CN107427940B - 用于在锯机中的物体检测系统中确定物体和操作员的型式的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于操作锯机中的物体检测系统的方法，所述方法产生工件中所使用的材料的型式。所述方法包括：操作所述锯机中的马达以使器件移动并且切割由预定材料形成的工件；记录在所述工件与所述器件之间的接触期间在所述物体检测系统中所产生的感测信号；基于所记录的感测信号来生成所述工件的所述材料的检测结果型式；将所述检测结果型式储存在所述锯机中的存储器中；以及使用所述检测结果型式来操作所述锯机和所述物体检测系统以在所述器件与由所述预定材料形成的工件的接触以及所述器件与操作员的身体的一部分的接触之间进行区分。

Description

用于在锯机中的物体检测系统中确定物体和操作员的型式的 系统和方法

优先权声明

本申请要求2015年3月12日提交的并且名称为“SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLOF A DROP ARM IN A TABLE SAW”的美国临时申请No.62/131,977的优先权，其全部内容在此以引用的方式合并到本文中。本申请还要求2015年3月12日提交的并且名称为“TABLESAW WITH DROPPING BLADE”的美国临时申请No.62/132,004的优先权，其全部内容在此以引用的方式合并到本文中。

交叉引用

本申请交叉引用2016年3月4日提交的共同未决美国申请No.15/XXX,XXX，其全部内容在此以引用的方式合并到本文中。

技术领域

本公开总体上涉及电动工具，并且更具体地涉及用于检测锯机中的刀片与物体之间的接触的系统和方法。

背景技术

检测系统或者感测系统已经被开发用于与各种类型的制造设备和电动工具一起使用。这种检测系统能够操作成通过检测或者感测操作员的一些肢体与设备的一些零件的接近或者接触而触发反应装置。例如，台锯机中的现有电容式接触感测系统检测操作员与刀片之间的接触。

图1描绘了现有技术的基于电容式感测的检测系统90，该检测系统90与台锯机1合并在一起。检测系统90引发电联接至锯机1的可移动刀片22的激励电压，并且检测从刀片22提取的电流。当刀片22与导电物体（诸如，操作员的手、手指、或者其它身体部分、以及工件）接触时，所检测的电流和/或激励电压的振幅或者相位发生变化。该变化的特点用于触发反应系统92的操作。反应系统92例如通过应用制动器以停止刀片22的运动和/或通过使刀片22在切割区下方移动来使刀片22不能够进行操作。反应系统92的一个示例使用弹射器（explosive charge）将制动器（未示出）驱动到刀片22中以阻止刀片22的运动。此外，或者相反，反应系统92的实施例使刀片支撑构件（未示出）塌陷以促使刀片22到工作台14的表面下方。

图1中示出的检测系统90的实施例包括振荡器10，振荡器10在线路12上生成时变信号。该时变信号是任何合适的信号类型，包括：例如，正弦波、多个正弦波的叠加、线性调频波形、噪声信号等。该信号的频率被选择成使得检测系统能够在第一物体（诸如，手指或者手）与第二物体（诸如，待由电动工具切割的木材或者其它材料）的接触之间进行区分。在图1的实施例中，该频率为1.22 MHz，但也可以使用其它频率以及非正弦波形状。振荡器10以锯机工作台14或者其它金属结构作为局部接地参考。如图1中示出的，刀片22竖直地设置在由锯机工作台14（或者工作表面或者切割表面或者平台）限定的开口中。

振荡器10通过线路12连接至两个电压放大器或者缓冲器16、18。第一电压放大器16具有连接至线路20的输出，其在操作上将振荡器的输出连接至锯机刀片22。电流传感器24在操作上将来自线路20的信号连接至线路26上，将该信号供给至放大器28，放大器28由线路32连接至处理器30。电流传感器24例如是电流感测换能器、电流感测电阻器、霍尔效应电流感测装置、或者其它合适类型的电流传感器。从处理器30出来的输出线路34在操作上连接至反应系统92，以使得如果检测到例如指示刀片22与第一物体之间的接触的预定条件，则处理器30触发反应系统92。

线路26上的信号指示由刀片22提取的瞬时电流。由于锯机刀片22在台锯机的操作期间处于运动中，所以通过激励板36来进行连接，该激励板38被安装为大体上平行于刀片22。板36由第一电压放大器16驱动，并且在图1的实施例中被配置成相对于刀片22具有近似100皮法拉（pF）的电容。板36相对于刀片22的侧面被保持在稳定位置中。激励板36被配置成在锯机1的操作期间按照刀片22的高度和斜角被调节的那样跟随刀片22。

在图1的实施例中，第一物体与锯机工作台14（或者功率线地，如果存在功率线的话）之间的电容在近似30-50 pF的范围内。当激励板36与锯机刀片22之间的电容超过第一物体与锯机工作台14之间的电容时，检测阈值不受到板至刀片电容的变化的过度地影响。在图1的配置中，板36被布置成在刀片22抵靠机轴37的那侧上与刀片22平行，以使得刀片厚度的变化不会影响刀片22与板36之间的间隙。也可以使用其它激励方法来达成相同的效果，这包括通过机轴轴承的接触或者与轴或刀片的电刷接触。

在检测系统90中，第二放大器18连接至护罩38，并且该放大器18将护罩38驱使至与激励板36相同的电势。而且，检测系统90中的传感器可选地监测由护罩38提取的电流的水平。在图1的配置中，护罩38在工作台14下方围绕刀片22延伸，并且在工作台14的顶部上间隔远离刀片22一些距离。护罩38的配置减小刀片22与工作台14之间的静态电容，如果该工作台未电连接至地面地（earth ground），则护罩38充当接地面。在各种实施例中，护罩38是连续的网袋、或者一些其它类型的防护装置，其以振荡器10所生成的激励频率电等效于法拉第笼。护罩38可选地包括如下部件，所述部件随着刀片调节而移动，或者所述部件足够大以适应刀片的调节以及配合在台锯机上的各种刀片。在图1的配置中，护罩38随着刀片调节而移动，并且包括工作台顶部14的狭道板区（throat plate area）。

处理器30执行各种预处理步骤并且实施触发，该触发使得能够检测指示第一物体与刀片22之间的接触的条件。处理器30可选地包括一个或多个相关联的模拟至数字（A/D）转换器。来自电流传感器24的刀片电流信号被引导至A/D转换器中的一个或多个，A/D转换器生成对应的数字信号。在一些实施例中，表示刀片22与激励板36之间的电压差的刀片电压信号被引导至A/D转换器以生成数字刀片电压信号。处理器30接收该数字化信号并且执行各种数字信号处理操作并且/或者基于所接收的信号来计算衍生参数。处理器30基于经调整的刀片信号分析或者以其他方式执行操作，以检测指示第一物体与刀片22之间的接触的条件。

现有技术锯机需要刀片22由点传导材料形成，该导电材料还电连接至机轴37。非导电刀片和包括非导电覆层的刀片使得现有技术的锯机中的接触检测系统无法恰当操作。另外地，刀片22和机轴37必须电连接至接地面以便使接触检测系统有效地操作。接地连接至刀片的要求也需要锯机1电连接至恰当的地，诸如接地尖峰（ground spike）、金属管、或者其它合适的接地，这需要台锯机1保持在固定位置中。其它类型的台锯机包括便携式台锯机，便携式台锯机在可能提供接地连接是不方便的或者不实际的工作地点之间进行运输。另外地，接地连接的要求增加了非便携式台锯机的设置和操作的复杂度。因此，将会是有利的是，改进接触检测系统以使得在便携式和非便携式台锯机中不需要刀片的电接地连接。

发明内容

在一个实施例中，已经开发出一种用于操作锯机中的物体检测系统的方法。所述方法包括：操作所述锯机中的马达以使器件移动；利用所述锯机中的器件来接合由预定材料形成的工件；利用控制器来记录在所述工件与所述器件之间的接触期间在所述物体检测系统中所产生的感测信号；利用所述控制器基于所记录的感测信号来生成所述工件的材料的检测结果型式；利用所述控制器将所述检测结果型式储存在所述锯机中的存储器中；以及使用所述检测结果型式来操作所述锯机和所述物体检测系统以在所述器件与由所述预定材料形成的工件的接触以及所述器件与操作员的身体的一部分的接触之间进行区分。

在另外的实施例中，所述方法包括：利用所述控制器记录来自所述锯机中的电容式传感器的感测信号；利用所述控制器识别来自所述物体检测系统的所记录的感测信号中的第一尖峰的振幅，所述第一尖峰与所述工件接合所述器件所处的时刻相对应；利用所述控制器识别所记录的感测信号中的所述第一尖峰的振幅与用于第二尖峰的振幅的预定阈值之间的差，所述第二尖峰响应于所述器件与所述操作员的身体的部分之间的接触而在所述感测信号中生成；以及利用所述控制器生成与所述第一尖峰的振幅周围的振幅范围相对应的检测结果型式，所述振幅范围不包括用于所述第二尖峰的振幅的预定阈值。

在另外的实施例中，所述方法包括：利用所述控制器记录来自所述锯机中的电容式传感器的感测信号；利用所述控制器识别来自所述物体检测系统的所记录的感测信号中的第一尖峰的持续时间，所述持续时间从所述工件接合所述器件所处的时刻开始；利用所述控制器识别所记录的感测信号中的第一尖峰的持续时间与用于第二尖峰的持续时间的预定阈值之间的差，所述第二尖峰响应于所述器件与所述操作员的身体的部分之间的接触而在所述感测信号中生成；以及利用所述控制器生成与所述第一尖峰的持续时间周围的持续时间范围相对应的检测结果型式，所述持续时间范围不包括用于所述第二尖峰的持续时间的预定阈值。

在另外的实施例中，所述方法包括：利用所述控制器记录来自所述锯机中的红外传感器的感测信号；利用所述控制器识别当所述工件接合所述器件时从所述工件记录的所检测的红外信号的第一频率响应；利用所述控制器识别所记录的感测信号中的第一频率响应与预定的第二频率响应之间的差，所述预定的第二频率响应响应于与所述操作员的身体的部分相对应的所检测的红外信号而在所述感测信号中生成；以及利用所述控制器生成与第一频率响应周围的频率响应范围相对应的检测结果型式，所述频率响应范围不包括所述预定第二频率响应。

在另外的实施例中，所述方式包括：在所述工件的切割期间，利用所述控制器关闭所述锯机中的器件反应机构。

在另外的实施例中，已经开发出一种用于操作锯机中的物体检测系统的方法。所述方法包括：利用电容式传感器在所述锯机的预定接触位置中响应于所述电容式传感器与所述锯机的操作员的手之间的接触来生成电容信号；利用所述控制器基于来自所述电容式传感器的电容信号来识别所述操作员的手的电容水平；利用控制器响应于来自所述电容式传感器的电容信号来修改用于识别所述操作员与所述锯机中的器件之间的接触的检测阈值水平；以及利用所述控制器在用于检测所述操作员的手与所述器件之间的接触的经修改的检测阈值水平的情况下来操作所述锯机中的物体检测系统。

在另外的实施例中，所述方法包括：利用所述控制器响应于所述手的电容水平大于所述默认电容水平来提高所述检测阈值水平。

在其它实施例中，该方法包括：利用所述物体检测系统来检测与工件的接触，其在感测信号中生成尖峰，所述尖峰超过默认检测阈值水平并且小于经修改的检测阈值水平；以及响应于所述感测信号中的尖峰小于经修改的检测阈值水平来继续所述锯机的操作。

在另外的实施例中，所述方法包括：利用所述控制器响应于所述手的电容水平小于所述默认电容水平来减小所述检测阈值水平。

在另外的实施例中，所述方法包括：利用所述控制器响应于所述物体检测系统使用经修改的检测阈值来识别所述操作员的手与所述器件之间的接触来操作所述锯机中的器件反应机构。

附图说明

图1是现有技术台锯机的示图，该现有技术台锯机包括用于检测人与锯机刀片之间的接触的现有技术检测系统。

图2是包括物体检测系统的台锯机的示意图，该物体检测系统被配置成识别锯机中的锯机刀片在锯机刀片的旋转期间是否与物体接触。

图3是图2的台锯机的一个实施例的外观图。

图4是图2的锯机中的经选择的部件的截面图，经选择的部件包括刀片、机轴、以及传感器板。

图5A是图2的锯机中的用户界面装置的外观图。

图5B是在移除了外部壳体的情况下的图5A的用户界面装置的视图。

图5C是图5B的用户界面装置的剖面图。

图5D是在图5A-图5C的用户界面中的部件的分解图。

图6A是在图2的锯机的一个实施例中的电荷耦合板和机轴组件的分解图。

图6B是图6A中描绘的部件的剖面图。

图7是描绘了图2的锯机的一个实施例中的物体检测系统和其他部件的另外的细节的示意图。

图8A是描绘了图2的锯机的一个实施例中的经安装的感测线缆的示图。

图8B是在同轴感测线缆中的部件的切开视图。

图8C是描绘了图8A的锯机中的将感测线缆中的第一导体连接至板的示图。

图8D是描绘了用于将感测线缆中的第二导体连接至图8A的锯机中的器件包围件的处于一个位置处的底座的示图。

图8E是描绘了用于将感测线缆中的第二导体连接至图8A的锯机中的器件包围件的处于另一位置处的底座的示图。

图9A是电容式传感器的示意图，该电容式传感器在图2的锯机的一个实施例中被布置在刀片周围的狭道板中。

图9B是使用图9A的电容式传感器来操作台锯机的过程的框图。

图10是如下过程的框图，所述过程为监测在图2的锯机的一个实施例中的器件反应机构的活动并且在器件反应机构的激活次数超过预定次数之后禁用锯机以进行维护。

图11是测量被用于图2的锯机中的物体检测系统的工件中的不同类型的材料的型式的过程的框图。

图12是测量锯机的操作员的身体中的电容以便调节图2的锯机中的物体检测系统的操作的过程的框图。

图13A是在图2的锯机的一个实施例的马达中的部件的示意图。

图13B是基于图13A中描绘的马达中的电刷中的电阻来测量该电刷上的磨损的过程的框图。

图13C是基于使图13A中描绘的马达中的电刷偏置至该马达中的换向器的弹簧的压力测量结果来测量该电刷上的磨损的过程的框图。

图14是诊断图2的锯机的一个实施例的感测线缆中的故障的过程的框图。

具体实施方式

为了促进对本文中所描述的实施例的原理的理解，现在参照如下所写的说明书中的描述和附图。这些参照不意图限制主题的范围。本专利还涵盖如本文件所属领域的技术人员通常将会想到的对所说明的实施例的任何变更和修改以及对所描述的实施例的原理的另外的应用。

如本文中所使用的，术语“电动工具”指的是具有一个或者多个移动零件的任何工具，该移动零件由致动器移动，诸如电动马达、内燃发动机、液压缸或者气动缸等。例如，电动工具包括但不限于：斜面锯机、斜切锯机、台锯机、圆锯机、往复锯机、窄锯条锯机、带锯机、冷锯机、切割机、冲击驱动器、角磨机、钻机、接合机、打钉机、磨砂机、修剪机、以及刨槽机。如本文中所使用的，术语“器件”指的是电动工具的移动零件，该移动零件在电动工具的操作期间至少部分地暴露出来。电动工具中的器件的示例包括但不限于：旋转且往复的锯机刀片、钻头、刨钻、研磨盘、研磨轮等。如下文所描述的，与电动工具集成在一起的感测电路被用于停止器件的移动，以在该器件移动时避免人操作员与器件之间的接触。

如本文中所使用的，术语“器件反应机构”指的是锯机中的装置，该装置使器件（诸如，刀片或者任何其它合适的移动器件）从有可能与工件或者人操作员的身体的一部分接触的位置缩回，该装置以快速的方式停止器件的运动，或者该装置既使器件缩回又使该器件停止。如下文在台锯机实施例中描述的，器件反应机构的一种形式包括可移动下降臂，该可移动下降臂机械地连接至器件（诸如，刀片和机轴）。器件反应机构包括引爆器（pyrotechnic charge），物体检测系统响应于在锯机的操作期间对操作员的身体的一部分与刀片的接触的检测而操作该引爆器。引爆器迫使下降臂和刀片到工作台的表面下方以使刀片从与操作员的接触处以快速的方式缩回。在器件反应机构的其它实施例中，机械式或者机电式刀片制动器以快速的方式停止刀片的移动。

图2描绘了锯机100中的部件的示意图，而图3描绘了锯机100的一个实施例的外观图。台锯机100包括工作台104，锯机刀片108延伸穿过工作台104以便切割工件（诸如木材件）。台锯机100还包括：电动马达112，电动马达112使机轴109旋转以驱动锯机刀片108；器件包围件118；以及器件反应机构132。尽管图2描绘了用于说明性目的的切割刀片108，但本领域的技术人员将意识到刀片108可以是能够被用在锯机100中的任何器件并且对刀片108的参照是出于说明性目的。在锯机100中，器件包围件118包括包围刀片108的高度调节滑架和斜角滑架，并且器件包围件118替代地被称为刀片包围件或者“护罩”，其包围刀片108或者锯机100中的其它合适的器件。如图3中所描绘的，刀片108的一部分向上延伸穿过狭道板119中的开口到工作台104的表面上方。劈刀（riving knife）330和刀片防护装置332定位在刀片108之上。

在锯机100内，器件包围件118与刀片108、机轴109、工作台104的顶表面、以及板120电隔离。在一个实施例中，器件包围件118包括狭道板119，狭道板119由电绝缘体（诸如，热塑性塑料）形成。狭道板119包括开口以使得刀片108能够延伸到工作台104的表面上方。狭道板119与工作台104的表面齐平并且提供刀片108、器件包围件118的高度调节滑架和斜角滑架与工作台104的表面的进一步的电隔离。工作台104、刀片108、以及马达112的一般配置对于使用于切割工件中在本领域中是众所周知的并且在本文中不进行更加详细的描述。为了清楚起见，在图2中省略了通常在台锯机中使用的一些部件，诸如用于工件的引导件、刀片高度调节机构、以及刀片防护装置。

锯机100还包括物体检测系统102，物体检测系统102包括数字控制器140、存储器142、时钟源144、放大器146、变压器150、以及解调器143A和143B。物体检测系统102经由器件包围件118和机轴电连接至板120和刀片108。物体检测系统102中的控制器140在操作上连接至用户界面装置110、马达112、以及器件反应机构132。在锯机100的操作期间，刀片检测系统102检测当物体接触旋转刀片108时刀片108与板120之间的电容水平的变化所引起的电信号。物体可以包括工件，诸如锯机100在常规操作期间所切割的木材件或者其它材料件。物体检测系统102还检测刀片102与其它物体（有可能包括锯机的操作员的手或身体的其它部分）之间的接触，并且响应于对刀片108与工件之外的物体之间的接触的检测而激活器件反应机构132。下文更加详细地描述了物体检测系统102的另外的结构细节和操作细节。

在锯机100中，工作台104与锯机刀片108、机轴109、以及锯机包围件118中的其它部件电隔离，如图2和图3中所描绘的。在一个实施例中，工作台104的表面由导电材料（诸如，钢或者铝）形成。在工作台104的表面处，非导电狭道板119使刀片108与工作台104的表面隔离。在工作台104下方，一个或多个经电隔离的底座将工作台104固定至锯机100的框架但使工作台104与锯机内的其它部件电隔离。如图2中所描绘的，在一些实施例中，工作台104利用电线缆电连接至地182。该接地连接减少或者消除了工作台104上的静电的积累，这防止了不当的静电放电，不当的静电放电会降低在锯机100的操作期间的物体检测的准确性。

除了用于工作台104的接地连接之外，刀片108和器件包围件118也通过包括大电阻器180（例如，1MΩ的电阻器）的高电阻线缆连接至地182。器件包围件118通过第一线缆和电阻器180连接至地182，电阻器180提供通向地的高电阻连接。刀片108也经由机轴109通过第二线缆和电阻器180连接至地182。用于刀片108和器件包围件118的通向地的高电阻连接也减少了这些部件上的静电荷的积累。尽管现有技术检测装置需要低电阻接地连接（例如，使用具有小于1 Ω的电阻的电线缆来直接连接）以便使用直接通向地面地（earth ground）的低阻抗连接来检测刀片与物体之间的接触，但对于物体检测系统102的操作而言不需要锯机100中的高电阻接地线缆。相反，高电阻线缆仅仅降低锯机100中的静电的影响以减少有可能的假阳性检测事件，但物体检测系统102在没有任何接地连接的情况下仍能完全具有检测刀片108与物体之间的接触的功能。替代实施例对于板120和刀片108中的任一个或者两个使用不同的材料，以减少锯机100中的静电的积累，并且不需要刀片108或者器件包围件118与地之间存在任何连接。

台锯机100包括锯栏（rip fence）304，锯栏304安装在轨道310和312上。锯栏304被配置为在操作期间采用平行于刀片108的取向来移动至工作台304之上的预定位置，以将工件引导通过锯机100。在锯机100中，锯栏304与工作台104电隔离。例如，在图3中，经电隔离的热塑性塑料轨道底座306将锯栏304联接至轨道310。锯栏304的底部上的塑料防护装置（未示出）和锯栏304的顶部上的另一防护装置320使锯栏304与锯机100中的工作台104电隔离。在一些实施例中，锯栏304包括另一电绝缘体，该另一电绝缘体定位在锯栏304的面朝刀片108的那侧上，以在工件与锯栏304和刀片108两者同时接合时确保锯栏304与刀片108之间的电隔离。

再次参照图2，锯机100还包括检测系统102，检测系统102在锯机100的操作期间检测物体与刀片108之间的接触。在一种配置中，检测系统102中的部件的一些或者所有安装至一个或多个印刷电路板（PCB）。在图2的实施例中，单独的PCB 172支撑功率供应器106和控制TRIAC 174。功率供应器106接收来自外部功率源（诸如，发电机或者公共电力供应处）的交流（AC）电功率信号，并且通过TRIAC 174向马达112供应电功率并且向感测系统102中的部件供应电功率。用于感测系统102和功率供应器172的单独的PCB使数字控制器140与功率供应器106和TRIAC 174隔离以改进控制器140中的数字电子装置的冷却并且使控制器140与电气噪声隔离。在图2的实施例中，功率供应器106是切换式功率供应器，其在一个或多个电压水平处将来自外部功率源的AC功率信号转换成直流（DC）电功率信号以向控制器140、时钟源144、以及放大器146供应功率。检测系统102和安装在检测系统102上的部件与地面地电隔离。功率供应器106用作用于安装至检测系统102的部件的局部接地。

在锯机100中，板120和刀片108形成电容器124，在电容器124中，板120与刀片108之间的小的空气间隙充当介电质。板120是导电板，诸如钢板或者铝板，其被定位成与刀片108相距预定距离，在板120与刀片108之间具有平行取向，以形成具有空气间隙介电质的电容器124的两侧。变压器150包括第一绕组152和第二绕组154。在锯机100中，板120是金属平面构件，该金属平面构件电连接至变压器150中的绕组152。板120以其他方式与器件包围件118电隔离并且由预定空气间隙与刀片108电隔离，从而形成电容器124。板120也被称为电荷耦合板（CCP），因为板120形成结合刀片108的电容器124的一侧。在一个实施例中，塑料支撑构件将板120保持在相对于刀片108的预定位置中。刀片108和刀片机轴109与包围件118、板120、器件反应机构132中的下降臂、以及锯机100中的其它部件电隔离。例如，在锯机100中，一个或多个经电隔离的塑料套管使机轴109和刀片108与器件包围件118、器件反应机构132中的下降臂、以及锯机100中的其它部件隔离。另外地，锯机刀片108和机轴109与地电隔离。因此，锯机100中的刀片物体检测系统在“开环”配置中操作，在“开环”配置中，电容器124由板120和刀片108形成，而刀片108和机轴109与锯机100中的其它部件电隔离。与锯机刀片电接地的现有技术感测系统相比，该开环配置增加了板120与锯机刀片108之间的电容。锯机100中的较大电容改善了对于信号的检测而言的信号与噪声比，该信号指示人操作员与锯机刀片108之间的接触。

如图2中描绘的，板120电连接至变压器150中的第一绕组152的一侧，而器件包围件118电连接至第一绕组152的另一侧。在一个实施例中，锯机100包括单个同轴线缆，该单个同轴线缆包括两个电导体以便建立两个电连接。在一种配置中，同轴线缆的中心导体元件连接至板120和变压器150中的第一绕组152的第一终端。同轴线缆的外护套通过包围件118和机轴109电连接至刀片108并且连接至变压器150中的第一绕组的第二终端。同轴线缆的结构提供屏蔽作用以传递来自板120和器件包围件118的电信号，而同时衰减锯机100中存在的电气噪声。

图4更加详细地描绘了刀片108、机轴109、以及板120的截面图。在图4中，非导电套管404和408接合机轴109。非导电套管404和408包括例如经电隔离的塑料、陶瓷、或者其它绝缘体的层，其使机轴109与锯机100中的其它部件电隔离。在图4的说明性示例中，套管404和408包括轴承，该轴承使得机轴108在操作期间能够旋转。刀片108仅仅物理地接合机轴109，并且保持与锯机100中的其它部件电隔离。在图4中，塑料支撑构件412在与刀片108相距预定距离处将板120保持就位，而同时使板120与锯机100中的其它部件电隔离。

图6A和图6B分别描绘了在图4中所描绘的部件的分解图和前视图。图6A描绘了板120和支撑构件412，板120和支撑构件412使用一组螺钉被附接至保持机轴109的支撑框架。为了维持板120和机轴109与包围件118中的其它部件之间的电隔离，螺钉是非导电的或者支撑框架中的螺纹孔包括非导电螺纹以维持该电隔离。支撑构件412包括边缘612，边缘612包围板120的外周界并且向外延伸超过板120的表面。边缘612在锯机100的操作期间为板120提供附加的保护和电隔离。特别地，在锯机100的操作期间，当刀片108切割工件时，边缘612防止由于有可能在刀片108的旋转中发生的短暂摇晃（transient wobble）而引起的刀片108与板120之间的接触。图6B进一步描绘了支撑构件412的边缘612，边缘612围绕板120延伸。

图7更加详细地描绘了图2的物体检测系统102和功率供应器以及控制PCB 172的一个实施例的另外的细节。在图7的配置中，连接锯机100中的不同部件的线缆中一些包括铁素体扼流圈，诸如分别联接至线缆724、736和742的铁素体扼流圈708、738和740。线缆742将TRIAC 174连接至马达112并且铁素体扼流圈740减小穿过线缆742的电流中的噪声，以在激活TRIAC 174时向马达112供应功率。如下文更加详细的讨论的，铁素体扼流圈708和738分别减小数据线缆724和功率线缆736中的噪声，线缆724和736将物体检测系统102连接至功率供应器和控制PCB 172。在图7的配置中，感测线缆720不穿过铁素体扼流圈，感测线缆720包括连接至板120的第一导体和电连接至锯机刀片108的第二导体）。类似地，将马达112连接至控制器140的马达转速计线缆（未示出）不穿过铁素体扼流圈。如本领域中已知的，铁素体扼流圈从线缆中过滤高频噪声，该线缆连接至控制器140和物体检测系统中的其它部件。

图7还描绘了半导体闸流管743A和743B。半导体闸流管743A将变压器150的第三终端连接至解调器143A以解调制感测信号的同相（in-phase）分量。半导体闸流管743B将变压器150的第四终端连接至第二解调器143B以用于感测信号的正交相（quadrature phase）分量。半导体闸流管743A和743B是“双引线”半导体闸流管，其也被称为肖克莱二极管，肖克莱二极管响应于超过预定击穿电压的输入信号而接通，但不需要单独的栅极控制信号被设置成处于接通状态中。半导体闸流管743A和743B被配置有稍微高于感测信号的正常电压振幅的击穿电压，以降低解调器143A和143B的输入中的随机噪声的影响。然而，如果物体（诸如人手）接触刀片108，则输入电压超过半导体闸流管743A和743B的击穿阈值水平并且半导体闸流管743A和743B两者均接通以便使得尖峰（spike）和感测信号分别穿过解调器143A和143B。在图7的实施例中，半导体闸流管743A和743B是可选部件，并且物体检测系统102的替代配置省略这些半导体闸流管。

在图7中，数据线缆724穿过铁素体扼流圈708, 数据线缆724将控制器140连接至功率供应器PCB 172上的功率供应器106和TRIAC 174。另外地，下拉电阻器732在控制器140与功率供应器PCB 172之间将数据线缆724连接至局部接地（例如，物体检测系统102的PCB上的铜接地面），以对通过线缆724传输的信号提供附加的噪声降低。下拉电阻器和铁素体扼流圈使得数据线缆724能够在物体检测系统102的第一PCB与功率供应器106和TRIAC 174的第二PCB 172之间在一长距离之上载送使用预定命令协议（诸如，I²C）的控制信号。例如，在锯机100的一种配置中，数据线缆724具有近似0.75米的长度并且将I²C信号从控制器140传输至与TRIAC 174相关联的命令逻辑和功率供应器108。功率线缆736穿过铁素体扼流圈738，功率线缆736将来自功率供应器106的电功率提供至控制器140和物体检测系统102中的其它部件。虽然图7描绘了单独的数据线缆724和功率线缆736，但在另一实施例中，单个线缆在功率供应器PCB 172与物体检测系统102中的部件之间提供功率和数据连接性两者。单个线缆实施例也使用铁素体扼流圈以采用类似于图7的配置的方式降低噪声的影响。

图8A-图8E更加详细地描绘了同轴线缆，该同轴线缆将板120和刀片108连接至检测系统102。图8A描绘了包围件802，包围件802包含PCB和SCU中的其它部件，SCU实施物体检测系统102和锯机100的其它控制元件。感测线缆720电连接至感测板120和刀片108两者。如图8A和图8B中所描绘的，感测线缆720是同轴线缆，该同轴线缆具有：第一内部导体852；电绝缘体856，电绝缘体856包围内部导体852并且使该内部导体与第二金属导体862分开；以及外部绝缘体864，外部绝缘体864包围第二导体862。在图8A的配置中，第一导体852连接至板120并且连接至物体检测系统102中的变压器150的第一终端，如图2中所描绘的。第二导体862电连接至刀片108并且电连接至物体检测系统102中的变压器150的第二终端，如图2中所描绘的。

虽然图8B描绘了同轴线缆，但替代实施例采用双绞线线缆，该双绞线线缆包括两个不同的导体，这两个不同的导体以螺旋形式围绕彼此绞绕。双绞线线缆中的导体中的一个或者两个由电绝缘体包围以使导体彼此隔离。另外地，带护罩双绞线线缆包括外部护罩（诸如金属箔），该外部护罩包裹在双绞线线缆周围并且降低外部电噪声对双绞线线缆中的导体的影响。

图8A描绘了单个感测线缆720在位置832处连接至板120并且在位置836和838处连接至器件包围件118的斜角滑架和高度调节滑架。图8C更加详细地描绘了感测线缆720中的第一导体在位置832处连接至板120。金属保持夹866附接至板120和感测线缆720中的第一导体852以建立电连接。在图8C的配置中，保持夹866被插入在板120与支撑构件412之间以确保感测线缆720与板120之间的稳定连接。在一些实施例中，保持夹866被焊接至板120。

第二导体862电连接至刀片108，但因为刀片108在锯机的操作期间旋转并且因为刀片108通常是可移除部件，所以第二导体862未直接物理地连接至刀片108。作为替代，第二导体连接至器件包围件118。在一些锯机实施例中，包围件118实际上包括多个部件，诸如锯机100中的高度调节滑架和斜角滑架。为了确保始终的电连接，单个感测线缆720中的第二导体连接至高度调节滑架和斜角滑架中的每一个以维持与刀片108的可靠电连接。例如，在图8中，感测线缆720中的第二导体在位置836处连接至高度调节滑架并且在位置836处连接至斜角滑架。

图8D和图8E描绘了两个不同的底座位置，两个不同的底座位置在两个不同的位置处将感测线缆720中的第二导体连接至器件包围件118，器件包围件118包括高度调节滑架和斜角滑架。如图8D中描绘的，第二导体使用连接底座872在位置836处电连接且物理地连接至器件包围件118。从连接底座872内的感测线缆720移除最外侧绝缘体864以建立与器件包围件118的电连接。在一些实施例中，连接底座872由金属套筒形成，该金属套筒包围感测线缆720中的第二导体862的一部分并且与该部分接合。如上文所描述的，器件包围件118电连接至机轴109和刀片108，并且线缆底座872通过高度调节滑架在感测线缆720中的第二导体862与刀片108之间提供可靠的电连接。图8E描绘了连接底座876的另一配置，其在位置838处将感测线缆720固定至斜角滑架并且在感测线缆720中的第二导体862与器件包围件118之间提供电连接。在一个实施例中，连接底座876也由金属套筒形成，该金属套筒包围感测线缆720中的第二导体的一部分以通过器件包围件118与刀片108建立电连接。

如图2和图7中所描绘的，控制器140通过数据线路操作地连接至功率供应器106和单独的PCB 172上的TRIAC 174。在锯机100的实施例中，该数据线路是多导体线缆（诸如HDMI线缆），并且控制器140使用I²C协议将命令消息传输至PCB 172。控制器140可选地使用I²C协议从PCB 172接收来自传感器（诸如机载温度传感器）的数据或者状态数据。铁素体扼流圈708降低数据线缆724中的电气噪声，并且铁素体扼流圈738降低功率线缆736中的电气噪声。Tamp电阻器732也通过数据线缆724来降低噪声。在一个实施例中，数据线缆724包括符合高分辨率多媒体接口（HDMI）标准的物理配置，其包括多组带护罩双绞线导体，不过数据线缆724在锯机100的操作期间不传输视频和音频数据。在图2的实施例中，数据线缆具有近似0.75米的长度以连接分开的PCB 102和172。

在操作期间，控制器140用信号通知TRIAC 174以通过TRIAC中的栅极向马达112供应电流。一旦被触发，TRIAC 174就保持被激活长达至少来自功率供应器106的预定水平的电流穿过TRIAC 174以向马达112供应功率。功率供应器106改变被输送至马达112的电流的振幅从而调节马达112和锯机刀片108的旋转速度。为了关闭马达112，功率供应器将被供应至TRIAC 174的功率的水平减小至低于预定保持电流阈值并且使TRIAC 174断开。在图2的实施例中，TRIAC 174使得马达112能够以不同的速度水平操作并且在不需要现有技术电动锯机中通常所需的继电器的情况下能够激活/停止。在图2的说明性示例中，TRIAC 174将AC电信号传递至马达112，不过替代实施例包括作为替代接收DC电功率的DC马达。

控制器140和检测系统102中相关联的部件有时被称为锯机控制单元（SCU）。除了检测系统102与锯机100中的其它部件之间的功率连接、控制连接、以及传感器数据连接之外，SCU与锯机100中的其它部件电隔离。在锯机100中，控制器140还处理对锯机100中的其它操作的控制，这些其它操作对于与刀片108接触的物体的检测而言无直接关系，诸如激活和关闭马达112。在图2的实施例中，SCU定位在器件包围件118的外部，检测系统102安装至非导电塑料支撑构件，并且检测系统102被定向成避免将检测系统102的接地面放置成与锯机100内的任何金属构件平行，以便降低电气噪声至检测系统102中的导电迹线的传递。

在锯机100中，感测电路中的时钟源144和驱动放大器146生成时变电信号，该电信号被引导通过变压器150中的第一绕组152、电容式耦合板120、刀片108、以及器件包围件118。该时变电信号被称为“感测电流”，因为控制器140参照该感测电流的振幅的变化来感测刀片108与人身体的一部分之间的接触。时变电信号是包括同相分量和正交分量两者的复值（complex valued）信号。感测电流穿过变压器150中的第一绕组152到达板120。由板120与刀片108之间的放电所引起的第一绕组中的变化在变压器150的第二绕组154中产生激励信号。该激励信号是与穿过第一绕组152的感测电流相对应的另一复值信号。

感测电路中的控制器140操作地连接至马达112、变压器150中的第二绕组154、机械器件反应机构132。控制器140包括一个或多个数字逻辑装置，一个或多个数字逻辑装置包括：通用中央处理单元（CPU）、微控制器、数字信号处理器（DSP）、模拟至数字转换器（ADC）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、以及适合用于锯机100的操作的任何其它数字或者模拟装置。控制器140包括存储器142，该存储器142储存用于控制器140的操作的程序化指令、以及与最大-最小变更的阈值、方差阈值或者频率响应阈值相对应的数据，这些阈值被用于识别从流动通过刀片108的感测电流获得的样本是否指示锯机刀片108正在旋转或者被停止。

在感测电路的操作期间，时钟源144以预定频率生成时变信号，诸如正弦波形。在图2的实施例中，时钟源144被配置成以1.22 MHz的频率生成信号，已知该信号将传播通过人身体。放大器146生成感测电流，该感测电流作为来自时钟源144的信号的放大版本，其具有足够的振幅以驱动变压器150和电容器124，以便由控制器140进行检测。在图2的实施例中，锯机100使用振幅调制（AM）来生成感测信号，但在替代实施例中，利用频率调制、相位调制、或者其它合适的调制技术来生成感测信号。

在感测电路的操作期间，控制器140通过第一解调器143A来接收第二绕组154中的激励信号的同相分量I并且通过第二解调器143B来接收激励信号的正交分量Q。变压器150使流动通过第一绕组152、板120、锯机刀片108、以及器件包围件118的感测电流与解调器143A和143B隔离，解调器143A和143B分别将信号的同相分量和正交相分量供应至控制器140。由于解调器143A和143B生成电气噪声，所以变压器150降低或者消除该噪声对第一绕组152和感测电流的影响。在一种配置中，变压器150是1:1变压器，在该变压器中，第一绕组152和第二绕组154具有相等的匝数。在替代构造中，第一绕组152和第二绕组154中的绕组的比率被选择为择一地使信号逐步升高或者逐步降低以便由控制器140来解调制和监测。控制器140包括一个或多个ADC、过滤器、以及生成同相信号I和正交信号Q的振幅的数字表示所需要的其它信号处理装置。控制器140将给定时间处的感测电流A的振幅识别为每个样本中的同相分量和正交分量的勾股总和，如在下面的方程式中说明的：

。控制器140以预定频率（诸如100 KHz的采样频率，每个样本之间具有10微秒的时间段）测量解调制的信号，以便识别复值信号的振幅A的变化。

在马达112使刀片108旋转时，旋转刀片108与不同的物体接触，包括木材块和其它工件。积累在刀片108上的电荷的一小部分流动到工件中。然而，木材工件的导电率很低，并且感测电路中的控制器140继续允许马达112使锯机刀片108旋转。例如，当刀片108接合木材块时，控制器140通常测量到感测电流A的小的变化，但感测电流的变化被识别为与具有低导电率的木材或者另一材料相对应。

尽管工件（诸如，木材）具有低导电率，但另一物体（诸如人身体的一部分）具有高得多的导电率并且当该部分接近刀片108时吸收刀片108上的电荷的多得多的部分。在图2中，人身体164的一部分（诸如手、手指、或者手臂）由电荷云来表示，这指示电荷从刀片108流动到人身体。人身体与刀片108之间的接触有效地改变电容水平，因为人身体和锯机刀片108两者均从感测电流接收电荷。控制器140将人身体164与刀片108之间的接触识别为在当人身体164接触刀片108时的时刻感测电流的振幅A的快速增加。响应于感测信号的振幅的快速增加，控制器140在刀片接触人身体164之前关闭马达112，接合器件反应机构132以停止刀片108的运动，以及可选地使刀片108缩回。

在图2的配置中，甚至当检测系统102与地面地隔离时以及当人身体164与地面地隔离时（诸如当人操作员穿着具有橡胶鞋底的鞋子时），人身体仍具有足够的导电率和电容能力以从刀片108提取电荷。因此，尽管检测系统102和人164不会享有共同的电接地，但控制器140继续通过对所识别的感测电流振幅A的快速增加的识别来识别人164与刀片108之间的接触。尽管振幅A的绝对值可能在锯机100的操作期间发生变化，但控制器140仍可以响应于振幅A的相对值的增加的振幅和时间来识别与人164的接触。在锯机100的操作期间，控制器140被配置成识别与人164的接触并且关闭马达112并且接合器件反应机构132从而在近似1毫秒的时间段中使锯机刀片108停止。

在锯机100中，控制器140响应于对刀片108与人的一部分之间的接触的识别而关闭电动马达112。在锯机100中，由于锯机刀片108在操作期间积累的动量，所以锯机刀片108通常继续旋转达若干秒的时间段。器件反应机构132被配置成要么在短得多的时间段中使锯机刀片108停止，要么使锯机刀片108下降到工作台104下方，这使锯机刀片108缩回以免与人接触，或者既使刀片108停止又使其缩回。在锯机100中，器件反应机构132包括下降臂，该下降臂机械地连接至锯机刀片108。器件反应机构132还包括引爆器（pyrotechniccharge），引爆器被配置成将下降臂向下推到锯机的壳体中并且推离工作台104的表面。控制器140操作该引爆器以响应于对操作员的身体的一部分与刀片108之间的接触的检测而使下降臂和刀片108向下移动。器件反应机构将刀片108缩回到工作台104的表面下方。

在锯机100的一些配置中，控制器140被配置成在引爆装置发射预定次数之后锁定锯机100的操作。例如，在锯机100的配置中，器件反应机构132包括具有总共两次“射击”的双引爆器。器件反应机构的每次操作在“单次射击”操作中消耗一个引爆器。操作员移除引爆装置并且重新插入引爆装置来将第二引爆器放置就位以在器件反应机构132的随后操作中移动下降臂。控制器140储存对器件反应机构132的激活次数的记录并且在激活次数超过预定数量（诸如，一次、两次、或者更大激活次数）之后防止锯机100在锁定过程中被激活。在连接至数据网络（诸如，互联网）的锯机100的实施例中，控制器140可选地在锁定操作中向服务或者保修供应商发送网络通知。锁定过程使得服务供应商能够频繁地响应于器件反应机构132的操作来诊断锯机100的操作或者锯机100的使用过程的潜在问题。

除了当锯机刀片108正在移动时感测物体与锯机刀片108之间的接触之外，锯机100中的感测电路还被配置成当马达112被关闭时识别锯机刀片108是否正在移动。例如，控制器140识别当在操作员操作用户界面110以激活锯机刀片100来切割一个或多个工件并且随后打开操作用户界面110以关闭马达112之后锯机刀片108继续旋转的时间段。例如，用户界面110包括：用以操作锯机100的激活/关闭开关、速度控制输入装置、以及状态指示灯，该状态指示灯提供关于锯机100的操作状态的信息，诸如，锯机是准备好操作还是已经出现故障。用户界面装置110也被称为人机界面（HMI）。

锯机100被配置成与刀片108和刀片机轴109一起操作，刀片108和刀片机轴109与电接地隔离。在一些配置中，电路板102和172上的控制电子装置、板120、以及器件包围件118可以未连接至真实地面地，但这些部件享有由例如锯机的金属底盘形成的共同接地面或者形成在电路板102和172上的接地面。如上文所描述的，在接触检测过程期间，控制器140识别对于感测信号的电流水平中的尖峰。然而，在锯机100内生成的电气噪声可能产生假阳性或者假阴性检测事件，因为噪声干扰感测信号的检测。在锯机100中，PCB 102和172包括充当低通过滤器的铁素体芯扼流圈以便降低噪声的影响。另外地，功率线缆和数据线缆穿过铁素体芯以降低噪声。功率供应器106包括铁素体扼流圈和半导体闸流管以拒绝从电力网、发电机、或者其它电功率源接收的电功率信号中的低速瞬态噪声。

图5A-图5D更加详细地描绘了用户界面装置110的一个实施例的一部分。图5A描绘了装置状态显示器的外观图，该装置状态显示器包括外部壳体502、指示灯528A-528D、以及用于短程天线的覆盖物508。在操作期间，控制器140激活灯528A-528D中的一个或多个以指示关于锯机100的不同的状态信息。例如，灯528A指示锯机100准备好进行操作。灯528B指示器件反应机构132已经进行了操作并且器件反应机构132中的引爆器应该被重置。灯528C指示用户应该查阅故障代码。灯528D指示锯机100需要进行维护以更换锯机中的部件，诸如，马达电刷，或者指示在器件反应机构已经操作了多于预定次数之后锯机100需要进行维护。如图5A中所描绘的，指示灯528A-528D提供简化界面。替代实施例包括指示灯的不同布置或者包括附加的输入和输出装置，包括例如视频显示屏、触控输入装置等。

尽管显示器指示灯528A-528D向操作员提供了简化的直接输出反馈以便正常使用锯机100，但在一些情况下，锯机100将更加复杂的诊断数据和配置数据传输至外部装置。控制器140和用户界面装置110可选地经由覆盖件512下方的短程无线天线将更加复杂的诊断数据和关于锯机100的其它信息传输至外部计算装置。控制器140收集的并且可选地利用无线收发器和天线516传输的诊断数据的示例包括：感测电路中的电压的存在、传感器信号的水平、用以指示器件反应机构132中的引爆装置（引爆物）是待发还是解除的状态信息、在不发送具有足够振幅以触发引爆物的单次射击操作的信号的情况下生成用于引爆物发射线路的测试信号、检测引爆物的存在或者缺乏、检查用于确定连接至板120和器件包围件118的传感器线缆或者锯机100中的其它线缆中的腐蚀或者电线损坏的电阻范围、生成“拦截脉冲（tackle pulse）”以识别向马达112提供功率的线路中的电线断开、以及在上电自测试期间识别马达112中的故障。

如图5B中所描绘的，短程无线天线516由支撑指示灯528A-528D的PCB上的导电迹线的预定布置来形成。图5B和图5C描绘了光学半透明帽504A-504D，光学半透明帽504A-504D分别形成灯528A-528B中的每一个的外部可见表面。外部壳体502保护天线516免受外部元素之害，而同时允许天线定位在锯机100的外部上以与外部电子装置通信。天线516操作地连接至无线收发器，诸如NFC、蓝牙、IEEE 802.11协议家庭兼容（“Wi-Fi”）、或者其它合适的短程无线收发器。外部电子装置（诸如，智能手机、平板电脑、便携式笔记本计算机、或者其它移动电子装置）经由无线通信信道接收来自锯机的数据并且可选地使用无线通信信道将信息传输至锯机100。例如，智能手机接收来自锯机100的诊断数据并且在该智能手机上运行的软件应用将详细的诊断信息显示给操作员或者维护技术员以便协助对锯机100的维护。软件应用可选地使得操作员能够输入用于锯机100的操作参数的配置信息，该操作参数不能够通过简化的输入装置110来直接访问。例如，在一种配置中，软件应用使得操作员能够输入用于马达112和刀片108的最大RPM速率。在另一配置中，软件应用使得操作员能够传输锯机100在操作期间将会切割的材料的类型（诸如不同类型的木材、陶瓷、塑料等）的指示符。

在另一配置中，锯机100包括锁定机构以防止锯机100的操作，除非具有恰当密匙的移动电子装置处于锯机100的预定距离内。该移动电子装置响应于来自锯机100的查询而将加密授权代码传输至锯机100以解锁锯机100从而进行操作。当从锯机100的附近移除移动电子装置时，随后的查询便会失败并且锯机100保持不活动。

图5C描绘了指示灯528A-528D的剖面图。每个灯包括光学半透明帽（诸如灯528A上的帽504A），并且光学不透明主体构件524A将来自光源（诸如，LED）的光引导至半透明帽。在指示灯528A中，安装在PCB上的LED 552通过不透明主体构件524A中的开口和半透明帽504A来投射光。不透明主体构件524A具有锥形形状，锥形形状具有狭窄端和较宽端，狭窄端包围用于LED 552A的第一开口，较宽端具有接合半透明帽504A的第二开口。光学不透明构件523A防止来自LED 552A的光泄漏并且在任一其它指示灯528B-528D中产生虚假照明。图5C的配置使得用户界面装置110中的指示灯能够在操作期间在直接日光条件下操作并且防止错误的指示灯的虚假照明。

图5D描绘了来自图5A-图5C的选择部件的分解图。图5D描绘了指示器帽组件540，指示器帽组件540由模制塑料构件形成，其包括用于灯528A-528D的半透明指示灯帽504A-504D。指示器帽组件540还包括附接构件，诸如钩部506，钩部506由指示器帽组件540的模制塑料构件形成，以将帽固定至用户界面装置110中的其它部件。主体构件组件544是另一模制塑料构件，其包括与帽504A-504D相对应的光学不透明主体构件524A-524D。光学不透明主体构件524A-524D中的每个包括与LED 552A-552D中的一个对准的第一开口和与帽504A-504D中的一个接合的第二开口。主体构件组件544还包括附接构件，诸如钩部526，钩部526将不透明主体构件连接至用户界面装置110中的其它部件。PCB 550包括用于用户界面装置110的操作的物理安装位置和电气连接。特别地，图5D描绘了发光二极管（LED）552A-552D，发光二极管552A-552D与对应的不透明构件524A-524D中的第一开口对准并且向指示灯528A-528D的帽504A-504D提供光。PCB 550还包括天线516，天线516由PCB上的预定模式的导电迹线来形成，以使得能够与用户界面装置110进行无线通信。在一些实施例中，PCB 550还直接支撑无线收发器，而在其它实施例中，无线收发器与控制器140集成在一起。指示器帽组件540、主体构件组件544以及PCB 550被安装至基部构件560，在图5D的实施例中，该基部构件560是模制塑料构件。基部构件560将用户界面装置110的部件固定至锯机100的外部壳体。

图3描绘了安装在锯机100的壳体的外部上的用户界面装置110。基部构件560将用户界面装置110中的部件附接至锯机100中的壳体的外部，在此处，最终用户能够容易地看到指示灯528A-528D。此外，PCB 550上的天线516定位在锯机100的电屏蔽罩的外部，这既提供了清晰的视界以使得能够与短程外部无线装置通信，还使得天线516和PCB 550上的任何无线收发器与锯机100内的电气噪声源隔离。数据线缆（未示出）将安装在锯机100的壳体内的PCB上的控制器140连接至锯机的外部上的用户界面装置110。

尽管上文所描绘的用户界面装置110包括灯和无线数据接口，但在一些配置中，锯机100包括附加数据接口装置。例如，在一个实施例中，通用串行总线（USB）或者其它合适的有线数据连接器操作地连接至控制器140。锯机100包括在斜角滑架的后侧附近的USB端口。该USB端口被隐藏因而普通操作员看不到，但维护人员通过如下方式来访问USB端口：将斜角滑架移动至左侧或者右侧极端倾斜位置并且通过锯机100的壳体的背部处的开口来定位USB端口。USB端口连接至外部计算装置以执行诊断和维护操作。该USB连接还使得维护人员能够更新存储器142中所储存的软件程序，控制器140在锯机100的操作期间执行该软件程序。

再次参照图2的锯机配置，在一种操作模式中，锯机100中的控制器140采用自适应阈值过程来识别与操作员与刀片108之间的接触相对应的电流尖峰以便控制器件反应机构132的操作。在自适应阈值过程期间，控制器140识别在预定时间段（例如，32个采样周期，其以100 KHz的采样速率持续320微秒）期间的感测信号的平均信号水平。控制器140将预定偏置值施加至检测到的平均水平并且使用该平均值和偏置水平的总和来作为自适应阈值。控制器140基于由于电气噪声而出现的感测信号的平均水平的相对小的变化来更新平均阈值，这防止当感测信号的水平仅仅由于感测信号中的电气噪声而改变时对假阳性接触事件的检测。如果操作员与刀片108之间出现接触，则感测电流中的快速尖峰会超过预定偏置值并且控制器140检测到该接触并激活器件反应机构132。

在自适应阈值检测过程的可选实施例中，控制器140还响应于检测感测信号电流中的尖峰来识别感测信号中的信号与噪声比（SNR）以便进一步降低假阳性检测结果的可能性。控制器140参照预定时间窗口期间的信号的平均值除以相同时间窗口期间的信号水平的方差来识别SNR。在一种配置中，控制器140执行区块计算（block computation）过程以降低识别SNR的计算复杂性，这使得控制器140能够在用于器件反应机构132的操作的操作定时限制内识别SNR。在区块计算过程中，控制器140识别在相对短的区块（例如，32个采样周期，其以100 KHz的采样速率持续320微秒）期间的信号的平均值并且将该计算出的区块平均值储存在存储器中。控制器140然后识别一系列区块（诸如，在一个实施例中，在2560微秒的时间段期间的八个连续的时间区块）期间的SNR。

控制器140基于在八个区块中的每一个中出现的八个“局部”平均值与所有八个区块的单个“总体”算数平均值（average mean value）之间的差来识别所有区块的单个方差值。控制器140基于仅仅八个平均值和所识别的方差值来识别SNR，而不是识别在总共的256个单独的样本上的平均值和方差来识别SNR。区块计算过程极大地降低了识别SNR所需要的计算能力。控制器140在操作期间随着时间的推移继续识别另外的样本并且在从八个区块的集合移除了最早期的区块来容纳较新的样本之后来更新SNR样本。在识别了SNR之后，控制器140识别在检测到感测电流尖峰超过操作员与刀片108之间的接触的检测阈值的时刻处的SNR水平是否低于预定最小阈值。如果SNR水平太低，这指示与所检测到的噪声水平相比信号水平是弱的，则控制器140不使器件反应机构132操作以防止在操作员实际上未与刀片108接触时的假阳性操作。

自适应阈值过程的另一可选配置包括如下操作：检测来自刀片108的静电放电并且防止静电放电事件被错误地识别为操作员与刀片108之间的接触。在锯机100的操作期间，旋转刀片可能积累静电并且将该静电排放至锯机100内的部件或者诸如工件的外部物体。该静电放电通常在感测信号中产生瞬间的正或负电压尖峰，该电压尖峰类似于响应于操作员与刀片108之间的接触而出现的尖峰。然而，由于静电放电所引起的尖峰的振幅通常是由于与操作员的接触所生成的任何尖峰的若干倍大。因此，在一些实施例中，控制器140不仅响应于感测信号的振幅超过自适应阈值而且响应于该尖峰的振幅低于与初始检测阈值相比更高的上限阈值来识别人的接触，以便避免器件反应机构132响应于静电放电事件而发生假阳性操作。

自适应阈值过程在锯机100的多个操作模式中是有用的，包括锯机100执行“DADO”切割的操作模式。如本领域已知的，在DADO切割操作期间，刀片108切割沟槽，该沟槽贯穿工件的全部或者一部分，但不将工件完全切割成两个单独的部分。许多DADO切割产生比单个锯机刀片更厚的沟槽，并且锯机100利用一起放置在机轴109上的多个锯机刀片来操作以形成较厚的沟槽。多个锯机刀片充当天线并且接收来自锯机100的内部和外部的多个源的电气噪声，这在DADO切割期间降低信号与噪声比。

在一些实施例中，控制器140还在DADO切割操作期间的较长时间段期间检测操作员与刀片108之间的接触以便应对检测信号中存在的增加的噪声水平。例如，在一种配置中，控制器140在第一采样周期中识别超过用于接触检测的自适应阈值的电流水平中的尖峰。在高噪声环境中，噪声尖峰也可能产生超过自适应阈值水平的大的尖峰。然而，真实接触事件在电流中产生相对一致的尖峰，其保持高于阈值达若干采样周期（例如，高达以100KHz的采样速率的10个周期）。控制器140在多个采样周期期间识别尖峰水平的变化。如果尖峰的振幅保持是高的并且在若干采样周期期间不以大的量来改变水平，则控制器140识别出刀片108与操作员接触并且激活器件反应机构132。然而，如果控制器140在感测电流尖峰的水平中识别到大的变化，则控制器140识别出感测电流中的变化是由于噪声引起的并且不使器件反应机构132操作。即使在较长检测时间段的情况下，物体检测系统102的总检测和操作时间也出现在仅仅几毫秒的时间段内，以维持器件反应机构132的有效性。

自适应阈值过程在DADO切割期间改善接触检测的准确性。然而，在DADO切割过程期间不是严格需要使用自适应阈值过程，并且自适应阈值过程也有效地使用在锯机100的其它操作模式中。

在锯机100的操作期间，控制器140可选地执行故障检测过程以便识别将传感器板120或者器件包围件118连接至检测系统102的线缆中的故障。控制器140经由连续性测试来识别硬故障，诸如线缆中的完全断线。当线缆至少间歇性地连接但连接的质量不能够使得感测信号达到传感器板120并且不能够使控制器140检测通过电容器124的感测电流时，发生所谓的“软故障”。在一种配置中，控制器140识别在马达112的激活之前的软故障。控制器140在马达112保持关闭并且锯机100中的电气噪声的水平相对低时生成通过感测线缆的感测电流。如果感测信号的振幅或者噪声水平从预期值偏置多于预定操作公差阈值，则控制器140识别出感测线缆中的软故障。控制器140响应于在感测线缆中检测到硬故障或者软故障而通过用户界面装置110产生误差信号并且防止马达112的激活，直到感测线缆被修复或者更换。

在一些实施例中，锯机100通过在锯机中的预定接触位置处与电容式传感器接触来确定不同操作员的电容水平的特征。例如，在一个实施例中，锯机100包括金属把手，当操作员握住该把手时，该金属把手记录操作员的手的电容、电导、以及其它电学性能。在其它实施例中，电容式传感器定位在锯机100的轨道或者其它表面中，操作员在锯机100的典型操作期间与该轨道或者其它表面接触。控制器140接收与每个操作员的电学性能相对应的传感器数据并且调节刀片接触检测阈值和其它操作参数以改善每个操作员的刀片接触检测的准确性。

在一些实施例中，锯机100利用感测信号来执行模式检测以便在操作期间识别刀片108的状态。例如，在一个实施例中，控制器140识别与刀片108与工件之间的齿撞击相对应的感测信号的元素。控制器140可选地使用转速计或者其它RPM传感器来识别刀片108的旋转速率，并且控制器140接收与刀片108上的齿的尺寸和数量相对应的数据以便在刀片108与工件接合时识别齿撞击的预期频率。控制器140使用该预期齿撞击频率来协助识别感测信号，该感测信号可能与操作员与刀片108之间的接触相对应或者仅仅与在齿撞击工件时所产生的电气噪声相对应。

在锯机100的一些实施例中，当锯机100切割不同类型的材料时，控制器140储存所识别出的感测信号的型式。例如，锯机100切割通过不同种类的木材或者具有变化水分含量的木材件以识别在切割多种不同类型的木材或者其它材料时所检测到的感测信号的振幅和噪声水平。该型式生成过程可选地在锯机100的装运之前在工厂处发生。在随后的操作期间，操作员提供输入以确定锯机100将切割的材料的类型的特征，并且控制器140从存储器检索预期感测信号参数的储存型式以在切割工件时协助预期感测信号的识别。

图9A描绘了物体检测传感器的另一实施例，该物体检测传感器适合于结合锯机100或者另一锯机实施例中的物体检测系统102来使用。在图9A中，狭道板119包括电容式传感器904、908和912。传感器904、908和912中的每一个是电容式传感器，由于该传感器周围的电容的变化，所以该电容式传感器可以检测与对应的电容式传感器的表面接触或者极为接近的人的手或者其它身体部分的存在。相比之下，诸如木材的工件产生极为不同的电容变化，以使得控制器（诸如图2中描绘的控制器140）能够将工件与人身体部分区分开。电容式传感器904-912沿着切割方向920布置，该切割方向920与工件在刀片108切割工件时所行进的方向相对应。电容式传感器904被布置在跨越锯机刀片108的前方的区域中。当从锯机刀片108的前方观看时，电容式传感器908和912被分别在左手侧和右手侧上被布置成与锯机刀片108共形。

如图9A中所描绘的，电容式传感器904-912中的每个占据狭道板119的预定区域，诸如，图9A中所描绘的矩形区域或者另一几何形状。在一些实施例中，电容式传感器904-912不仅检测接近对应的传感器的人身体部分的存在，而且检测人身体部分在传感器的表面之上的位置和人身体部分随时间的移动速度和方向。热塑性塑料狭道板119使电容式传感器904-912与刀片108、工作台104的表面、以及与锯机内的其它部件隔离。

图9B描绘了用于锯机100中的电容式传感器904-912的操作的过程950。在下文的描绘中，提及执行功能或者行动的过程950指的是控制器联系锯机中的其它部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。为了说明性的目的，结合图9A的实施例和锯机100来对过程950进行描述。

过程950以如下步骤作为开始：锯机100被激活并且马达112使刀片108移动以切割工件（框954）。在操作期间，电容式传感器904-912生成电容式感测信号以检测接近刀片108周围的狭道板119中的电容式传感器904-912的表面的物体的存在（框958）。

如果控制器140基于电容式感测信号的RC时间常数的变化而识别到电容式传感器904-912中的一个或多个的电容水平的变化，则控制器140在物体与锯机刀片之间的接触之前在锯机刀片108周围的区域中检测到物体（诸如工件或者人身体部分）的存在（框962）。例如，在一些实施例中，电容式传感器904-912包括：形成电容器中的一个板的电容式感测元件、以及覆盖电容式感测元件且覆盖电容式传感器904-912的表面的非导电介电质。电容式传感器中的振荡器使用由每个传感器中的电容式元件和预定电阻器形成的RC电路来生成时变电容式感测信号。如本领域中已知的，RC时间常数响应于RC电路中的电容C的大小的变化而发生变化，并且电容式传感器或者外部控制装置基于时变信号的变化来识别与物体的接触。定位在传感器904-912中的一个的表面之上的物体充当电容器中的第二板并且产生传感器的电容水平的变化。

如果控制器140识别到不存在物体接近电容式传感器（框962）或者所检测到的物体产生与工件而不是与人身体部分相对应的极小的电容变化（框966），则锯机100继续操作以切割工件（框970）。导电物体（诸如，人操作员的手指或者其它身体部分）产生相对大的电容变化，而非导电物体（诸如，木材工件）产生小的电容水平变化。如上文所描述的，诸如木材的工件的特征在传感器904-912中生成电容变化，该电容变化与人身体部分所产生的电容变化足够地不同，以使得控制器140能够在极为接近电容式传感器904-912的工件和人身体部分之间进行区分。

在过程950期间，如果电容式传感器生成与足够大的电容变化相对应的信号（该足够大的电容变化与极为接近电容式传感器904-912的手或者其它身体部分的存在相对应），则在该物体与刀片108接触之前，控制器140生成警告输出，关闭马达112，或者激活器件反应机构132（框974）。在所检测的物体实际上未触碰刀片而是已经移动成与刀片相隔预定距离内的配置中，控制器140关闭马达112以使得锯机刀片108能够停止但不接合器件反应机构132，除非如使用上文所描述的物体检测系统102检测到的该物体实际上与刀片接触。在其它实施例中，如果电容式传感器904-912检测到与人身体部分相对应的物体，则控制器140在关闭马达112或者操作器件反应机构132之前生成用于操作员的警告信号（诸如在工作台104上操作员能够看见的光）。在一些实施例中，如果物体与刀片108接触，则在刀片108变得完全停止之前或者在物体变得与刀片108接触之前，物体检测系统102使器件反应机构132操作。

在过程950的一些实施例中，电容式接触式传感器904-912各自包括感测元件的二维网格（grid），该感测元件的二维网格使得该接触式传感器能够生成与由各个电容式传感器覆盖的二维区域内的位置相对应的多个电容式检测信号。在一些配置中，如果在传感器904-912中的一个之上但超出与刀片108相距的第一预定距离的第一位置处检测到人身体部分物体，则控制器140生成警告信号，并且如果该物体在刀片108的预定距离内移动，则控制器关闭马达112。此外，控制器140或者其它控制装置基于电容式传感器904-912中的单个感测元件随时间所生成的一系列物体位置来识别物体的移动路径和速度。如果该移动路径指示物体（诸如人手）在沿着路径的一些点处具有高的可能性会与刀片108接触，则控制器140关闭马达112或者生成如上文所描述的警告输出。另外地，在一些配置中，控制器140激活器件反应机构132以使刀片108或者其它器件在与操作员的手或者其它身体部分之间的接触之前缩回。例如，如果所检测到的操作员的手的位置在距离刀片108的预定距离内或者在电容式传感器之上的手的移动路径具有可能与刀片108接触的轨线，则控制器140可选地在实际上发生与刀片108的接触之前激活器件反应机构132。当然，电容式传感器904-912和过程950可以与上文所描述的物体检测系统102的操作相配合地实施，以检测接近刀片108的操作员的身体部分的存在以及检测身体部分与刀片108之间的实际接触。

除了上文所描述的物体检测系统102的操作之外，锯机100还被配置成执行不同的配置和诊断过程以维持可靠性并且使得锯机能够使用大量不同的材料来操作。例如，锯机100被配置成维持对器件反应机构已经被激活的次数的记录以便确保锯机100接收恰当的维护。

图10是过程1000的框图，该过程1000用于监测锯机中的器件反应机构的操作。在下文的讨论中，提及执行功能或者行动的过程1000指的是控制器联系锯机中的一个或多个部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。为了说明性目的，结合锯机100对过程1000进行描述。

过程1000以如下步骤开始：激活器件反应机构（框1004）。在锯机100中，控制器100响应于检测到与物体（诸如，操作员的手而不是工件）之间的接触而激活器件反应机构132。在锯机100的一个实施例中，器件反应机构132中的引爆器射击以使刀片108缩回到工作台104的水平下方。控制器140使被保持在存储器142的非易失性部分中的计数器增加增量以维持对器件反应机构在锯机100的操作期间已经被激活的次数的记录（框1008）。如本领域已知的，即使当锯机100被关闭并且与电功率断开连接时，非易失性存储器（诸如，固态或者磁性数据储存装置）也会长时期保留所储存的数据。

在器件反应机构132的总激活次数保持低于预定阈值（例如，器件反应机构132的五次激活）时，过程1000和锯机100的操作继续进行（框1012）。如果器件反应机构的激活次数超过预定阈值（框1012），则控制器140使锯机100的操作禁用直到锯机100经历了维护过程（框1016）。例如，在一种配置中，控制器140忽视来自用户界面110的用以激活锯机100的任何输入信号，并且在锯机100禁用时，马达112保持关闭。控制器140可选地经由用户界面110生成输出指示信号以便使操作员警觉到锯机100被禁用并且需要进行维护。

过程1000在维护操作期间继续进行。除了用以修复或者更换锯机100中的机械部件或者电气部件的任何所需要的维护之外，维护操作还包括重置锯机100的存储器中的计数器值以便使锯机恢复操作（框1020）。在一个实施例中，维护过程包括将外部编程装置（诸如，PC或者其它计算机编程装置）连接至锯机100内的维护端口（诸如，通用串行总线（USB）端口），以便既从存储器142检索诊断数据又对存储器142进行重新编程以重置储存器件反应机构已经被激活的次数的计数器。外部编程装置的使用使得锯机100能够在维护过程之后能够再次使用，而保持禁用直到锯机经历了恰当的维护。

在器件反应机构132的激活次数异常大的情况下，过程1000确保锯机100保持禁用直到接收了维护。该维护操作确保锯机100内的所有部件都恰当地操作并且确保物体检测系统102准确地检测不同于工件的物体与锯机刀片108之间的接触。

如上文所描述的，物体检测系统102响应于刀片108与任何物体之间的接触而接收输入信号，该任何物体既包括锯机在正常操作期间所切割的工件，又包括其它物体，其它物体有可能包括锯机操作员的身体部分，锯机操作员的身体部分导致器件反应机构的激活。在锯机100的操作期间，物体检测系统102接收与电容器124中的电容水平的变化相对应的输入信号，电容器124由板120和刀片108形成，电容器124中的电容水平的变化与工件之间的接触以及与不同于工件的物体的有可能的接触两者相对应。例如，在一些情况下，具有高水分含量的木材在锯机的操作期间有可能与人操作员的身体的一部分发生混淆。图11描绘了过程1100，过程1100生成由各种工件中的不同类型的材料所生成的信号的型式以改善物体检测的准确性。在下文的讨论中，提及执行功能或者行动的过程1000指的是控制器联系锯机中的一个或多个部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。为了说明性目的，结合锯机100对过程1100进行描述。

过程1100以如下步骤作为开始：在物体检测系统102启用但器件反应机构132禁用的情况下来操作锯机（框1104）。在器件反应机构未启用的情况下的锯机100的操作在受控条件下（诸如，在制造商的设施处或者在被认可的维护设施处）发生。在过程1100期间，锯机切割工件中的各种材料，该工件适合于与锯机100一起使用但有可能会产生可能被误解为与人身体部分或者其它物体相对应的感测信号，其在与转动刀片108接触时将会触发器件反应机构132。

过程1100以如下步骤继续进行：锯机100记录物体检测系统102中的感测信号，该感测信号是在当工件在切割期间在工件移动穿过刀片108时初始地与刀片108接触时的预定时间、以及在当工件与刀片108断开接合时的切割完成时间所产生的（框1108）。所记录的感测信号信息通常包括感测信号中的与电容器124中的电容水平的变化相互关联的尖峰。例如，当工件初始地与旋转刀片108接触时出现的初始尖峰可能类似于当不同于工件的物体初始地与旋转刀片108接触时所生成的初始尖峰。

在过程1100的另一实施例中，锯机100包括不同于由电容器124形成的电容式传感器的附加传感器，该附加传感器可以检测能够与人操作员的身体区分开的工件材料的特征。例如，一个实施例还包括一个或多个红外传感器，一个或多个红外传感器被安装在图3中所描绘的劈刀330上。红外传感器生成从工件反射的红外光的频率响应的型式。控制器140操作地连接至红外传感器以记录工件中的材料的频率响应。

过程1100以如下步骤继续进行：控制器140或者外部计算装置中的处理器识别所记录的感测信号与将会触发锯机100中的器件反应机构的物体的预定感测信号型式之间的差（框1112）。例如，如上文所描述的，控制器140使用自适应阈值过程来识别与人身体的手或者其它部分在与刀片108接触时相对应的感测电流中的尖峰。与同人手接触的相对应的尖峰包括振幅型式和时间型式。控制器140识别用于人身体部分的预定型式与在工件首次与旋转刀片108接触时出现的初始尖峰以及在刀片108切割工件且与工件断开接合时出现的任何随后的尖峰之间的振幅和持续时间的差。

控制器140或者外部处理器然后基于所记录的感测信号与用于人身体的预定物体检测结果型式之间的差来生成测试材料特有的检测结果型式（框1116）。在一个实施例中，控制器140生成具有振幅值范围的型式，该振幅值范围在当刀片108与工件中的预定材料接合时所记录的感测信号中的尖峰的振幅周围。该尖峰的振幅值的范围不包括人操作员的预定型式的尖峰振幅的阈值振幅，以确保控制器140不错误地将与人操作员相对应的感测信号识别为工件。因此，与不同工件相对应的振幅值的范围的尺寸基于通过刀片108与工件材料之间的接触所产生的记录尖峰与同人身体相对应的预定型式之间的差而发生变化。控制器140类似地基于来自工件的尖峰的时间范围与同人身体接触的型式中的尖峰的预期持续时间之间的差来生成与来自工件的感测信号中的尖峰的持续时间相对应的时间范围。更新的型式使得控制器140能够将来自电容器124的同刀片108与预定类型的材料的工件之间的接触相对应的感测信号以及与同人身体的一部分的有可能的接触相比较的感测信号区分开。

如上文所指出的，在替代实施例中，控制器140基于来自红外传感器的数据生成型式以识别工件中的材料的频率响应范围并且将该频率响应范围同与人操作员相关联的预定频率响应范围区分开。控制器140使用储存在存储器142中的用于操作员的预定响应范围来确保材料的型式中的频率响应范围不与用于人操作员的预定型式重叠。例如，在一种配置中，存储器142储存用于近红外响应的频率响应型式，该近红外响应具有在近似1080 nm的波长处的峰值响应以及在近似1580 nm的波长处的用于大量人类肤色的最小响应。各种工件的其它类型的材料具有在不同波长处的峰值红外频率响应和最小红外频率响应，并且控制器140生成具有峰值响应值和最小响应值两者的频率响应范围的型式，峰值响应值和最小响应值两者处于与工件相对应但不与对应于人类皮肤的响应的波长重叠的波长处。

在过程1100期间，将测试材料的更新型式储存在存储器142中（框1120）。在物体检测系统102和器件反应机构132均启用的情况下的随后的操作期间，控制器140使用测试材料的经储存的型式信息来减小假阳性检测事件的潜在发生率，当由于工件与锯机刀片 108之间的接触而发生的感测信号的变化被误解为与操作员与锯机刀片之间的接触相对应时会出现所述假阳性检测事件。例如，如果锯机100正在切割被储存在存储器142中的型式中的特定类型的材料，则控制器140继续操作锯机100，只要物体检测系统102中的感测信号中的任何尖峰都保持在与该材料类型相对应的所储存的型式的振幅和持续时间范围内。在一些配置中，存储器142储存锯机100在操作期间所切割的多种类型的材料的型式。操作员可选地将输入提供至锯机100，该输入指定待被切割的材料的类型，以使得控制器140能够使用工件中的恰当材料类型的所储存的型式。

如上文所描述的，物体检测系统响应于物体与旋转锯机刀片108之间的接触而通过电容器124来测量感测信号的变化。存储器142储存预定阈值信息，控制器140利用上文所描述的自适应阈值过程使用该预定阈值信息来检测人操作员的身体与刀片108之间的接触。然而，单个人操作员的身体可能展现出不同的电容水平，各个个体之间的电容水平可以随时间由于各种原因而发生变化，并且一个个体的电容水平也可能随时间由于各种原因而发生变化。影响操作员的电容水平的因素的示例包括但不限于：锯机周围的环境中的温度和环境湿度、每个操作员的生理构造、操作员的出汗水平等。图12描绘了过程1200，过程1200用于在锯机100的操作期间测量单个操作员的电容水平以使得锯机100能够调节不同个体的物体检测阈值。在下文的讨论中，提及执行功能或者行动的过程1200指的是控制器联系锯机中的一个或多个部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。为了说明性目的，结合锯机100对过程1200进行描述。

过程1200以如下步骤开始：锯机100通过如下的电容式传感器测量操作员的电容水平（框1204），所述电容式传感器形成在把手中或者锯机100的表面上的其它预定接触位置中，操作员在锯机的操作期间触碰该把手或者其它预定接触位置。使用图3的图示作为示例，在如下的一个或多个位置中的电容式传感器生成对操作员的手中的电容水平的测量：锯栏304、前轨道310、斜角调节把手352、高度调节把手354、或者操作员在操作期间触碰的锯机的其它表面。操作员在锯机100的操作期间不需要保持与电容式传感器连续接触，但控制器140在操作员触碰电容式传感器中的一个或多个时可选地更新所测量的电容水平。

过程1200以如下步骤继续进行：控制器140修改阈值水平以便检测与不同于工件的物体（诸如，操作员的身体）的接触（框1208）。控制器140响应于小于预定默认水平的所测量的电容水平（当操作员具有异常干燥的皮肤或者其它环境因素减小了操作员的身体中的有效电容时会发生这种情况）而减小感测信号的默认尖峰振幅检测阈值。控制器140基于适合于大量人操作员的默认电容水平与可能高于或者低于默认水平的所测量的电容水平之间的差来修改阈值。减小阈值水平有效地增加操作员与锯机100中的锯机刀片108之间的检测灵敏性。控制器140响应于对操作员中的大的电容水平的是识别而可选地增加阈值。在一些实施例中，控制器140限制物体检测的最大阈值水平以便确保物体检测系统102保持用以检测操作员与刀片108之间的接触的能力，因为增加检测阈值水平有效地减小物体检测系统102的灵敏性。

过程1200以如下步骤继续：锯机100操作以切割工件并且物体检测系统102使用经修改的检测阈值来检测与刀片108的有可能的操作员接触（框1212）。如上文所描述的，如果操作员的手或者其它身体部分与旋转刀片108接触，则控制器140使用上文所描述的自适应阈值过程来将通过电容器124所测量的感测信号中的尖峰的振幅与经修改的阈值作比较。由于控制器140基于操作员的所测量的电容来修改检测阈值，所以过程1200使得锯机100能够在准确性提高的情况下检测操作员与锯机刀片108之间的接触。

在锯机100中，马达112包括与换向器接合的一个或多个电刷。在电动马达中使用电刷在本领域中是众所周知的。随着时间的推移，电刷经历磨损，这使马达的效率降低并且已磨损的电刷常常生成火花。火花会不利于马达112的操作并且在一些情况下火花生成由物体检测系统102检测到的电气噪声。图13A描绘了马达112中的轴1350、换向器1354、以及电刷1358A和1358B的示例。弹簧1362A和1362B分别使电刷1358A和1358B偏置成与换向器1354接触。在许多实施例中，电刷1358A和1358B由石墨形成。在马达112中，底座1366A和1366B形成在马达112的壳体中并且分别与弹簧1358A和1358B接合。在一个实施例中，底座1366A和1366B包括压力传感器，该压力传感器测量通过弹簧1362A和1362B施加的压缩力。在另一实施例中，底座1366A和1366B生成通过弹簧1362A和1362B以及对应的电刷1358A和1358B的感测电流以识别通过该电刷的电阻水平。

由于已磨损的电刷不仅使马达112的操作效率降低，而且会将附加的电气噪声引入到物体检测系统102的感测信号中，所以锯机100可选地检测马达112中的电刷磨损并且经由用户界面110生成输出以指示该已磨损的电刷应该被更换。图13B描绘了用于测量马达112中的电刷磨损的过程1300的第一实施例。在下文的描述中，提及执行功能或者行动的过程1300指的是控制器（诸如锯机100中的控制器140）结合锯机100中的其它部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。

在过程1300期间，定位在底座1366A和1366B中的每个的电源生成通过对应的电刷1358A和1358B的电流（框1304）。在一个实施例中，该电流穿过连接至电刷1358A和1358B的线缆以用于锯机100中的电刷1358A和1358B的正常操作。在另一配置中，该电流穿过弹簧1362A和1362B以及对应的电刷1358A和1358B。在诊断模式期间，当锯机马达112以其他方式被关闭且过程1300中所使用的电流的水平远低于在马达112的操作期间产生马达轴1350中的旋转的驱动电流时，生成该电流。在过程1300期间，控制器140或者与马达112集成在一起的控制器测量通过电刷的电阻水平并且将所测量的电阻水平与预定电阻阈值作比较（框1308）。电阻水平的测量例如包括：对于在诊断模式中流动通过电刷1358A和1358B中的每个的电流的电压水平或者电流水平的测量以及应用欧姆定律来得到电阻（例如，R=E/I，对于测量出的电压E和预定电流I、或者预定电压E和测量出的电流I）。一旦电阻下降到低于预定阈值，控制器140就经由用户界面110生成输出信号以指示电刷应该被更换（框1312）。电阻随着电刷磨损和变薄而下降，这会减小通过弹簧1362A和1362B以及对应的电刷1358A和1358B的总电阻。在一些配置中，控制器140还使锯机100的操作禁用直到任何已磨损电刷均已被更换，并且控制器140再次执行过程1300以确认新电刷不再是已磨损的。

图13C描绘了用于测量马达中的电刷磨损的过程1320的第二实施例。在下文的描述中，提及执行功能或者行动的过程1320指的是控制器（诸如锯机100中的控制器140）结合锯机100中的其它部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。

在过程1320中，弹簧底座1366A和1366B各自包括压力传感器，该压力传感器在诊断模式期间在马达112被关闭时测量对应弹簧1362A和1362B的压缩力（框1324）。在电刷1358A和1358B经历磨损时，对应的弹簧1362A和1362B扩张以使电刷偏置到换向器1354上。弹簧1362A和1362B中的压缩力随着弹簧扩张而减小。控制器140或者马达112中的控制器操作地连接至压力传感器并且将来自该压力传感器的测量压力水平与预定压力阈值作比较（框1328）。一旦底座1366A和1366B中的压力传感器测量到弹簧1362A和1362B的压缩力已经下降至低于预定阈值，控制器140就经由用户界面110生成输出信号以指示电刷应该被更换（框1332）。在一些配置中，控制器140还使锯机100的操作禁用直到任何已磨损的电刷均已被更换，并且控制器140再次执行过程1320以确认新电刷不再是已磨损的。

如上文所描述的，在操作期间，物体检测系统102通过单个感测线缆（诸如图8B中描绘的同轴线缆720，其包括两个不同的导体）来接收感测信号。在诸如锯机100的高振动环境内，感测线缆720会随着时间的推移经历磨损和故障，这最终需要在锯机维护期间进行线缆更换。如果感测线缆720断裂或者从物体检测系统102的PCB、板120、或者器件包围件118中的任何一个上断开连接，则PCB不会检测到任何感测信号并且会使锯机100禁用直到单个感测线缆720被修复。然而，在一些情况下，感测线缆720经历“软故障”，在“软故障”中，线缆没有完全地断开连接，而是线缆在锯机中继续以极大劣化的性能进行操作。PCB 102仍接收感测信号，但感测线缆720内的故障引入噪声或者衰减感测信号，这减小物体检测系统102的准确性。图14描绘了用于诊断感测线缆720中的软故障的过程1400。在下文的描述中，提及执行功能或者行动的过程1400指的是控制器（诸如锯机100中的控制器140）结合锯机100中的其它部件执行所储存的程序指令以执行所述功能或者行动。

过程1400以如下步骤开始：物体检测系统102在诊断模式期间生成预定激励信号（框1404）。在一个实施例中，控制器140激活时钟源144以使用振幅调制来生成在锯机100的操作期间所使用的相同正弦感测信号。在另一实施例中，时钟源144以预定频率产生包括一系列德尔塔（delta）脉冲的脉冲序列，以使得控制器140能够接收通过感测线缆720和电容器124的与单位脉冲响应相对应的输出。在另外的实施例中，时钟源144生成任何合适的预定信号，该任何合适的预定信号使得能够诊断感测线缆720内的可能的故障。在诊断模式期间，锯机100中的马达112被关闭并且在锯机内存在最小限度的电气噪声。

过程1400以如下步骤继续进行：控制器1400识别所检测到的激励信号的信号与噪声比（SNR）（框1408）。在锯机100中，控制器140响应于来自时钟源144和放大器146的激励信号而检测返回信号，返回信号穿过感测线缆720以及电容器124的板120和锯机刀片108。由于时钟源144和驱动放大器146生成具有预定振幅和调制的激励信号，所以控制器140使用预定测量技术来识别SNR，预定测量技术原本在本领域中是已知的。当然，即使在以其他方式被关闭的锯机中，激励信号也通过感测线缆720和电容器124经历一定程度的衰减，并且感测电路内总会存在一定程度的噪声，诸如，约翰逊-尼奎斯特（Johnson-Nyquist）噪声。如在过程1400的情况下所使用的，SNR的测量还包括对信号强度衰减的测量，该测量不包括噪声的直接测量。例如，预定激励信号是利用预定振幅来生成的，并且控制器140测量返回信号的振幅。在返回信号中预期会有一定衰减水平，并且根据经验识别到用于运转恰当的感测线缆的返回信号的信号强度的预定振幅水平并且将其储存在存储器142中。然而，如果返回信号的振幅下降至低于预定水平，则控制器140识别到感测线缆720中的可能存在的故障。

在替代配置中，感测线缆720包括第三导体，第三导体与感测线缆中的第一导体和第二导体电隔离。在一个实施例中，第三导体被形成为感测线缆720中的第二双绞线的一部分，而在另一实施例中，感测线缆包括两个同轴元件，该两个同轴元件形成三个单独的导体。第三导体的一端按照类似于图8C中描绘的第一导体的方式连接至板120。第三导体的另一端连接至安装于物体检测系统的PCB的模拟至数字转换器（ADC），以将感测信号的数字化版本提供至控制器140。在过程1400期间，控制器140基于通过第三导体而不是通过第一导体和第二导体的激励信号来测量返回信号。

控制器140识别激励信号的所测量的SNR是否下降至低于适合于物体检测系统102的操作的预定最小SNR比率（框1412）。感测线缆720中的故障使所接收到的信号的水平衰减，将附加噪声引入到感测线缆720中，或者产生信号强度的衰减并且增加使SNR劣化的噪声。如果SNR保持高于预定阈值，则感测线缆720被视为功能正常并且锯机100继续操作（框1416）。然而，如果所测量的SNR下降至低于预定阈值，则控制器140生成指示感测线缆中的有可能存在的故障的输出（框1420）。在锯机100中，控制器140经由用户界面110来生成输出以便使操作员警觉到有可能存在的线缆故障。在一些配置中，控制器140使锯机100的操作禁用直到感测线缆720被修复或者更换。

将会领会的是，上述的以及其它的特征和功能的变体、或者其替代物可以按照期望被组合到许多其它不同的系统、应用或者方法中。本领域的技术人员后来可以做出许多当前未预见或者未预料到的替代、修改、变化或者改进，并且这些替代、修改、变化或者改进也意图被所附权利要求书所涵盖。

Claims (9)

1.一种用于操作锯机中的物体检测系统的方法，所述方法包括：

操作所述锯机中的马达以使器件移动；

利用所述锯机中的器件来接合由预定材料形成的工件；

在所述工件的切割期间，利用控制器来关闭所述锯机中的器件反应机构；

利用所述控制器来记录在所述工件与所述器件之间的接触期间在所述物体检测系统中所产生的感测信号，其中，所述物体检测系统响应于物体与所述锯机中的器件之间的接触而通过电容器来测量所述感测信号的变化，其中，所述电容器由所述器件和相对于所述器件保持在预定位置中的板形成；

利用所述控制器基于所记录的感测信号来生成所述工件的材料的检测结果型式；

利用所述控制器来将所述检测结果型式储存在所述锯机中的存储器中；以及

在所述器件反应机构启用的情况下，使用所述检测结果型式来操作所述锯机和所述物体检测系统以在所述器件与由所述预定材料形成的工件的接触以及所述器件与操作员的身体的一部分的接触之间进行区分。

2.根据权利要求1所述的方法，所述检测结果型式的生成还包括：

利用所述控制器记录来自所述锯机中的电容式传感器的感测信号；

利用所述控制器识别来自所述物体检测系统的所记录的感测信号中的第一尖峰的振幅，所述第一尖峰与所述工件接合所述器件所处的时刻相对应；

利用所述控制器来识别所记录的感测信号中的所述第一尖峰的振幅与用于第二尖峰的振幅的预定阈值之间的差，所述第二尖峰响应于所述器件与所述操作员的身体的部分之间的接触而在所述感测信号中生成；以及

利用所述控制器来生成与所述第一尖峰的振幅周围的振幅范围相对应的检测结果型式，所述振幅范围不包括用于所述第二尖峰的振幅的预定阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，所述检测结果型式的生成还包括：

利用所述控制器记录来自所述锯机中的电容式传感器的感测信号；

利用所述控制器识别来自所述物体检测系统的所记录的感测信号中的第一尖峰的持续时间，所述持续时间从所述工件接合所述器件所处的时刻开始；

利用所述控制器来识别所记录的感测信号中的第一尖峰的持续时间与用于第二尖峰的持续时间的预定阈值之间的差，所述第二尖峰响应于所述器件与所述操作员的身体的部分之间的接触而在所述感测信号中生成；以及

利用所述控制器来生成与所述第一尖峰的持续时间周围的持续时间范围相对应的检测结果型式，所述持续时间范围不包括用于所述第二尖峰的持续时间的预定阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，所述检测结果型式的生成还包括：

利用所述控制器记录来自所述锯机中的红外传感器的感测信号；

利用所述控制器来识别当所述工件接合所述器件时从所述工件记录的所检测的红外信号的第一频率响应；

利用所述控制器来识别所记录的感测信号中的第一频率响应与预定的第二频率响应之间的差，所述预定的第二频率响应响应于与所述操作员的身体的部分相对应的所检测的红外信号而在所述感测信号中生成；以及

利用所述控制器来生成与第一频率响应周围的频率响应范围相对应的检测结果型式，所述频率响应范围不包括所述预定第二频率响应。

5.一种用于操作锯机中的物体检测系统的方法，所述方法包括：

利用电容式传感器在所述锯机的预定接触位置中响应于所述电容式传感器与所述锯机的操作员的手之间的接触来生成电容信号，所述电容式传感器形成在所述预定接触位置中；

利用控制器基于来自所述电容式传感器的电容信号来识别所述操作员的手的电容水平；

利用所述控制器响应于来自所述电容式传感器的电容信号来修改用于识别所述操作员与所述锯机中的器件之间的接触的检测阈值水平；以及

利用所述控制器在用于检测所述操作员的手与所述器件之间的接触的经修改的检测阈值水平的情况下来操作所述锯机中的物体检测系统。

6.根据权利要求5所述的方法，所述检测阈值水平的修改还包括：

利用所述控制器响应于所述手的电容水平大于默认电容水平来提高所述检测阈值水平。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

利用所述物体检测系统来检测与工件的接触，其在感测信号中生成尖峰，所述尖峰超过默认检测阈值水平并且小于经修改的检测阈值水平；以及

响应于所述感测信号中的尖峰小于经修改的检测阈值水平来继续所述锯机的操作。

8.根据权利要求5所述的方法，所述检测阈值水平的修改还包括：

利用所述控制器响应于所述手的电容水平小于默认电容水平来减小所述检测阈值水平。

9.根据权利要求5所述的方法，还包括：

利用所述控制器响应于所述物体检测系统使用经修改的检测阈值来识别所述操作员的手与所述器件之间的接触来操作所述锯机中的器件反应机构。

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