[發明專利]用于動力工具的檢測系統

有效

• 申請號: 200980140530.3
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN102187176A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: V·泰泰爾鮑姆;D·莫斯托非;R·蘇普倫安特
• 申請（專利權）人: 動力工具研究院
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;H02H5/12;B23D47/08;B23Q11/00;B27B5/38;B27G19/02;F16P3/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 曹瑾

背景技術

已經開發了用于各種制造裝備和動力工具的檢測或感測系統。這樣的檢測系統可操作成通過檢測或感測操作員接近裝備的某個部分或操作員接觸裝備的某個部分，來觸發某種類型的狀態緩解機制。例如，已知在臺鋸中使用電容式接觸感測系統來檢測操作員和刀片的接觸。然而，這種系統難以區分可能引起狀態緩解機制的誤激活的某些材料。因此，需要改進的并且更魯棒的電容式接觸感測系統。

發明內容

在一個一般方面，本發明涉及具有改進的檢測系統的動力工具，該檢測系統能夠區分動力工具的可運動刀片和被認為應引起狀態緩解系統或“反應系統”的激活的第一物體之間的接觸，和刀片和被認為不應引起反應系統的激活的其它物體之間的接觸。被認為應引起反應系統的激活的第一物體可以是例如動力工具的操作員的手指或手。當檢測到刀片和第一物體之間的接觸時，可以啟動狀態緩解系統(或“反應系統”)，以便禁止運動刀片(例如，通過停止其運動和/或改變其位置)。這種緩解動作可以縮短刀片和第一物體接觸的持續時間，從而緩解對第一物體的潛在傷害。

根據各個實施例，動力工具可以采用基于可運動刀片和激勵板之間的電容產生信號的電容式接觸感測系統。驅動信號源可以與激勵板進行通信，并且可以產生電容耦合到可運動刀片的驅動信號。可將電流傳感器耦接到激勵板，以便感測刀片吸取的電流，其可被稱為“刀片電流信號”。在某些實施例中，除電流傳感器以外或取代電流傳感器，可以存在電壓傳感器，以便感測刀片上的電壓降(例如，“刀片電壓信號”)。電路(例如，處理器、現場可編程門陣列(FPGA)、定制專用集成電路(ASIC)或其它適合的模擬或數字組件)可以實現基于刀片電流信號和/或刀片電壓信號來區分第一物體和其它物體之間的接觸的一個或多個算法。

根據一個示例算法，對刀片電流信號的能量和自適應觸發閾值進行比較。當刀片電流信號的能量級超過自適應觸發閾值時，指示可運動刀片和第一物體之間的接觸。可以通過任意適合方法來確定刀片電流信號的能量級。例如，處理器可以從刀片電流信號產生同相分量信號和正交分量信號。可以按照這兩個值確定刀片電流信號的能量級。可以通過對固定直流(DC)偏移和刀片電流信號的能量的均值的求和來確定自適應觸發閾值。根據各個實施例，自適應觸發閾值還包括對應于由同相分量和正交分量形成的矢量的相位的方差的相加分量，和/或對應于感測刀片電流信號的能量的峰值檢測器的輸出的相加分量。

可以除了自適應觸發算法之外，或結合自適應觸發算法使用各種其它觸發信號。例如，可以監視自適應觸發閾值的改變率(例如，導數、方差等)。當改變率超過預定閾值時，可以指示第一物體和刀片之間的接觸。另外，例如，頻域觸發信號可以指示刀片電流信號或刀片電壓信號是否包括可能建議可運動刀片和第一物體之間的接觸的高頻人為信號。可以使用周期性觸發信號來指示可能建議可運動刀片和第一物體之間的接觸的刀片電流信號或刀片電壓信號中的周期性的存在。

可以單獨或組合使用各種觸發信號。例如，可將多個不同的觸發信號一起進行邏輯“或”，以便產生用于觸發反應系統的一個合并信號。另外，例如可以按照多個輸入信號的加權平均產生合成觸發信號。應當理解，不同實施例在不同情況下表現出不同優點。然而，根據各個實施例，動力工具可以表現出區分第一物體和濕木材和/或經加壓處理的木材的增加的靈敏性和能力。

附圖說明

此處結合附圖以示例方式描述本發明的各個實施例，其中：

圖1是包括檢測系統和反應系統的臺鋸的一個實施例的理想圖；

圖2是用于將刀片信號分解為I和Q分量的處理流程的一個實施例的方框圖；

圖3是用于檢測指示第一物體和刀片之間的接觸的狀態的自適應觸發閾值處理的一個實施例的方框圖；

圖4是示出了測量不同刀片狀態下I和Q分量的相位的測試結果的圖；

圖5是包括附加自適應觸發提升模塊的用于檢測指示第一物體和刀片之間的接觸的狀態的自適應觸發閾值處理的另一個實施例的方框圖；

圖6是用于檢測刀片能量信號中的高頻人為信號的處理的一個實施例的方框圖；

圖7是用于檢測刀片能量信號中的周期性的處理流程的一個實施例的方框圖；和

圖8是用于檢測刀片與第一物體相接觸的指示的基于模板的處理的一個實施例的方框圖。

具體實施方式

根據各個實施例，本發明涉及具有可運動刀片的動力工具，諸如臺鋸。該動力工具包括用于檢測刀片和物體之間的接觸的基于電容式感測的檢測器系統。反應系統與檢測系統通信，并且當被檢測系統觸發時，進行狀態緩解反應。