DE102023001489B4

DE102023001489B4 - 1 - 11 Vibration stabilizer for fine small craft tools

Info

Publication number: DE102023001489B4
Application number: DE102023001489.3A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-04-15
Filing date: 2023-04-15
Publication date: 2024-11-28
Anticipated expiration: 2043-04-16
Also published as: DE102023001489A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zitterbewegungs-Stabilisator, das mit einem Handwerks-Kleingerät für Feinarbeiten, wie z.B. Lötkolben, Gravur- / Mini-Bohr-Gerät, oder einem Laserpointer gekoppelt werden kann, dass die Lötarbeiten, Feinarbeiten oder eine Präsentation gegen Zittern stabilisiert, sodass auch bei zittrigen Händen ein Löt-Punkt mehr oder weniger zitterfrei mit der Lötspitze berührt werden kann oder auch eine Präsentation auf eine Leinwand durch einen Laserpointer zitterfrei durchgeführt werden kann. Der Stabilisator ist für eine Vielzahl von Kleingeräten, fast universell einsetzbar, weil er einen oder mehreren Adaptern aufweist, die eine Kopplung mit einem solchen Kleingerät gebaut sind.

The invention relates to a vibration stabilizer that can be coupled with a small craft device for fine work, such as a soldering iron, engraving/mini drilling device, or a laser pointer, which stabilizes the soldering work, fine work or a presentation against vibration, so that even with shaking hands a soldering point can be touched with the soldering tip more or less without vibration, or a presentation on a screen can be carried out without vibration using a laser pointer. The stabilizer can be used almost universally for a variety of small devices because it has one or more adapters that are designed to be coupled with such a small device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stabilisator-System, das kompakt in einem Gehäuse eingebaut ist, das mit einem Gerät verbindbar ist, das für feine Handarbeiten benutzt wird. Das Gerät kann z.B. ein Lötkolben, ein Gravur-Gerät, oder Mikro-Bohrgerät oder auch ein Laserpointer sein. Das System ist in einem autarken Gehäuse eingebaut und durch Verbindungselemente mit einem solchem Gerät verbindbar ist. Es ist in der Lage auch bei zittrigen Händen des Benutzers, Löt-, Gravur- , Bohr-Arbeiten oder Zeige-Präsentationen (beim Laserpointer-Anwendung), gegen Zitterbewegungen es zu stabilisieren, sodass z.B. ein Löt-Punkt mehr oder weniger zitterfrei mit der Lötspitze berührt werden kann oder eine zitterfreie Präsentation über einen Laserpointer ausgeführt werden kann.The invention relates to a stabilizer system that is compactly installed in a housing that can be connected to a device that is used for fine handicrafts. The device can be, for example, a soldering iron, an engraving device, or a micro-drill or even a laser pointer. The system is installed in a self-contained housing and can be connected to such a device using connecting elements. It is able to stabilize it against shaking movements even when the user has shaking hands, during soldering, engraving, drilling work or presentations (when using a laser pointer), so that, for example, a soldering point can be touched more or less without shaking with the soldering tip or a shaking-free presentation can be carried out using a laser pointer.

Es gibt zahlreiche Klein-Geräte, mit denen man feine Handarbeiten erledigen kann. Z.B. Gravur-Geräte, Mini-Bohrer für feine Bohrungen an schalt-Platinen, SMD-Lötkolben, die für Löt-Arbeiten benutzt werden, etc. Damit kann man Bauteile oder elektronische Elemente in einer Leiterplatte einlöten oder entfernen. Für Reparaturarbeiten im Elektronik-Bereich, Schmuck-Design / Herstellung, Hobby-Modell-Bauer, etc. sind solche Geräte unerlässlich.There are numerous small devices that can be used to do fine handicrafts. For example, engraving devices, mini drills for making fine holes in circuit boards, SMD soldering irons that are used for soldering work, etc. These can be used to solder components or electronic elements into or out of a circuit board. Such devices are indispensable for repair work in the electronics sector, jewelry design/manufacturing, hobby model building, etc.

Es gibt eine sehr große Auswahl an solchen Geräten, z.B. Gravur-Geräte, Mini-Bohrer, Lötkolben, etc., die in der Marktwirtschaft angeboten werden. Sie werden für grobe bis sehr feine Lötarbeiten oder Reparaturarbeiten benutzt. Die sehr feinen Lötkolben werden z.B. für die Reparatur von feinen Leiterplatten, wie z.B. beim Mobilfunk-Geräten, Laptops oder PC-Bereiche angewendet und damit kann man sehr zuverlässig auch SMD-Bauteile aus einer Leiterplatte entfernen oder diese dran löten.There is a very large selection of such devices, e.g. engraving devices, mini drills, soldering irons, etc., that are offered in the market economy. They are used for coarse to very fine soldering work or repair work. The very fine soldering irons are used, for example, for repairing fine circuit boards, such as those in mobile phones, laptops or PC areas, and can also be used to very reliably remove SMD components from a circuit board or to solder them onto it.

Im Gravur-Bereich gibt es verschiedene Geräte und Ausführungen. Ähnlich sieht es auch im Bohrmaschinen-Bereich aus. Bei Feinarbeiten braucht der Benutzer ruhige Hände. Anderseits bei zittrigen Händen kann eine Laserpointer-Präsentation auch nicht zitterfrei / einwandfrei ausgeführt werden.There are various devices and designs in the engraving sector. The situation is similar in the drilling machine sector. When doing fine work, the user needs steady hands. On the other hand, if your hands are shaking, a laser pointer presentation cannot be carried out smoothly or flawlessly.

DE 10 2018 102 792 B3 beschreibt ein elektrisches Lötgerät, insbesondere Lötkolben, mit einem Griffabschnitt, mit einem am Griffabschnitt befestigten Heizelement, mit einer hohl ausgebildeten Lötspitze, in die das Heizelement eingreift und mit Befestigungsmitteln zur lösbaren Befestigung der Lötspitze am Griffabschnitt, wobei die Befestigungsmittel einen das Heizelement umgebenden Dauermagneten und ein mit dem Dauermagneten zusammenwirkendes, das Heizelement umgebendes ferromagnetisches Halteteil derart umfassen, dass das Halteteil verdrehsicher am Dauermagneten anordenbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Lötsystem, umfassend ein Lötgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine Abziehvorrichtung zum Abziehen der Lötspitze vom Griffabschnitt. DE 10 2018 102 792 B3 describes an electric soldering device, in particular a soldering iron, with a handle section, with a heating element attached to the handle section, with a hollow soldering tip into which the heating element engages and with fastening means for releasably fastening the soldering tip to the handle section, wherein the fastening means comprise a permanent magnet surrounding the heating element and a ferromagnetic holding part which interacts with the permanent magnet and surrounds the heating element in such a way that the holding part can be arranged on the permanent magnet in a rotationally secure manner. The invention also relates to a soldering system comprising a soldering device according to one of the preceding claims and a removal device for removing the soldering tip from the handle section.

EP 1 845 710 B1 beschreibt ein Bildstabilisierer, mit:

einem Linsenmodul, das wenigstens eine Linse und ein bildaufnehmendes Element hält, einer Rahmenstruktur, die das Linsenmodul drehbar trägt, und einem Antriebsabschnitt, der das Linsenmodul relativ zu der Rahmenstruktur dreht, wobei der Antriebsabschnitt ein erstes piezoelektrisches Element aufweist, wobei der Antriebsabschnitt rückwertig zu dem bildaufnehmenden Element angeordnet ist und eine Antriebskraft auf das Linsenmodul in einer Richtung der optischen Achse des Linsenmoduls aufbringt, wobei die Rahmenstruktur einen inneren Rahmen, der das Linsenmodul um eine erste Drehachse drehbar trägt, und einen Tragekörper für den inneren Rahmen aufweist, der den inneren Rahmen um eine zweite Drehachse drehbar, die senkrecht zur ersten Drehachse ist, trägt, der Antriebsabschnitt ferner ein zweites piezoelektrisches Element aufweist, das mit dem inneren Rahmen verbunden ist, um den inneren Rahmen um die zweite Drehachse zu drehen, wobei das erste piezoelektrische Element zum Drehen des Linsenmoduls um die erste Drehachse ausgestaltet ist, und das erste und das zweite piezoelektrische Element so angeordnet sind, dass sie einander zumindest teilweise aus Sicht in einer Richtung der optischen Achse überlappen.

EP 1 845 710 B1 describes an image stabilizer with:

a lens module holding at least a lens and an image-pickup element, a frame structure rotatably supporting the lens module, and a drive portion rotating the lens module relative to the frame structure, the drive portion comprising a first piezoelectric element, the drive portion being arranged rearward of the image-pickup element and applying a driving force to the lens module in an optical axis direction of the lens module, the frame structure comprising an inner frame supporting the lens module rotatably about a first rotation axis and an inner frame support body supporting the inner frame rotatably about a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis, the drive portion further comprising a second piezoelectric element connected to the inner frame for rotating the inner frame about the second rotation axis, the first piezoelectric element being configured to rotate the lens module about the first rotation axis, and the first and second piezoelectric elements being arranged to at least partially overlap each other when viewed in an optical axis direction.

Der Erfindung DE 197 00 402 C2 liegt der Gedanke zugrunde, bei handgehaltenen Instrumenten die unerwünschten Bewegungen zu evaluieren und durch Aktoren die Arbeitsspitze des Instruments - bei chirurgischen Anwendungen wäre dies beispielsweise ein Nadelhalter - zur Kompensation so auszulenken, dass sich das Handzittern an der Spitze nicht bemerkbar macht. Hierfür wird mindestens ein Sensor die Bewegung des handgehaltenen Abschnitts erfassen, wobei sein Ausgangssignal zur Ansteuerung der Aktoren herangezogen wird.The invention DE 197 00 402 C2 The idea is to evaluate the undesirable movements of hand-held instruments and to use actuators to compensate for the working tip of the instrument - in surgical applications this would be a needle holder, for example - so that the hand tremor at the tip is not noticeable. To do this, at least one sensor will record the movement of the hand-held section, with its output signal being used to control the actuators.

Es gibt noch einige weitere Lösungen, die einen Stabilisator beschreiben. Es geht dabei vorwiegend um die Bildstabilisierungs-Technik und den Aufbau solche Geräte.There are a few other solutions that describe a stabilizer. They mainly concern the image stabilization technology and the structure of such devices.

Trotz einigen der Features, die im Feinarbeit-Geräte, wie z.B. Lötkolben-Geräte, Mini-Bohrer, Gravur-Geräte etc. eingebaut werden, fehlt mindestens eine wichtige Funktion dabei, die die Zitterbewegungen ausgleichen soll.Despite some of the features built into precision work tools such as soldering irons, mini drills, engraving tools, etc., at least one important function is missing, which is supposed to compensate for the shaking movements.

Im Alter nimmt leider oft die ruhige Haltung der Hände ab. Viele ältere Leute bekommen im Alter mehr oder weniger zittrige Hände (Tremor-Syndrom). Das wirkt negativ auch auf die Psyche aus, was den Vorgang weiter verstärkt. Ältere Menschen, die z.B. professionell oder in der Freizeit sich mit Elektronik beschäftigen oder im Modell-Fahrzeug-Branche tätig sind, scheuen manchmal feine Reparaturarbeiten zu tun, weil beim feinen Lötarbeiten das Zittern noch viel stärker zur Geltung kommt.Unfortunately, as we get older, our hands often lose their steady posture. Many older people develop more or less shaky hands (tremor syndrome). This also has a negative effect on the psyche, which further exacerbates the process. Older people who, for example, work with electronics professionally or in their free time, or who work in the model vehicle industry, sometimes shy away from doing fine repair work because the tremors are even more pronounced when doing fine soldering work.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 16 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Problemlösung für Leuten mit Tremor-Syndrom zu erreichen, die gerne feine Geräte benutzen, um z.B. für Lötarbeiten, Gravieren, Mini-Bohr-Arbeiten oder einen Laserpointer-Präsentationen auf eine Leinwand ausführen möchten, wobei die Lösung ruhige und präzise Arbeiten ermöglichen soll und die auch bei Personen, die zittrige Hände haben, funktionieren soll.The invention specified in patent claims 1 to 16 is based on the problem of achieving a solution for people with tremor syndrome who like to use fine devices, e.g. for soldering work, engraving, mini-drilling work or to carry out a laser pointer presentation on a screen, whereby the solution should enable quiet and precise work and should also work for people who have shaky hands.

Dieses Problem wird mit dem in den Patentansprüchen 1 bis 16 aufgeführten Merkmale gelöst.This problem is solved with the features listed in patent claims 1 to 16.

Vorteile der Erfindung sind:

- ruhige und präzise Fein-Arbeiten, wie z.B. Gravur- oder Lötarbeiten bei Klein-Geräten, sowie Präsentation-Ausführungen, auch bei Bedienung eines Laserpointers durch Personen, die unruhige oder zittrige Hände haben,
- universale Lösung, wobei eine einzige Vorrichtung als Stabilisator für eine Vielzahl von Fein-Geräten verwendbar ist.

Advantages of the invention are:

- quiet and precise fine work, such as engraving or soldering work on small devices, as well as presentations, even when using a laser pointer by people who have unsteady or shaky hands,
- universal solution, whereby a single device can be used as a stabilizer for a variety of fine devices.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 8 erläutert.Embodiments of the invention are described with reference to 1 to 8 explained.

Es zeigen:

1 die Stabilisator-Funktion mit einer kleinen Schwungmasse,
2 die Stabilisierung-Methode mit Hilfe von Schwingmasse und Aktuatoren,
3 und 4 die Aktuatoren und eine Verbindung mit einem Feingerät,
5 die Piezoaktoren,
6 die Elektromagneten und Stifte für einen direkten Kontakt mit der Schwingmasse,
7 die Schwingmasse in Form einer Kugel,
8 die elektroaktive Polymere als Aktoren.

They show:

1 the stabilizer function with a small flywheel,
2 the stabilization method using oscillating mass and actuators,
3 and 4 the actuators and a connection with a precision device,
5 the piezo actuators,
6 the electromagnets and pins for direct contact with the oscillating mass,
7 the oscillating mass in the form of a ball,
8 the electroactive polymers as actuators.

Die Erfindung stellt ein Stabilisierungs-System dar, das in der Lage ist, mehr oder weniger die zittrigen Bewegungen bei Bedienen durch Benutzer, die Zitterhände haben, auszugleichen.The invention represents a stabilization system that is able to more or less compensate for the shaky movements when operated by users who have shaky hands.

Die Funktionsweise ist relativ einfach. Die Vorrichtung ist praktisch ein autarkes Gerät, das mit einem Fein-Gerät, mit dem präzise Arbeiten erledigt werden müssen, durch eingebaute Verbindungselemente verbindbar ist. Z.B. damit kann ein Gravur-Gerät, ein Mini-Bohrer, ein Laserpointer oder ein Lötkolben verbunden werden.The way it works is relatively simple. The device is practically a self-contained device that can be connected to a fine device that needs to be used for precise work using built-in connectors. For example, an engraving device, a mini drill, a laser pointer or a soldering iron can be connected to it.

Obwohl um ein einziges System handelt, es kann in verschiedene Bereichen angewendet werden: es kann nahezu jedes Klein-Gerät, mit dem man feine Arbeiten erledigen möchte, soweit stabilisieren, dass es auch Menschen die einen Tremor-Syndrom aufweisen bedienen können. Mit einem Lötkolben gekoppelt, kann das Gerät zitterfreie Löt-Arbeiten ermöglichen. Anderseits, mit einem Laserpointer gekoppelt, kann es eine zitterfreie Präsentration ermöglichen.Although it is a single system, it can be used in a variety of areas: it can stabilize almost any small device that is used for fine work, so that even people with tremors can use it. When coupled with a soldering iron, the device can enable tremor-free soldering. On the other hand, when coupled with a laser pointer, it can enable tremor-free presentations.

Bei der Herstellung bzw. Vertrieb, kann das Gerät mit einem beliebig einstellbaren Verbindungselement oder mehreren Adaptern, die eine mechanische Verbindung mit einem Gehäuse eines Feingeräts ermöglichen, geliefert werden. Damit kann das Gerät für eine Anwendung im Fein-Gravur, Fein-Bohr-Arbeiten, Lötbereich oder auch Laserpointer-Präsentation-Bereich optimal eingesetzt werden. Ein Verbindungsteil z.B. für eine Mini-Bohrmaschine oder Gravur-Gerät, wodurch auch die feinen Gravur-Geräte damit zitterfrei bedienbar sind, kann relativ einfach hergestellt werden. Dazu sind Klettbänder, Gummi-Klammer, Clip-Verschlüsse, Magnet-Fixierungs-Elemente, etc. geeignet.During manufacture or distribution, the device can be supplied with a freely adjustable connecting element or several adapters that enable a mechanical connection to the housing of a precision device. This means that the device can be used optimally for applications in fine engraving, fine drilling work, soldering or laser pointer presentation. A connecting part, e.g. for a mini drill or engraving device, which also allows fine engraving devices to be operated without shaking, can be produced relatively easily. Velcro straps, rubber clips, clip fasteners, magnetic fixing elements, etc. are suitable for this.

Die Variante aus der 1 weist ein Stabilisierungs-System, das eine rotierende Schwungmasse 1 aufweist. In dem Gehäuse 2 des Stabilisators 3, ist eine schnell rotierende Schwungmasse 1 eingebaut. Sie kann z.B. in Zylinder-Form gebaut werden. Die Vorrichtung ist eine autarke Einheit, die mit einem beliebigen Feingerät gekoppelt werden kann. Die Stabilisator-Funktion kann jederzeit ein- und ausgeschaltet werden. Sobald man das Gerät z.B. mit einem Lötkolben 4 mechanisch durch Befestigungs-Teile verbindet und die Stabilisator-Funktion für den Lötkolben aktiviert (ein Tastendruck würde reichen), beginnt die kleine Schwungmasse in dem Stabilisator sich zu rotieren. Die Rotations-Achse 5 der Schwungmasse (Schwungscheibe) soll parallel zu der Feingerät-Längsachse 6 (z.B. Lötkolben-Längsachse) bzw. auf die Stabilisator- Längsachse 7 liegend angeordnet werden. Sie wird durch einen Elektromotor 8 schnell gedreht, der von einer Steuerung 9 gesteuert wird. Sobald die Schwungmasse (kann z.B. eine Schwungscheibe oder Drehzylinder sein) sich schnell dreht, dann erzeugt sie einen gyroskopischen Effekt bzw. eine Kreiselkraft, die die Drehachse 5 der Schwungmasse gegen Richtungsänderungen träge macht. Wenn man eine solche schnell drehende Masse mit einem Lötkolben verbindet, dann kann sie den Lötkolben mehr oder weniger stabil gegen Zitterbewegungen des Hands des Benutzers halten.The variant from the 1 has a stabilization system that has a rotating flywheel 1. A rapidly rotating flywheel 1 is built into the housing 2 of the stabilizer 3. It can be built in a cylinder shape, for example. The device is a self-sufficient unit that can be coupled to any precision instrument. The stabilizer function can be switched on and off at any time. As soon as the device is mechanically connected to a soldering iron 4, for example, using fastening parts and the stabilizer function for the soldering iron is activated (a push of a button would be enough), the small flywheel in the stabilizer begins to rotate. The rotation axis 5 of the flywheel (flywheel) should be arranged parallel to the precision instrument longitudinal axis 6 (e.g. soldering iron longitudinal axis) or lying on the stabilizer longitudinal axis 7. It is rotated quickly by an electric motor 8, which is controlled by a controller 9. As soon as the flywheel (can be a flywheel or a rotating cylinder, for example) rotates quickly, it generates a gyroscopic effect or a gyroscopic force that makes the rotation axis 5 of the flywheel inert against changes in direction. If you connect such a rapidly rotating mass to a soldering iron, det, then it can hold the soldering iron more or less stable against shaking movements of the user's hand.

Der Stabilisator folgt zwar schon die größeren Schwenkbewegungen des Feingeräts, aber die Zitterbewegungen mit kleinen Amplituden und einer Frequenz von 1 - 20Hz nicht ganz vollständig, bzw. etwas träge. Das bewirkt eine Glättung der Zitterbewegungen und man kann z.B. mit der Lötspitze tatsächlich sehr genau den angestrebten Punkt auch treffen.The stabilizer does indeed follow the larger swivel movements of the precision device, but the trembling movements with small amplitudes and a frequency of 1 - 20 Hz are not completely followed, or are somewhat sluggish. This smooths out the trembling movements and you can, for example, hit the desired point very precisely with the soldering tip.

Eine weitere Ausführung weist eine Schwingmasse 10 drin, die aktiv durch sternförmig angeordnete Aktuatoren 11 drin im Gehäuse 2 des Stabilisators hin und her radial um die Stabilisator-Längsachse 7 geschwenkt wird. Die Hand-Zitterbewegungen des Benutzers werden durch einen Vibrationssensor 12 erfasst und gleichzeitig, durch Aktuatoren die Schwingmasse in Schwenkbewegungen versetzt. Diese Schwenkbewegungen der Schwingmasse erzeugen kleine phasenumgekehrte Kraftimpulse auf dem Gehäuse des Stabilisators, die der Zitterbewegungen entgegenwirken. Weil auch das Feingerät 13 (z.B. Mini-Gravur-Gerät oder Mini-Bohrer) mit dem Stabilisator 3 gekoppelt ist, wirken diese Kräfte ebenso auf dem Feingerät und stabilisieren es gegen Zitterbewegungen. Das Stabilisieren des Feingeräts wird hier durch Erzeugung von Gegenkräften auf dem Gehäuse des Stabilisators, die ziemlich genau der Amplitude und der Frequenz der Zitterbewegungen entsprechen, die aber phasenumgekehrt gestaltet sind. Eine Stabilisierung kann z.B. durch die Versetzung der Schwingmasse 10 in entgegengesetzte Schwingungen, die durch den Antrieb bzw. Aktuatoren 11 erfolgt. Die Antriebsart kann durch eine Variante mit Magnetfeldern, berührungslos durch Einsatz von Elektromagneten 14 und einer Schwingmasse in Form eines Magneten 15 realisiert werden (2). Hier bräuchte man lediglich einen Zylindrisch- oder Kugelgeformten Magneten (Zylinder-Magneten) 15 in dem Zitterbewegungs-Stabilisator einzubauen, der drin frei schwenkbar ist und eine Sternanordnung von Elektromagneten 14 an die Wand 16 des Stabilisators einzubauen, die radial um die Stabilisator-Längsachse 7 den Magneten berührungslos durch Magnetfeldwechselwirkung bewegen können. Jedes Mal wenn ein Kraftimpuls auf dem Magneten durch einen der Elektromagneten 14 gegeben wird, wirkt eine Gegenkraft auf dem Gehäuse 2 des Stabilisators ein. Es können die Magnetfeld-Anziehungs- oder Abstoß-Kräfte benutzt werden, um die Schwingmasse zu bewegen. Wenn der Vektor-Kraftimpuls dieser Gegenkraft so gerichtet ist, dass der Zitterbewegung phasenumgekehrt gegenübersteht, dann neutralisieren sich diese beiden Kräfte und auf dem Feingerät sind keine Zitterbewegungen mehr wahrnehmbar. Die Schwingmasse (10, 15), die hier einen Magneten darstellt, kann Abstoß-Kräfte in dem Zitterbewegungs-Stabilisator erzeugen, die dann das Feingerät-Gehäuse ebenso im Mitleidenschaft ziehen würden. Damit würde das Feingerät stets zentriert gehalten, weil es von allen Seiten radial zu Längsachse phasenumgekehrt mit den Zitterbewegungen abgestoßen wird.Another design has an oscillating mass 10 which is actively swiveled back and forth radially around the stabilizer's longitudinal axis 7 by actuators 11 arranged in a star shape in the housing 2 of the stabilizer. The user's hand shaking movements are recorded by a vibration sensor 12 and at the same time, the oscillating mass is set into swiveling movements by actuators. These swiveling movements of the oscillating mass generate small phase-reversed force pulses on the stabilizer housing which counteract the shaking movements. Because the precision device 13 (e.g. mini engraving device or mini drill) is also coupled to the stabilizer 3, these forces also act on the precision device and stabilize it against shaking movements. The stabilization of the precision device is achieved here by generating counterforces on the stabilizer housing which correspond almost exactly to the amplitude and frequency of the shaking movements, but which are phase-reversed. Stabilization can be achieved, for example, by setting the oscillating mass 10 into opposite oscillations, which is carried out by the drive or actuators 11. The drive type can be realized by a variant with magnetic fields, contactless by using electromagnets 14 and an oscillating mass in the form of a magnet 15 ( 2 ). All that is needed here is to install a cylindrical or spherical magnet (cylinder magnet) 15 in the trembling motion stabilizer, which can pivot freely inside, and to install a star arrangement of electromagnets 14 on the wall 16 of the stabilizer, which can move the magnet radially around the stabilizer's longitudinal axis 7 without contact through magnetic field interaction. Every time a force impulse is given to the magnet by one of the electromagnets 14, a counterforce acts on the housing 2 of the stabilizer. The magnetic field attraction or repulsion forces can be used to move the oscillating mass. If the vector force impulse of this counterforce is directed in such a way that the trembling motion is inverted in phase, then these two forces neutralize each other and trembling movements are no longer perceptible on the precision instrument. The oscillating mass (10, 15), which here represents a magnet, can generate repulsion forces in the vibration stabilizer, which would then also affect the precision instrument housing. This would keep the precision instrument always centered because it is repelled from all sides radially to the longitudinal axis in phase-reversed fashion with the vibration movements.

Durch die Gegen-Kräfte, die der Zitterbewegungen entgegentreten, bewirken, dass ein mit dem Zitterbewegungs-Stabilisator gekoppeltes Fein-Gerät nur träge oder gar nicht die Zitterbewegung der Benutzerhände folgt, sodass in unserem Beispiel, z.B. die Lötspitze eines Lötkolbens über die Lötstelle ruhig gehalten werden kann. Die schnellen Zitterbewegungen der Lötspitze werden durch das Stabilisierungs-Gerät weitgehend geglättet. Eine oder mehrere Schwingungsdämpfer-Elemente können eingebaut werden, um die Zentrier-Kräfte zu dämpfen. Die Zentrierung der Schwingmasse 10 kann durch Rückstellfeder 23 (3) oder durch Magnetfelder und Magnetfeldwechselwirkung realisiert werden.The counter-forces that counteract the shaking movements mean that a precision device coupled with the shaking movement stabilizer only follows the shaking movement of the user's hands slowly or not at all, so that in our example, for example, the soldering tip of a soldering iron can be held steady over the soldering point. The rapid shaking movements of the soldering tip are largely smoothed out by the stabilization device. One or more vibration damper elements can be installed to dampen the centering forces. The centering of the oscillating mass 10 can be achieved by return spring 23 ( 3 ) or by magnetic fields and magnetic field interaction.

Auf der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel, die eine Verbindung des Zitterbewegungs-Stabilisators mit einem Feingerät 13 beinhaltet, dargestellt. Das Feingerät hier ist mit dem Zitterbewegungs-Stabilisator durch Klettverschluss 17 oder Clip-Verschluss 18 gekoppelt, der der Zitterbewegungen der Hände des Benutzers beim Feinarbeiten entgegenwirken kann. Die Erfindung nutzt die Massenträgheit der kleinen Schwingmasse, die hier in Form eines Zylinders 19 oder einer Kugel 20 in dem Gehäuse des Zitterbewegungs-Stabilisators eingebaut ist, um durch elektrische Aktuatoren, viele und kleine Kraft-Impulse zu generieren, die der Schwingungen des Feingeräts entgegenwirken sollen. Das wird durch die schwingende Masse (Schwingmasse / Schwingkörper - 10,15,19,20), die drin in dem Gehäuse des Zitterbewegungs-Stabilisators eingebaut ist, erreicht. Diese Masse kann (z.B. eine kleine Stahl-Kugel) an einem Hebel 21 hängend eingebaut werden, der im oberen Bereich drin im Gehäuse mit Hilfe eines Kugelgelenks 22 oder einer Feder 23 befestigt ist. Die Kugel kann ein paar Millimeter drin hin und her schwingen.On the 4 Another embodiment is shown, which includes a connection of the vibration stabilizer to a precision device 13. The precision device here is coupled to the vibration stabilizer by Velcro fastener 17 or clip fastener 18, which can counteract the vibration of the user's hands during precision work. The invention uses the inertia of the small oscillating mass, which is installed here in the form of a cylinder 19 or a ball 20 in the housing of the vibration stabilizer, to generate many small force impulses by means of electrical actuators, which are intended to counteract the vibrations of the precision device. This is achieved by the oscillating mass (oscillating mass / oscillating body - 10,15,19,20) that is installed in the housing of the vibration stabilizer. This mass (e.g. a small steel ball) can be installed hanging on a lever 21, which is attached to the upper part of the housing by means of a ball joint 22 or a spring 23. The ball can swing back and forth a few millimeters inside.

Die Bewegung der Schwingmasse kann auch durch andere Aktuatoren bewirkt werden. Sternförmig angeordnete Piezoaktoren 24 (5 - Draufsicht) sind z.B. auch gut dafür einzusetzen. Auch Elektromagneten 25, welche kleine Zylinder / Stifte 26 bewegen können, die radial um die Längsachse 7 des Stabilisators sternförmig angeordnet sind, können die Schwingmasse durch mechanischen Kontakt hin und her schieben und somit die notwendigen Kraftimpulse generieren (6 - Draufsicht).The movement of the oscillating mass can also be caused by other actuators. Star-shaped piezo actuators 24 ( 5 - top view) are also good for this purpose. Electromagnets 25, which can move small cylinders / pins 26, which are arranged radially around the longitudinal axis 7 of the stabilizer in a star shape, can also push the oscillating mass back and forth through mechanical contact and thus generate the necessary force impulses ( 6 - top view).

Auf der 7 ist ein Ausführungsbeispiel mit einer kugelförmigen Schwingmasse (Schwingkörper) 20 dargestellt. In dem Gehäuse 2 des Zitterbewegungs-Stabilisators, in die Innenwand 27, genau dort wo die Kugel (Schwingkörper) sich befindet, sind Aktuatoren (11, 14, 24) in einer sternförmigen Anordnung (kreisförmig angeordnet, jeweils um 120° versetzt) eingebaut, die die Kugel 20 hin und her radial in alle Richtungen bewegen können. Der Vibrationssensor 12 erfasst die Handzitterbewegungen des Benutzers, die auf dem Gehäuse 2 des Zitterbewegungs-Stabilisators 3 übertragen werden und sendet die Signale an einer Steuerung (oder Auswerteeinheit) 9 weiter, die die Aktuatoren steuert. Die Aktuatoren können auch hier z.B. Piezo-Aktoren 24 oder Elektromagneten 25 sein, die die Kugel hin und her bewegen können. Die Kugel kann aus einem Ferromagnet-Material sein (z.B. Eisen, Nickel, etc.) oder sie kann aus einem Dauermagnet 15 bestehen (oder einen drin haben). In dem Fall muss sie nicht mehr physisch berührt werden, sondern die Kräfte werden durch Magnetfeldwechselwirkung übertragen und die Massenträgheit der Kugel für Kraft-Impuls-Generierung benutzt.On the 7 an embodiment with a spherical oscillating mass (oscillating body) 20 is shown. In the housing 2 of the trembling motion stabilizer, in the inner wall 27, exactly where the ball (oscillating body) is located, actuators (11, 14, 24) are installed in a star-shaped arrangement (circularly arranged, each offset by 120°), which can move the ball 20 back and forth radially in all directions. The vibration sensor 12 detects the user's hand trembling movements, which are transmitted to the housing 2 of the trembling motion stabilizer 3, and sends the signals to a control (or evaluation unit) 9, which controls the actuators. The actuators here can also be piezo actuators 24 or electromagnets 25, for example, which can move the ball back and forth. The ball can be made of a ferromagnetic material (eg iron, nickel, etc.) or it can consist of a permanent magnet 15 (or have one inside). In this case it no longer has to be physically touched, but the forces are transmitted by magnetic field interaction and the inertia of the ball is used for force-momentum generation.

Zuletzt können auch Kunststoff-Faser-Aktoren 28, die wie künstlichen Muskeln funktionieren, eingesetzt werden (8 - Draufsicht). Die Aktuatoren sollen radial um die Längsachse des Gehäuses im Bereich dort wo die Kugel (oder eine andere Schwingmassen-Form) sich befindet, eingebaut werden. Mindestens drei solche Aktuatoren, die separat steuerbar sind, sollen um je 120° versetzt, kreisförmig und sternförmig um die Kugel (oder einem anderen Schwingmassen-Körper) angeordnet sein. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die Aktuatoren die Kugel in jede Richtung und her bewegen können. Sobald das Zitterbewegungs-Stabilisator-Gehäuse zu zittern beginnt, wird gleichzeitig auch die Kugel aktiv hin und her zittern, wobei sie jedes Mal mit jeder Schwingung und Amplitude eine Hand-Zitteramplitude durch ihre Zitterbewegung auslöscht. Diese Anti-Schwing-Bewegungen werden gleichzeitig auch an einem Fein-Gerät, das mit dem Zitterbewegungs-Stabilisator-Gehäuse gekoppelt ist, übertragen, und es gegen Zitterbewegungen der Hand des Benutzers stabilisieren. Die Steuerung 29 für die elektroaktive Polymere und die Energie-Quelle 30 soll auch im Gehäuse des Stabilisators eingebaut werden.Finally, plastic fiber actuators 28, which function like artificial muscles, can also be used ( 8 - top view). The actuators should be installed radially around the longitudinal axis of the housing in the area where the ball (or another form of oscillating mass) is located. At least three such actuators, which can be controlled separately, should be arranged in a circle and star shape around the ball (or another form of oscillating mass), offset by 120° each. This should ensure that the actuators can move the ball in any direction and fore-and-aft. As soon as the trembling motion stabilizer housing starts to tremble, the ball will also actively tremble back and forth at the same time, cancelling out a hand trembling amplitude with each oscillation and amplitude through its trembling movement. These anti-oscillation movements are simultaneously transmitted to a fine device that is coupled to the trembling motion stabilizer housing, stabilizing it against trembling movements of the user's hand. The control 29 for the electroactive polymers and the energy source 30 should also be installed in the housing of the stabilizer.

Unabhängig von der Form des Schwingkörpers (der Schwingmasse), wird er sofort durch Aktuatoren in die gleiche Richtung, wie die Richtung und Amplitude der Zitterbewegung auf dem Zitterbewegungs-Stabilisator-Gehäuse wirkt, geschwenkt, sodass ein entgegengesetzter Kraftimpuls dadurch gewonnen wird um eine Zitter-Bewegungs-Stabilisierung zu erhalten. Dadurch, dass die Schwingmasse durch die Aktuatoren von der Innenwand des Stabilisators gestoßen wird, erhält das Gehäuse einen Kraft-Impuls, der es in Gegenrichtung schiebt. Kaum wird die Schwingmasse auf der anderen Seite den anderen Aktuator gegenüber in die Gehäuse-Innenwand berühren, ändert sich die Bewegungsrichtung des Gehäuses durch die Zitterbewegung-Schwingungen und die Schwingmasse wird erneut durch den Aktuator beschleunigt. Somit erhält das Gehäuse jedes Mal neue Kraft-Impulse, die sie stets in Gegenrichtung zu Schwing-Richtungen durch Handzitterbewegungen zu bewegen versucht. Dadurch wird ein stabilisierender Effekt generiert, der das Fein-Gerät und seine Teile, z.B. einen Mini-Bohrer 31, Gravur-Spitze, Laserpointer oder Lötkolben-Spitze, trotz Zitterbewegungen ruhig an einer Position hält. Die Massenträgheit der Kugel bewirkt, das mit dementsprechender Steuerung der Schwingungen der Kugel, viele kleine Kraftimpulse an die Innenwand des Zitterbewegungs-Stabilisator-Gehäuses abgegeben werden, die der Zitterbewegungen entgegenwirken. Damit sind präzisere Arbeiten mit dem gekoppelten Fein-Gerät möglich, auch durch Benutzer, die zitternde Hände haben.Regardless of the shape of the vibrating body (the vibrating mass), it is immediately pivoted by actuators in the same direction as the direction and amplitude of the vibrating movement on the vibrating movement stabilizer housing, so that an opposite force impulse is obtained in order to achieve vibrating movement stabilization. Because the vibrating mass is pushed off the inner wall of the stabilizer by the actuators, the housing receives a force impulse that pushes it in the opposite direction. As soon as the vibrating mass touches the inner wall of the housing on the other side of the other actuator, the direction of movement of the housing changes due to the vibrating movement vibrations and the vibrating mass is accelerated again by the actuator. The housing therefore receives new force impulses each time, which always try to move it in the opposite direction to the vibration directions through hand shaking movements. This generates a stabilizing effect that keeps the Fein device and its parts, e.g. a mini drill 31, engraving tip, laser pointer or soldering iron tip, steady in one position despite shaking movements. The inertia of the ball means that, with appropriate control of the ball's vibrations, many small force impulses are delivered to the inner wall of the shaking movement stabilizer housing, which counteract the shaking movements. This enables more precise work with the coupled Fein device, even by users who have shaking hands.

Die Erfindung ist ein Zitterbewegungs-Stabilisator, der ein autarkes Gerät darstellt, das mit Verbindungselementen ausgestattet ist, der kompakt und vollkommen autark in einem eigenen zylindrischen Gehäuse mit einer Aufnahme-Längs-Vertiefung / Schacht 31, eingebaut ist. Der Stabilisator ist mit einer Vielzahl von Feingeräten verbindbar und stabilisiert deren Lage, wenn der Benutzer zittrige Hände haben soll. Auch hier sind alle Stabilisierungs-Komponenten in dem Gehäuse drin eingebaut. Die Steuerung 9, der Vibrationssensor 12, die Schwingmasse 10 und eine Energie-Quelle 30 sind drin integriert. Das Gehäuse wird mit einer Vielzahl von Feingeräten, die länglich gestaltet sind, durch Verbindungselemente verbunden. Als Verbindungselemente können z.B. Klettverschlüsse 17, Befestigungs-Magneten 32, Einrast- / Clip-Verschluss-Elemente 18 oder andere Befestigungselemente eingebaut werden. Auch eine beliebig einstellbare Halterung / Adapter kann dabei eingebaut werden. Die Halterung kann z.B. zwei Greifarme aufweisen, die wie bei einer Zange, durch eine Spindel oder Schraub-Gewinde, zusammengebracht werden können. Ein Gummibelag schützt die Oberfläche des Fein-Geräts vor Kratzern.The invention is a vibration stabilizer, which is a self-sufficient device equipped with connecting elements, which is compact and completely self-sufficient and is installed in its own cylindrical housing with a longitudinal receiving recess/shaft 31. The stabilizer can be connected to a variety of fine devices and stabilizes their position if the user has shaky hands. Here, too, all stabilization components are built into the housing. The control 9, the vibration sensor 12, the oscillating mass 10 and an energy source 30 are integrated into it. The housing is connected to a variety of fine devices, which are designed to be elongated, by connecting elements. Velcro fasteners 17, fastening magnets 32, snap-in/clip fastening elements 18 or other fastening elements can be installed as connecting elements. An adjustable holder/adapter can also be installed. The holder can, for example, have two gripping arms that can be brought together like a pair of pliers using a spindle or screw thread. A rubber coating protects the surface of the Fein device from scratches.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

11: Schwungmasseflywheel
22: GehäuseHousing
33: Stabilisator / Zitterbewegungs-Stabilisatorstabilizer / tremor stabilizer
44: Lötkolbensoldering iron
55: Rotations-Achse / Drehachserotation axis / axis of rotation
66: Feingerät-Längsachseprecision instrument longitudinal axis
77: Stabilisator- Längsachsestabilizer longitudinal axis
88: Elektromotorelectric motor
99: Steuerung, Auswerteeinheitcontrol, evaluation unit
1010: Schwingmasseoscillating mass
1111: Aktuatorenactuators
1212: Vibrationssensorvibration sensor
1313: Feingerätprecision instrument
1414: Elektromagneten (berührungslose Aktuatoren)electromagnets (contactless actuators)
1515: Schwingmasse in Form eines Magneten / DauermagnetsOscillating mass in the form of a magnet / permanent magnet
1616: Wand des Stabilisatorswall of the stabilizer
1717: KlettverschlussVelcro fastener
1818: Clip-Verschluss, Einrast- / Clip-Verschluss-Elementeclip closure, snap-in / clip closure elements
1919: Zylindercylinder
2020: KugelBullet
2121: Hebellever
2222: Kugelgelenkball joint
2323: Feder / Rückstellfederspring / return spring
2424: Piezoaktorenpiezo actuators
2525: Elektromagnetenelectromagnets
2626: Zylinder / Stiftecylinders / pins
2727: Innenwandinterior wall
2828: Kunststoff-Faser-Aktorenplastic fiber actuators
2929: Steuerung für die elektroaktive PolymereControl for the electroactive polymers
3030: Energie-Quelleenergy source
3131: Aufnahme-Längs-Vertiefung / Schachtlongitudinal recess / shaft
3232: Befestigungs-Magnetenmounting magnets

Claims

Vibration stabilizer for small, fine craft tools, comprising: - a housing (2) equipped with connecting elements (17, 18) designed for a mechanical, detachable coupling with a small craft tool (4), - a decoupled oscillating mass (1, 10, 15) built into the housing (2), centered by a joint (22) or spring force of one or more springs (23), which does not touch the inner wall of the housing, - one or more actuators (11) connected to the inner wall of the housing and connected to the oscillating mass (1, 10, 15), - a vibration sensor (12) that can detect the user's hand vibrations, - a controller (9) or an evaluation unit connected to the vibration sensor (12) and the actuator (11), which detects the signals of the vibration sensor (12) via the hand vibrations and via the actuator (11) causes the oscillating mass (1, 10, 15) to oscillate, so that these oscillating movements on the housing (2), which are caused by the force impulses and mass inertia of the oscillating mass (1, 10, 15) during oscillation, counteract the hand shaking movements in a phase-reversed manner, - an energy source (30), - a multi-adapter device which enables the attachment or reception or coupling of various small devices (4) which are designed for fine work.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to patent claim 1 characterized in that the oscillating mass (1, 10, 15) consists of a ferromagnetic material and the actuators are electromagnets (25) or electromagnetic coils (14).

Trembling motion stabilizer for small, fine craft tools, comprising: a self-sufficient device with its own energy supply or energy source (30), which consists of at least - a small and relatively heavy magnet (15), - a housing in which the magnet (15) is installed, - a receiving shaft (31) or connecting element installed on the housing (2), designed for a mechanical, detachable coupling with a small craft tool (4), - one or more centering springs (23) which fix the magnet in a floating and springy and centered manner so that - when at rest, it does not touch any of the inner walls of the housing, - when a magnetic field force acts on it, it can perform springy movements in a circular plane, radially from a centering axis, with a return spring force that always acts in a stabilizing manner on the centering axis, - several actuators (11) or electromagnets (14, 25) or electromagnet coils which are arranged on a plane in a circle around the centering axis and arranged around the magnet (15) at a small distance from it, which can repel or attract the magnet (15) by magnetic field interaction, - a vibration sensor (12) which can detect shaking movements on the housing (2), - an electronic control (9) which is coupled to the vibration sensor (12) and the electromagnets (14, 25) or electromagnet coils, which, based on the sensor data from the vibration sensor, always and in real time, trigger one or a group of of electromagnets (14, 25) or electromagnetic coils, whereby a magnetic field is generated and a force pulse acts on the magnet (15), which accelerates it radially from the centering axis, the inertia of which generates a force vector against the force pulses acting on the housing during the shaking movements, which have the same, phase-inverted oscillation amplitude and frequency as the shaking movements, acting on the housing in a shaking movement-neutralizing manner, - an energy source (30).

Vibration stabilizer for fine small craft tools, after one of the patent claims 1 until 3 , characterized in that the oscillating mass (1, 10) or the magnet (15) has an elongated or cylindrical shape and is equipped at the upper end, near the vertically aligned centering axis, with a joint or ball joint (22) which connects it to the housing (2) at the upper end inside.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, after one of the patent claims 1 until 3 , characterized in that the oscillating mass (1, 10) or the magnet (15, 20) has a spherical shape and hangs from a lever (21) which is held at its upper end, with the centering axis aligned vertically, by a joint or ball joint (22) which connects it to the housing (2) at the upper end inside.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to claim 1 , characterized in that the oscillating mass (1, 10) is not stabilized by magnetic fields, but by direct, physical contact by at least three actuators (24, 25) arranged in a star shape on a plane, radially around a centering axis which lies on the longitudinal axis (7) of the trembling movement stabilizer housing, whose force vectors, dosed by the control, are arranged radially to the centering axis, counteracting the hand trembling movements in a neutralizing manner.

Trembling motion stabilizer for fine small craft tools, according to one of the preceding claims, characterized in that the centering axis of the magnet (15, 20) or of the oscillating mass (1, 10, 15) or the rotation axis of the oscillating mass is arranged parallel to the longitudinal axis (6) of a device (4) coupled to the housing (2) of the trembling motion stabilizer.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a control which automatically controls the intensity or the amplitude of the counter-oscillations which counteract the vibration movements in real time based on the data from the vibration sensor (12).

Trembling motion stabilizer for fine small craft tools, comprising - a housing (2), - a receiving shaft (31) or connecting element (17, 18) built into the housing (2), designed for a mechanical, detachable coupling with a small craft tool (4), - a flywheel (1) built into it, which is set into rapid rotation by a built-in electric motor (8), - an energy source (30), - a control (9).

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to patent claim 9 , characterized in that the rotational speed of the flywheel (1) can be controlled by a built-in electronic circuit or control.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to patent claim 9 or 10 , characterized in that it has at least two rapidly rotating flywheels whose axes of rotation are at an angle of 90° or approximately at right angles to each other.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting elements are magnets or Velcro fasteners or snap-in/clip fasteners or holding elements.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to patent claim 12 , characterized in that the multi-adapter device is freely adjustable or has at least two grippers or gripper arms that can hold onto a small device.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, according to patent claim 12 or 13 , characterized in that the gripper or the gripper arms are designed in the form of half rings or half hollow cylinders.

Vibration stabilizer for fine small craft tools, after one of the patent claims 12 until 14 , characterized in that the gripper or the gripper arms are manually or electrically operated by a built-in screw jack or spindle. mechanically driven, contracting or moving apart.