具有用于检测器具和物体之间的接触的电路的电动工具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体涉及一种电动工具，并且更具体地，涉及一种检测人和电动工具的运 动器具之间的接触的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 检测或传感系统已经被发展用于与多种制造设备和电动工具一起使用。这样的检 测系统可操作为通过检测或感应操作者的某些部位与所述设备的某些部件的接近或接触 来而触发反应装置。例如，桌锯上已有的电容接触传感系统检测操作者和刀片之间的接触。
[0003] 图1示出了现有技术中的与桌锯1结合的基于电容感应的检测系统90。检测系统 90产生与桌锯1的可运动刀片22电耦合的激励电压并且检测由刀片22引起的电流。当刀 片22与导电物体接触（如操作者的手、指部、或其它身体部位以及工件）时，被检测的电流 和/或激励电压的振幅或相位发生变化。该变化的特性用来触发反应系统92的操作。反 应系统92例如通过施加制动以终止刀片22的运动和/或通过使刀片22从切割区落下或 移去来结束刀片22的操作。一种示例性反应系统92利用爆炸电荷将止动件（未示出）驱 入刀片22从而阻止刀片22的运动。在此基础上或替代地，一种示例性反应系统92使刀片 支撑元件（未示出）落下或倒塌从而将刀片22驱至桌子14的表面下方。
[0004] 图1示出的检测系统90的实施例包括在线路12上产生随时间变化的信号的振 荡器10。该随时间变化的信号为任何合适类型的信号，包括例如正弦波、多个正弦波之和、 线性调频波形、噪声信号等等。所述信号的频率选取为能够区别诸如指部或手的第一物体 和诸如木头或被电动工具切割的其它材料的第二物体的接触。在图1的实施例中，频率为 I. 22MHz，但是其它频率和非正弦波形也可被使用。振荡器10电气连接至地面接地，从而使 提供能量以操作桌锯14的AC电源能够使得检测系统和桌锯共同接地至地面接地。如图1 所示，刀片22竖直地设置在由桌锯14 (或工作面或切割面或平台）限定的开口中。
[0005] 振荡器10通过线路12连接至两个电压放大器或缓冲器16、18。第一电压放大器 16具有连接至线路20的输出部，该线路20操作性地将振荡器的输出部连通至锯割刀片 22。电流传感器24操作性地将来自线路20的信号联接耦合在为放大器28馈送的线路26 上，放大器28的输出部通过线路32连接至处理器30。电流传感器24例如为电流感应变压 器、电流感应电阻器、霍尔效应电流感应器件、或别的合适类型的电流传感器。来自处理器 30的输出线路34操作性地连接至反应系统92,从而如果预定的条件被检测到从而表明例 如刀片22和第一物体之间接触，则使得处理器30触发反应系统92。
[0006] 线路26上的信号表示由刀片22引起的瞬时电流。由于锯割刀片22在桌锯的操 作期间处于运动，因此上述连接通过与刀片22大致平行地安装的激励板36实现。所述板 36由第一电压放大器16驱动，并且在图1的实施例中构造为相对于刀片22具有接近IOOpF 的电容。所述板36相对于刀片22的侧部被保持在稳定位置。激励板36构造为随着刀片 22的高度和斜角在桌锯1的操作期间被调整而追随刀片22。
[0007] 在图1的实施例中，第一物体和桌锯14(或如果有电力线路接地部分则为电力线 路接地部分）之间的电容位于接近30-50pF的范围内。当激励板36和锯割刀片22之间的 电容超过第一物体和桌锯14之间的电容时，检测阈值不会过分地受到板一刀片电容的变 化的影响。在图1的构造中，板36平行于刀片22地布置在刀片22抵着心轴37停靠的一 侧上，由此使得刀片厚度的变化不影响刀片22和板36之间的空隙。包括心轴轴承或套筒 与轴件或刀片的接触而实现的接触在内的其它激励方法也可被用来产生相同的效果。
[0008] 在检测系统90中，第二放大器18连接至护具38。并且放大器18将护具38驱动 至与激励板36具有相同的电位。并且，检测系统90中的传感器选择性地监测护具38引起 的电流水平。在图1的结构中，护具38环绕刀片22在桌子14下方延伸，并且在桌子14的 上方与刀片22隔开某一距离。护具38的构造减小了刀片22和桌子14之间的静态电容。 如果桌子没有电连接至地面接地的话，桌子用作接地平面。在多种实施例中，护具38为网 格的连续兜件、或在由振荡器10产生的激励频率上与法拉第笼电学等效的某些其它类型 的防护工具。护具38选择性地包括随着刀片调整而移动、或足够大以能够容纳刀片的调整 以及与桌锯适配的各种类型的刀片的部件。在图1的结构中，护具38随着刀片的调整而移 动，并且包括桌顶部14的喉板区。
[0009] 处理器30实施多种预处理步骤并且执行自适应触发以检测表示第一物体和刀片 22之间的接触的条件。处理器30选择性地包括一个或多个关联的模数（A/D)转换器。来自 电流传感器24的刀片电流信号被导至A/D转换器的一个或多个，该A/D转换器的一个或多 个产生相应的数字信号。在一些实施例中。代表刀片22和激励板36之间的电压下降的刀 片电压信号被导至A/D转换器以产生数字刀片电压信号。处理器30接收数字化信号并且执 行多种数字信号处理操作和/或基于接收到的信号计算衍生参数（derivate parameter)。 处理器30在条件刀片信号基础上分析或执行操作从而检测表示第一物体和刀片22之间的 接触的条件。
[0010] 如上所述，已有检测系统如图1的系统90要求地面接地连接以检测人和电动工具 的器具如刀片22之间的接触。只要操作者与地面接地电连接，则这些系统可检测操作者向 运动器具的靠近。然而，当操作者没有很好地连接到地面接地时，这些系统不太可靠。鉴于 这些情况，改进器具和人体的部分之间的接触的检测的检测系统的改良将是有益的。
【发明内容】
[0011] 在一个实施例中，移动器具并且检测物体和运动器具之间的接触的电动工具已经 被研发。该电动工具包括：终端，构造为从交流电AC电源接收交流电（AC)，所述AC电流 源与地面接地电连接；构造为用于运动的器具；致动器，操作性地连接至所述器具并且电 连接至所述终端，从而使得所述致动器能够操作并移动所述器具；以及印刷电路板，检测电 路和切换供电装置安装至所述印刷电路板，所述切换供电装置电连接至所述终端以接收AC 电流，并且所述切换供电装置构造为产生电力用于分配至所述印刷电路板的多个元件，并 且所述检测电路电连接至所述切换供电装置以接收电力并且构造为产生电耦合至所述器 具的检测电流，所述印刷电路板电连接至信号地，但是没有电连接至地面接地，从而使得所 述检测电路能够检测所述检测电流通过所述器具向物体的放电。
【附图说明】
[0012] 图1为现有技术的桌锯的示意图。该桌锯包括现有技术的用于检测人和锯割刀片 之间的接触的检测系统。
[0013] 图2为包括检测电路的桌锯的示意图，该检测电路用于当检测系统中的电子元件 与地面接地隔离时识别人和锯割刀片之间的接触。
【具体实施方式】
[0014] 为了促进对本文所描述的实施例的宗旨的理解，现在参考下述书面说明书的附图 和说明书。这些参考没有旨在对发明主题的范围做出任何限定。本专利还包括示出的本专 利所属领域技术人员通常想到的实施例的任何替代和改型以及描述的实施例的宗旨的进 一步的应用。
[0015] 如本文所使用的。术语"电动工具"指的是具有由诸如电动马达、内燃机、液压或 气动缸、或类似器具的致动器移动的一个或一个以上运动部件的任何工具。例如，电动工具 包括但不局限于斜角锯（bevel saw)、斜面锯（miter saw)、桌锯、圆锯、往复锯、曲线锯（jig saw)、带锯、冷锯、切割机、冲击机（impact drive)、研磨机（angler gr