具有用于檢測器具和物體之間的接觸的電路的電動工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體涉及一種電動工具，并且更具體地，涉及一種檢測人和電動工具的運 動器具之間的接觸的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 檢測或傳感系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)展用于與多種制造設(shè)備和電動工具一起使用。這樣的檢 測系統(tǒng)可操作為通過檢測或感應(yīng)操作者的某些部位與所述設(shè)備的某些部件的接近或接觸 來而觸發(fā)反應(yīng)裝置。例如，桌鋸上已有的電容接觸傳感系統(tǒng)檢測操作者和刀片之間的接觸。
[0003] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的與桌鋸1結(jié)合的基于電容感應(yīng)的檢測系統(tǒng)90。檢測系統(tǒng) 90產(chǎn)生與桌鋸1的可運動刀片22電耦合的激勵電壓并且檢測由刀片22引起的電流。當?shù)?片22與導電物體接觸（如操作者的手、指部、或其它身體部位以及工件）時，被檢測的電流 和/或激勵電壓的振幅或相位發(fā)生變化。該變化的特性用來觸發(fā)反應(yīng)系統(tǒng)92的操作。反 應(yīng)系統(tǒng)92例如通過施加制動以終止刀片22的運動和/或通過使刀片22從切割區(qū)落下或 移去來結(jié)束刀片22的操作。一種示例性反應(yīng)系統(tǒng)92利用爆炸電荷將止動件（未示出）驅(qū) 入刀片22從而阻止刀片22的運動。在此基礎(chǔ)上或替代地，一種示例性反應(yīng)系統(tǒng)92使刀片 支撐元件（未示出）落下或倒塌從而將刀片22驅(qū)至桌子14的表面下方。
[0004] 圖1示出的檢測系統(tǒng)90的實施例包括在線路12上產(chǎn)生隨時間變化的信號的振 蕩器10。該隨時間變化的信號為任何合適類型的信號，包括例如正弦波、多個正弦波之和、 線性調(diào)頻波形、噪聲信號等等。所述信號的頻率選取為能夠區(qū)別諸如指部或手的第一物體 和諸如木頭或被電動工具切割的其它材料的第二物體的接觸。在圖1的實施例中，頻率為 I. 22MHz，但是其它頻率和非正弦波形也可被使用。振蕩器10電氣連接至地面接地，從而使 提供能量以操作桌鋸14的AC電源能夠使得檢測系統(tǒng)和桌鋸共同接地至地面接地。如圖1 所示，刀片22豎直地設(shè)置在由桌鋸14 (或工作面或切割面或平臺）限定的開口中。
[0005] 振蕩器10通過線路12連接至兩個電壓放大器或緩沖器16、18。第一電壓放大器 16具有連接至線路20的輸出部，該線路20操作性地將振蕩器的輸出部連通至鋸割刀片 22。電流傳感器24操作性地將來自線路20的信號聯(lián)接耦合在為放大器28饋送的線路26 上，放大器28的輸出部通過線路32連接至處理器30。電流傳感器24例如為電流感應(yīng)變壓 器、電流感應(yīng)電阻器、霍爾效應(yīng)電流感應(yīng)器件、或別的合適類型的電流傳感器。來自處理器 30的輸出線路34操作性地連接至反應(yīng)系統(tǒng)92,從而如果預(yù)定的條件被檢測到從而表明例 如刀片22和第一物體之間接觸，則使得處理器30觸發(fā)反應(yīng)系統(tǒng)92。
[0006] 線路26上的信號表示由刀片22引起的瞬時電流。由于鋸割刀片22在桌鋸的操 作期間處于運動，因此上述連接通過與刀片22大致平行地安裝的激勵板36實現(xiàn)。所述板 36由第一電壓放大器16驅(qū)動，并且在圖1的實施例中構(gòu)造為相對于刀片22具有接近IOOpF 的電容。所述板36相對于刀片22的側(cè)部被保持在穩(wěn)定位置。激勵板36構(gòu)造為隨著刀片 22的高度和斜角在桌鋸1的操作期間被調(diào)整而追隨刀片22。
[0007] 在圖1的實施例中，第一物體和桌鋸14(或如果有電力線路接地部分則為電力線 路接地部分）之間的電容位于接近30-50pF的范圍內(nèi)。當激勵板36和鋸割刀片22之間的 電容超過第一物體和桌鋸14之間的電容時，檢測閾值不會過分地受到板一刀片電容的變 化的影響。在圖1的構(gòu)造中，板36平行于刀片22地布置在刀片22抵著心軸37停靠的一 側(cè)上，由此使得刀片厚度的變化不影響刀片22和板36之間的空隙。包括心軸軸承或套筒 與軸件或刀片的接觸而實現(xiàn)的接觸在內(nèi)的其它激勵方法也可被用來產(chǎn)生相同的效果。
[0008] 在檢測系統(tǒng)90中，第二放大器18連接至護具38。并且放大器18將護具38驅(qū)動 至與激勵板36具有相同的電位。并且，檢測系統(tǒng)90中的傳感器選擇性地監(jiān)測護具38引起 的電流水平。在圖1的結(jié)構(gòu)中，護具38環(huán)繞刀片22在桌子14下方延伸，并且在桌子14的 上方與刀片22隔開某一距離。護具38的構(gòu)造減小了刀片22和桌子14之間的靜態(tài)電容。 如果桌子沒有電連接至地面接地的話，桌子用作接地平面。在多種實施例中，護具38為網(wǎng) 格的連續(xù)兜件、或在由振蕩器10產(chǎn)生的激勵頻率上與法拉第籠電學等效的某些其它類型 的防護工具。護具38選擇性地包括隨著刀片調(diào)整而移動、或足夠大以能夠容納刀片的調(diào)整 以及與桌鋸適配的各種類型的刀片的部件。在圖1的結(jié)構(gòu)中，護具38隨著刀片的調(diào)整而移 動，并且包括桌頂部14的喉板區(qū)。
[0009] 處理器30實施多種預(yù)處理步驟并且執(zhí)行自適應(yīng)觸發(fā)以檢測表示第一物體和刀片 22之間的接觸的條件。處理器30選擇性地包括一個或多個關(guān)聯(lián)的模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器。來自 電流傳感器24的刀片電流信號被導至A/D轉(zhuǎn)換器的一個或多個，該A/D轉(zhuǎn)換器的一個或多 個產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字信號。在一些實施例中。代表刀片22和激勵板36之間的電壓下降的刀 片電壓信號被導至A/D轉(zhuǎn)換器以產(chǎn)生數(shù)字刀片電壓信號。處理器30接收數(shù)字化信號并且執(zhí) 行多種數(shù)字信號處理操作和/或基于接收到的信號計算衍生參數(shù)（derivate parameter)。 處理器30在條件刀片信號基礎(chǔ)上分析或執(zhí)行操作從而檢測表示第一物體和刀片22之間的 接觸的條件。
[0010] 如上所述，已有檢測系統(tǒng)如圖1的系統(tǒng)90要求地面接地連接以檢測人和電動工具 的器具如刀片22之間的接觸。只要操作者與地面接地電連接，則這些系統(tǒng)可檢測操作者向 運動器具的靠近。然而，當操作者沒有很好地連接到地面接地時，這些系統(tǒng)不太可靠。鑒于 這些情況，改進器具和人體的部分之間的接觸的檢測的檢測系統(tǒng)的改良將是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 在一個實施例中，移動器具并且檢測物體和運動器具之間的接觸的電動工具已經(jīng) 被研發(fā)。該電動工具包括：終端，構(gòu)造為從交流電AC電源接收交流電（AC)，所述AC電流 源與地面接地電連接；構(gòu)造為用于運動的器具；致動器，操作性地連接至所述器具并且電 連接至所述終端，從而使得所述致動器能夠操作并移動所述器具；以及印刷電路板，檢測電 路和切換供電裝置安裝至所述印刷電路板，所述切換供電裝置電連接至所述終端以接收AC 電流，并且所述切換供電裝置構(gòu)造為產(chǎn)生電力用于分配至所述印刷電路板的多個元件，并 且所述檢測電路電連接至所述切換供電裝置以接收電力并且構(gòu)造為產(chǎn)生電耦合至所述器 具的檢測電流，所述印刷電路板電連接至信號地，但是沒有電連接至地面接地，從而使得所 述檢測電路能夠檢測所述檢測電流通過所述器具向物體的放電。
【附圖說明】
[0012] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的桌鋸的示意圖。該桌鋸包括現(xiàn)有技術(shù)的用于檢測人和鋸割刀片 之間的接觸的檢測系統(tǒng)。
[0013] 圖2為包括檢測電路的桌鋸的示意圖，該檢測電路用于當檢測系統(tǒng)中的電子元件 與地面接地隔離時識別人和鋸割刀片之間的接觸。
【具體實施方式】
[0014] 為了促進對本文所描述的實施例的宗旨的理解，現(xiàn)在參考下述書面說明書的附圖 和說明書。這些參考沒有旨在對發(fā)明主題的范圍做出任何限定。本專利還包括示出的本專 利所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常想到的實施例的任何替代和改型以及描述的實施例的宗旨的進 一步的應(yīng)用。
[0015] 如本文所使用的。術(shù)語"電動工具"指的是具有由諸如電動馬達、內(nèi)燃機、液壓或 氣動缸、或類似器具的致動器移動的一個或一個以上運動部件的任何工具。例如，電動工具 包括但不局限于斜角鋸（bevel saw)、斜面鋸（miter saw)、桌鋸、圓鋸、往復鋸、曲線鋸（jig saw)、帶鋸、冷鋸、切割機、沖擊機（impact drive)、研磨機（angler gr