CN101228006B - 便携式手致动设备上用于确定使用数据的方法以及用于执行该方法的装置 - Google Patents

Abstract

一种方法，涉及手致动便携式设备，该设备由驱动活塞(6)间接驱动，该设备包括其它装置中的推动活塞的装置(3)以及缓冲活塞的装置(18)，使用来自设备的使用数据，并且使设备适应于这些数据。设备包括用于探测活塞(6)撞在缓冲装置(18)上的冲击的装置(23)。

Description

便携式手致动设备上用于确定使用数据的方法以及用于执行该方法的装置

技术领域

本发明包括调节紧固装置的能量以适应在支承台材料中的紧固元件，所述调节是针对这些紧固元件的尺寸以及支承台材料种类进行的。

钉子和订书钉可被考虑用作紧固元件。

更加普遍地，本发明包括所有的便携式手动工具，毫无疑问包括用于钉子和订书钉的工具类型，并且还包括用于打孔或者甚至用于拆除的工具类型，简而言之，包括用于比如建筑，施工，以及公共建设工程的所有工具。

本发明适用于燃气-动力工具，也可应用于火药工具，电动工具或者气动工具。

背景技术

所有这些工具使用驱动活塞通过间接击发而被致动，具体是紧固塞或者钉子，这里活塞被向前推动直到其头部被压在一个缓冲器上。

所有这些工具能够经受住大量的冲击，实质上在每次击发中有两次冲击，一次是在点火的时候，此时涉及燃气设备或火药筒，而另一次是在活塞被压在缓冲器上的时候。

活塞压在缓冲器上能够造成第二次冲击：

a)当空钉击发时，则第二次冲击紧接着第一次冲击并且是巨大的冲击；

b)当涉及短钉或柔软材料的情形时，则第二次冲击与第一次冲击的间隔时间稍微有点久，但仍然是相对巨大的冲击；

c)当涉及长钉或硬材料时，则第二次冲击与第一次冲击的间隔时间比较久，或者

d)当涉及长钉或很硬材料的情形时，则第二次冲击与第一次冲击的间隔时间更久。

在第一种情况下，a)，很明显是设备能量过大，在第二种情况下，b)，仍然是设备能量过大，但稍微逊色，在第三种情况下，c)，设备只是轻微的能量过大以及最后，在第四种情况下，d)设备能量不足。

与使用能量过大的设备相比，不希望使用能量不足的设备，因为这会导致损坏或造成过早的磨损。假如在具有比理想能量多或少的密集使用中，警告设备的操作者也是很必要的，以阻止操作者继续使用其设备。

发明内容

本申请希望解决使紧固设备的能量适应其使用条件的问题，设备自身也能满足这些使用条件，比如，通过减少其重量或舍弃部分坚固性或机械强度需要，以致力于使该设备适应所需的设计目的，以及尽可能延长它的使用寿命。这是对本发明和它的革新产生动力的问题。

这样，本发明首先涉及手操作便携式设备上用以确定使用数据的方法，该设备由驱动活塞间接驱动，并包括其它元件中的推动活塞的装置以及缓冲活塞的装置，该方法中来自设备的使用数据被使用并且使该设备适应于这些数据。

本发明涉及一种便携式手致动设备上用于确定使用数据的方法，该设备由驱动活塞间接驱动，此外该设备包括推动活塞的装置以及缓冲活塞的装置，该方法中来自设备的使用数据被使用，并且使该设备的能量适应于这些数据，其中点火与活塞的冲击之间的消耗时间段是在缓冲活塞的装置的基础上测量的。

该适应能被实时完成并且在这种情况下，其用处在于警告操作者，尤其是警告操作者击发的能量不足或能量过大。

这样，能够测量出点火与活塞撞在缓冲装置上的冲击之间所耗费的时间。

设备的使用能够通过确定活塞消耗的能量以及缓冲装置上剩余的能量而得到适应，在设备用于紧固元件的紧固的情况下，能量的消耗取决于元件的长度和支承台材料的强度，该元件被固定到该支承台上。

剩余能量可通过传感器得以确定。下面所列内容可考虑作为传感器：压电传感器，应变规传感器，加速度计或其它任何冲击传感器。

但是为了使设备的能量适应于诊断、维护或者甚至是设计将来设备的目的，该适应会发生在延迟的时间内。

由此，用于设备的使用数据在它们最终使用前被确定以及存储在该设备中。

本发明也涉及一种由驱动活塞间接击发的手动致动便携式设备，该设备包括推动活塞的装置以及缓冲活塞的装置，特征在于其还包括用于探测活塞撞在缓冲装置上的冲击的装置。

优选地，冲击探测器从包括应变规传感器和压电传感器的组中选择。

有利地，该设备包括探测点火的装置以及运算点火与活塞撞在缓冲装置的冲击之间所消耗时间的装置。

优选地，设置运算元件来确定活塞在冲撞缓冲装置时刻的剩余能量，并且，甚至更加有利地，确定在警告阈值的剩余能量。

附图说明

参考附图，通过下面对本发明设备的优选实施例的描述，可以更好地理解本发明，其中：

图1显示了本发明设备的截面图，包括冲击探测器和可执行本发明的方法的运算模块；

图2显示了本发明设备和连接到该设备上的诊断帮助系统的功能方块图；

图3显示了当空钉以及两次击发时，对应于击发具有不同长度紧固元件的对照时间图，以及

图4显示了周在本发明设备上以确定使用数据和使用这些数据的优选方式的时序图。

具体实施方式

参考图1，此处的设备是用于燃气-动力紧固件的紧固装置。

在其标准实施例中，该设备包括，在外壳1内具有，后底座2，燃烧室3，燃烧室套筒4，气缸5，活塞6，插件导管8以及插件导管支架7。插件导管8发挥像传感器一样的作用，用于支撑和封闭燃烧室3。

燃烧室套筒4在气缸5之上滑动设置，其与活塞6和气缸5一起封闭燃烧室3的前后。活塞6在气缸5之上滑动设置，该活塞6装配有后端罩6’，气缸5与外壳1是一体的。插件导管8设置成滑入插件导管支架7中，该插件导管8从外壳1的前端向外突出，插件导管支架7与外壳1是一体的。

气缸5在其前端包含有缓冲器18，该缓冲器18与气缸5是一体的，缓冲器18与活塞6的罩6’相撞击，该罩6’在击发过程中被向前推动，被设计成在撞击缓冲器时向上提高，并且气缸5在其后端包含有通风装置16。

设备中的所有这些元件具有公共的轴线9。

当设备离开支承状态，弹簧35和36被设成回到套筒4前端的静止位置。当装置处在静止位置时，弹簧35和36使得套筒4和插件导管8回到前端，并且燃烧室3的后端打开。

给料盒，此处是提供钉子(未示出)，连接于插件导管8，用于在插件导管8中装载钉子。

装置由压电传感器23组成，其位于气缸5的横向底座22和缓冲器18之间并且在缓冲器的前方。还能提供粘在底座2上的加速度检测器，或者安装在底座2上或者气缸5上的轴承冲击探测器或伸长式应变规传感器。传感器23也能位于缓冲器18内。

传感器23电连接到运算模块25，该运算模块是一电路板，其附着在底座2上，其主要包括运算功能26，该功能将在后面被进一步详细说明。

参考图2，该装置还由其它的可擦写存储板29和31，报警灯33，以及燃气注入管10组成，可擦写存储板可位于模块25中，所有报警灯都电连接到模块25上，燃气注入管连接到燃气进气设备11(电磁阀)。火花塞12插入室3中。

电磁阀11用于打开和关闭管10，该电磁阀11连接到燃气筒15，在每次击发前，该电磁阀11将一定量Q的燃气在打开时间段D内注入到室3中，该一定量的燃气与击发能量P相对应。

当装置支承在支承台100(图1)上时，插件导管8相对于其支架7被向后推向气缸5和外壳1。插件导管8的位移，通过保持架24的使用，驱动套筒4向后直到燃烧室3的后端被底座2关闭并且，燃烧室3的前端被活塞6的罩6’和气缸5关闭。

当套筒4的弹回被接触器30探测到时，在时间段D内，通过模块25的电磁阀控制功能20打开电磁阀11，燃气通过管10从筒15注入到燃烧室3内。并且当套筒4开始接触底座2时，通风装置16被致动，以搅动室3中的物质。

当装置的可控击发通过点火元件37被致动，这些元件37一方面触发模块25的采集功能28，另一方面，触发火花塞12，该火花塞12造成容纳在燃烧室3内的燃气-空气混合物发生爆炸；这使得活塞6向前的推进具有一个总动能Et，其等于击发能量P。

在钉子被装入插件导管8之后，活塞6打在钉子上，该钉子被向前推动并被压入到支承台100中，并且在此操作中消耗了可用能量Eu。

在这个过程结束后，具有剩余动能Er的活塞6的罩6’被推撞在缓冲器18上，燃烧气体从气缸5和燃烧室3中选出，然后活塞6被向后推动而回到静止位置。

能量Eu因此为：

Eu＝Et-Er

在装置的支承台退出后，返回弹簧35和36被释放，插件导管8和套筒4回到静止位置并且燃烧室3在后端再次打开。

电磁阀11在t0时刻被关闭后，参考图3，冲击传感器23能够探测连续的冲击50，51或52或53，所述冲击是由混合物在t1时刻的爆炸以及在活塞6位于缓冲器18内的冲程结束时的能量Er的损耗导致，该损耗是发生在t1之后的不同时间间隔dt1，dt2，dt3，它们对应于使用条件1，2，3。

条件1：插件导管8中没有钉子，当空钉时，其导致击发。这在给料盒为空时可能会发生。dt1是最短的时间段。另外一方面，由冲击传感器23产生的信号50和51是明显相同的，并且幅值都为a1。

条件2：短钉被击发。dt2是一时间段，其比从先前的实践和记录在存储器29中的已知最长的dt1还长。击发仍然保持能量过大并且具有剩余能量信号振幅a2，其比a1小。

条件3：长钉被击发。dt3是一时间段，其比从先前的实践和记录在存储器29中的已知最长的dt2还长。击发有少量的能量过大并且具有比a2小的信号振幅a3。

条件4：先前条件中的一个，至于它的a2和a 3甚至不能被探测到；击发能量不足。

钉子的长度已被考虑作为使用数据。接受材料的硬度或阻力是另外一个被考虑作为使用数据，其与钉子的长度相结合。这样，条件2对应软材料，条件4对应很硬的材料。

在来自时钟27的实时信号的帮助下，通过采集功能28实现时间段dt1，dt2和dt3的运算。

这里，时间段dt1，dt2，dt3是通过寻找击发信号时刻t1与第二次冲击51，52，53的接收时刻t1+dt1，dt2，dt3之间的不同而被运算，时刻t 1受点火元件37的影响，接收时刻t1+dt1，dt2，dt3从t1开始计算。

如果总能量Et不够，在条件4中，这种第二次冲击在预定时间段内没有发生，或者，在条件1中，当空钉时装置被击发，用户可通过特殊信号33得到通知，该信号可以是可见的或可听到的。在后者情况下，功能26计算空钉击发的次数并且，如果该次数超过预先确定的阈值，则使用电路ET34阻塞火花塞12的击发，该阈值保存在存储器29中。

在常规的击发条件下，比如上面提及的最后两种，位于冲程a2和a3末端的冲击振幅52和53比对应于空钉击发时的振幅a1小。如果合适的话，这些数据a1，a2，a3也能被采集功能28采集，然后传给运算功能26。

运算功能26以这些振幅a1，a2，a3开始推算能量Et，Er和Eu，这些振幅是活塞6在击发时以及在过程结束时动能的直接代表。

也可将剩余能量的幅值与阈值相比，并且当阈值被超过时引发一个警报，像前面的情况一样，如果超过阈值的次数超过另一个阈值，就阻塞所述设备。

参考图4，为了调节紧固装置的击发能量P，进行如下操作，其中在后续时间内，设备的适应得以完成。

在阶段103内，根据时钟节拍实时计时器27，传感器23在t1，t2，t3时刻感知典型的使用数据a1，a2，a3，所述t1，t2，t3时刻与探测功能相关。

在阶段104内，探测功能显示点火时刻与罩6’将活塞冲击到缓冲器18上的时刻之间的时间段dt1，dt2，dt3。

在105阶段，运算功能26使用数据a1，a2，a 3运算剩余能量Er，然后在106阶段，运算可用能量Eu＝Et-Er，其代表了支承台材料100，支承台材料在钉子被驱动进其内部时需要考虑。

钉子的种类，特别是它们的长度，在108阶段内，通过将dt1，dt2或dt3与记录在存储器中的最大值dt1，dt2，dt3相比较，利用运算功能26来确定。

功能26执行处理阶段109，其中通过运算114或者116或其它的运算或者运算118来确定材料的性质，所述其它的运算被选择用来考虑钉子的长度以及在阶段106内计算出的可用能量Eu，所述运算118辨别空钉击发和能量不足的击发。

一旦运算118完成，就进行到阶段112，在存储器31中记录典型的使用数据并且计算在阶段113期间用于向用户发出警报的数据，或者通过抑制门电路ET34阻塞所述设备。

否则，在阶段110期间，为了算出击发能量P，使用了没被吸收的剩余能量Er，该剩余能量在阶段105期间被算出，该击发能量P作为预先确定的使用数据的应变量，该预先确定的使用数据记录在存储器29中，也就是说，用于打开电磁阀11的时间段D，通过运算119或120或其它的运算作为材料性质的应变量，所述其它的运算是根据紧固件的种类，钉子的长度或者其它而被选择出来操作。比如，设定剩余能量为可用能量Eu的一定比例，该可用能量在阶段106被计算出来。

在操作111期间，来自设备的典型的使用数据被记录在存储器31中，然后一旦该D值在存储器29中计算出来，时间段D的值就被更新。

该设备可作新的用途，其中，在阶段101内，电磁阀11的指令功能20利用刚被记录在存储器29中的D值来将最佳燃气量注入到室3中，在阶段102，点火元件37在门电路34的允许下控制火花塞12的击发，并且同时发送一信号到采集功能28，信号在t1时刻到达采集功能，此时采集功能开始读取，以便开始新的阶段103。

在读取存储器31时，运算功能26处在适当的位置，当其从维护态返回时，运算功能使用插座32将设备的使用历史传输到电脑控制的维护装置(未示出)上，插座已经设置在设备上，比如串行RS232接口。

因此，在设备维护期间，用户可以完全评价该设备的使用条件，并可以通过在装置的记录中查询任何可感知的故障或磨损的起因，从而使用连续被记录的信息作为故障检修诊断的帮助。

通常，确定上文中的所述元件结构的不同元件尺寸：圆柱形活塞，室套筒和底座等，作为击发过程中损耗的总的理论能量Et的应变量。

这里，作为最大能量Eu的应变量，在预定时间内，能够确定出用于一套装置的运算得到的额外真实使用数据，能量比Et小。

因而可以生产更轻和更便宜的元件结构。

Claims (16)

1.一种便携式手致动设备上用于确定使用数据的方法，该设备由驱动活塞间接驱动，此外该设备包括推动活塞的装置以及缓冲活塞的装置，该方法中来自设备的使用数据被使用，并且使该设备的能量适应于这些数据，其中点火与活塞的冲击之间的消耗时间段是在缓冲活塞的装置的基础上测量的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述适应是被实时执行。

3.根据权利要求2所述的方法，其中通过警报使设备的使用适应于它的操作者。

4.根据权利要求3所述的方法，其中对于能量不足或能量过大的击发，操作者被警告。

5.根据权利要求3所述的方法，其中通过确定消耗的能量和活塞在缓冲活塞的装置上剩余的能量，使设备的使用适应。

6.根据权利要求5所述的方法，其中使用传感器确定剩余能量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中为了使设备的能量适应，使适应发生在延迟的时间内。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在最终使用前，用于设备的使用数据被确定以及存储在设备中。

9.用于执行权利要求1方法的由驱动活塞间接击发的手致动便携式设备，包括推动活塞的装置以及缓冲活塞的装置，其特征在于，该设备还包括用于探测活塞撞在缓冲活塞的装置上的冲击的装置。

10.根据权利要求9所述的设备，其中冲击探测器从应变规传感器和压电传感器组成的组中选择。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中提供用来探测点火的点火元件以及用于运算点火与活塞撞在缓冲活塞的装置的冲击之间的消耗时间段的运算元件。

12.根据权利要求11所述的设备，其中运算元件被设置来确定活塞在冲撞缓冲活塞的装置时刻的剩余能量。

13.根据权利要求12所述的设备，其中运算元件被设置以便运算元件使用剩余能量并算出作为使用数据的应变量击发能量。

14.根据权利要求9、10、12和13之一所述的设备，其中冲击探测器被放置在缓冲活塞的装置的前方。

15.根据权利要求9、10、12和13之一所述的设备，其中冲击探测器被放置在设备的底座上。

16.根据权利要求9、10、12和13之一所述的设备，其是用于燃气-动力紧固件的设备，其由气缸组成，在气缸中，活塞被设置并且冲击探测器被放在气缸上。

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