本發(fā)明涉及對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)(馬達(dá)，發(fā)動(dòng)機(jī))的設(shè)備(有動(dòng)力裝置的設(shè)備)的控制。特別地，本發(fā)明涉及對(duì)通過(guò)使用者的手致動(dòng)的便攜式工具的控制。本發(fā)明應(yīng)用于諸如鏈鋸的帶有熱機(jī)的設(shè)備(汽油/燃?xì)怛?qū)動(dòng)式設(shè)備)或者由市電、由插入工具主體中的電池或由遠(yuǎn)程定位的電池供電并且可被使用者攜帶的帶有電動(dòng)馬達(dá)的設(shè)備。目標(biāo)設(shè)備或工具可以包括汽油驅(qū)動(dòng)或電驅(qū)動(dòng)的修枝剪、金屬板材剪、籬笆修剪機(jī)、吹風(fēng)機(jī)(鼓風(fēng)機(jī))、剪枝機(jī)、橄欖梳和割草機(jī)。一般地，本發(fā)明應(yīng)用于綠地維護(hù)、建造的專業(yè)領(lǐng)域或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的任何類型的帶有原動(dòng)機(jī)的工具。本發(fā)明還應(yīng)用于為公共和家庭器具設(shè)計(jì)的工具。

背景技術(shù)：

上述設(shè)備通常具有原動(dòng)機(jī)和原動(dòng)機(jī)控制件，該原動(dòng)機(jī)控制件可以由使用者的手或手指或甚至由其腳致動(dòng)。

盡管一些工具僅使用允許通過(guò)腳、手或手指在其上的單次短時(shí)動(dòng)作來(lái)啟動(dòng)或關(guān)閉原動(dòng)機(jī)的一個(gè)開關(guān)操作，但它們大多數(shù)裝備有更復(fù)雜的控制裝置。例如，這種裝置可以是控制扳機(jī)，可以使用一個(gè)或多個(gè)手指將該控制扳機(jī)從休止位置(當(dāng)沒有在扳機(jī)上運(yùn)動(dòng)動(dòng)作時(shí))操作到最大行程位置(代表扳機(jī)行程結(jié)束)。這類扳機(jī)一般設(shè)置有用于使其在扳機(jī)上的動(dòng)作一停止就自動(dòng)返回到休止位置的機(jī)構(gòu)。該返回機(jī)構(gòu)大多數(shù)時(shí)候是彈性的，例如彈簧。當(dāng)扳機(jī)由踏板代替時(shí)，這同樣適應(yīng)于由使用者的腳致動(dòng)的控制件。下文的描述參考手動(dòng)控制件。然而，應(yīng)當(dāng)指出，腳動(dòng)控制件可以具有相同的功能。另一方面，工具或機(jī)器也可以具有不同的功能。例如，它們可以是非便攜式設(shè)備。

通常，原動(dòng)機(jī)的休止模式對(duì)應(yīng)于扳機(jī)的休止位置。這可以對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的關(guān)機(jī)模式，或?qū)?yīng)于熱機(jī)的空轉(zhuǎn)模式。相反地，對(duì)于扳機(jī)的最大行程位置，原動(dòng)機(jī)大體上工作在預(yù)先定義的最大動(dòng)力。在扳機(jī)的中間位置，原動(dòng)機(jī)以與扳機(jī)的下壓成比例或不成比例的中間動(dòng)力運(yùn)行。例如，這是熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式鏈鋸的情況，其中，無(wú)論何時(shí)扳機(jī)處于休止位置，原動(dòng)機(jī)都是空轉(zhuǎn)的，并且無(wú)論何時(shí)扳機(jī)處于最大行程位置，原動(dòng)機(jī)都以其預(yù)先定義的最大動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)。在鏈鋸的特殊示例中，原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作件，該工作件恰好是鏈鋸鏈。

因此，以相同的方式，動(dòng)力設(shè)備或工具控制件的最終功能是調(diào)節(jié)相應(yīng)的工作件的運(yùn)動(dòng)。

盡管在致動(dòng)控制件時(shí)原動(dòng)機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，但便攜式工具的工作件不必旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上，扳機(jī)的給定位置可以簡(jiǎn)單地與便攜式工具工作件的相應(yīng)位置相關(guān)聯(lián)。因此，工作件具有與處于休止位置的扳機(jī)相對(duì)應(yīng)的休止位置、當(dāng)扳機(jī)處于最大行程位置時(shí)的最大行程位置和介于其休止位置和其最大行程位置之間的與扳機(jī)的中間位置相對(duì)應(yīng)的中間位置。這例如是具有本申請(qǐng)人的文獻(xiàn)fr2614568所述的電動(dòng)修枝剪的情況。這種修枝剪的特征在于具有一個(gè)固定刀片和一個(gè)活動(dòng)刀片的工作切割件?；顒?dòng)刀片由電動(dòng)原動(dòng)機(jī)致動(dòng)。扳機(jī)用于控制活動(dòng)刀片關(guān)于固定刀片的位置，該位置在處于休止位置的完全打開位置和閉合位置之間，該閉合位置允許活動(dòng)刀片與固定刀片重疊以起到切割作用。活動(dòng)刀片的位置由此與扳機(jī)在其休止位置和其最大行程位置之間的相對(duì)位置相關(guān)聯(lián)。該位置由此能夠被使用者連續(xù)控制，該使用者使用一個(gè)手指或其手致動(dòng)該扳機(jī)。更準(zhǔn)確地，根據(jù)扳機(jī)致動(dòng)方向，扳機(jī)沿著一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向或相反的方向控制原動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。原動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪連接到活動(dòng)刀片的凸輪，該齒輪將原動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成平移運(yùn)動(dòng)。向凸輪施加的平移運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致活動(dòng)刀片打開和閉合。

另外，多個(gè)工具使得使用者可以控制附加功能，例如原動(dòng)機(jī)的預(yù)先定義的最大動(dòng)力、工作件的最大行程位置、工具的待機(jī)模式等。

出于說(shuō)明的目的，本申請(qǐng)人的文獻(xiàn)fr2973815描述了一種便攜式電動(dòng)吹風(fēng)機(jī)，其中通過(guò)位于吹風(fēng)機(jī)把手下方的扳機(jī)的位置調(diào)節(jié)空氣速度。位于把手上方的附加按鈕用于通過(guò)限制由原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大功率來(lái)選擇吹風(fēng)機(jī)出口處的最大風(fēng)速?？梢酝ㄟ^(guò)致動(dòng)扳機(jī)的手上的第二手指致動(dòng)該按鈕。然而，這需要使用者的特別關(guān)注，該使用者必須調(diào)整其手上的第二手指的運(yùn)動(dòng)，以沿著被證明與在扳機(jī)上施加的力相反的方向施加附加力。

本申請(qǐng)人的文獻(xiàn)ep2156732描述了一種電動(dòng)修枝剪，該電動(dòng)修枝剪包括主扳機(jī)和連接到該主扳機(jī)的第二扳機(jī)。第二扳機(jī)可以通過(guò)與主扳機(jī)相同的手指致動(dòng)。其控制該工具的至少一個(gè)附加功能，例如改變活動(dòng)刀片關(guān)于固定刀片的最大行程位置。第二扳機(jī)的致動(dòng)需要使用者在主扳機(jī)上沿著允許第二扳機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向即沿著大致與主扳機(jī)的運(yùn)動(dòng)垂直的方向移動(dòng)其手指。這種運(yùn)動(dòng)與致動(dòng)主功能的手指運(yùn)動(dòng)不連續(xù)，由此導(dǎo)致對(duì)使用者的一定的妨礙和時(shí)間損耗。

文獻(xiàn)ep2659765描述了一種便攜式電動(dòng)工具，例如具有控制系統(tǒng)的電動(dòng)修枝剪，該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成檢測(cè)扳機(jī)的預(yù)先定義的運(yùn)動(dòng)序列，例如對(duì)扳機(jī)兩次快速致動(dòng)。在該情況下，一種附加功能是檢測(cè)預(yù)先定義的序列。使用者由此必須調(diào)整快速手指力量序列，以實(shí)現(xiàn)期望的附加功能。由于致動(dòng)扳機(jī)的頻率變化，這種練習(xí)不是手上的手指的自然運(yùn)動(dòng)的一部分，如果經(jīng)常重復(fù)，可能對(duì)手指甚至對(duì)手造成傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明意在克服上述缺點(diǎn)。它還意在提供一種用于帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備、尤其是用于便攜式工具的控制方法和裝置，以使得易于使用雙重控制。本發(fā)明的目的還是提出一種具有多種控制的控制裝置，該控制裝置與致動(dòng)主功能的手或手指的自然運(yùn)動(dòng)相匹配。

為實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明更具體地提出一種用于帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的控制裝置，包括至少一個(gè)電子傳感器和用于基于來(lái)自于該傳感器的至少一個(gè)控制信號(hào)控制該設(shè)備的電子控制板。根據(jù)本發(fā)明，電子傳感器是設(shè)置在控制裝置的接口區(qū)域中的非接觸式光學(xué)傳感器。它構(gòu)造成測(cè)量它與定位在接口區(qū)域中的目標(biāo)分離的距離。電子板構(gòu)造成當(dāng)針對(duì)處于至少一個(gè)第一距離范圍內(nèi)的測(cè)量距離建立光學(xué)傳感器的信號(hào)時(shí)建立對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的主功能的第一控制，并且當(dāng)針對(duì)比第一距離范圍大的測(cè)量距離建立光學(xué)傳感器的信號(hào)時(shí)建立對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的與主功能不同的至少一個(gè)附加功能(補(bǔ)充功能)的控制。

本發(fā)明的控制裝置可以適合于裝備有電動(dòng)馬達(dá)或熱機(jī)的任何設(shè)備。該設(shè)備可以是固定式或便攜式設(shè)備。

電子板從光學(xué)傳感器接收控制信號(hào)。這不預(yù)先判斷信號(hào)的形式。該信號(hào)可以或多或少是復(fù)雜的模擬或數(shù)字信號(hào)。它還可以僅僅是表征距離測(cè)量值的電流或電壓。

一種可以在控制裝置中使用的非接觸式光學(xué)傳感器可以是能從市場(chǎng)上獲得的來(lái)自avagotechnologies公司的產(chǎn)品apds-9190。這種傳感器具有輻射源，例如在近紅外光譜中發(fā)射的發(fā)光二極管。由光源發(fā)射的光照亮目標(biāo)。由目標(biāo)反向散射的一部分光被包括一個(gè)或多個(gè)光電二極管的光電檢測(cè)器接收和測(cè)量。由二極管接收的一部分光與目標(biāo)和光電檢測(cè)器(在本例中是光電二極管)分離的距離相反地變化?？梢哉{(diào)節(jié)測(cè)量光，以更容易地消除環(huán)境光的影響。

在這里應(yīng)當(dāng)注意到，光學(xué)傳感器對(duì)準(zhǔn)的目標(biāo)可以是使用者的手指，戴或不戴手套；使用者的手，戴或不戴手套；或在特殊的應(yīng)用中是使用者的腳，穿或不穿鞋子。該目標(biāo)還可以是控制件，即扳機(jī)或踏板。

因此，控制裝置的接口區(qū)域定位在光學(xué)傳感器的測(cè)量場(chǎng)內(nèi)，即針對(duì)反向散射光的測(cè)量和捕獲光發(fā)射場(chǎng)。接口區(qū)域優(yōu)選地在實(shí)體上(在物質(zhì)上)由防護(hù)裝置界定，該防護(hù)裝置在傳感器周圍提供致動(dòng)空間。致動(dòng)空間的尺寸被確定成接納具有足夠的活動(dòng)能力以實(shí)現(xiàn)控制的目標(biāo)，即比第一距離范圍大。

在最靠近控制傳感器的第一距離范圍中，電子板可以使用傳感器信號(hào)來(lái)建立對(duì)主功能的第一控制。它典型地可以是對(duì)原動(dòng)機(jī)例如其轉(zhuǎn)速的控制。

例如，原動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)—尤其是在電動(dòng)馬達(dá)的情況下、或原動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)—在熱機(jī)的情況下可以對(duì)應(yīng)于定位在第一距離范圍末端—即該范圍的最大距離—處的目標(biāo)。該距離在下文中被稱為“最大接近距離”。另一方面，原動(dòng)機(jī)以預(yù)先確定的最大設(shè)定速度的旋轉(zhuǎn)可以對(duì)應(yīng)于最靠近傳感器定位、即在第一距離范圍中的最小距離處的目標(biāo)。該距離在下文中被稱為“最小接近距離”。關(guān)機(jī)和最大旋轉(zhuǎn)設(shè)定速度之間的中間轉(zhuǎn)速可以對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的中間位置，即介于最小接近距離和最大接近距離之間。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以與由傳感器測(cè)量的距離成比例或不成比例。

由電子板基于傳感器信號(hào)建立的對(duì)設(shè)備的主功能的第一控制不必是原動(dòng)機(jī)速度控制，而可以是工作件(起作用件)的相對(duì)位置?？梢酝ㄟ^(guò)修枝剪給出其示例，該修枝剪具有在固定刀片上可在打開位置和閉合位置之間移動(dòng)的活動(dòng)刀片。打開位置例如對(duì)應(yīng)于定位在從傳感器的最大接近距離處的目標(biāo)，閉合位置對(duì)應(yīng)于定位在從傳感器的最小接近距離處的目標(biāo)。刀片的介于其打開位置和其閉合位置之間的中間位置可以對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的中間距離。所述中間位置可以對(duì)應(yīng)于與目標(biāo)的距離成比例或不成比例的打開角。根據(jù)另一操作模式，可以提供介于最小和最大接近距離之間的閾值距離。在這種情況下，目標(biāo)經(jīng)過(guò)閾值距離導(dǎo)致刀片的突然自動(dòng)閉合或打開運(yùn)動(dòng)。

可以將電子板構(gòu)造成區(qū)分目標(biāo)的多個(gè)距離范圍，對(duì)于該距離范圍，可以對(duì)主功能建立一種或多種不同的控制。然而，對(duì)于沒有經(jīng)驗(yàn)的使用者，致動(dòng)這種控制可能是棘手的。因此，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，僅提供一個(gè)“第一距離范圍”。

如上所述，對(duì)于比第一距離范圍大的距離、即當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離傳感器至比上述最大接近距離大的距離時(shí)，建立附加功能控制。附加功能優(yōu)選地不直接涉及原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或工作件的位置，而涉及工作件的旋轉(zhuǎn)模式或操作模式的功能。例如，附加功能可以是對(duì)原動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速設(shè)定值的控制。因此，目標(biāo)偏移到第一距離范圍之外可能導(dǎo)致設(shè)定值的改變。該改變例如可以是從原動(dòng)機(jī)的第一最大速度設(shè)定值轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪蛔畲笏俣仍O(shè)定值，例如轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓌?dòng)機(jī)的更大的最大速度設(shè)定值。

這由此導(dǎo)致原動(dòng)機(jī)在對(duì)主功能的控制下達(dá)到更大的轉(zhuǎn)速，尤其當(dāng)目標(biāo)處于最小接近距離時(shí)。目標(biāo)新的偏移到第一距離范圍之外可能導(dǎo)致返回到第一最大速度設(shè)定值，或?qū)е逻x擇另一更小的或更大的最大速度設(shè)定值。

本發(fā)明對(duì)附加功能的控制還可以是操作模式改變控制。它例如是從開/關(guān)操作轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀壤僮?，反之亦然。在修枝剪的情況下，對(duì)附加功能的控制可以從對(duì)刀片的漸進(jìn)閉合控制轉(zhuǎn)變?yōu)殚撝甸]合控制。在這種情況下，可能通過(guò)目標(biāo)偏移到第一距離范圍之外導(dǎo)致操作模式的改變。

盡管在上下文中的應(yīng)用保持為修枝剪或金屬板材剪，但對(duì)附加功能的控制還可以對(duì)應(yīng)于鉗口的最大開口設(shè)定值，或活動(dòng)刀片關(guān)于固定刀片的最大樞轉(zhuǎn)設(shè)定值。因此，目標(biāo)偏移到第一距離范圍之外使得可以增加刀片在其休止位置的最大開口。目標(biāo)新的偏移到第一距離范圍之外可能導(dǎo)致返回到第一最大開口設(shè)定值，或?qū)е逻x擇另一更小的或更大的最大開口設(shè)定值。

根據(jù)另一可能性，對(duì)附加功能的控制可以對(duì)應(yīng)于對(duì)設(shè)備或工具的安全控制，例如通過(guò)原動(dòng)機(jī)的瞬間關(guān)機(jī)或?qū)ぷ骷M(jìn)行緊急制動(dòng)或鎖定。

附加功能還可以是對(duì)原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向或?qū)ぷ骷闹聞?dòng)方向的反向控制。這種功能例如在籬笆修剪機(jī)上可能是有用的，例如在刀片鎖定的情況下。

如上文簡(jiǎn)單所述，根據(jù)本發(fā)明的特殊實(shí)施例，控制裝置可以包括設(shè)置在接口區(qū)域中的控制件和聯(lián)接到該控制件的位置傳感器，該位置傳感器還連接到控制電子板。

控制件例如可以是扳機(jī)或踏板，該扳機(jī)或踏板可以通過(guò)手、腳或手指致動(dòng)。直線或角位置傳感器例如是電位計(jì)、霍耳效應(yīng)傳感器或磁控電阻器，并且為電子板提供測(cè)量控制件的相對(duì)位置的信號(hào)。該信號(hào)可以或多或少是復(fù)雜的模擬或數(shù)字信號(hào)。它還可以僅僅是電流或電壓信號(hào)，或電阻值測(cè)量信號(hào)。

除了其為使用者提供致動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能之外，諸如扳機(jī)的控制件的存在還具有指示功能，以有助于使用者的手指或手的直觀定位。如果控制件具有對(duì)應(yīng)于第一距離區(qū)域的行程，則控制件還有助于感知該第一距離范圍。處于休止位置的控制件還可以用作第一距離范圍的自動(dòng)校準(zhǔn)的參考。最后，彈簧加載式或依靠工作件的運(yùn)動(dòng)的控制件還為使用者提供力反饋。這些特征提高了使用者的舒適度，尤其對(duì)于不熟悉接口的使用者。最后，如在進(jìn)一步描述中顯而易見的那樣，聯(lián)接到控制件的傳感器可以提供有用的信號(hào)來(lái)建立控制。

還可以在接口區(qū)域中設(shè)置虛擬控制件，即一種元件，該元件不連接到任何傳感器或致動(dòng)器，而是簡(jiǎn)單地用于提供對(duì)使用者成員的位置的一些指示、對(duì)第一距離范圍的指示和可能的回復(fù)力。

附加的控制件不妨礙基于非接觸式光學(xué)傳感器的距離測(cè)量而建立的控制。相反，它可以與該控制相關(guān)聯(lián)。

每當(dāng)控制件包括可以由使用者的手指致動(dòng)的扳機(jī)，并且在扳機(jī)和距離傳感器的距離測(cè)量之間不需要相互作用時(shí)，扳機(jī)可以定位在傳感器的測(cè)量場(chǎng)之外。每當(dāng)例如由于空間原因，難以將扳機(jī)放置在光學(xué)傳感器的測(cè)量場(chǎng)之外時(shí)，可以將其放置在測(cè)量場(chǎng)內(nèi)。在這種情況下，扳機(jī)可以用作第一距離范圍中的目標(biāo)。扳機(jī)還可以在用于使用者的手指的支承區(qū)域中設(shè)置有孔，所述孔與光學(xué)傳感器的最佳測(cè)量場(chǎng)對(duì)齊?？梢栽诖┻^(guò)該孔的手指上實(shí)現(xiàn)測(cè)量。手指由此是目標(biāo)。

基于所使用的傳感器的構(gòu)造和類型，還可以在緊鄰扳機(jī)的側(cè)面區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，該側(cè)面區(qū)域?qū)τ趥鞲衅鞅３置舾小Ｔ谶@種情況下，傳感器還可以檢測(cè)使用者的手指的出現(xiàn)。另外，為了防止扳機(jī)可能干擾測(cè)量，可以在至少部分圍繞孔的適當(dāng)?shù)念伾?、例如深色或甚至黑色下進(jìn)行所述測(cè)量，從而不干擾測(cè)量光信號(hào)。

無(wú)論控制件是或者不是距離傳感器的目標(biāo)，控制件優(yōu)選地具有對(duì)應(yīng)于第一距離范圍的最大行程。根據(jù)上文定義的術(shù)語(yǔ)，每當(dāng)控制件是扳機(jī)時(shí)，其被釋放的休止位置優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的最大接近距離，其被下壓的行程位置末端對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的最小接近距離。另外，使用者的手指在處于休止位置的扳機(jī)上的位置可以用于根據(jù)顏色和手指反射特征來(lái)永久地校準(zhǔn)該休止位置。通過(guò)電子板實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)允許清晰地確定手指與休止位置的距離以及在第一距離范圍外部的距離。

盡管光學(xué)傳感器允許確定是否應(yīng)當(dāng)建立對(duì)主功能的控制或?qū)Ω郊庸δ艿目刂?，但將注意到，不必由光學(xué)傳感器的信號(hào)建立對(duì)主功能的控制。實(shí)際上，電子板可構(gòu)造成由光學(xué)傳感器信號(hào)或另一傳感器的信號(hào)特別是由控制件(扳機(jī))的位置傳感器建立對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的主功能的第一控制。電子板還可構(gòu)造成由全部這些傳感器的信號(hào)建立對(duì)主功能的第一控制。

特別地，電子板可以構(gòu)造成由光學(xué)傳感器信號(hào)建立對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的主功能的第一控制，以及由控制件的位置傳感器的信號(hào)建立對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的主功能的第二控制。

對(duì)于控制的安全性和可靠性很關(guān)鍵的設(shè)備，存在對(duì)單一功能的冗余控制可能是有用的。電子板或更具體地板處理器還可以構(gòu)造成將主功能的第一和第二控制進(jìn)行比較，以及在第一與第二控制存在任何分歧的情況下致動(dòng)設(shè)備安全程序。安全程序可以包括致動(dòng)作用于原動(dòng)機(jī)的工作件上的制動(dòng)器，和關(guān)閉原動(dòng)機(jī)電源。例如，在控制燃?xì)鈩?dòng)力鏈鋸的情況下，如果原動(dòng)機(jī)處于空轉(zhuǎn)位置，使用者未將其手指放在扳機(jī)上，諸如接口區(qū)域中的分支的異物的突出出現(xiàn)可能致動(dòng)扳機(jī)。通過(guò)光學(xué)傳感器對(duì)致動(dòng)扳機(jī)的異物—即沒有任何顏色或使用者的手指反射特征的物體—的檢測(cè)然后可以用于抑制連接到扳機(jī)的傳感器信號(hào)。

本發(fā)明的控制裝置尤其適合于便攜式電動(dòng)工具，該電動(dòng)工具具有內(nèi)置或遠(yuǎn)程電池，包括移動(dòng)式工作件、優(yōu)選地是切割件，以及將原動(dòng)機(jī)連接到工作件的傳動(dòng)裝置。

本發(fā)明還涉及一種對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的控制方法，該設(shè)備裝備有控制接口，該控制接口具有能測(cè)量目標(biāo)的距離的光學(xué)傳感器。該方法還涉及每當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離傳感器的距離在第一距離范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的主功能建立第一控制。本發(fā)明還涉及每當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離傳感器的距離大于第一距離范圍時(shí)，對(duì)帶有原動(dòng)機(jī)的設(shè)備的至少一個(gè)與主功能不同的附加功能建立控制。

如上所述，控制目標(biāo)可以是使用者的手指。

根據(jù)該方法的特點(diǎn)實(shí)施，從通過(guò)光學(xué)傳感器建立的距離測(cè)量信號(hào)和/或從通過(guò)與控制接口的控制件聯(lián)接的位置傳感器建立的信號(hào)來(lái)建立對(duì)主功能的控制。還可以基于這些信號(hào)的組合來(lái)建立控制。這些信號(hào)的組合可以以上述方式用于工具的安全模式?？刂萍梢允且呀?jīng)提及的扳機(jī)。

附圖說(shuō)明

下文對(duì)附圖的描述示出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。該描述是出于圖示的目的，并且不是限制性的。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的示意性表示。

圖2示出裝備有扳機(jī)的圖1的裝置。

圖3是使用根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的修枝剪的視圖，其中下部部分局部剖開。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，參考附圖的圖片，使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部分，以便可以從一個(gè)圖片參考下一圖片。

圖1的控制裝置用于控制僅部分示出的便攜式工具s。圖1示出由防護(hù)裝置12界定的接口區(qū)域10，以及設(shè)置在工具s的體部上的光學(xué)傳感器14的測(cè)量場(chǎng)。傳感器通過(guò)電連接件18連接到電子板(電路板)16。電連接件8例如是串聯(lián)型，為傳感器提供電源并且將測(cè)量信號(hào)傳送到電子板16。如果適用的話，電子板16可以包括用于光學(xué)傳感器14的電源。

電子板設(shè)置有用于原動(dòng)機(jī)20的控制器，該原動(dòng)機(jī)非常示意性地示出。該控制器可以是來(lái)自于未示出的電池的電源，該電源受控制并且適用于電動(dòng)機(jī)的不同相。該控制器還可以是熱機(jī)的進(jìn)氣控制器。原動(dòng)機(jī)20通過(guò)齒輪22連接到工具的工作件24。齒輪還被設(shè)計(jì)成將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)，以致動(dòng)工作件。工作件例如可以是切割工具。

圖1非常示意性地示出的電子板16、原動(dòng)機(jī)20、齒輪22和工作件24構(gòu)造在設(shè)備或工具s中，它們是該設(shè)備或工具s的集成部分。

附圖標(biāo)記30表示測(cè)量目標(biāo)，傳感器14測(cè)量距該測(cè)量目標(biāo)的距離。在圖中的示例中，該測(cè)量目標(biāo)是使用者的手指。它例如是抓握工具或未示出的工具上的把手的手上的手指。

目標(biāo)30在圖中表示為由雙箭頭示出的距離d，該距離d使目標(biāo)與傳感器分離，或更具體地使其與傳感器的位置處的工具主體分離。距離d對(duì)應(yīng)于在本說(shuō)明書的第一部分中提及的最大接近距離，即，來(lái)自第一距離范圍31的最大分離距離。第一距離范圍31決定建立對(duì)工具的主功能的控制，從最小值延伸到最大值d。最小值可以是0，其對(duì)應(yīng)于當(dāng)目標(biāo)30最靠近傳感器14例如靠著傳感器或靠著包括傳感器的結(jié)構(gòu)的壁部時(shí)測(cè)量到的距離。在第一距離范圍內(nèi)，最大值是距離d，在這種情況下是最大接近距離。在該范圍內(nèi)，目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)可以用于建立對(duì)主功能的控制。例如可以是對(duì)原動(dòng)機(jī)20的速度的漸進(jìn)控制，或?qū)η懈罴男谐痰目刂?。在這一點(diǎn)上，可以參考上文的描述。

箭頭f表示目標(biāo)可能偏移到第一距離范圍31之外，但是保持在傳感器的測(cè)量場(chǎng)中和接口區(qū)域10中。目標(biāo)30和傳感器14之間的間隔由此至少暫時(shí)比距離d的值更大。對(duì)于比距離d更大的距離，電子板16使用由傳感器建立的測(cè)量信號(hào)來(lái)建立附加的控制。在這里，參考上文的描述，這例如可以是對(duì)操作設(shè)定值、對(duì)切割件的位置設(shè)定值或?qū)υ瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值的改變。

圖2示出與圖1相似的控制裝置，但該控制裝置在接口區(qū)域10中裝備有控制件。在圖中的示例中，該控制件是可以由使用者的手指致動(dòng)的扳機(jī)34。

傳感器14和扳機(jī)34的相對(duì)布置使得測(cè)量場(chǎng)集中在扳機(jī)34上。由此，扳機(jī)或該扳機(jī)在傳感器的測(cè)量場(chǎng)中的至少部分端部構(gòu)成目標(biāo)。光學(xué)傳感器測(cè)量的距離不再是與手指的間隔，而是與扳機(jī)的間隔。

由于扳機(jī)用作光學(xué)傳感器14的測(cè)量目標(biāo)，其休止位置可以用作第一距離范圍的最大值d的自動(dòng)校準(zhǔn)的參考。扳機(jī)不能再遠(yuǎn)離傳感器14至第一距離范圍之外來(lái)致動(dòng)對(duì)附加功能的控制。然而，在控制件的這種實(shí)施例中，傳感器14的測(cè)量場(chǎng)可以被設(shè)計(jì)得足夠?qū)?，以檢測(cè)手指在扳機(jī)處的出現(xiàn)。這允許定義距離d1，該距離d1對(duì)應(yīng)于在扳機(jī)處于距離d處的休止位置時(shí)定位在扳機(jī)上的手指。距離d1和距離d之差簡(jiǎn)單地對(duì)應(yīng)于扳機(jī)的厚度。因此，盡管不可能使扳機(jī)移動(dòng)到距離d之外，但可以使用對(duì)距離d1之外的手指位置的檢測(cè)來(lái)致動(dòng)附加功能。

優(yōu)選地，扳機(jī)在其中心設(shè)置有孔或狹槽，使得傳感器14能夠以直接和更加可靠的方式建立距離d1，同時(shí)能夠校準(zhǔn)距離d。還可以通過(guò)在電子板中通過(guò)確定扳機(jī)的厚度特征的參數(shù)的計(jì)算來(lái)直接建立距離d1。

扳機(jī)34還可以是虛擬控制器。它例如可以以樞轉(zhuǎn)的方式安裝在樞軸35上，并且在該水平處包括已知為彈簧的彈性復(fù)位系統(tǒng)。它還可以用作使用者的手指的目標(biāo)或參考標(biāo)記。它還可以是力反饋件，該力反饋件使得使用者能夠更好地知道其手指的位置。

扳機(jī)還可以連接到位置傳感器15，例如測(cè)量其圍繞樞軸35的角行程的傳感器。傳感器15然后通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娺B接件19連接到電子板，它通過(guò)該電連接件19向電子板16提供測(cè)量信號(hào)。因此，電子板16可以構(gòu)造成由扳機(jī)傳感器的信息或光學(xué)傳感器信號(hào)建立原動(dòng)機(jī)控制，尤其是對(duì)主功能的控制。可以以上述方式使用全部這些信號(hào)。

圖3示出應(yīng)用于修枝剪40的控制裝置的改進(jìn)實(shí)施例。

該控制裝置裝備有扳機(jī)34，正如接口區(qū)域10一樣，扳機(jī)34定位成靠近構(gòu)成用于修枝剪的把手42的殼體的一部分。因此，使用者的手指(用作目標(biāo))可以是抓取把手42的手上的手指。

圖3以局部剖視圖示出電動(dòng)機(jī)44和將電動(dòng)機(jī)連接到修枝剪上的活動(dòng)刀片46的齒輪裝置(傳動(dòng)裝置)?；顒?dòng)刀片46和固定刀片48一起構(gòu)成工作件24。

齒輪裝置包括減速箱50、用于將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成平移的機(jī)構(gòu)52如滾珠絲杠、以及將該機(jī)構(gòu)52連接到活動(dòng)刀片的凸輪的聯(lián)桿54。

圖3還示出電子板16，該電子板16裝備有微處理器、光學(xué)傳感器14和傳感器15，該光學(xué)傳感器14通過(guò)電連接件18連接到該電子板，該傳感器15用于確定扳機(jī)的位置。在本例中，傳感器15是霍耳效應(yīng)傳感器。

電動(dòng)機(jī)44由另一電子控制板驅(qū)動(dòng)，該電子控制板定位在電源單元中，該電源單元具有未示出的蓄電池。該電子控制板基于由定位在修枝剪的主體中的電子板16傳送的控制來(lái)驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)。

未示出的連接繩保證與電源單元的電連接。該繩包括驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)的導(dǎo)電體、修枝剪的電子板電源的電源和例如通過(guò)串行鏈路對(duì)各種控制信號(hào)的傳遞。

對(duì)于修枝剪40，由該板建立的主功能控制例如是對(duì)原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)及其旋轉(zhuǎn)方向的控制，以開始活動(dòng)刀片朝向固定刀片的運(yùn)動(dòng)，或相反地用于使活動(dòng)刀片返回其打開的休止位置。

主功能控制可以是對(duì)活動(dòng)刀片的最大行程設(shè)定值的控制。例如，以實(shí)現(xiàn)最大的行程。上文描述了這些操作模式。

根據(jù)圖3所示的對(duì)控制裝置的特別有利的改進(jìn)，光學(xué)傳感器14的特征在于沿著與在扳機(jī)中制成的孔33一致的引導(dǎo)方向的測(cè)量場(chǎng)。在這里，該孔采用延伸過(guò)一部分扳機(jī)的縱向狹槽的形式，該狹槽容納使用者的手的一個(gè)或多個(gè)手指。

由于孔33，扳機(jī)不妨礙光學(xué)傳感器的測(cè)量，像圖1的裝置一樣，可以在用作目標(biāo)的手指上完成該測(cè)量。

扳機(jī)的休止位置優(yōu)選地使得每當(dāng)簡(jiǎn)單地將手指旋轉(zhuǎn)在處于休止位置的扳機(jī)上時(shí)，手指處于最大接近距離，即在第一距離范圍的端部。扳機(jī)在第一距離范圍內(nèi)從休止位置行進(jìn)到傳感器14。這種行進(jìn)對(duì)應(yīng)于建立主功能控制的范圍。對(duì)于對(duì)附加功能的控制，構(gòu)成目標(biāo)的手指從處于休止位置的扳機(jī)移開。