专利名称：具有成像装置和显示装置的电动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动工具，例如手持式电动工具。
技术背景工具行业提供了各种各样的用手操作的电动工具来执行各种工件 上的工作。这类工具包括例如圆锯，竖锯，刳刨机，钻孔机等。这些 电动工具通常包括机架和机架中的电机。电机被设置用来驱动工作部件(例如圆锯中的锯片，刳刨机中的刨刀(router bit)等)对工件(例如一块木材等)进行加工。电动工具操作者常常需要通过工具进行精确的操作，例如沿一条 直线切割一块木材，将复杂的样式刨成平面等。传统的做法，为了在 使用手持式电动工具时保证切割精度，工具的操作者会在工件上划线 并沿着这条线进行切割。对手持式电动工具的使用者来说，将工作部 件(例如锯片)与所划的线对齐和/或维持工具中的工作部件跟踪所需 要的切割路线前进是一种持续的挑战。工具中工作部件的精确对齐和 跟踪需要工具的使用者对工作部件和工件之间的接触点具有良好的可 见性。现在已经有帮助工具使用者对齐和引导电动工具的方法了。这些 方法大都包括提供引导机构来指示工具中工作部件与工件的位置关 系。例如， 一个这种已经被使用的方法是采用视线引导或窄槽来对齐 切割线。典型位于类似圆锯的工具的基部的引导槽在切割方向的前方 与刀片对齐以提供一个可视化的通过整个工件的刀片预期轨迹的指 示。另一个己经被使用的指示切割线的方法是在工件上投射一道激光 线来校正锯片的轨迹。还有一种已经被使用的方法是通过在锯片或在 诸如与刀片相齐的线或棍后面设置一个光源，以在工件上投射阴影以 此来提供必须和相关的标志以指示刀片的位置。虽然这些方法可以对操作者获得合理的精确切割提供一些帮助，但上文所述引导机构仅仅给出了刀片相对切割线的位置的指示。而且， 先前技术中可能由于振动或其它原因产生引导机构未对齐的情况，而 这种未对齐情况往往会引起对刀片轨迹的错误指示。因为操作者无法 直接监视刀片的运动，这种未对齐情况可能不会被察觉直到大量的切 割已经发生。因此，这就需要手动操作的电动工具提供更好的直观的对工具中 的工作部件和工件之间接触点的监视，以此提供更好的引导和校正工 具的精度。发明内容依照本发明的一个实施例，提供一种手持式电锯组件。所述组件包括一手持式电锯，所述手持式电锯具有机架(i )、锯片(n)、具 有可供锯片伸出的开口的基部(in)、以及设置在机架内使锯片沿着运 动路径旋转的电机(iv)。上述组件还包括连接在电锯基部的成像装置， 成像装置被设置用来产生表示监测图像的数据信号。另外，上述组件 还包括连接在电锯机架上的显示装置，显示装置被设置用来接收成像 装置产生的数据信号并产生监测图像的可视化表示。优选地，所述基部包括前边缘和后边缘，所述开口介于所述前边 缘和所述后边缘之间，所述成像装置在介于所述前边缘和所述开口之 间的位置处连接至所述基部。优选地，所述成像装置包括连接在所述基部上的视频摄像机。优选地，所述摄像机包括CCD (电荷耦合器件)摄像机。 优选地，所述显示装置包括LCD (液晶显示)显示屏。优选地，所述显示装置包括显示屏，所述显示屏包括前边缘和后 边缘，所述前边缘的位置在竖直方向上高于所述后边缘，由此所述显 示屏采用倾斜的定位面向所述手持式电动工具后部。优选地，所述显示装置包括显示屏，所述显示装置被配置用来在 所述显示屏上产生所述监测图像的所述可视化表示。根据本发明的另一实施例，提供一种手持式电动工具组件。所述 组件包括一手持式电动工具，所述手持式电动工具具有机架(i )、工作部件(n )、和设置在机架内使工作部件沿运动路径运动的电机(ni)。 上述组件还包括由手持式电动工具支承的成像装置，成像装置被设置 用来产生监测图像的数据信号表示。同样，上述组件还包括由手持式 电动工具支承的显示装置，显示装置被设置用来接收成像装置产生的 数据信号并产生监测图像的可视化表示。本发明的一个优点是所述电动工具组件提供对工具中的工作部件 和工件之间的接触点的更高的可视性，以此为相对于工件引导工具提 供更高的精度。
本发明另外的优点和某些目的将在下面的描述和附图中被说明。 图i是根据公开的一个实施例中的手持式电动工具组件的透视 图，显示了其中的成像装置和显示装置。图2是图l所示工具组件的侧视图。 图3是图1所示工具组件的后视图。图4是图1所示工具组件放大的局部侧视图，所述工具正在执行 工件上的切割操作，图4也表示出了支承于工具组件上的成像装置。图5是图1所示工具组件放大的局部俯视图，所述工具正在执行 工件上的切割操作，图5也表示出了支承于工具组件上的成像装置。
具体实施方式
为了加深对本发明原理的理解，下面将对附图和说明书中描述的具体实施方式
加以注释说明。并非有意对发明的范围做出任何限制这 一点是不言而喻的。另一点不言而喻的是对本发明中所述实施例的任 何改造和修正和对根据本发明的原理做出进一步的实施如果是通过现 有技术发生的，则其都落在本发明的保护范围之内。本发明的目的在于一种包含成像装置和显示装置的电动工具。成 像装置安装在工具上被设置用来产生表示工件和工具的工作部件之间 的接触点(工作区域)图像的数据信号。显示装置工作连接至成像装 置并被设置用来接收由成像装置产生的数据信号并产生接触点(例如6工作区域)的可视化表示。显示装置被安装在电动工具上以使操作者 可以容易地看见显示装置的显示屏，因此在整个切割操作中清楚地观 测工作区域。虽然在本申请中提出的特例是一种手持式圆锯，但根据 本发明的原理其同样可以用于连接到其它电动工具上，例如刳刨机， 竖锯，钻孔机等。现在看附图，附图l一5描述了一种电动工具组件，其被标注为数 字10。所述电动工具组件IO包括电动工具ll(在本实施例中为电锯)。 电动工具11包括机架14和放置在机架14中的电机15 (虚线表示)。 所述电机可连接至电源，其可操作以可旋转地驱动工作部件18从而执 行对工件的加工。在附图l一5描述的典型的实施例中，电动工具11 是圆锯，工作部件18是圆锯片。然而，根据本发明的原理其可以实现在其它电动工具上这一点是 不言自喻的。特别的，电动工具可以是刳刨机而工作部件可以是刨刀。把手20和锯片护罩24被连接到机架14上。所述锯片护罩环绕着 锯片18的上部。启停开关19 (虚线表示)被设置在主把手20上，其 选择性的将电机15连接至电源从而可选择性地使锯片18旋转。圆锯 11还包括连接于机架14上的基部28。基部28的作用是在被锯工件表 面上为手持式圆锯导向。锯片18的一部分从基部28上的开口 30中伸 出。基部28包括前边缘28LE和后边缘28TE。开口 30介于前边缘28LE 和后边缘28TE之间。在锯10正确的操作中，切割过程中基部28的 前边缘28LE位于后边缘28TE的前方(或前边缘28LE引导后边缘 28TE)。在图示的构造中，圆锯ll具有前转深度(front pivot depth)调节 机构34 (虚线所示)用来调节锯片18的切割深度。在其它的构造中 (未示出)，圆锯IO可以包括例如后深度(rear depth)调节机构或落靴 深度(drop shoe depth)调节机构而没有前转深度调节机构34。然而， 本发明可以实施于具有任何类型的深度调节机构或没有深度调节机构 的圆锯上这一点是不言而喻的。所述圆锯11的可以工作在商业电源下，例如交流电(AC) 110V， 120V或220V。在另一种选择中，圆锯可以是"无线"的，利用可充电电池(例如使用镍镉或镍氢电池)工作。所述装备可以方便的利用两 种电力工具的设计，无论有线还是无线。为了帮助工具使用者在切割工作中对齐和引导锯片，电动工具组件IO还包括位于或者支承于电力工具11上的成像装置40来捕获工作 区域或工具上的工作部件与工件将要相交的接触面区域的图像。电动 工具组件10还包括显示装置44。被捕获的接触面区域的图像输出或 发送到显示装置44以供工具操作者观察。特别的，成像装置40被设 置用来产生表示监测图像的数据信号。显示装置44被设置用来接收成 像装置40产生的数据信号并产生监测图像的可视化表示。在被公开的 实施例中，监测图像是工具上的工作部件与工件将要相交的接触面区 域的图像。参见图4，这是成像装置40的一个实施例。示例性的成像装置40 可以包括具有视频存储或视频流功能的摄像机。虽然任何合适类型的 摄像机都可以被应用，优选地，视频摄像机包括CCD(电荷耦合器件) 摄像机。CCD摄像机40被安装在圆锯11上以便捕获工具上的工作部 件与工件接触位置的图像，如图4和5中虚线所示。在一个实施例中， CCD摄像机40通过紧固件(未示出)安装与基部28上。另一种选择， CCD摄像机40通过粘结剂(未示出)安装在基部上。所述摄像机40 最好在圆锯la的锯片18的大致正前方设置在基部28上，与由转动的 锯片18所定义的平面相符合。图5显示了摄像机的一个典型的图像区 域A。如图可见，图像区域A优选地至少包括工作部件18和工件W之间的接触面区域和工件在接触面区域前面的一部分。通过提取工件 上锯片18前面区域的图像， 一部分切割线C被包括在图像中，以此 来帮助工具操作者在整个切割过程中保持工作部件18与切割线C对齐。依据附图4， CCD摄像机40可以相对于基部28稍微提高以使摄 像机可以与基部28定义的水平面保持一个向下的角度。摄像机向下的 角度可以使摄像机捕捉到锯片18和工件W之间接触点处的接触面区 域的图像以及工件在接触点正前方区域的图像，如图4和5所示。CCD 摄像机40可以以任何合适的方式安装在基部上。在一个实施例中，8CCD摄像机通过紧固件(未示出)固定安装在基部上。在这个实施例 中，成像装置40的对齐和定位可以在电动工具组件10的制造过程中 实现。另一种选择，CCD摄像机可以具有位置调节机构(未示出)， 通过此机构工具操作者可以有选择的调节成像装置40相对于基部28 的位置。例如，位置调节机构可以允许成像装置40做下列相对于基部 28的方向和方位调节横向(例如从基部28的左侧边到右侧边，或 者相反)，轴向(例如远离锯片和工具的接触点，或者相反)，旋转(例 如摄像机40相对于基部28所定义的平面的任意复杂的倾斜角度，例 如图4所示的倾斜角度)。以视频信号表示的接触面区域A的被监测图像的视频数据通过信 号线48被提供或者说发送到显示装置44，信号线48可以从成像装置 40通过机架14连线至显示装置44。另一种选择，成像装置40可以被 设置成将视频数据无线传输给显示装置44。显示装置44包括被设置 用来显示表示监测图像的图像的显示屏45，通过显示屏工具操作者可 以看到所述图像。显示屏45包括前边缘45LE和后边缘45TE。虽然 其它类型的显示装置都可以被应用，显示装置44优选地被设置成液晶 显示装置。在图1一5的实施例中，显示屏45大约为2"x2"，其它任 何合适尺寸的显示屏都可以被使用。 一个相关的小显示屏，例如一个 2"x2"大小的，给操作者提供了工作区域合适的观察范围，虽然对使用 者来说它不算大和直观。正如在这个领域所公知的一样，成像装置40 和/或显示装置44可以包含必要的现有技术公知的数据格式转换线路。如图1-3所示，显示装置44被设置或者说被支承于机架14的上 部，其定位成朝向电动工具11后部显示图像。这种定位允许当工具操 作者处在正常工作位置时显示装置45的工作部分位于操作者的视野 内。如图1一3所示，显示屏45相对于水平方向呈角度的或者说倾斜 的放置，显示屏45的上缘在竖直方向上高于显示屏45的下缘。显示 屏45确切的角度或倾斜度取决于工具组件的配置和操作者的选择。显 示屏的角度可以选择竖直或水平或两者之间的任意值。显示装置44可以通过任何合适的方式安装在锯的机架上，例如通 过紧固件(未示出)或粘结(未示出)。在一个实施例中(未示出)，显示装置44可以有部分安装在机架14内以便只有显示屏45的观测部 分对操作者是可见的。这样，机架可以保护显示装置44免遭工具组件 10跌落时可能发生的损坏。此外，显示装置44可以被固定安装在机 架14上，也可以通过一种可以调节其相对于水平方向位置的方式被连 接到机架上。例如，显示装置44可以通过铰链机构(未示出)连接到 机架上，这就允许显示装置44相对于机架14绕轴转动。在另一实施 例中，显示装置44可以通过一个调节机构(未示出)连接到机架上， 其可以使显示装置44即可以沿竖直轴转动也可以沿水平轴转动。这样 的调节机构可以使显示屏相对于机架暂时停留在转动中的任意位置。虽然成像装置40和显示装置44可以由驱动电机15的电源驱动， 成像装置40和显示装置44也可以有自己的电源，例如电池。成像装 置40和显示装置44可以被设置成当圆锯开关被打开时就进入工作状 态。在另一实施例中，成像装置40和显示装置44具有独立于电动工 具11的分开的电源开关(未示出)来控制成像装置和显示装置的开和 关。这就允许操作者不用打开电动工具11的电源就可以研究将要对工 件进行的切割的区域。本发明所述手持式电锯组件包括一个手持式电锯，所述手持式电锯具有机架(i )、锯片(n)、具有一可供锯片伸出的开口的基部(m)、 以及设置在机架内使锯片做旋转轨迹运动的电机(iv)。上述组件还包括连接在电锯基部的成像装置，成像装置被设置用来产生表示监测图 像的数据信号。另外，上述组件还包括连接在电锯机架上的显示装置， 显示装置被设置用来接收成像装置产生的数据信号并产生监测图像的可视化表示。所述基部包括前边缘和后边缘，所述开口介于所述前边缘和所述 后边缘之间，所述成像装置在所述前边缘和所述开口之间的位置处连 接至所述基部。所述成像装置包括连接至所述基部的摄像机。所述摄像机包括CCD (电荷耦合器件)摄像机。 所述显示装置包括LCD (液晶显示)显示屏。 所述显示装置包括显示屏，所述显示屏包括前边缘和后边缘，所述前边缘被沿竖直方向安置在后边缘上方，由此所述显示屏采用面向 所述手持式电动工具后部的倾斜定位。所述显示装置可包括显示屏，所述显示装置被配置用来在所述显 示屏上产生所述监测图像的所述可视化表示。因此，概括来说，在上述电动工具的使用过程中，成像装置被设 置用来捕获工具11上的工作部件和工件之间接触点(即，工作区域) 的图像以及工件的接触点正前方区域的图像。视频数据被提供给连接在锯机架上部的显示装置44，通过显示装置，工具操作者可以看到工 作区域的图像表示。显示装置的位置和方向被设置成工具操作者在正 常工位时始终可以看到其显示屏，因此，也就能看到工具的工作区域 的图像。因此，在整个切割操作中，保持工具上的工作部件和工件上 的切割线对齐就变容易了，这样就能够对工件进行高精度和有准确性 的切割。通过附图和前面的描述，本发明已经被详细阐明且不局限于上述 技术特征。本发明只介绍了优选的实施例，根据本发明的精神做出的 所有改变，修改和进一步的实施都应当在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种手持式电动工具组件，包括手持式电动工具，其具有机架(I)、工作部件(II)、安装在机架内的电机(III)，所述电机用于使所述工作部件沿其运动路径运动；由所述手持式电动工具支承的成像装置，所述成像装置被设置用来产生表示监测图像的数据信号；由所述手持式电动工具支承的显示装置，所述显示装置被设置用来接收所述成像装置产生的所述数据信号并产生所述监测图像的可视化表示。
2. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述手持式电动工具是锯，所述工作部件是锯片。
3. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述手持式电动工具是刳刨机，所述工作部件是刨刀。
4. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述手持式电动工具是钻孔机，所述工作部件是钻头。
5. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述手持式电动工具还包括基部，所述基部用于在使用过程中与工件接触，并且所述基部 具有开口，所述工作部件通过所述开口伸出。
6. 根据权利要求5所述设备，其特征在于所述基部包括前边缘和后边缘；以及 所述开口介于所述前边缘和所述后边缘之间；所述成像装置在介于所述前边缘和所述开口之间的位置处连接于 所述基部。
7. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述成像装置包括连接至所述基部的视频摄像机。
8. 根据权利要求7所述设备，其特征在于所述视频摄像机包括CCD摄像机。
9. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述显示装置包括液晶显示屏。
10. 根据权利要求l所述设备，其特征在于 所述显示装置包括显示屏； 所述显示屏包括前边缘和后边缘；所述前边缘在竖直方向上高于所述后边缘，所述显示屏采取倾斜 的方位面向所述手持式电动工具的后部。
11. 根据权利要求l所述设备，其特征在于 所述显示装置包括显示屏；所述显示装置用于在所述显示屏上产生所述监测图像的所述可视 化表示。
12. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述手持式电动工具还包括基部，所述基部被设置用来在使用电 动工具过程中与工件接触；所述成像装置被固定在所述基部上。
13. 根据权利要求l所述设备，其特征在于所述显示装置被固 定在所述机架上。
全文摘要
本发明公开了一种手持式电动工具组件。上述设备包括一个手持式电锯，电锯具有一个机架(Ⅰ)，一个锯片(Ⅱ)，一个具有一可供锯片伸出的开口的基部(Ⅲ)，和一个设置在机架内使锯片做旋转轨迹运动的电机(Ⅳ)。上述设备还包括一个连接在电锯基部的成像装置，成像装置被设置用来产生监测图像的数据信号。另外，上述设备还包括一个连接在电锯机架上的显示装置，显示装置被设置用来接收成像装置产生的数据信号并产生监测图像的可视化表示。
文档编号B23B45/02GK101323108SQ20081014461
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月6日 优先权日2007年6月7日
发明者E·费舍 申请人:罗伯特·博世有限公司