[发明专利]动力工具操作者保护系统和方法

说明书

一种动力工具操作者保护系统，包括：多个可穿戴位置传感器，其被配置为由手持式动力工具的操作者穿戴；动力工具位置传感器，其被配置为检测手持式动力工具的位置；以及处理设备，其被配置为基于各个可穿戴传感器相对于彼此的相互位置来生成操作者的模型，所述相互位置定义操作者的姿势；将操作者的多个肢体(32a‑g)中的每一个与相应的保护体积(30a‑g)相关联；以及基于动力工具相对于保护体积(30a‑g)的位置和/或运动，指示工作器具进入保护体积(30a‑g)的迫切危险，生成保护信号。

技术领域

本发明涉及一种动力工具操作者保护系统，以及一种保护手持式动力工具的操作者免受伤害的方法。

背景技术

US2010/0064532A1提出了一种动力工具操作者保护系统，旨在保护链锯操作者免于割伤他/她自己。该系统保持跟踪放置在链锯切割杆上的传感器与操作者身体之间的间隔距离，并且如果间隔距离在阈值内，则停止动力工具。然而，需要一种更高效、准确、可靠的保护系统。

发明内容

本发明的目的是解决或至少减轻上述问题的部分或全部。为此，提供了一种动力工具操作者保护系统，其包括：多个可穿戴位置传感器，其被配置为由手持式动力工具的操作者穿戴；动力工具位置传感器，其被配置为检测手持式动力工具的位置；以及处理设备，其被配置为：从可穿戴位置传感器和动力工具位置传感器接收位置数据；基于从可穿戴位置传感器接收的位置数据，生成操作者的模型，该模型表示操作者的姿势并且基于各个可穿戴传感器相对于彼此的相互位置；根据该模型的表示，将操作者的多个肢体中的每个肢体与相应的保护体积相关联；基于从动力工具位置传感器接收的位置数据，确定动力工具的工作器具的位置；以及基于动力工具相对于保护体积的位置和/或运动，指示工作器具进入保护体积的迫切危险，生成保护信号。保护信号可以提醒使用者或启动工具的安全功能，从而可以减少由于工作器具与操作者身体接触而发生事故的风险。根据一个实施例，处理设备可以被配置为基于工作器具已经进入保护体积的边界生成保护信号。

根据其他实施例，当工作器具邻近保护体积时，可已经生成保护信号。可穿戴位置传感器可以被配置为与处理设备无线通信。类似地，动力工具位置传感器可以被配置为与处理设备无线通信。可替代地，处理设备可以机械地与动力工具位置传感器或可穿戴位置传感器集成和连线。操作者的模型可以是骨架模型，或者允许定义操作者姿势的任何其他合适的操作者的表示。

根据实施例，处理设备可进一步被配置为将动力工具的工作器具与工作器具模型相关联；并确定是否存在工作器具模型与保护体积重叠的迫切危险。因此，可以考虑动力工具的几何形状，从而可以使用例如更靠近身体的细长工作器具进行工作。工作器具模型可以在一个、两个或三个维度中表示工作器具。此外，动力工具位置传感器可以安装到动力工具的与工作器具几何分离的部分，同时仍然允许精确地触发保护信号。例如，只要动力工具的工作器具的模型保持在保护体积之外，就可以允许动力工具位置传感器进入保护体积而不触发保护信号的生成。

根据实施例，处理设备可进一步被配置为将动力工具的工作器具与工作器具体积相关联；并确定是否存在工作器具体积与保护体积重叠的迫切危险。

根据实施例，处理设备可进一步被配置为：确定工作器具接近保护体积的速度，以及基于确定的速度调整用于生成保护信号的安全距离。因此，可以允许操作者在工作器具靠近身体的情况下操作动力工具，而不生成任何保护信号，同时仍然保持高水平的安全性。很大一部分链锯回跳(kickback)事故是在引导杆相对远离操作者身体的情况下发生的，并且响应于这种事故相对早期生成保护信号可以提高操作者的安全性。

根据一些实施例，处理设备可以被配置为基于保护信号停止动力工具的工作器具。根据其它实施例，可以允许工作器具以减小的功率继续，或者可以致动机械保护元件以防止工作器具与操作者身体之间的接触。