(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-03
(45)【発行日】2022-03-11
(54)【発明の名称】自己位置合わせ工具ガイド
(51)【国際特許分類】
B25H 5/00 20060101AFI20220304BHJP
B23B 45/14 20060101ALI20220304BHJP
B62K 17/00 20060101ALI20220304BHJP
【ＦＩ】
B25H5/00 Z
B23B45/14
B62K17/00
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020527869
(86)(22)【出願日】2018-10-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-02-12
(86)【国際出願番号】 EP2018079655
(87)【国際公開番号】W WO2019101478
(87)【国際公開日】2019-05-31
【審査請求日】2020-05-19
(31)【優先権主張番号】17203222.9
(32)【優先日】2017-11-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】591010170
【氏名又は名称】ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト
【住所又は居所原語表記】Ｆｅｌｄｋｉｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １００， ９４９４ Ｓｃｈａａｎ， ＬＩＥＣＨＴＥＮＳＴＥＩＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110002664
【氏名又は名称】特許業務法人ナガトアンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】シュミット， ペール
(72)【発明者】
【氏名】ブララ， ダリオ
(72)【発明者】
【氏名】カンドチコ， ゼルヘイ
【審査官】山内 康明
(56)【参考文献】
【文献】独国実用新案第００００２９７０９２８１（ＤＥ，Ｕ１）
【文献】米国特許出願公開第２００４／０００７４２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５７９４７２１（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０６－１０８６６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－１８２６７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４９５９６５１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｈ ５／００
Ｂ２３Ｂ ４５／１４
Ｂ６２Ｋ １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車輪軸（２８）上で互いに対してオフセットして配置された２つだけの車輪（２７）、前記車輪（２７）の前記車輪軸（２８）に連結された駆動装置（２１）、及び前記駆動装置（２１）を制御する操縦システム（２０）を有するシャーシ（８）と、前記操縦システム（２０）を介して前記駆動装置（２１）を制御することで前記シャーシ（８）を特定の位置（４）に移動させた状態で、天井（３）に対して地上から作業するための携帯型電動工具（６）を固定する保持具（５）と、
前記シャーシ（８）に堅固に取付けられ、且つ前記保持具（５）が上部に取り付けられた昇降機構（７）であって、前記昇降機構（７）は前記保持具（５）を昇降軸（２５）に平行に上昇させるための推進システム（２４）を有する、昇降機構（７）と、
前記天井（３）に対する前記携帯型電動工具（６）の接触圧を検出するセンサ（４９）であって、前記接触圧は重力の方向（２６）に作用する、センサ（４９）と、
検出された前記接触圧が一定になるように前記推進システム（２４）の推進速度を調整する制御端末（２２）と、
前記車輪軸（２８）に対する前記昇降機構（７）の重心（Ｇ）の横方向の偏位（ｘ）であって、重力方向に対して垂直な方向への偏位（ｘ）を検出するための重心センサ（３４）と、を有し、
前記操縦システム（２０）は、前記駆動装置（２１）を起動させて前記偏位（ｘ）を打ち消すトルクを出力させ、これにより前記昇降機構（７）の重心（Ｇ）の釣り合いをとるように構成されている、自動位置合わせ式の工具ガイド（１）。
【請求項2】
請求項１に記載の工具ガイド（１）のための制御方法であって、前記シャーシ（８）の釣合いをとることによって前記昇降機構（７）を位置合わせさせるステップであって、前記シャーシ（８）は前記車輪（２７）を駆動することによって釣合いをとる、ステップと、
前記推進システム（２４）を用いて前記昇降機構（７）を上昇させるステップと、
前記センサ（４９）を用いて垂直方向（２６）の接触圧を検出するステップと、
前記接触圧が一定になるように、前記推進システム（２４）の推進速度を調整するステップと、を有する、制御方法。
【請求項3】
前記工具ガイド（１）が垂直に位置合わせされ、前記接触圧を示す接触信号が存在する場合、前記釣合いをとることが一時停止され、前記シャーシ（８）のブレーキ（５３）が起動されることを特徴とする、請求項２に記載の制御方法。
【請求項4】
前記接触圧が閾値を超えた場合、前記工具ガイド（１）の前記保持具（５）の中に挿入された携帯型電動工具（６）が起動されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は自己位置合わせ工具ガイド、及び工具ガイド用の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
吊り天井は、大きな建物において、特に産業用及びオフィス用の建物において頻繁に遭遇する設計要素である。技術的な設置、例えば電気設備、換気システム、照明、及び防音処理は、シェルの天井と吊り天井との間に敷設される場合があり、以降の点検及び保守のためにアクセス可能である。設備及び吊り天井の支持構造体は、シェルの天井に、ダウェル、ねじ、又は類似要素を用いて締結される。吊り天井を構築するために、シェルの天井に穴が穿孔され、その中にダウェル又はねじがねじ込まれ得る。穴の横方向位置は、支持下部構造によって予め定められている。
【0003】
穴の穿孔は時間を要する。ユーザは、梯子又は足場を用いてのみシェルの高い吊り下げ天井に到達することができる。梯子は、特定位置の下に置かれなければならず、ユーザは梯子を登り、穴を穿孔し、梯子を降り、梯子を次の位置に移動する。
【0004】
独国特許出願公開第３３２８５８２Ａ１号明細書は、インパクト式ダウェルを部屋の天井に取り付けるための可動式天井穿孔及び組立機器について記載している。天井穿孔機器は、入れ子式ピラーに取り付けられたインパクトドリルに基づいている。入れ子式ピラーは、台車上で揺れ動く形態で吊り下げられている。ユーザは、所望の場所の下に天井穿孔機器を移動することができ、ピラーによって室内天井に対してインパクトドリルをセットすることができ、天井に穴を穿孔することができる。インパクトドリルは、スイッチパネルを介して制御され得る。階段を経由する輸送のために、機器は、４つのパーツ、すなわち、台車、入れ子式ピラー、インパクトドリル、及びスイッチパネルに分解されなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の改良形態は自己位置合わせ工具ガイドに関する。工具ガイドは、保持具、昇降機構、及びシャーシを有する。保持具は、携帯型電動工具を固定するためである。保持具は、昇降機構上に取り付けられている。昇降機構は、保持具を垂直に上昇させるための推進システムを有する。シャーシは、車輪軸上の２つの車輪、車輪に連結された駆動装置、及び操縦システムを有する。昇降機構は、シャーシに堅固に取り付けられている。重心センサが、車輪軸に対する昇降機構の重心の横方向の偏位を検出するように構成されている。操縦システムは、駆動装置を起動させて偏位を打ち消すトルクを出力させるように構成されている。
【0006】
自己位置合わせ工具ガイドは、アセンブリの数を減らすことが可能なことによって、非常に小型で軽量な構造を可能にしている。動的な安定化により、ちょうど１つの車輪上又は２つの車輪上において、工具ガイドの安定な起立姿勢が可能になる。
【0007】
工具の軸は、駆動装置コントローラ及び車輪を用いて、定められた方法で位置合わせされる。工具が特定方向から偏位している間、車輪は能動的に逆トルクを加え、それにより、工具は再び正しく位置合わせされる。これは、工具を天井に置く場合に特に必要である。床面及びシェルの天井には起伏があって水平方向に対して傾斜しており、従って、工具には横断方向の力が作用する。自由に揺れ動く工具は、偏位することで横断方向の力を回避することになり、従って、工具の誤った位置合わせにつながることになる。
【0008】
本発明の改良形態は、携帯型電動工具を固定する保持具、昇降機構、及び自己釣合い式シャーシを含む。保持具は、昇降機構上に取り付けられ、昇降機構の推進システムを用いて、昇降軸と平行に上昇させることができ、且つ下降させることができる。自己釣合い式シャーシは、車輪軸上の２つの車輪、及び車輪に連結された駆動装置を有する。昇降機構は、シャーシに堅固に取り付けられている。傾斜センサが、水平面に対するシャーシの車輪軸の傾斜を検出する。操縦システムは、傾斜がゼロに等しくなるまで、操縦システムが駆動装置を用いてシャーシを垂直軸の周りに回転させるモードＳ９を有する。加えて、工具ガイドは、車輪軸に対して重心Ｇの横方向の偏位ｘを検出するための重心センサを有する。操縦システムは、偏位を打ち消すトルクを出力させるように構成されている。
【0009】
２つの車輪の上にだけ起立している工具ガイドにとって、垂直軸の周りの回転によってのみ、車輪軸が水平方向と平行に位置合わせされ得る位置が常に存在する。３つ以上の車輪を有するシステムでは、昇降機構は、車輪軸に対して枢動可能に取り付けられなければならない。
【0010】
本発明による自己位置合わせ工具ガイドの改良形態は、天井で作業するための携帯型電動工具を固定する保持具、昇降機構、及び自己釣合い式シャーシを有する。保持具は、昇降機構に取り付けられている。昇降機構は、保持具を昇降軸と平行に上昇させるための推進システムを有する。自己釣合い式シャーシは、車輪軸上の２つの車輪、車輪に連結された駆動装置、及び操縦システムを有する。センサは保持具の接触圧を検出する役割を担い、接触圧は重力の方向に作用する。制御端末は、検出された接触圧に応じて推進システムを起動させる。
【0011】
本発明による自己位置合わせ工具ガイドの改良形態は、天井で作業するための携帯型電動工具を固定する保持具、昇降機構、及び自己釣合い式シャーシを有する。保持具は、昇降機構に取り付けられている。昇降機構は、保持具を昇降軸と平行に上昇させるための推進システムを有する。自己釣合い式シャーシは、車輪軸上の２つの車輪、車輪に連結された駆動装置、及び操縦システムを有する。接触センサは、保持具と天井との間接的接触を検出する役割を担う。シャーシは、ブレーキを有する。コントローラは、ブレーキが起動され、自己釣合い式シャーシの釣合いが起動停止されているモードＳ９を有する。
【0012】
工具ガイドは一般に、２つの車輪だけで床面に触れる。直立した起立姿勢は、シャーシの釣合いをとることによってのみ確実になる。天井での作業中、第３の接触点が生じ、これは、釣合いなしで直立した起立姿勢をとるには十分であり得る。釣合いをとることのない静的起立姿勢は、作業中は有利な場合がある。ブレーキは、安定性を支援する。
【0013】
本発明による自己位置合わせ工具ガイドの改良形態は、携帯型電動工具を固定する保持具、昇降機構、及び自己釣合い式シャーシを有する。保持具は、昇降機構上に取り付けられている。推進システムは、保持具を昇降軸に平行に上昇させる役割を担う。制御端末は、ユーザに推進システムを操作させる役割を担う。自己釣合い式シャーシは、車輪軸上の２つの車輪、車輪に連結された駆動装置、及びオペレータによるシャーシの操作のための操縦システムを有する。電気蓄電池（３２）の配置は、推進システム及び駆動装置に電力を供給するようになっている。非常用の電力装置は、電気蓄電池（３２）の配置の充電状態を判定するための充電状態センサを有する。起動停止ユニットは、充電状態が非常時充電を下回って低下したことに応答して、制御端末を起動停止させる。
【0014】
工具ガイドは、それ自身の電源を有する。電源は、昇降機構を、任意選択的に携帯型電動工具を操作するために利用可能であるが、シャーシ用にも利用可能である。充電状態が低い時は、制御端末の、従って、昇降機構及び携帯型電動工具の起動停止によって、蓄電池を充電するか又は取り替える必要があることがユーザに強調される。これは、蓄電池が空になり釣合いを喪失した結果、工具ガイドが転倒することを防止する。
【0015】
以下の記載は、例示的実施形態に基づいて本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】正面から見た自己位置合わせ工具ガイドを示す。
【図2】Ｉ－Ｉ断面で見た自己位置合わせ工具ガイドを示す。
【図3】Ｉ－Ｉ断面で見た天井で作業中の自己位置合わせ工具ガイドを示す。
【図4】状態遷移図を示す。
【図5】位置合わせ（平衡）を説明する図を示す。
【図6】前進方向及び後退方向の位置合わせを説明する図を示す。
【図7】横断方向の位置合わせを説明する図を示す。
【図8】横断方向の位置合わせを説明する図を示す。
【図9】状態遷移図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
他の記載がない限り、同一の又は機能的に同一の要素は、同じ参照番号によって示される。本明細書との関連において、垂直は、重力に平行な方向を意味し、水平は、重力に対して直角をなす方向又は平面を意味する。
【0018】
図１及び図２はシェル内での設置作業のための例示的な自己位置合わせ工具ガイド１を示す。例えば、通風管の設置にはシェルの天井３に複数の穴２が必要である。穴２は、特定の位置４に、例えば位置合わせされて、位置決めされることが意図されている。更には、穴２は互いに平行で、例えば、垂直に向けられていることが意図されている。位置４は、例えば、平面で示される。監督者が、シェルの天井３のカラー標識によって、位置４を示すことができる。天井３での他の設置作業は、釘を打つこと、ねじをねじ込むこと、サンダー仕上げなどを含み得る。
【0019】
【0020】
ユーザは、用途に応じて、工具ガイド１に、好適な携帯型電動工具６及び好適な工具１１を装備させることができる。シェルに穴２を穿孔するために、これらは、例えば、インパクト機構１２を有するハンマードリル、及び焼結カーバイド金属チップを有するドリルである。携帯型電動工具６は、昇降機構７上の保持具５の中に挿入され得る。ロック１３は、携帯型電動工具６を保持具５内に固定する。ロック１３は好ましくは、工具なしで解放され得る。他の実施形態では、携帯型電動工具は保持具５に永続的に接続、例えば、ねじ止めされ得る。
【0021】
ハンマードリルは、携帯型電動工具６の単なる一例である。他の例としては、電気ねじ回し、釘締め、アングルグラインダ、グルーガン、スプレーガンなどが挙げられる。携帯型電動工具６の一種は、その操作のために、交換可能な工具１１、例えば、ドリル、のみ、ねじ回しビット、切削ホイールなどを駆動する。他の種類の携帯型電動工具６は、消耗材料、例えば釘、ねじ、塗料及び接着剤を直接処理する。携帯型電動工具６はそれ自身の駆動装置によって特徴付けられ、それを用いて、工具１１が駆動されるか、又は消耗材料が打ち込まれるか若しくは塗布される。ユーザは、携帯型電動工具６を使用するのに、いかなる手動力も印加する必要はない。携帯型電動工具は、電動工具と呼ばれる。電源１４は、電気的に又は燃料によって駆動され得る。例としては、電気モータ、電気ポンプ、ガス供給内燃機関、動力駆動ピストンなどが挙げられる。電源１４は（始動）ボタン１５に結合している。始動ボタン１５が押されると、電源１４が起動する。始動ボタン１５は好ましくは、遠隔で始動可能であるか、又はロック可能である。
【0022】
携帯型電動工具６は、市販の携帯型電動工具６であり得る。携帯型電動工具６は、ハンドル１６、及び典型的には、追加のハンドルを締結するためのハウジング部分１７を有する。携帯型電動工具６は、ハンドルなしで設計され得る。保持具５はまた、手持ち式でない携帯型電動工具用に構成され得る。
【0023】
携帯型電動工具６は、その設計によって規定される作業軸１８を有する。工具１１の先端又は消耗材料の先端が、作業軸１８上にある。先端は作業軸１８に沿って移動する。先端は、作業される下地表面、例えば、天井３に最初に触れる。
【0024】
図４は工具ガイド１の状態遷移図を示す。ユーザは、コンソール１０を用いて工具ガイド１を起動させる。シャーシ８は、ユーザが工具ガイド１を部屋全体にわたり床面１９の上を移動させることができる（可動）モードＳ１にある。コントローラ９は、工具ガイド１の操縦システム２０を起動させる。ユーザは、コンソール１０を介して移動方向及び速度を指定することができる。ユーザは、工具ガイド１を操縦して、印を付けた位置４のうちの１つに移動させる。シャーシ８は、それ自身の動力によりシャーシ８を床面１９上で移動させる駆動装置２１を有する。シャーシ８の移動の方向及び速度は、工具ガイド１の操縦システム２０によって制御される。この目的のために、操縦システム２０は、とりわけ、コンソール１０によって入力される、移動の速度及び方向に関する仕様を処理する。
【0025】
ユーザは、印を付けた位置４で工具ガイド１を停止させる。ユーザは、コンソール１０を介して、シャーシ８を（起立）モードＳ２に設定する。コントローラ９は、ユーザに対して操縦システム２０をブロックするか、又は操縦システム２２を非稼働に切り替える。操縦システム２０は、コンソール１０によって入力される移動の速度及び方向に関する仕様を無視する。工具ガイド１は、現在占めている位置４に留まる。操縦システム２０は、現在の位置４を検出することができる。シャーシ８が現在の位置４を去るか又は現在の位置４から出ると、操縦システム２０は、シャーシ８を移動させて検出された位置４に戻すための制御信号を自動的に生成する。
【0026】
ユーザは、昇降機構７を用いて携帯型電動工具６を上昇させるために、コンソール１０を介して（昇降）モードＳ３を起動させることができる。コントローラ９は、昇降モードが起動され得る前に、シャーシ８を強制的に起立モードＳ２にする。シャーシ８が静止するまで、コントローラ９は昇降モードの起動を遅延させることができる。昇降モードにおいて、ユーザ用の制御端末２２が有効になるか、又は起動される。ユーザは、コンソール１０を介して、移動方向２３、すなわち上又は下、並びに昇降機構７の昇降速度及び位置を指定することができる。保持具５は、それに対応して、昇降機構７によって移動する。制御端末２２は、コンソール１０を介して指定される垂直移動方向及び昇降速度を考慮して、昇降機構７の推進システム２４を起動させる。昇降機構７は、保持具５、及び任意選択的に保持具５に挿入された携帯型電動工具６を、固定された昇降軸２５に沿って上昇又は下降させる。昇降機構７は、昇降軸２５上での単軸の並進移動に限定される。
【0027】
携帯型電動工具６の作業軸１８は、昇降軸２５と平行である。一改良形態では、保持具５の設計が、平行な位置合わせを強制する。携帯型電動工具６は、例えば、保持具５の形状が携帯型電動工具６のハウジングに整合しているので、規定された一形態でのみ保持具５に挿入され得る。一改良形態では、作業軸１８を昇降軸２５上に位置合わせさせるために、保持具５は、昇降軸２５に対して傾斜した（枢動）軸の周りに枢動可能である。
【0028】
昇降軸２５、従って作業軸１８は、シャーシ８によって天井３に対して動的に位置合わせされる。シャーシ８は、昇降軸２５を、垂直に、すなわち重力に平行に位置合わせさせる。
【0029】
携帯型電動工具６は、好ましくは、制御端末２２を介してスイッチを入れることができる。工具１１は、天井３で動作することができ、例えば穴２を穿孔することができる。コントローラ９は（作業）モードＳ４を有することができ、天井３での作業の間、昇降機構７の推進システム２４を自動的に制御する。作業モードは、例えばコンソール１０において手動で起動され得る。作業モードにおいて、制御端末２２は、昇降機構７の昇降速度を工具１１の作業の進展に適合させる。昇降機構７及び工具１１は、過大な負荷に対して保護され得る。作業目標、例えばドリル穴の深さは、制御端末２２に指定され得る。作業目標に到達した後、制御端末２２は推進システム２４を自動的に停止させることができる。加えて、工具１１が天井３から嵌合解除される程度まで、制御端末２２は昇降機構７を自動的に下降させることができる。
【0030】
ユーザは、この時、工具ガイド１を次の印を付けた位置４に偏位させることができる。ユーザは、工具ガイド１を可動モードＳ１に切り替える。制御端末２２は、ユーザに対してブロックされる。携帯型電動工具６は、強制的にスイッチが遮断される。工具ガイド１は、停止する前に、工具１１が依然として天井３と嵌合しているかどうかを調べることができる。例えば、操縦システム２０は、シャーシ８を指定された小距離だけ一方向２６に移動させ、打ち消すトルクがシャーシ８に作用しているかどうかを調べる。操縦システム２０は、シャーシ８を以前の位置４に移動させ、起立モードに変化させ、制御端末２２に昇降機構７を下降させる。
【0031】
シャーシ８は、駆動装置２１に連結された２つの車輪２７を有する。２つの車輪２７は、横軸又は車輪軸２８上で互いに対してオフセットして配置されている。車輪軸２８は、２つの車輪２７の中心を通って延びている。車輪２７は、互いに平行な場合があり、又は、車輪２７は、ホイールキャンバ及び／又はトー角度ゆえに、互いに対して数度だけ傾斜している。２つの車輪２７は、実質的に車輪軸２８の周りを回転する。車輪２７の各々は、駆動装置２１に連結されている。駆動装置２１は、例えば、２台の電気モータ２９を備え得る。車輪２７はそれぞれ、電気モータ２９のうちの１つの、回転子３０に直接位置している。代替として、車輪２７は、クラッチ及びトランスミッションを介して中央電気モータ２９に連結され得る。駆動装置２１は、車輪２７上の車輪軸２８の周りに作用するトルクを加える。回転駆動された車輪２７は、シャーシ８を床面１９上で移動させる。２つの車輪２７が同一速度で回転する時、シャーシ８は直進移動する。車輪２７は、駆動装置２１によって個別に駆動され得る。車輪２７の異なるトルク及び異なる回転速度により、シャーシは角を回って移動することが可能になる。シャーシ８をその垂直軸の周りに回転させるために、車輪２７は好ましくは、反対向きに駆動され得る。駆動装置２１は、回転速度用の制御信号及び２つの車輪２７のトルクを操縦システム２０から受信する。操縦システム２０は、指定された操縦運動、例えばユーザによって指定された操縦運動に応答して制御信号を生成する。駆動装置２１は、車輪２７の出力トルク及び回転速度を検出するためのセンサ配置を有することができる。検出された測定データは、操縦運動の偏差を調整するために操縦システム２０に転送され得る。
【0032】
シャーシ８及び工具ガイド１は現在、２つの車輪２７だけで床面１９上に起立している。２つの接触点Ｐ１、Ｐ２は、車輪軸２８と平行な線上に位置する。ライン外の、床面１９との第３の接触点が、静的に安定な起立姿勢をとるには欠落している。工具ガイド１は、対策なしでは転倒する。操縦システム２０は、昇降機構７の重心Ｇの釣合いをとることによって動的平衡を実現する。重心Ｇの検出に基づき、操縦システム２０は駆動装置２１を制御して転倒を打ち消すトルクを発生させる。
【0033】
昇降機構７は、シャーシ８上に取り付けられている。昇降機構７は、シャーシ８に対して非可動であり、特に、昇降機構７は、駆動装置２１及び車輪軸２８に対して非可動である。昇降機構７は好ましくは、駆動装置２１の固定子３１に堅固に接続している。駆動装置２１は、同一サイズで反対回転方向のトルク及び反作用トルクを、原則として対で発生させる。トルクは、駆動装置２１の回転子３０によって、車輪２７に作用する。反作用トルクは、駆動装置２１の固定子３１を介して昇降機構７に作用する。
【0034】
工具ガイド１の重量は、シャーシ８の重量及び昇降機構７の重量で構成される。携帯型電動工具６の重量は、単に昇降機構７の重量に加えられる。シャーシ８の重心は、ほぼ車輪軸２８上に位置する。車輪２７、駆動装置２１、及び蓄電池３２は、車輪軸２８の周りに対称的に配置されている。昇降機構７の重心Ｇは、車輪軸２８より上に位置する。重心Ｇが車輪軸２８の垂直方向の上方にある場合は、工具ガイド１は、準安定的でしかないが起立する（平衡、図５）。横方向の偏位ｘはゼロに等しい。重心Ｇが、車輪軸２８に対して横方向３３にオフセットしている場合、すなわち、横方向ｘがゼロに一致しない場合、工具ガイド１は転倒する（図６）。
【0035】
操縦システム２０は、昇降機構７の重心Ｇの横方向の偏位ｘを検出するための（重心）センサ３４を有する。重心Ｇの横方向の偏位ｘが平衡の外側にあると、計量値が異なる結果となる。昇降機構７は、重力に対して傾斜しており、それに対応して、重心センサ３４は傾斜センサを備えることができる。転倒する運動は、特徴的な加速につながり、重心センサ３４は、速度、加速度、回転率、及び／又は車輪軸２８の周りの回転運動を決定するためのジャイロセンサ、加速度センサ、回転率センサなどを備えることができる。傾斜した昇降機構７は、駆動装置２１にトルクを加える。重心センサ３４は、トルク、非垂直力などを検出するためのトルクセンサ、力センサなどを備えることができる。センサは機械的、光学的、磁気的、又は電気的な効果に基づいて、上述の変数を検出することができる。操縦システム２０は、偏位ｘに基づいて昇降機構７を立たせるためのトルクを決定する制御シーケンスを含む。例えば、操縦システム２０は、偏位ｘに比例するトルクを指定することができる。操縦システム２０は、トルクを生成する駆動装置２１に、トルクを制御信号の形で送信する。制御シーケンスは、偏位ｘをゼロに調整する制御ループを備えることができる。例えば制御シーケンスを携帯型電動工具６の異なる重量に適合させるために、加速因子及び積分成分などの制御パラメータを適合させることが好ましい場合がある。
【0036】
昇降機構７は、駆動装置２１のモータ力により、垂直に位置合わせされる。昇降機構７は、平衡への妨害によって始動させることができ、制御シーケンスに反応して垂直位置合わせ状態の周りに繰り返し揺れ動くことができる。揺動運動の後は、ユーザは、いかなる更なる運動も確認することができない。昇降機構７に作用するトルクは、車輪２７に作用するトルクと対抗している。それに対応して車輪２７は回転し、その結果、シャーシ８は偏位ｘの方向２６に移動する（図６）。シャーシ８は、昇降機構７と同様に中心位置の周りに揺れ動く。床面１９上の車輪２７の摩擦及びグリップが揺れ動きを減衰させる。
【0037】
シャーシ８の静的に不安定な起立姿勢及び釣合いが、昇降軸２５を垂直に位置合わせするために使用される。動的平衡において、重心Ｇは、車輪軸２８の垂直方向の上方に位置する。昇降機構７は、重心Ｇ及び車輪軸２８を通る線が昇降軸２５に平行となるように、車輪軸２８に対して配置されている。重心Ｇの位置４を様々な携帯型電動工具６に対して適合させるために、例示的な昇降機構７は、保持具５上に補償用重り３５を有する。補償用重り３５は、昇降軸２５から様々な距離でロック可能である。補償用重り３５の代わりに、調節により、偏位ｘを指定されたオフセットに調整することができる。オフセットは好ましくは、昇降機構７の調整位置を考慮する。昇降機構７の高さに関係なく、動的釣合いは昇降軸２５を垂直に位置合わせする。
【0038】
車輪軸２８が水平に位置する場合、動的釣合いが垂直位置合わせを確実にする。偏位ｘは、車輪軸２８と直角をなす平面内に位置する。平坦でない床面１９又は傾斜した床面１９の場合、車輪軸２８は水平面に対して傾斜し得る（図７）。車輪軸２８の傾斜３６は、昇降機構７のちょうどそのような傾斜に移転される。傾斜３６は、車輪軸２８及び垂直軸がわたる平面内に位置する。車輪軸２８の傾斜は、動的釣合いによって直接補償されることができない。
【0039】
天井３の処理のために、傾斜３６も、好ましくは補償される。昇降モードＳ３が起動されると、例示的なコントローラ９は、傾斜３６を始動させる。工具ガイド１が特定の位置４に位置付けられた時、ユーザ又は外部コントローラ９は昇降機構Ｓ３を起動させることになる。補償はまた、異なるモードで始動され得る。例えば、特定のモードが補償用に提供される場合があり、そのモードは、例えば、位置４に到達した時、又はユーザによる問い合わせの時点で自動的に始動される。
【0040】
従って、位置合わせは、第一に、２つの車輪２７を同じ高さに調整することを実施する。工具ガイド１は、例えば、作業軸１８と一致する垂直軸の周りに回転する。垂直軸は、車輪軸２８と直角をなして、実質的に垂直軸に沿って延びる軸を意味する。工具ガイド１は好ましくは、垂直軸が特定の位置４を通って延びるように位置付けられる。操縦システム２０は、２つの車輪２７を同じ回転速度で反対方向２６に回転させる。従って、工具ガイド１及び工具１１は、同じ位置４に留まる。占有空間が小さいコンパクトな設計により、空間が限定されていたとしても、この回転は典型的には可能である。回転は、車輪軸２８の傾斜３６がゼロに等しくなるまで起こる。工具ガイド１は２つの車輪２７だけで床面１９に触れるので、各位置４において、車輪２７の全てが同じ高さにある少なくとも１つの設定が存在する。傾斜センサ３７は、水平面に対する車輪軸２８の傾斜を検出することができる。傾斜センサ３７は、例えば、重心センサ３４によって、又は同様の方法で実現することができる。操縦システム２０は、昇降機構７を、車輪軸２８と直角をなす横方向２６に釣合いをとる。２つの車輪２７にかかるトルクは、同じ方向２６に作用し、典型的には同じ大きさである。
【0041】
操縦システム２０は、例えば、進行方向及び速度用の入力要素を有するコンソール１０を備える。例示的なコンソール１０は、２軸ジョイスティックに基づく。他のコンソールは、例えば、進行方向用の操縦ホイール及び速度用のスライドを有することができる。コンソール１０は、好ましくは工具ガイド１から取り外し可能である。コンソール１０によって生成される制御信号は、無線、光学、又は有線に基づいて駆動装置２１に送信される。操縦システム２０は、ユーザによってシャーシ８に加えられた押す力又は引く力を検出することができる。力の作用下で、シャーシ８は、押す力又は引く力の方向２６に倒れる。操縦システム２０は、シャーシ８の偏位ｘを検出する。シャーシ８の速度は、例えば、偏位ｘに比例する場合がある。
【0042】
例示的な昇降機構７は、線形レールガイド３８に基づく。２本の平行なプロファイルレール３９は、シャーシ８に締結されている。２本のプロファイルレール３９は、昇降軸２５を画定する。インペラ４０が、２本のプロファイルレール３９に嵌合する。インペラ４０は、昇降軸２５に沿ったプロファイルレール３９上を変位可能である。電気モータ４１及びスピンドル４２が、インペラ４０用の推進システム２４を形成する。スピンドル４２は、２本のプロファイルレール３９の間に、回転可能に取り付けられている。インペラ４０は、スピンドル４２に嵌合するねじ山４３を有する。電気モータ４１は、スピンドル４２を、その長手方向軸の周りに回転させ、ねじ山４３は、回転運動を昇降軸２５に沿った運動に変換する。例示した昇降機構７は、入れ子式昇降機構の例である。プロファイルレール及びインペラ４０の代わりに、又はそれに加えて、一方を他方の中に挿入した管が同様に使用され得る。別の推進システム２４は、モータによって駆動されるラック及びピニオンに基づく。代替として、液圧プレス又は空気圧プレスも昇降機構７を上昇させることができる。
【0043】
例示的な昇降機構７は、動力駆動昇降機構７に加えて、手動入れ子式プラットフォーム４４を備えることができる。プラットフォーム４４は、比較的コンパクトに構築され得る。動力駆動部分を、プラットフォームを用いて基本高さに持ってくることができる。プラットフォーム４４は、１段式又は多段式プラットフォームであり得る。例示的なプラットフォーム４４は、レールガイドに基づく。
【0044】
例示的な保持具５は、張力ストラップ４６を有する谷形のシェル４５を有する。ハンドル１６は、シェル４５内に位置付けられ、張力ストラップ４６によりシェル４５内に固定され得る。携帯型電動工具６のハウジングは、第２の張力ストラップ４７を用いて保持具５に縛り付けることができる。保持具５は、好ましくは昇降軸２５に直角に変位可能である。保持具５は、例えば、あり継手ガイド４８上を変位可能であり得る。ユーザは、作業軸１８を車輪軸２８に対して垂直に位置付けることができる。保持具５は、昇降軸２５と平行な、作業軸１８の精密な位置合わせを許容する角度設定部を備えることができる。角度設定部は、例えば、継手及び調整ねじを備える。
【0045】
昇降機構７は好ましくは、天井３への接触圧を決定するセンサ４９を装備している。例えば、保持具５は、ばね５０上で垂直方向２６に支持されている。接触圧は、ばね５０を圧縮する。変位センサ５１、例えばスライドポテンショメータは、ばね５０が圧縮される変位距離を決定する。ばね定数は既知であれば、センサ４９は接触圧を決定する。接触圧を決定する他のセンサは、圧電効果、歪みゲージなどに基づき得る。他の改良形態は接触圧を間接的に決定する。例えば、センサ４９は、推進システム２４の電力消費、例えば電流消費の評価を含む。電力消費と、接触圧の測定値との相関が、センサ内のテーブルに格納される。最初に工具１１を天井３に抗して押し付けることは、接触圧の急増として、センサ４９によって検出される。センサ４９は、工具１１が天井３に抗して位置していることを制御信号で制御端末２２に示す。制御端末２２は、それに対応して昇降機構７の手動制御を停止し、処理モードに変化することができる。好ましい変形形態では、接触圧についての目標値が制御端末２２に格納されている。目標値は、ユーザによって事前に入力されるか又は選択され得る。目標値は、工具１１、例えばドリルの直径に依存する。推進システム２４は、接触圧が一定になるように調整される。保護回路５２の一部としてのセンサ４９は、接触圧についての測定値を提供することができる。測定値が閾値を超えた場合、保護回路５２は昇降機構７の上昇を停止する。
【0046】
一改良形態では、工具１１が天井３に触れた場合、工具ガイド１は動的釣合いを一時停止させ得る。接触点が天井３に抗していることにより、工具ガイド１は、静止して起立することができる。工具ガイド１は、車輪２７がブレーキ５３によってロックされる停止モードＳ５に変化することができる（図９）。釣合い及び関連するわずかな揺れ動き運動は止まる。
【0047】
工具ガイド１は、天井３との接触を検出する（接触）センサ５４を有する。工具１１、消耗材料、又は携帯型電動工具６は、典型的には天井３に触れる。保持具５は、天井３に間接的に触れる。接触センサ５４は（接触）信号をコントローラ９に出力し、信号には工具１１が天井３と接触しているかどうかが符号化されている。接触センサ５４は、例えば、昇降機構７の接触圧又は接触圧の測定値を評価することができる。接触圧が閾値を超えるか、又は接触圧の変化率が閾値を超えると、接触センサ５４は接触を示す。工具ガイド１を２つの車輪２７及び天井３の接触点を介して静的に安定な起立姿勢に保持するのに、関連する接触圧が十分なように、閾値の大きさが設定されることが好ましい。接触センサ５４は、例えば、センサ４９又は類似したセンサ４９によって実現され得る。
【0048】
接触信号が存在する場合、コントローラ９は好ましくは、シャーシ８の釣合いをとることを一時停止する。接触信号が最小限の持続時間にわたって発生するまで、コントローラ９は一時停止を遅延させることができる。接触信号が存在する場合、操縦システム２０は、昇降機構７が垂直に位置合わせされているかどうかを調べる。操縦システム２０が垂直位置合わせ状態からの偏差を検出した場合、制御端末２２はそれに応答して昇降機構７を下降させる。下降は、所定の行程、例えば１ｃｍで生じ得る。代替として、行程は、垂直位置合わせ状態からの偏差、及び／又は昇降機構７の高さに基づき決定され得る。例えば、ストロークは、角度寸法の偏差と昇降機構７の現在の高さとの積に比例する。工具１１は、天井３から取り外される。その結果、接触センサ５４は、天井３との接触をもはや示さない。コントローラ９は、操縦システム２０による釣合いをとることを直ちに再起動させる。操縦システム２０は、昇降機構７を垂直に位置合わせする。昇降機構７が垂直に位置合わせされるまで、コントローラ９は、本段落に記載される方法を反復的に繰り返すことができる。コントローラ９は引き続いて、少なくとも、好ましくは接触信号が発生する程度まで昇降機構７を上昇させる。このとき工具ガイド１は、垂直に位置合わせされている。
【0049】
シャーシ８は、好ましくはブレーキ５３を有する。ブレーキ５３は好ましくは、工具ガイド１が垂直に位置合わせされ、接触信号が存在すると直ぐに起動される。ブレーキ５３は、シャーシ８の車輪２７を永続的にロックするパーキングブレーキである。ブレーキ５３は、例えば、エンジンブレーキとして理解される。ブレーキ５３は、車輪２７の運動に対抗する電磁力を発生させる。ブレーキ５３は、受動的であり得る。電気モータ２９は、電気モータの回転子３０が回転する場合、発電機の原則に従って固定子３１内で電流を発生させることができる。発電機の原則を用いた電気モータ２９の実施例は、直流モータ、交直両用モータなどである。発電機によって発生する電流は負荷抵抗を介してブレーキ５３によって短絡される。反作用磁場は、回転子３０の回転運動に対立する。代替として、回転速度センサ又は運動センサが運動を検出することができる。操縦システム２０は、運動を打ち消すように推進システム２４を操縦するために、対応する制御信号を決定する。ブレーキ５３はまた、シャーシ８内の機械式ブレーキ、例えばディスクブレーキ又はドラムブレーキによって実現され得る。機械式ブレーキ５３は、モータブレーキを手助けすることができる。
【0050】
工具ガイド１は、１つ以上の蓄電池３２、５５を有する。蓄電池５５は、操縦システム２０、制御端末２２、駆動装置２１の電気モータ２９、推進システムの電気モータ４１、及び任意選択的に携帯型電動工具６に電流を供給する。蓄電池５５は、据置蓄電池３２、及び１つ以上の取り外し可能な蓄電池５５を備えることができる。据置蓄電池３２は好ましくは、シャーシ８内に組み込まれている。工具ガイド１は、取り外し可能な蓄電池５５用の対応する電気機械インタフェースを有する。インタフェースは、例えば、携帯型電動工具６のインタフェースに対応する。ユーザは、放電した蓄電池５５を充電された蓄電池５５と交換することができ、放電した蓄電池５５を別個の充電ステーションで充電することができる。携帯型電動工具６の電力消費は、典型的には２００ワットを大幅に超える。それに対応して、大容量が蓄電池によって供給されなければならない。据置蓄電池３２は、他の蓄電池５５に電気的に接続している。充電調節器５６が、据置蓄電池３２を他の蓄電池５５で充電する。充電調節器５６は好ましくは、据置蓄電池３２の充電状態を、非常時の値を上回るように維持する。ユーザは、他の蓄電池５５を、危険を犯すことなく取り外すことができる。非常時の値があるので、据置蓄電池３２は、シャーシ８を少なくとも１０分間、好ましくは少なくとも３０分間にわたって釣り合わせるのに十分な充電状態を有する。
【0051】
蓄電池３２、５５の充電状態が非常時の値を下回って降下した場合、工具ガイド１は（非常時）モードＳ９に入る。非常時モードは、工具ガイド１の安全な起立姿勢を確保する。シャーシ８及び操縦システム２０には、電流が供給される。ユーザは、工具ガイド１を充電ステーションに、又は他の所望の場所に移動させることができる。他の電力消費部は好ましくは起動停止され、特に、昇降機構７及び携帯型電動工具６は起動停止される。例えば、制御端末２２は、ユーザからの入力に対してブロックされ得る。ユーザは、制御端末２２をもはや上昇させることはできない。携帯型電動工具６は、スイッチによって蓄電池から切り離され得る。昇降機構７は、非常時モードにおいて、自動的に最も低い高さに移動され得る。非常時モードでは、工具ガイド１は非常時モードを光学的又は音響的に示すことができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】