阅读说明：本技术 用于电动工具中的自动安全协议的系统和方法 (System and method for automatic safety protocol in power tool ) 是由 周熹 C·科舍尔 M·洛泽尔 O·沙多弗斯基 于 2018-11-21 设计创作，主要内容包括：一种系统,包括动力工具和通信地联接到所述动力工具的自动安全系统。所述自动安全系统包括围绕所述动力工具设置的一个或多个传感器,其中所述一个或多个传感器被构造成收集关于与所述动力工具的操作有关的安全参数的数据。所述自动安全系统还包括主检测器,所述主检测器被构造成接收由所述一个或多个传感器收集的数据。所述主检测器被构造成分析接收到的数据以确定是否解锁所述动力工具以进行操作。(A system includes a power tool and an automatic safety system communicatively coupled to the power tool. The automatic safety system includes one or more sensors disposed about the power tool, wherein the one or more sensors are configured to collect data regarding safety parameters related to operation of the power tool. The automated safety system further includes a primary detector configured to receive data collected by the one or more sensors. The primary detector is configured to analyze the received data to determine whether to unlock the power tool for operation.)

用于电动工具中的自动安全协议的系统和方法

技术领域

本公开总体涉及电动工具领域，并且更具体地涉及包括动力工具和通信地联接到动力工具的自动安全系统的系统。

除此之外，本公开还涉及用于控制动力工具的方法。

背景技术

动力工具，例如角磨机(例如，侧磨机或盘式磨机)，可以在建筑工地上使用。

在某些情况下，动力工具可能需要其他特征来帮助提高操作员的安全性和效率。实际上，将安全特征内置于动力工具的操作功能中可以是有益的，以帮助操作员即使在危急或可能危害健康的情况下也能保持对设备的控制。例如，将安全协议包括在角磨机中可能是有益的，其在角磨机出于其预期目的而接合之前自动执行。特别地，这样的自动安全特征可以帮助角磨机的操作者维持对设备的控制，从而在操作期间提高安全性和效率。

在动力工具上的有助于改善操作者安全性和效率的附加或安全特征是现有技术众所周知的。不幸的是，动力工具上的这些现有技术安全特征通常使用复杂或不足以保证动力工具的安全使用。大多数情况下，甚至有可能甚至绕过或避免这些现有技术的安全特征来操作动力工具。如果没有正确使用所有必要的安全特征，使用动力工具可能会对使用者造成潜在危险。

发明内容

因此，本发明的任务是解决上述问题，并提供一种系统，所述系统包括动力工具和通信地联接至动力工具的自动安全系统，利用所述系统可以安全且简单地使用动力工具。

特别地，所述问题通过一种系统解决，所述系统包括动力工具和与动力工具通信联接的自动安全系统。

根据本发明，一个或多个传感器围绕动力工具布置，其中一个或多个传感器被构造成收集关于与动力工具的操作有关的安全参数的数据；以及主检测器被构造成接收由一个或多个传感器收集的数据，其中主检测器被构造成分析所接收的数据以确定是否解锁动力工具以进行操作。这样做，只有在与动力工具的操作有关的所有安全参数都表明安全使用的情况下，才能解锁动力工具并准备进行操作。

根据本发明的有利实施例，主检测器可以包括无线模块，所述无线模块被构造成将信息传输到动力工具的主控制单元。由此，可以减少动力工具内的布线，以使动力工具复杂度降低并且制造成本降低。

根据本发明的另一有利实施例，主检测器可构造成将激活信号传输至动力工具的主控制单元以解锁动力工具以进行操作。这用作安全特征，动力工具仅在主控制单元接收到主检测器发送的激活信号后才能工作。

根据本发明的另一有利实施例，自动安全系统可以包括构造成将信息从一个或多个传感器传输到主检测器的接口电路。这确保了只有在至少一个传感器发送信号后才能激活动力工具。

根据本发明的另一有利实施例，一个或多个传感器可以包括安全手柄传感器，并且其中主检测器被构造成从安全手柄传感器接收数据以确定动力工具的侧手柄是否正确安装。因此，只有正确安装了侧手柄，才能安全地启动动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，一个或多个传感器可以包括防护检测传感器，并且其中主检测器被构造成从防护检测传感器接收数据以确定动力工具的防护装置是否正确安装。因此，只有正确安装防护装置后，才能以安全方式激活动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，一个或多个传感器可以包括工具检测传感器，并且其中主检测器被构造成从工具检测传感器接收数据以确定动力工具的工具是否正确安装。因此，只有正确安装了工具，才能安全地激活动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，一个或多个传感器可以包括防尘罩检测传感器，并且其中主检测器被构造成从防尘罩检测传感器接收数据以确定动力工具的防尘罩是否正确安装。因此，只有正确安装了防尘罩，才能安全地激活动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，一个或多个传感器可以包括触摸传感器、位置/方向传感器、力传感器或它们的组合。因此，只有以正确的方式握住动力工具，亦即，动力工具的操作者向动力工具的指定部分(例如，手柄)施加牢固的手抓握力时，才能安全地激活动力工具。

除此之外，上述问题也通过一种用于控制动力工具的方法解决。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

-经由主检测器从设置在动力工具周围的一个或多个传感器接收一个或多个信号，其中一个或多个传感器被构造成收集关于与动力工具的操作有关的安全参数的数据；

-经由主检测器，基于从一个或多个传感器接收的数据，确定是否解锁动力工具以进行操作；和

-经由主检测器向动力工具的控制单元发送激活信号以解锁动力工具以进行操作。

这样做，只有在与动力工具的操作有关的所有安全参数都表明安全使用的情况下，才能解锁动力工具并准备进行操作。

根据本发明的有利实施例，动力工具可以是在建筑工地上使用的角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，确定是否解锁动力工具可以包括确定动力工具的安全手柄是否被正确安装。因此，只有正确安装了安全手柄，才能安全地激活动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，确定是否解锁动力工具的步骤可以包括确定动力工具的防护装置是否被正确安装。因此，只有正确安装了防护装置，才能以安全的方式激活动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

根据本发明的另一有利实施例，确定是否解锁动力工具的步骤可以包括确定动力工具是否被操作者正确地握持和定向。

根据本发明的另一有利实施例，确定是否解锁动力工具的步骤可以包括确定动力工具的工具是否被正确安装或者动力工具的防尘罩是否被正确安装。因此，只有正确安装了工具或防尘罩，才可以安全方式激活动力工具。动力工具可以实施为角磨机。

下面概括了范围与原始要求保护的主题相对应的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施例仅旨在提供主题的可能形式的简要概述。实际上，本主题可以包括与以下阐述的实施例相似或不同的各种形式。

在本发明的第一实施例中，一种系统包括角磨机和通信地联接到所述角磨机的自动安全系统。所述自动安全系统包括围绕角磨机设置的一个或多个传感器，其中一个或多个传感器被构造成收集关于与角磨机的操作有关的安全参数的数据。所述自动安全系统还包括主检测器，所述主检测器被构造成接收由一个或多个传感器收集的数据。主检测器被构造成分析接收到的数据以确定是否解锁角磨机以进行操作。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种方法。所述方法包括经由主检测器从设置在角磨机周围的一个或多个传感器接收一个或多个信号，其中一个或多个传感器被构造成收集关于与动力工具的操作有关的安全参数的数据。所述方法还包括基于从一个或多个传感器接收的数据，经由主检测器确定是否解锁动力工具以进行操作。所述方法还包括经由主检测器向动力工具的控制单元发送激活信号以解锁动力工具以进行操作。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，其中在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1是根据本实施例的方面的角磨机的实施例的透视图，所述角磨机具有通信地联接到角磨机的自动安全系统。

图2是根据本实施例的方面的图1的角磨机的实施例的透视图；

图3是根据本实施例的方面的图1的自动安全系统的实施例的透视图，其具有主检测器、安全手柄和主体套筒；

图4是根据本实施例的方面的图1的自动安全系统的实施例的示意图，示出了构造成与角磨机的一个或多个感测设备对接的控制器；和

图5是根据本实施例的方面的用于执行图1的角磨机的安全协议的过程的实施例，其中在激活角磨机进行操作之前执行所述安全协议。

具体实施方式

以下将描述本公开的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁的描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，例如在任何工程或设计项目中，都必须做出许多特定于实施方式的决策，以实现开发人员的特定目标，例如遵守与系统相关和与业务相关的约束，这可能因实施方式不同而不同。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言，这仍将是设计、制作和制造的例行工作。

当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味着除所列元件之外，可能还有其他元件。

当前的实施例涉及内置在动力工具(例如角磨机)的操作特征中的安全特征。具体地，本实施例总体涉及安全协议，所述安全协议在使用前由角磨机自动执行。特别地，如上所述，所述安全协议在改善操作者安全性和帮助操作者维持对角磨机的控制方面可能是有益的。例如，在某些情况下，如果角磨机的侧手柄安装不当，操作员可能会在反冲情况下失去对角磨机的控制。再例如，如果防护装置安装不当，则在角磨机运行期间，操作人员可能会因火花灼伤而受伤。在某些情况下，操作员可能会无意间忘记在操作角磨机之前手动执行安全检查。在其他情况下，对于操作员来说，在每次使用角磨机之前进行安全检查可能是低效率且麻烦的。因此，需要一种自动安全协议，所述协议将确定角磨机的某些附件是否正确安装和/或角磨机总体对于操作是否安全。

在某些实施例中，安全协议可以是检测角磨机的一个或多个操作或安全参数的状态的一系列安全检查。一旦角磨机执行并通过了协议的每个安全检查，就可以将角磨机构造成可操作。在某些实施例中，安全检查包括确定安全侧手柄是否被正确地安装和保持、防护装置是否被正确安装以及角磨机是否被正确地定位和定向(例如，由操作者正确地保持)。在某些实施例中，安全检查包括确定是否选择并安装了适当的盘附件和/或是否正确安装了防尘罩。应当注意，尽管关于本实施例的安全协议描述了一个或多个安全特征，但是所列出的安全特征不是限制性的或累积的。实际上，在安全协议的其他实施例中，可以将与角磨机的操作有关的其他安全特征结合到安全协议中。以这种方式，安全协议可以被自动执行以对动力工具(例如角磨机)执行一个或多个系列的期望的安全检查。

考虑到前述内容，图1和图2是系统100的实施例的透视图，所述系统包括动力工具101和通信地联接至动力工具的自动安全系统102。动力工具101实施为角磨机。在所示的实施例中，角磨机101包括通信地联接到角磨机101的自动安全系统102。在某些实施例中，自动安全系统102包括主检测器104、侧手柄106和主体套筒108。如关于图3-5进一步描述的，自动安全系统102构造成执行具有一个或多个安全检查的自动化安全协议。特别地，在成功完成自动安全协议之后，自动安全系统102可以构造成向角磨机101的控制单元发送激活信号。提供给角磨机101的控制单元的激活信号允许角磨机101被接合以进行操作。

在某些实施例中，角磨机101包括齿轮箱、盘保持器、被构造成联接到盘保持器的盘附件。齿轮箱和盘附件未在图中示出。

特别地，齿轮箱包括控制单元，所述控制单元构造成从自动安全系统102接收一个或多个激活信号，如根据图5进一步解释的。在图中未示出控制单元。控制单元可以构造成解锁角磨机101，从而允许操作员通过按下“开始”(“START”)或“开启”(“ON”)按钮接合角磨机101。在某些实施例中，例如当角磨机101未能成功通过自动安全协议的每个安全检查时，控制单元不会从自动安全系统102接收任何激活信号，并且角磨机101将保持在安全锁定位置。在安全锁定位置中，当操作员按下“开始”或“开启”按钮时，角磨机101无法操作。因此，以这种方式，角磨机101可以被构造成减小角磨机101在安全检查一个或多个部件之前意外启动和/或操作的可能性。

在某些实施例中，自动安全系统102可以联接到角磨机101的主体110。特别地，自动安全系统102包括构造成符合主体110的外部形状的主体套筒108。例如，主体套筒108可以被构造成包裹主体110的一部分，从而将自动安全系统102固定到角磨机101。在某些实施例中，如关于图3进一步描述的，侧手柄106可以联接至自动安全系统102的主检测器104。在某些实施例中，主检测器104可以包括延伸部112，其构造成联接主检测器104的两侧。此外，主检测器104的每一侧可以包括附件114(图3所示)，所述附件将主检测器104固定在角磨机101的主体110周围。在某些实施例中，延伸部112可以被适配为与主体110的外表面配合和/或可以被构造成配合于主体110的外表面的凹槽中。在某些实施例中，附件114可以附加地将侧手柄106联接到主检测器104。

在某些实施例中，用户界面115可以设置在主检测器104上，并且包括一个或多个视觉标记，所述视觉标记构造成向操作员提供关于一个或多个安全或操作参数的状态的信息。在某些实施例中，用户界面115可以包括一种或多种不同颜色的一个或多个LED指示器，使得每种颜色标识不同特征或部件的状态。例如，在某些实施例中，可以利用LED灯和颜色来指示防护装置是否被正确安装。同样，在某些实施例中，LED灯可用于指示侧手柄106是否被正确安装。类似地，在其他实施例中，可以利用其他类型的视觉标记(例如，文本、图片、光的图案、警报等)来向操作员指示信息。在某些实施例中，可以利用图形显示器来显示由自动安全系统102执行的安全协议得出的安全和/或操作特征。在某些实施例中，诸如无线通信的状态之类的附加信息可以经由用户界面115被显示和/或传达给操作员。

图3是根据本实施例的方面的图1的自动安全系统102的实施例的透视图，自动安全系统102具有主检测器104、安全手柄106和主体套筒108。此外，所示的实施例描绘了一个或多个传感器116(或感测设备116)，其布置在自动安全系统102上并且被构造成收集与角磨机101有关的安全和操作信息。

在某些实施例中，可以在整个角磨机101中构造一个或多个感测设备116或传感器116。在某些实施例中，传感器116可以被构造成用于特定功能并且可以位于特定位置。例如，侧手柄检测传感器(或开关)可以位于侧手柄106和主检测器104之间的连接附近，并且可以被构造成提供关于侧手柄106的位置和深度的状态信号。具体地，传感器116可以被定位成靠近附件114，并且传感器116可以被构造成确定侧手柄106相对于附件114安装的深度或位置。与侧手柄106的位置和深度有关的信号信息可以用于确定侧手柄106是否被正确安装。作为另一个示例，防护检测传感器(或开关)可以位于防护装置附近，并且可以构造成提供有关防护装置是否已正确安装的状态信号。

在某些实施例中，传感器116可以被构造成收集其他类型的信息，例如与防尘罩和/或盘选择有关的信息。例如，传感器116可以是附接在安装接口附近以检测防尘罩的触摸传感器(例如，薄膜开关或其他类型的薄层传感器)。当安装了防尘罩时，可以通过物理接触来打开传感器116，并且可以将信号发送到主检测器的控制器以指示已经安装了防尘罩。类似地，传感器116可以是触摸传感器(例如，薄膜开关或其他类型的薄层传感器)，其附接在齿轮箱附近以检测盘。当安装防护装置时，传感器116可以通过物理接触而打开，并且可以将指示盘已被安装的信号发送到主检测器104的控制器122。

在某些实施例中，传感器可以是位置/方向传感器，并且可以设置在需要角磨机101的方向或位置的位置中。例如，在某些实施例中，一个或多个传感器可以设置在侧手柄106上，并且可以构造成确定侧手柄106是否被操作者正确地保持或定位。类似地，位置/方向传感器可以设置在主体110或主体套筒108上以确定它们是否被操作者正确地保持或定位。在某些实施例中，传感器116可以是压力传感器，其检测操作者是否在适当的位置与角磨机101物理接触。实际上，可以利用任何类型的传感器(例如，加速度计、温度传感器、接近度和位移传感器、图像传感器、触摸传感器、液位传感器，陀螺仪、力或速度传感器等)来收集与角磨机101有关的安全和/或操作参数信息。具体地，如关于图4和图5进一步讨论的，可以基于由自动安全系统102的主检测器104执行的自动安全协议来触发传感器。此外，如关于图4和图5所述，基于接收到的信息，自动安全系统102可以被构造成向角磨机101的控制单元发送激活信号。

在某些实施例中，可以通过自动安全系统102提供接口电路120(例如，电线)，以将传感器116与主检测器104通信地联接。例如，一根或多根导线可以在主体套筒108与主检测器104之间，在侧手柄106与主检测器104之间延伸，并且可以穿过主检测器104的延伸部112延伸。

图4是图1的自动安全系统102的实施例的示意图，示出了具有控制器122的主检测器104，该控制器122被构造成(通过接口电路120)与角磨机101的一个或多个感测装置116对接。在某些实施例中，主检测器104可以包括具有无线模块126和收发器128的通信电路124。如上所述，用户界面115可以(可选地)包括显示器130和一个或多个LED 132。

在某些实施例中，控制器122可以通信地联接到处理器134和存储器136。处理器134可以被构造成执行存储在存储器136中的指令，以执行自动安全系统102的自动安全协议操作。存储器136可以被构造成存储在处理器134上可加载和可执行的指令。在某些实施例中，存储器136可以是易失性的(例如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性的(例如只读存储器(ROM)、闪存等)。控制器122还可包括附加的可移动存储和/或不可移动存储，包括但不限于磁性存储、光盘和/或磁带存储。在一些实施方式中，存储器136可以包括多种不同类型的存储器，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或ROM。

特别地，控制器122可以被构造成执行运行自动安全协议操作的指令，并且可以被构造成从一个或多个传感器116接收数据/信息。例如，当被触发时，自动安全协议可以在整个角磨机101中进行一系列安全检查，如关于图5进一步描述的。每个安全检查可以是可执行指令，其被构造成检查角磨机101的部件或特征的安全性或可操作性状态。在某些实施例中，传感器116可以被构造成自动向控制器122提供数据或信息。在某些实施例中，操作员可以通过按下按钮或通过角磨机101的用户界面115指示命令来启动安全协议。响应于每个安全检查，传感器116可以被构造成向控制器122提供关于部件或特征的状态(信息/数据)的检测信号。基于接收到的信息，控制器122可以被构造成确定角磨机101是通过安全检查还是未通过安全检查。一旦所有安全检查(或所需数量或所需类型的安全检查)都肯定地通过，控制器122即可构造成向角磨机101的控制单元发送激活信号。

在某些实施例中，主检测器104可以包括电源138。电源138可以是布置在主检测器104内的可替换和/或可再充电电源(例如，电池供电)。在某些实施例中，主检测器104可以由设置在侧手柄106内的电源供电，或者可以经由外部电源供电。

在某些实施例中，主检测器104可以包括具有无线模块126和/或收发器128的通信电路124。在某些实施例中，主检测器104可以被构造成将由传感器116收集的信息传输到角磨机101的控制单元。在这样的实施例中，主检测器104可以包括或可以不包括控制器122、处理器134和/或存储器136以执行和/或处理信息。在其他实施例中，主检测器104可以被构造成接收并分析从传感器116接收的信息，以确定角磨机101是否准备好进行操作。在任一实施例中，无线模块可以用于将数据和/或激活信号传输到角磨机101的主控制器。在某些实施例中，无线模块126和/或收发器128可以结合在角磨机101的控制单元中。

图5是用于执行图1的角磨机101的自动安全协议的过程140的实施例，其中在激活角磨机101进行操作之前执行该自动安全协议。在所示的实施例中，过程140的一个或多个步骤可以由主检测器104的控制器122和/或由角磨机101的主控制单元执行。主控制单元未在图中显示。在某些实施例中，过程140包括从传感器116接收一个或多个信号(方框142)并且对角磨机101执行一系列安全检查(方框144)。具体地，在某些实施例中，过程140包括确定安全手柄是否被正确地安装(方框146)，确定防护装置是否被正确地安装(方框148)和/或确定设备是否被正确地定向(方框150)(例如确定侧手柄106和/或主体套筒108和/或主体110是否被适当地保持和/或定位)。在某些实施例中，过程140包括确定是否选择和/或安装了适当的盘(方框152)，和/或确定防尘罩是否被正确安装(方框154)。如果从传感器116接收到的信号指示安全特征与期望状态对准，则过程140被构造成将激活信号发送到角磨机101的主控制单元。在某些实施例中，激活信号被构造成成解锁角磨机101，使得操作者可以接合角磨机101以供使用。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则旨在将这些其他示例包括在权利要求的范围内。