專利名稱：裝置,尤其是用于機(jī)床的保護(hù)傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了一種具有分析單元的裝置，該分析單元借助于接收的信號(hào)計(jì)算材料參 數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明從一種裝置出發(fā)，尤其從機(jī)床裝置出發(fā)，該裝置具有至少一個(gè)計(jì)算單元、至 少一個(gè)用于送出至少一個(gè)發(fā)送信號(hào)的發(fā)送單元、至少一個(gè)用于接收至少一個(gè)由發(fā)送信號(hào)激 發(fā)的接收信號(hào)的接收單元以及至少一個(gè)分析單元，設(shè)置該分析單元用于至少借助于接收信 號(hào)計(jì)算至少一個(gè)參數(shù)。建議設(shè)置計(jì)算單元用于將參數(shù)與至少一個(gè)借助于模型計(jì)算的比較參數(shù)進(jìn)行比較。 按本發(fā)明可以根據(jù)參數(shù)特別精確地導(dǎo)出關(guān)于借助于發(fā)送信號(hào)檢查的物體的信息?！坝?jì)算單 元”尤其具有處理器和存儲(chǔ)器。此外，特別設(shè)置發(fā)送單元用于發(fā)出電磁信號(hào)。此外，尤其設(shè) 置接收單元用于接收電磁信號(hào)。發(fā)送單元和接收單元尤其可以是一致的。“設(shè)置”應(yīng)該尤其 理解為專門地配備和/或設(shè)計(jì)和/或編程。“模型”尤其是一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)作為原物的代 表基于與其共同對(duì)于特定的任務(wù)重要的特性由第三系統(tǒng)進(jìn)行使用、選擇和/或提供，從而 為第三系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)或者簡(jiǎn)化對(duì)原物的理解、掌控和/或描述或者說(shuō)從而替代該原物。方程或 者方程組優(yōu)選基于所述模型，所述方程從至少一個(gè)物理定律中導(dǎo)出，該物理定律描述了特 定的物理過(guò)程。所述模型尤其可以是算法，該算法預(yù)先給出了用于分析方程的數(shù)字的方法。此外提出，所述參數(shù)是反射參量或者透射參量。由此能夠以快速的分析過(guò)程特別 簡(jiǎn)單地獲得關(guān)于被檢查的物體的信息?！胺瓷鋮⒘俊庇绕涫欠瓷湟蜃踊蛘叻瓷湎禂?shù)。類似 地，“透射參量”尤其是透射因子或者透射系數(shù)?！胺瓷湟蜃印焙汀巴干湟蜃印钡母拍钣绕鋸?高頻技術(shù)中是眾所周知的。反射因子或者說(shuō)透射因子以及反射系數(shù)或者說(shuō)透射系數(shù)尤其包 含在反射或者說(shuō)在透射時(shí)關(guān)于發(fā)送信號(hào)的振幅減弱的信息。此外，反射系數(shù)或者說(shuō)透射系 數(shù)包含關(guān)于相變的信息，發(fā)送信號(hào)在表面上反射時(shí)或者說(shuō)在透射時(shí)會(huì)發(fā)生相變。反射因子 或者說(shuō)透射因子尤其是復(fù)數(shù)。優(yōu)選將比較參數(shù)分配給模型的至少一個(gè)特征向量。由此能夠借助于至少一個(gè)信號(hào) 分析獲得特征向量的信息。當(dāng)所述模型借助于特征向量計(jì)算比較參數(shù)時(shí)，尤其將比較參數(shù) 分配給特征向量?！疤卣飨蛄俊庇绕涫且欢康木哂兄辽僖粋€(gè)特征參量的特征參量。所述特 征參量尤其可以是例如在模型計(jì)算時(shí)改變的和/或由操作者輸入的模型參數(shù)，或者是借助 于模型進(jìn)行的計(jì)算的結(jié)果。所述特征參量尤其是物理的參量，所述物理的參量表征被檢查 的物體的特性。在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，所述特征向量至少具有層的厚度，其與發(fā)送信號(hào) 的相互作用借助于模型來(lái)描述。以這種方式能夠獲得關(guān)于所述層的幾何形狀的信息。
所述特征向量有利地至少包括層的介電常數(shù)，其與發(fā)送信號(hào)的相互作用借助于模 型進(jìn)行描述。由此能夠獲得關(guān)于層的材料的信息。發(fā)送信號(hào)與層的“相互作用”尤其是發(fā) 送信號(hào)的至少部分的反射或者是發(fā)送信號(hào)的至少部分的透射。此外提出，所述特征向量至少具有層數(shù)，該層數(shù)說(shuō)明了借助于發(fā)送信號(hào)檢查的物 體的層的數(shù)量，在借助于模型進(jìn)行的計(jì)算中假定該數(shù)量。由此能夠?qū)崿F(xiàn)模型的較大的應(yīng)用 范圍。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述計(jì)算單元具有軟件，設(shè)置該軟件用于借助于模 型計(jì)算比較參數(shù)。以此能夠以靈活的方式求得比較參數(shù)。“軟件”尤其應(yīng)該理解為至少一個(gè) 程序?！俺绦颉庇绕涫侵噶畹募?，設(shè)置所述指令用于被至少一個(gè)處理器或者說(shuō)計(jì)算單元實(shí) 施，尤其將所述指令組合成一個(gè)單元，并且設(shè)置所述指令用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)任務(wù)。此外提出，所述裝置具有輸入單元用于輸入至少一個(gè)特征參量，軟件使用該特征 參量作為輸入值用于計(jì)算比較參數(shù)。以此能夠?qū)崿F(xiàn)高精度。此外，有利地設(shè)置所述軟件用于求得比較參數(shù)的值，該值實(shí)現(xiàn)了比較參數(shù)與參數(shù) 的最小的偏差。由此能夠有效地求得最佳的比較參數(shù)。比較參數(shù)與參數(shù)的“最小的”偏差 尤其是與其它借助于模型計(jì)算的比較參數(shù)相比是最小的。在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置軟件用于基于借助于模型計(jì)算的誤差大小來(lái) 區(qū)分至少兩個(gè)特征參量區(qū)域。以此能夠獲得關(guān)于特征參量的特別可靠的信息?！罢`差大小” 尤其是比較參數(shù)與參數(shù)的偏差?！疤卣鲄⒘繀^(qū)域”尤其是特征向量的特征參量的值域，其中 值域可以由一個(gè)唯一的數(shù)字組成。優(yōu)選所述發(fā)送信號(hào)是高頻信號(hào)，由此能夠進(jìn)一步提高精度?！案哳l信號(hào)”尤其是具 有至少兩千兆赫頻率的信號(hào)。此外，提出了一種保護(hù)傳感裝置，該保護(hù)傳感裝置具有所述裝置。以此能夠特別可 靠地識(shí)別人的組織。此外，尤其利用所述裝置提出一種方法，其中發(fā)出至少一個(gè)發(fā)送信號(hào)，接收至少一 個(gè)由發(fā)送信號(hào)激發(fā)的接收信號(hào)，至少借助于接收信號(hào)計(jì)算參數(shù)，并且將參數(shù)與至少一個(gè)借 助于模型計(jì)算的比較參數(shù)進(jìn)行比較。按本發(fā)明能夠根據(jù)參數(shù)特別精確地導(dǎo)出關(guān)于借助于發(fā) 送信號(hào)檢查的物體的信息。


其它優(yōu)點(diǎn)從下面的附圖描述中獲得。在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。附圖、說(shuō) 明書和權(quán)利要求包含大量組合特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員也有針對(duì)性地單個(gè)考慮所述特征并且 總結(jié)出其它有意義的組合。其中圖1是裝置連同位于測(cè)量位置中的有待檢查的物體的俯視圖，圖2是通過(guò)裝置分析物體的示意圖，圖3是具有測(cè)量曲線的圖表，以及圖4是具有圓鋸和保護(hù)傳感裝置的機(jī)床，該保護(hù)傳感裝置具有所述裝置。
具體實(shí)施例方式圖1示出了構(gòu)造成機(jī)床裝置的裝置30連同位于測(cè)量位置中的有待檢查的物體34 的示意圖。該裝置30具有發(fā)送單元12和接收單元14，所述發(fā)送單元和所述接收單元分別 固定在所述裝置30的基體32上。所述基體32包括分析單元16和計(jì)算單元10，該計(jì)算單 元具有存儲(chǔ)單元56。在第一工作模式中，所述發(fā)送單元12發(fā)出特定頻率的高頻發(fā)送信號(hào) Si，該發(fā)送信號(hào)在物體34上的反射形成了反射信號(hào)，該反射信號(hào)稱為接收信號(hào)E1。該接收 信號(hào)El由發(fā)送單元12接收，該發(fā)送單元也形成了接收單元14。此外，所述發(fā)送信號(hào)Sl的 一部分穿過(guò)物體34透射。該部分形成了透射信號(hào)，該透射信號(hào)由接收單元14接收并且稱 為接收信號(hào)E2。所述分析單元16借助于發(fā)送信號(hào)Sl和接收信號(hào)E2計(jì)算參數(shù)Pl，該參數(shù)是位于測(cè) 量位置中的物體34沿著發(fā)送信號(hào)Sl的傳播方向的透射因子(也參見(jiàn)圖2)。為此設(shè)置計(jì)算 單元10，用于將參數(shù)Pl與比較參數(shù)Vl進(jìn)行比較，該比較參數(shù)是物體34在模型M中的透射 因子并且計(jì)算單元10的軟件借助于模型M計(jì)算該比較參數(shù)。該模型M將物體34模擬成由 直接相互跟隨的方形的并且均質(zhì)的層22、24的集合，在所述層中每個(gè)層22、24直接鄰接最 多兩個(gè)其它的層22、24。在此，相互鄰接的層22、24的方形側(cè)36、38在尺寸不為零的面積上 直接相互貼靠。為了計(jì)算比較參數(shù)Vl，模型M需要特征向量52，該特征向量包括多個(gè)特征參 量(圖2)。第一特征參量例如是所述層22、24的數(shù)量，所述模型M借助于所述層來(lái)模擬物 體34。模型M的其它特征參量例如是該層22、24的厚度18、20以及其介電常數(shù)。所述特征 參量要么是已知的并且能夠由操作者輸入，要么是未知的參量，必要時(shí)是有待求得的參量， 該參量例如在借助于模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)進(jìn)行假定。此外，假定信號(hào)的碰到所述層22、24之一 的波正面的所有點(diǎn)同時(shí)碰到該層上。利用該假設(shè)，可以解開(kāi)所述層22、24的集合中的麥克 斯韋方程以及在鄰接的空間區(qū)域中的麥克斯韋方程，使得計(jì)算單元10能夠用特征向量52 計(jì)算比較參數(shù)VI。以這種方式給比較參數(shù)Vl分配了特征向量52。此外，為此設(shè)置了軟件，用于求得比較參數(shù)Vl的值，該值實(shí)現(xiàn)了比較參數(shù)Vl與參 數(shù)Pl的最小偏差A(yù)B。此外，計(jì)算單元10借助于軟件為各個(gè)特征參量的值的不同的值組合 計(jì)算比較參數(shù)Vl的值?？蛇x地，可以由使用者A通過(guò)輸入單元26在模型M中確定使用者A 已知的特征參量。所述軟件為每種值組合計(jì)算相應(yīng)的比較參數(shù)Vl并且找到最佳的值組合， 對(duì)于該最佳的值組合來(lái)說(shuō)所配屬的比較參數(shù)Vl與其它值組合的計(jì)算的比較參數(shù)Vl相比具 有與由分析單元16計(jì)算的參數(shù)Pl的最小的偏差A(yù)B。最佳的值組合形成了最佳的特征向量 54。例如能夠求得最小的偏差，方法是改變所述層的由模型M假定的數(shù)量。從相應(yīng)于最小 偏差的特征向量54中可以讀出所述層的實(shí)際數(shù)量。如果使用者A已知了層數(shù)，那么使用者 可以輸入該數(shù)目。由此提高了在求得物體34的其它物理參數(shù)例如層厚時(shí)的精度。在另一種工作模式中，使用額外的信息用于確定最佳的特征向量54。在此，由分 析單元16為所述發(fā)送信號(hào)Sl和由接收單元14發(fā)出的發(fā)送信號(hào)S2計(jì)算所述參數(shù)Pl和同 樣是透射因子的參數(shù)P2，并且借助于形成接收信號(hào)E1、E3的反射信號(hào)計(jì)算作為反射因子的 參數(shù)P3和P4。在接收所述接收信號(hào)El時(shí)，所述發(fā)送單元12作為接收單元起作用。所述 發(fā)送信號(hào)S2從接收單元14出發(fā)，由物體34改性并且隨后由發(fā)送單元12作為接收信號(hào)E4 接收。在該工作模式中，借助于模型M類似于已經(jīng)描述的對(duì)比較參數(shù)Vl的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算 其它比較參數(shù)V2、V3和V4，其中比較參數(shù)V2是發(fā)送信號(hào)S2的透射因子。所述比較參數(shù)V3
5和V4是發(fā)送信號(hào)Sl和S2的反射因子。由計(jì)算單元10借助于模型M計(jì)算的比較參數(shù)VI、 V2、V3、V4與由分析單元16計(jì)算的參數(shù)Pl到P4進(jìn)行比較，并且二次誤差分別計(jì)算到各個(gè) 因子中并且積累到總誤差中。計(jì)算單元10求得特征向量54，該特征向量與其它使用的特征 向量52相比具有最小的總誤差并且由此具有最小的偏差A(yù)B。原則上也可以考慮其它處理 方式或者說(shuō)算法，從而找到具有最小總誤差的特征向量54。所述裝置30提供了其它用于確定所述物體是否具有兩個(gè)或者更多個(gè)層22、24的 方案。此外，為此設(shè)置軟件，用于根據(jù)借助于模型M計(jì)算的誤差大小來(lái)區(qū)分至少兩個(gè)特征參 量區(qū)域?？梢愿鶕?jù)所計(jì)算的誤差、尤其是在所述物體34只具有一個(gè)層的第一情況和所述物 體34具有至少兩個(gè)層的第二情況之間進(jìn)行區(qū)分。在圖1所示的所述物體34具有兩個(gè)層 22,24的例子中，假定使用者A借助于輸入單元26輸入層數(shù)“一”。隨后借助于模型M求得 總誤差。在具有兩個(gè)層22、24的物體34中，總誤差超過(guò)了閾值，那么軟件得出結(jié)論，所述物 體34由至少兩個(gè)層22、24組成。另一方案在于比較反射因子。如果為了其計(jì)算使用了由發(fā)送單元12發(fā)出的發(fā)送 信號(hào)Sl的反射因子與為了其計(jì)算使用了由接收單元14發(fā)出的具有與由發(fā)送單元12發(fā)出 的發(fā)送信號(hào)Sl相同頻率的發(fā)送信號(hào)S2的反射因子有偏差(圖3)，那么所述物體具有至少 兩個(gè)層22、24。此外，圖3示出了兩個(gè)反射因子的數(shù)值關(guān)于發(fā)送信號(hào)的不同頻率的參考常數(shù) 的對(duì)數(shù)關(guān)系，其中在這種情況下層22由人的組織構(gòu)成并且層24由木頭構(gòu)成。對(duì)于曲線48 來(lái)說(shuō)，發(fā)送單元12發(fā)出了發(fā)送信號(hào)Si，對(duì)于曲線50來(lái)說(shuō)，接收單元14發(fā)出了發(fā)送信號(hào)S2。所述裝置30除了兩種已經(jīng)描述的工作模式之外還具有四個(gè)其它的工作模式。在 第三工作模式中，僅僅將作為兩個(gè)反射系數(shù)的參數(shù)P3、P4之一與配屬的比較參數(shù)V3或者說(shuō) V4進(jìn)行比較，從而計(jì)算總誤差。在另一種工作模式中，為了計(jì)算總誤差將參數(shù)P3和P4與比 較參數(shù)V3和V4進(jìn)行比較。參數(shù)P3、P4之一與參數(shù)P1、P2之一在第五工作模式中與配屬的 比較參數(shù)V3或者說(shuō)V4以及Vl或者說(shuō)V2進(jìn)行比較，從而確定最佳的特征向量54。在另一 種工作模式中，將所述參數(shù)P3和P4以及所述參數(shù)PI、P2之一與相應(yīng)的比較參數(shù)V3、V4和 Vl或者說(shuō)V2進(jìn)行比較從而確定總誤差。圖4示出了具有構(gòu)造成圓鋸的工具40以及保護(hù)傳感裝置28的機(jī)床，該保護(hù)傳感 裝置具有所述裝置30。為了分開(kāi)木板42，將木板手動(dòng)地朝工具40運(yùn)動(dòng)。通過(guò)所述裝置30 尤其監(jiān)控緊靠工具40的危險(xiǎn)區(qū)域46。借助于上面描述的測(cè)量方法和計(jì)算方法，能夠通過(guò)所 述裝置30識(shí)別人的組織在危險(xiǎn)區(qū)域46中的存在性。如果手44運(yùn)動(dòng)到危險(xiǎn)區(qū)域46中，那 么由所述裝置30檢測(cè)到該手并且隨后采取安全措施。此外，保護(hù)傳感裝置28與執(zhí)行單元 作用連接，設(shè)置該執(zhí)行單元用于實(shí)施安全措施。例如可以在識(shí)別出危險(xiǎn)情況時(shí)由執(zhí)行單元 停止工具40的運(yùn)行。在其它實(shí)施方式中，可以將工具40行駛到使用者不能靠近的位置中， 或者可以通過(guò)保護(hù)裝置遮蓋所述工具40。
權(quán)利要求
裝置、尤其是機(jī)床裝置，該裝置具有至少一個(gè)計(jì)算單元(10)、至少一個(gè)用于發(fā)出至少一個(gè)發(fā)送信號(hào)(S1、S2)的發(fā)送單元(12)、至少一個(gè)用于接收至少一個(gè)由所述發(fā)送信號(hào)(S1、S2)激發(fā)的接收信號(hào)(E1、E2、E3、E4)的接收單元(14)以及至少一個(gè)分析單元(16)，設(shè)置該分析單元用于至少借助于所述接收信號(hào)(E1、E2、E3、E4)計(jì)算至少一個(gè)參數(shù)(P1、P2、P3、P4)，其特征在于，設(shè)置所述計(jì)算單元(10)用于將所述參數(shù)(P1、P2、P3、P4)與至少一個(gè)借助于模型(M)計(jì)算的比較參數(shù)(V1、V2、V3、V4)進(jìn)行比較。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述參數(shù)(P1、P2、P3、P4)是反射參量或者 透射參量。
3.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，將所述比較參數(shù)(V1、V2、V3、 V4)分配給所述模型的至少一個(gè)特征向量(52、54)。
4.按權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述特征向量(52、54)至少具有層(22、24) 的厚度(18、20)，所述層與所述發(fā)送信號(hào)(Si、S2)的相互作用借助于所述模型(M)進(jìn)行描 述。
5.按權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述特征向量(52、54)至少 包括層(22、24)的介電常數(shù)，所述層與所述發(fā)送信號(hào)(S1、S2)的相互作用借助于所述模型 (M)進(jìn)行描述。
6.按權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述特征向量(52、54)至少 具有層數(shù)，該層數(shù)說(shuō)明了借助于所述發(fā)送信號(hào)(S1、S2)檢查的物體(34)的層(22、24)的數(shù) 量，在借助于所述模型(M)進(jìn)行的計(jì)算中假定該數(shù)量。
7.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元(10)具有軟件， 設(shè)置該軟件用于借助于所述模型(M)計(jì)算所述比較參數(shù)(V1、V2、V3、V4)。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，設(shè)有用于輸入至少一個(gè)特征參量的輸入單 元(26)，所述軟件利用所述特征參量作為輸入值來(lái)計(jì)算所述比較參數(shù)(V1、V2、V3、V4)。
9.按權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置所述軟件用于求得所述 比較參數(shù)(VI、V2、V3、V4)的值，所述值實(shí)現(xiàn)了所述比較參數(shù)(VI、V2、V3、V4)與所述參數(shù) (P1、P2、P3、P4)的最小的偏差(AB)。
10.按權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置所述軟件用于基于借助 于所述模型(M)計(jì)算的誤差大小來(lái)區(qū)分至少兩個(gè)特征參量區(qū)域。
11.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)送信號(hào)(S1、S2)是高頻 信號(hào)。
12.具有按權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的裝置(30)的保護(hù)傳感裝置(28)。
13.方法、尤其利用按權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的裝置(30)，其中，發(fā)出至少一個(gè) 發(fā)送信號(hào)(Si、S2)；接收至少一個(gè)由所述發(fā)送信號(hào)(Si、S2)激發(fā)的接收信號(hào)(El、E2、E3、 E4)；至少借助于所述接收信號(hào)(E1、E2、E3、E4)計(jì)算參數(shù)(P1、P2、P3、P4)；并且將所述參數(shù) (P1、P2、P3、P4)與至少一個(gè)借助于模型(M)計(jì)算的比較參數(shù)(V1、V2、V3、V4)進(jìn)行比較。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置、尤其是機(jī)床裝置，其具有至少一個(gè)計(jì)算單元(10)、至少一個(gè)用于發(fā)出至少一個(gè)發(fā)送信號(hào)(S1、S2)的發(fā)送單元(12)、至少一個(gè)用于接收至少一個(gè)由所述發(fā)送信號(hào)(S1、S2)激發(fā)的接收信號(hào)(E1、E2、E3、E4)的接收單元(14)以及至少一個(gè)分析單元(16)，設(shè)置該分析單元用于至少借助于所述接收信號(hào)(E1、E2、E3、E4)計(jì)算至少一個(gè)參數(shù)(P1、P2、P3、P4)。建議設(shè)置所述計(jì)算單元(10)用于將所述參數(shù)(P1、P2、P3、P4)與至少一個(gè)借助于模型(M)計(jì)算的比較參數(shù)(V1、V2、V3、V4)進(jìn)行比較。
文檔編號(hào)F16P3/14GK101910961SQ200880124448
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者A·W·希斯, H·布勞恩, M·馬勒, R·克拉普夫 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司