitswerkzeugs und ein Kräftepaar, das der Änderung der Drehzahl entspricht, wirkt auf das Arbeitswerkzeug. Das Kräftepaar wird anhand der Trägheit des Arbeitswerkzeugs und der Variation der Drehzahl der Antriebsvorrichtung geschätzt. Das Kräftepaarmoment wird anhand des geschätzten Kräftepaars und des Abstands des Arbeitswerkzeugs zum Greifabschnitt geschätzt. Dementsprechend kann das Kräftepaarmoment anhand der Trägheit des Arbeitswerkzeugs, der Variation der Drehzahl, und des Abstands des Arbeitswerkzeugs zum Greifabschnitt geschätzt werden, und es kann ermittelt werden, ob das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Die Arbeitsmaschine kann ferner einen Drehzahldetektor beinhalten, der zum Erkennen der Drehzahl der Antriebsvorrichtung konfiguriert ist, und eine Schätzvorrichtung, die zum Schätzen einer Trägheit des Arbeitswerkzeugs konfiguriert ist. In diesem Fall kann die Ermittlereinheit so konfiguriert sein, dass sie ermittelt, ob das Kräftepaarmoment, das basierend auf (i) der durch die Schätzvorrichtung geschätzten Trägheit, (ii) der Variation in der von dem Drehzahl-Detektor erkannten Drehzahl der Antriebsvorrichtung, und (iii) dem Abstand vom Arbeitswerkzeug zum Greifabschnitt den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
In diesem Fall wird die Trägheit des Arbeitswerkzeugs geschätzt. Dementsprechend kann sogar in einem Fall, in dem vielerlei Typen von Arbeitswerkzeugen ersetzt und an dem Hauptkörperabschnitt befestigt werden, bei jedem der Arbeitswerkzeuge ermittelt werden, ob das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt. Die Ermittlereinheit kann zum Einstellen der Variation der produzierten Drehzahl auf einen Drehzahl-Schwellwert konfiguriert sein, wenn das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert erreicht, und zum Ermitteln, dass das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt, wenn die Variation der Drehzahl in einem spezifizierten Zeitraum den Drehzahl-Schwellwert übersteigt. Aufgrund der oben beschriebenen Struktur kann durch Erkennen der Variation der Drehzahl ermittelt werden, ob das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Die Arbeitsmaschine kann ferner einen Stopper beinhalten, der zum Stoppen der Antriebsvorrichtung konfiguriert ist, wenn die Ermittlereinheit den abnormalen Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt. Dementsprechend wird der Antrieb des Arbeitswerkzeugs gestoppt, wenn ein abnormaler Zustand ermittelt wird. Als Ergebnis kann die Sicherheit des Benutzers gewährleistet werden.
Die Antriebsvorrichtung kann einen Verbrennungsmotor beinhalten, der eine Kurbelwelle beinhaltet. Die Arbeitsmaschine kann ferner einen Zellmotor bzw. Starter-Motor beinhalten, der zum Erzeugen einer Antriebskraft konfiguriert ist, die die Rotation der Kurbelwelle in Gang setzt. Mit dem Zellmotor kann der Verbrennungsmotor leicht aus dem stationären Zustand in den Antriebszustand gebracht werden. Demzufolge kann dann, wenn ein abnormaler Zustand ermittelt wird und der Verbrennungsmotor gestoppt wird, das Antreiben des Arbeitswerkzeugs einfach wieder aufgenommen werden.
Des Weiteren beinhaltet der Hauptkörperabschnitt ein axiales Zentrum. Das Arbeitswerkzeug kann eine rotierende Fläche beinhalten. Die Arbeitsmaschine kann ferner einen Stoßdetektor beinhalten, der zum Erkennen einer Größe eines Stoßes konfiguriert ist, der auf die Arbeitsmaschine in einer senkrecht zum axialen Zentrum und der rotierenden Fläche stehenden Richtung wirkt. Die Ermittlereinheit kann ferner so konfiguriert sein, dass sie den abnormalen Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt, wenn die Größe des vom Stoßdetektor erkannten Stoßes einen voreingestellten Stoß-Schwellwert übersteigt.
Wenn der Benutzer beim Arbeiten mit der Arbeitsmaschine stürzt, liegt eine Störung der normalen Nutzung der Arbeitsmaschine durch den Benutzer vor. Dementsprechend kann ein Fall, in dem der Benutzer stürzt, auch als abnormaler Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt werden. In einer Situation, in der der Benutzer stürzt, fällt das hintere Ende der Arbeitsmaschine und ein starker Stoß wirkt auf die Arbeitsmaschine in einer Richtung, die senkrecht zum axialen Zentrum des Hauptkörperabschnitts und der rotierenden Fläche des Arbeitswerkzeugs steht. Dementsprechend kann durch Erkennen einer Größe eines Stoßes, der auf die Arbeitsmaschine in der Richtung wirkt, die senkrecht zum axialen Zentrum des Hauptkörperabschnitts und der rotierenden Fläche des Arbeitswerkzeugs steht, ein Fall, in dem ein Benutzer stürzt, auch als abnormaler Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt werden. Wenn ein Rückstoß auftritt, wirkt ein Stoß auf die Arbeitsmaschine in einer Richtung, die senkrecht zum axialen Zentrum des Hauptkörperabschnitts und parallel zur rotierenden Fläche des Arbeitswerkzeugs steht.
Des Weiteren kann die Antriebsvorrichtung einen Motor bzw. Elektromotor beinhalten. Die Arbeitsmaschine kann ferner einen Stromdetektor beinhalten, der zum Erkennen einer Größe eines im Motor fließenden Stroms konfiguriert ist. Die Schätzvorrichtung kann dafür konfiguriert sein, die Trägheit basierend auf einer Größe eines Einschaltstroms des Motors zu schätzen. Der Einschaltstrom kann der Strom sein, der von dem Stromdetektor erkannt wird, wenn die Rotation des Motors in Gang gesetzt wird.
Die Trägheit des Arbeitswerkzeugs erhöht sich mit dem Einschaltstrom des Motors. Dementsprechend kann die Trägheit des Arbeitswerkzeugs anhand des erkannten Einschaltstroms geschätzt werden. [0014] Des Weiteren kann der Hauptkörperabschnitt eine Stabform aufweisen. Ferner kann der Greifabschnitt eine U-Form aufweisen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Ermitteln eines abnormalen Zustands einer Arbeitsmaschine bereit. Das Verfahren beinhaltet Erkennen, Schätzen und Ermitteln. Das Erkennen umfasst das Erkennen der Drehzahl der Antriebsvorrichtung der Arbeitsmaschine. Die Antriebsvorrichtung ist am Hauptkörperabschnitt der Arbeitsmaschine befestigt und so konfiguriert, dass sie rotiert, um eine Drehkraft zu erzeugen. Das Schätzen umfasst das Schätzen eines von einem Benutzer der Arbeitsmaschine über einen Greifabschnitt empfangenen Kräftepaarmoments, und zwar basierend auf (i) einer Trägheit eines Arbeitswerkzeugs, (ii) einer Variation der erkannten Drehzahl, und (iii) eines Abstands vom Arbeitswerkzeug zum Greifabschnitt. Das Arbeitswerkzeug ist an einem ersten Ende des Hauptkörperabschnitts befestigt und so konfiguriert, dass es von der durch die Antriebsvorrichtung erzeugten Drehkraft angetrieben werden kann. Der Greifabschnitt ist an dem Hauptkörperabschnitt befestigt und so konfiguriert, dass er von einem Benutzer gehalten werden kann. Das Ermitteln umfasst das Ermitteln, dass die Arbeitsmaschine in dem abnormalen Zustand ist, wenn das geschätzte Kräftepaarmoment 200 N·m pro 50 ms übersteigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Grasschneiders nach einer Ausführungsform ist;
2 ein Blockdiagramm ist, das die Struktur einer Motor-Antriebsvorrichtung zeigt;
3 ein Flussdiagramm ist, das einen Motorsteuerungsprozess veranschaulicht, der von einem Steuerkreis ausgeführt wird;
4 ein Zeitdiagramm ist, das die Drehzahl eines Motors veranschaulicht;
5 ein Flussdiagramm ist, das den Prozess zum Ermitteln eines Rückstoßes veranschaulicht, der vom Steuerkreis ausgeführt wird;
6 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess zum Setzen eines Drehzahl-Schwellwerts veranschaulicht, der vom Steuerkreis ausgeführt wird; und
7 eine Querschnittsansicht ist, die die Innenstruktur eines Motorantriebsmechanismus zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Erste Ausführungsform]
[1. Struktur]
Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform beschreibt einen Fall, in dem die Technik nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wie in 1 gezeigt auf einen Grasschneider 1 angewendet wird. Der Grasschneider 1 beinhaltet ein Hauptrohr 2, eine Steuerung 3, einen Antriebsmechanismus 4, eine Abdeckung 5 und eine Griffstange 6. Das Hauptrohr 2 ist als lange und hohle, stabartige Form ausgebildet. Die Steuerung 3 befindet sich am hinteren Abschnitt des Hauptrohrs 2. Der Antriebsmechanismus 4 und die Abdeckung 5 befinden sich im vorderen Ende des Hauptrohrs 2. Der Grasschneider 1 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel einer Arbeitsmaschine nach der vorliegenden Offenbarung.
Der Antriebsmechanismus 4 beinhaltet ein Motorgehäuse 16 und eine Schneidklinge 17. Die Schneidklinge 17 ist ein Arbeitswerkzeug, das zum Schneiden eines abzuschneidenden Gegenstands konfiguriert ist, wie etwa Gräser oder Gehölze mit geringem Durchmesser (nachfolgend als Gras oder dergleichen bezeichnet), und am Motorgehäuse anbringbar oder von diesem abnehmbar ist. Die Schneidklinge 17 ist aus Metall ausgebildet und weist eine Scheibenform auf. Sägeblattzähne sind über die gesamte äußere Peripherie der Schneidklinge 17 ausgebildet. Die Abdeckung 5 ist so bereitgestellt, dass sie verhindert, dass das mit der Schneidklinge 17 abgeschnittene Gras oder dergleichen zu einem Benutzer (nachfolgend als Bediener bezeichnet) des Grasschneiders 1 hinfliegt.
Ein Motor 50 ist im Inneren des Motorgehäuses 16 montiert und so konfiguriert, dass er die Drehkraft zum Drehen der Schneidklinge 17 erzeugt. Die mittels Antreiben des Motors 50 erzeugte Drehkraft wird über einen Verzögerungsmechanismus auf die Drehwelle des Arbeitswerkzeugs übertragen, an dem die Schneidklinge 17 befestigt ist.
Ein Bediener kann Gras oder dergleichen durch Anschlagen des peripheren Abschnitts der Schneidklinge 17 am Gras oder dergleichen schneiden, während die Schneidklinge 17 durch die Drehkraft des Motors 50 in Rotation versetzt wird, und kann dadurch Grasmäharbeiten durchführen.
Anstelle der Schneidklinge 17 kann eine Nylonschnur als Arbeitswerkzeug für den Grasschneider 1 zum Schneiden von Gras oder dergleichen eingerichtet werden. In diesem Fall kann anstelle der Schneidklinge 17 eine Nylonschnur-Baugruppe an dem Motorgehäuse 16 befestigt werden.
Die Griffstange 6 ist in einer U-Form ausgebildet und an das Hauptrohr 2 in der Nähe des Mittelpunkts der Länge des Hauptrohrs 2 gekoppelt. Ein rechtes Greifelement 7 ist in einem ersten Ende der Griffstange 6 für den Bediener zum Halten mit der rechten Hand bereitgestellt. Ein linkes Greifelement 8 ist in einem zweiten Ende der Griffstange 6 für den Bediener zum Halten mit der linken Hand bereitgestellt.
Am oberen Ende des rechten Greifelements 7 sind ein Vorwärts-Rückwärts-Wechselschalter 9, ein Verriegelungsknopf 10 und ein Trigger 11 angeordnet. Der Vorwärts-Rückwärts-Wechselschalter 9 ist zum Ändern der Drehrichtung des Motors 50, also der Drehrichtung der Schneidklinge 17 entweder in die Vorwärtsrichtung oder die Rückwärtsrichtung konfiguriert. Die Vorwärtsrichtung wird zum Schneiden von Gras oder dergleichen eingestellt, während die Rückwärtsrichtung zum Entfernen von Gras oder dergleichen eingestellt wird, das sich in der Schneidklinge 17 verfangen hat.
Der Trigger 11 ist zum Betätigen durch einen Bediener konfiguriert, um Befehle zum Drehen oder Stoppen der Schneidklinge 17 zu geben. Innerhalb des rechten Greifelements 7 ist ein Trigger-Schalter 12 angeordnet, der zusammen mit dem Trigger 11 betätigt wird. Der Trigger-Schalter 12 ist in einem BIN-Zustand, während der Trigger 11 betätigt wird und ist in einem AUS-Zustand, wenn der Trigger 11 nicht betätigt wird. Der Trigger-Schalter 12 gibt ein Trigger-Signal TS aus, das seinen EIN-/AUS-Zustand anzeigt.
Der Verriegelungsknopf 10 ist so konfiguriert, dass vermieden und verhindert wird, dass die Schneidklinge 17 unabsichtlich betrieben wird. Während der Verriegelungsknopf 10 nicht gedrückt ist, steht der Verriegelungsknopf 10 mechanisch mit dem Trigger 11 in Eingriff. Die Bewegung des Triggers 11 wird dadurch eingeschränkt, um zu vermeiden und zu verhindern, dass der Trigger-Schalter 12 in den EIN-Zustand geht. Während der Verriegelungsknopf 10 gedrückt wird, ist der Eingriff des Verriegelungsknopfs 10 mit dem Trigger 11 gelöst.
Zwischen dem unteren Ende des rechten Greifelements 7 und dem vorderen Ende der Steuerung 3 befindet sich ein Steuerleitungsrohr 13. Das Steuerleitungsrohr 13 ist in einer hohlen, stabähnlichen Form ausgebildet und darin ist ein Kabelbaum für Steuerungszwecke angeordnet. Der Kabelbaum ist eine Verkabelung, die den Trigger-Schalter 12 und den Vorwärts-Rückwärts-Wechselschalter 9 mit der Steuerung 3 koppelt.
Die Steuerung 3 beinhaltet ein hinteres Gehäuse 21 und einen Akkupack 22. Der Akkupack 22 ist so konfiguriert, dass er am hinteren Endabschnitt des hinteren Gehäuses 21 anbringbar und von diesem abnehmbar ist.
Im Akkupack 22 ist ein Akku 60 untergebracht. Der Akku 60 ist eine Stromquelle, die so konfiguriert ist, dass sie wiederholt aufladbar ist und jeder Komponente im Inneren des hinteren Gehäuses 21 und dem Motor 50 elektrische Leistung zuführt. Der Akku 60 ist eine wiederholt aufladbare Stromquelle und beinhaltet beispielsweise einen wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akku. Die Nennspannung des Akkus 60 kann beispielsweise 18 V sein.
Ein Drehknopf 23 zum Einstellen der Geschwindigkeit und ein Hauptschalter 23 befinden sich in dem vorderen Ende des hinteren Gehäuses 21 in einer Anordnung, die einem Bediener zum Betätigen zugänglich ist. Des Weiteren ist ein Anzeigeelement 25, das so konfiguriert ist, dass es einem Bediener den Betriebszustand, einen fehlerhafter bzw. abnormaler Zustand und dergleichen meldet, so bereitgestellt, dass es für den Bediener sichtbar ist.
Der Drehknopf 23 zum Einstellen der Geschwindigkeit ist so bereitgestellt, dass ein Bediener die Drehzahl des Motors 50 variabel einstellen kann. Der Hauptschalter 24 ist ein Schalter zum Starten der Stromzufuhr vom Akku 60 zu jeder der Komponenten, so dass der Grasschneider 1 in einen nutzbaren Zustand übergeht.
Das Anzeigeelement 25 beinhaltet eine Kontrolllampe, die eingeschaltet ist, wenn der Hauptschalter 24 eingeschaltet ist und jeder Komponente des Grasschneiders 1 Strom zugeführt wird, eine Kontrolllampe für die restliche Energie, die die restliche Energie des Akkus 60 anzeigt, und eine Kontrolllampe für die Rückwärtsrotation, die die Rückwärtsrotation des Motors 50 anzeigt. Mit der vorgenannten restlichen Energie ist die Menge der in dem Akku 60 verbleibenden elektrischen Ladung gemeint.
Innerhalb des hinteren Gehäuses 21 ist eine Motor-Antriebsvorrichtung 30 angeordnet. Die Motor-Antriebsvorrichtung 30 ist so konfiguriert, dass sie hauptsächlich die Motorsteuerung ausführt. um die Drehzahl des Motors 50 durch Steuern der Stromzufuhr zum Motor 50 zu steuern.
Der Motor 50 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel einer Antriebsvorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung. Die Schneidklinge 17 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Arbeitswerkzeugs nach der vorliegenden Offenbarung. Das Hauptrohr 2 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel eines Hauptkörperabschnitts nach der vorliegenden Offenbarung. Die Griffstange 6 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel eines Greifabschnitts nach der vorliegenden Offenbarung.
[2. Motor-Antriebsvorrichtung]
Anschließend wird nun die Struktur der Motor-Antriebsvorrichtung 30 beschrieben. Wie in 2 dargestellt ist die Motor-Antriebsvorrichtung 30 über den Hauptschalter 24 an den Akku 60 gekoppelt. Die Motor-Antriebsvorrichtung 30 wird in die Lage versetzt, den Motor 50 anzutreiben, wenn der Hauptschalter 24 eingeschaltet wird und elektrischer Strom vom Akku 60 zugeführt wird.
Die Motor-Antriebsvorrichtung 30 beinhaltet eine Treiberschaltung 32, eine Gate-Schaltung 34, einen Steuerkreis 36 und einen Regler 38. Die Treiberschaltung 32 ist so konfiguriert, dass sie eine Stromzufuhr vom Akku 60 erhält und einen elektrischen Strom zu jeder Wicklung fließen lässt, die jeder Phase des Motors 50 entspricht. Der Motor 50 ist ein bürstenloser Dreiphasenmotor. Die Treiberschaltung 32 ist eine Dreiphasen-Vollbrückenschaltung, die die Schaltelemente Q1 bis Q3 in der High-Side und die Schaltelemente Q4 bis Q6 in der Low-Side beinhaltet. Die Schaltelemente Q1 bis Q6 sind jeweils beispielsweise mit einem MOSFET gebildet, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Gate-Schaltung 34 ist so konfiguriert, dass sie jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 gemäß einem Steuersignal ein- oder ausschaltet, das von dem Steuerkreis 36 ausgegeben wird, und ist so konfiguriert, dass sie nacheinander einen Strom zur Wicklung für jede Phase des Motors 50 fließen lässt, um so den Motor 50 in Rotation zu versetzen. Wenn die Schaltelemente Q1 bis Q6 alle ausgeschaltet sind, geht der Motor 50 in einen Leerlauf- bzw. Freilauf-Zustand. Wenn die Schaltelemente Q1 bis Q3 alle ausgeschaltet sind, und die Schaltelemente Q4 bis Q6 alle eingeschaltet sind, fällt der Motor 50 in einen Zustand, in dem eine sogenannte Kurzschlussbremse auf den Motor 50 angewendet wird.
Der Regler 38 erhält die Stromzufuhr vom Akku 60, wenn der Hauptschalter 24 eingeschaltet ist und erzeugt die spezifizierte Stromversorgungsspannung Vcc (beispielsweise 5 V GS), die zum Betrieb des Steuerkreises 36 nötig ist.
Der Steuerkreis 36 beinhaltet einen Mikrocontroller, der eine CPU 36a, ein ROM 36b und ein RAM 36c beinhaltet. An den Steuerkreis 36 gekoppelt sind der oben beschriebene Trigger-Schalter 12, der Vorwärts-Rückwärts-Wechselschalter 9, der Drehknopf 23 zum Einstellen der Geschwindigkeit und das Anzeigeelement 25.
In der Motor-Antriebsvorrichtung 30 ist in einem Stromleitungspfad, der sich von der Treiberschaltung 32 zur negativen Elektrode des Akkus 60 erstreckt, eine Stromerkennungsschaltung 54 angeordnet, die zum Erkennen eines Werts eines zum Motor 50 fließenden Stroms konfiguriert ist. In der Nähe des Motors 50 ist ein Rotationssensor 52 zum Erkennen der Rotationsposition eines im Motor 50 beinhalteten Rotors angeordnet. Ein Beispiel des Rotationssensors 52 kann einen optischen Codierer, einen magnetischen Codierer oder dergleichen beinhalten. In den Steuerkreis 36 werden auch Erkennungssignale eingegeben, die von der Stromerkennungsschaltung 54 bzw. dem Rotationssensor 52 übertragen werden. Der Rotationssensor 52 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Drehzahl-Detektors nach der vorliegenden Offenbarung.
Der Steuerkreis 36 wird nach Erhalten der Stromzufuhr vom Regler 38 betrieben. Wenn der Trigger-Schalter 12 betrieben wird, erhält der Steuerkreis 38 die Rotationsposition und die Drehzahl des Motors 50 basierend auf einem Rotationserkennungssignal vom Rotationssensor 52. Gemäß der Einstellung des Vorwärts-Rückwärts-Wechselschalters 9 und des Drehknopfs 23 zum Einstellen der Geschwindigkeit treibt der Steuerkreis 36 den Motor 50 mit der spezifizierten Drehzahl in einer spezifizierten Drehrichtung an. Insbesondere ändert der Steuerkreis 36 die relative Einschaltdauer eines Steuersignals, das vom Steuerkreis 36 an die Gate-Schaltung 34 zum Steuern der Drehzahl des Motors 50 auszugeben ist. Des Weiteren ändert der Steuerkreis 36 die Zeitsteuerung zum Ein- oder Ausschalten der Schaltelemente Q1 bis Q6 zum Ändern der Drehrichtung oder des Bremszustands.
Zusätzlich zum oben beschriebenen Antriebsprozess zum Antreiben des Motors 50 führt der Steuerkreis 36 einen Beleuchtungsprozess zum Einschalten eines Beleuchtungs-LEDs, einen Anzeigeprozess zum Anzeigen der restlichen Energie des Akkus 60 am Anzeigeelement 25 und dergleichen aus. Von diesen Prozessen wird hier nur der Antriebsprozess beschrieben.
Der Steuerkreis 36 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel der Ermittlereinheit und des Stoppers nach der vorliegenden Offenbarung. Der Rotationssensor 52 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Drehzahl-Detektors nach der vorliegenden Offenbarung.
[3. Antriebsprozess]
Im Folgenden wird der vom Steuerkreis 36 ausgeführte Antriebsprozess des Motors 50 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 3 beschrieben. Wenn der Hauptschalter 24 eingeschaltet wird, führt die CPU 36a wiederholt den Antriebsprozess des Motors 50 in einem vorher spezifizierten Zyklus (beispielsweise 1 ms) aus.
Wenn der vorliegende Prozess in Gang gesetzt wird, ermittelt die CPU 36a in S10 (dabei steht S für einen Schritt), ob ein Abnormalität-Flag bzw. Fehler-Flag gesetzt wurde. Der Abnormalität-Flag ist gesetzt, wenn in einem später noch beschriebenen Rückstoßermittlungsprozess ermittelt wird, dass ein Rückstoß in einem Ausmaß aufgetreten ist, bei dem eine Störung der normalen Nutzung des Grasschneiders 1 durch einen Bediener vorliegt. In anderen Worten: Es wird der Abnormalität-Flag gesetzt, wenn ermittelt wird, dass der Bediener als Reaktion auf den Rückstoß, den er empfangen hat, den Grasschneider 1 nicht länger halten kann.
In S10 geht der Prozess dann, wenn ermittelt wird, dass der Abnormalität-Flag nicht gesetzt wurde, weiter zu S20, in dem ermittelt wird, ob der Motor 50 angetrieben werden kann. Insbesondere wird ermittelt, ob der Trigger-Schalter 12 im EIN-Zustand ist und die Anforderungen zum Antreiben des Motors 50 erfüllt sind. Die Anforderungen zum Antreiben des Motors 50 beinhalten eine Anforderung an die restliche Energie des Akkus 60, die gleich oder größer als eine spezifizierte Menge sein muss, und/oder andere Anforderungen.
In S20 geht der Prozess dann, wenn ermittelt wird, dass der Motor 50 angetrieben werden kann, weiter zu S30, in dem das Antreiben des Motors 50 über die Gate-Schaltung 34 in Gang gesetzt wird. Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S20 ermittelt wird, dass der Motor 50 nicht angetrieben werden kann, weiter zu S40, und der Motor 50 wird gestoppt. In S40 wird gemäß der Produktspezifikation des Grasschneiders 1 eine Dämpfungsbremse auf den Motor 50 angewendet. Beispielsweise wird gemäß der Produktspezifikation eine Kurzschlussbremse auf den Motor 50 nach einem Leerlauf oder sofort angewendet.
Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S10 ermittelt wird, dass der Abnormalität-Flag gesetzt wurde, zu S50 weiter, in dem die Kurzschlussbremse aus Sicherheitsgründen sofort auf den Motor 50 angewendet wird. Als Ergebnis der Anwendung der Kurzschlussbremse wird die Drehzahl des Motors 50 durch starke Bremskraft gesenkt und der Motor 50 stoppt innerhalb kurzer Zeit. Dann ist der vorliegende Prozess zeitweise beendet. Der Prozess in S50 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des vom Stopper ausgeführten Prozesses nach der vorliegenden Offenbarung.
[4. Rückstoßermittlungsprozess]
Als Nächstes werden die Grundzüge des von dem Steuerkreis 36 ausgeführten Rückstoßermittlungsprozesses beschrieben. Ein Rückstoß ist ein abnormaler Zustand, in dem eine Störung der normalen Nutzung des Grasschneiders 1 durch einen Bediener vorliegt. Ein Rückstoß ist ein Phänomen, bei dem die Schneidklinge 17 als Reaktion darauf, dass die Schneidklinge 17 des Grasschneiders 1 an einen harten Gegenstand, wie etwa Fels oder Holz, schlägt, zurückprallt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 basierend auf einem auf den Grasschneider 1 wirkenden Kräftepaarmoment M ermittelt. Wie in 4 dargestellt beginnt die Drehzahl der Schneidklinge 17, wenn die Schneidklinge 17 zum Zeitpunkt t1 an einen Gegenstand schlägt, abzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Kraft, die der Abnahme der Drehzahl entspricht, auf die Schneidklinge 17. Die auf die Schneidklinge 17 angewendete Kraft wirkt auf die Griffstange 6 als Kräftepaar F. Das Kräftepaarmoment M [N·m] = F[N] × L[m], das dem Kräftepaarmoment F[N] und dem Abstand L[m] von der Schneidklinge 17 zur Griffstange 6 entspricht, wirkt auf einen Bediener, der die Griffstange 6 hält.
In einem Fall, in dem das Kräftepaarmoment M relativ klein ist, kann ein Bediener der Reaktion widerstehen und den Grasschneider 1 halten, um die normale Nutzung des Grasschneiders 1 fortzusetzen. Dagegen kann ein Bediener in einem Fall, in dem das Kräftepaarmoment M relativ groß ist, der Reaktion nicht widerstehen und ist dadurch nicht mehr in der Lage, den Grasschneider 1 zu halten, und nicht in der Lage, die normale Nutzung des Grasschneiders 1 fortzusetzen. In einem Experiment bzw. einer Simulation, das bzw. die von den Erfindern durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass der Kräftepaar-Schwellwert des Kräftepaarmoment M, bei dem eine normale Nutzung des Grasschneiders 1 durch einen Bediener unmöglich wird, 200 [N·m] pro 50 [ms] beträgt. Dementsprechend kann dann, wenn das auf einen Bediener wirkende Kräftepaarmoment M den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt, ein abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 ermittelt und dann der Abnormalität-Flag gesetzt werden.
Wie oben beschrieben entspricht der Wert des Kräftepaarmoments M einer Variation der Drehgeschwindigkeit der Schneidklinge 17, also einer Variation der Drehzahl des Motors 50. Das Kräftepaar F wird durch F = K × Ip × (ΔNs/ΔT) ausgedrückt, wobei die Trägheit der Schneidklinge 17 durch Ip[× 10^–4kg·m²] wiedergegeben wird, eine Variation der Drehzahl innerhalb eines Zeitraums ΔT [s] wird mit ΔNs [rpm] wiedergegeben und K ist ein Koeffizient. Hier ist die Drehzahl als Anzahl der Umdrehungen des Motors 50 pro Minute definiert.
Dementsprechend kann ermittelt werden, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist, indem das Kräftepaarmoment M anhand der Trägheit Ip der Schneidklinge 17 und der Variation ΔNs der Drehzahl geschätzt wird, und indem ermittelt wird, ob das Kräftepaarmoment M den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt. In einem Fall, in dem vorher über die zu verwendende Schneidklinge 17 entschieden wird, können die Trägheit Ip und der Koeffizient K voreingestellt werden. Wie in 4 dargestellt kann basierend auf der Variation ΔNs der Drehzahl des Motors 50 innerhalb eines spezifizierten Zeitraums ΔT, der voreingestellt ist, ermittelt werden, ob das Kräftepaarmoment M den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Allerdings nimmt die Drehzahl des Motors 50 auch bei einem normalen Schneidvorgang für kurze Zeit ab, also beispielsweise dann, wenn der Grasschneider 1 eine große Wurzel oder Holz schneidet. Wenn der Grasschneider 1 einen normalen Schneidvorgang ausführt, nimmt die Drehzahl des Motors 50 einmal ab und erholt sich dann wieder. Somit kann dann, wenn der Zeitraums ΔT zu kurz ist, ermittelt werden, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist, bevor der Grasschneider 1 zum normalen Schneidvorgang zurückkehrt. Dementsprechend wird der Zeitraum ΔT so eingestellt, dass er eine solche Dauer hat, dass nicht ermittelt wird, dass der Grasschneider 1 aufgrund der Abnahme der Drehzahl des Motors 50 bei einem normalen Schneidvorgang in einem abnormalen Zustand ist. In anderen Worten: Es wird der Zeitraum ΔT im Fall eines normalen Schneidvorgangs des Grasschneiders 1 länger als der Zeitraum zwischen dem Moment eingestellt, in dem die Drehzahl des Motors 50 abzunehmen beginnt und dem, in dem die Drehzahl des Motors 50 sich zu erholen beginnt. Der Zeitraum ΔT kann beispielsweise 32 [ms] sein. Wenn der Wert des Zeitraums ΔT eine Zweierpotenz ist, ist der Wert des Zeitraums ΔT für den von dem Steuerkreis 36 der CPU 36a ausgeführten Rechenprozess geeignet und somit kann die für den Rechenprozess benötigte Zeit verkürzt werden.
Im Folgenden wird der vom Steuerkreis 36 ausgeführte Rückstoßermittlungsprozess unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 5 beschrieben. Wenn der Hauptschalter 24 eingeschaltet wird, führt die CPU 36a wiederholt den Rückstoßermittlungsprozess in einem vorher spezifizierten Zyklus aus.
Wenn der vorliegende Prozess in Gang gesetzt wird, ermittelt die CPU 36a in S100 zuerst, ob der Trigger-Schalter 12 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wurde. In S100 wird der vorliegende Prozess dann, wenn ermittelt wird, dass der Trigger-Schalter 12 noch im AUS-Zustand ist, zeitweise beendet. Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S100 ermittelt wird, dass der Trigger-Schalter 12 in den EIN-Zustand geschaltet wurde, weiter zu S110, in dem die Drehzahl des Motors 50 basierend auf einem Rotationserkennungssignal vom Rotationssensor 52 abgerufen wird.
Anschließend wird in S120 ermittelt, ob 100 ms nach dem Umschalten des Trigger-Schalters 12 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand vergangen sind. In anderen Worten: Es wird ermittelt, ob eine Übergangsphase nach dem Ingangsetzen des Motors 50 und der Stabilisierung der Drehzahl des Motors 50 vergangen ist. Es wird darauf hingewiesen, dass 100 ms ein Beispiel des Ermittlungswerts ist und dass der Ermittlungswert gemäß der Spezifikation des Motors 50 eingestellt werden kann.
In S120 geht der Prozess dann, wenn ermittelt wird, dass 100 ms noch nicht vergangen sind, weiter zu S130, in dem ein Ermittlungs-Flag gelöscht wird, und dann geht der Prozess weiter zu S160. Der Ermittlungs-Flag zeigt, ob eine Rückstoß-Ermittlung im nachfolgenden Prozess ausgeführt werden soll. Der Ermittlungs-Flag wird gesetzt, wenn eine Rückstoß-Ermittlung ausgeführt werden soll.
Andererseits geht der Prozess in S120 dann, wenn ermittelt wird, dass 100 ms vergangen sind, weiter zu S140, in dem ermittelt wird, ob die Drehzahl des Motors 50 gleich oder höher als 5000 U/Min. ist. Wenn der Wert der Drehzahl des Motors 50 dann, wenn ein Rückstoß auftritt, kleiner als die Variation ΔNs der Drehzahl ist, die dem Kräftepaar-Schwellwert entspricht, wird kein Kräftepaarmoment erzeugt, das den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt. In S140 wird ermittelt, ob die Drehzahl des Motors 50 die spezifische Drehzahl erreicht hat, bei der das Kräftepaarmoment M jenseits des Kräftepaar-Schwellwerts erzeugt werden soll, wenn ein Rückstoß auftritt. Es wird darauf hingewiesen, dass 5000 U/Min. ein Beispiel des Ermittlungswerts ist und dass verschiedene Ermittlungswerte abhängig vom Arbeitswerkzeug eingestellt werden können.
In S140 geht der Prozess dann, wenn ermittelt wird, dass die Drehzahl des Motors 50 gleich oder höher als 5000 U/Min. ist, weiter zu S150, in dem der Ermittlungs-Flag gesetzt wird, und dann geht der Prozess weiter zu S160. Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S140 ermittelt wird, dass die Drehzahl des Motors 50 niedriger als U/Min. ist, direkt weiter zu S160.
Anschließend wird in S160 ermittelt, ob der Ermittlungs-Flag gesetzt wird. Wenn in S160 ermittelt wird, dass der Ermittlungs-Flag nicht gesetzt ist, geht der Prozess weiter zu S170, in dem der Abnormalität-Flag gelöscht wird, und dann wird der vorliegende Prozess zeitweise beendet.
Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S160 ermittelt wird, dass der Ermittlungs-Flag gesetzt ist, weiter zu S180. In S180 werden der Maximalwert und der Minimalwert der Drehzahl des Motors 50 in einem Zeitraum zwischen der aktuellen Zeit und dem Zeitraum ΔT vor der aktuellen Zeit, also innerhalb der unmittelbaren 32 ms, abgerufen.
Anschließend wird in S190 ermittelt, ob die Differenz zwischen dem in S180 abgerufenen Maximalwert und dem Minimalwert der Drehzahl des Motors 50, also ob die Variation ΔNs der Drehzahl größer als ein Drehzahl-Schwellwert Nth ist. Basierend auf der Trägheit Ip und dem voreingestellten Abstand L wird der Drehzahl-Schwellwert Nth auf die Variation ΔNs der Drehzahl eingestellt, wenn der Wert des Kräftepaarmoments M den Kräftepaar-Schwellwert erreicht. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Drehzahl-Schwellwert Nth beispielsweise 7225 U/Min. sein. In anderen Worten: In S190 wird ermittelt, ob das Kräftepaarmoment M, das basierend auf der Variation ΔNs der Drehzahl, der Trägheit Ip und dem Abstand L geschätzt wurde, den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Wenn in S190 ermittelt wird, dass die Variation ΔNs der Drehzahl gleich oder kleiner ist als der Drehzahl-Schwellwert Nth, wird der vorliegende Prozess zeitweise beendet. Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S190 ermittelt wird, dass die Variation ΔNs der Drehzahl höher als der Drehzahl-Schwellwert Nth ist, weiter zu S200.
In S200 wird ermittelt, ob der Motor 50 langsamer wird. Insbesondere in einem Fall, in dem der in S180 abgerufene Minimalwert neuere Daten enthält als der in S180 abgerufene Maximalwert, wird ermittelt, dass der Motor 50 langsamer wird.
Wenn in S200 ermittelt wird, dass der Motor 50 nicht langsamer wird, wird der vorliegende Prozess zeitweise beendet. Andererseits geht der Prozess dann, wenn in S200 ermittelt wird, dass der Motor 50 langsamer wird, weiter zu S210, in dem der Abnormalität-Flag gesetzt wird. 4 veranschaulicht einen Zustand, in dem der Abnormalität-Flag zum Zeitpunkt t2 gesetzt und die Kurzschlussbremse angewendet wird. Dann ist der vorliegende Prozess zeitweise beendet. Es wird darauf hingewiesen, dass der Prozess in S50 in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel des vom Stopper ausgeführten Prozesses nach der vorliegenden Offenbarung ist.
[5. Auswirkung]
Folgende Auswirkungen können nach der oben ausführlich beschriebenen ersten Ausführungsform erzielt werden.
Auswirkung (1): Das von einem Bediener über die Griffstange 6 empfangene Kräftepaarmoment M wird als Ermittlungskriterium bei einer Rückstoß-Ermittlung verwendet. Dementsprechend kann das Auftreten eines Rückstoßes, der die normale Nutzung der Arbeitsmaschine 1 durch einen Bediener stört, gemäß einem spezifischen Ermittlungskriterium ermittelt werden, das auf Arbeitsmaschinen verschiedener Größen angewendet werden kann.
Auswirkung (2): Dementsprechend kann anhand des basierend auf der Trägheit Ip der Schneidklinge 17, der Variation ΔNs der Drehzahl, und des Abstands L der Schneidklinge 17 zur Griffstange 6 geschätzten Kräftepaarmoments M ermittelt werden, ob das Kräftepaarmoment M den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Auswirkung (3): Wenn ermittelt wird, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist, wird eine Kurzschlussbremse auf den Motor 50 angewendet, um sofort das Antreiben des Motors 50 zu stoppen. Folglich wird auch das Antreiben der Schneidklinge 17 sofort gestoppt. Dies kann die Sicherheit des Bedieners gewährleisten.
[Zweite Ausführungsform]
[1. Unterschied zur ersten Ausführungsform]
Die Basisstruktur der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie die Basisstruktur der ersten Ausführungsform. Daher wird auf die Beschreibung der Struktur, die der in der ersten Ausführungsform gleicht, verzichtet und es wird hauptsächlich der Unterschied beschrieben. Gleiche Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform bezeichnen die gleichen Komponenten, und es wird hinsichtlich dieser Komponenten auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
In der vorgenannten ersten Ausführungsform wird die Trägheit Ip der Schneidklinge 17 vorher eingestellt, und gemäß der Trägheit Ip wird auch der Drehzahl-Schwellwert Nth vorher eingestellt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass der Steuerkreis 36 die Trägheit Ip der Schneidklinge 17 von einem Einschaltstrom schätzt, der beim Starten des Motors 50 erzeugt wird, und darin, dass gemäß der geschätzten Trägheit Ip der Drehzahl-Schwellwert Nth eingestellt wird.
[2. Prozess zum Einstellen des Drehzahl-Schwellwerts]
Als Nächstes wird ein vom Steuerkreis 36 ausgeführter Prozess zum Einstellen des Drehzahl-Schwellwerts Nth unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben. Wenn der Hauptschalter 24 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wird, führt die CPU 36a im Steuerkreis 36 den Prozess zum Einstellen des Drehzahl-Schwellwerts Nth einmal aus. Die CPU 36a führt den Antriebsprozess und den Rückstoßermittlungsprozess wie in der ersten Ausführungsform beschrieben getrennt von diesem Einstellprozess aus.
Wenn der vorliegende Prozess zuerst in S300 in Gang gesetzt wird, ermittelt die CPU 36a, ob der Trigger-Schalter 12 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wurde. Wenn in S300 ermittelt wird, dass der Trigger-Schalter 12 noch im AUS-Zustand ist, wartet die CPU 36a, bis der Trigger-Schalter 12 in den EIN-Zustand geschaltet wird.
In S300 geht der Prozess dann, wenn ermittelt wird, dass der Betriebszustand des Trigger-Schalters 12 in den EIN-Zustand geschaltet wurde, weiter zu S310, in dem eine Größe eines Einschaltstroms basierend auf einem Erkennungssignal von der Stromerkennungsschaltung 54 abgerufen wird.
Anschließend wird in S320 die Trägheit Ip anhand des in S310 abgerufenen Einschaltstroms geschätzt. Des Weiteren wird basierend auf dem Abstand L und der geschätzten Trägheit Ip die Variation ΔNs der Drehzahl, wenn der Wert des Kräftepaarmoments M den Kräftepaar-Schwellwert erreicht, auf den Drehzahl-Schwellwert Nth eingestellt. Dann ist der vorliegende Prozess beendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorgenannte Prozess zum Einstellen des Drehzahl-Schwellwerts ein Beispiel für den von der Schätzvorrichtung ausgeführten Prozess nach der vorliegenden Offenbarung.
[3. Auswirkung]
Zusätzlich zu der in der vorgenannten ersten Ausführungsform erzielten Auswirkung (1) bis (3) kann die folgende Auswirkung nach der oben ausführlich beschriebenen zweiten Ausführungsform erzielt werden.
Auswirkung (4): Die Trägheit Ip der Schneidklinge 17 wird zum Einstellen des Drehzahl-Schwellwerts Nth geschätzt. Dementsprechend kann sogar in einem Fall, in dem vielerlei Typen von Arbeitswerkzeugen einschließlich der Schneidklinge 17 ersetzt und an dem Antriebsmechanismus 4 befestigt werden, bei jedem der Arbeitswerkzeuge ermittelt werden, ob das Kräftepaarmoment M den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Auswirkung (5): In einem Fall, in dem die Trägheit Ip der Schneidklinge 17 größer ist, wird der beim Starten des Motors 50 erzeugte Einschaltstrom größer. Dementsprechend kann die Trägheit Ip der Schneidklinge 17 anhand des Werts des erkannten Einschaltstroms geschätzt werden.
[Dritte Ausführungsform]
[1. Unterschied zur ersten Ausführungsform]
Die Basisstruktur der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie die Basisstruktur der ersten Ausführungsform. Daher wird auf die Beschreibung der Struktur, die der in der ersten Ausführungsform gleicht, verzichtet und es wird hauptsächlich der Unterschied beschrieben. Gleiche Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform bezeichnen die gleichen Komponenten, und es wird hinsichtlich dieser Komponenten auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
In der vorgenannten ersten Ausführungsform wird basierend auf einer Variation der Drehzahl ermittelt, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist. In der dritten Ausführungsform wird ein abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 erkannt, wenn ein Rückstoß auftritt und wenn ein Bediener stürzt, insbesondere ein Fallen des hinteren Endes des Grasschneiders 1 in Verbindung mit dem Sturz des Bedieners. Ein Fallen des hinteren Endes des Grasschneiders 1 wird durch Erkennen eines in Verbindung mit dem Sturz erzeugten Stoßes erkannt.
Wie in 2 mit einer gestrichelten Linie dargestellt beinhaltet die Motor-Antriebsvorrichtung 30 in der dritten Ausführungsform einen Beschleunigungssensor 27. Der Beschleunigungssensor 27 ist im Inneren des hinteren Gehäuses 21 angeordnet und zum Ausgeben eines Erkennungssignals an den Steuerkreis 36 konfiguriert. Wie in 1 dargestellt wird die Richtung parallel zur Achse des Hauptrohrs 2 als Vor-Rück-Richtung Dz bezeichnet. Die Richtung, die senkrecht zur Vor-Rück-Richtung Dz und parallel zur rotierenden Fläche der Schneidklinge 17 steht, wird als Links-Rechts-Richtung Dx bezeichnet. Die Richtung, die sowohl zur Links-Rechts-Richtung Dx und zur Vor-Rück-Richtung Dz senkrecht steht, wird als Auf-Ab-Richtung Dy bezeichnet. In einem Fall, in dem ein Bediener, der Schneidarbeiten mit dem Grasschneider 1 durchführt, stürzt und das hintere Ende des Grasschneiders 1 während des Arbeitens fallenlässt, wirkt ein starker Stoß auf den Grasschneider 1 in der Auf-Ab-Richtung Dy und der Grasschneider 1 wird in der Auf-Ab-Richtung Dy stark beschleunigt. Wenn ein Rückstoß auftritt, während Grasschneidearbeiten durchgeführt werden, wird ein Stoß am Grasschneider 1 in der Links-Rechts-Richtung Dx erzeugt, und der Grasschneider 1 wird in der Links-Rechts-Richtung Dx beschleunigt.
Der Beschleunigungssensor 27 ist im Inneren des hinteren Gehäuses 21 so angeordnet, dass die Erkennungsachse des Beschleunigungssensors 27 mit der Auf-Ab-Richtung Dy fluchtet, um eine Beschleunigung in der Auf-Ab-Richtung Dy zu erkennen. Der Steuerkreis 36 führt einen Sturzermittlungsprozess zusätzlich zu dem oben beschriebenen Antriebsprozess und dem Rückstoßermittlungsprozess aus. Bei Sturzermittlungsprozess ermittelt der Steuerkreis 36 dann, wenn die Beschleunigung in der Auf-Ab-Richtung Dy einen vorher eingestellten Stoß-Schwellwert Ay übersteigt, basierend auf einem Erkennungssignal des Beschleunigungssensors 27, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist und setzt den Abnormalität-Flag. Der Stoß-Schwellwert Ay ist ein Ermittlungswert zum Ermitteln, ob ein Sturz des Grasschneiders 1 vorliegt oder nicht vorliegt. Der Beschleunigungssensor 27 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Stoßdetektors nach der vorliegenden Offenbarung.
Der Beschleunigungssensor 27 kann so konfiguriert sein, dass er in der Lage ist, die Beschleunigung von zwei oder drei Achsen unabhängig zu erkennen. Der Beschleunigungssensor 27 ist im Inneren des hinteren Gehäuses 21 so angeordnet, dass die Erkennungsachse des Beschleunigungssensors 27 mit der Auf-Ab-Richtung Dy fluchtet, um eine Beschleunigung in der Auf-Ab-Richtung Dy zu erkennen. Der Steuerkreis 36 ermittelt, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist, wenn die Beschleunigung in der Auf-Ab-Richtung Dy den Stoß-Schwellwert Ay übersteigt.
Ferner kann der Steuerkreis 36 so konfiguriert sein, dass er im Rückstoßermittlungsprozess in S190 ermittelt, ob die Variation ΔNs der Drehzahl den Drehzahl-Schwellwert Nth übersteigt und ob die Beschleunigung in der Links-Rechts-Richtung Dx den Stoß-Schwellwert Ax übersteigt. Der Stoß-Schwellwert Ax ist ein Ermittlungswert zum Ermitteln, dass ein Stoß in der Links-Rechts-Richtung Dx produziert wurde, der stärker als Stöße im normalen Betrieb ist. In diesem Fall kann der Rotationsollwert Nth in einen Wert geändert werden, der kleiner ist als der vorher basierend auf der Trägheit Ip und dem Abstand L ermittelte Wert. In S190 kann eine Anforderung für die Beschleunigung in der Links-Rechts-Richtung Dx hinzugefügt werden, so dass auch dann, wenn die Anforderung für die Variation ΔNs der Drehzahl gelockert wird, das Auftreten eines Rückstoßes genau im selben Ausmaß ermittelt werden kann, wie in einem Fall, in dem das Ermitteln nur basierend auf der Anforderung für die Variation ΔNs der Drehzahl erfolgt. Im Vergleich zu einem Fall, in dem das Ermitteln nur basierend auf der Variation ΔNs der Drehzahl erfolgt, kann das Ermitteln basierend auf mehr als einem Erkennungswert eine ungenaue Ermittlung verhindern, bei der ermittelt wird, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist, obwohl der Grasschneider 1 eigentlich nicht in einem abnormalen Zustand ist.
Sogar in einem normalen Betrieb, wenn ein Stoß auf den Grasschneider 1 wirkt, kann ermittelt werden, dass der Grasschneider 1 in einem abnormalen Zustand ist, obwohl der Grasschneider 1 eigentlich nicht in einem abnormalen Zustand ist. Eine solche Situation kann eintreten, wenn eine beschädigte fadenähnliche Schneidklinge von einem Schnurhalter zugeführt wird. Die fadenähnliche Schneidklinge ist um eine Spule des Schnurhalters gewickelt, wie beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013-034404 beschrieben. Durch Drücken eines im unteren Abschnitt der Spule befindlichen Schnurzuführknopfs gegen eine Grundfläche wirkt eine Zentrifugalkraft auf die um die Spule gewickelte fadenähnliche Schneidklinge und folglich wird die Schneidklinge zugeführt. Dementsprechend wirkt, während der Grasschneider 1 im Normalbetrieb mit Zuführen der Schneidklinge ist, ein Stoß auf den Grasschneider 1.
In einem Fall, in dem nur ein Stoß erkannt wird, kann das Drücken des vorgenannten Schnurzuführknopfs gegen eine Grundfläche als Abnormalität ermittelt werden. Wenn beispielsweise die Variation der Drehzahl zusätzlich zur Stoßerkennung verwendet wird, kann ein abnormaler Zustand genauer ermittelt werden.
In der Arbeitsmaschine 1 nach der zweiten Ausführungsform kann das Auftreten eines Sturzes als ein abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 ermittelt werden.
[2. Auswirkung]
Zusätzlich zu den in der vorgenannten ersten und zweiten Ausführungsform erzielten Auswirkungen (1) bis (5) können die folgenden Auswirkungen nach der oben ausführlich beschriebenen dritten Ausführungsform erzielt werden.
Auswirkung (6): Durch Erkennen eines auf den Grasschneider 1 wirkenden Stoßes kann ein abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 in einem Fall ermittelt werden, in dem ein Bediener stürzt und eine Störung der normalen Nutzung des Grasschneiders 1 durch den Bediener auftritt.
Auswirkung (7): Die Kombination der Variation der Drehzahl und eines Stoßes auf den Grasschneider 1 kann das Ermitteln eines abnormalen Zustands des Grasschneiders 1 genauer machen. Dementsprechend kann ein ungenaues Ermitteln, bei dem ein Normalbetrieb des Grasschneiders als abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 ermittelt wird, reduziert oder verhindert werden.
[Vierte Ausführungsform]
[1. Unterschied zur ersten Ausführungsform]
Die Basisstruktur der vierten Ausführungsform ist die gleiche wie die Basisstruktur der ersten Ausführungsform. Daher wird auf die Beschreibung der Struktur, die der in der ersten Ausführungsform gleicht, verzichtet und es wird hauptsächlich der Unterschied beschrieben. Gleiche Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform bezeichnen die gleichen Komponenten, und es wird hinsichtlich dieser Komponenten auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
In der vorstehenden ersten bis dritten Ausführungsform wird die Schneidklinge 17 durch die Drehkraft des Motors 50 angetrieben. In der vierten Ausführungsform wird die Schneidklinge 17 durch die Drehkraft einer Kraftmaschine 200 angetrieben.
Der Grasschneider 1 in der vierten Ausführungsform beinhaltet wie in 7 dargestellt alternativ zur Steuerung 3 einen Antriebsmechanismus 700 im hinteren Ende des Hauptrohrs 2. Der Antriebsmechanismus 4 befindet nicht sich am vorderen Ende des Hauptrohrs 2. Der Antriebsmechanismus 700 beinhaltet die Kraftmaschine 200, eine Zellmotorvorrichtung 300 und einen Steuerkreis 500.
Die Kraftmaschine 200 ist ein kompakter Zweitaktmotor, der einen Kraftstofftank 210, eine Kurbelwelle 220, eine Zündspule 230, einen Kolben 240 und eine Zündkerze 250 beinhaltet. Die Kurbelwelle 220 ist an die Drehwelle der Schneidklinge 17 über eine Antriebswelle gekoppelt, die sich im Inneren des Hauptrohrs 2 erstreckt. Dementsprechend wird die Schneidklinge 17 durch die Drehkraft der Kraftmaschine 200 angetrieben.
Der Steuerkreis 500 beinhaltet einen Mikrocontroller, der eine CPU 500a, ein ROM 500b und ein RAM 500c beinhaltet. In der Nähe der Kurbelwelle 220 ist ein Kurbelwinkelsensor 252 angeordnet, der die Rotationsposition der Kurbelwelle 220 erkennt. In den Steuerkreis 500 wird ein Erkennungssignal vom Kurbelwinkelsensor 252 eingegeben. Der Steuerkreis 500 ist zum Steuern und Antreiben der Kraftmaschine 200 konfiguriert. Des Weiteren ist der Steuerkreis 500, ähnlich wie der Steuerkreis 36, so konfiguriert, dass er den Rückstoßermittlungsprozess basierend auf der Drehzahl der Kraftmaschine 200 anstatt auf der Drehzahl des Motors 50 ausführt. Die Kraftmaschine 200 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel der Antriebsvorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung. Der Kurbelwinkelsensor 252 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel des Drehzahl-Detektors nach der vorliegenden Offenbarung.
Die Zellmotorvorrichtung 300 beinhaltet einen Zellmotor 320 und einen Kraftübertragungsmechanismus 350. Der Zellmotor 320 ist ein GS-Motor, der eine Drehkraft mittels des elektrischen Stroms eines (nicht dargestellten) Akkus erzeugt und so konfiguriert ist, dass er der Kurbelwelle 220 die Anfangsdrehung bereitstellt, wenn die Kraftmaschine 200 gestartet wird. Der Kraftübertragungsmechanismus 350 ist zwischen der Drehwelle des Zellmotors 320 und der Kurbelwelle 220 angeordnet und zum Übertragen der Antriebskraft des Zellmotors 320 auf die Kurbelwelle 220 konfiguriert.
Die Zellmotorvorrichtung 300 wird betrieben, wenn der Trigger-Schalter 12 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wird und die Drehkraft auf die Kurbelwelle 220 überträgt. Dementsprechend wird die anfängliche Rotation der Kurbelwelle 220 bereitgestellt und die Kraftmaschine 200 gestartet
Der Antriebsmechanismus 700 kann bei dem Grasschneider 1 nach der zweiten und der dritten Ausführungsform zum Einsatz kommen. In einem Fall, in dem der Antriebsmechanismus 700 in der zweiten Ausführungsform zum Einsatz kommt, kann der Steuerkreis 500 die Trägheit Ip beispielsweise anhand der Anstiegsrate der Drehzahl schätzen, wenn die Kraftmaschine 200 gestartet wird. In einem Fall, in dem die Trägheit Ip kleiner ist, wird die Anstiegsrate der Drehzahl der Kraftmaschine 200 höher.
[2. Auswirkung]
Zusätzlich zu den in der vorgenannten ersten bis dritten Ausführungsform erzielten Auswirkungen (1) bis (4) und (6) können die folgenden Auswirkungen nach der oben ausführlich beschriebenen vierten Ausführungsform erzielt werden.
Auswirkung (8): Mit dem Zellmotor 320 kann der Verbrennungsmotor 200 leicht in aus dem stationären Zustand in den Antriebszustand gebracht werden. Demzufolge kann dann, wenn ein abnormaler Zustand des Grasschneiders 1 ermittelt wird und der Verbrennungsmotor 200 gestoppt wird, das Antreiben des Arbeitswerkzeugs 17 einfach wieder aufgenommen werden.
[Andere Ausführungsformen]
Auch wenn vorstehend Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen umgesetzt werden.

(a) In der ersten bis dritten Ausführungsform wird der Motor 50 dann, wenn ein abnormaler Zustand ermittelt wird, mit einer Kurzschlussbremse gestoppt; die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ zu einer Kurzschlussbremse kann beispielsweise eine mechanische Bremse verwendet werden. Jeglicher Bremsentyp, der den Motor 50 stoppen kann, kann verwendet werden.
(b) In der zweiten Ausführungsform ist der Steuerkreis 36 zum Schätzen der Trägheit Ip anhand des Einschaltstroms konfiguriert; die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Steuerkreis 36 kann zum Schätzen der Trägheit Ip beispielsweise anhand der Anstiegsrate der Drehzahl des Motors 50 geschätzt werden, wenn der Motor 50 gestartet wird. In einem Fall, in dem die Trägheit Ip kleiner ist, wird die Anstiegsrate der Drehzahl der Kraftmaschine 50, wenn der Motor gestartet wird, höher.
(c) In der ersten bis dritten Ausführungsform kann der Steuerkreis 36 zum Schätzen der Drehzahl ohne ein Erkennungssignal des Rotationssensors 52 konfiguriert sein, sondern mit dem sogenannten Beobachtersystem, bei dem die Drehzahl anhand von Antriebsinformationen geschätzt wird, wie etwa einem im Motor 50 fließenden Strom, einer am Motor 50 anliegenden Spannung oder dergleichen. In diesem Fall kann alternativ zum Rotationssensor 52 ein Spannungserkennungsstromkreis, der die am Motor 50 anliegende Spannung erkennt, bereitgestellt werden.

Anstelle der Verwendung des Kurbelwinkelsensors 252 in der vierten Ausführungsform kann die Drehzahl basierend auf einer Änderung des Magnetflusses durch in einem Schwungrad eingebettete Magneten erkannt werden.
(d) Die vorliegende Offenbarung kann nicht nur in einem Grasschneider, sondern auch in verschiedenen Arbeitsmaschinen, wie etwa einer Kettensäge, einem Heckenschneider und einem Trimmer zum Einsatz kommen, von denen jede so konfiguriert ist, dass ihr Arbeitswerkzeug mittels Drehkraft angetrieben wird.

(e) In den vorgenannten Ausführungsformen kann der Steuerkreis 36 alternativ oder zusätzlich zum Mikrocomputer eine Kombination/Kombinationen verschiedener einzelner elektronischer Komponenten beinhalten. Der Steuerkreis 36 kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein anwendungsspezifisches Standardprodukt (ASSP), ein programmierbares Logikelement, wie etwa ein frei programmierbares Verknüpfungsfeld (FPGA), oder eine Kombination dieser Komponenten beinhalten.
(f) Eine Vielzahl von Funktionen, welche eine Komponente in den oben beschriebenen Ausführungsformen besitzt, kann mittels einer Vielzahl von Komponenten erreicht werden, oder eine Funktion, welche eine Komponente besitzt, kann mittels einer Vielzahl von Komponenten erreicht werden. Ferner kann eine Vielzahl von Funktionen, welche eine Vielzahl von Komponenten besitzen, mittels einer Komponente erreicht werden, oder eine Funktion, welche mit einer Vielzahl von Komponenten erreicht wird, kann mittels einer Komponente erreicht werden. Des Weiteren kann teilweise auf die Konfigurationen der oben beschriebenen Ausführungsformen verzichtet werden. Zumindest ein Teil der Konfigurationen der oben beschriebenen Ausführungsformen kann zu Konfigurationen anderer Ausführungsformen hinzugefügt oder mit diesen abgewandelt werden. Verschiedene in den technischen Ideen beinhaltete Aspekte, die nur in dem in den Ansprüchen wiedergegebenen Wortlaut angegeben sind, entsprechen den Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
(g) Zusätzlich zur Umsetzung in der oben beschriebenen Arbeitsmaschine kann die Erfindung der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Weisen umgesetzt werden, beispielsweise in einer Abnormalitätermittlungsvorrichtung, die einen abnormalen Zustand einer Arbeitsmaschine ermittelt, in einem Programm, das einen Computer in die Lage versetzt, als Abnormalitätermittlungsvorrichtung zu dienen, in einem nicht-flüchtigen physischen Speichermedium, wie etwa einem Halbleiterspeicher, in dem das vorgenannte Programm gespeichert ist, oder in einem Verfahren zum Ermitteln eines abnormalen Zustands.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4754859 [0003]
JP 2013-034404 [0095]

Claims

Eine Arbeitsmaschine (1), die umfasst: einen Hauptkörperabschnitt (2); eine Antriebsvorrichtung (50, 200), die an dem Hauptkörperabschnitt (2) befestigt und so konfiguriert ist, dass sie sich dreht, um eine Drehkraft zu erzeugen; ein Arbeitswerkzeug (17), das an einem Ende des Hauptkörperabschnitts (2) so befestigt ist, dass es von der durch die Antriebsvorrichtung (50, 200) erzeugten Drehkraft angetrieben werden kann; einen Greifabschnitt (6), der an dem Hauptkörperabschnitt (2) befestigt und so konfiguriert ist, dass er von einem Benutzer der Arbeitsmaschine (1) gehalten werden kann; und eine Ermittlungseinheit (36, 500), die zum Ermitteln eines abnormalen Zustands der Arbeitsmaschine (1) konfiguriert ist, wenn ein vom Benutzer über den Greifabschnitt (6) empfangenes Kräftepaarmoment einen Kräftepaar-Schwellwert übersteigt, wobei der Kräftepaar-Schwellwert 200 N·m pro 50 ms beträgt.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 1, die ferner umfasst: einen Drehzahl-Detektor (52, 252), der zum Erkennen der Drehzahl der Antriebsvorrichtung (50, 200) konfiguriert ist, wobei die Ermittlungseinheit (36, 500) so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, ob das Kräftepaarmoment, das basierend auf (i) einer vorher eingestellten Trägheit des Arbeitswerkzeugs (17), (ii) einer Variation der von dem Drehzahl-Detektor (52, 252) erkannten Drehzahl der Antriebsvorrichtung (50, 200), und (iii) einem Abstand vom Arbeitswerkzeug (17) zum Griffabschnitt (6) geschätzt wurde, den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 1, die ferner umfasst: einen Drehzahl-Detektor (52, 252), der zum Erkennen der Drehzahl der Antriebsvorrichtung (50, 200) konfiguriert ist; und eine Schätzvorrichtung (36, 500), die zum Schätzen einer Trägheit des Arbeitswerkzeugs (17) konfiguriert ist, wobei die Ermittlungseinheit (36, 500) so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, ob das Kräftepaarmoment, das basierend auf (i) einer von der Schätzvorrichtung (36, 500) geschätzten Trägheit, (ii) einer Variation der von dem Drehzahl-Detektor (52, 252) erkannten Drehzahl, und (iii) einem Abstand vom Arbeitswerkzeug (17) zum Griffabschnitt (6) geschätzt wurde, den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Ermittlereinheit (36, 500) zum Einstellen der Variation der produzierten Drehzahl auf einen Drehzahl-Schwellwert konfiguriert ist, wenn das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert erreicht, und zum Ermitteln, dass das Kräftepaarmoment den Kräftepaar-Schwellwert übersteigt, wenn die Variation der Drehzahl in einem spezifizierten Zeitraum den Drehzahl-Schwellwert übersteigt.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Stopper (36, 500) umfasst, der zum Stoppen der Antriebsvorrichtung (50, 200) konfiguriert ist, wenn die Ermittlereinheit (36, 500) den abnormalen Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Antriebsvorrichtung (50, 200) einen Verbrennungsmotor (200) beinhaltet, der eine Kurbelwelle (220) beinhaltet. wobei die Arbeitsmaschine (1) ferner einen Zellmotor (320) beinhaltet, der zum Erzeugen einer Antriebskraft konfiguriert ist, die die Rotation der Kurbelwelle (220) in Gang setzt.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hauptkörperabschnitt (2) ein axiales Zentrum beinhaltet; wobei das Arbeitswerkzeug (17) eine rotierende Fläche beinhaltet; wobei die Arbeitsmaschine (1) ferner einen Stoßdetektor (27) umfasst, der zum Erkennen einer Größe eines Stoßes konfiguriert ist, der auf die Arbeitsmaschine (1) in einer senkrecht zum axialen Zentrum und der rotierenden Fläche stehenden Richtung wirkt; und wobei die Ermittlereinheit (36, 500) ferner so konfiguriert ist, dass sie den abnormalen Zustand der Arbeitsmaschine (1) ermittelt, wenn die Größe des vom Stoßdetektor (27) erkannten Stoßes einen voreingestellten Stoß-Schwellwert übersteigt.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 3, wobei die Antriebsvorrichtung (50, 200) einen Motor (50) beinhaltet; wobei die Arbeitsmaschine (1) ferner einen Stromdetektor (54) beinhaltet, der zum Erkennen einer Größe eines im Motor (50) fließenden Stroms konfiguriert ist; wobei die Schätzvorrichtung (36) dafür konfiguriert ist, die Trägheit basierend auf einer Größe eines Einschaltstroms des Motors (50) zu schätzen; und wobei der Einschaltstrom der Strom ist, der von dem Stromdetektor (54) erkannt wird, wenn die Rotation des Motors (50) in Gang gesetzt wird.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Hauptkörperabschnitt (2) eine Stabform aufweist.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Greifabschnitt (6) eine U-Form aufweist.
Verfahren zum Ermitteln eines abnormalen Zustands einer Arbeitsmaschine (1), wobei das Verfahren umfasst: Erkennen der Drehzahl einer Antriebsvorrichtung (50, 200) der Arbeitsmaschine (1), wobei die Antriebsvorrichtung (50, 200) an einem Hauptkörperabschnitt (2) der Arbeitsmaschine (1) befestigt und so konfiguriert ist, dass sie zum Erzeugen einer Drehkraft rotiert. Schätzen eines von einem Benutzer der Arbeitsmaschine (1) über einen Greifabschnitt (6) empfangenen Kräftepaarmoments basierend auf (i) einer Trägheit eines Arbeitswerkzeugs (17), (ii) einer Variation der erkannten Drehzahl, und (iii) einem Abstand vom Arbeitswerkzeug (17) zum Griffabschnitt (6), wobei das Arbeitswerkzeug (17) an einem ersten Ende des Hauptkörperabschnitts (2) befestigt und so konfiguriert ist, das es von der von der Antriebsvorrichtung (50, 200) erzeugten Drehkraft angetrieben wird, und wobei der Greifabschnitt (6) an dem Hauptkörperabschnitt (2) befestigt und so konfiguriert ist, dass er von dem Benutzer gehalten wird; und Ermitteln, dass die Arbeitsmaschine (1) in dem abnormalen Zustand ist, wenn das geschätzte Kräftepaarmoment 200 N·m pro 50 ms übersteigt.