JP7315141B2 - スマートツールシステム、装置、および方法 - Google Patents

Description

［関連出願データ］
本出願は「空気圧式スマートツールシステム、装置、および方法」という名称で、２０１８年１０月２６日に出願された米国仮出願第６２／７５１，０３２号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

建設、エンジニアリング、建築、およびその他の物理的操作を行うためのツール（工具）には、電気コードレス（バッテリ式）およびコード付きツールの他に、空気圧式ツールも含まれる。

空気圧式ツール（空気ツール、空気駆動ツール、または空気圧駆動ツールとしても知られる）は、主として圧縮空気によって駆動され、圧縮空気キャニスタ（二酸化炭素キャニスタなど）を介して、または空気圧縮機を介して駆動されるツールである。空気圧式ツールの例には、ネイルガン（釘打ち機）、ステープルガン、フレームガン、空気パレット釘打ち機などが含まれる。

産業用および建設用途における非電気式および非電子式空気圧式ツールは、市場への導入以来、伝統的にあまり変化していない。これらの製品は、電動空気圧式ツールがないことを理由の一部として、他の産業用ツールや建設ツールの技術的進歩から利益を得ていない。

電力がなければ、空気圧式ツールの作動および使用の診断評価が困難である。なぜなら、使用および操作中に、ツールコンポーネントをモニタするために電気駆動センサを利用することは不可能であるからである。この診断評価の欠如は、空気圧式ツールの現実世界での使用に関する具体的なデータポイントを製造業者および製品開発者が持たないことにより、製品開発を遅らせる。

電動ツール、バッテリ駆動ツール、または電動ツールとしても知られるコードレスおよびコード付き電動ツールは、主として、バッテリまたはバッテリパック（リチウムイオンまたはニッケルカドミウム１８ボルト、２０ボルト、６０ボルト、バッテリおよび他の異なる電圧など）を介して、または延長コードまたは電気コンセントに差し込まれる電気線を介して送達される電力によって駆動される。コードレスおよびコード付きツールの例には、ドリル、ハンマードリル、コンパクトドリルドライバ、インパクトレンチ、グラインダ、カッタ、丸鋸、チョップソー、ジグソー、往復鋸、ネイルガン、ステープルガン、フレームガン、釘打ち機、草刈り機、ヘッジトリマ、チェーンソー、芝刈り機などが含まれる。

コードレスおよびコード付き電動ツールの診断評価は、コンセントなどの電源に差し込まれたコードとは別個の電源、またはツールに取り付けられたメインバッテリとは別個の電源を有さないことを理由の一部として、困難であり得る。特に、ツールからデータを収集し送信するプロセスは、ツール上のセンサおよびデータチップに一定の電力を供給することを必要とする。これは、コード付き電動ツールでは、トリガが短時間押し下げられたときにのみ電力を受け取り、トリガが押し下げられてから解放されて再び電力を失うまでの間だけ電力を供給する接続を確立するので、達成することができなかった。さらに、これは、ユーザが単一のツール上で異なるバッテリを使用したり、バッテリをツール間で交換したりするので、バッテリ駆動ツールにおいて実施することは困難であろう。

従って、現在のコードレスおよびコード付き電動ツールは、搭載されたセンサがツールの作動により電力供給される場合にのみ、データの収集が可能であろう。このデータ収集は、ツール、ツール機能、およびツール使用の診断評価、追跡、および改善を実行するために必要なすべての情報を明らかに欠いている。このようなライブの診断評価の欠如は、コードレスツールおよびコード付きツールの現実世界での使用に関する具体的なデータポイントを製造業者および製品開発者が持たないことにより、製品開発を遅らせる。

空気圧式ツールならびにコードレスツールおよびコード付き電気ツールの両方について、診断能力の欠如は、保守および修理コストの増加をもたらす。
ほとんどの場合、ツールの内部欠陥、不適切な使用、または誤動作は、ツールが破損してしまうまで検出されず、その結果、修理コストおよび材料が増加する。
さらに、ツール内の１つの構成要素の故障は、時にはツールの他の部品を損傷し、修理コストをさらに増大させる。

したがって、空気圧式駆動ツールならびにコードレスおよびコード付き電気ツールの診断評価のためのシステムおよび方法の改良が必要とされている。

図１は、例示的な実施形態による空気圧式ツールに取り付けられたツールモニタを示す図である。 図２は、例示的な実施形態による、ツールハンドルの一部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図３は、例示的実施形態に従った、ツールキャップの異なる部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図４は、例示的実施形態に従った、ツールキャップの異なる部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図５は、例示的実施形態に従った、ツールモニタ内の加速度計の軸線がツールハウジング内の気流の方向と整合するように、ツールハウジングに取り付けられたツールモニタを示す。 例示的実施形態に従った、ツールモニタ内の加速度計の軸線がツールノーズからの発射体の駆動方向と整列するように、ツールノーズに取り付けられたツールモニタを示す図である。 図７はツールマガジンに取り付けられたツールモニタを示しており、これにより、ツールモニタ内の加速度計の軸が、例示的な実施形態に従ったツールマガジンからの発射物の供給方向と整列される。 図８は、例示的実施形態に従った、ツールモニタ内の加速度計の軸線がツールハウジング内のツールおよびピストンドライバの駆動力と整列するように、ツールキャップに取り付けられたツールモニタを示す図である。 図９は、例示的な一実施形態による、ツールキャップ上に配置されたツールモニタの斜視図である。 図１０は、例示的実施形態によるコードレスツールに取り付けられたツールモニタを示す図を示す。 図１１は、例示的実施形態によるコードレスツールに取り付けられたツールモニタを示す図を示す。 図１２は、例示的実施形態に従った、ツールモニタ内のセンサがツールの電気接点コネクタおよびバッテリまたは電源と位置合わせされるように、ツールベースに取り付けられたツールモニタを図示する。 図１３は、ツールモニタ内の加速度計の軸が例示的な実施形態に従い、チャックおよびツール駆動方向の供給方向と整列され、ユーザの握りが静止するツールハンドルからのライン内にあるように、ツールモータカバーに取り付けられたツールモニタを示す。 図１４は、例示的な実施形態に従った、ツールモニタ内の加速度計の軸線がツールチャックの回転駆動方向と整合するように、ツールチャックに取り付けられたツールモニタを示す。 図１５は、例示的実施形態による、電動モータおよびスイッチアセンブリ上に配置されたツールモニタの図面である。 図１６は、例示的実施形態による、コード付き電動ツールの異なる部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図１７は、例示的実施形態による、コード付き電動ツールの異なる部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図１８は、例示的実施形態による、コード付き電動ツールの異なる部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図１９は、例示的実施形態による、コード付き電動ツールの異なる部分に取り付けられたツールモニタを示す。 図２０は、例示的実施形態による、時間間隔にわたって加速度計から収集されたセンサデータの一例を示す図である。 図２１は、例示的実施形態に従った、Ｘ（上から２番目のライン）、Ｙ（上から３番目のライン）、およびＺ（下のライン）軸に沿って測定されたｇ力、ならびに所与の時間間隔にわたる圧力（上のライン）を含む、センサデータの例を示す。 図２２は、例示的実施形態によるセンサデータの一例を示す。 図２３は、例示的な実施形態によるスマートツールシステムの通信アーキテクチャの実装を示す。 図２４は、例示的な実施形態によるスマートツールシステムの通信アーキテクチャの別の実装を示す。 図２５は、ツールモニタおよび関連する方法と共に使用される例示的な専用コンピューティング環境を示す。

本明細書では、方法、装置、およびコンピュータ可読媒体が例および実施形態として説明されているが、当業者であれば、スマートツールシステム、装置、および方法が説明された実施形態または図面に限定されないことを認識するであろう。図面および説明は、開示された特定の形態に限定されることを意図していないことを理解されたい。むしろ、その意図は、特許請求の範囲の精神および範囲内にあるすべての修正、均等物および代替物を包含することである。本明細書で使用される任意の見出しは、効率化目的のためだけのものであり、説明の範囲を限定することを意味するものではない。本明細書で使用される場合、単語「ｃａｎ」は強制的な意味（すなわち、しなければならない）ではなく、許容的な意味（すなわち、可能性を有する意味）で使用される。同様に、単語「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、および「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」はこれらに限定されないが、を含むことを意味する。

上述したように、ツールの診断評価、モニタ、および管理のためのシステムおよび方法において、改善が必要とされている。本出願人は、ツールの動作、使用、および構成要素の状態の診断評価、モニタ、および管理を可能にする新規なシステム、装置、および方法を発見した。本明細書で使用される用語は、空気圧式駆動ツール（「空気圧式ツール」と呼ばれる）、コードレス（電池式）電気式ツールおよびコード付きツール（「電動ツール」と呼ばれる）、ならびに炭化水素の内燃力から動力を得るツールなどの非電気式および非空気圧式駆動ツールを含むが、これらに限定されない。

特に、本出願人はスマートツールシステム、ツールモニタ、ツール診断データマイニング方法、およびライブデータ転送機能を開発し、これらを利用して、ツール使用、ツール開発、ツールメンテナンス、部品およびツール開発、販売支援、ロジスティクス支援、ユーザトレーニング、安全トレーニング、警告システム、補充プログラム、データ配信、盗難防止、ロケーションサービス、保証管理、広告サービス、および後述するような様々な他のシナリオを、診断的に評価することができる。

本明細書は、以下に、ツールモニタ装置を開示する。ツールモニタ装置は、ツールの外面と結合するように構成されたハウジングと、ハウジング内に配置され、ある期間にわたってツールの１つまたは複数の特性を測定するように構成された１つまたは複数のセンサと、ツールモニタ装置から１つまたは複数の外部装置にデータを送信するように構成された通信インターフェースとを含む。送信されるデータは、前記の期間にわたって測定されたツールの１つまたは複数の特性に少なくとも部分的に基づいて生成される。前記ツールモニタ装置はさらに、前記１つまたは複数のセンサと前記通信インターフェースとに電力を供給するように構成された電源を含む。

ツールは、空気圧式ツールまたは電動ツールとすることができる。この場合、ツールモニタ用の前記電源は、ツールに電力を供給するように構成された第２の電源から独立させることができる。

ツールモニタのハウジングは、複数の取り付け点でツールの外面と結合するように構成することができる。結合方法は、以下により詳細に議論され、そして永久的または取り外し可能な連結であり得る。

センサによって測定されるツールの１つまたは複数の特性のそれぞれは、電磁特性（磁場、電流、電圧など）および／または物理特性（圧力、音、動き、加速度など）のいずれかであり得る。

ツールモニタ装置は、１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のデータシグネチャ（ｄａｔａ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を生成するように構成された１つまたは複数のコントローラを含むことができる。コントローラは、それぞれ、１つまたは複数のメモリ（フラッシュメモリのような任意の種類のメモリであってもよい）に結合された１つまたは複数のプロセッサと、プロセッサ上で実行され、ツールモニタ装置にデータシグネチャ生成および他の開示された機能を実行させる、メモリ上に記憶された１つまたは複数の命令とを含むことができる。

１つまたは複数のコントローラはさらに、１つまたは複数の生成されたデータシグネチャ内の少なくとも１つの生成されたデータシグネチャを１つまたは複数の格納されたデータシグネチャと比較し、この比較に少なくとも部分的に基づいて診断評価を生成するように構成され得る。以下でより詳細に論じられるように、診断評価は、ツール、ツール使用、ツールユーザ、ツール年齢、ツール摩耗などに関連し得る。

１つまたは複数のコントローラは、ツール上のツールモニタ装置の取り付け位置を示す位置データを送信するように、さらに構成することができる。データシグネチャを生成するとき、生成されたデータシグネチャを比較するとき（例えば、同じ取付位置を有する比較シグネチャを選択することによって）、および／または、診断評価を生成するときに、このプロセスがコントローラによって実行されるかクラウドシステムによって実行されるかにかかわらず、位置データを使用することができる（以下でさらに説明する）。

センサは、例えば、オーディオセンサ、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、圧力センサ、気圧センサ、電流センサ、電圧センサ、ホール効果センサ、電磁センサ、および／または温度センサを含むことができる。

データを受信する１つまたは他の外部装置は、クラウドサーバ、データセンタ、エンドユーザ装置、またはセンサデータを利用するように構成された任意の他のコンピューティングデバイスとすることができる。

通信インターフェースは、セルラ通信インターフェースとすることができる。この場合、通信インターフェースは、ツールモニタ装置から１つまたは複数のクラウドサーバに直接データを送信するように構成することができる。

通信インターフェースは、無線通信インターフェース、赤外線インターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェース、近距離通信インターフェース、または無線周波数インターフェースであってもよい。後述するように、通信インターフェースは、ツールモニタ装置と１つまたは複数のクラウドサーバとの間に配置されたゲートウェイ装置を介して、ツールモニタ装置から１つまたは複数のクラウドサーバにデータを送信するように構成することができる。

出願人はまた、ある期間にわたってツールの１つまたは複数の特性に基づいて診断評価を実行し、上述のようなツールモニタ装置を使用するための、１つまたは複数のコンピューティングデバイス、装置、およびコンピュータ可読媒体によって実行される方法を発見した。

この方法は、ツールに結合されたツールモニタ装置からデータを受信することを含み、受信されたデータは、ツールモニタ装置の１つまたは複数のセンサによってある期間にわたって捕捉された、ツールの１つまたは複数の特性の測定値に、少なくとも部分的に基づいて生成される。

この方法はまた、１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のデータシグネチャを生成するステップと、１つまたは複数の生成されたデータシグネチャ内の少なくとも１つの生成されたデータシグネチャを、１つまたは複数の診断結果に対応する１つまたは複数の格納されたデータシグネチャと比較するステップとを含む。

本方法は、前記比較に少なくとも部分的に基づいて診断評価を生成することをさらに含む。上記で説明したように、この診断評価は、ツール、ツール使用、ツールユーザ、ツール年齢、ツール摩耗などに関連する評価を含むことができる。

前述のように、モニタ装置の１つまたは複数のセンサは、オーディオセンサ、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、圧力センサ、気圧センサ、電流センサ、電圧センサ、ホール効果センサ、電磁センサ、または温度センサのうちの１つまたは複数を含むことができる。

スマートツールシステムは、ツールモニタ装置（「ツールモニタ」）を含む。ツールモニタは、従来の非電気および非電気圧縮作動式、圧縮機依存式、圧縮駆動式ツール、モータ駆動式電動ツール、および／または内燃駆動ツールなどの他のタイプのツールに関する情報およびデータを蓄積するために構築された、高度に開発された専用センサの独立した電子基板である。ツールモニタは例えば、電子チップ、電子回路基板、および外部ハウジングを含むことができる。ツールモニタは、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、全地球測位衛星（ＧＰＳ）センサ、アンテナ（複数可）、および位置ハードウェア、ならびに圧力センサおよび気圧センサを含む、専用センサをさらに含むことができる。ツールモニタはさらに、１つまたは複数のプロセッサまたは処理ユニット、揮発性または不揮発性メモリ、記憶ドライブまたはディスク（フラッシュメモリなど）、および無線インターネットカードまたはチップ、セルラネットワークインターフェース、または１つまたは複数の通信ポート（ユニバーサルシリアルバスポートなど）などの通信インターフェースを含むことができる。ツールモニタは、収集されたセンサデータを送信するために使用される低電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ）の一部とすることができる。

ツールモニタに組み込むことができるセンサの追加の例には、ツールおよび締結部材の使用を検出し、ツールの使用を識別し、空気圧、圧力、および電気プロファイルを測定するための波形を生成するためのマイクロフォンまたは他のオーディオセンサと、ツールおよび雰囲気の圧力変化を測定するための気圧センサと、ツール内の加速度計および比較器出力の割り込み時間を捕捉するための時間および／またはカウンタと、独立ツールモニタバッテリを充電するための電力収集および電力生成センサと、ホール効果センサ、磁気ダイオードセンサ、磁気トランジスタセンサ、異方性磁気抵抗センサ、磁力計、巨大磁気抵抗磁力計、磁気トンネル接合磁力計、磁気光学センサ、ローレンツ力ベースの微小電気機械システムセンサ、電子トンネルベースの微小電気機械システムセンサなどを含む電磁センサと、異なる温度でツールおよび部品の性能を識別するための温度センサとが含まれる。

ツールモニタは、リチウムイオンまたは他の再充電可能なバッテリ、使い捨てバッテリなどのオンボードバッテリによって、および／またはツールモニタ上の電力ケーブルおよび電力インターフェースを介した電力コンセントによって電力供給され得る。ツールモニタは、空気圧式ツールであっても、電動であっても、ガス駆動であっても、ツール部品自体の運動によって動力を供給されることもできる。空気圧式ツールの場合、ツールモニタは、ツールモニタに動力を供給するために圧縮空気によって発生する力の一部を利用するために、ツール内のモータに連結される電気発生器を含むことができる。電動ツールの場合、ツールモニタは、ツール内の電気モータおよび／または機械的動力駆動機構に連結されて、モーションによって生成された力の一部をツールモニタに動力を供給するための発電機を含むことができる。ツールモニタ内の電気発生器は、ツールの運動によっても動力を供給することができる。例えば、ツールを使用するときに生成される力または反動を利用し、電気に変換してツールモニタに動力を供給することができる。

ツールモニタは、いくつかの省電力機能を含むことができる。ツールモニタには、低消費電力設計のセンサと、ツール上のデータを収集するアーキテクチャが含まれる。ツールモニタはまた、転送中のデータレートおよび電力消費を低減するために、収集されたデータを少量記憶することができる。ツールモニタは、ツールモニタ電源における電力消費を低減する目的で、捕捉スレッドを開始するために、加速度計を介して割り込みをさらに生成することができる。捕捉スレッドは、過剰な電力消費を防止するために割り込みが発生するまで、セマフォを介してブロックすることができる。この休止（ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）またはスリープ機能については、以下でより詳細に説明する。

スマートツールシステムは、ツールモニタによって収集されたデータを分析し、データシグネチャを生成し、データシグネチャを利用して、様々な診断、保守、製品開発、広告、安全性評価、保証管理、ユーザトレーニング、警告、ユーザ通知、および／またはツール使用関連分析を実行するように構成された分析ソフトウェアをさらに含む。

分析ソフトウェアは、オプションとして、ツールモニタの１つまたは複数のプロセッサによって実行される命令を記憶するコンピュータ読み取り可能媒体上などのツールモニタに統合することができる。

解析ソフトウェアは、ツールモニタ装置の外部、例えば、リモートコンピューティングデバイスに格納することもできる。この場合、ツールモニタは、ツールの使用および動作に関するセンサデータを収集し、収集された情報を、通信インターフェースを介して、および／またはゲートウェイ無しでクラウドへの直接リンクを介して、分析のためにリモートコンピューティングデバイスに渡すことができる。

分析ソフトウェアは、任意選択で、一部の処理タスクがツールモニタ上で実行され、他の処理タスクがリモートコンピューティングデバイス上で実行されるように、分割または分散することができる。例えば、ツールモニタは、ツールモニタによって収集されたセンサデータに基づいてデータシグネチャを生成するソフトウェアを格納し、実行することができる。生成されたデータシグネチャは、その後、さらなる分析および処理のために、上述のように、リモートコンピューティングデバイスまたはクラウドに渡すことができる。

図１～図９は、例示的な実施形態に係る空気圧式ツール上のツールモニタを示す。図１は、空気圧式ツール１００に取り付けられたツールモニタ１１０を示す図である。ツール１００は、ネイルガン、ステープルガン、フレームガン、および／または空気式パレット釘打ち機などの任意の空気圧式ツールとすることができる。ツール１００は、ツールキャップ１０１と、発射体（締結部材など）を駆動するピストンを収容するツールハウジング１０２と、ツールを把持し、および／またはツールハウジングに空気流を供給するツールハンドル１０４と、発射体を方向付けるツールノーズ１０３またはバレルと、発射前に発射体を保持するツールマガジン１０５とを含む。図１に示されるように、ツールモニタ１１０は、発生した力の中心に位置合わせする目的で、ツール１００のキャップ１０１上に配置することができる。

必要とされる診断評価に応じて、ツールモニタ１１０は、ツール１００上の異なる位置に、永久的にまたは取り外し可能に取り付けることができる。例えば、ツール１００は、所定の取り付け点でツールモニタ１１０と結合するように製造または設計することができる。次いで、ツールモニタ１１０は、これらの点でツール１００に永久的にまたは取り外し可能に結合され得る。例えば、ツール１００は、ツールモニタ１１０上の対応するスレッドと結合するように構成された複数の場所に、スレッドを含むことができる。

ツール使用の分析のために、ツール１００上のツールモニタ１１０の位置は、ツール使用から生じるセンサ読み取り値に基づいて検出されるか、ユーザによって分析ソフトウェアに入力されるか、および／またはツール使用および動作診断分析を実行している装置のメモリに記憶されるかのいずれかであり得る。例えば、ツールモニタ１１０のセンサ（加速度計および圧力センサを含む）は、ツールモニタ１１０がツール１００上のどこに配置されているかに応じて、異なる特徴を生成するであろう。これらのシグネチャは、ツール１００上のツールモニタ１１０の位置を決定するために、既知のツールモニタ１１０の位置（初期トレーニングデータセットまたは較正プロセスの一部とすることができる）に関連するシグネチャと比較することができる。

上述したように、ツールモニタ１１０は、実行されている特定の診断評価に基づいてツール１００上の異なる点に配置することができる。図２～図８は、ツール１００上のツールモニタ１１０の追加の配置点の例を示す。

図２は、ツールハンドル１０４の一部に取り付けられたツールモニタ１１０を示す。図２に示すように、ツールモニタ１１０は、ツールモニタ１１０内の加速度計の軸がハンドル内の空気の流れと整列するように配置することができる。これにより、圧縮空気がハンドルを通過するときに発生するｇ力（すなわち、地球の重力によって引き起こされる重力加速度の単位で測定される加速度）を測定することができる。

ツールモニタの小さな設計は、空気圧式ツールに対する最小限の改造を必要とし、空気圧式ツールの通常の使用を妨げるものではない。加えて、ツールモニタは、工業環境での拡張使用のために、頑丈かつ防水の構造を含むことができる。さらに、ツールモニタの無線設計は、センサデータの収集と送信のために空気圧式ツールを分解する必要がない。

図３～図４は、ツールキャップ１０１の異なる部分に取り付けられたツールモニタ１１０を示す。図５は、ツールモニタ１１０内の加速度計の軸線がツールハウジング１０２内の気流の方向と整列するように、ツールハウジング１０２に取り付けられたツールモニタ１１０を示す。これは、圧縮空気がツールハウジング１０２を通過するときに発生するｇ力の測定を可能にする。

図６はツールモニタ１１０内の加速度計の軸線がツールノーズ１０３からの発射体の駆動方向と整列するように、ツールノーズ１０３に取り付けられたツールモニタ１１０を示す。これは、発射体の射出および材料内の発射体の衝撃に対する近さから生じるツールノーズ１０３内のｇ力の測定を可能にする。

図７は、ツールモニタ１１０内の加速度計の軸がツールマガジン１０５からの発射物の供給方向と整列するように、ツールマガジン１０５に取り付けられたツールモニタ１１０を示す。これは、発射体をツールノーズ１０３に供給することから生じるツールマガジン１０５内のｇ力の測定を可能にする。

図８は、ツールモニタ１１０内の加速度計の軸線がツールハウジング１０２内のツールおよびピストンドライバ１２０の駆動力と整列するように、ツールキャップ１０１に取り付けられたツールモニタ１１０を示す。ここでも、これは、ピストンドライバ１２０の運動から生じるツールキャップ１０１内のｇ力の測定を可能にする。

図９は、ツールキャップ１０１上に配置されたツールモニタ１１０の斜視図である。図９に示すように、ツールモニタ１１０は、１つまたは複数のセンサおよび／またはセンサボード、ならびにカスタムフィットされたセンサボードハウジングを含むことができる。図に示すように、ツールモニタは、圧力センサと気圧センサとの取り付けを可能にする貫通穴ポート設計を有することができる。

図１０～図１１は、コードレスツール２００に取り付けられたツールモニタ２１０を示す図である。ツール２００は、ドリル、ハンマードリル、コンパクトドリルドライバ、インパクトレンチ、丸鋸、チョップソー、ジグソー、往復鋸、ネイルガン、ステープルガン、フレームガン、釘打ち機、ステープラ、リーフブロワ、草刈り機、ヘッジトリマ、チェーンソー、芝刈り機などの任意のコードレスツールとすることができる。コードレスツール２００は、ツールチャック２０１と、ギアボックスおよびクラッチ、またはアタッチメント（ビットまたはブレードなど）などの多数の機械的解決策を駆動する電気モータおよびスイッチアセンブリを収容するツールハウジング２０２とを含む。図１０～図１１に示すように、ツールモニタ２１０をツールハウジング２０２上に配置することにより、発生する力と整合させ、ツールモニタ２１０の電源への接続を容易にすることができる。

必要とされる診断評価に応じて、ツールモニタ２１０は、ツール２００上の異なる位置に永久的にまたは取り外し可能に取り付けることができる。例えば、ツール２００は、所定の取り付け点でツールモニタ２１０と結合するように製造または設計することができる。次いで、ツールモニタ２１０は、これらの点でツール２００に永久的にまたは取り外し可能に結合され得る。例えば、ツール２００は、ツールモニタ２１０上の対応するねじ山、スナップ、ワイヤ、またはコネクタと嵌合するように構成された複数の位置に、ねじ山、スナップ、ワイヤ、またはコネクタを含むことができる。

ツール使用の分析の目的のために、ツール２００上のツールモニタ２１０の位置は、ツール使用から生じるセンサ読み取り値に基づいて検出されるか、ユーザによって分析ソフトウェアに入力されるか、および／またはツール使用および動作診断分析を実行している装置のメモリに記憶されるかのいずれかであり得る。例えば、ツールモニタ２１０のセンサ（加速度計、圧力センサ、および電気センサを含む）は、ツールモニタ２１０がツール２１０上のどこに配置されているかに応じて、異なるシグネチャを生成するであろう。これらのシグネチャは、ツール２００上のツールモニタ２１０の位置を決定するために、既知のツールモニタ２１０の位置（初期トレーニングデータセットまたは較正プロセスの一部とすることができる）に関連するシグネチャと比較することができる。

上述したように、ツールモニタ２１０は、実行されている特定の診断評価に基づいてツール２００上の異なる点に配置することができる。図１２～図１４は、ツール２００上のツールモニタ２１０の追加の配置点の例を示す。

図１２は、ツールモニタ２１０内のセンサがツール２００の電気接点コネクタおよびバッテリまたは電源と位置合わせされるように、ツールベース２０６に取り付けられたツールモニタ２１０を示す。これにより、ツール内の電気使用量の測定および管理、ならびにセンサに電力を供給するための電力の収集、ならびにツールモニタ２１０内の一体化された再充電可能バッテリ、スーパーキャパシタ、および／またはキャパシタの充電が可能になる。

図１３は、ツールモニタ２１０内の加速度計の軸がチャック２０１の送り方向およびツール駆動方向と整列し、ユーザが握るツールハンドル２０５からライン状になるように、ツールモータカバー２０４に取り付けられたツールモニタ２１０を示す。これは、ツール２００におけるｇ力および回転の測定を可能にし、結果として、ユーザおよびツールプロファイルを作成するための使用統計を示すために正確なデータが生成される。

図１４は、ツールモニタ２１０内の加速度計の軸が、ツールチャック２０１の回転駆動方向と整列するように、ツールチャック２０１に取り付けられたツールモニタ２１０を示す。これにより、チャックの回転および材料内のピースの衝撃から生じるツールチャック２０１内のｇ力、振動、および方向移動の測定が可能になる。

ツールモニタの小型設計は、コードレスおよびコード付きツールに対して必要な修正を最小限とし、これらのツールの通常の使用を妨害しない。加えて、ツールモニタは、工業環境での拡張使用のために、頑丈かつ防水の構造を含むことができる。さらに、ツールモニタの無線設計は、センサデータを収集し送信するためにツールを分解することを必要としない。

図１５は、例示的実施形態による、電気モータおよびスイッチアセンブリ３００上に配置されたツールモニタ３１０を示す。図１５に示すように、ツールモニタ３１０は、１つまたは複数のセンサおよび／またはセンサボード、ならびにカスタムフィットされたセンサボードハウジングを含むことができる。図に示されるように、ツールモニタは、一体化された再充電可能なバッテリ、スーパーキャパシタ、および／またはキャパシタの給電および再充電を可能にする電気モータおよびスイッチアセンブリに取り付けることができる。

図１６～図１９は、例示的な実施形態による、コード付き電動ツール４００の異なる部分に取り付けられたツールモニタ４１０を示す。図１８は、ツールモニタ４１０内の加速度計の軸線が、ツールハウジング４０１内の典型的なツール使用の方向と整合するように、コード付きツールハウジング４０１に取り付けられたツールモニタ４１０を示す。これにより、ツールを動かしたときに特定の方向および方向に発生するｇ力を測定することができる。

ツールモニタは、ツールの使用期間にわたるセンサデータの測定値を蓄積する。先に議論したように、センサデータは、ツールモニタの特定の位置でｇ力を測定する加速度計からのデータを含むことができる。図２０は、例示的実施形態による、時間間隔にわたって加速度計から収集されたセンサデータの一例を示す図である。図２０に示すように、センサデータは、時間間隔にわたって、Ｘ（青色の線）、Ｙ（赤色の線）、およびＺ（橙色の線）軸に沿って、測定されたｇ力を示す。

ツールモニタは、所定の時点におけるツールモニタの位置の圧力を測定するために使用することができる１つまたは複数の圧力センサ（気圧センサなど）をさらに含む。図２１は、例示的実施形態に従った、Ｘ（上から２番目のライン）、Ｙ（上から３番目のライン）、およびＺ（下のライン）軸に沿って測定されたｇ力、ならびに所与の時間間隔にわたる圧力（上のライン）を含む、センサデータ２１００の一例を示す。図２１のグラフの左軸は、測定されたＧ力（重力加速度の単位）に対応し、下軸は時間（秒）に対応し、右軸は測定された圧力（ポンド／平方インチゲージ）に対応する。図２１に示すように、時間軸は負の値で始まり、ゼロを通って正の値に進む。この負の時間間隔は、空気圧式ツールからの発射体の放出または空気圧式ツールの作動などの特定の事象の前の期間に対応することができる。

ツールモニタは、所与の時点におけるツールの複数の位置における電流、抵抗、および電圧を測定するために使用することができる、１つまたは複数の電子および電気信号センサ（電流センサ、ホール効果センサなど）をさらに含むことができる。図２２は、例示的実施形態によるセンサデータの一例を示す。図２２は、電流（線Ｘ１）、電気抵抗（線Ｘ２）、および電気電圧（線Ｘ３）を含み、Ｙ軸は、所定の時間間隔にわたっての電流、抵抗、および電圧の変化を示す。図２２のグラフの左軸は、測定電流（アンペアのＳＩ単位）に対応し、下軸は時間（秒単位）に対応し、右軸は抵抗（オームのＳＩ単位）に対応する。

これらの電気ユニットを測定し、これらの測定値のデータをクラウドに直接渡すことにより、個々のツールが電気使用履歴を記憶した、オームメータ、電流計などのクラウドベースの電子および電気可視化ツールの実装が可能になる。

もちろん、圧力、Ｇ力センサ（加速度計と呼ばれることもある）、電気センサ、および／または電子センサの読み取り値は単なる例として提供され、ツールモニタは異なるセンサによって集められた様々な異なるデータ点を追跡することができることが理解される。

ツールモニタは、任意選択で、特定のアクションが実行されるまで「休止（ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）」またはスリープモードに留まるように構成することができ、その後、センサがアクティブ化され、センサデータを記録する。例えば、ツールモニタは、発射がツール上で行われたとき、または電動シグネチャによってツールに電力供給されたときに覚醒させることができ、ツールモニタは、次いで、覚醒時の圧力または電動シグネチャ、およびツール内の発射またはアクティブな電力供給期間にわたる圧力波形または電気波形を測定することができる。その発射または電力シーケンスが終了した後、ツールモニタは、さらなるおよび／または後の分析のために、データを処理、記憶、または送信し、その後、スリープモードに戻ることができる。

スマートツールシステムの分析ソフトウェア（ツールモニタ上および／またはリモートコンピューティングデバイス上にあるかにかかわらず）は、センサ波形（図２０～２２に示されるものなど）に基づいて収集されたセンサデータのためのデータシグネチャを生成し、次いで、そのデータシグネチャを使用して、診断または他のツール関連評価を実行する。特定のイベント（ツールの発射または電力供給など）から生成されたデータシグネチャを、既知の条件、イベント、または使用シナリオに対応する基準データシグネチャと比較して、イベント中のツールの動作に関する評価を行うことができる。基準データシグネチャは、トレーニングデータセットまたは較正期間に基づいて決定することができ、ツール使用の診断評価に使用するためにメモリに記憶することができる。例えば、空気圧式ツールを使用するときの操作者による不適切な把持に対応する基準データシグネチャを記憶することができる。ツール使用から生成されたデータシグネチャが、基準データシグネチャに対する事前に定義された類似性しきい値と一致するか、またはその範囲内に収まる場合、ツールのオペレータの把持（グリップ）が不適切であると判断することができる。

基準データシグネチャは、特定の時間間隔に関連付けることもできる。ツールモニタ内の加速度計、圧力センサ、および電気センサは、ツールの内側のツールモニタによる重力、気圧、および電力使用の測定を可能にし、部品、付属装置、締結部材、および発射体に対する特定の効果および変化を識別する。波形によって示される圧力および電気的シグネチャは、任意の所与の時点における特定の構成要素上の圧力および電気的使用を正確に識別するために、既知の構成要素圧力および／または電気的プロファイルを有するように、ツールの動作の異なる段階に対応する特徴に一致させることができる。

ツールモニタは、さらに、所定の時点におけるツール位置を識別するために使用され得る、１つまたは複数の位置および座標生成センサを、ツールモニタ上に含む。

これらの位置および座標点の測定、ならびにこれらの測定値および点のクラウドへの送信は、アクティブ盗難保護、紛失防止および管理、位置に基づくツールロックアウトおよび装備機能、地理位置情報データサービス、ジオフェンス（ｇｅｏｆｅｎｃｅ）データ収集およびデータ生成サービス、ツール回復サービスなど、クラウドベースの位置サービスの実施を可能にする。

センサデータ、データセンサから生成されたデータシグネチャ、および／または基準データシグネチャに基づいて行うことができる様々な可能な評価および判定がある。それらは、以下を含む。

発射体の発射または使用されている付属装置または電気信号レポートに対応する基準シグネチャと、ツール使用に対応するセンサデータからの生成データシグネチャとを比較することにより、発射された発射体とツールで使用された付属装置および／または消耗品を自動的にカウントすること。

ツールに関する不正使用レポートを生成するために、センサ生成データを使用すること。

ツールに関する自由落下レポートを生成し識別するために、センサ生成データを使用すること。

予防保守情報をユーザに提供するために、センサ生成データを使用すること。

ユーザに予測保守情報を提供するために、センサ生成データを使用すること。

ツールのメンテナンス推奨を生成するために、センサ生成データを使用すること。

ツールのインテリジェントなカスタマイズされた保守プログラムを作成するために、センサ生成データを使用すること。

ツールまたはツールモニタ上に、小型ＬＥＤライトのカスタムシーケンスを点滅させるなどの通知を作成するために、センサ生成データを使用すること。

ツール上の画面、またはツールモニタに組み込まれたディスプレイ上に配信される通知を作成するために、センサ生成データを使用すること。

アプリケーションおよび提供される情報を切り替える目的で、ユーザタイプを識別するために、センサ生成データを使用すること。

ツールにおけるユーザ利益をさらに拡張するために、応用機械学習におけるセンサ生成データを使用すること。

ツールにおけるユーザ利益をさらに拡張するために、機械学習におけるセンサ生成データを使用すること。

故障の危険性がある部品を警告するためのアラートの送信のために、センサ生成データを使用すること。

アクティブ保証管理のために、センサ生成データを使用すること。

ツール付属装置、プロジェクタイル、および消耗品の使用に基づいてプロモーションを生成するために、センサ生成データを使用すること。

使用されている発射体タイプおよび／または付属装置タイプおよび／または消耗品タイプを識別するために、センサ生成データを使用すること。

発射体なしでツールが発射および／または使用されたとき、あるいは、適切な付属品なし、または、鋸刃、研削ホイール、ドリルビット、ねじなどの適切な消耗品と共に操作されたときを識別するために、センサ生成データを使用すること。

締結され、またはその中または上で加工されている材料の種類を識別するために、センサ生成データを使用すること。

締結部材、付属装置、消耗品、材料識別データポイントを組み合わせて、発射体、付属装置、消耗品、材料のカスタマイズされた推奨事項をユーザに送信するために、センサ生成データを使用すること。

材料の設置用途と処置を特定するために、センサ生成データを使用すること。

材料設置に関するデータポイントを取得し、ユーザに警告または推奨を生成するために、センサ生成データを使用すること。

特殊化されたカスタムトレーニングサービスおよびユーザへの情報を生成するために、センサ生成データを使用すること。

ユーザ保護のための高度な安全基準および処置を生成および／または推奨または開発するために、センサ生成データを使用すること。

ツール上でのレビューおよび分析用の統計を生成するために、センサ生成データを使用すること。

ツールの不正使用レポートを生成するために、装置によって報告された重力に関するセンサ生成データを使用すること。

ツールで使用される締結部材の種類およびサイズを特定するために、報告された重力に関するセンサ生成データを使用すること。

使用される締結部材および／またはツールに使用される付属装置および／または消耗品のタイプおよびサイズを識別するために、センサ生成データを使用すること。

ツールに関するレビューおよび分析用の統計を生成するために、センサ生成データを使用すること。

ツールの不正使用レポートを生成するために、装置によって報告された重力に関するセンサ生成データを使用すること。

ツールに使用される締結部材および／または付属装置および／または消耗品のタイプおよびサイズを識別するために、報告されたｇ力のセンサ生成データを使用すること。

ツールに使用される締結部材および／または付属装置および／または消耗品のタイプおよびサイズを識別するために、センサ生成データを使用すること。

空気圧式ツール内の個々の部品故障の位置を特定し、識別するために、圧力センサ、気圧センサ、電子センサ、および電気センサによって生成された波形を含むセンサ生成データを使用すること。

地図または装置上のツール位置を識別するために、装置によって生成されたＧＰＳ座標および他の位置データを含むセンサ生成データを使用すること。

盗難防止機能を実行するために、センサが生成した位置と座標に関するデータを使用すること。

紛失防止機能を実行するために、センサが生成した位置と座標のデータを使用すること。

コードレスおよび／またはコード付きツールのアームおよびアーム解除に、センサが生成した位置および座標に関するデータを使用すること。

ツールの位置およびその位置での使用についての通知をユーザに配信するために、センサが生成した位置および座標に関するデータを使用すること。

ツール回復のために第三者に通知を配信するために、位置および座標に関するセンサ生成データを使用すること。

ツールが盗まれたり、紛失したり、または承認されていない場所にある場合に、ツールが作動しないようロックおよび／またはロックアウトするために、位置および座標に関するセンサ生成データを使用すること。

図２３は、例示的な実施形態によるスマートツールシステムの通信アーキテクチャの実装を示す。ツールモニタ２３１０は、モニタ対象ツール２３００上のデータを収集し、その情報を所定の間隔またはカスタムされた間隔でゲートウェイ２３３０を介してクラウド２３４０に渡すことができる。データは、クラウドから引き出され、次いで、分析ソフトウェアを実行する特殊ソフトウェアおよびハードウェアシステム２３５０によって処理され、エンドユーザの装置に特殊化された情報を配信する。エンドユーザの装置は、モバイル装置、タブレット、パーソナルラップトップまたはコンピュータ、オンツールスクリーン、または特殊化された情報を受信するように構成された任意の装置であってもよいが、これらに限定されない、図２３に示す例では、エンドユーザ装置２３３０もゲートウェイ２３３０である。

図２４は、例示的な実施形態によるスマートツールシステムの通信アーキテクチャの別の実装を示す。ツールモニタ２４１０は、被モニタツール２４００上のデータを収集し、所定の間隔またはカスタムされた間隔で、情報をクラウドシステム２４４０に直接渡すことができる。次に、データは、クラウド２４４０から引き出され、次いで、分析ソフトウェアを実行する特殊なソフトウェアおよびハードウェアシステム２４５０によって処理される。このソフトウェアは、エンドユーザおよび／またはツールモニタ２４１０の装置に、特殊な情報を直接配信することができる。特殊目的のシステム２４５０は、本明細書で説明する診断またはレビュー評価のいずれかを実行するために、クラウドシステム２４４０上に格納されたシグネチャプロファイルおよび他の情報とともに、モニタ２４１０から受信したセンサデータを処理することができる。次いで、これらの評価の結果は、ツール２４００のエンドユーザに中継され、および／またはフィードバック、試験、および／または開発の目的のために収集され得る。

図２３の通信アーキテクチャに示されるゲートウェイは、典型的にはデータを送信する前に通信するためにゲートウェイ接続およびインターフェースを必要とする、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）対応、ＲＦＩＤ対応、または他の通信技術である。これは、ユーザが、モバイル装置またはコンピュータにアプリケーションをインストールすること、ローカルルータまたは独立アンテナ装置を現場のセンサ技術の範囲内に配置すること、またはクラウドにデータを取得し送信する目的でツールモニタ上の技術を起動するために、ツールモニタ上の装置とは独立した、装置とは別個の特定のローカルエリアに起動ユニットを使用すること、を必要とすることを伴う。ゲートウェイ装置とユーザーアクティベーションのこれらの要件は、導入、一貫した使用、およびデータへのアクセスの制限についてハードルを生成する。ゲートウェイ要件により、ユーザの導入が少ない、ゲートウェイ技術の使用率が低い、またはこれらのゲートウェイ依存装置を持つツールがゲートウェイの有効範囲外に移動する、ことを理由として、ツールに関するデータと情報がクラウドに送信されないようにすることができる。

図２４に示すシステムは、ツールモニタ２４１０によって収集されたデータを、ユーザが任意の種類のゲートウェイをセットアップまたは利用することを必要とせずに、クラウドシステムに直接送信するという利点を有する。これは、例えば、通信接続を確立し、情報を送信するために、ツールモニタ２４１０内で無線電気通信カード（ｓｉｍカードなど）を使用することによって達成することができる。

開示されたスマートツールシステムにはいくつかの利点がある。現在のところ、日常的な通常の使用状況において、特定の個々のツールおよび特定の個々の部品に加えられる機械的動作、電気的動作、電子的動作、またはｇ力のサイクルの測定値を正確に測定し、クラウドに報告する方法はない。空気圧式ツールに単一サイクルが発生するが、これに限定されるものではなく、ツールのトリガが押されると、電子信号および／または電気信号が完了し、これにより、モータを複数回回転させるツールの回路が完成し、これ自体が、締結部材、付属装置、および／または消耗品の動作を駆動または動力供給する。開示されたスマートツールシステムは、製品の多くの部分についての深いデータ取得を可能にし、これは、ユーザ、売り手、流通業者、ブランド、ブランド企業、および前記ツールの製造業者により大きな利益をもたらすのに役立つ。異なる利点のいくつかは訓練、保守管理、保証管理、在庫管理、製品開発、製品配送、安全基準生成などであるが、これらに限定されない。ツールモニタはツールが使用の各単一サイクルおよび指定された間隔で経過したときに、単一ポイントおよび複数ポイントのデータを記録、保存、および送信することができる。

ユーザが非電動または非電子コンプレッサ依存の圧縮駆動ツールを有する場合、このモニタを製品に追加することは、ユーザにとって複数の利点を追加する。これは、発射または駆動される締結部材の正確な量を知ることができること、締結部材の配置および使用の詳細を追跡すること、発射または撃ち込まれる締結部材および材料のタイプを識別すること、消費または使用されている付属装置の正確な量を知ることができること、異なる付属装置および部品の寿命を識別することができること、付属装置の交換および使用の詳細を追跡することができること、予防保守のための警告を受け取ることができること、特定のツールを見つけること、保証管理を提供すること、前記ツールのユーザ使用に基づいて特殊な安全訓練および安全基準を導入および開発することなどを含むが、これらに限定されない複数の機能をツールに追加する。

スマートツールモニタシステムを有することは、ダウンタイムの低減、メンテナンススケジュールの支援、修理コストの低減、製品開発の改善、ユーザの安全性の向上、より良い安全基準の開発の支援、ツール損失の防止、アクティブ盗難保護サービスの作成、ツールロックアウトおよびロックの実施、ツールの装備および解除の実施、個々のツールの音声警報の可能化などを支援することができる。また、これは、ユーザ、エンドユーザ、ブランドの製造業者、ブランドおよびブランド企業、小売業者、オンライン販売業者および再販業者、ならびにこのタイプの製品の流通業者および卸売業者に複数の利益をもたらすための正確なデータを提供するのにも役立つ。これは、これらのタイプのユーザがツールをサポートし、現在ツールでは利用できないその他の利点を提供するのに役立つ場合がある。

ツールモニタ装置およびそれが生成し、提供するセンサ生成データは、製品のユーザおよび生産者に安全および安全意識を高める能力を提供する。これは、実世界およびリアルタイムのデータを提供するので、ツールに対する誤用の警告を提供し、ツールの適切かつ推奨される使用をユーザに教え、訓練することによって、ユーザのリスクを低減するのを助けることができる。生産者にとって、データは、より安全で信頼性の高い製品を開発するのに役立つ。これはまた、様々な安全機関および規制当局のための新しい改善された安全基準を形成するためのデータを生成するのに役立つ。

ツールモニタ装置およびセンサ生成データは、リアルワールドおよびリアルタイムのデータを送達するので、ツールを使用することの健康影響に関するレポートを送達することができる。それは、ユーザが経験するｇ力について報告し、異なる推奨を通じてそれらのｇ力を低減するのを助けることができる。これは、ユーザがツールを保持する方法について報告し、警告を送信して、負傷および疲労を軽減するのを助けることができる。

ツールモニタ装置およびそれが生成および配送するセンサ生成データは、材料設置品質レポートを生成することによって、より高品質で安全な製品、技能、および仕事を生み出すための能力を、ツールのユーザへ提供する。

それは、リアルタイムおよびリアルワールドデータを使用するので、ビデオ、推薦、ブログ、テキスト等を生成し、データによって生成された使用プロファイルに基づいて各個人ユーザに配信することができる。さらに、リアルタイムおよびリアルワールドデータを使用するので、ユーザがそれらの在庫を管理し、ツール、部品、付属装置、および締結部材を含むがこれらに限定されない、盗まれた財産を追跡するのを助けることができる。

上述の技術の１つまたは複数は、コンピュータシステムが上述の技術を実施することを可能にする、コンピュータ読み取り可能な命令がロードされた１つまたは複数の特殊目的のコンピュータシステムで実施可能であるか、またはそれを含むことができる。図２５は、コンピューティング環境２５００の一例を示す。コンピューティング環境２５００は、説明された実施形態の使用または機能の範囲に関するいかなる限定をも示唆することを意図するものではなく、例えば、ツールモニタ装置、クラウドシステム、ゲートウェイ装置、センサデータシグネチャの分析を実行するための専用プロプライエタリコンピューティングシステムなどに対応することができる。

図２５を参照すると、コンピューティング環境２５００は、少なくとも１つの処理ユニット２５１０およびメモリ２５２０を含む。処理ユニット２５１０はコンピュータ実行可能命令を実行し、実プロセッサまたは仮想プロセッサとすることができる。多重処理システムでは、複数の処理ユニットがコンピュータ実行可能命令を実行して処理能力を増大させる。メモリ２５２０は揮発性メモリ（例えば、レジスタ、キャッシュ、ＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、またはこれら２つの何らかの組み合わせとすることができる。メモリ２５２０は、記述された技術を実施するソフトウェア２５８０を記憶することができる。

コンピューティング環境には、追加機能を設定できる。例えば、コンピューティング環境２５００は、記憶装置２５４０、１つまたは複数の入力装置２５５０、１つまたは複数の出力装置２５６０、および１つまたは複数の通信接続２５９０を含む。バス、コントローラ、またはネットワークなどの相互接続機構２５７０は、コンピューティング環境２５００の構成要素を相互接続する。典型的には、オペレーティングシステムソフトウェアまたはファームウェア（図示せず）がコンピューティング環境２５００で実行される他のソフトウェアのためのオペレーティング環境を提供し、コンピューティング環境２５００の構成要素の活動を調整する。

ストレージ２５４０は、リムーバブルまたは非リムーバブルとすることができ、磁気ディスク、磁気テープまたはカセット、ＣＤ?ＲＯＭ、ＣＤ?ＲＷ、ＤＶＤ、または情報を格納するために使用することができ、コンピューティング環境２５００内でアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。記憶装置２５４０は、ソフトウェア２５８０のための命令を記憶することができる。

入力装置２５５０は、キーボード、マウス、ペン、トラックボール、タッチスクリーン、またはゲームコントローラなどのタッチ入力装置、音声入力装置、スキャン装置、デジタルカメラ、リモコン、またはコンピューティング環境２５００に入力を提供する別の装置とすることができる。出力装置２５６０は、ディスプレイ、テレビ、モニタ、プリンタ、スピーカ、またはコンピューティング環境２５００からの出力を提供する別の装置とすることができる。

通信接続２５９０は、通信媒体を介して別のコンピューティングエンティティへの通信を可能にする。通信媒体は、コンピュータ実行可能命令、オーディオまたはビデオ情報、または他のデータなどの情報を、変調されたデータ信号で伝達する。変調されたデータ信号は、信号内の情報を符号化するようにその特性の１つまたは複数が設定または変更された信号である。限定ではなく例として、通信媒体には、電気、光学、ＲＦ、赤外線、音響、または他の搬送波で実施される有線または無線技術が含まれる。

実施の一態様として、コンピュータ可読媒体も含まれる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ環境内でアクセス可能な任意の利用可能な媒体である。限定ではなく例として、コンピューティング環境２５００内では、コンピュータ可読媒体がメモリ２５２０、記憶装置２５４０、通信媒体、および上記のいずれかの組み合わせを含む。

図２５は、識別を容易にするためだけに、コンピューティング環境２５００、ディスプレイ装置２５６０、および入力装置２５５０を別個の装置として示す。コンピューティング環境２５００、ディスプレイ装置２５６０、および入力装置２５５０は別個の装置（たとえば、ワイヤによってモニタおよびマウスに接続されたパーソナルコンピュータ）とすることができ、単一の装置（たとえば、スマートフォンまたはタブレットなどのタッチディスプレイを有するモバイル装置）、または装置の任意の組合せ（たとえば、タッチスクリーンディスプレイ装置に動作可能に結合されたコンピューティングデバイス、単一のディスプレイ装置および入力装置に取り付けられた複数のコンピューティングデバイスなど）に統合することができる。コンピューティング環境２５００は、セットトップボックス、パーソナルコンピュータ、または１つまたは複数のサーバ、例えば、ネットワーク化されたサーバのファーム、クラスタ化されたサーバ環境、またはコンピューティングデバイスのクラウドネットワークであり得る。

記載された実施形態を参照して本発明の原理を記載し、図示したが、記載された実施形態はそのような原理から逸脱することなく、配置および詳細において修正され得ることが認識されるであろう。ソフトウェアで示される実施形態の要素はハードウェアで実現することができ、その逆も可能である。

本発明の原理を適用することができる多くの可能な実施形態を考慮して、本発明は、以下の特許請求の範囲およびその均等物の範囲および精神内に入ることができるようなすべての実施形態を本発明として請求する。

Claims (19)

1. 空気圧式ツールの外部に取り付けられるよう構成された外付け空気圧式ツールモニタ装置であって、
   空気圧式ツールの外面と当該空気圧式ツールの外面の複数の取り付け点で結合するように構成された外付け空気圧式ツールモニタ装置ハウジングと、
   前記外付け空気圧式ツールモニタ装置ハウジング内に配置され、前記空気圧式ツールの操作を検出したことに応じて前記外付け空気圧式ツールモニタ装置を休止モードから覚醒モードへ移行させるように構成された、１つまたは複数のコントローラと、
   前記外付け空気圧式ツールモニタ装置ハウジング内に配置された圧力センサと加速度計とを含み、期間にわたって前記空気圧式ツールの特性であって、前記複数の取り付け点のうち一つの取り付け点における前記空気圧式ツールの圧力および加速度を含む特性を測定するように構成された１つまたは複数のセンサと、
   前記外付け空気圧式ツールモニタ装置ハウジング内に配置され、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置から１つまたは複数の外部装置にデータを送信するように構成された通信インターフェースであって、送信される前記データは、前記期間にわたって測定された前記空気圧式ツールの前記１つまたは複数の特性に少なくとも部分的に基づいて生成される、通信インターフェースと、
   前記外付け空気圧式ツールモニタ装置ハウジング内に配置され、１つまたは複数のセンサおよび通信インターフェースに電力を供給するように構成された電源と、を備え、
   前記１つまたは複数のセンサの少なくとも１つは、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置が前記覚醒モードにあるとき動作状態とされ、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置が前記休止モードにあるとき非動作状態とされる、外付け空気圧式ツールモニタ装置。
2. 前記電源は、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置が前記覚醒モードにあるとき前記１つまたは複数のセンサおよび前記通信インターフェースへ動力を供給し、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置が前記休止モードにあるとき前記１つまたは複数のセンサのうち１つまたは複数または前記通信インターフェースへの電力供給を抑制する、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
3. 前記１つまたは複数のセンサのうち少なくとも１つのセンサが覚醒センサを含み、前記覚醒センサの測定に基づいて前記空気圧式ツールの操作が検出される、請求項１に記載の
   外付け空気圧式ツールモニタ装置。
4. 前記外付け空気圧式ツールモニタ装置ハウジングは、前記複数の取り付け点において前記空気圧式ツールの前記外面と取り外し可能に結合するように構成された、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
5. 前記空気圧式ツールの前記１つまたは複数の特性の各々が、電磁特性または物理特性のいずれかを含む、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
6. 前記１つまたは複数のコントローラは、さらに、前記１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数のデータシグネチャを生成するように構成された、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
7. 前記１つまたは複数のコントローラは、
   １つまたは複数の生成されたデータシグネチャ内の少なくとも１つの生成されたデータシグネチャを１つまたは複数の格納されたデータシグネチャと比較し、前記比較に少なくとも部分的に基づいて診断評価を生成するよう構成された、請求項６に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
8. 前記１つまたは複数のコントローラは、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置の前記空気圧式ツールへの取り付け位置を示す位置データを送信するよう構成された、請求項６に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
9. 前記１つまたは複数のセンサは、オーディオセンサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、気圧センサ、電流センサ、電圧センサ、ホール効果センサ、電磁センサ、または温度センサのうちの１つまたは複数をさらに備える、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
10. 前記１つまたは複数の外部装置は、１つまたは複数のクラウドサーバを備える、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
11. 前記通信インターフェースは、セルラ通信インターフェースを含み、
    前記通信インターフェースは、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置から前記１つまたは複数のクラウドサーバにデータを直接送信するように構成された、請求項１０に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
12. 前記通信インターフェースは、無線インターフェースと、赤外線インターフェースと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェースと、近距離通信インターフェースと、無線周波数インターフェースとのうちの１つを含み、
    前記通信インターフェースは、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置と前記１つまたは複数のクラウドサーバとの間に配置されたゲートウェイ装置を介して、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置から前記１つまたは複数のクラウドサーバにデータを送信するように構成された、請求項１０に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
13. 期間にわたってツールの１つまたは複数の特性に基づいて診断評価を実行するために、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって実行される方法であって、
    前記１つまたは複数のコンピューティングデバイスのうちの少なくとも１つによって、ツールに結合されたツールモニタ装置からデータを受信するステップであって、受信されたデータは、ツールモニタ装置の１つまたは複数のセンサによって前記期間にわたって取り込まれたツールの１つまたは複数の特性の測定値に少なくとも部分的に基づいて生成さ
    れる、ステップと、
    前記１つまたは複数のコンピューティングデバイスのうちの少なくとも１つによって、１つまたは複数の測定されたプロパティに少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のデータシグネチャを生成するステップと、
    前記１つまたは複数のコンピューティングデバイスのうちの少なくとも１つによって、１つまたは複数の生成されたデータシグネチャ内の少なくとも１つの生成されたデータシグネチャを、１つまたは複数の診断結果に対応する１つまたは複数の格納されたデータシグネチャと比較し、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイスのうちの少なくとも１つによって、前記比較に少なくとも部分的に基づいて診断評価を生成するステップと、を含む方法。
14. 前記１つまたは複数のセンサは、オーディオセンサ、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、圧力センサ、気圧センサ、電流センサ、電圧センサ、ホール効果センサ、電磁センサ、または温度センサのうちの１つまたは複数を備える、請求項１３に記載の方法。
15. 期間にわたってツールの１つまたは複数の特性に基づいて診断評価を実行するための装置であって、
    １つまたは複数のプロセッサと、
    前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された、１つまたは複数のメモリとを備え、
    前記１つまたは複数のメモリは、前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに、
    前記ツールに結合されたツールモニタ装置からデータを受信する処理であって、受信されるデータは、前記ツールモニタ装置の１つまたは複数のセンサによって前記期間にわたって取り込まれたツールの１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて生成された、処理と、
    前記１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のデータシグネチャを生成する処理と、
    前記１つまたは複数の生成されたデータシグネチャ内の少なくとも１つの生成されたデータシグネチャを、１つまたは複数の診断結果に対応する１つまたは複数の格納されたデータシグネチャと比較し、前記比較に少なくとも部分的に基づいて診断評価を生成する処理と、を行わせる命令を格納する、装置。
16. 前記１つまたは複数のセンサは、オーディオセンサ、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、圧力センサ、気圧センサ、電流センサ、電圧センサ、ホール効果センサ、電磁センサ、または温度センサのうちの１つまたは複数を備える、請求項１５に記載の装置。
17. 期間にわたってツールの１つまたは複数の特性に基づいて診断評価を実行するための、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体は、
    前記ツールに結合されたツールモニタ装置からデータを受信する処理であって、受信されたデータは、前記ツールモニタ装置の１つまたは複数のセンサによって前記期間にわたって取り込まれた前記ツールの前記１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて生成された、処理と、
    前記１つまたは複数の測定された特性に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のデータシグネチャを生成する処理と、
    １つまたは複数の生成されたデータシグネチャ内の少なくとも１つの生成されたデータシグネチャを、１つまたは複数の診断結果に対応する１つまたは複数の格納されたデータシグネチャと比較し、前記比較に少なくとも部分的に基づいて診断評価を生成する処理とを含む、コンピュータ可読媒体。
18. 前記１つまたは複数のセンサは、オーディオセンサ、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）センサ、圧力センサ、気圧センサ、電流センサ、電圧センサ、ホール効果センサ、電磁センサ、または温度センサのうちの１つまたは複数を備える、請求項１７に記載の少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体。
19. 前記１つまたは複数のコントローラは、前記１つまたは複数のセンサの少なくとも１つが非動作状態となったことに少なくとも部分的に基づいて、前記外付け空気圧式ツールモニタ装置を覚醒モードから休止モードへ移行させるよう構成された、請求項１に記載の外付け空気圧式ツールモニタ装置。
    

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