用于与用户相关地控制工匠器具的令牌的制作方法

本发明涉及一种用于与用户相关地控制工匠器具的令牌、一种工匠装备以及一种借助令牌与用户相关地控制工匠器具的方法。

背景技术：

1、传统的手持装置由用户直接控制。例如，通过用户将合适的钻头插入钻机然后操作钻机上的操作按钮来控制钻机。如果没有专业知识的用户使用这种手持装置执行精细的做工任务，则可能发生不正确的操作、不期望的结果以及操作安全风险。

2、de10258900a1公开了一种用于拧紧螺钉部件的电动螺丝刀，具有由设置在电动螺丝刀上的自供能的电源提供电压的螺丝刀马达、至少三个设置用于在旋入期间监控旋拧参数的测量装置、即扭矩传感器，用于测量螺丝刀马达产生的拧紧扭矩；旋转角度传感器，用于从预定测量位置开始测量当前旋入角度；以及电流传感器，其可以用于测量螺丝刀马达的驱动电流。此外，设置有监控电子器件，如果同时紧固扭矩、旋入角度和驱动电流均在预定的、指定的额定参数窗口内，则监控电子器件关断螺丝刀马达。

3、传统的手持装置已达到其极限，特别是当使用手持装置执行困难或不寻常的加工任务时。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是：能够以简单、安全且防错的方式操作手持装置。

2、该目的通过具有根据独立权利要求的特征的主题来实现。其他的实施例在从属权利要求中示出。

3、根据本发明的实施例，提出一种用于与用户相关地控制工匠器具的令牌，其中，该令牌包括被设计用于在控制技术方面与工匠器具相配合的处理器、被设计用于验证令牌的用户的验证装置，以及存储装置，存储有表示用户的与工匠器具相关的个性化的授权资料的信息或允许对授权资料的访问路径，其中，处理器被设计用于，当令牌联接到工匠器具时，基于个性化的授权资料来允许、调整和/或阻止用户对工匠器具的使用。

4、根据本发明的另一实施例，提供了一种工匠装备，其具有具备上述特征的令牌以及工匠器具，该工匠器具被设计成以如下方式联接到令牌：基于个性化的授权资料来允许、调整和/或阻止用户对联接到令牌的工匠器具的使用。

5、根据本发明的另一实施例，提供了一种使用具有上述特征的令牌与用户相关地控制工匠器具的方法，其中，该方法包括验证令牌的用户、查找令牌的用户的个性化的授权资料，以及当将令牌与工匠器具联接时，基于个性化的授权资料允许、调整和/或禁止用户对工匠器具的使用。

6、在本技术的范围中，“令牌”尤其可以理解为识别标记，该识别标记可以在令牌和工匠工具之间形成功能联接。这样的识别标记可以用在所联接的系统中，该所联接的系统可以包括令牌、与令牌机械联接的工匠工具以及可选的一个或多个工具或节点。特别是，令牌可以是用于识别和/或认证可被分配令牌的用户的硬件部件。令牌可以是电子令牌并且例如可以提供与处理器相关的控制、监视和/或通信功能。

7、在本技术的范围中，“工匠工具”尤其可以被理解为由工匠在做工活动期间使用的装置。在此，尤其可以是电动手持装置(例如电动螺丝刀)、(特别是非电动)工具(例如锤子、钳子、锉刀、螺丝刀或钻头)或具有多个工具或工具元件的工具组(例如带有钻头的钻机箱或带有批头的批头箱)、储放系统(例如工具箱)、耗材(例如螺栓锚或带有螺钉的盒子)和/或车辆(例如，工匠可以将其设备运输到工作现场的机动车辆、叉车或工具车)和/或其他工匠工具(例如梯子)。工匠工具也可以是蓄电池组或蓄电池组与加工装置(例如钻机上的钻孔模块)之间的适配器。例如，可以将令牌插入这样的蓄电池组或适配器中。

8、在本技术的范围中，“手持装置”尤其可以被理解为可以由用户手动操作和携带并且可以用来完成工匠任务(例如加工基底)的便携式设备。手持装置可以有利地是能够借助由电力产生的驱动力来操作的电动手持装置。这种电气手持装置可以通过特别是借助令牌提供的电控制信号来控制。特别地，可以通过手持式装置以及通过施加呈纵向力形式和/或扭矩形式的驱动力在基底中钻孔，和/或可以将呈纵向力形式和/或扭矩形式的驱动力施加到需要安置于基底中的固定元件。例如，手持装置可以被设计成转动驱动加工装置进而转动驱动钻头和/或固定元件。电气或电动手动工具的示例是电动螺丝刀、电动电钻、螺丝刀、脉冲螺丝刀、棘轮螺丝刀、钻机、冲击螺丝刀(尤其是电动冲击螺丝刀)和锤钻。

9、在本技术的范围中，“工匠装备”尤其可以理解为具有多个工匠工具的套件，工匠将工匠工具组合使用以完成做工任务。例如，工匠装备可以包含至少十个、特别是至少一百个工匠工具。

10、在本技术的范围中，术语“处理器”尤其可以被理解为意指可以包含算术单元和/或控制单元和/或可以被设计用于数据处理的电子实体。特别地，这样的处理器可以对与令牌机械联接的工匠工具产生控制效果，从而设置工匠工具(特别是手持装置)的操作或操作方式。特别地，处理器可以控制工匠工具或其一部分的操作或操作方式的设定，特别是基于令牌的用户的用户资料来控制。令牌与工匠工具之间和/或令牌与另一节点(特别是另一节点或中央控制装置)之间的控制逻辑可以例如根据主从架构或根据对等架构或者说点对点架构来执行。令牌的处理器可以替代地或附加地承担其他功能，例如评估令牌的传感器的传感器信号、控制经由通信网络与另一节点的通信等。处理器可以例如通过处理器构件、多个处理器构件或处理器构件的一部分来实现。

11、在本技术的范围中，“与用户相关地控制工匠装备”可以被理解为特别是指考虑到工匠器具的用户的特殊性或者使用户的特殊性成为控制的基础。特别地，用户的物理和/或生物特性和/或具备的和/或缺失的技能和/或授权可以被并入用于控制工匠器具的控制逻辑中。

12、在本技术的范围中，“用于验证令牌的用户的验证装置”尤其可以被理解为提供用于确定令牌的用户的身份的信息的令牌的实体或功能块。验证装置可以例如在使用表示用户身份的传感器数据(例如来自指纹传感器的传感器数据)和/或通过相应的用户输入(例如输入用户id，可选地与密码组合)来验证用户。作为用户验证的一部分，验证装置尤其可以执行所确定的传感器数据(例如实际指纹数据)和预定的基准数据(例如指纹额定数据)之间的比较。还可以使用应答器来执行验证，例如使用移动无线电设备中的nfc(近场通信)应答器或使用用户的rfid(射频验证标记)应答器(例如在设备密钥中)。

13、在本技术的范围中，“用户的与工匠器具相关的个性化的授权资料”可以被理解为特别是指如下的与用户相关的特定数据组，该数据组赋予该用户：在使用和/或管理工匠装备的特定工匠器具方面特定的使用授权(例如，如果用户接受过相应的培训或具有相应的驾驶执照，则有权使用手持器具)；使用限制(例如，仅使用不超过特定最大重量的手持器具的授权，或者如果用户携带相关的作业保护装备)和/或使用禁止(例如，如果用户没有接受过相应的培训或没有相应的驾驶执照或未携带相关的作业保护装备，则禁止使用手持器具)。在此，可以在授权资料中对特殊工匠器具进行授权、授权限制和/或授权禁止的特定的对应关系。

14、在本技术的范围中，“表示用户的与工匠器具相关的个性化的授权资料的信息”可以被理解为尤其是指如下的处在令牌上的数据组，其为用户针对一个或多个特定的工匠器具分派使用授权、使用限制和/或使用禁止。

15、在本技术的范围中，“允许对用户的与工匠器具相关的个性化的授权资料进行访问的信息”可以特别地理解为意指允许用户对如下数据组进行访问的访问数据，该数据组为用户针对一个或多个特定的工匠器具分派使用授权、使用限制和/或使用禁止，而数据组没有完全存储在令牌中。这样的访问可行性可以例如是通信网络中的链接(特别是与密码组合)，通过该链接，令牌可以调用(特别是受密码保护的)授权资料。这样的访问可行性还可以包括：当存在机械联接时，令牌能够从与令牌机械联接的工匠器具调用个性化的授权资料。

16、根据本发明的实施例，令牌能够以特定于用户或与用户相关的方式控制与其联接的工匠器具。为此目的，令牌可以首先验证用户，以便随后能够考虑将所验证的用户的与为期望用途而选择的工匠器具相关的个性化的授权资料作为控制工匠器具的基础。特别地，通过在令牌和工匠器具之间构造机械联接来触发的方式，然后可以允许用户对工匠器具的使用，或者可以拒绝访问授权，或者可以在与个性化的用户资料一致的情况下调节使用方式。通过为工匠装备的各个工匠器具分配与用户相关的授权资料，即使在具有大量工匠器具、令牌和用户的复杂系统中，也可以特别是借助与用户相关的令牌在用户资料和工匠器具之间进行快速且防错的比较，从而可以实现高效的访问管理。同时，可以实现高水平的操作安全性，因为即使有超级多的工匠器具、用户和令牌，也可以高效率、安全地管理授权。

17、下面，介绍令牌、工匠装备和方法的附加实施例。

18、根据实施例，用户的授权资料可以被存储在令牌的存储装置中。然后可以直接访问用户资料，特别是令牌的处理器。根据该实施例，令牌本身已经个别化和个性化设定。

19、根据另一实施例，令牌可以具有通信装置(例如，具有发射和/或接收天线)，其用于借助通信网络(例如，公共因特网、内联网或移动无线电网络)进行通信，以获得在使用允许访问的信息的情况下由验证装置验证的用户的授权资料。根据这样的实施例，用户资料不直接存储在令牌上，而是可以例如经由来自令牌可以与之通信的通信网络中的节点的相应的链接来调用。所述节点可以例如是用于工匠装备的中央控制装置，中央控制装置可以访问中央存储装置或数据库，在中央存储装置或数据库中例如集中地针对大量令牌和大量用户，存储大量(优选与工匠器具相关的)授权资料。当设置有这样的中心存储资源时，就可以减少甚至完全不需要大量令牌的分散的存储资源。这减少了工匠装备所需的总体硬件耗费。

20、根据实施例，验证装置可以具有用户验证传感器，特别是指纹传感器或面部识别传感器。这样的用户验证传感器可以设置在令牌本身上，特别是设置在令牌的传感器外表面上。如果用户想要在工匠装备(例如机器车间)中使用工匠器具(例如钻机)，用户只需将手指放在其令牌的指纹传感器上，从而通过令牌验证自己的身份。令牌可以根据该验证信息确定用户的相关用户资料。通过将令牌与用户希望使用的工匠器具机械联接，可以触发比较的执行，以确定：鉴于用户的用户资料，是否允许使用工匠器具，以及必要时，对允许工匠器具的使用根据用户和/或工匠器具的属性是否受到限制。从用户的角度来看，这个复杂的过程只需要借助令牌的用户验证传感器执行用户验证并将令牌与工匠器具机械联接即可。否则用户不需要做任意事情。对工匠器具的访问权限的特定于用户的管理过程从用户的角度来看是简单且不复杂的并且从工匠装备的角度来看是防错的。

21、根据实施例，处理器可以被设计用于，将借助验证装置确定的用户身份与授权资料进行比较，并且基于此来控制：是允许还是阻止用户对工匠器具的使用和/或如何调整使用方案。因此，可以通过将通过验证用户来验证的授权资料与用户通过与其令牌的机械联接来表达访问意愿的工匠器具进行比较，来实现对工匠器具无限制或有限的访问权限的允许或对访问权限的拒绝。

22、根据实施例，个性化的授权资料可以具有来自如下组的至少一条信息，该组包括：针对工匠器具的至少一个定义的操作方式与用户资格和/或物理或生物用户特征相关的使用禁止、针对工匠器具的至少一个定义的操作方式的、特定于用户的使用许可、以及针对工匠器具的使用的与作业安全相关的使用条件。可以反映在用户的授权资料中的用户资格例如是使用工匠器具(例如链锯)所进行的培训和/或司法管辖区要求的操作工匠器具的的授权证明的存在(例如授权驾驶叉车的驾驶执照)。物理的用户特性可以例如是用户的物理限制，其例如出于医疗原因或出于作业安全原因需要对工匠器具的使用进行限制。生物用户特征可以是例如出于医疗原因或作业安全原因而需要限制工匠器具的使用的年龄。例如，高于或低于特定年龄的用户只能被允许使用达到预定重量限制的手持器具，这也可以反映在个性化的授权资料中。出于作业安全的原因，在使用一定的工匠器具时可能必须携带一定的防护装备(例如安全眼镜、防护服等)。例如，可以拒绝用户使用这样的工匠器具，直到已经验证用户携带了规定的防护装备。例如，为了这个目的，防护装备可以配备有令牌，该令牌可通信地联接到与工匠器具机械联接的令牌。只有当工匠器具上的令牌通过与防护设备上的令牌通信表示存在所需的防护设备时，工匠器具中的令牌的处理器才允许使用工匠器具。这可以提高操作安全性。

23、根据实施例，处理器可以被设计用于，当联接到工匠器具时基于个性化的授权资料允许或阻止从通信网络下载数据组，特别是定义工匠器具的操作流程的数据组。当将要验证的用户的授权资料与工匠器具(对于该工匠器具，用户通过将其与其令牌机械联接来表达使用意愿)进行比较显示允许全部或部分使用时，则与该工匠器具相关的操作信息的下载可以被触发或允许。然后，令牌的处理器可以根据下载的操作信息来控制工匠器具的使用。

24、根据实施例，处理器可以被设计用于，当使用令牌提前执行的用户验证已经获得了所验证的用户被授权操作工匠器具时，则仅释放与令牌联接的工匠器具的操作。根据实施例，可以禁止工匠器具在未联接到令牌的情况下被操作。在没有对用户使用特定工匠器具的用户授权得到肯定性的查验的情况下，可以禁止该工匠器具的使用。当用户在没有验证用户授权的情况下或在验证用户授权之前操作钻机上的操作按钮，则令牌的处理器使得钻机的钻孔操作不可行。需要肯定性地确认用户使用工匠器具的授权，这提高了操作安全性并禁止误用。

25、根据实施例，令牌的处理器可以被设计用于，当与不同的工匠器具联接时基于个性化的授权资料以不同的方式允许、调整和/或禁止用户使用相应的工匠器具。因此，可以针对多个不同的工匠器具个别地设定用户的个性化的授权资料，即可以针对不同的工匠器具定义用户的不同使用授权、使用限制和/或使用禁止。

26、根据实施例，令牌可以具有检测装置，特别是照相机，其被设计用于，检测表示要使用工匠器具执行的加工任务的加工信息，其中处理器被设计用于在使用检测到的加工信息的情况下执行加工任务。例如，令牌的光学检测装置可用于识别用户想要将哪种固定机构(例如m8螺钉)例如利用设计为电动螺丝刀的工匠器具设置到基底上。然后，令牌的处理器可以使工匠器具的操作方式适配于所识别的信息，例如相应地调整扭矩。(例如光学的)检测信息也可以不由令牌提供，而是例如由工匠器具的照相机或者由用户终端(例如移动无线电设备)的照相机提供。用户随身携带(也可以选择性地用于以用户定义的方式控制令牌)。

27、根据实施例，令牌可以具有机械联接装置，该机械联接装置被设计用于与不同的工匠器具机械联接，其中，令牌被设计用于，当机械联接装置机械联接到工匠器具时通过处理器控制所述工匠器具。在本技术的范围中，“机械联接装置”尤其可以理解为令牌的物理结构或形状因数，其可以例如以型面锁合和/或摩擦锁合的方式与工匠器具的相应的物理结构连接，从而在令牌和工匠器具之间创建特定的临时且明确的机械连接。例如，令牌可以插入到工匠器具的相应的形状的容纳开口中，以便机械联接令牌和工匠器具。在此，机械联接装置可以被设计用于借助单纯地与工匠器具形成机械联接来同时产生令牌和手持器具之间的可通信的联接。在工匠器具和令牌之间构成机械联接可以被令牌的处理器解释为用户操作工匠器具的意愿并且可以触发用户的个性化用户资料与机械联接的工匠器具的比较。该触发逻辑允许快速地并且具有高度的用户便利性地执行授权比较，并且当个性化用户资料允许操作的话，则用户被释放以使用工匠器具。

28、根据实施例，机械联接装置可被设计用于将令牌与工匠器具能够取下地联接。以这种方式，想要使用工匠器具的用户可以将分配给该工匠器具的令牌与工匠器具机械联接，并且在使用之后，从工匠器具移除令牌，以便随后在与另一工匠器具相组合下使用该令牌。工匠器具可被设计用于，仅当存在与令牌的机械联接时允许通过令牌控制工匠器具或允许使用工匠器具。

29、根据实施例，机械联接装置可以具有机电接口，特别是对于不同的工匠工具通用的机电接口。在此，机电接口可以被理解为：令牌的机械联接装置和工匠工具的相应的机械接收或连接装置之间的机械连接的构成同时导致令牌和工匠工具之间的电联接的形成。然后，通过令牌和工匠工具的例如型面锁合的联接也可以实现电控制信号从令牌的电接触部到工匠工具的电接触部的传输。这样的工匠装备在操作流程中特别是防错的。

30、根据实施例，令牌可以被设计用于，当机械联接装置与工匠工具机械联接时与工匠工具形成通信连接、特别是非接触式或基于接触的通信连接。参考关于令牌和工匠工具之间的机电联接的上述实施例，令牌和工匠工具之间的基于接触的电通信优选地仅当形成机械连接时才可能实现。这允许用户通过直观的连接过程保持控制程度。替代地，只能通过在令牌和工匠工具之间形成机械联接来建立令牌和工匠工具之间的非接触式通信连接。例如，只有通过将令牌插入工匠工具中，才能将令牌的无线应答器(例如rfid标签)带到工匠工具的应答器读取器(例如rfid读取器)的可读距离内。例如，这可以通过使用用于令牌和工匠工具之间进行无线通信的短距离通信协议(例如，nfc、近场通信)来实现。

31、根据实施例，工匠器具可以具有用于存储授权资料的存储装置。特别地，工匠器具的存储装置能够可通信地联接到令牌，特别是以便借助令牌将授权资料存储在存储装置中和/或从存储装置下载授权资料。以这种方式，授权资料也可以存储在工匠器具中，令牌(例如通过令牌与工匠器具的机械联接来触发)可以访问授权资料。这可以减少令牌的硬件资源，因为令牌还可以从工匠器具下载具有用户个性化的授权资料的数据组。

32、根据实施例，工匠器具可以被设计为选自由钻机、电动螺丝刀、电动自攻丝螺丝刀、螺帽扳手、脉冲螺丝刀、棘轮螺丝刀、冲击螺丝刀、特别是电动冲击螺丝刀以及锤钻组成的组的电气或电动手持器具。

33、根据实施例，工匠器具可以具有多个工匠器具，其中至少一些工匠器具被设计用于与令牌相配合。优选地，在工匠装备中，大量(特别是至少十个、更特别是至少一百个)工匠器具和大量令牌(特别是至少十个，更特别是至少一百个)用于管理大量用户(特别是至少十个，更特别是至少一百个)的使用权限。所介绍的系统可以毫无问题地扩展，即使在最复杂的机器车间也能防误用。

34、根据实施例，工匠器具可以具有选自由电气或电动驱动的手持器具(例如钻机)、工具(例如钻头或螺丝刀)或工具组(例如钻头箱中的钻头组)、储放系统(例如手提箱或工具箱)、耗材(例如螺栓锚或一盒锚栓)和车辆(例如客车或叉车)组成的组中的至少两个不同的元件。根据优选实施例，多个手持器具、多个工具、多个储放系统、多个耗材和多个车辆可以作为工匠装备进行管理。根据具有多个令牌和多个不同类型的工匠器具的配置，其中，相应的令牌可以机械联接到任意的工匠器具，从而实现功能连接，实现一个复杂且任意可扩展的系统，其实现高效且操作安全地还管理大量工匠器具。通过允许相应的令牌和机械联接到其的工匠器具之间的通信和/或不同令牌和/或相关通信网络中的至少一个另外的节点之间的通信，能够防错地、操作安全地和防误用地管理工匠器具的巨大的、多样化的和空间分散的系统(例如企业的机器车间或工匠仪器)。

35、根据实施例，处理器可以被设计用于，仅当用户已经验证其携带了针对工匠器具的使用所规定的作业保护装备的情况下，才允许用户使用工匠器具。特别地，处理器可以被设计用于，特别是通过令牌和/或工匠器具的照相机和/或通过与通信装置或作业保护装备的令牌进行通信，以传感器来识别作业保护装备。在没有明确的、特别是以传感器检测或通过通信消息证明的、表明它是为了操作用户携带了工匠器具所需的作业保护装备的证明的情况下，可以停用对相关工匠器具的操作。例如，可以使用令牌、工匠器具或用户终端上的摄像头来以传感器检测：用户是否携带所述的作业保护装置。作业保护装置还可以设置有另一个令牌，该令牌可以与工匠器具上的令牌进行无线通信，从而能够以通信消息来证明作业保护装备的存在。