專利名稱：用于手持式工具機的操作元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于手持式工具機的操作元件。
背景技術：
電氣的手持式工具機經(jīng)常包括電氣的驅動馬達，該電氣的驅動馬達借助于傳動機構將工具或者工具固定座置于旋轉之中。所述電氣的手持式工具機的能量供應可以借助于與所述手持式工具機相連接的蓄能器比如電池組或者蓄電池或者通過電氣的饋電線比如由供電網(wǎng)來提供。為了能夠盡可能緊湊地實現(xiàn)所述電氣的手持式工具機，優(yōu)選如此設計操作元件，使得其僅僅少許地改變所述電氣的手持式工具機的外部的輪廓。由此在狹小的空間的環(huán)境下也保證所述電氣的手持式工具機可以接近工件。 在經(jīng)常圓柱形的動力傳動系的區(qū)域中，為此有時設置了操作元件，該操作元件可以在旋轉或者回轉運動中基本上圍繞著所述動力傳動系運動。通常借助于固定在所述操作元件上的滑動接點來對這樣的操作元件進行電氣的掃描，所述滑動接點根據(jù)所述操作元件的旋轉位置來斷開或者說閉合掃描電路板的觸點。所述掃描電路板基本上在垂直于所述操作元件的旋轉軸線的平面中延伸并且沿徑向的方向在里面和外面受到圓周的限制。掃描電路板的制造和裝配比較麻煩，這會提高電氣設備的生產(chǎn)成本。此外，所述觸點或者說滑動接點經(jīng)受可能在所述電氣的手持式工具機的區(qū)域中出現(xiàn)的潮氣和污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是，說明一種具有得到改進的掃描裝置的電氣的手持式工具機。本發(fā)明用具有權利要求I所述特征的電氣的手持式工具機來解決這個問題。電氣的手持式工具機包括圓柱形的裝置區(qū)段、可以圍繞著所述圓柱形的裝置區(qū)段運動的操作元件以及布置在所述裝置區(qū)段上的用于確定所述操作元件的旋轉位置的電氣的掃描裝置，其中所述掃描裝置設置用于以光學方式對所述旋轉位置進行掃描。有利地通過所述光學掃描來極為有效地抑制通過可能在所述手持式工具機的區(qū)域中存在的潮氣、灰塵或者振動引起的干擾影響。所述掃描裝置可以包括多個二進制的掃描元件，在這些二進制的掃描元件中每個二進制的掃描元件提供所述旋轉位置的以二進制來編碼的表示的二進制數(shù)字。通過這種方式，可以通過最小數(shù)目的掃描元件來直接確定具有較高的分辨率的絕對的旋轉位置?？梢杂欣卦跊]有進一步轉換的情況下比如借助于集成的數(shù)字的控制系統(tǒng)在數(shù)字技術上繼續(xù)對如此確定的旋轉位置進行處理。在此可以如此對所述旋轉位置進行編碼，使得所述操作元件的相應相鄰的旋轉位置的二進制的表示最多相差一個二進制數(shù)字。與常見的二進制碼或者BNC代碼相比，避免了如此劇烈偏差的誤測量，如果在兩個相鄰的旋轉位置之間多個二進制數(shù)字發(fā)生變化，則可能產(chǎn)生所述如此劇烈偏差的誤測量，但是所述變化比如由于所述具有掃描元件的操作元件的構造的缺陷僅僅在某種角度偏差下進行。如果在所述角度偏差之內進行測量，那就會以誤差進行誤測量，所述誤差會一直助長最高值的二進制數(shù)字，這可能相當于所述掃描裝置的數(shù)值范圍的一半。通過所述按本發(fā)明的編碼，誤測量最大可能總數(shù)為相鄰的旋轉位置之間的差別的量，這一般相當于最低值的二進制數(shù)字。所述操作元件可以具有一定數(shù)目的圓弧形的位置標記，其中每個掃描元件設置用于對為其分配的位置標記進行掃描并且至少兩個位置標記處于同一個圍繞著所述操作元件的旋轉軸線的圓周上。由此可以有利地在不使用額外的結構空間的情況下擴大所述操作元件的所編碼的旋轉位置的分辨率或者可以在分辨率相同的情況下縮小所述操作元件的機械范圍。為此，相對于所述操作元件的旋轉軸線沿徑向方向延伸的編碼盤可以與所述操作元件相連接。所述位置標記可以以穿孔或者反射標記的形式構造在所述編碼盤的里面和/或上面。所述掃描元件可以包括光勢壘或者反射光勢壘?？梢允褂每吹靡娀蛘呖床灰姷墓饩€比如紅外線，并且可以對所述光線進行調制，用于抑制通過外部光線引起的干擾。所述反 射標記可以布置在所述編碼盤的不同的面上。由此可以有利地節(jié)省其它的沿所述編碼盤的徑向方向的結構空間，從而還可以將所述電氣的手持式工具機構造得更為緊湊。所述電氣的手持式工具機可以包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)構造用于在所述操作元件的旋轉位置的基礎上控制所述手持式工具機的電氣的驅動機構?？梢杂欣赝ㄟ^這種方式以直觀的方式通過所述手持式工具機的使用者來控制所述驅動機構的轉速和/或所述驅動機構的轉矩。所述控制系統(tǒng)可以與所述掃描元件一起布置在一塊共同的平坦的電路板上。由此可以避免專用構件的連接，由此可以降低用于所述電氣的手持式工具機的制造成本。所述圓柱形的裝置區(qū)段可以包括所述手持式工具機的電動馬達和/或行星齒輪傳動裝置。所述操作元件以及必要時所述控制系統(tǒng)可以與所述電動馬達和/或所述行星齒輪傳動裝置集成在一起，從而形成通用的驅動機組，該驅動機組可以用在大量不同的電氣的手持式工具機中。所述操作元件可以圍繞著旋轉軸線運動，該旋轉軸線平行于所述圓柱形的裝置區(qū)段的縱軸線延伸。在此所述旋轉軸線與所述縱軸線匯重合或者相對于所述縱軸線偏置地伸展。因此所述操作元件的可動性可以與將所述圓柱形的殼體區(qū)段包圍的殼體的輪廓相匹配。


現(xiàn)在參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述。附圖中
圖I是電動螺絲刀的示意 圖2是圖I的電動螺絲刀的驅動機構的等距的視 圖3是圖2的編碼盤的俯視圖；并且 圖4是圖2的掃描裝置的旋轉位置與狀態(tài)之間的分配表格。
具體實施例方式圖I示出了電動螺絲刀100的示意圖。所示出的電動螺絲刀100代表著任意的電氣的手持式工具機；在其它的實施方式中也比如可以包括鉆頭、照明裝置或者測量儀器，所述鉆頭、照明裝置或者測量儀器具有一個設有相應的操作元件的圓柱形的裝置區(qū)段。所述電動螺絲刀100包括電氣的驅動馬達105、行星齒輪傳動裝置110、電子的控制系統(tǒng)115、操作元件120和蓄電池125，這些部件布置在所述電動螺絲刀100的殼體130中。除此以外，可以從外面接近所述電動螺絲刀100上的觸發(fā)器135和鉆頭套筒140。根據(jù)所述操作元件120和觸發(fā)器135的位置，所述電子的控制系統(tǒng)115將來自蓄電池125的電流提供給電氣的驅動馬達105。將由所述電氣的驅動馬達105輸出的轉矩傳遞給所述行星齒輪傳動裝置110并且從那里傳遞給所述鉆頭套筒140。所述鉆頭套筒140設置用于接納工具比如鉆頭或者銑刀，在此將所述鉆頭套筒140的旋轉傳遞到所述工具上。所述電氣的驅動馬達105和行星齒輪傳動裝置110形成驅動機構145。在所述電動螺絲刀100的其它實施方式中，所述蓄電池125處于其它的位置中，使得所述殼體130以盡可能緊湊和人體工效的方式成形，比如基本上成形為旋轉橢圓體或者圓柱體。
圖2示出了圖I的電動螺絲刀100的驅動機構145的等距的視圖。所述電氣的驅動馬達105和行星齒輪傳動裝置110沿著共同的旋轉軸線250延伸。所述電子的控制系統(tǒng)115布置在電路板220上，其中所述電路板220擁有光勢壘元件205。所述光勢壘元件205對編碼盤230進行掃描，所述編碼盤230在關于所述電氣的驅動馬達105和行星齒輪傳動裝置110同軸的情況下以能夠圍繞著旋轉軸線250旋轉的方式來布置。所述編碼盤230基本上沿相對于所述旋轉軸線250徑向的方向延伸并且包括平行于所述旋轉軸線250伸展的用于與圖I的操作元件120相嚙合的棘爪240。在與每個光勢壘元件205對置的情況下在所述編碼盤230的相應對置的一面上布置了另一個光勢壘元件205。相應兩個光勢壘元件205形成一個光勢壘210，該光勢壘以預先給定的離開旋轉軸線250的徑向間距對所述編碼盤230進行掃描。在所示出的實施方式中，所述編碼盤230具有空隙，所述空隙可以按所述編碼盤230的旋轉位置讓光勢壘210的光勢壘元件205之間的光線通過或者不讓其通過。在另一種實施方式中，所述編碼盤230可以不是擁有空隙而是也擁有反射標記并且所述光勢壘210可以相應完全處于所述編碼盤250的面之一上，用于對反射標記進行掃描。所述編碼盤230支承在圖I的殼體130的槽中并且得到導引。所述棘爪240如此嚙合到圖I的操作元件120中，從而將所述操作元件240的圍繞著旋轉軸線250的回轉運動傳遞到所述編碼盤230上。圖3示出了圖2的編碼盤230的沿著旋轉軸線250的俯視圖。所述編碼盤230具有一定數(shù)目的凹處305，所述凹處在具有不同的半徑rl和r2的圍繞著旋轉軸線250的環(huán)形軌跡上伸展。沿著繞半徑rl和r2的環(huán)形軌跡如此布置了所述凹處，使得其按所述編碼盤230的關于圖2的電路板220的旋轉位置可以讓所述光勢壘元件205的光線通過或者不讓其通過。所述編碼盤圍繞著所述旋轉軸線250在大約180°的角度上延伸。圖3的編碼盤230的最大設置的旋轉角低于90°，因而關于所述棘爪240產(chǎn)生外面的左邊的軌跡310、里面的左邊的軌跡320、外面的右邊的軌跡330和里面的右邊的軌跡340，這些軌跡相應地由圖2的不同的光勢壘210進行掃描。在另一種實施方式中，可以沿著所述軌跡310到340取代凹處305也安置了反射標記并且由所述光勢壘元件205構成的光勢壘210可以是反射光勢壘。彼此相對應的光勢壘元件而后始終處于所述編碼盤230的同一面上。在所述編碼盤230的正面和背面上，不同的相應于軌跡310到325的軌跡彼此對置?？梢詮拿恳幻嬗帽热缢膫€各由兩個光勢壘元件205構成的光勢壘來實施對編碼盤230的掃描，這將特定的旋轉位置的分辨率擴大了 24=16的因數(shù)。作為替代方案，比如可以用所述編碼盤230的每一面上的兩個光勢壘來對四條類似于軌跡310到325的軌跡進行掃描，其中所有四條軌跡相對于所述編碼盤230的旋轉軸線具有相同的半徑。圖4示出了所述編碼盤220的旋轉位置與圖2的光勢壘元件205或者說光勢壘210的狀態(tài)之間的分配表格400。沿水平的方向，繪出了圖2和3的編碼盤230或者說圖I的操作元件120的16個旋轉位置。沿垂直方向，為圖2的每個光勢壘210規(guī)定一個行。在所述分配表格400中，白色的區(qū)代表著相應的光勢壘元件205之間的中斷的光通量并且黑色的區(qū)代表著存在的光通量。所述光通量能夠通過按圖3的編碼盤230中的凹處305來實現(xiàn)或者在使用反射光勢壘的情況下能夠通過所述編碼盤230上的反射的區(qū)域來實現(xiàn)。最上面的在圖4中示出的行相應于所示出的代碼的最不顯著的二進制數(shù)字 (Least Significant Bits, LSB);往下所示出的二進制數(shù)字的顯著性上升直至第四行中的最高顯著的二進制數(shù)字(Most Significant Bit, MSB)。旋轉位置與四個不同的光勢壘210的二進制的狀態(tài)之間的所示出的編碼相當于4位格雷碼。這種代碼的突出之處在于，在相鄰的數(shù)值或者說旋轉位置之間相應地僅僅一個唯一的二進制數(shù)字(bit)的狀態(tài)發(fā)生變化。與常見的雙重編碼相比，由此省去這樣的要求，即如此精確地關于所述編碼盤230對所述光勢壘元件205進行定位，從而在所述編碼盤230的相鄰的旋轉位置之間多個光勢壘210的關于絕對相同的旋轉位置的狀態(tài)發(fā)生變化，這引起巨大的實際困難。如果不是在位置相同的情況下使用二進制碼時轉換所述光勢壘210，從而可以在這兩個角度位置之間讀出一個結果，該結果以一個量為幅度被歪曲，該量取決于所述二進制數(shù)字的價值的總和，為所述價值分配了轉換的光勢壘210。在最嚴重的情況下，所述誤差會達到最高值的二進制數(shù)字的量，這可能是所述編碼的數(shù)值范圍的一半或者說所述旋轉位置范圍的一半，也就是8個位置。對于在所述分配表格400中示出的格雷碼來說，可以在所述編碼盤230的相鄰的旋轉位置之間通過誤掃描僅僅最大出現(xiàn)一次相當于一個旋轉位置的誤差。為了對所述編碼盤230的特定的旋轉位置繼續(xù)進行處理，可以以已知的方式將在圖4中示出的格雷碼比如轉換為二進制碼。所述轉換朝兩個方向是明確的并且眾所周知。
權利要求
1.電氣的手持式工具機(100)，具有 -圓柱形的裝置區(qū)段(105、110); -能圍繞著所述圓柱形的裝置區(qū)段(105、110)運動的操作元件(120);以及 -布置在所述圓柱形的裝置區(qū)段(105、110)上的用于確定所述操作元件(120)的旋轉位置的電氣的掃描裝置(205)， 其特征在于， -所述掃描裝置(210 )設置用于以光學方式對所述旋轉位置進行掃描。
2.按權利要求I所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于，所述掃描裝置(210)包括多個二進制的掃描元件(205)，其中每個掃描元件提供所述操作元件的以二進制編碼的旋轉位置的二進制數(shù)字。
3.按權利要求2所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于，如此對所述旋轉位置進行編碼，使得所述操作元件(120)的相應相鄰的旋轉位置的二進制的表示的區(qū)別在于至多一個二進制數(shù)字。
4.按權利要求2或3所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于，所述操作元件(120)具有一定數(shù)目的圓弧形的位置標記(310-325)，每個掃描元件(205)設置用于對為其分配的位置標記(310-325)進行掃描并且至少兩個位置標記(310-325)處于圍繞著所述操作元件(120)的旋轉軸線(250)的相同的圓周上。
5.按權利要求4所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于與所述操作元件(120)相連接的編碼盤(230)，該編碼盤相對于所述操作元件(120)的旋轉軸線(250)沿徑向方向延伸，并且所述位置標記(310-325)之一包括所述編碼盤中的一個穿孔。
6.按權利要求4所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于與所述操作元件(120)相連接的相對于所述操作元件(120)的旋轉軸線(250)沿徑向方向延伸的編碼盤(230)，并且所述位置標記(310-325)中的兩個位置標記在所述編碼盤(230)的不同的面上包括反射
7.按前述權利要求中任一項所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于控制系統(tǒng)(115)，該控制系統(tǒng)構造用于在所述操作元件(120)的旋轉位置的基礎上控制所述電氣的手持式工具機(100 )的電氣的驅動機構(105 )。
8.按權利要求2到7中作一項所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(115)和所述掃描元件(205)布置在共同的平坦的電路板(220)上。
9.按前述權利要求中任一項所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于，所述圓柱形的裝置區(qū)段包括電動馬達(105)和/或行星齒輪傳動裝置(110)。
10.按前述權利要求中任一項所述的電氣的手持式工具機(100)，其特征在于，所述操作元件(120)能夠圍繞著旋轉軸線(250)運動，該旋轉軸線平行于所述圓柱形的裝置區(qū)段(105、110)的縱軸線延伸。
全文摘要
電氣的手持式工具機(100)包括圓柱形的裝置區(qū)段(105、110)、可以圍繞著所述圓柱形的裝置區(qū)段運動的操作元件(120)以及布置在所述裝置區(qū)段上的用于確定所述操作元件的旋轉位置的電氣的掃描裝置(210)，其中所述掃描裝置設置用于以光學方式對所述旋轉位置進行掃描。
文檔編號B25F5/00GK102741020SQ201180009650
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月3日 優(yōu)先權日2010年2月16日
發(fā)明者C.利普塔克, C.勒瓦伊 申請人:羅伯特·博世有限公司