具有基于接近度的熱剖析的電動工具及其方法
【技術領域】
[0001]本公開大體涉及電動工具，并且更具體地涉及用于對人與電動工具中的移動器具之間的接近度進行檢測的系統和方法。
【背景技術】
[0002]檢測或感測系統已經被開發(fā)用于與各種類型的制造裝備和電動工具一起使用。這樣的檢測系統可操作地通過對操作者的特定附肢與裝備的特定部分的接觸進行檢測或感測來觸發(fā)反應設備。例如，本領域中已知的臺鋸中的電容式接觸感測系統對操作者與刀片之間的接觸進行檢測，并且諸如制動器或刀片撤回設備的反應設備停止刀片的運動或者將刀片從與人的接觸移開。
[0003]現有檢測系統一般被配置為在停止刀片的運動之前對諸如鋸片的電動工具的移動部分與人體的附肢或其他部分之間的接觸進行識別?，F有系統對與人的附肢的直接接觸進行檢測，或者通過在不超過幾毫米的距離處進行電容式耦合來對到人的附肢的極端接近度進行檢測?？紤]到最小檢測距離，現有系統通常要求在諸如I毫秒內的非常短的時間段內停止移動鋸片或其他器具的高精度機構。鑒于這些缺陷，使得能夠在不要求附肢與器具之間的直接接觸的情況下對人的附肢與電動工具中的移動器具之間的潛在接觸進行識別的對檢測系統的改進將是有益的。

【發(fā)明內容】

[0004]在一個實施例中，已經開發(fā)了一種電動工具。所述電動工具包括:致動器，其被配置為使器具移動；紅外傳感器，其被配置為生成與接近所述器具的區(qū)域相對應的溫度數據，在所述區(qū)域中，多個對象靠近所述器具；距離傳感器，其被定位在距所述器具的預定距離處并且被配置為生成與接近所述器具的所述區(qū)域中的所述多個對象相對應的距離數據；以及控制器，其可操作地連接到所述紅外傳感器、所述距離傳感器以及所述致動器。所述控制器被配置為:操作所述致動器以使所述器具移動；參考從所述紅外傳感器接收的所述溫度數據來對在接近所述器具的所述區(qū)域中具有在預定溫度范圍內的溫度的對象的存在進行識別；參考從所述距離傳感器接收的所述距離數據來對所述器具與具有在所述預定溫度范圍內的所述溫度的所述對象之間的距離進行識別；并且響應于所述器具與具有所述預定溫度范圍的所述溫度的所述對象之間的所識別的距離小于預定閾值而停止對所述器具的移動。
[0005]在另一實施例中，已經開發(fā)了一種操作電動工具的方法。所述方法包括:操作致動器以使與所述電動工具相關聯的器具移動；參考從紅外傳感器接收的溫度數據來對在接近所述器具的區(qū)域中具有在預定溫度范圍內的溫度的對象的存在進行識別；參考從距離傳感器接收的距離數據來對具有在所述預定溫度范圍內的所述溫度的所述對象與所述器具之間的距離進行識別；并且響應于所述器具與具有在所述預定溫度范圍內的所述溫度的所述對象之間的所識別的距離小于預定閾值而停止對所述器具的移動。
【附圖說明】
[0006]圖1是臺鋸的透視圖，所述臺鋸被配置為對靠近鋸中的鋸片的對象進行識別并且在臺鋸與人之間的接觸之前停用驅動臺鋸的電機；
[0007]圖2是圖1的臺鋸的平面圖；
[0008]圖3是用于當人體的一部分也在與電動工具相關聯的移動器具的預定距離內時停止電動工具中的器具的運動的過程的流程圖；
[0009]圖4是用于當人體的一部分以大于預定速率向器具移動時停止電動工具中的器具的運動的過程的流程圖；并且
[0010]圖5是用于當人體的一部分在到距器具的最小預定距離的估計到達時間小于預定閾值的情況下向器具移動時停止電動工具中的器具的運動的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]出于促進對本文描述的實施例的原理的理解的目的，現在對附圖和下面撰寫的說明書中的描述進行參考。這些參考不旨在對主題的范圍進行限制。本專利還包含對圖示的實施例的任何更改和修改以及如對本文檔所屬領域的技術人員將通常進行的對描述的實施例的原理的另外的應用。
[0012]如本文所使用的，術語“電動工具”指的是具有由致動器移動的一個或多個移動部分的任何工具，致動器例如電機、內燃機、液壓缸或氣壓缸等。例如，電動工具包括但不限于:斜面鋸、斜切鋸、臺鋸、圓鋸、往復鋸、機動鋸、帶鋸、冷鋸、切割機、沖擊驅動、角磨機、鉆孔機、接合器、打釘驅動器、磨砂機、修剪器和刨槽機。如本文所使用的，術語“器具”指的是在電動工具的操作期間至少部分地被暴露的電動工具的移動部分。電動工具中的器具的范例包括但不限于，旋轉且往復的鋸片、鉆頭、銑刀、磨盤、磨輪等。如下文所描述的，與電動工具集成的監(jiān)測系統被用于停止對器具的移動以避免在器具正在移動的同時人類操作者與器具之間的接觸。
[0013]圖1描繪了臺鋸100。臺鋸100包括臺104，通過臺104臺鋸108延伸以切割諸如木材片的工件。臺鋸100還包括電機112、鋸尾刀116、紅外傳感器120、距離測定傳感器124、刀片制動器132以及控制器140。臺104、刀片108以及電機112的一般配置是本領域眾所周知用于在切割工件中使用的，并且在本文中不再更詳細地進行描述。額外地，類似于鋸尾刀116的鋸尾刀對于本領域是已知的，但是現有鋸尾刀不包含諸如紅外傳感器120和距離測定傳感器124的傳感器。為簡潔起見，從圖1省略了在臺鋸中常用的一些部件，例如用于工件的引導、刀片高度調節(jié)機構以及刀片護罩。
[0014]在鋸100中，紅外傳感器120和距離測定傳感器124兩者都被安裝到鋸片108上面的鋸尾刀116。紅外傳感器120例如是生成在從鋸尾刀116延伸的區(qū)域150中的對象的圖像數據的熱成像設備。區(qū)域150在形狀上近似是圓錐形的，并且沿著臺104上的臺鋸108的長度延伸。距離測定傳感器124是生成與距離測定器124與區(qū)域150中的一個或多個對象之間的距離相對應的數據的激光距離測定器或其他距離測定設備。在鋸100中，鋸尾刀116被定位在距鋸片100的預定距離處，并且鋸尾刀116當在操作期間調節(jié)鋸片108時隨鋸片108而移動。因此，距離測定傳感器124在對鋸的操作期間被定位在距鋸片108的預定距離處。
[0015]控制器140可操作地連接到電機112、紅外傳感器120、距離測定傳感器124以及制動器132?？刂破?40包括一個或多個數字邏輯設備，包括通用中央處理單元(CPU)、微控制器、現場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)和適合于對鋸100的操作的任何其他數字邏輯設備。控制器140包括存儲器142，存儲器142存儲用于對控制器140的操作的編程指令，并且任選地存儲從紅外傳感器120和距離測定傳感器124接收的數據。在一個配置中，存儲器142存儲針對區(qū)域150中的一個或多個對象的溫度數據和距離數據以在一段時間內跟蹤對象的移動的方向和移動的速率。
[0016]在操作期間，控制器140從紅外傳感器120接收與區(qū)域150中的一個或多個對象的溫度相對應的數據，并且控制器140從距離測定傳感器124接收與距離測定傳感器124與區(qū)域150中的一個或多個對象之間的距離相對應的數據?？刂破?40還參考距離測定傳感器124與對象之間的距離以及距離測定傳感器124與刀片108之間的預定距離兩者來對對象與鋸片108之間的距離進行識別。如下文更詳細描述的，如果從紅外傳感器120和距離測定傳感器124接收的數據指示人類操作者的附肢或其他部分在鋸片108的預定距離內或如果人類操作者的運動指示可能與鋸片108接觸，則控制器140停用電機112并且操作制動器132。
[0017]在操作期間，電機11