[发明专利]用于动力工具的检测系统

说明书

背景技术

已经开发了用于各种制造装备和动力工具的检测或感测系统。这样的检测系统可操作成通过检测或感测操作员接近装备的某个部分或操作员接触装备的某个部分，来触发某种类型的状态缓解机制。例如，已知在台锯中使用电容式接触感测系统来检测操作员和刀片的接触。然而，这种系统难以区分可能引起状态缓解机制的误激活的某些材料。因此，需要改进的并且更鲁棒的电容式接触感测系统。

发明内容

在一个一般方面，本发明涉及具有改进的检测系统的动力工具，该检测系统能够区分动力工具的可运动刀片和被认为应引起状态缓解系统或“反应系统”的激活的第一物体之间的接触，和刀片和被认为不应引起反应系统的激活的其它物体之间的接触。被认为应引起反应系统的激活的第一物体可以是例如动力工具的操作员的手指或手。当检测到刀片和第一物体之间的接触时，可以启动状态缓解系统(或“反应系统”)，以便禁止运动刀片(例如，通过停止其运动和/或改变其位置)。这种缓解动作可以缩短刀片和第一物体接触的持续时间，从而缓解对第一物体的潜在伤害。

根据各个实施例，动力工具可以采用基于可运动刀片和激励板之间的电容产生信号的电容式接触感测系统。驱动信号源可以与激励板进行通信，并且可以产生电容耦合到可运动刀片的驱动信号。可将电流传感器耦接到激励板，以便感测刀片吸取的电流，其可被称为“刀片电流信号”。在某些实施例中，除电流传感器以外或取代电流传感器，可以存在电压传感器，以便感测刀片上的电压降(例如，“刀片电压信号”)。电路(例如，处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、定制专用集成电路(ASIC)或其它适合的模拟或数字组件)可以实现基于刀片电流信号和/或刀片电压信号来区分第一物体和其它物体之间的接触的一个或多个算法。

根据一个示例算法，对刀片电流信号的能量和自适应触发阈值进行比较。当刀片电流信号的能量级超过自适应触发阈值时，指示可运动刀片和第一物体之间的接触。可以通过任意适合方法来确定刀片电流信号的能量级。例如，处理器可以从刀片电流信号产生同相分量信号和正交分量信号。可以按照这两个值确定刀片电流信号的能量级。可以通过对固定直流(DC)偏移和刀片电流信号的能量的均值的求和来确定自适应触发阈值。根据各个实施例，自适应触发阈值还包括对应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/或对应于感测刀片电流信号的能量的峰值检测器的输出的相加分量。

可以除了自适应触发算法之外，或结合自适应触发算法使用各种其它触发信号。例如，可以监视自适应触发阈值的改变率(例如，导数、方差等)。当改变率超过预定阈值时，可以指示第一物体和刀片之间的接触。另外，例如，频域触发信号可以指示刀片电流信号或刀片电压信号是否包括可能建议可运动刀片和第一物体之间的接触的高频人为信号。可以使用周期性触发信号来指示可能建议可运动刀片和第一物体之间的接触的刀片电流信号或刀片电压信号中的周期性的存在。

可以单独或组合使用各种触发信号。例如，可将多个不同的触发信号一起进行逻辑“或”，以便产生用于触发反应系统的一个合并信号。另外，例如可以按照多个输入信号的加权平均产生合成触发信号。应当理解，不同实施例在不同情况下表现出不同优点。然而，根据各个实施例，动力工具可以表现出区分第一物体和湿木材和/或经加压处理的木材的增加的灵敏性和能力。

附图说明

此处结合附图以示例方式描述本发明的各个实施例，其中：

图1是包括检测系统和反应系统的台锯的一个实施例的理想图；

图2是用于将刀片信号分解为I和Q分量的处理流程的一个实施例的方框图；

图3是用于检测指示第一物体和刀片之间的接触的状态的自适应触发阈值处理的一个实施例的方框图；

图4是示出了测量不同刀片状态下I和Q分量的相位的测试结果的图；

图5是包括附加自适应触发提升模块的用于检测指示第一物体和刀片之间的接触的状态的自适应触发阈值处理的另一个实施例的方框图；

图6是用于检测刀片能量信号中的高频人为信号的处理的一个实施例的方框图；

图7是用于检测刀片能量信号中的周期性的处理流程的一个实施例的方框图；和

图8是用于检测刀片与第一物体相接触的指示的基于模板的处理的一个实施例的方框图。

具体实施方式

根据各个实施例，本发明涉及具有可运动刀片的动力工具，诸如台锯。该动力工具包括用于检测刀片和物体之间的接触的基于电容式感测的检测器系统。反应系统与检测系统通信，并且当被检测系统触发时，进行状态缓解反应。