CN204695084U - 振动暴露监视系统 - Google Patents

Abstract

一种在电动工具中使用的振动暴露监视系统，该系统包括可操作用于记录电动工具在预定时间周期的持续时间针对不同用户处于使用的时间量的控制器和用于在用户中的一个用户的时间量超出预定阈值时向电动工具的用户中的该一个用户提供信号的指示器。

Description

振动暴露监视系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月20日提交的美国临时专利申请No.61/942,259的权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及电动工具，且更具体地，涉及振动电动工具。

背景技术

某些电动工具的操作能够在执行不同任务时将用户暴露给不同等级的振动。长时间暴露给振动会对人体的健康有负面影响。因此，使用这样的发出振动的电动工具的人体可受益于间歇性休息周期或者知晓何时他们已经超出了推荐的日振动暴露等级，由此他们可以停止那天对电动工具的使用。

发明内容

本发明一方面提供一种在电动工具中使用的振动暴露(vibration exposure)监视系统，该系统包括：控制器，可操作用于记录电动工具在预定时间周期的持续时间针对不同用户处于使用的时间量；以及，指示器，用于在用户中的一个用户的时间量超出预定阈值时向电动工具的用户中的该一个用户提供信号。

本发明的其他特征和方面将通过考虑以下详细的描述和附图变得显而易见。

附图说明

图1是包括本发明的振动暴露监视系统的旋转冲击电动工具的透视图；

图2是不同振动暴露等级的图，其示出了根据暴露持续时间变化的振动幅度。

在详细说明本发明的任何实施方式之前，应当理解本发明在其申请中不限于在以下描述中阐明的或以下附图中示出的组件的结构和布置的细节。本发明能够实现其他实施方式且能够以不同的方式实践或执行。同样，应当理解在本文中使用的名词和术语是出于说明的目的，而不应理解为限制。

具体实施方式

图1示出了包括振动暴露监视系统12的旋转冲击电动工具10。如下进一步详细描述的，系统12向工具10的用户传达是否已经超出了相关预定时间周期的特定振动暴露等级。如图1所示，尽管电动工具10被描述为电锤，但其他电动工具(例如，冲击钻、拧紧扳手、锤钻、研磨机、手提钻等)也可以包括系统12。电动工具10包括壳体25、在壳体25内用于提供扭矩至工具元件30(例如，钻头)的电机和传动装置(未示出)、以及在壳体25内用于提供重复的轴向冲击至工具元件30的冲击机构(同样未示出)。壳体25包括作为壳体25一部分形成的且以相对于壳体25的纵轴27的斜角为方向的主把手15。可替换地，主把手15可以基本上垂直于壳体25的纵轴27形成。电动工具10还包括辅助把手20，该辅助把手20与壳体25可拆装地耦合以在操作期间对电动工具10提供附加支持。辅助把手20可以关于壳体25的纵轴27调整且置于对用户针对特定任务最舒适的方向。可替换地，辅助把手20可以永久地固定至壳体25。

继续参考图1，系统12包括控制器34和与控制器34通信以用于在如下讨论的使用电动工具10期间在适当的时间提供视觉信号、音频信号或组合视觉和音频信号至电动工具10的用户的指示器38。控制器34还与电动工具 10的主层(master-level)控制器(未示出)通信以用于记录电动工具10在预定时间周期(例如，24小时)的持续时间处于使用的时间。

在操作过程中，系统12监视在电动工具10的操作达预定时间周期(例如，24小时)期间用户所被暴露的振动。用户遭受的振动是参考主把手位置17和辅助把手位置22而被监视的。用于表征电动工具10的振动的测试方法是按照标准EN 60745-1、EN 60745-2、EN ISO 5349-1和EN ISO 53495-2的要求的，其内容结合于此用作参考。电动工具10的总振动被表征为主把手位置17和辅助把手位置22处记录的振动的较高者。使用以下等式按照上述标准计算基准振动值A(8)。

$A\left(8\right)=a_{\mathrm{hv}}*\sqrt{\frac{T}{T_0}}$

“a_hv”为测量的电动工具10的手臂加权的振动，且为电动工具10的制造商提供的或使用上述测试方法确定的常数。“T”表示暴露至振动a_hv的总的日持续时间，而“T₀”为八小时的基准持续时间。所计算的A(8)值与两个阈值45、46进行比较。具体地，第一阈值45可以被分配2.5m/s²的A(8)值，且另外可以被认为是“暴露活跃值(EAV)”，而第二阈值46可以被分配5.0m/s²的A(8)值，且另外可以被认为是“接暴露限制值(ELV)”。图2示出了暴露持续时间(即，“T”)对振动幅度(即，“a_hv”)，且与各个阈值45、46相一致的曲线分别表示EAV和ELV值。如下进一步详细讨论的，对于已知的A(8)值以及针对特定的电动工具10已知的a_hv值，系统12可以计算针对EAV和ELV值的暴露持续时间T。此外，在图2中，通过记录给定时间周期电动工具10的使用时间以及将记录的使用时间的值与计算的EAV和ELV的值相比较，系统12可以确定用户操作电动工具10是否超出与阈值45、46分别相一致的EAV值或ELV值。

如图2所示，系统12参考相对于由第一阈值45和第二阈值46限定的 三个暴露等级50、51、52的振动暴露。可替换地，系统能够参考多于或少于三个暴露等级。在第一暴露等级50中，用户在EAV值之下(即，在第一和第二阈值45、46之下)操作电动工具，且已经被暴露的基本上没有健康风险。在第二暴露等级51中，用户在EAV和ELV值之间(即，在第一阈值45之上但在第二阈值46之下)操作电动工具，且已经遭受适度的振动达8小时的基准周期。在第二暴露等级51时，如果可能的话，用户应当停止电动工具10的操作。在第三暴露等级52中，用户在ELV值之上(即，在第二阈值46之上)操作电动工具，且已经被暴露了潜在危险振动量达8小时的基准周期。如果在第三暴露等级52内，用户应当立即停止电动工具10的操作。

在具有系统12的电动工具10的操作过程中，指示器38向用户发送信号警告他们在暴露等级50、51、52中用户操作电动工具10有潜在使用危险。指示器38可以提供为用户显示当前暴露等级50、51、52的视觉信号。更具体地，指示器38可以包括一个或多个LED，用于传达不同的暴露等级50、51、52。例如，当用户在第一暴露等级50内操作电动工具10时，LED应当闪光或连续点亮绿色，当用户在第二暴露等级51内操作电动工具10时为黄色，而当用户在第三暴露等级52内操作电动工具10时为红色。可替换地，三个单独的LED可以被提供，当用户在第一暴露等级50内操作电动工具10时LED中的第一LED被点亮(例如，绿色)，当用户在第二暴露等级51内操作电动工具10时LED中的第二LED被点亮(例如，黄色)，当用户在第三暴露等级52内操作电动工具10时LED中的第三LED被点亮(例如，红色)。

指示器38还能够包括向用户传达他们已经从一个暴露等级转换到另一个暴露等级的音频信号。作为进一步可替换地，指示器38可以包括用来向用户传达他们已经从一个暴露等级转换到另一个暴露等级的视觉信号和音 频信号两者。在电动工具10的其他实施方式中，控制器34可以计算并在指示器38(其可以是电动工具10上的视觉显示器)上显示瞬时ISO振动数(例如，A(8)值)。可替换地，在达到EAV值、ELV值或两者之前，控制器34可以计算且指示器38可以显示电动工具10的剩余操作时间。

在电动工具10的使用已经转换到第三暴露等级52之后，系统12可以停用电动工具10以防止用户被暴露至进一步的振动。系统还可以包括控件36，例如，用于手动重置所记录的给定时间周期的振动暴露的按钮或无线控制器。可替换地，系统12可以每日在预定时间自动重置。系统12还可以包括多个用户文档(user profile)，由此多个用户可以在任意给定时间使用电动工具10，从而每个用户的振动暴露针对个体而被计算(account)。为了防止用户简单切换用户文档以在他们已经达到第三暴露等级52之后继续使用电动工具10，系统12可以包括用户认证系统40以验证用户身份。这样的认证系统可以包括键盘，例如用于允许用户输入密码。可替换地，系统可以在达到第三暴露等级52时不停用电动工具，而是仅用于信息的目的。

参考图2，当用户开始使用电动工具10时，指示器38将首先以上述的方式中的一种方式显示用户正处于第一暴露等级50中。一旦系统12记录的使用时间超出所计算的与EAV值(以及阈值45)相一致的暴露持续时间T，指示器38用信号通知用户他们现在正在第二暴露等级51中操作电动工具10。例如，对于具有“a_hv”值为6m/s²的的电动工具10，电动工具10可以在达到第二暴露等级51之前被使用达大约1.4小时。在进一步使用之后，一旦系统12记录的使用时间超出所计算的与ELV值(以及阈值46)相一致的暴露持续时间T，指示器38用信号通知用户他们现在正在第三暴露等级52中操作电动工具10。对于具有“a_hv”值为6m/s²的的相同电动工具10，电动工具10可以在达到第三暴露等级之前被使用达大约5.5小时。一旦达到第三暴露等级52，用户应当在那天停止使用电动工具10。

系统12还可以包括发射机42，其与控制器34合并或由控制器34操作以用于传送电动工具10的使用时间至智能设备(例如，智能手机，平板电脑等)或计算机数据库，以用于以与上述的板上系统12类似的方式记录使用时间，从而允许对使用电动工具10的个人的振动暴露进行远程或离线监视。

本发明的各种特征和优点在下述权利要求书中阐明。

Claims (13)

1.一种在电动工具中使用的振动暴露监视系统，该系统包括：

控制器，可操作用于记录所述电动工具在预定时间周期的持续时间针对不同用户处于使用的时间量；以及

指示器，用于在所述用户中的一个用户的时间量超出预定阈值时，向所述电动工具的所述用户中的该一个用户提供信号。

2.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述电动工具处于使用的时间量与所述电动工具的所述用户遭受的振动暴露的量有关。

3.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述信号为视觉信号或音频信号。

4.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述信号与从第一振动暴露等级到第二振动暴露等级的转换对应。

5.根据权利要求4所述的振动暴露监视系统，其中所述信号为第一信号，且所述预定阈值为第一预定阈值，并且其中所述指示器被配置成在所述时间量超出大于所述第一预定阈值的第二预定阈值时进一步提供第二信号至所述电动工具的所述用户。

6.根据权利要求5所述的振动暴露监视系统，其中所述第二信号与从第二振动暴露等级到第三振动暴露等级的转换对应。

7.根据权利要求5所述的振动暴露监视系统，其中所述指示器包括灯，其中所述第一信号代表所述灯从第一颜色改变为第二颜色，以及其中所述第二信号代表所述等从所述第二颜色改变为第三颜色。

8.根据权利要求5所述的振动暴露监视系统，其中所述指示器在所述第一预定阈值或第二预定阈值中的至少一者被达到之前显示所述用户中的一个用户的所述电动工具的剩余操作时间。

9.根据权利要求5所述的振动暴露监视系统，其中所述系统可操作用于在达到所述第二预定阈值时停用所述电动工具。

10.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述系统包括用于手动重置所述用户的一个或多个用户的使用时间的控件。

11.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述系统可操作用于每日在预定时间自动重置所述用户的一个或多个用户的使用时间。

12.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述系统包括用户认证系统，用于验证不同用户的身份。

13.根据权利要求1所述的振动暴露监视系统，其中所述系统包括发射机，用于将所述电动工具的使用时间传送至智能设备或计算机数据库中的至少一者，以用于记录所述使用时间。