设备使用监测系统的制作方法

本公开涉及一种用于监测设备的使用的系统。具体地，本公开涉及一种用于监测气动钻机的使用的系统。

背景技术：

1、由于气动钻机等设备使用不当，可能会发生工作场所事故和/或伤害。使用不当可能导致严重伤害，如致残，甚至死亡。此外，由于设备使用时间过长(即，未能按照推荐的间隔休息)，或由于技术差，例如将钻机以不适当的角度放置在混凝土上，可能会发生事故。当第二个人接近正在使用的气动钻机，并且用户没有按照推荐的安全实践关闭气动钻机时，发生事故的风险也可能增加。振动引起的伤害的风险也可能受到气动钻机的振动的频率和振幅以及用户对气动钻机施加的抓握压力的影响。

2、本公开已被设计为减轻或克服至少一些上述问题或风险。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了用于与设备一起使用的设备使用监测系统，该系统包括：处理器，其与以下通信：设备；设备传感器，可操作以提供与设备相关联的设备数据；以及警报构件，可操作以向设备的用户提供警报；其中，处理器可操作以：从设备传感器接收设备数据；确定设备数据达到警告阈值；响应于满足警告阈值，使警报构件向用户提供警报；确定设备数据达到停止阈值；以及响应于满足停止阈值，向设备发送停止信号，停止信号使设备关闭。

2、术语“达到...“阈值”将被技术人员理解为意味着设备数据指示超过阈值幅度或强度的幅度或强度。阈值可以是最大阈值，使得如果与设备数据相关联的幅度或强度大于或等于最大阈值，则达到阈值。可替代地，阈值可以是最小阈值，使得如果与设备数据相关联的幅度或强度小于或等于最小阈值，则达到阈值。

3、该系统在具有相关危害或伤害风险的设备方面具有特殊用途。例如，设备可以是气动钻机(手提钻)。技术人员将理解，设备可以是由用户与其直接交互的任何装置。进一步的示例包括链锯；角磨机；碎木机；树篱修剪机；以及汽车或航空航天机器。

4、有利地，本公开提供了一种可以经由设备传感器监测设备的使用的系统，该设备传感器提供与设备相关的设备数据。在监测设备的使用的同时，该系统还通过响应于满足警告阈值而向用户发出警报，并且响应于满足停止阈值而关闭设备，有利地减轻了伤害的风险。

5、优选地，设备传感器是从以下范围中选择的一个或多个：压力传感器，布置成检测施加到设备的压力；以及振动传感器，布置成检测设备的振动数据。具体地，压力传感器优选地被布置成检测由用户施加到设备的压力。例如，压力传感器可以是包括多个压力传感器的套筒，这些压力传感器被放置在设备上或设备中适用于测量由用户施加的压力的位置处。可替代地，压力传感器可以是由用户佩戴的手套，该手套包括多个压力传感器，这些压力传感器被配置为检测经由手套施加到设备的压力。本领域技术人员将理解，压力传感器可以是适用于测量由用户施加到设备的压力的任何东西。振动传感器被配置为检测与设备相关联的振动数据。具体地，振动传感器被配置为检测与设备相关联的振动的频率和/或振幅。例如，振动传感器可以是放置在设备上或设备内的压电加速度计，以量化例如气动钻机的频率和/或振幅。本领域技术人员将理解，振动传感器可以是适用于测量设备的振动频率和/或振幅的任何装置。

6、在一些实施方式中，该系统还包括与处理器通信的用户传感器，该用户传感器被配置为检测与用户相关联的用户数据。具体地，用户传感器被配置为检测与用户相关的数据，而不是与设备直接相关的数据。用户传感器可以放置在用户身上或靠近用户。

7、优选地，用户传感器是被布置成检测用户的振动数据的用户振动传感器。具体地，振动数据优选地表示由诸如气动钻机的设备施加给用户的振动的振幅和/或频率。例如，振动传感器可以是包括压电加速度计的手表，该手表靠近正在使用中的设备。因此，用户振动传感器有利地提供了用于测量由设备直接施加到用户关节的振动的振幅和/或频率的部件。因此，当确定警告和/或停止阈值时，可以考虑振动的生物力学应力。

8、在一些实施方式中，警告阈值是活动水平警告阈值，并且停止阈值是活动水平停止阈值。术语“活动水平”将被技术人员理解为指特定使用会话中设备的使用量。最初，活动水平可以被设置为基本水平。基本水平可以任意用“0”表示。设备的使用可能会导致活动水平增加。例如，在预定的使用时间段之后，活动水平可以从“0”增加到“1”。该预定的使用时间段可以根据与设备和/或用户相关联的各种变量来调整。例如，如果由设备传感器测量的设备的频率和/或振幅较高，则预定的使用时间段可以较短。类似地，如果由用户振动传感器测量的设备的频率和/或振幅较高，则预定的使用时间段可以较短。有利地，可以使用一系列变量来确定活动水平，并且可以根据使用强度动态调整阈值(其中较高的振动的振幅和/或频率对应于较高的使用强度)。本领域技术人员将理解，在确定使用会话的活动水平中可以利用与对应于使用强度的任何变量。

9、活动水平可以在设备关闭的预定时间段之后被重置。例如，在设备关闭五分钟后，活动水平可以被重置为“0”，其中，设备关闭指示用户暂停使用设备。预定时间段可以是适用于用户恢复的任何长度，并且可以基于行业规定和/或本地推荐。

10、在一些实施方式中，活动水平阈值是基于相关性预定的。这种相关性可以对应于诸如在用户达到阈值(诸如压力阈值)之前可以操作设备的时间段的因素，这将在下面进一步解释。附加因素可以包括用户的年龄；用户的性别；用户的力量；用户的抓握压力；或者可以提供与感兴趣的结果的统计或因果关系的其他因素。用户的力量可以基于由压力传感器提供的数据来确定。

11、在一些实施方式中，阈值另外是从以下范围中选择的一个或多个：压力阈值；以及时间阈值。压力阈值可以是与由用户施加到设备的抓握压力相关的预定压力阈值，如由压力传感器测量的。压力阈值优选地是最小阈值，使得一旦抓握压力小于压力警告阈值，警报构件就被激活。此外，如果抓握压力小于压力停止阈值，则停止信号被发送到设备。有利地，如果用户的抓握变得太弱而不能安全地操作装置，则装置关闭，从而提高安全性。可替代地，可以存在由压力传感器测量的压力值的优选范围。如果压力超过最大阈值，或者低于优选压力值范围的最小阈值，则可以激活警报构件或者可以发送停止信号。

12、时间阈值优选地与当前使用会话中经过的时间量相关。具体地，一旦经过警告阈值时间量，警报构件被激活，并且一旦经过停止阈值时间量，停止信号被发送到设备。时间阈值可以不同于活动水平阈值，因为它可以是不考虑数据相关性的预定阈值。

13、在一些实施方式中，设备传感器是角度位置传感器。术语“角度位置”将被技术人员理解为指设备相对于轴线的角度位置或倾斜度。轴线可以是垂直于其上正在使用设备的表面的轴线。位置传感器可以是被放置在设备中或设备上的微机电系统(mems)加速度计。mems加速度计优选地被配置为提供加速度信号，该加速度信号表示设备(如气动钻机)相对于正在使用钻机的表面的角度倾斜。具体地，mems加速度计优选地向处理器提供包括重力分量和振动分量的信号。处理器优选地可操作以应用去除振动分量的滤波算法，从而留下重力分量。信号的重力分量可以被投影到三个正交轴上。当mems加速度计是静态的并且没有噪声时，三个轴上的信号代表钻机相对于地球重力场的角度(即，垂直于使用钻机的表面的轴线)。本领域技术人员将理解，位置传感器可以是适用于提供指示设备的位置或取向的信号的任何装置，诸如具有陀螺仪的mems加速度计或倾斜传感器。

14、在一些实施方式中，警告阈值是角度警告阈值，并且停止阈值是角度停止阈值。具体地，角度阈值与如由角度位置传感器测量的设备的角度位置相关。例如，在水平表面上的气动钻机的情况下，优选地，钻机不垂直于水平表面操作，而是应该从垂直轴线以小角度倾斜。还优选地，气动钻机的钻头指向远离用户的方向，使得钻机的手柄比钻头更靠近用户。因此，角度阈值可以有利地防止以不适当的角度使用气动钻机。在满足角度阈值后，可以复位或重新调整气动钻机。

15、在一些实施方式中，设备传感器是接近传感器。优选地，接近传感器是被配置为确定设备和非用户的装置之间的距离的接近感测系统。接近感测系统可以利用蓝牙低能量、wi-fi、超宽带、红外或另一种感测模式。本领域技术人员将理解，接近感测系统可以利用适用于促进接近感测系统和非用户的装置之间的通信的任何感测模态，优选地具有至少5米的范围。非用户的装置可以是与非用户相关联的装置，非用户是不是设备的用户的人。非用户的装置可以是智能手机、启用传感器的识别徽章、头盔或其他个人防护设备。本领域技术人员将理解，非用户的装置可以是适用于提供用于传送非用户与设备的接近度的部件的任何装置。

16、在一些实施方式中，警告阈值是接近警告阈值，并且停止阈值是接近停止阈值。诸如气动钻机等设备不应接近其他人(即，非设备用户)使用。存在钻机从用户手中滑落的风险，这可能随后使另一个人受伤。接近阈值有利地提供了一种系统，该系统检测非用户的接近并警报用户这种接近，并且如果非用户满足或达到接近停止阈值，则进一步使设备关闭。

17、在一些实施方式中，处理器在数据存储器上存储满足警告阈值和/或停止阈值的实例。这些存储的实例可以用于进一步细化应用于未来使用会话的阈值。

18、根据本公开的第二方面，提供了一种用于与设备一起使用的设备使用监测方法，该方法包括：在处理器处从设备传感器接收设备数据；由处理器确定设备数据达到警告阈值；由处理器响应于满足警告阈值，使警报构件向设备的用户提供警报；由处理器确定设备数据达到停止阈值；以及由处理器响应于满足停止阈值，向设备发送停止信号，停止信号使设备关闭。

19、在一些实施方式中，设备传感器是从以下范围中选择的一个或多个：压力传感器，布置成检测施加到设备的压力；以及振动传感器，布置成检测设备的振动数据；并且其中，阈值是从以下范围中选择的一个或多个：活动阈值；压力阈值；以及时间阈值。

20、在一些实施方式中，设备传感器是角度位置传感器，警告阈值是角度警告阈值，并且停止阈值是角度停止阈值。

21、在一些实施方式中，设备传感器是接近传感器，警告阈值是接近警告阈值，并且停止阈值是接近停止阈值。