WO2021244788A1 - Handgerät mit sensoreinrichtung zum charakterisieren eines bearbeiteten untergrunds - Google Patents

Handgerät mit sensoreinrichtung zum charakterisieren eines bearbeiteten untergrunds Download PDF

Info

Publication number
WO2021244788A1
WO2021244788A1 PCT/EP2021/057970 EP2021057970W WO2021244788A1 WO 2021244788 A1 WO2021244788 A1 WO 2021244788A1 EP 2021057970 W EP2021057970 W EP 2021057970W WO 2021244788 A1 WO2021244788 A1 WO 2021244788A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hand
subsurface
sensor
designed
processing
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/057970
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Kuhn
Original Assignee
Adolf Würth GmbH & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adolf Würth GmbH & Co. KG filed Critical Adolf Würth GmbH & Co. KG
Priority to CN202180040609.XA priority Critical patent/CN115803151A/zh
Priority to EP21716640.4A priority patent/EP4161736A1/de
Priority to US18/000,667 priority patent/US20230211477A1/en
Publication of WO2021244788A1 publication Critical patent/WO2021244788A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/002—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose for special purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F1/00—Combination or multi-purpose hand tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/004—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose of the ratchet type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a hand-held device, an arrangement, a method, a computer-readable storage medium and a software program.
  • a trained user can derive rough information about the subsurface by examining the drilling dust. Under certain circumstances, white drilling dust can indicate plasterboard or limestone, red drilling dust an underground made of brick, etc. Certain events during the drilling process can also be used to draw certain conclusions: Hardly any drilling progress suggests concrete, cracks in drilling on one Hollow chamber stone, normal drilling progress could indicate a steady subsurface.
  • a hand-held device for manual operation by a user having a processing device which is designed for processing a subsurface, and a sensor device which is used to detect sensor data indicative of a condition of the subsurface before, during and / or is formed after the processing of the subsurface.
  • an arrangement which has a hand-held device with the features described above and a communication device which is coupled or can be coupled to the hand-held device for transmitting the sensor data from the hand-held device to the communication device in a communicable manner, and has a determination device, which is designed to determine information indicative of the nature of the subsurface based on the transmitted sensor data, the communication device being designed to transmit the information to the hand-held device and the hand-held device being designed to receive the information from the communication device.
  • a method for operating a hand-held device (in particular a hand-held device with the features described above) that can be operated manually by a user is provided for processing a subsurface, the method using the hand-held device to detect sensor data indicative of a condition of the subsurface before, during and / or after processing the subsurface by means of the hand-held device, and determining, in particular on the hand-held device or on a communication device coupled to be able to communicate with the hand-held device, information based on the sensor data that is indicative of a condition of the subsoil.
  • a program for operating a hand-held device that can be operated manually by a user for processing a subsurface is stored, which program, when executed by one or more processors, has or carries out the method steps described above.
  • a software program for example formed by one or more computer program elements
  • a software program for example formed by one or more computer program elements
  • for operating a hand-held device that can be operated manually by a user for processing a subsurface has the method steps described above (or performs them or controls them ) if it is being executed by one or more processors.
  • Embodiments of the present invention can be implemented both by means of a computer program, that is, software, and by means of one or more special electrical circuits, that is, in hardware, or in any hybrid form, that is, by means of software components and hardware components.
  • a “hand-held device” can be understood to mean, in particular, a portable device that can be manually operated and carried by a user and with which a subsurface can be processed be drilled in the subsurface and / or a driving force can be applied to a fastening element to be set in a subsurface.
  • the driving force can in particular be a rotating or rotational driving force, optionally superimposed with a translational driving force
  • the drive force can alternatively also be a purely translational drive force.
  • a drive force of a hand-held device can be pneumatic, hydraulic or be an electrical drive force that is generated, for example, by a pneumatic device, a hydraulic device or an electric motor, or it can be a muscle power of a user.
  • hand-held tools examples include a cordless screwdriver, a cordless drill, a screwdriver, a pulse screwdriver, a ratchet screwdriver, a drill, an impact wrench and a hammer drill.
  • Other examples of hand tools are a screwdriver handle, an angled handle, a ratchet or a torque wrench.
  • processing device can be understood to mean in particular a mechanism or an assembly that enables processing, in particular material-removing or drilling-hole-producing processing, of the subsurface It is also possible, however, for the processing device to have a bit accommodated in the chuck for actuating a drive in a head of a fastening element for introducing (with or without pre-drilling) the fastening element into the subsurface by means of the hand-held device Processing the subsurface with the processing device, a fastening element, optionally in combination with a dowel, can be placed in the drilled hole that has been formed.
  • a "fastening element” can in particular be understood to mean a body that can be introduced into a substrate or anchoring substrate by means of the hand-held device, in particular rotating Alternatively, the fastening element can also be a nail or a rivet, for example Fastening element can have a self-tapping or self-tapping external thread.
  • a fastening element can be inserted into the substrate with or without anchors.
  • a dowel can be advantageous, for example, if the substrate has hollow chambers and a pull-out force of a fastening element is not sufficiently great due to the hollow chambers without dowels.
  • the term "subsurface” can in particular be understood to mean an anchoring base suitable for anchoring a fastening element.
  • Such an anchoring base can in particular be or have a wall, further in particular a vertical wall Wood building materials, but also concrete and masonry building materials, metal or plastic components.
  • Such a substrate can also be any composite material made of several different material components.
  • the substrate can have cavities or can be solid (ie free of cavities).
  • the term “sensor device” can be understood to mean, in particular, one or more sensor elements for generating sensor data that allow a conclusion to be drawn about at least one property of the substrate processed by means of the hand-held device To enable force detection, temperature detection, speed and / or acceleration detection, acoustic detection, haptic detection, electrical, magnetic or electromagnetic detection, etc. It is particularly advantageous to combine several of the named and other detection mechanisms with one another.
  • condition of the subsurface can be understood to mean, in particular, any property of the subsurface that is decisive for the processing of the subsurface with the handheld device Related to the processing by the hand-held device or a setting process for setting a fastening element in the substrate.
  • quality information with regard to the substrate are its material, its solid or hollow body properties, its hardness, its degree of moisture, etc.
  • a hand-held device which is equipped with a sensor device for detecting sensor data indicative of the nature of the subsurface.
  • the hand-held device can record sensor data before, during or after processing the subsurface, which allow conclusions to be drawn about the nature of the subsurface.
  • a process for processing the subsurface by means of the hand-held device by a user and / or a corresponding post-treatment of the processed subsurface (for example a setting process for setting a fastening element in a previously formed borehole) can be adapted to a determined subsurface condition.
  • processing of the subsurface for example forming a borehole or setting a fastening element in the subsurface
  • Special specialist knowledge or experience of a user are not required. Since the sensor device is integrated into the hand-held device for processing the subsurface, a user only needs to operate the hand-held device in order to obtain the sensor data for characterizing the subsurface in addition to processing the subsoil with the hand-held device.
  • the hand-held device can have a determination device that is used to determine a for the Condition of the subsurface indicative information based on the sensor data is formed.
  • the hand-held device itself can therefore autonomously evaluate the sensor data and draw conclusions from this about the nature of the subsurface. Further processing of the subsurface can then be carried out taking into account the condition of the subsurface that has been determined.
  • the hand-held device can have a communication device for (in particular wireless or wired) communication with a communication device that can be coupled and is separate from the hand-held device for transmitting the sensor data to the communication device, the communication device for receiving information that is indicative of the nature of the subsurface is formed by the communication device, which can be determined based on the transmitted sensor data on the communication device.
  • the sensor data are only recorded on the hand-held device and evaluated centrally on a communication device that is coupled in a communicable manner.
  • the hand-held device can be designed to be compact and lightweight, and the data evaluation for determining the nature of the subsurface from the sensor data recorded on the hand-held device can be carried out centrally for many hand-held devices on a shared communication device.
  • the processing device can be designed as a drilling device for drilling a hole in the subsurface and / or as a setting device for setting a fastening element in the subsurface.
  • the processing device can be designed for at least partial penetration into the subsurface.
  • the machining device can in particular have a chuck for receiving a drill, which drill can also be associated with the machining device.
  • the hand-held device can preferably be used as a drill with integrated sensors for characterizing the be formed to be drilled underground. It is also possible that, instead of the drill, a bit is received on the chuck in order to screw a fastening element (for example into a previously formed borehole) into the ground.
  • the sensor device can have an optical sensor device, in particular a camera, for capturing optical sensor data from the subsurface and / or from the processing device, in particular material from an interior of the subsurface, further in particular drilling dust from an interior of the subsurface .
  • the determination device can be designed to determine the information indicative of the nature of the subsurface on the basis of a color of the interior of the subsurface determined from the optical sensor data.
  • such an optical sensor device can record an image of the exterior and / or the interior of the borehole. This enables the drilling quality in the subsurface to be determined.
  • the material of the subsurface can be characterized or determined by analyzing drill dust and / or a borehole wall by means of an optical sensor device.
  • Such an optical sensor device can in particular be used to determine the color of the drilling dust.
  • the color of the drilling dust allows conclusions to be drawn about the material of the subsurface. For example, white drilling dust can indicate sand-lime brick or aerated concrete, gray drilling dust can indicate concrete or concrete blocks, red drilling dust can indicate bricks, etc. or damp drilling dust is present. This is because the degree of moisture in a substrate influences its color and is therefore accessible to optical detection.
  • the determination device can be designed to determine an error state of the processing device from the optical sensor data. For example, by means of sensor data from an optical sensor device in connection with pattern recognition or the like, it can be determined whether wear marks are exposed in a concrete drill.
  • the sensor device can have a distance measuring device, in particular a laser sensor or an ultrasonic sensor, for capturing distance data between the handheld device and the ground.
  • the determination device can be designed to determine the information indicative of the nature of the subsurface on the basis of a penetration progress determined from the distance data (for example a drill of the machining device), in particular a time dependency of the penetration progress into the subsurface.
  • a distance sensor can, for example, measure a distance between the hand tool and the ground and in this way provide information about the drilling progress. If a drill penetrates into a hollow chamber of a hollow chamber stone, for example, there may be a sudden reduction in the distance until the drill has advanced to the next web of the hollow chamber stone. The occurrence of sudden changes in distance, detected by sensors, can therefore be used as an indicator of the presence of a subsurface with hollow chambers. The length of a jump over time can be used as a measure of the size of a hollow chamber.
  • the hand-held device can have a drive device for providing drive energy for driving the processing device for processing the subsurface.
  • the sensor device can have a drive energy measuring device, in particular a tachometer of a motor of the drive device, for detecting the drive energy for driving the machining device.
  • the determination device can determine the information indicative of the nature of the subsurface, in particular a hardness of the subsurface and / or its presence or a dimension at least one macroscopic cavity can be formed in the subsurface on the basis of the recorded drive energy, in particular a time dependency of the recorded drive energy.
  • a sudden, temporary drop in drive energy over a certain period of time can provide information about the existence and / or size of hollow chambers. Motor current, motor torque and / or motor power can or can be reduced as sources of information.
  • the sensor device can have a pressing force measuring device for detecting a pressing force of the processing device on the substrate.
  • the determination device can then be used to determine the information indicative of the nature of the substrate, in particular a hardness of the substrate and / or the presence or a dimension of at least one macroscopic cavity in the substrate, on the basis of the detected pressure force, in particular a time dependency of the detected pressure force, be trained.
  • the contact pressure or the contact pressure can be measured, for example, by a capacitive sensor. The harder the surface, the higher the required contact pressure. During the penetration of cavities in the subsurface, the pressure force drops suddenly and temporarily.
  • the sensor device can have a temperature measuring device, in particular an infrared sensor, for detecting a temperature of the processing device during and / or after penetration into the subsurface.
  • the determination device can then be designed to determine a hardness of the subsurface and / or a fault condition of the processing device on the basis of the temperature.
  • a temperature measuring device can detect the temperature of a drill after a borehole has been formed in the subsurface. The hotter the drill after this one The harder the subsurface is, the harder it is. Overheating of the drill can also be measured by means of such a temperature measuring device. If the last-mentioned error case is recognized, a corresponding measure can be taken (for example output of a warning, emergency stop, etc.).
  • the sensor device can have a moisture measuring device for detecting a moisture or a moisture level of the subsurface.
  • the determination device can then be designed to determine the information indicative of the nature of the subsurface on the basis of the detected moisture.
  • an optical sensor device can be used to measure moisture, since the color of the substrate material differs when it is wet and when it is dry.
  • a liquid sensor or a chemical sensor for measuring moisture. The moister the surface, the more delicate a fastening process can be. In the case of a damp subsurface, it may be necessary, for example, to use a longer fastening element or to use an additional dowel in order to ensure sufficient setting force.
  • the determination device can be designed to determine the information by comparing the sensor data with previously known data records from a database.
  • the database can preferably contain characteristic sensor data for different hand-held devices and different substrates and / or substrate properties. For example, empirical data from experiments, data from model calculations, expert rules and / or elements of artificial intelligence can be used to determine the parameter values of the subsurface (e.g. color of drilling dust, contact pressure, jumps in engine power) properties of the subsurface (e.g. material, hardness) , Cavity size). Then you can go through a database comparison, for example by searching a lookup table, by means of the sensor device detected sensor data can be assigned to properties of the subsurface.
  • the hand-held device can have a storage device in which the data records of the database are stored. Said data records can thus be stored in a storage device, for example an electronic mass storage device such as a hard disk, of the hand-held device itself.
  • the database comparison for determining the information can then be carried out independently on the handheld device.
  • the handheld device can have a communication device for (in particular wireless or wired) communication with another communication device that can be coupled and is separate from the handheld device and on which the data records of the database are stored.
  • the hand-held device itself can only acquire sensor data, but can use a communication device that is coupled in a communicable manner to determine the information about the subsurface resulting therefrom.
  • the coupling between the communication device of the hand-held device and the communication device can take place, for example, via a wireless communication network, for example the public Internet.
  • Such wireless communication is also possible directly, for example by means of Bluetooth. It is also possible to carry out such communication in a wired manner.
  • a single communication device can support many hand-held devices simultaneously or sequentially in the database comparison. A single central intelligence can then interact with many simply designed, decentralized handheld devices.
  • the handheld device can be a control device for controlling the handheld device (in particular the Processing device and / or a drive device of the hand-held device) based on the determined information indicative of the nature of the subsurface.
  • the results of the determined subsurface quality can then form the basis for subsequent operation of the hand-held device for processing the subsurface.
  • the hardness of the subsurface can be a measure of which engine output is set by the control device. It is also possible that a torque of a drive motor is temporarily reduced when it reaches the next hollow chamber of the subsurface.
  • the handheld device can have a user interface for outputting an operating recommendation for the handheld device - in particular a recommendation for the use of a dowel for the substrate and / or a fastening element - based on the determined information indicative of the nature of the substrate.
  • the user interface can have a graphical user interface with a graphical display device, for example a liquid crystal display.
  • a recommendation for the treatment of the subsurface that has previously been characterized in terms of its condition can be issued there. If, for example, it is recognized that the substrate is a substrate with large cavities, the use of a correspondingly dimensioned dowel in combination with an associated fastening element (for example a suitable screw) can be proposed. In this way, a user can be given an operating mode tailored to the previously unknown subsurface in an intuitive manner.
  • the user interface for outputting the operating recommendation for the handheld device - in particular the recommendation for the use of the dowel and / or the fastening element for the subsurface - can additionally be designed based on a user-specified load requirement for anchoring a fastening element in the subsurface.
  • the The user suggestion for processing the subsurface characterized in terms of its condition can advantageously be refined to the effect that, in addition to the condition of the subsurface determined, a load requirement specified by the user (for example a guaranteed load capacity or pull-out force) is also taken into account. In this way, a failure of a fastening element in the subsurface can be prevented with a high degree of probability, since both a load occurring during operation and the actual condition of the subsurface can be included in the user proposal.
  • the sensor device can be designed to detect or recognize a fastening element to be set.
  • the hand-held device can advantageously have a control device which is designed to control the processing device for setting the fastening element based on a result of the detection or recognition.
  • a fastening element used with the hand-held device can be recognized by sensors (for example M8 screw 100 mm in length with Torx drive).
  • the recognized fastening element can be included in an algorithm which, for example, using database information from the input data supplied, calculates the setting of the recognized fastening element accordingly and then controls it.
  • the hand-held device can be a drill.
  • the hand-held device can be a cordless screwdriver, a cordless drill, a screwdriver, an impulse screwdriver, a ratchet screwdriver, an impact screwdriver and / or a hammer drill or have a corresponding functionality.
  • the sensor device can have at least two different sensor types which are designed independently of one another and according to different sensor principles for detecting sensor data indicative of a condition of the subsurface. The determination device can then be designed to determine the information based on the sensor data in such a way that determined information is only accepted or further used if it is provided by the at least two different sensor types independently of one another and in harmony with one another.
  • Different sensor types can be, for example, the optical sensor device described above and a force sensor. Because of the different sensor principles assigned to them, the sensor data they supply can be viewed as complementary or independent of one another. Only if a certain property of the subsurface, for example a characterization of cavities in the subsurface, is mutually and consistently indicated by both or even all sensor types used, the ascertained condition of the subsurface is confirmed or further used, otherwise it can be rejected as insufficiently reliable. In this way, incorrect outputs can be effectively suppressed.
  • a certain property of the subsurface for example a characterization of cavities in the subsurface
  • the hand-held device can be designed to transmit and the communication device can be designed to receive and store information that documents an actual drilling of boreholes and an actual setting of fastening elements in the subsurface, ie indicating an actual state of the subsurface cultivation .
  • a target state of the subsurface processing can be predefined and compared with the determined actual state.
  • the building documentation indicates which fastening elements in which drill holes at which positions of the Are set underground. By storing this data for the documentation of an actual building work, it can be checked whether the target setting data correspond to the reality according to a given plan.
  • the method can include processing the subsurface by means of a robot, the robot performing the processing of the subsurface by means of the hand-held device using at least part of the sensor data.
  • a robot can automatically process a specified subsurface treatment protocol. Since a hand-held device is equipped with sensors in accordance with an exemplary embodiment of the invention, it is particularly well suited for robot-operated execution of underground work tasks.
  • the sensor data can be transmitted to the robot.
  • the robot can, for example, process a predefined subsurface processing protocol using the hand-held device, for example generate a sequence of boreholes and insert a respective fastening element into them.
  • the sensor data can enable the robot to operate the handheld device in a particularly error-resistant manner.
  • a condition of the subsoil for example: "subsoil is solid concrete”
  • the subsoil processing protocol for example: "set wood screw without pre-drilling”
  • an appropriate measure can be taken (for example, aborting the subsurface processing, outputting an error message, etc.).
  • FIG. 1 shows a hand-held device designed as a drill with an integrated sensor device and a determination device for determining a Condition of a subsurface according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows an arrangement of a hand-held device designed as a drill with an integrated sensor device and a communication device coupled therewith capable of communicating with a determination device for determining the nature of a subsurface according to another exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 3 to Figure 5 show substrates measured in a laboratory, which were processed by means of a handheld device, for filling a database with data records for correlating the properties of substrates with sensor data and characteristics of processing such substrates with a handheld device according to an exemplary embodiment of the invention.
  • a hand-held device in particular a drilling machine
  • Sensor data detected by means of the hand-held device can be processed further by the hand-held device or a communication device coupled to it for data exchange in order to derive information characterizing the subsurface from the sensor data.
  • a combination of drill and drill can be equipped with at least one sensor for measuring the depth of the borehole and / or the drilling progress.
  • a jerky or even drilling progress can be an indicator of the presence of a hollow stone or solid stone in the subsurface.
  • a sensor is provided to determine the force required to drill a borehole or to set a fastening element in the ground, it can be determined by sensors how hard the hand-held device has to work for the drilling or setting process. This in turn allows conclusions to be drawn about the subsurface, in particular its hardness and / or material. If, for example, aerated concrete is present, this can be indicated by white drilling dust detected by means of an optical sensor system and only a small amount of force or energy to create the borehole. A subsurface made of solid sand-lime brick can be identified using white drill dust and increased effort to create the borehole.
  • the combination of a sensor-recognized drilling dust color and a sensor-recognized drilling force is a particularly reliable indicator of the condition of the subsoil.
  • a hand-held device can communicate with a communication device with which a drilling and / or setting plan for a building or a subsurface is managed.
  • data can be beneficial for the
  • Building documentation can be stored. It can then be checked whether the data from such a plan match the reality in the underground.
  • the screwdriver can use data from the drill and results from laboratory tests (which can be stored in a database, for example) to suggest at least one torque for the future setting of masonry screws.
  • laboratory tests which can be stored in a database, for example.
  • the approach described here with a focus on a drilling machine can also advantageously be transferred to other machines or hand-held devices.
  • the tightening of the screw can be controlled on the basis of the nature of the subsurface detected by sensors and determined by means of sensor data processing.
  • a torque for setting the fastening element can be increased or decreased, depending on the distance from the ground, etc.
  • a camera can automatically register the emerging drill dust so that the material of the subsurface can be delimited on the basis of the image data and their evaluation.
  • a force sensor or pressure sensor can detect the pressure exerted during drilling, which provides further information about the hardness of the subsurface. If, in particular, at least two or more sensor-recorded values are combined or considered in combination for consistency or discrepancies, a particularly reliable or meaningful conclusion can be drawn about the background. Possible inaccuracies or inaccuracies with regard to only a sensor measurement can advantageously be avoided by combining several different sensor measurements.
  • Data records in a database that can be compared with sensor data recorded by sensors to derive information about the nature of the subsurface can be generated, for example, in a laboratory, further in particular in a dowel laboratory.
  • dowel laboratory for example as a basis for the approval of individual dowels
  • dowels can be set in various substrates with appropriate test holes.
  • the drilling progress, color of the drilling dust, etc. can be recorded and the data can be stored centrally in a database (for example on a server).
  • a user for example a craftsman
  • his drilling machine records corresponding sensor data, transmits this sensor data to the said server and receives a feedback or forecast from there as to which subsurface is or is likely to be present.
  • the craftsman can then choose a dowel or receive a proposal directly as to which dowel is suitable for this substrate.
  • a hand-held device designed as a drill can use a force sensor to detect the force applied to create the borehole.
  • conclusions can be drawn about the strength of the subsurface (especially in the case of masonry).
  • a hole pattern in the subsurface for example masonry
  • a camera to determine the color of the drilling dust can then be used to characterize the subsurface.
  • the tangential screwdriver can set the correct torque that is suitable for the characterized subsurface, for example to prevent the Concrete screw in the borehole and / or shearing of the concrete screw head to avoid.
  • one or more additional sensors can be provided in and / or on the drilling machine, any combination being possible depending on the application.
  • additional sensors are:
  • Infrared sensor for detecting infrared radiation emitted, for example, from a heated drill in the hand-held device
  • a range finder can be designed as an ultrasonic sensor, laser beam sensor or 3D acceleration sensor, for example.
  • a hole pattern in the subsurface can be recognized using such a range finder in conjunction with a force sensor.
  • the drilling progress can be recorded by the distance sensor, in particular whether there is jerky progress, which suggests hollow-chamber bricks.
  • a drill or other hand-held device can use a force sensor to detect the force applied to create the borehole. This allows conclusions to be drawn about the strength of the subsurface (especially in the case of masonry).
  • An infrared sensor can be provided to record the temperature of the drill after the drilling process.
  • the color of the drilling dust can be determined with a camera or the like, and on this basis it is possible to characterize the subsurface.
  • a camera registers the emerging drill dust and can then delimit the material of the subsurface. This can advantageously be combined with a determination of whether dry or moist drilling dust is present. If all these values are brought together, it is possible to draw conclusions about the subsurface.
  • a suitable anchor can also be made on the basis of ascertained knowledge of the nature of the subsurface. This can advantageously be supplemented by the user entering the required load. As a result, better or more suitable suggestions can be specifically submitted by software for the present application and for the present subsurface as well as the load desired by the user, for example by means of a software-based dowel system proposed.
  • a WLAN connection or a data cable can be used to provide communication between a hand-held device (for example a drill) and a communication device (for example a computer).
  • a hand-held device for example a drill
  • a communication device for example a computer
  • Another application of a drilling machine relates to the scenario that the drilling machine detects a component to be set.
  • the drilling machine can then use the data from the drilling machine and the results of laboratory tests to suggest at least a torque for future masonry screws and even control the screwing-in process according to the determined subsurface condition. If there is a wood screw, the torque can be increased and decreased, depending on the distance from the subsurface, etc. If, on the other hand, a concrete screw or a concrete anchor is present, the correct torque for this subsurface can be set for setting.
  • FIG. 1 shows a hand-held device 100 embodied as a drilling machine with an integrated sensor device 106 and determination device 108 for determining the nature of a subsurface 104 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the illustrated hand-held device 100 which is designed as a drill, has a drill 160 which is mounted on a chuck 162 in an exchangeable manner.
  • the chuck 162 and consequently the drill 160 are driven in rotation by means of a drive device 114 designed as an electric motor in order to produce a borehole in a subsurface 104 (for example a concrete wall or a hollow brick wall).
  • the drive device 114 receives drive energy from an accumulator 164 or, alternatively, a cable connection to a power grid.
  • the drive device 114 is controlled by a control device 122, a user being able to influence the control of the hand-held device 100 by means of the control device 122 by actuating an actuation device 166 on a handle 170.
  • the hand-held device 100 shown in FIG. 1 is designed as a portable drilling device for manual operation by a user and has a processing device 102 which is configured for drilling processing of the subsurface 104, ie for forming a borehole in the subsoil 104.
  • the processing device 102 is formed from the drill 160 and the chuck 162. In operation, the machining device 102 penetrates with its drill 160 into the subsurface 104 when a borehole is drilled in the subsurface 104.
  • the hand-held device 100 contains a sensor device 106 formed from a plurality of individual sensors according to FIG.
  • the nature of the subsurface 104 is understood to mean, for example, the material of the subsurface 104, the hardness of the subsurface 104 as well as the presence or absence and possibly the size of hollow chambers in the subsurface 104.
  • the sensor device 106 is described in more detail below.
  • the handheld device 100 has a determination device 108 embodied, for example, as a processor 128, as a plurality of processors 128 or as part of a processor 128.
  • the determination device 108 is designed to determine information indicative of the nature of the subsurface 104, i.e. information indicating the nature of the subsurface 104, based on the sensor data that are detected by the sensors of the sensor device 106 and provided to the determination device 108.
  • the sensor device 106 has an optical sensor device 130 which, in the exemplary embodiment shown, is designed as a camera mounted on the housing 168. This serves to acquire optical sensor data from the subsurface 104, that is to say records an image 198 of a processed area of the subsurface 104.
  • the camera can also capture an image of the drill 160 or a portion thereof. It is particularly preferred it is that by means of the camera drilling dust which emerges from an interior of the subsurface 104 when drilling a borehole by means of the machining device 102 is detected.
  • the determination device 108 is used to determine the information indicative of the nature of the subsurface 104 on the basis of a color of the drilling dust from the interior of the substrate 104 determined from the optical sensor data.
  • the material of the substrate 104 can be inferred from the color of the drilling dust , in particular if data records that have been previously stored in this regard are contained in a database 120 (which can also be designed in accordance with FIG. 2, for example).
  • the database 120 can be stored in a storage device 118 of the hand-held device 100.
  • the determination device 108 detects a possible error state of the processing device 102 on the basis of the optical sensor data. For example, it can be recognized from an image recorded by means of the camera that wear marks of the drill 160 are exposed, which indicate wear of the drill 102. At a user interface 124 designed, for example, as a display device, an alarm can then be output to a user that the drill 160 is worn and should be replaced.
  • the camera can also be used as a moisture measuring device for detecting the moisture of the subsurface 104, since a color of the drilling dust that can be detected by the camera differs in the moist state and in the dry state.
  • the moisture content of the substrate 104 can also be determined or at least estimated using the sensor data of the camera by means of the determination device 108.
  • the sensor device 106 contains a distance measuring device 132, which is designed, for example, as a laser sensor or an ultrasonic sensor.
  • the determination device 108 functions in a corresponding manner to determine those indicative of the nature of the subsurface 104 Information based on the progress of penetration of the drill 160 into the subsurface 104 determined from the distance data. In particular, a time dependency of the penetration progress of the drill 160 into the subsurface 104 is of interest, since the existence of cavities in the subsurface 104 can be derived from this. If the distance changes abruptly, the drill 160 is immersed in a new cavity. After reaching the next web in the subsurface 104, the distance is reduced very slightly over time until the next cavity and thus the next sudden reduction in distance is reached.
  • the hand-held device 100 contains a drive device 114, embodied here as an electric motor, for providing drive energy for driving the machining device 102, in particular for driving the chuck 162 and consequently the drill 160 connected to it in a rotationally fixed manner
  • a drive energy measuring device 134 which can be designed, for example, as a tachometer of the electric motor of the drive device 114.
  • the drive energy measuring device 134 serves to detect the drive energy for driving the processing device 102.
  • the determination device 108 in turn functions to determine the information indicative of the nature of the substrate 104 in the form of a hardness of the substrate 104 and / or the presence or a dimension of at least one macroscopic cavity ( See reference numeral 116 in FIG. 3 to FIG.
  • the sensor device 106 has a pressing force measuring device 136 for, for example, capacitive detection of a pressing force of the processing device 102 on the substrate 104.
  • the determination device 108 is used to determine the information indicative of the nature of the substrate 104, namely a hardness of the substrate 104 and / or the presence or a dimension of at least one macroscopic cavity 116 in the substrate 104 on the basis of a time dependency of the detected pressure force. If the pressing force is suddenly reduced, the drill 160 is immersed in a new cavity. After reaching the next web in the substrate 104, the pressure force increases again until the next cavity is reached.
  • the sensor device 106 has a temperature measuring device 138, which can be designed as an infrared sensor. Therefore, the temperature measuring device 138 is used to detect a temperature of the processing device 102, more precisely the drill 160, during and / or after penetration into the substrate 104.
  • the determination device 108 is accordingly for determining a hardness of the substrate 104 and / or a fault state of the processing device 102 is formed on the basis of the detected temperature. The higher the hardness of the subsurface 104, the more pronounced the temperature increase of the drill 160 when creating the borehole in the subsurface 104. If a temperature of the drill 160 is detected above a permissible range, a warning message can or even be output to a user by means of the user interface 124 the operation of the handheld device 100 can be stopped by means of an emergency stop.
  • the sensor data of the various sensors of the sensor device 106 are fed to the determination device 108.
  • the determination device 108 is designed to determine the information by comparing the sensor data with previously known data records from the hand-held device database 120.
  • the hand-held device 100 has a storage device 118 in which the data records of the database 120 are stored.
  • the database 120 can be filled with data records, for example in a laboratory on the basis of experimental Subsurface processing operations are obtained.
  • the database 120 can contain assigned properties of different substrates 104 for different handheld devices 100 and for different sensor devices 106 or assigned sensor data. A data comparison between the sensor data and the data in the database 120 then allows the subsurface 104 to be characterized.
  • the control device 122 is advantageously designed to control the processing device 102 based on the information determined and indicative of the nature of the subsurface 104.
  • the control device 122 can use the sensor-based characterization of the subsurface 104 as an opportunity to appropriately adapt subsequent processing of the subsurface 104 by means of the drill 160 or by means of a bit for setting a fastening element in a borehole. If the characterization of the subsurface 104 has revealed the presence and dimensions of cavities 116, for example, the drive energy of the drive device 114 can be regulated down by the drill 160 before the next cavity 116 is reached.
  • the handheld device 100 has a display device or graphical user interface 124 for outputting an operating recommendation for the handheld device 100.
  • a recommendation for the use of a dowel for a subsurface 104 characterized in terms of its composition can be output to a user in an intuitive manner.
  • This recommendation can be created based on the ascertained information that is indicative of the nature of the subsurface 104.
  • the user interface 124 can be designed to output the operating recommendation for the handheld device 100, based on a load requirement specified by the user, for anchoring a fastening element in the substrate 104.
  • a user can enter a load request, for example by means of the user interface 124, which is a setting task for a Fastener should reach at least.
  • the control device 122 can then control the operation of the hand-held device 100 in such a way that the subsurface 104 characterized by sensors and the specified load requirement are taken into account in the suggested proposal or the recommendation made.
  • the sensor device 106 can be designed to recognize or detect the fastening element to be set.
  • the control device 122 can then be designed to control the processing device 102 for setting the fastening element based on a result of the detection or recognition.
  • the combinatorial detection of several different or complementary sensor data by means of a sensor device 106 that includes different sensor types 130, 132, 134, 136, 138 has proven to be a powerful way of drawing artificial and possibly incorrect conclusions with regard to the To exclude or at least greatly suppress the nature of the substrate 104 which, if only one sensor type is taken into account, can lead to incorrect outputs under unfavorable circumstances.
  • the determination device 108 can be designed to accept a conclusion about a condition of the subsurface 104 based on sensor data as correct only if at least two different sensor types 130, 132, 134, 136, 138 consistently indicate this condition of the subsurface 104.
  • FIG. 2 shows an arrangement 126 comprising a hand-held device 100 designed as a drilling machine with an integrated sensor device 106 and a communication device 112 coupled to it capable of communicating with a determination device 108 for determining a condition of a Subsurface 104 according to another exemplary embodiment of the invention.
  • the arrangement 126 shown in FIG. 2 thus has the hand-held device 100 in the form of a drill according to FIG. 2 and the communication device 112, which is coupled to the hand-held device 100 for transmitting the sensor data from the hand-held device 100 to the communication device 112 in a communicable manner.
  • a determination device 108 forms part of the communication device 112 (and not of the hand-held device 100). Said determination device 108 is designed to determine information indicative of the nature of the subsurface 104 based on the transmitted sensor data.
  • the communication device 112 is designed to transmit the information to the hand-held device 100 and the hand-held device 100 is designed to receive the information from the communication device 112. According to FIG.
  • the hand-held device 100 is equipped with a communication device 110 which, for example, is wirelessly coupled to a transmit / receive antenna 176 of the communication device 112 via a transmit / receive antenna 174.
  • the communication between communication device 112 and hand-held device 100 can take place wirelessly, i.e. by means of electromagnetic waves 178.
  • the communication device 112 and the hand-held device 100 can be coupled to one another by means of a communication network 180, for example the public Internet.
  • the hand-held device 100 and the communication device 112 are designed as separate devices that can be used freely at different locations.
  • the hand-held device 100 uses its sensor device 106, for example in the manner shown in FIG. 1, to determine sensor data which can be used to characterize the nature of the subsurface 104. According to FIG. 2, however, these are not evaluated in the hand-held device 100 itself. Instead, the sensor data are transmitted wirelessly from the handheld device 100 to the communication device 112. The evaluation of the sensor data takes place in the communication device 112 in the determination device provided there 108.
  • the determination device 108 of the communication device 112 can also access data records in a database 120 which are stored in a storage device 118 (for example a hard disk or some other electronic mass storage device) of the communication device 112.
  • the communication device 112 can then wirelessly transmit its conclusions about the nature of the subsurface 104 to the hand-held device 100.
  • the hand-held device 100 can control or set the operation of the hand-held device 100 by means of its control device 122, for example in the manner described in FIG. 1, taking into account the determined nature of the subsurface 104. It is also possible for the handheld device 100 to then display a corresponding output via the user interface 124 to a use of the handheld device 100.
  • the communication device 112 can be designed, for example, as a central server that can operate several decentralized hand-held devices 100. In this way it is possible to provide a central intelligence and a central database 120 in the communication device 112 and to design the many portable hand-held devices 100 in a compact, lightweight and simple manner in terms of hardware. All of these handheld devices 100 can be supplied via a single central server in the form of the communication device 112 with evaluation logic for the central determination of the nature of the subsoil 104 they are working on on the basis of the sensor data recorded by them in a decentralized manner.
  • the arrangement 126 can be used to ensure correct processing of a subsurface processing plan by means of the hand-held device 100 shown in FIG.
  • a plan can be stored in the database 120 of the communication device 112 and thus at a central location.
  • a plan can be known to a craftsman who operates the hand-held device 100 in a decentralized position for processing the subsurface 104 shown in FIG.
  • Such a plan can, for example, be used for a large number of positions on the ground 104 Specify the anchoring of certain fastening elements (e.g. screws) in a predefined manner.
  • the handheld device 100 can transmit to the communication device 112 actual positions and types of fastening elements (screws, dowels, etc.) used for this purpose.
  • the hand-held device 100 can thus be designed to transmit and the communication device 112 can be designed to receive and store - in the database 120 - information that documents the drilling of boreholes and the setting of fastening elements in the subsurface 104.
  • Substrates 104 that have been processed by means of a hand-held device 100.
  • the measured substrates 104 are used to fill a database 120 with data records for correlating the properties of the substrate 104 and characteristics of processing such substrates 104 with a handheld device 100 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 3 a cross-sectional view of a substrate 104 with cavities 116 and webs 190 arranged between them is shown. Some of the cavities 116 can be filled with insulation 192, for example. A yardstick 194 or the like can be used to measure the geometry of the subsurface 104, for example an expansion of the cavities 116. Furthermore, a drill bit 160 can be used to form a borehole in the subsurface 104 and during this process sensor data can be recorded.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show further corresponding views. According to FIG. 3 to FIG. 5, for example, drilling experiments can be carried out on the substrates 104. In this case, sensor data can be recorded using sensor devices 106, as shown and described in FIG. 1 and FIG. 2.
  • test substrates 104 can be characterized by measurement technology, for example information about the arrangement of the cavities 116, the positions of the insulation 192 and the positions of the webs 190 can be assigned to the sensor data. All of this information can be filled in a database 120 with data records which, according to FIG. 1 or FIG. 2, can then be used to determine the nature of a respective subsurface 104 by a database comparison of the basis of detectable sensor data.
  • a hand-held device can be equipped with one or preferably more sensors
  • the hand-held device is particularly suitable for automatic operation, for example using a robot.
  • a corresponding robot-assisted operation of the hand-held device can be carried out according to an exemplary embodiment of the invention, for example as follows:
  • the robot drives the hand-held device to a specified target location on the ground.
  • the sensor (s) detects / detect a contact between the handheld device and the subsurface.
  • the underground processing process (for example a drilling process) is carried out by means of the robot when contact is detected.
  • the at least one sensor detects the achievement of a predetermined goal of the subsurface treatment process (for example the achievement of a desired setting depth), which triggers the termination of the subsurface treatment process (for example a setting process).
  • the robot then moves the hand-held device to a next target location (in particular on the same surface), to a subsequent one To carry out the subsurface preparation process.
  • the robot can, for example, use a predetermined protocol (for example, a drilling protocol) of several
  • the substrate processing process can be interrupted or aborted or terminated and an error message can optionally be output.

Abstract

Handgerät (100) zum manuellen Betätigen durch einen Benutzer, wobei das Handgerät (100) eine Bearbeitungseinrichtung (102), die zum Bearbeiten eines Untergrunds (104) ausgebildet ist und eine Sensoreinrichtung (106) aufweist, die zum Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Sensordaten vor, während und/oder nach dem Bearbeiten des Untergrunds (104) ausgebildet ist.

Description

Handgerät mit Sensoreinrichtuna zum Charakterisieren eines bearbeiteten Untergrunds
Die Erfindung betrifft ein Handgerät, eine Anordnung, ein Verfahren, ein computerlesbares Speichermedium und ein Software-Programm.
Im Rahmen des Setzens von Dübeln in einem Untergrund ist die Kenntnis des Untergrunds, in den gesetzt werden soll, von Relevanz für die Planung des Setzvorgangs. Insbesondere bei Sanierungen oder bei unbekannten Untergründen liegen häufig keinerlei Kenntnisse über den Untergrund vor.
Anhand einer Betrachtung von Bohrmehl kann ein geschulter Benutzer grobe Informationen über den Untergrund ableiten. Weißes Bohrmehl kann unter Umständen auf eine Gipsplatte oder Kalkstein schließen lassen, rotes Bohrmehl auf einen Untergrund aus Ziegel, etc. Anhand bestimmter Ereignisse beim Erstellen des Bohrlochs lassen sich ebenfalls gewisse Rückschlüsse ziehen: Kaum Bohrfortschritt könnte auf Beton schließen lassen, Sprünge beim Bohren auf einen Hohlkammerstein, ein normaler Bohrfortschritt könnte auf einen stetigen Untergrund hindeuten.
Die beschriebenen Hilfsmaßnahmen lassen allerdings in vielen Fällen keine exakte Schlussfolgerung hinsichtlich des tatsächlich vorliegenden Untergrunds zu und erfordern Erfahrung und technische Sachkenntnis, die bei manchen Benutzern fehlt. Dies begünstigt Setzfehler und reduziert die Verlässlichkeit und Sicherheit beim Setzen von Schrauben und dergleichen in einem unbekannten Untergrund.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeiten eines Untergrunds, insbesondere ein Bilden eines Bohrlochs und/oder ein Setzen eines Befestigungselements in einem Untergrund, in einfacher und fehlerrobuster Weise zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Handgerät zum manuellen Betätigen durch einen Benutzer geschaffen, wobei das Handgerät eine Bearbeitungseinrichtung, die zum Bearbeiten eines Untergrunds ausgebildet ist, und eine Sensoreinrichtung aufweist, die zum Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds indikative Sensordaten vor, während und/oder nach dem Bearbeiten des Untergrunds ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung bereitgestellt, die ein Handgerät mit den oben beschriebenen Merkmalen und ein Kommunikationsgerät aufweist, das mit dem Handgerät zum Übermitteln der Sensordaten von dem Handgerät an das Kommunikationsgerät kommunizierfähig gekoppelt oder koppelbar ist, und eine Ermittlungseinrichtung aufweist, die zum Ermitteln einer für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information basierend auf den übermittelten Sensordaten ausgebildet ist, wobei das Kommunikationsgerät zum Übermitteln der Information an das Handgerät und das Handgerät zum Empfangen der Information von dem Kommunikationsgerät ausgebildet sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines durch einen Benutzer manuell betätigbaren Handgeräts (insbesondere eines Handgeräts mit den oben beschriebenen Merkmalen) zum Bearbeiten eines Untergrunds bereitgestellt, wobei das Verfahren mittels des Handgeräts ein Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Sensordaten vor, während und/oder nach Bearbeiten des Untergrunds mittels des Handgeräts, und ein Ermitteln, insbesondere an dem Handgerät oder an einer mit dem Handgerät kommunizierfähig gekoppelten Kommunikationseinrichtung, einer für eine Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information basierend auf den Sensordaten aufweist. In einem computerlesbaren Speichermedium gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Programm zum Betreiben eines durch einen Benutzer manuell betätigbaren Handgeräts zum Bearbeiten eines Untergrunds gespeichert, welches Programm, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, die oben beschriebenen Verfahrensschritte aufweist bzw. durchführt.
Ein Software- Programm (zum Beispiel gebildet durch ein oder mehrere Computerprogramm-Elemente) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Betreiben eines durch einen Benutzer manuell betätigbaren Handgeräts zum Bearbeiten eines Untergrunds weist die oben beschriebenen Verfahrensschritte auf (bzw. führt diese durch oder steuert diese), wenn es von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können sowohl mittels eines Computerprogramms, das heißt einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, das heißt in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, das heißt mittels Software-Komponenten und Hardware- Komponenten, realisiert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Handgerät" insbesondere eine portable Vorrichtung verstanden werden, die von einem Benutzer händisch betätigt und getragen werden kann und mit dem eine Bearbeitung eines Untergrunds ermöglicht ist. Insbesondere kann mittels eines Handgeräts und durch Aufbringen einer Antriebskraft ein Loch in dem Untergrund gebohrt werden und/oder kann eine Antriebskraft auf ein in einem Untergrund zu setzendes Befestigungselement aufgebracht werden. Die Antriebskraft kann insbesondere eine drehende oder rotatorische Antriebskraft sein, optional überlagert mit einer translatorischen Antriebskraft. Anders ausgedrückt kann das Handgerät zum Drehantreiben einer Bearbeitungseinrichtung und somit eines Bohrers und/oder eines Befestigungselements ausgebildet sein. Die Antriebskraft kann alternativ aber auch eine rein translatorische Antriebskraft sein. Eine Antriebskraft eines Handgeräts kann eine pneumatische, eine hydraulische oder eine elektrische Antriebskraft sein, die beispielsweise von einer Pneumatikeinrichtung, einer Hydraulikeinrichtung oder einem Elektromotor erzeugt wird, oder kann eine Muskelkraft eines Benutzers sein. Beispiele für Handgeräte sind ein Akkuschrauber, ein Akku-Bohrschrauber, ein Drehschrauber, ein Impulsschrauber, ein Ratschenschrauber, eine Bohrmaschine, ein Schlagschrauber und ein Hammerbohrer. Weitere Beispiele für Handgeräte sind ein Schraubendrehergriff, ein abgewinkelter Griff, eine Ratsche oder ein Drehmomentschlüssel.
Im Rahmen dieser Anmeldung kann unter dem Begriff „Bearbeitungseinrichtung" insbesondere ein Mechanismus oder eine Baugruppe verstanden werden, der oder die eine Bearbeitung, insbesondere eine materialabtragende bzw. bohrlocherzeugende Bearbeitung, des Untergrunds ermöglicht. Insbesondere kann die Bearbeitungseinrichtung einen in einem Futter untergebrachten Bohrer zum Bohren eines Bohrlochs in einem Untergrund aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die Bearbeitungseinrichtung ein in dem Futter untergebrachtes Bit zum Betätigen eines Antriebs in einem Kopf eines Befestigungselements zum Einbringen (mit oder ohne Vorbohrung) des Befestigungselements in den Untergrund mittels des Handgeräts aufweist. Nach Bearbeiten des Untergrunds mit der Bearbeitungseinrichtung kann ein Befestigungselement, optional in Kombination mit einem Dübel, in das gebildete Bohrloch gesetzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Befestigungselement" insbesondere ein Körper verstanden werden, der mittels des Handgeräts in einen Untergrund oder Verankerungsgrund eingebracht werden kann, insbesondere drehend. Vorzugsweise ist das Befestigungselement eine Schraube, zum Beispiel eine Holzschraube zum Einbringen in einen Verankerungsgrund aus Holz. Alternativ kann das Befestigungselement aber auch beispielsweise ein Nagel oder ein Niet sein. Das Befestigungselement kann ausgebildet sein, vorbohrungsfrei oder nach Ausbilden einer Vorbohrung in den Verankerungsgrund eingebracht werden zu können. Ein drehend eingebrachtes Befestigungselement kann ein selbstschneidendes oder selbstfurchendes Außengewinde aufweisen. Das Einbringen eines Befestigungselements in den Untergrund kann mit oder ohne Dübel erfolgen. Ein Dübel kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn der Untergrund Hohlkammern aufweist und eine Auszugskraft eines Befestigungselements aufgrund der Hohlkammern ohne Dübel nicht ausreichend groß ist.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Untergrund" insbesondere ein zum Verankern eines Befestigungselements geeigneter Verankerungsgrund verstanden werden. Ein solcher Verankerungsgrund kann insbesondere eine Wand, weiter insbesondere eine vertikale Wand, sein oder aufweisen. Materialien für einen solchen Verankerungsgrund sind insbesondere Holz oder Holzbaustoffe, oder aber auch Beton- und Mauerwerksbaustoffe, Metall oder Kunststoffbauteile. Ferner kann ein solcher Untergrunds auch ein beliebiger Kompositwerkstoff aus mehreren unterschiedlichen Materialkomponenten sein. Der Untergrund kann Hohlräume aufweisen oder kann massiv (d.h. von Hohlräumen frei) sein.
Im Rahmen dieser Anmeldung kann unter dem Begriff „Sensoreinrichtung" insbesondere ein oder mehrere Sensorelemente zum Erzeugen von Sensordaten verstanden werden, die einen Rückschluss auf mindestens eine Eigenschaft des mittels des Handgeräts bearbeiteten Untergrunds zulassen. Eine solche Sensoreinrichtung kann ausgebildet sein, eine optische Detektion, eine Kraftdetektion, eine Temperaturdetektion, eine Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsdetektion, eine akustische Detektion, eine haptische Detektion, eine elektrische, magnetische oder elektromagnetische Detektion, etc. zu ermöglichen. Es ist besonders vorteilhaft möglich, mehrere der genannten und anderer Detektionsmechanismen miteinander zu kombinieren.
Im Rahmen dieser Anmeldung kann unter dem Begriff „Beschaffenheit des Untergrunds" insbesondere jede Eigenschaft des Untergrunds verstanden werden, die für die Bearbeitung des Untergrunds mit dem Handgerät maßgeblich ist. Insbesondere kann eine solche Beschaffenheit des Untergrunds im Zusammenhang mit der Bearbeitung durch das Handgerät oder einen Setzvorgang zum Setzen eines Befestigungselements in dem Untergrund stehen. Beispiele für Beschaffenheitsinformationen hinsichtlich des Untergrunds sind dessen Material, dessen Vollkörper- oder Hohlkörper-Eigenschaft, dessen Härte, dessen Feuchtigkeitsgrad, etc.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Handgerät bereitgestellt, das mit einer Sensoreinrichtung zum Detektieren von für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Sensordaten ausgestattet ist. Auf diese Weise kann das Handgerät vor, während bzw. nach Bearbeitung des Untergrunds Sensordaten erfassen, die einen Rückschluss auf die Untergrundbeschaffenheit zulassen. Auf diese Weise kann ein Vorgang zum Bearbeiten des Untergrunds mittels des Handgeräts durch einen Benutzer und/oder eine entsprechende Nachbehandlung des bearbeiteten Untergrunds (zum Beispiel ein Setzvorgang zum Setzen eines Befestigungselements in ein zuvor gebildetes Bohrloch) auf eine ermittelte Untergrundbeschaffenheit hin angepasst werden. Dadurch kann ein Bearbeiten des Untergrunds, zum Beispiel ein Bilden eines Bohrlochs bzw. ein Setzen eines Befestigungselements in dem Untergrund, in vereinfachter und fehlerrobuster Weise auf Basis objektiver Sensordaten ermöglicht werden. Besondere Fachkenntnisse oder Erfahrungen eines Benutzers sind dabei entbehrlich. Indem die Sensoreinrichtung in das Handgerät zum Bearbeiten des Untergrunds integriert ist, braucht ein Benutzer nur das Handgerät zu bedienen, um zusätzlich zum Bearbeiten des Untergrunds mit dem Handgerät durch dieses auch die Sensordaten zur Charakterisierung des Untergrunds einzuholen.
Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Handgeräts, der Anordnung, des Verfahrens, des computerlesbaren Speichermediums und des Software-Programms beschrieben.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Ermittlungseinrichtung aufweisen, die zum Ermitteln einer für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information basierend auf den Sensordaten ausgebildet ist. Das Handgerät selbst kann gemäß der beschriebenen Ausgestaltung also die Sensordaten autonom auswerten und hieraus Schlüsse über die Beschaffenheit des Untergrunds ziehen. Eine Weiterbearbeitung des Untergrunds kann dann unter Berücksichtigung der ermittelten Untergrundbeschaffenheit durchgeführt werden.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Kommunikationseinrichtung zum (insbesondere drahtlosen oder drahtgebundenen) Kommunizieren mit einem kommunizierfähig koppelbaren und von dem Handgerät separaten Kommunikationsgerät zum Übermitteln der Sensordaten an das Kommunikationsgerät aufweisen, wobei die Kommunikationseinrichtung zum Empfangen einer für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information von dem Kommunikationsgerät ausgebildet ist, die basierend auf den übermittelten Sensordaten am Kommunikationsgerät ermittelbar ist. Gemäß dieser Ausgestaltung werden an dem Handgerät die Sensordaten lediglich erfasst und an einem kommunizierfähig gekoppelten Kommunikationsgerät zentral ausgewertet. Auf diese Weise kann das Handgerät kompakt und leichtgewichtig gestaltet werden und kann die Datenauswertung zum Ermitteln der Untergrundbeschaffenheit aus den am Handgerät erfassten Sensordaten zentral für viele Handgeräte an einem gemeinsam genutzten Kommunikationsgerät durchgeführt werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Bearbeitungseinrichtung als Bohreinrichtung zum Bohren eines Lochs in dem Untergrund und/oder als Setzeinrichtung zum Setzen eines Befestigungselements in den Untergrund ausgebildet sein. Insbesondere kann die Bearbeitungseinrichtung zum zumindest teilweisen Eindringen in den Untergrund ausgebildet sein. Die Bearbeitungseinrichtung kann insbesondere ein Futter zum Aufnehmen eines Bohrers aufweisen, welcher Bohrer ebenfalls der Bearbeitungseinrichtung zugehörig sein kann. Somit kann das Handgerät bevorzugt als Bohrmaschine mit integrierter Sensorik zum Charakterisieren des zu bohrenden Untergrunds ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, dass statt des Bohrers am Futter ein Bit aufgenommen wird, um ein Befestigungselement (zum Beispiel in ein zuvor gebildetes Bohrloch) im Untergrund einzuschrauben.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung eine optische Sensoreinrichtung, insbesondere eine Kamera, zum Erfassen von optischen Sensordaten von dem Untergrund und/oder von der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere von Material aus einem Inneren des Untergrunds, weiter insbesondere von Bohrmehl aus einem Inneren des Untergrunds, aufweisen. In entsprechender Weise kann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information auf Basis einer aus den optischen Sensordaten ermittelten Farbe des Inneren des Untergrunds ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine solche optische Sensoreinrichtung ein Bild des Äußeren und/oder des Inneren des Bohrlochs aufnehmen. Dadurch kann die Bohrqualität im Untergrund ermittelt werden. Ferner kann durch Analyse von Bohrmehl und/oder einer Bohrlochwandung mittels einer optischen Sensoreinrichtung das Material des Untergrunds charakterisiert oder ermittelt werden. Eine solche optische Sensoreinrichtung kann insbesondere zur Farbbestimmung des Bohrmehls verwendet werden. Die Farbe des Bohrmehls lässt Rückschlüsse auf das Material des Untergrunds zu. So kann zum Beispiel weißes Bohrmehl auf Kalksandstein oder Porenbeton, graues Bohrmehl auf Beton oder Betonsteine hinweisen, rotes Bohrmehl kann auf Ziegel hinweisen, etc. Die Bohrmehlanalyse mittels einer optischen Sensoreinrichtung kann auch Informationen hinsichtlich eines Feuchtegrads des Untergrunds liefern, insbesondere eine Bestimmung, ob trockenes oder feuchtes Bohrmehl vorhanden ist. Denn der Feuchtegrad eines Untergrundmaterials beeinflusst dessen Farbe und ist daher einer optischen Detektion zugänglich.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Fehlerzustands der Bearbeitungseinrichtung aus den optischen Sensordaten ausgebildet sein. Beispielsweise kann mittels Sensordaten einer optischen Sensoreinrichtung in Verbindung mit einer Mustererkennung oder dergleichen ermittelt werden, ob Abnutzungsmarkierungen bei einem Betonbohrer freigelegt sind.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung eine Abstandsmesseinrichtung, insbesondere einen Lasersensor oder einen Ultraschallsensor, zum Erfassen von Abstandsdaten zwischen dem Handgerät und dem Untergrund aufweisen. In entsprechender Weise kann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information auf Basis eines aus den Abstandsdaten ermittelten Eindringfortschritts (zum Beispiel eines Bohrers der Bearbeitungseinrichtung), insbesondere einer Zeitabhängigkeit des Eindringfortschritts, in den Untergrund ausgebildet sein. Ein Abstandsensor kann zum Beispiel einen Abstand zwischen der Handmaschine und dem Untergrund messen und auf diese Weise Informationen über einen Bohrfortschritt liefern. Dringt ein Bohrer beispielsweise in eine Hohlkammer eines Hohlkammersteins ein, kann es zu einer sprunghaften Reduktion des Abstands kommen, bis der Bohrer zu einem nächsten Steg des Hohlkammersteins vorgedrungen ist. Das sensorisch erfasste Auftreten sprunghafter Abstandsänderungen kann also als Indikator für das Vorliegen eines Untergrunds mit Hohlkammern verwendet werden. Die zeitliche Länge eines Sprungs kann als Maß für die Größe einer Hohlkammer dienen.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Antriebseinrichtung zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des Untergrunds aufweisen. Die Sensoreinrichtung kann eine Antriebsenergiemesseinrichtung, insbesondere einen Drehzahlmesser eines Motors der Antriebseinrichtung, zum Erfassen der Antriebsenergie zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung aufweisen. Korrespondierend kann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information, insbesondere einer Härte des Untergrunds und/oder des Vorliegens oder einer Dimension mindestens eines makroskopischen Hohlraums in dem Untergrund, auf Basis der erfassten Antriebsenergie, insbesondere einer Zeitabhängigkeit der erfassten Antriebsenergie, ausgebildet sein. Je härter ein Untergrund, desto stärker muss der Motor arbeiten, und desto größer kann die Antriebsenergie sein. Ein sprunghafter, vorübergehender Abfall der Antriebsenergie über einen bestimmten Zeitraum hinweg kann Informationen über Existenz und/oder Größe von Hohlkammern liefern. Motorstrom, Motordrehmoment und/oder Motorleistung kann oder können als Informationsquellen reduziert werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung eine Andruckkraftmesseinrichtung zum Erfassen einer Andruckkraft der Bearbeitungseinrichtung an den Untergrund aufweisen. Insbesondere kann die Ermittlungseinrichtung dann zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information, insbesondere einer Härte des Untergrunds und/oder des Vorliegens oder einer Dimension mindestens eines makroskopischen Hohlraums in dem Untergrund, auf Basis der erfassten Andruckkraft, insbesondere einer Zeitabhängigkeit der erfassten Andruckkraft, ausgebildet sein. Die Andruckkraft bzw. der Anpressdruck können beispielsweise durch einen kapazitiven Sensor gemessen werden. Je härter der Untergrund, desto höher der erforderliche Anpressdruck. Während einem Durchdringen von Hohlräumen in dem Untergrund sinkt die Andruckkraft sprunghaft und zeitweise ab.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung eine Temperaturmesseinrichtung, insbesondere einen Infrarotsensor, zum Erfassen einer Temperatur der Bearbeitungseinrichtung bei und/oder nach einem Eindringen in den Untergrund aufweisen. Insbesondere kann die Ermittlungseinrichtung dann zum Ermitteln einer Härte des Untergrunds und/oder eines Fehlerzustands der Bearbeitungseinrichtung auf Basis der Temperatur ausgebildet sein. Zum Beispiel kann eine solche Temperaturmesseinrichtung die Temperatur eines Bohrers nach Bilden eines Bohrlochs in dem Untergrund erfassen. Je heißer der Bohrer nach dieser Bohraufgabe ist, umso härter ist der Untergrund. Auch kann mittels einer solchen Temperaturmesseinrichtung eine Überhitzung des Bohrers gemessen werden. Wird der zuletzt genannte Fehlerfall erkannt, kann eine entsprechende Maßnahme ergriffen werden (zum Beispiel Ausgabe einer Warnung, Notstopp, etc.).
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung eine Feuchtigkeitsmesseinrichtung zum Erfassen einer Feuchtigkeit bzw. eines Feuchtegrads des Untergrunds aufweisen. In entsprechender Weise kann dann die Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information auf Basis der erfassten Feuchtigkeit ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine optische Sensoreinrichtung zur Feuchtemessung eingesetzt werden, da sich die Farbe von Untergrundmaterial im feuchten Zustand und im trockenen Zustand unterscheidet. Es ist aber auch möglich, einen Flüssigkeitssensor oder einen chemischen Sensor zur Feuchtemessung einzusetzen. Je feuchter ein Untergrund ist, desto delikater kann ein Setzvorgang eines Befestigungselements sein. Bei einem feuchteren Untergrund kann es zum Beispiel erforderlich sein, ein längeres Befestigungselement zu verwenden oder zusätzlich einen Dübel zu verwenden, um eine ausreichende Setzkraft sicherzustellen.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Ermittlungseinrichtung ausgebildet sein, die Information mittels eines Abgleichs der Sensordaten mit vorbekannten Datensätzen aus einer Datenbank zu ermitteln. Bevorzugt können in der Datenbank für unterschiedliche Handgeräte und unterschiedliche Untergründe und/oder Untergrundeigenschaften charakteristische Sensordaten enthalten sein. Beispielsweise können empirische Daten aus Experimenten, Daten aus Modellrechnungen, Expertenregeln und/oder Elemente künstlicher Intelligenz eingesetzt werden, um sensorisch ermittelten Parameterwerten des Untergrunds (zum Beispiel Farbe von Bohrmehl, Anpressdruck, Sprünge bei der Motorleistung) Eigenschaften des Untergrunds (zum Beispiel Material, Härte, Hohlraumgröße) zuzuordnen. Dann können durch einen Datenbankabgleich, zum Beispiel mittels Durchsuchens einer Nachschlagetabelle (Lookup-Table), mittels der Sensoreinrichtung detektierten Sensordaten Eigenschaften des Untergrunds zugeordnet werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Speichereinrichtung aufweisen, in der die Datensätze der Datenbank gespeichert sind. Besagte Datensätze können also in einer Speichereinrichtung, zum Beispiel einem elektronischen Massenspeicher wie beispielsweise einer Festplatte, des Handgeräts selbst gespeichert sein. Der Datenbankabgleich zum Ermitteln der Information kann dann auf dem Handgerät autark durchgeführt werden.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Kommunikationseinrichtung zum (insbesondere drahtlosen oder drahtgebundenen) Kommunizieren mit einer kommunizierfähig koppelbaren und von dem Handgerät separaten anderen Kommunikationseinrichtung aufweisen, an der die Datensätze der Datenbank gespeichert sind. Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Handgerät selbst nur Sensordaten erfassen, zum Ermitteln der daraus resultierenden Information über den Untergrund aber auf ein kommunizierfähig gekoppeltes Kommunikationsgerät zurückgreifen. Die Kopplung zwischen der Kommunikationseinrichtung des Handgeräts und dem Kommunikationsgerät kann zum Beispiel über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise das öffentliche Internet, erfolgen. Auch ist eine solche drahtlose Kommunikation direkt möglich, zum Beispiel mittels Bluetooth. Ferner ist es möglich, eine solche Kommunikation drahtgebunden durchzuführen. Gemäß der beschriebenen Ausgestaltung können durch ein einziges Kommunikationsgerät viele Handgeräte simultan oder sequenziell beim Datenbankabgleich unterstützt werden. Eine einzige zentrale Intelligenz kann dann mit vielen einfach ausgebildeten dezentralen Handgeräten Zusammenwirken.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Steuereinrichtung zum Steuern des Handgeräts (insbesondere der Bearbeitungseinrichtung und/oder einer Antriebseinrichtung des Handgeräts) basierend auf der ermittelten, für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information aufweisen. Die Ergebnisse der ermittelten Untergrundbeschaffenheit können dann die Basis für einen nachfolgenden Betrieb des Handgeräts zum Bearbeiten des Untergrunds bilden. So kann die Härte des Untergrunds ein Maß dafür sein, welche Motorleistung von der Steuereinrichtung eingestellt wird. Es ist auch möglich, dass ein Drehmoment eines Antriebsmotors bei Erreichen der nächsten Hohlkammer des Untergrunds zeitweise reduziert wird.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Benutzerschnittstelle zum Ausgeben einer Betriebsempfehlung für das Handgerät - insbesondere einer Empfehlung für eine Verwendung eines Dübels für den Untergrund und/oder eines Befestigungselements - basierend auf der ermittelten, für die Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Information aufweisen. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle eine grafische Benutzerschnittstelle mit einer grafischen Anzeigeeinrichtung aufweisen, zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige. Dort kann eine Empfehlung für die Bearbeitung des zuvor hinsichtlich seiner Beschaffenheit charakterisierten Untergrunds ausgegeben werden. Wird beispielsweise erkannt, dass es sich bei dem Untergrund um einen Untergrund mit großen Hohlräumen handelt, kann die Verwendung eines entsprechend dimensionierten Dübels in Kombination mit einem zugehörigen Befestigungselement (beispielsweise einer passenden Schraube) vorgeschlagen werden. Dadurch kann einem Benutzer in intuitiver Weise eine auf den zuvor unbekannten Untergrund zugeschnittene Betriebsweise an die Hand gegeben werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Benutzerschnittstelle zum Ausgeben der Betriebsempfehlung für das Handgerät - insbesondere der Empfehlung für die Verwendung des Dübels und/oder des Befestigungselements für den Untergrund - zusätzlich basierend auf einer benutzerseitig vorgegebenen Lastanforderung für eine Verankerung eines Befestigungselements in dem Untergrund ausgebildet sein. Der Benutzervorschlag zur Bearbeitung des hinsichtlich seiner Beschaffenheit charakterisierten Untergrunds kann mit Vorteil dahingehend verfeinert werden, dass außer der ermittelten Untergrundbeschaffenheit auch noch eine benutzerseitig vorgegebene Lastanforderung (zum Beispiel eine garantierte Traglast oder Auszugskraft) berücksichtigt wird. Auf diese Weise kann ein Versagen eines Befestigungselements in dem Untergrund mit hoher Wahrscheinlichkeit unterbunden werden, da sowohl eine im Betrieb anfallende Last als auch die tatsächliche Untergrundbeschaffenheit in den Benutzervorschlag eingehen kann.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung zum Detektieren oder Erkennen eines zu setzenden Befestigungselements ausgebildet sein. Mit Vorteil kann das Handgerät eine Steuereinrichtung aufweisen, die zum Steuern der Bearbeitungseinrichtung zum Setzen des Befestigungselements basierend auf einem Ergebnis des Detektierens oder Erkennens ausgebildet ist. Beispielsweise mittels einer optischen Sensoreinrichtung, vorteilhaft kombiniert mit Mustererkennung auf einem Kamerabild, kann ein mit dem Handgerät verwendetes Befestigungselement sensorisch erkannt werden (zum Beispiel M8 Schraube der Länge 100 mm mit Torx-Antrieb). In Kombination mit sensorisch ermittelter Information über die Beschaffenheit des Untergrunds kann das erkannte Befestigungselement in einen Algorithmus eingehen, der beispielsweise unter Verwendung von Datenbankinformation aus den zugeführten Eingangsdaten das Setzen des erkannten Befestigungselements entsprechend berechnet und nachfolgend steuert.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Handgerät eine Bohrmaschine sein. Alternativ oder ergänzend kann das Handgerät ein Akkuschrauber, ein Akku-Bohrschrauber, ein Drehschrauber, ein Impulsschrauber, ein Ratschenschrauber, ein Schlagschrauber und/oder ein Hammerbohrer sein oder eine entsprechende Funktionalität aufweisen. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung mindestens zwei unterschiedliche Sensortypen aufweisen, die unabhängig voneinander und gemäß unterschiedlicher Sensorprinzipien zum Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds indikativen Sensordaten ausgebildet sind. Die Ermittlungseinrichtung kann dann zum Ermitteln der Information basierend auf den Sensordaten derart ausgebildet sein, dass eine ermittelte Information nur dann akzeptiert oder weiterverwendet wird, wenn sie von den mindestens zwei unterschiedlichen Sensortypen unabhängig voneinander und in Einklang miteinander bereitgestellt wird. Unterschiedliche Sensortypen können zum Beispiel die oben beschriebene optische Sensoreinrichtung und ein Kraftsensor sein. Aufgrund der diesen zugeordneten unterschiedlichen Sensorprinzipien können die von ihnen gelieferten Sensordaten als komplementär bzw. unabhängig voneinander angesehen werden. Nur wenn eine bestimmte Eigenschaft des Untergrunds, beispielsweise eine Charakterisierung von Hohlräumen des Untergrunds, von beiden oder sogar allen eingesetzten Sensortypen einvernehmlich und übereinstimmend angezeigt wird, wird die ermittelte Beschaffenheit des Untergrunds bestätigt oder weiterverwendet, andernfalls kann sie als nicht ausreichend zuverlässig verworfen werden. Auf diese Weise können Fehlausgaben wirksam unterdrückt werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann bei der Anordnung das Handgerät zum Übermitteln und kann das Kommunikationsgerät zum Empfangen und Speichern von Information ausgebildet sein, die ein tatsächliches Bohren von Bohrlöchern und ein tatsächliches Setzen von Befestigungselementen in dem Untergrund dokumentiert, d.h. einen Ist-Zustand der Untergrundbearbeitung angibt. Ein Soll-Zustand der Untergrundbearbeitung kann vordefiniert sein und mit dem ermittelten Ist-Zustand verglichen werden. Beispielsweise ist ein Hinterlegen gespeicherter Daten für eine Bauwerksdokumentation möglich. Die Bauwerksdokumentation gibt an, welche Befestigungselemente in welchen Bohrlöchern an welchen Positionen des Untergrunds gesetzt sind. Indem diese Daten zur Dokumentation einer tatsächlichen Bauwerksbearbeitung gespeichert werden, kann überprüft werden, ob Soll-Setzdaten entsprechend einer vorgegebenen Planung mit der Realität übereinstimmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ein Bearbeiten des Untergrunds mittels eines Roboters aufweisen, wobei der Roboter das Bearbeiten des Untergrunds mittels des Handgeräts unter Verwendung zumindest eines Teils der Sensordaten durchführt. Beispielsweise kann ein Roboter unter Verwendung des Handgeräts und der mittels des Handgeräts erfassten Sensordaten ein vorgegebenes Untergrundbearbeitungsprotokoll selbsttätig abarbeiten. Indem ein Handgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sensoren ausgestattet ist, eignet er sich besonders gut für eine roboterbetriebene Durchführung von Untergrundbearbeitungsaufgaben. Beispielsweise können dem Roboter die Sensordaten übermittelt werden. Der Roboter kann beispielsweise ein vorgegebenes Untergrundbearbeitungsprotokoll an dem Untergrund unter Verwendung des Handgeräts abarbeiten, beispielsweise eine Sequenz von Bohrlöchern erzeugen und in diese ein jeweiliges Befestigungselement setzen.
Die Sensordaten können dem Roboter einen besonders fehlerrobusten Betrieb des Handgeräts ermöglichen. Beispielsweise kann eine im Widerspruch zu dem Untergrundbearbeitungsprotokoll (beispielsweise: „setze Holzschraube vorbohrungsfrei") stehende, sensorisch erfasste Beschaffenheit des Untergrunds (beispielsweise: „Untergrund ist Vollbeton") erkannt werden. In diesem Fall kann eine entsprechende Maßnahme ergriffen werden (beispielsweise Abbruch der Untergrundbearbeitung, Ausgabe einer Fehlermeldung, etc.).
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
Figur 1 zeigt ein als Bohrmaschine ausgebildetes Handgerät mit integrierter Sensoreinrichtung und Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Beschaffenheit eines Untergrunds gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Anordnung aus einem als Bohrmaschine ausgebildeten Handgerät mit integrierter Sensoreinrichtung und einem damit kommunizierfähig gekoppelten Kommunikationsgerät mit einer Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Beschaffenheit eines Untergrunds gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 3 bis Figur 5 zeigen in einem Labor vermessene Untergründe, die mittels eines Handgeräts bearbeitet wurden, zum Befüllen einer Datenbank mit Datensätzen zum Korrelieren von Beschaffenheiten von Untergründen mit Sensordaten und Charakteristika einer Bearbeitung solcher Untergründe mit einem Handgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, sollen noch einige allgemeine Aspekte von Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert werden:
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Handgerät (insbesondere eine Bohrmaschine) bereitgestellt werden, das einen von ihr bearbeiteten oder zu bearbeitenden Untergrund sensorisch erkennt und daher dessen Charakterisierung erlaubt. Mittels des Handgeräts detektierte Sensordaten können von dem Handgerät oder einem damit zum Datenaustausch gekoppelten Kommunikationsgerät weiterverarbeitet werden, um den Untergrund charakterisierende Information aus den Sensordaten abzuleiten. Dies erlaubt es, einem Benutzer Informationen über einen zuvor unbekannten oder nur teilweise bekannten Untergrund zu geben bzw. um einen Bearbeitungsvorgang zum Bearbeiten des Untergrunds mittels des Handgeräts zu steuern bzw. zu verfeinern. Insbesondere kann eine Kombination aus Bohrmaschine und Bohrer mit mindestens einem Sensor zum Messen der Bohrlochtiefe und/oder des Bohrfortschrittes ausgestattet werden. Beispielsweise kann ein ruckartiger bzw. gleichmäßiger Bohrfortschritt ein Indikator für das Vorliegen eines Hohlkammersteins bzw. Vollsteins in dem Untergrund sein. Wird alternativ oder ergänzend ein Sensor zur Bestimmung der zum Bohren eines Bohrlochs oder zum Setzen eines Befestigungselements in den Untergrund benötigten Kraft vorgesehen, kann sensorisch ermittelt werden, wie schwer das Handgerät für den Bohr- bzw. den Setzvorgang arbeiten muss. Dies lässt wiederum Rückschlüsse auf den Untergrund zu, insbesondere auf dessen Härte und/oder Material. Liegt zum Beispiel Porenbeton vor, kann dies durch mittels einer optischen Sensorik erfasstes weißes Bohrmehl und eine nur geringe Kraft bzw. Energie zum Erstellen des Bohrlochs angezeigt werden. Ein Untergrund aus Kalksandvollstein kann anhand eines weißen Bohrmehls und einer erhöhten Kraftanstrengung zum Erstellen des Bohrlochs erkannt werden. Somit ist die Kombination einer sensorisch erkannten Bohrmehlfarbe und einer sensorisch erkannten Bohrkraft ein besonders zuverlässiger Indikator für die Beschaffenheit des Untergrunds.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Kommunikation eines Handgeräts mit einem Kommunikationsgerät möglich, mit dem ein Bohr- und/oder Setzplan für ein Gebäude oder einen Untergrund verwaltet wird. In diesem Zusammenhang können vorteilhaft Daten für die
Bauwerksdokumentation hinterlegt werden. Es kann dann überprüft werden, ob die Daten von einem solchen Plan mit der Realität in dem Untergrund übereinstimmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auch eine Kommunikation mit einem Schrauber möglich. Der Schrauber kann anhand von Daten der Bohrmaschine und Ergebnissen aus Laborversuchen (die zum Beispiel in einer Datenbank hinterlegt sein können) zumindest ein Drehmoment für das zukünftige Setzen von Mauerwerksschrauben vorschlagen. Die hier schwerpunktmäßig für eine Bohrmaschine beschriebene Herangehensweise kann mit Vorteil auch auf andere Maschinen bzw. Handgeräte übertragen werden.
Auf einen Einschraubvorgang eines als Schraube ausgebildeten Befestigungselements bezogen kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung das Anziehen der Schraube auf Basis der sensorisch erfassten und mittels Sensordatenverarbeitung ermittelten Beschaffenheit des Untergrunds gesteuert werden. Beispielsweise kann ein Drehmoment zum Setzen des Befestigungselements hoch oder runter gefahren werden, je nach Abstand vom Untergrund, etc.
Es ist gemäß einem Ausführungsbeispiel auch möglich, Leistung, Strom, Drehmoment, etc., einer Antriebseinrichtung der Bohrmaschine oder eines anderen Handgeräts zu berücksichtigen, um Informationen über den Untergrund zu gewinnen.
Im Rahmen des Setzens von Dübeln ist die Kenntnis des Untergrunds, in den gesetzt werden soll, entscheidend für den Verankerungserfolg. Insbesondere bei Sanierungen oder unbekannten Untergründen können gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung lückenhafte oder ganz fehlende Kenntnisse über den Untergrund durch sensorisch erfasste und ausgewertete Untergrundbeschaffenheitsinformationen verbessert bzw. erhalten werden. Beispielsweise kann eine Kamera selbsttätig das austretende Bohrmehl registrieren, sodass anhand der Bilddaten und deren Auswertung das Material des Untergrunds eingegrenzt werden kann. Ein Kraftsensor bzw. Drucksensor kann den beim Bohren ausgeübten Druck detektieren, was weitere Informationen über die Härte des Untergrunds liefert. Wenn insbesondere mindestens zwei oder mehr sensorisch erfasste Werte kombiniert werden bzw. in Kombination auf Konsistenz oder Diskrepanzen hin betrachtet werden, kann ein besonders zuverlässiger bzw. aussagekräftiger Rückschluss auf den Untergrund gezogen werden. Mögliche Ungenauigkeiten bzw. Unrichtigkeiten in Hinblick auf lediglich eine Sensormessung können durch die Kombination mehrerer unterschiedlicher Sensormessungen mit Vorteil vermieden werden.
Datensätze in einer Datenbank, die mit sensorisch erfassten Sensordaten zum Ableiten von Informationen über die Beschaffenheit des Untergrunds abgeglichen werden können, können beispielsweise in einem Labor, weiter insbesondere in einem Dübellabor, generiert werden. In einem Dübellabor können (zum Beispiel als Basis für eine Zulassung einzelner Dübel) Dübel in verschiedenen Untergründen mit entsprechenden Probebohrungen gesetzt werden. Dabei können Bohrfortschritt, Farbe des Bohrmehls, etc., erfasst werden, und die Daten können zentral in einer Datenbank (zum Beispiel auf einem Server) hinterlegt werden.
Wenn ein Benutzer (beispielsweise ein Handwerker) dann eine Bohrung erzeugt, erfasst seine Bohrmaschine entsprechende Sensordaten, übermittelt diese Sensordaten an besagten Server und bekommt von dort eine Rückmeldung bzw. Prognose, welcher Untergrund vorliegt oder wahrscheinlich vorliegt. Entsprechend kann der Handwerker dann einen Dübel wählen bzw. bekommt direkt einen Vorschlag unterbreitet, welcher Dübel für diesen Untergrund geeignet ist.
Insbesondere kann ein als Bohrmaschine ausgebildetes Handgerät über einen Kraftsensor die aufgebrachte Kraft zum Erstellen des Bohrlochs erkennen. Dadurch können zum Beispiel Rückschlüsse auf die Festigkeit des Untergrundes (vor allem bei Mauerwerk) gezogen werden. Über einen Entfernungsmesser im Zusammenspiel mit einem Kraftsensor kann insbesondere ein Lochbild des Untergrundes (zum Beispiel Mauerwerk) erkannt werden. Mit einer Kamera zum Bestimmen der Farbe des Bohrmehls kann dann eine Charakterisierung des Untergrundes vorgenommen werden.
Kommuniziert solch ein als Bohrmaschine ausgebildetes Handgerät zum Beispiel mit einem Tangential-Schrauber zum Setzen von Betonschrauben, kann der Tangential-Schrauber das richtige Drehmoment einstellen, das für den charakterisierten Untergrund geeignet ist, um beispielsweise ein Überdrehen der Betonschraube im Bohrloch und/oder ein Abscheren des Betonschraubenkopfes zu vermeiden.
Somit kann ein oder können mehrere zusätzliche Sensoren in und/oder an der Bohrmaschine vorsehen werden, wobei je nach Anwendung eine beliebige Kombination möglich ist. Beispiele für vorteilhaft implementierbare Sensoreinrichtungen sind:
- Entfernungsmesser zum Messen eines Abstands zwischen Untergrund und Bohrmaschine
- Kraftsensor zum Messen des Anpressdrucks des Handgeräts an den Untergrund
- Kamera zum Erfassen des Bohrmehls beim Bohren eines Lochs im Untergrund
- Erfassen von Motordaten, beispielsweise Strom, Leistung, Drehmoment, Drehzahl
- Beschleunigungssensoren, insbesondere dreidimensionale Beschleunigungssensoren
- Infrarot-Sensor zum Erfassen von Infrarotstrahlung, die zum Beispiel von einem erhitzten Bohrer des Handgeräts ausgeht
Ein Entfernungsmesser kann beispielsweise als Ultraschallsensor, Laserstrahlsensor oder 3D-Beschleunigungssensor ausgebildet sein. Über einen solchen Entfernungsmesser im Zusammenspiel mit einem Kraftsensor kann ein Lochbild des Untergrundes erkannt werden. Durch den Entfernungssensor kann der Bohrfortschritt erfasst werden, insbesondere ob es ruckartige Fortschritte gibt, was auf Hohlkammersteine schließen lässt.
Ferner kann eine Bohrmaschine oder ein sonstiges Handgerät über einen Kraftsensor die aufgebrachte Kraft zum Erstellen des Bohrlochs erkennen. Dadurch können Rückschlüsse auf die Festigkeit des Untergrunds (vor allem bei Mauerwerk) gezogen werden.
Die Erfassung von Motordaten lässt den Schluss zu, wie schwer das Handgerät zum Erfüllen der Bearbeitungsaufgabe (insbesondere einer Bohraufgabe) arbeiten muss. Dies lässt wiederum Rückschlüsse auf den Untergrund zu. Für das Beispiel von Porenbeton ist die Kombination aus weißem Bohrmehl und einer nur geringen Kraft bzw. Energie zum Erstellen des Bohrlochs zu erwarten. Bei Vorliegen von Kalksandvollstein tritt weißes Bohrmehl und eine erhöhte Kraftanstrengung zum Erstellen des Bohrlochs auf.
Ein Infrarot-Sensor kann zum Erfassen der Temperatur des Bohrers nach dem Bohrvorgang vorgesehen werden.
Mit einer Kamera oder dergleichen ist ein Bestimmen der Farbe des Bohrmehls möglich, und auf dieser Basis ist eine Charakterisierung des Untergrunds möglich. Eine Kamera registriert das austretende Bohrmehl und kann dann das Material des Untergrunds eingrenzen. Vorteilhaft kann dies mit einer Bestimmung kombiniert werden, ob trockenes oder feuchtes Bohrmehl vorhanden ist. Werden all diese Werte zusammenführt, sind Rückschlüsse auf den Untergrund möglich.
Auch die Auswahl eines geeigneten Dübels kann anhand einer ermittelten Kenntnis der Untergrundbeschaffenheit vorgenommen werden. Mit Vorteil kann dies durch eine benutzerseitige Eingabe der benötigten Last ergänzt werden. Dadurch können bessere bzw. geeignete Vorschläge durch eine Software für den vorliegenden Anwendungsfall und für den vorliegenden Untergrund sowie die vom Benutzer gewünschte Last gezielt unterbreitet werden, beispielsweise mittels eines softwarebasiert vorgeschlagenen Dübelsystems.
Zur Bereitstellung einer Kommunikation zwischen einem Handgerät (beispielsweise einer Bohrmaschine) und einem Kommunikationsgerät (zum Beispiel einem Computer) kann zum Beispiel eine WLAN-Verbindung oder ein Datenkabel eingesetzt werden.
Bei einer solchen Kommunikation kann hinterlegt werden, an welcher Stelle im Raum welches Befestigungselement gesetzt wurde. Ferner kann hinterlegt werden, ob beim Bohrvorgang in eine Bewehrung gebohrt wurde. Daten für eine Bauwerksdokumentation können ebenfalls hinterlegt werden. Es kann dann ermittelt werden, ob Daten gemäß Plan mit der Realität übereinstimmen.
Eine weitere Anwendung einer Bohrmaschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft das Szenario, dass die Bohrmaschine ein zu setzendes Bauteil erkennt. Die Bohrmaschine kann dann anhand von den Daten der Bohrmaschine und den Ergebnissen aus Laborversuchen zumindest ein Drehmoment für zukünftige Mauerwerkschrauben vorschlagen und sogar den Einschraubvorgang entsprechend der ermittelten Untergrundbeschaffenheit steuern. Liegt eine Holzschraube vor, so kann das Drehmoment hoch und runter gefahren werden, je nach Abstand vom Untergrund, etc. Liegt hingegen eine Betonschraube oder ein Betonanker vor, kann das für diesen Untergrund richtige Drehmoment zum Setzen eingestellt werden.
Figur 1 zeigt ein als Bohrmaschine ausgebildetes Handgerät 100 mit integrierter Sensoreinrichtung 106 und Ermittlungseinrichtung 108 zum Ermitteln einer Beschaffenheit eines Untergrunds 104 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das dargestellte Handgerät 100, das als Bohrmaschine ausgebildet ist, weist einen Bohrer 160 auf, der an einem Futter 162 auswechselbar montiert ist. Das Futter 162 und folglich der Bohrer 160 werden mittels einer als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinrichtung 114 drehangetrieben, um in einem Untergrund 104 (zum Beispiel einer Betonwand oder einer Hohlziegelwand) ein Bohrloch zu erzeugen. Die Antriebseinrichtung 114 erhält Antriebsenergie von einem Akkumulator 164, oder alternativ einer Kabelverbindung zu einem Stromnetz. Die Antriebseinrichtung 114 wird von einer Steuereinrichtung 122 gesteuert, wobei ein Benutzer mittels Betätigens einer Betätigungseinrichtung 166 an einem Handgriff 170 auf die Steuerung des Handgeräts 100 mittels der Steuereinrichtung 122 Einfluss nehmen kann. Die genannten Komponenten sind an bzw. in einem Gehäuse 168 angebracht. Das in Figur 1 dargestellte Handgerät 100 ist als portables Bohrgerät zum manuellen Betätigen durch einen Benutzer ausgebildet und weist eine Bearbeitungseinrichtung 102 auf, die zum bohrenden Bearbeiten des Untergrunds 104 ausgebildet ist, d.h. zum Bilden eines Bohrlochs in dem Untergrund 104. Die Bearbeitungseinrichtung 102 ist gebildet aus dem Bohrer 160 und dem Futter 162. Im Betrieb dringt die Bearbeitungseinrichtung 102 mit ihrem Bohrer 160 in den Untergrund 104 ein, wenn ein Bohrloch in dem Untergrund 104 gebohrt wird.
Darüber hinaus enthält das Handgerät 100 eine gemäß Figur 1 aus mehreren Einzelsensoren gebildete Sensoreinrichtung 106, die zum Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Sensordaten vor, während und/oder nach dem Bearbeiten des Untergrunds 104 mittels der Bearbeitungseinrichtung 102 ausgebildet ist. Unter der Beschaffenheit des Untergrunds 104 wird zum Beispiel das Material des Untergrunds 104, die Härte des Untergrunds 104 sowie das Vorliegen oder Nichtvorliegen und gegebenenfalls die Größe von Hohlkammern im Untergrund 104 verstanden. Die Sensoreinrichtung 106 wird unten näher beschrieben.
Überdies weist das Handgerät 100 eine zum Beispiel als Prozessor 128, als Mehrzahl von Prozessoren 128 oder als Teil eines Prozessors 128 ausgebildete Ermittlungseinrichtung 108 auf. Die Ermittlungseinrichtung 108 ist zum Ermitteln einer für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information, d.h. eine die Beschaffenheit des Untergrunds 104 anzeigende Information, basierend auf den Sensordaten ausgebildet, die von den Sensoren der Sensoreinrichtung 106 detektiert und der Ermittlungseinrichtung 108 bereitgestellt werden.
Wie in Figur 1 gezeigt, weist die Sensoreinrichtung 106 eine optische Sensoreinrichtung 130 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als an dem Gehäuse 168 montierte Kamera ausgebildet ist. Diese dient zum Erfassen von optischen Sensordaten von dem Untergrund 104, d.h. nimmt ein Bild 198 von einem bearbeiteten Bereich des Untergrunds 104 auf. Die Kamera kann auch ein Bild des Bohrers 160 oder eines Teils davon aufnehmen. Besonders bevorzugt ist es, dass mittels der Kamera Bohrmehl, das beim Bohren eines Bohrlochs mittels der Bearbeitungseinrichtung 102 aus einem Inneren des Untergrunds 104 austritt, detektiert wird. In diesem Zusammenhang dient die Ermittlungseinrichtung 108 zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information auf Basis einer aus den optischen Sensordaten ermittelten Farbe des Bohrmehls aus dem Inneren des Untergrunds 104. Aus der Farbe des Bohrmehls kann auf das Material des Untergrunds 104 geschlossen werden, insbesondere wenn diesbezüglich vorgespeicherte Datensätze in einer Datenbank 120 (die beispielsweise auch gemäß Figur 2 ausgebildet sein kann) enthalten sind. Die Datenbank 120 kann gemäß Figur 1 in einer Speichereinrichtung 118 des Handgeräts 100 gespeichert sein.
Es ist auch möglich, dass die Ermittlungseinrichtung 108 einen etwaigen Fehlerzustand der Bearbeitungseinrichtung 102 anhand der optischen Sensordaten erkennt. Beispielsweise kann aus einem mittels der Kamera aufgenommenen Bild erkannt werden, dass Abnutzungsmarkierungen des Bohrers 160 freigelegt sind, die eine Abnutzung des Bohrers 102 anzeigen. An einer beispielsweise als Anzeigeeinrichtung ausgebildeten Benutzerschnittstelle 124 kann dann ein Alarm an einen Benutzer ausgegeben werden, dass der Bohrer 160 abgenutzt ist und ausgetauscht werden sollte.
Die Kamera kann auch als Feuchtigkeitsmesseinrichtung zum Erfassen einer Feuchtigkeit des Untergrunds 104 eingesetzt werden, da sich eine mittels der Kamera erfassbare Farbe des Bohrmehls im feuchten Zustand und im trockenen Zustand unterscheidet. Somit kann auch der Feuchtigkeitsgehalt des Untergrunds 104 anhand der Sensordaten der Kamera mittels der Ermittlungseinrichtung 108 ermittelt oder zumindest abgeschätzt werden.
Ferner enthält die Sensoreinrichtung 106 eine Abstandsmesseinrichtung 132, die zum Beispiel als Lasersensor oder Ultraschallsensor ausgebildet ist.
Diese dient zum Erfassen von Abstandsdaten zwischen dem Untergrund 104 und dem Handgerät 100. In entsprechender Weise fungiert die Ermittlungseinrichtung 108 zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information auf Basis eines aus den Abstandsdaten ermittelten Eindringfortschritts das Bohrers 160 in den Untergrund 104. Insbesondere eine Zeitabhängigkeit des Eindringfortschritts das Bohrers 160 in den Untergrund 104 ist von Interesse, da daraus die Existenz von Hohlräumen in dem Untergrund 104 ableitbar ist. Ändert sich der Abstand sprunghaft, ist der Bohrer 160 in einen neuen Hohlraum eingetaucht. Nach Erreichen des nächsten Stegs in dem Untergrund 104 reduziert sich der Abstand mit der Zeit sehr geringfügig, bis der nächste Hohlraum und damit die nächste sprunghafte Abstandsverringerung erreicht wird.
Wie bereits angesprochen, enthält das Handgerät 100 eine hier als Elektromotor ausgebildete Antriebseinrichtung 114 zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung 102, insbesondere zum Antreiben des Futters 162 und folglich des damit drehfest verbundenen Bohrers 160. Wie in Figur 1 dargestellt, weist die Sensoreinrichtung 106 ferner eine Antriebsenergiemesseinrichtung 134 auf, die zum Beispiel als Drehzahlmesser des Elektromotors der Antriebseinrichtung 114 ausgebildet sein kann. Die Antriebsenergiemesseinrichtung 134 dient zum Erfassen der Antriebsenergie zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung 102. Die Ermittlungseinrichtung 108 wiederum fungiert zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information in Form einer Härte des Untergrunds 104 und/oder des Vorliegens oder einer Dimension mindestens eines makroskopischen Hohlraums (siehe Bezugszeichen 116 in Figur 3 bis Figur 5) in dem Untergrund 104 auf Basis einer Zeitabhängigkeit der erfassten Antriebsenergie. Reduziert sich die Antriebsenergie sprunghaft, ist der Bohrer 160 in einen neuen Hohlraum eingetaucht. Nach Erreichen des nächsten Stegs in dem Untergrund 104 erhöht sich die Antriebsenergie wieder, bis der nächste Hohlraum erreicht wird und die Antriebsenergie zeitweise wieder absinkt.
Darüber hinaus weist die Sensoreinrichtung 106 eine Andruckkraftmesseinrichtung 136 zum, beispielsweise kapazitiven, Erfassen einer Andruckkraft der Bearbeitungseinrichtung 102 an den Untergrund 104 auf. Korrespondierend dient die Ermittlungseinrichtung 108 zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information, nämlich einer Härte des Untergrunds 104 und/oder des Vorliegens oder einer Dimension mindestens eines makroskopischen Hohlraums 116 in dem Untergrund 104 auf Basis einer Zeitabhängigkeit der erfassten Andruckkraft. Reduziert sich die Andruckkraft sprunghaft, ist der Bohrer 160 in einen neuen Hohlraum eingetaucht. Nach Erreichen des nächsten Stegs in dem Untergrund 104 erhöht sich die Andruckkraft wieder, bis der nächste Hohlraum erreicht wird.
Ferner weist die Sensoreinrichtung 106 eine Temperaturmesseinrichtung 138 auf, die als Infrarotsensor ausgebildet sein kann. Daher dient die Temperaturmesseinrichtung 138 zum Erfassen einer Temperatur der Bearbeitungseinrichtung 102, genauer gesagt des Bohrers 160, bei und/oder nach einem Eindringen in den Untergrund 104. Entsprechend ist die Ermittlungseinrichtung 108 zum Ermitteln einer Härte des Untergrunds 104 und/oder eines Fehlerzustands der Bearbeitungseinrichtung 102 auf Basis der erfassten Temperatur ausgebildet. Je höher die Härte des Untergrunds 104, desto ausgeprägter die Temperaturerhöhung des Bohrers 160 beim Erzeugen des Bohrlochs in dem Untergrund 104. Wird eine Temperatur des Bohrers 160 oberhalb eines zulässigen Bereichs detektiert, kann mittels der Benutzerschnittstelle 124 eine Warnmeldung an einen Benutzer ausgegeben werden oder sogar der Betrieb des Handgeräts 100 mittels eines Notstopps gestoppt werden.
Der Ermittlungseinrichtung 108 werden die Sensordaten der diversen Sensoren der Sensoreinrichtung 106 zugeführt. Die Ermittlungseinrichtung 108 ist ausgebildet, die Information mittels eines Abgleichs der Sensordaten mit vorbekannten Datensätzen aus der handgeräteigenen Datenbank 120 zu ermitteln. Wie bereits beschrieben, weist das Handgerät 100 zu diesem Zweck eine Speichereinrichtung 118 auf, in der die Datensätze der Datenbank 120 gespeichert sind. Die Datenbank 120 kann mit Datensätzen befüllt werden, die beispielsweise in einem Labor anhand von experimentellen Untergrundbearbeitungsvorgängen erhalten werden. Insbesondere kann die Datenbank 120 für unterschiedliche Handgeräte 100 und für unterschiedliche Sensoreinrichtungen 106 bzw. zugeordnete Sensordaten zugeordnete Eigenschaften von verschiedenen Untergründen 104 enthalten. Ein Datenabgleich zwischen den Sensordaten und den Daten in der Datenbank 120 erlaubt dann eine Charakterisierung des Untergrunds 104.
Mit Vorteil ist die Steuereinrichtung 122 zum Steuern der Bearbeitungseinrichtung 102 basierend auf der ermittelten und für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information ausgebildet. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung 122 die sensorbasierte Charakterisierung des Untergrunds 104 zum Anlass nehmen, eine nachfolgende Bearbeitung des Untergrunds 104 mittels des Bohrers 160 oder mittels eines Bits zum Setzen eines Befestigungselements in ein Bohrloch entsprechend anzupassen. Hat die Charakterisierung des Untergrunds 104 beispielsweise das Vorliegen und die Dimension von Hohlräumen 116 ergeben, kann vor Erreichen des nächsten Hohlraums 116 durch den Bohrer 160 die Antriebsenergie der Antriebseinrichtung 114 runtergeregelt werden.
Wie bereits beschrieben, weist das Handgerät 100 eine Anzeigeeinrichtung oder grafische Benutzerschnittstelle 124 zum Ausgeben einer Betriebsempfehlung für das Handgerät 100 auf. Dadurch kann insbesondere einer Empfehlung für eine Verwendung eines Dübels für einen hinsichtlich seiner Beschaffenheit charakterisierten Untergrund 104 an einen Benutzer in intuitiver Weise ausgegeben werden. Diese Empfehlung kann basierend auf der ermittelten und für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information erstellt werden. Die Benutzerschnittstelle 124 kann zum Ausgeben der Betriebsempfehlung für das Handgerät 100 zusätzlich basierend auf einer benutzerseitig vorgegebenen Lastanforderung für eine Verankerung eines Befestigungselements in dem Untergrund 104 ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann ein Benutzer, beispielsweise mittels der Benutzerschnittstelle 124, eine Lastanforderung eingeben, die eine Setzaufgabe für ein Befestigungselement mindestens erreichen soll. Die Steuereinrichtung 122 kann den Betrieb des Handgeräts 100 dann so steuern, dass der sensorisch charakterisierte Untergrund 104 und die vorgegebene Lastanforderung bei dem ausgegebenen Vorschlag bzw. der unterbreiteten Empfehlung berücksichtigt werden.
Wenn nach dem Bilden eines Bohrlochs ein Befestigungselement, zum Beispiel eine Schraube, in das Bohrloch gesetzt werden soll, kann die Sensoreinrichtung 106 zum Erkennen bzw. Detektieren des zu setzenden Befestigungselements ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 122 kann dann zum Steuern der Bearbeitungseinrichtung 102 zum Setzen des Befestigungselements basierend auf einem Ergebnis des Detektierens oder Erkennens ausgebildet sein.
Insbesondere die kombinatorische Detektion mehrerer unterschiedlicher oder komplementärer Sensordaten mittels einer Sensoreinrichtung 106, die unterschiedliche Sensortypen 130, 132, 134, 136, 138 (zum Beispiel optischer Sensor und Kraftsensor) einschließt, hat sich als kraftvoller Weg erwiesen, artifizielle und gegebenenfalls unrichtige Schlussfolgerungen hinsichtlich der Beschaffenheit des Untergrunds 104 auszuschließen oder zumindest stark zu unterdrücken, die bei Berücksichtigung lediglich eines Sensortyps unter ungünstigen Umständen zu Fehlausgaben führen kann. Beispielsweise kann die Ermittlungseinrichtung 108 ausgebildet sein, eine Schlussfolgerung über eine Beschaffenheit des Untergrunds 104 aufgrund von Sensordaten nur dann als korrekt zu akzeptieren, wenn mindestens zwei unterschiedliche Sensortypen 130, 132, 134, 136, 138 übereinstimmend diese Beschaffenheit des Untergrunds 104 anzeigen.
Figur 2 zeigt eine Anordnung 126 aus einem als Bohrmaschine ausgebildeten Handgerät 100 mit integrierter Sensoreinrichtung 106 und einem damit kommunizierfähig gekoppelten Kommunikationsgerät 112 mit einer Ermittlungseinrichtung 108 zum Ermitteln einer Beschaffenheit eines Untergrunds 104 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die in Figur 2 dargestellte Anordnung 126 weist also das als Bohrmaschine ausgebildete Handgerät 100 gemäß Figur 2 und das Kommunikationsgerät 112 auf, das mit dem Handgerät 100 zum Übermitteln der Sensordaten von dem Handgerät 100 an das Kommunikationsgerät 112 kommunizierfähig gekoppelt ist. Ferner bildet gemäß Figur 2 eine Ermittlungseinrichtung 108 Teil des Kommunikationsgeräts 112 (und nicht des Handgeräts 100). Besagte Ermittlungseinrichtung 108 ist zum Ermitteln einer für die Beschaffenheit des Untergrunds 104 indikativen Information basierend auf den übermittelten Sensordaten ausgebildet. Darüber hinaus ist das Kommunikationsgerät 112 zum Übermitteln der Information an das Handgerät 100 und ist das Handgerät 100 zum Empfangen der Information von dem Kommunikationsgerät 112 ausgebildet. Gemäß Figur 2 ist das Handgerät 100 mit einer Kommunikationseinrichtung 110 ausgestattet, die beispielsweise über eine Sende-/Empfangs-Antenne 174 drahtlos mit einer Sende-/Empfangs-Antenne 176 des Kommunikationsgeräts 112 gekoppelt ist. Die Kommunikation zwischen Kommunikationsgerät 112 und Handgerät 100 kann drahtlos, d.h. mittels elektromagnetischer Wellen 178 erfolgen. Das Kommunikationsgerät 112 und das Handgerät 100 können mittels eines Kommunikationsnetzwerks 180, beispielsweise das öffentliche Internet, miteinander gekoppelt sein.
Gemäß Figur 2 sind also das Handgerät 100 und das Kommunikationsgerät 112 als separate Vorrichtungen ausgebildet, die an unterschiedlichen Orten frei einsetzbar sind. Das Handgerät 100 ermittelt mittels seiner Sensoreinrichtung 106, beispielsweise in der in Figur 1 dargestellten Weise, Sensordaten, die zur Charakterisierung der Beschaffenheit des Untergrunds 104 dienen können. Diese werden gemäß Figur 2 aber nicht in dem Handgerät 100 selbst ausgewertet. Stattdessen werden die Sensordaten drahtlos von dem Handgerät 100 an das Kommunikationsgerät 112 übertragen. Im Kommunikationsgerät 112 erfolgt die Auswertung der Sensordaten in der dort vorgesehenen Ermittlungseinrichtung 108. Die Ermittlungseinrichtung 108 des Kommunikationsgeräts 112 kann hierfür auch auf Datensätze in einer Datenbank 120 zurückgreifen, die in einer Speichereinrichtung 118 (beispielsweise eine Festplatte oder ein anderer elektronischer Massenspeicher) des Kommunikationsgeräts 112 gespeichert sind. Das Kommunikationsgerät 112 kann seine Schlussfolgerungen über die Beschaffenheit des Untergrunds 104 dann drahtlos an das Handgerät 100 übermitteln. Nachfolgend kann das Handgerät 100, beispielsweise in der in Figur 1 beschriebenen Weise, mittels seiner Steuereinrichtung 122 den Betrieb des Handgeräts 100 unter Berücksichtigung der ermittelten Beschaffenheit des Untergrunds 104 steuern bzw. einstellen. Es ist auch möglich, dass das Handgerät 100 dann eine entsprechende Ausgabe über die Benutzerschnittstelle 124 einem Benutzen des Handgeräts 100 anzeigt.
Gemäß Figur 2 kann das Kommunikationsgerät 112 beispielsweise als zentraler Server ausgebildet sein, der mehrere dezentrale Handgeräte 100 bedienen kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine zentrale Intelligenz und eine zentrale Datenbank 120 im Kommunikationsgerät 112 vorzusehen und die vielen portablen Handgeräte 100 in kompakter, leichtgewichtiger und hardwaretechnisch einfacher Weise auszubilden. Alle diese Handgeräte 100 können über einen einzigen zentralen Server in Form des Kommunikationsgeräts 112 mit Auswertelogik zum zentralen Ermitteln der Beschaffenheit des von ihnen jeweils bearbeiteten Untergrunds 104 auf Basis der von ihnen dezentral erfassten Sensordaten versorgt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann mittels der Anordnung 126 eine korrekte Abarbeitung eines Untergrund-Bearbeitungsplans mittels des in Figur 2 dargestellten Handgeräts 100 sichergestellt werden. Ein solcher Plan kann in der Datenbank 120 des Kommunikationsgeräts 112 und somit an zentraler Stelle hinterlegt sein. Ferner kann ein solcher Plan einem Handwerker bekannt sein, der das Handgerät 100 an dezentraler Position zur Bearbeitung des in Figur 2 dargestellten Untergrunds 104 betreibt. Ein solcher Plan kann beispielsweise für eine Vielzahl von Positionen am Untergrund 104 die Verankerung bestimmter Befestigungselemente (beispielsweise Schrauben) in vordefinierter Weise vorgeben. Aufgrund der kommunizierfähigen Kopplung zwischen dem dezentralen Handgerät 100 und dem als Zentralserver ausgebildeten Kommunikationsgerät 112 kann das Handgerät 100 dem Kommunikationsgerät 112 tatsächliche Positionen und Typen hierfür verwendeter Befestigungselemente (Schrauben, Dübel, etc.) übermitteln. Somit kann das Handgerät 100 zum Übermitteln und kann das Kommunikationsgerät 112 zum Empfangen und Speichern - in der Datenbank 120 - von Information ausgebildet sein, die ein Bohren von Bohrlöchern und ein Setzen von Befestigungselementen in dem Untergrund 104 dokumentiert. Durch Vergleich der Ist-Situation, d.h. der vom Handgerät 100 an das Kommunikationsgerät 112 übermittelten Daten, mit der Soll-Situation, die durch den in der Datenbank 120 gespeicherten Setzplan definiert ist, kann sichergestellt werden, dass der vorgegebene Plan am Untergrund 104 mittels des Handgeräts 100 korrekt umgesetzt wird. Figur 3, Figur 4 und Figur 5 zeigen in einem Labor vermessene
Untergründe 104, die mittels eines Handgeräts 100 bearbeitet wurden. Die vermessenen Untergründe 104 dienen zum Befüllen einer Datenbank 120 mit Datensätzen zum Korrelieren von Beschaffenheiten des Untergrunds 104 und Charakteristika einer Bearbeitung solcher Untergründe 104 mit einem Handgerät 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gemäß Figur 3 ist eine Querschnittsansicht eines Untergrunds 104 mit Hohlräumen 116 und dazwischen angeordneten Stegen 190 dargestellt. Manche der Hohlräume 116 können beispielsweise mittels einer Dämmung 192 ausgefüllt sein. Mittels eines Meterstabs 194 oder dergleichen kann eine Geometrie des Untergrunds 104 vermessen werden, beispielsweise eine Ausdehnung der Hohlräume 116. Ferner kann mittels eines Bohrers 160 ein Bohrloch in dem Untergrund 104 gebildet werden und können währenddessen Sensordaten aufgenommen werden. Figur 4 und Figur 5 zeigen weitere entsprechende Ansichten. Gemäß Figur 3 bis Figur 5 können beispielsweise Bohrexperimente an den Untergründen 104 durchgeführt werden. Hierbei können Sensordaten unter Verwendung von Sensoreinrichtungen 106, wie in Figur 1 und Figur 2 dargestellt und beschrieben, aufgenommen werden. Gleichzeitig können die Test- Untergründe 104 messtechnisch charakterisiert werden, beispielsweise können den Sensordaten Informationen über die Anordnung der Hohlräume 116, die Positionen der Dämmung 192 sowie die Positionen der Stege 190 zugeordnet werden. All diese Informationen können eine Datenbank 120 mit Datensätzen befüllen, die dann gemäß Figur 1 oder Figur 2 zum Bestimmen der Beschaffenheit eines jeweiligen Untergrunds 104 durch einen Datenbankabgleich der Basis erfassbarer Sensordaten verwendet werden können.
Da ein Handgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem oder vorzugsweise mehreren Sensoren ausgestattet sein kann, ist das Handgerät für einen automatischen Betrieb, beispielsweise unter Verwendung eines Roboters, besonders geeignet. Ein entsprechender roboterunterstützter Betrieb des Handgeräts kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
- Der Roboter fährt das Handgerät an einen vorgegebenen Ziel-Ort an dem Untergrund.
- Der oder die Sensoren erfasst/erfassen einen Kontakt des Handgeräts mit dem Untergrund.
- Der Untergrundbearbeitungsvorgang (beispielsweise ein Bohrvorgang) wird bei erkanntem Kontakt mittels des Roboters durchgeführt.
- Der mindestens eine Sensor erfasst das Erreichen eines vorgegebenen Ziels des Untergrundbearbeitungsvorgangs (beispielsweise das Erreichen einer gewünschten Setztiefe), wodurch eine Beendigung des Untergrundbearbeitungsvorgangs (beispielsweise eines Setzvorgangs) ausgelöst wird.
- Nachfolgend fährt der Roboter das Handgerät an einen nächsten Ziel-Ort (insbesondere an demselben Untergrund), um einen nachfolgenden Untergrundbearbeitungsvorgang durchzuführen. Auf dieser Weise kann der Roboter unter Verwendung des Handgeräts beispielsweise ein vorgegebenes Protokoll (beispielsweise ein Bohrprotokoll) mehrerer
Untergrundbearbeitungsvorgänge abarbeiten. - Sollte sensorisch das Vorliegen eines für einen Untergrundbearbeitungsvorgang ungeeigneten oder falschen Untergrunds erkannt werden, in dem der Untergrundbearbeitungsvorgang nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann (beispielsweise das Erkennen eines Vollbeton-Untergrunds, wenn vorboh rungsfrei eine Holzschraube gesetzt werden soll), kann der Untergrundbearbeitungsvorgang unterbrochen, abgebrochen oder beendet werden und kann optional eine Fehlermeldung ausgegeben werden.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Handgerät (100) zum manuellen Betätigen durch einen Benutzer, wobei das Handgerät (100) aufweist: eine Bearbeitungseinrichtung (102), die zum Bearbeiten eines Untergrunds (104) ausgebildet ist; und eine Sensoreinrichtung (106), die zum Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Sensordaten vor, während und/oder nach dem Bearbeiten des Untergrunds (104) ausgebildet ist.
2. Handgerät (100) gemäß Anspruch 1, aufweisend eine Ermittlungseinrichtung (108), die zum Ermitteln einer für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information basierend auf den Sensordaten ausgebildet ist.
3. Handgerät (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend eine Kommunikationseinrichtung (110) zum, insbesondere drahtlosen oder drahtgebundenen, Kommunizieren mit einem kommunizierfähig koppelbaren und von dem Handgerät (100) separaten Kommunikationsgerät (112) zum Übermitteln der Sensordaten an das Kommunikationsgerät (112), wobei die Kommunikationseinrichtung (110) zum Empfangen einer für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information von dem Kommunikationsgerät (112) ausgebildet ist, die basierend auf den übermittelten Sensordaten am Kommunikationsgerät (112) ermittelbar ist.
4. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bearbeitungseinrichtung (102) als Bohreinrichtung zum Bohren eines Lochs in dem Untergrund (104) und/oder als Setzeinrichtung zum Setzen eines Befestigungselements in den Untergrund (104) ausgebildet ist.
5. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bearbeitungseinrichtung (102) zum zumindest teilweisen Eindringen in den Untergrund (104) ausgebildet ist.
6. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sensoreinrichtung (106) eine optische Sensoreinrichtung (130), insbesondere eine Kamera, zum Erfassen von optischen Sensordaten von dem Untergrund (104) und/oder von der Bearbeitungseinrichtung (102), insbesondere von Material aus einem Inneren des Untergrunds (104), weiter insbesondere von Bohrmehl aus einem Inneren des Untergrunds (104), aufweist.
7. Handgerät (100) gemäß Anspruch 6, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information auf Basis einer aus den optischen Sensordaten ermittelten Farbe des Materials aus dem Inneren des Untergrunds (104) und/oder zum Ermitteln eines Fehlerzustands der Bearbeitungseinrichtung (102) aus den optischen Sensordaten ausgebildet ist.
8. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sensoreinrichtung (106) eine Abstandsmesseinrichtung (132), insbesondere einen Lasersensor oder einen Ultraschallsensor, zum Erfassen von Abstandsdaten zwischen dem Handgerät (100) und dem Untergrund (104) aufweist.
9. Handgerät (100) gemäß Anspruch 8, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information auf Basis eines aus den Abstandsdaten ermittelten Eindringfortschritts, insbesondere einer Zeitabhängigkeit des Eindringfortschritts, in den Untergrund (104) ausgebildet ist.
10. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Handgerät (100) eine Antriebseinrichtung (114) zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung (102) aufweist; wobei die Sensoreinrichtung (106) eine Antriebsenergiemesseinrichtung (134), insbesondere einen Drehzahlmesser oder einen Strommesser eines Motors der Antriebseinrichtung (114), zum Erfassen der Antriebsenergie zum Antreiben der Bearbeitungseinrichtung (102) aufweist.
11. Handgerät (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information, insbesondere einer Härte des Untergrunds (104) und/oder des Vorliegens oder einer Dimension mindestens eines Hohlraums (116) in dem Untergrund (104), auf Basis der erfassten Antriebsenergie, insbesondere einer Zeitabhängigkeit der erfassten Antriebsenergie, ausgebildet ist.
12. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sensoreinrichtung (106) eine Andruckkraftmesseinrichtung (136) zum Erfassen einer Andruckkraft der Bearbeitungseinrichtung (102) an den Untergrund (104) aufweist.
13. Handgerät (100) gemäß Anspruch 12, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information, insbesondere einer Härte des Untergrunds (104) und/oder des Vorliegens oder einer Dimension mindestens eines Hohlraums (116) in dem Untergrund (104), auf Basis der erfassten Andruckkraft, insbesondere einer Zeitabhängigkeit der erfassten Andruckkraft, ausgebildet ist.
14. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Sensoreinrichtung (106) eine Temperaturmesseinrichtung (138), insbesondere einen Infrarotsensor, zum Erfassen einer Temperatur der Bearbeitungseinrichtung (102) bei und/oder nach einem Eindringen in den Untergrund (104) aufweist.
15. Handgerät (100) gemäß Anspruch 14, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln einer Härte des Untergrunds (104) und/oder eines Fehlerzustands der Bearbeitungseinrichtung (102) auf Basis der Temperatur ausgebildet ist.
16. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Sensoreinrichtung (106) eine Feuchtigkeitsmesseinrichtung zum Erfassen einer Feuchtigkeit des Untergrunds (104) aufweist.
17. Handgerät (100) gemäß Anspruch 16, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln der für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information auf Basis der erfassten Feuchtigkeit ausgebildet ist.
18. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 17, wobei die Ermittlungseinrichtung (108) ausgebildet ist, die Information mittels eines Abgleichs der Sensordaten mit vorbekannten Datensätzen aus einer Datenbank (120) zu ermitteln.
19. Handgerät (100) gemäß Anspruch 18, wobei das Handgerät (100) eine Speichereinrichtung (118) aufweist, in der die Datensätze der Datenbank (120) gespeichert sind.
20. Handgerät (100) gemäß Anspruch 18, aufweisend eine Kommunikationseinrichtung (110) zum, insbesondere drahtlosen oder drahtgebundenen, Kommunizieren mit einem kommunizierfähig koppelbaren und von dem Handgerät (100) separaten Kommunikationsgerät (112), in dem die Datensätze der Datenbank (120) gespeichert sind.
21. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 20, aufweisend eine Steuereinrichtung (122) zum Steuern des Handgeräts (100), insbesondere der Bearbeitungseinrichtung (102), basierend auf der ermittelten, für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information.
22. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 21, aufweisend eine Benutzerschnittstelle (124) zum Ausgeben einer Betriebsempfehlung für das Handgerät (100), insbesondere einer Betriebsempfehlung für eine Verwendung eines Dübels und/oder eines Befestigungselements für den Untergrund (104), basierend auf der ermittelten, für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information.
23. Handgerät (100) gemäß Anspruch 22, wobei die Benutzerschnittstelle (124) zum Ausgeben der Betriebsempfehlung für das Handgerät (100) zusätzlich basierend auf einer benutzerseitig vorgegebenen Lastanforderung für eine Verankerung eines Befestigungselements in dem Untergrund (104) ausgebildet ist.
24. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Sensoreinrichtung (106) zum Erkennen eines zu setzenden Befestigungselements ausgebildet ist; und aufweisend eine Steuereinrichtung (122), die zum Steuern der Bearbeitungseinrichtung (102) zum Setzen des Befestigungselements basierend auf einem Ergebnis des Erkennens ausgebildet ist.
25. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 24, wobei die Sensoreinrichtung (106) mindestens zwei unterschiedliche Sensortypen (130, 132, 134, 136, 138) aufweist, die unabhängig voneinander und gemäß unterschiedlichen Sensorprinzipien zum Detektieren von für eine Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Sensordaten ausgebildet sind; und wobei die Ermittlungseinrichtung (108) zum Ermitteln der Information basierend auf den Sensordaten derart ausgebildet ist, dass eine ermittelte Information nur dann akzeptiert wird, wenn sie von den mindestens zwei unterschiedlichen Sensortypen (130, 132, 134, 136, 138) unabhängig voneinander und in Einklang miteinander bereitgestellt wird.
26. Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, ausgebildet als zumindest eines aus einer Gruppe, die besteht aus einer Bohrmaschine, einem Akkuschrauber, einem Akku-Bohrschrauber, einem Drehschrauber, einem Impulsschrauber, einem Ratschenschrauber, einem Schlagschrauber und einem Hammerbohrer.
27. Anordnung (126), aufweisend: ein Handgerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26; und ein Kommunikationsgerät (112), das mit dem Handgerät (100) zum Übermitteln der Sensordaten von dem Handgerät (100) an das Kommunikationsgerät (112) kommunizierfähig gekoppelt oder koppelbar ist, und eine Ermittlungseinrichtung (108) aufweist, die zum Ermitteln einer für die Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information basierend auf den übermittelten Sensordaten ausgebildet ist; wobei das Kommunikationsgerät (112) zum Übermitteln der ermittelten Information an das Handgerät (100) ausgebildet ist und das Handgerät (100) zum Empfangen der ermittelten Information von dem Kommunikationsgerät (112) ausgebildet ist.
28. Anordnung (126) gemäß Anspruch 27, wobei das Handgerät (100) zum Übermitteln und das Kommunikationsgerät (112) zum Empfangen und Speichern von Information ausgebildet sind, die ein Bohren von Bohrlöchern und ein Setzen von Befestigungselementen in die Bohrlöcher in dem Untergrund (104) dokumentiert.
29. Verfahren zum Betreiben eines durch einen Benutzer manuell betätigbaren Handgeräts (100), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26, zum Bearbeiten eines Untergrunds (104), wobei das Verfahren aufweist:
Detektieren, mittels des Handgeräts (100), von für eine Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Sensordaten vor, während und/oder nach Bearbeiten des Untergrunds (104) mittels des Handgeräts (100); und
Ermitteln, insbesondere an dem Handgerät (100) oder an einem mit dem Handgerät (100) kommunizierfähig gekoppelten Kommunikationsgerät (112), einer für eine Beschaffenheit des Untergrunds (104) indikativen Information basierend auf den Sensordaten.
30. Verfahren gemäß Anspruch 29, wobei das Verfahren ein Bearbeiten des Untergrunds (104) mittels eines Roboters aufweist, wobei der Roboter das Bearbeiten des Untergrunds (104) mittels des Handgeräts (100) unter Verwendung zumindest eines Teils der Sensordaten durchführt, insbesondere unter Abarbeitung eines vorgegebenen Untergrundbearbeitungsprotokolls.
31. Computerlesbares Speichermedium, in dem ein Programm zum Betreiben eines durch einen Benutzer manuell betätigbaren Handgeräts (100) zum Bearbeiten eines Untergrunds (104) gespeichert ist, welches Programm, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren (128) ausgeführt wird, das Verfahren nach Anspruch 29 oder 30 ausführt und/oder steuert.
32. Software-Programm zum Betreiben eines durch einen Benutzer manuell betätigbaren Handgeräts (100) zum Bearbeiten eines Untergrunds (104), welches Software- Programm, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren (128) ausgeführt wird, das Verfahren nach Anspruch 29 oder 30 ausführt und/oder steuert.
PCT/EP2021/057970 2020-06-05 2021-03-26 Handgerät mit sensoreinrichtung zum charakterisieren eines bearbeiteten untergrunds WO2021244788A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180040609.XA CN115803151A (zh) 2020-06-05 2021-03-26 具有用于表征经加工的基底的传感器装置的手持设备
EP21716640.4A EP4161736A1 (de) 2020-06-05 2021-03-26 Handgerät mit sensoreinrichtung zum charakterisieren eines bearbeiteten untergrunds
US18/000,667 US20230211477A1 (en) 2020-06-05 2021-03-26 Hand-held device comprising sensor unit, for characterizing a treated substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020115024.5A DE102020115024A1 (de) 2020-06-05 2020-06-05 Handgerät mit Sensoreinrichtung zum Charakterisieren eines bearbeiteten Untergrunds
DE102020115024.5 2020-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021244788A1 true WO2021244788A1 (de) 2021-12-09

Family

ID=75396724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/057970 WO2021244788A1 (de) 2020-06-05 2021-03-26 Handgerät mit sensoreinrichtung zum charakterisieren eines bearbeiteten untergrunds

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230211477A1 (de)
EP (1) EP4161736A1 (de)
CN (1) CN115803151A (de)
DE (1) DE102020115024A1 (de)
WO (1) WO2021244788A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4300413A1 (de) * 2022-06-27 2024-01-03 Hilti Aktiengesellschaft Rechnersystem zur positionsbestimmung eines ankers und verfahren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004017939A1 (de) * 2004-04-14 2005-11-03 Robert Bosch Gmbh Geführte Werkzeugmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer geführten Werkzeugmaschine
EP2465641A2 (de) * 2010-12-15 2012-06-20 HILTI Aktiengesellschaft Elektrisch betreibbares Bolzensetzgerät
DE102018218685A1 (de) * 2018-10-31 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303006B4 (de) 2003-01-27 2019-01-03 Hilti Aktiengesellschaft Handgeführtes Arbeitsgerät
DE102010040995A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Hilti Aktiengesellschaft Ausrichthilfe und Steuerungsverfahren
DE102011007648A1 (de) 2011-04-19 2012-10-25 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine
EP2883664A1 (de) 2013-12-16 2015-06-17 HILTI Aktiengesellschaft Werkzeug
DE102015226801A1 (de) 2015-12-29 2017-06-29 Robert Bosch Gmbh Elektrohandwerkzeug, Elektrohandwerkzeugsystem und Verfahren zum Betreiben

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004017939A1 (de) * 2004-04-14 2005-11-03 Robert Bosch Gmbh Geführte Werkzeugmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer geführten Werkzeugmaschine
EP2465641A2 (de) * 2010-12-15 2012-06-20 HILTI Aktiengesellschaft Elektrisch betreibbares Bolzensetzgerät
DE102018218685A1 (de) * 2018-10-31 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
CN115803151A (zh) 2023-03-14
DE102020115024A1 (de) 2021-12-09
EP4161736A1 (de) 2023-04-12
US20230211477A1 (en) 2023-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004046000B4 (de) Elektrowerkzeug mit einem Lage- und Orientierungssystem
EP2979062B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur anzeige von objekten und objektdaten eines konstruktionsplans
EP4016212A1 (de) Werkzeugmaschinensystem und verfahren zur steuerung einer mobilen werkzeugmaschine
WO2021244788A1 (de) Handgerät mit sensoreinrichtung zum charakterisieren eines bearbeiteten untergrunds
WO2017025247A1 (de) Verfahren zum einstellen mindestens eines parameters einer handwerkzeugmaschine
EP3705682A1 (de) System mit einer erdbohrvorrichtung und einer eingabeeinrichtung, verfahren zum steuern eines betriebs einer erdbohrvorrichtung und verwendung einer erdbohrvorrichtung
DE102015215362A1 (de) Verfahren zum Einstellen mindestens eines Parameters einer Handwerkzeugmaschine
DE102019216038A1 (de) Assistenzgerät, Werkzeugvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugvorrichtung
DE102014217880A1 (de) Anordnung und Verfahren zu deren Betrieb
EP3731160A1 (de) Verfahren zum dokumentieren wenigstens eines arbeitsschritts und handgeführtes werkzeug
DE102020000715A1 (de) System mit einer Erdbohrvorrichtung und einer Eingabeeinrichtung und Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Erdbohrvorrichtung
DE102017209206B4 (de) Handwerkzeugmaschine
DE102019001108A1 (de) System mit einer Erdbohrvorrichtung, Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Erdbohrvorrichtung und Verwendung einer Erdbohrvorrichtung
EP4264064A1 (de) Verfahren zum betrieb eines überwachungssystems
WO2022171444A1 (de) Verfahren zur bereitstellung einer information über eine ankerbefestigung
EP2656974B1 (de) Handgeführtes Arbeitsgerät und Verfahren zum Betreiben eines handgeführten Arbeitsgeräts
WO2020260093A1 (de) Verfahren zur erkennung eines rutschkupplungs-auslöseereignisses, sowie werkzeugmaschine
DE102020209809A1 (de) Verfahren zum Trainieren eines Klassifikators zur Ermittlung eines Handwerkzeugmaschinengerätezustands
EP4086044A1 (de) Handgerät mit detektions- und steuereinheiten
EP3671560A1 (de) Verfahren zum klassifizieren eines gebäudes, maschinelles lernsystem sowie ein verfahren, ein computerprogramm und eine computervorrichtung zum anler-nen des maschinellen lernsystems
EP3833510B1 (de) Handwerkzeugmaschine und verfahren zum betreiben einer handwerkzeugmaschine
EP3141350A1 (de) Werkerführung direkt auf anzeige display des werkzeugs
DE102021201338A1 (de) Verfahren zur Bereitstellung einer Information über eine Ankerbefestigung
EP4300413A1 (de) Rechnersystem zur positionsbestimmung eines ankers und verfahren
DE102022202416A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Handwerkzeugmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21716640

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2021716640

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021716640

Country of ref document: EP

Effective date: 20230105

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE