專利名稱：電動工具機的制作方法
電動工具機
背景技術(shù)：
具有用于檢測工件表面的裝置的電動工具機早已被公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種具有對比度識別裝置的電動工具機、尤其手持式工具機，該 對比度識別裝置具有分析處理單元和至少一個傳感器裝置，傳感器裝置被設(shè)置用于檢測 表面、尤其工件的表面，其中，分析處理單元被設(shè)置用于根據(jù)由傳感器裝置檢測到的數(shù) 據(jù)來識別所述表面的差異以便至少部分地自動引導(dǎo)。就此而言，“設(shè)置”應(yīng)理解為專門 設(shè)計和/或?qū)ｉT構(gòu)造和/或?qū)ｉT編程。此外，“分析處理單元”應(yīng)尤其理解為可以由控 制單元、計算單元、監(jiān)控單元和/或調(diào)節(jié)單元構(gòu)成的單元，其中，分析處理單元不但可 以僅由處理器和/或微控制器構(gòu)成，而且可以尤其由處理器和/或微控制器以及另外的電 子構(gòu)件、例如存儲裝置構(gòu)成。此外，“表面的差異”應(yīng)尤其理解為表面的至少兩個區(qū)域 的根據(jù)用于識別表面的明暗區(qū)域或不同顏色區(qū)域的對比度和/或波長差的區(qū)別。在此， “對比度”應(yīng)尤其理解為圖像或者兩個圖像點之間的亮度分布和/或顏色分布的區(qū)別特
征、尤其是由傳感器裝置檢測的圖像信號或圖像的圖像點的亮度分布和/或顏色分布的 區(qū)別特征，其中，優(yōu)選的是對比度或亮度分布中的差別對于分析處理單元是可檢測的。 通過根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)型，可以有利地借助工件表面的差異實現(xiàn)對施加在待加工工件的表 面上的線、優(yōu)選與該表面顏色不同的線的識別，例如在暗或黑色表面上的亮或白色線等 等。此外，在這里特別有利的是能夠?qū)崿F(xiàn)電動工具機的至少部分地自動的線跟蹤，具體 而言其方式是電動工具機優(yōu)選在引導(dǎo)單元的控制下自動地跟隨通過對比度識別裝置檢測 到的線的走向。具有對比度識別裝置的電動工具機原則上可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的 所有電動工具機構(gòu)成，其中工件表面的至少部分的對比度識別和/或至少部分地自動的 線跟蹤是有利的。然而，特別有利的是，電動工具機由手持式工具機、尤其由設(shè)置用于 鋸割和/或切割和/或磨削等的手持式工具機構(gòu)成，例如刺鋸、手持式圓鋸機等等，其中 該手持式工具機的沿著線、尤其沿著施加在工件表面上的線的引導(dǎo)是期望的。此外提出，對比度識別裝置被設(shè)置用于在馬達和/或刀具的至少一個運行模式 之前的對比度測量。就此而言，“之前”應(yīng)尤其理解為尤其在一個單獨的工作過程 中，第一動作、尤其對比度測量在時間上在第二動作、尤其馬達和/或刀具的運行模式 之前進行。優(yōu)選地，在至少一個過程中，有成效的對比度測量是馬達和/或刀具的運行 模式的條件，即尤其在有成效的對比度測量之后才能夠起動馬達和/或才能夠以刀具進 行工件的加工過程。有利的是，對比度測量可以在以電動裝置開始工作之前進行并且能 夠在避免干擾影響、例如工作殘余和/或灰塵的條件下有效地測量對比度，在此例如在 工作過程期間有利地阻止對比度測量中不期望的故障。還提出，對比度識別裝置具有至少一個被設(shè)置用于照亮測量區(qū)域的照明裝置。 在這里，通過照明裝置放大了表面的差異或線的對比度，由此簡化了在對比度識別單元中或在分析處理單元中的對比度識別。此外，在對比度測量期間能夠有利地減小不期望 的外來影響、例如由外來照明引起的不利的陰影形成。優(yōu)選地，照明裝置由光譜照明裝 置、例如由紅外線發(fā)光二極管和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的其它照明裝置構(gòu)成。當(dāng)傳感器裝置至少部分地由攝像機構(gòu)成時，能夠達到結(jié)構(gòu)簡單且尤其節(jié)省成本 的對比度測量。在這里，“攝像機”應(yīng)尤其理解為被設(shè)置用于感測或檢測靜態(tài)和/或動 態(tài)圖像、尤其工件表面的傳感器裝置。然而原則上也可想到，傳感器裝置由本領(lǐng)域技術(shù) 人員認為對于對比度測量有意義的其它裝置構(gòu)成。此外提出，對比度識別裝置具有至少一個用于選擇至少一個測量信號的濾波元 件，由此能夠?qū)⒂糜趯Ρ榷葴y量的測量信號的靈敏度尤其限制在確定的光譜范圍上。附 加地，由此可以有利地實現(xiàn)測量信號與不期望的干擾信號的分離。在這里，“濾波元 件”應(yīng)尤其理解為光學(xué)濾波元件，其優(yōu)選僅對于有限的光譜范圍是可透過的。此外提出，分析處理單元具有至少一個用于檢測對比度的微分裝置，由此尤其 能夠結(jié)構(gòu)簡單地識別或確定被感測的表面的對比度變化，具體而言其方式是微分裝置能 夠通過形成微商對感測到的測量信號求微分并且在此能夠特別簡單且可靠地識別信號曲 線走向中的變化。就此而言，“微分裝置”應(yīng)尤其理解為電子的、優(yōu)選模擬的構(gòu)件，其 中輸入信號通過微分被變換，尤其為了根據(jù)微分參數(shù)識別輸入信號或?qū)Ρ榷刃盘柕牟▌?和/或變化。該微分裝置在這里由微控制器的運算放大器、模擬量處理器和/或本領(lǐng)域 技術(shù)人員認為有意義的其它模擬構(gòu)件和/或軟件程序的組成部分構(gòu)成。還提出，對比度識別裝置具有至少一個調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置被設(shè)置用于調(diào) 節(jié)用于至少一個對比度參數(shù)的閾值。在這里，可以有利地使對比度識別與表面的顏色分 布和/或亮度分布相適配。在這里，調(diào)節(jié)裝置可以由用于由操作者人工地調(diào)節(jié)閾值的人 工調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成和/或由用于優(yōu)選在分析處理單元的控制下至少部分地自動化調(diào)節(jié)的調(diào) 節(jié)裝置構(gòu)成。該調(diào)節(jié)裝置在這里可以由D/A轉(zhuǎn)換器和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的 其它構(gòu)件構(gòu)成。在本發(fā)明的另一種構(gòu)型中提出一種用于具有對比度識別裝置的電動工具機、尤 其手持式工具機的對比度識別方法，該對比度識別裝置為了電動工具機的至少部分地自 動引導(dǎo)而被設(shè)置用于對比度測量，其中，在至少一個對比度識別模式中對工件的表面進 行對比度測量。在這里，在對比度識別裝置的對比度識別模式中能夠識別施加在待加工 工件的表面上的線、例如暗或黑色表面上的亮或白色線等等。“對比度識別模式”在這 里應(yīng)尤其理解為對比度識別裝置的用于對比度測量的運行模式。特別有利地，在該對比度識別方法中，在電動工具機的馬達和/或刀具的至少 一個運行模式之前進行對比度識別裝置的對比度識別模式。由此可以有利地在以電動裝 置開始工作之前進行對比度測量并且能夠在避免干擾影響、例如工作殘余和/或灰塵的 情況下有效地測量對比度。還提出，在對比度識別模式中調(diào)節(jié)照明參數(shù)、尤其是光譜照明參數(shù)，由此能夠 放大線的對比度并且因此能夠簡化對比度測量或?qū)Ρ榷茸R別。此外，能夠在對比度測量 期間有利地使不期望的外來影響、例如由外來照明引起的不利的陰影形成最小化。此外提出，通過形成至少一個感測到的測量信號的微商來求出至少一個對比度 參數(shù)，由此能夠尤其結(jié)構(gòu)簡單地檢測或確定被感測的表面的對比度變化，具體而言其方式是微分裝置能夠通過形成微商對感測到的測量信號求微分并且在此能夠特別簡單且可 靠地識別信號曲線走向中的變化。就此而言，“對比度參數(shù)”應(yīng)尤其理解為表示對比度 變化曲線或圖像的亮度分布中的變化的參數(shù)。如果調(diào)節(jié)用于對比度測量的閾值，則能夠得到有利的、與表面的顏色分布和/ 或亮度分布適配的對比度識別。特別有利地，在至少一個對比度識別模式中檢測工件的表面上的線走向以便至 少部分地自動引導(dǎo)電動工具機，由此尤其能夠?qū)崿F(xiàn)電動工具機的至少部分地自動引導(dǎo)并 且在這里能夠?qū)崿F(xiàn)對于操作者的操作舒適性。還提出，使用對比度測量的對比度參數(shù)來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)傳感器裝置、尤其攝像機， 由此能夠在對比度測量之前和/或在對比度測量期間實現(xiàn)傳感器裝置的有利適配和/或調(diào) 節(jié)，尤其用于傳感器參數(shù)的適配和/或調(diào)節(jié)、用于識別對比度。優(yōu)選地，借助傳感器裝 置的傳感器參數(shù)的適配和/或調(diào)節(jié)尤其地調(diào)節(jié)和/或適配放大系數(shù)(例如增益系數(shù))和/ 或傳感器裝置的白平衡。特別有利的是，自動化地且優(yōu)選通過分析處理單元控制地進行 傳感器裝置的適配和/或調(diào)節(jié)。此外提出，向操作者發(fā)出對比度測量的至少一個信息參數(shù)。就此而言，“信息 參數(shù)”應(yīng)尤其理解為含有關(guān)于對比度識別裝置的對比度運行模式和/或?qū)Ρ榷葴y量的信 息、尤其當(dāng)前狀態(tài)的參數(shù)。優(yōu)選地，對比度識別裝置或電動工具機為此具有用于輸出信 息參數(shù)的輸出單元。通過該構(gòu)型，操作者能夠有利地調(diào)取對比度測量的實際狀態(tài)。此 外，在對比度不足以區(qū)分待加工工件的表面的情況下，這一情況在工作開始之前被告知 電動裝置的操作者。


其它優(yōu)點從以下

中給出。在附圖中示出本發(fā)明的實施例。附圖、說明 書和權(quán)利要求含有大量組合特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員也能符合目的地單獨考慮這些特征或 者將這些特征組合成有意義的其它組合。附圖示出圖1以示意圖示出具有對比度識別裝置的由刺鋸構(gòu)成的電動工具機，圖2示出對比度識別裝置的示意圖，圖3示出對比度測量的示意性示出的方法流程，圖4以局部視圖示出為對比度測量設(shè)置的工件表面的部分區(qū)域，圖5示出由對比度識別裝置的傳感器單元檢測到的測量信號，和圖6示出用于確定對比度的經(jīng)微分裝置變換后的信號。
具體實施例方式在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的、由手持式工具機12表示的電動工具機10。手持式 工具機12由刺鋸構(gòu)成。原則上，手持式工具機12也可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的 其它手持式工具機12或電動工具機10構(gòu)成，例如手持式圓鋸機等。手持式工具機12具 有殼體36，該殼體具有手把區(qū)域38和用于接通或關(guān)斷手持式工具機12的開關(guān)元件40。 在手持式工具機12的殼體36內(nèi)部設(shè)有馬達單元42，刀具44可借助該馬達單元經(jīng)由未詳細示出的馬達軸和未詳細示出的傳動裝置驅(qū)動。手持式工具機12還具有一設(shè)有分析處理 單元16和傳感器裝置18的對比度識別裝置14，該傳感器裝置被設(shè)置用于檢測待加工工件 22的表面20。在這里，分析處理單元16被設(shè)置用于根據(jù)由傳感器裝置18檢測到的數(shù)據(jù) 以對比度和/或波長差的形式識別表面20的差異以便至少部分地自動引導(dǎo)手持式工具機 12。在這里，在至少一個對比度識別模式KM1中對工件22的表面20進行對比度測量。在圖2中示意性示出對比度識別裝置14的視圖。對比度識別裝置14除了分析 處理單元16和由攝像機28構(gòu)成的傳感器裝置18之外還具有照明裝置24和濾波元件30。 照明裝置24被設(shè)置用于在對比度識別模式中照亮測量區(qū)域26，濾波元件30被設(shè)置用于測 量信號的選擇。此外，濾波元件30沿著到達傳感器裝置18的信號路徑設(shè)置在傳感器裝 置18前面。此外，在對比度識別裝置14中設(shè)有包括在分析處理單元16中的、用于檢測 對比度的微分裝置32和包括在分析處理單元16中的微控制器46。為了檢測工件22的表 面20，在手持式工具機12的馬達單元42和/或刀具44的第一運行的運行模式Bl、B2 之前，在對比度識別裝置14中進行第一對比度識別模式KM1的對比度測量(圖3)，從 而能夠在工作開始之前完成用于檢測施加在表面20上的引導(dǎo)線48的對比度測量。在這里，首先在手持式工具機12的接通過程E之后在第一對比度識別模式KM1 中進行對比度測量，其方式是被分析處理單元16激活的傳感器裝置18感測工件22的表 面20或該表面20的測量區(qū)域26 (圖1和4)。接著在分析處理單元16內(nèi)部分析感測到的 數(shù)據(jù)。為此，被傳感器裝置18感測到的數(shù)據(jù)經(jīng)由未詳細示出的內(nèi)部數(shù)據(jù)導(dǎo)線傳導(dǎo)至分析 處理單元16并且在那里被微分裝置32進一步處理。在微分裝置32中由傳感器裝置18 的測量信號50形成微商。接下來在微控制器46中對微分裝置32的信號52進行分析處 理。此外，為了有效的對比度測量，在分析處理單元16的控制下通過由光譜照明裝 置構(gòu)成的照明裝置24照亮工件22的表面20的測量區(qū)域26并且在此放大表面20的對比 銳度或施加在表面20上的引導(dǎo)線48相對于表面20的對比銳度。照明裝置24由紅外線 發(fā)光二極管構(gòu)成。通過分析處理單元16控制由照明裝置24對測量區(qū)域26的照明。在 這里，分析處理單元16將照明裝置24的照明參數(shù)與表面20的測量區(qū)域26的借助傳感器 裝置18和微分裝置32檢測到的對比度曲線走向或亮度曲線走向相適配。此外，在分析 處理單元16的控制下，在對比度測量期間求出的對比度參數(shù)被用于調(diào)節(jié)傳感器單元、尤 其傳感器參數(shù)，例如放大系數(shù)和/或白平衡，并且由此使傳感器裝置18或攝像機28感測 到的測量信號50與測量區(qū)域26的對比度曲線走向相適配。如果通過對比度識別裝置14的對比度識別沒有成效，則向手持式工具機12的操 作者發(fā)出信息參數(shù)的第一輸出A1并且操作者能夠以人工引導(dǎo)開始手持式工具機12的正常 運行模式B1。如果通過對比度識別裝置14的對比度識別是有成效的，則通過信息參數(shù) 的輸出A2將其告知操作者并且還能夠以沿著引導(dǎo)線48的至少部分地自動引導(dǎo)的引導(dǎo)模式 F進行手持式工具機12的運行模式B2。有成效的對比度識別是引導(dǎo)模式F的條件。此 外，與手持式工具機12的運行模式B2同時地進行用于不斷地識別引導(dǎo)線48的第二對比 度識別模式KM2。為了對比度測量的信息參數(shù)的輸出，手持式工具機12具有輸出單元72。該輸出 單元72包括光學(xué)輸出裝置和聲學(xué)輸出裝置，其中，通過光學(xué)輸出裝置能夠為手持式工具機12的操作者輸出由對比度識別裝置14檢測到的引導(dǎo)線48，通過聲學(xué)輸出裝置在必要時 輸出故障報告。這尤其當(dāng)對施加在表面20上的引導(dǎo)線48的檢測由于污染物和/或其它 干擾的外來影響而沒有成效時是有意義的，從而能夠在工作開始之前向操作者報告。在圖5中示出由視頻攝像機構(gòu)成的傳感器裝置18的感測到的測量信號50。在這 里，向下延伸的第一信號區(qū)域54由用于微分裝置32的起始信號構(gòu)成。該起始信號由一 個單獨的、未詳細示出的構(gòu)件形成。在工件22的表面20上具有不同的亮度級的不同區(qū) 域60、62、64在視頻攝像機的測量信號50中由不同的信號高度再現(xiàn)。在圖5中所示的 信號曲線走向中，圖4的工件22的具有亮表面20的第一區(qū)域60通過測量信號50中的高 階梯56再現(xiàn)。暗的通過施加的引導(dǎo)線48構(gòu)成的第二區(qū)域62(在圖4中以陰影線表示) 由測量信號50中的低階梯58再現(xiàn)。表面20的與第二區(qū)域相接的亮的第三區(qū)域64與第 一區(qū)域60類似地又通過視頻攝像機的測量信號50中的高階梯56構(gòu)成。視頻攝像機的測 量信號50被繼續(xù)傳導(dǎo)至分析處理單元16并且由微分裝置32求微分或者形成測量信號50 的微商。微分裝置32的微分信號52或微分裝置32的輸出信號在圖6中示出。視頻攝像 機的測量信號50中的變換引起微商或微分信號52的曲線走向中的躍變66，其中，該躍 變66基于從亮區(qū)域60、64至鄰接的暗或黑色區(qū)域62的不連貫過渡(圖4)。信號52的 曲線走向在躍變66的區(qū)域中由非連續(xù)的函數(shù)形成。信號52的微商的值由對比度參數(shù)形 成。經(jīng)微分裝置32求微分的數(shù)據(jù)的分析處理在分析處理單元16的微控制器46中進 行。為了在分析處理單元16內(nèi)部識別單義的對比度，微商或?qū)Ρ榷葏?shù)的值必須高于確 定的閾值68。對比度識別裝置14還具有調(diào)節(jié)裝置70，該調(diào)節(jié)裝置70被設(shè)置用于調(diào)節(jié)用 于至少一個對比度參數(shù)的閾值68。調(diào)節(jié)裝置70被分析處理單元16包括。此外，調(diào)節(jié) 裝置70由設(shè)置用于人工調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)裝置70構(gòu)成，使得操作者能夠在手持式工具機12的 運行中執(zhí)行對比度識別的匹配。原則上，在本發(fā)明的另外的構(gòu)型中隨時可想到，調(diào)節(jié)裝 置70可由分析處理單元16自動地控制。在這里，操作者能夠在對比度比值不足時通過 調(diào)節(jié)裝置70改變閾值68，使得又能夠在分析處理單元16中進行對比度識別，例如灰色表 面20與以若干灰度梯度更暗的引導(dǎo)線48或者從表面20至引導(dǎo)線48的更緩慢的、以灰度 梯度進行的過渡等等，其中，在這里微分裝置32中的信號變化可通過信號曲線走向中的 小升高識別。調(diào)節(jié)裝置70的閾值68必須在變化過程中始終高于確定的最小閾值。因此，借助對比度識別裝置14的對比度測量或?qū)Ρ榷茸R別方法識別引導(dǎo)線48， 手持式工具機12在運行中應(yīng)當(dāng)沿著該引導(dǎo)線被引導(dǎo)。在這里，手持式工具機12具有未 詳細示出的引導(dǎo)單元，該引導(dǎo)單元用于在手持式工具機12的運行中沿著工件22表面20 上的借助對比度識別裝置14檢測到的引導(dǎo)線48至少部分自動地引導(dǎo)手持式工具機12。
權(quán)利要求
1.具有對比度識別裝置(14)的電動工具機、尤其手持式工具機(12)，所述對比度識 別裝置具有分析處理單元(16)和至少一個傳感器裝置(18)，所述傳感器裝置(18)被設(shè)置 用于檢測表面(20)、尤其工件(22)的表面(20)，其中，所述分析處理單元(16)被設(shè)置 用于根據(jù)由所述傳感器裝置(18)檢測到的數(shù)據(jù)來識別所述表面(20)的差異以便至少部分 地自動引導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動工具機，其特征在于，所述對比度識別裝置(14)被設(shè)置用 于在馬達和/或刀具(44)的至少一個運行模式(Bi，B2)之前進行對比度測量。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的電動工具機，其特征在于，所述對比度識別裝置(14)具 有至少一個被設(shè)置用于照亮測量區(qū)域(26)的照明裝置(24)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的電動工具機，其特征在于，所述傳感器裝置(18)至少部 分地由攝像機(28)構(gòu)成。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的電動工具機，其特征在于，所述對比度識別裝置(14)具 有至少一個用于選擇至少一個測量信號的濾波元件(30)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的電動工具機，其特征在于，所述分析處理單元(16)具有 至少一個用于檢測對比度的微分裝置(32)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的電動工具機，其特征在于，所述對比度識別裝置(14)具 有至少一個調(diào)節(jié)裝置(70)，所述調(diào)節(jié)裝置被設(shè)置用于調(diào)節(jié)用于至少一個對比度參數(shù)的閾 值(68)。
8.用于根據(jù)以上權(quán)利要求之一的電動工具機(10)的對比度識別裝置。
9.用于具有對比度識別裝置(14)的根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的電動工具機(10)、 尤其手持式工具機(12)的對比度識別方法，所述對比度識別裝置為了至少部分地自動引 導(dǎo)所述電動工具機(10)而被設(shè)置用于對比度測量，其中，在至少一個對比度識別模式 (KM1, KM2)中對工件(22)的表面(20)進行對比度測量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的對比度識別方法，其特征在于，在所述電動工具機(10)的馬達 和/或刀具(44)的至少一個運行模式(Bi，B2)之前進行所述對比度識別裝置(14)的所 述對比度識別模式(KMl)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的對比度識別方法，其特征在于，在所述對比度識別模式 (KMl，KM2)中調(diào)節(jié)照明參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11之一的對比度識別方法，其特征在于，通過形成至少一個感 測到的測量信號(50)的微商來求出至少一個對比度參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12之一的對比度識別方法，其特征在于，調(diào)節(jié)用于對比度測量 的閾值(68)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13之一的對比度識別方法，其特征在于，在至少一個對比度識 別模式(KM1，KM2)中檢測工件(22)的表面(20)上的線走向以便至少部分地自動引導(dǎo) 所述電動工具機(10)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14之一的對比度識別方法，其特征在于，使用所述對比度測量 的至少一個對比度參數(shù)來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)傳感器裝置(18)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有對比度識別裝置(14)的電動工具機、尤其手持式工具機(12)，對比度識別裝置具有分析處理單元(16)和至少一個傳感器裝置(18)，傳感器裝置(18)被設(shè)置用于檢測表面(20)、尤其工件(22)的表面，其中，分析處理單元(16)被設(shè)置用于根據(jù)由傳感器裝置(18)檢測到的數(shù)據(jù)來識別所述表面(20)的差異以便至少部分地自動引導(dǎo)。
文檔編號G06T7/00GK102016919SQ200980115621
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者J·普拉策, T·克德爾 申請人:羅伯特·博世有限公司