CN107427941B - 用于锯的诊断和维护操作 - Google Patents

Abstract

一种用于测量锯的马达中的电刷磨损的方法，包括：借助连接到所述锯的马达中的电刷的传感器，生成对应于所述电刷中的磨损水平的第一信号；以及借助控制器，参考所述第一信号来确定所述电刷的磨损水平。并且该方法还包括：借助所述控制器和用户界面装置，响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，生成请求更换所述电刷的输出。

Description

用于锯的诊断和维护操作

优先权声明

本申请要求于2015年3月12日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLOF A DROP ARM IN A TABLE SAW”的美国临时申请号62/131,977的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。本申请还要求于2015年3月12日提交的标题为“TABLE SAW WITHDROPPING BLADE”的美国临时申请号62/132,004的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

交叉引用

本申请交叉引用2016年3月4日提交的共同未决的美国申请序列号14/XXX,XXX，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开大体涉及一种动力工具，并且更具体地，涉及用于在会检测器械和物体之间的接触的锯中执行诊断和维护的系统和方法。

背景技术

已经研发出检测或者感测系统以用于与各种制造设备和动力工具一起使用。这种检测系统是可操作的以通过检测或者感测操作者的某附肢与设备的某部分之间的接近或者接触来触发反应装置。例如，台锯中现有的电容式接触感测系统检测操作者与锯片之间的接触。

图1描绘了一种与台锯1结合的现有技术的基于电容式感测的检测系统90。检测系统90驱动电联接至台锯1的可动锯片22的激励电压，并且检测从锯片22引出的电流。所检测到的电流和/或激励电压的幅度或者相位在锯片22接触到导电物体（诸如，操作者的手、手指或者其他身体部分、以及工件）时发生变化。该变化的特征用来触发反应系统92的操作。反应系统92例如通过应用制动器以停止锯片22的运动和/或通过使锯片22运动到切割区域下方，来使锯片22不能操作。反应系统92的一个示例使用炸药装料（explosive charge）来将制动器（未示出）驱动到锯片22中以阻止锯片22的运动。附加地或者替代地，反应系统92的一个实施例瓦解锯片支撑构件（未示出）以将锯片22推动到锯台14的表面以下。

图1中所示的检测系统90的实施例包括在线路12上生成时变信号的振荡器10。所述时变信号是任何合适的信号类型，例如包括正弦波、多个正弦波的和、线性调频波形、噪声信号等。选择信号的频率以使检测系统能够区分与第一物体（诸如手指或者手）和第二物体（诸如待由动力工具切割的木材或者其他材料）的接触。在图1的实施例中，频率为1.22MHz，但还可以使用其他频率以及非正弦波形。振荡器10参考锯台14或者其他金属结构为局部接地。如图1中所示，锯片22竖直地设置在由锯台14（或工作表面或切割表面或平台）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的输出端，该线路20将振荡器的输出端操作地连接至锯片22。电流传感器24将来自线路20的信号操作地连接到线路26上，该线路26被供给至放大器28，该放大器28通过线路32连接至处理器30。电流传感器24例如是电流传感转换器、电流传感电阻器、霍尔效应电流传感装置或者其他合适类型的电流传感器。来自处理器30的输出线路34操作地连接至反应系统92，使得如果检测到预定条件，则处理器30就触发反应系统92，该预定条件例如指示锯片22与第一物体之间的接触。

线路26上的信号指示由锯片引出的瞬时电流。因为锯片22在台锯操作期间处于运动中，所以通过大体平行于锯片22安装的激励板36形成连接。在图1的实施例中，板36由第一电压放大器16驱动，并且配置成相对于锯片22具有近似100微微法（pF）的电容。板36相对于锯片22的侧面被保持在稳定位置中。激励板36被配置成：在台锯1的操作期间当锯片22的高度和斜角被调整时随动于该锯片22。

在图1的实施例中，第一物体与锯台14（或者电力线接地（如果存在的话））之间的电容在大约30-50pF的范围内。当激励板36与锯片22之间的电容超过第一物体与锯台14之间的电容时，检测阈值不会受到板至锯片的电容变化的不适当影响。在图1的配置中，板36平行于锯片22地设置在锯片22抵靠心轴37的一侧上，使得锯片厚度的变化不会影响锯片22与板36之间的间隙。其他激励方法（包括通过心轴轴承的接触或者与轴或锯片的电刷接触）可用于相同作用。

在检测系统90中，第二放大器18连接至护罩38，并且放大器18将护罩38驱动至与激励板36相同的电位。此外，检测系统90中的传感器可选地监测由护罩38引出的电流水平。在图1的配置中，护罩38在锯台14下方围绕锯片22延伸，并且在锯台14的台面上与锯片22间隔开某一距离。护罩38的配置减小了锯片22与锯台14之间的静态电容，其在锯台未电连接至接地的情况下充当接地面。在不同实施例中，护罩38是连续的网状袋或者在由振荡器10生成的激励频率处电性地相当于法拉第笼的其他类型的防护器。护罩38可选地包括随锯片调整而运动的部件，或者大到足以容纳锯片调整以及安装在台锯上的各种锯片。在图1的配置中，护罩38随锯片调整而运动，并且包括锯台14的喉板区域。

处理器30执行各种预处理步骤，并且实现能检测指示第一物体与锯片22之间的接触的条件的触发器。处理器30可选地包括一个或多个关联的模拟-数字（A/D）转换器。来自电流传感器24的锯片电流信号被引向生成相应数字信号的A/D转换器中的一个或多个。在一些实施例中，表示锯片22与激励板36之间的电压差的锯片电压信号被引至A/D转换器以生成数字锯片电压信号。处理器30接收数字化信号并且基于所接收的信号来执行各种数字信号处理操作和/或计算导出参数。处理器30对经调节的锯片信号进行分析或者以其他方式执行操作，以检测指示第一物体与锯片22之间的接触的条件。

现有技术的锯需要锯片22由导电材料形成，其还被电连接到心轴37。在现有技术的锯中，非导电性锯片和包括非导电性涂层的锯片阻止了接触检测系统的适当操作。另外，锯片22和心轴37必须被电连接到接地面以便接触检测系统有效操作。至锯片的接地连接的要求还需要锯1被电连接到适当的地面，诸如地面道钉、金属管或者其他合适的地面，这需要台锯1保持在固定位置。其他类型的台锯包括便携台锯，其在提供接地连接可能不方便或不实际的工作地点之间被运输。另外，对接地连接的要求增加了非便携台锯的构建和操作的复杂性。因此，对于便携和非便携台锯中的锯片不需要电气接地连接的接触检测系统的改进将会是有益的。

发明内容

在一个实施例中，已经开发了一种用于监测锯的马达中的电刷磨损的方法。该方法包括：借助连接到锯的马达中的电刷的传感器，生成对应于电刷中的磨损水平的第一信号；借助控制器，参考第一信号来确定电刷的磨损水平；以及借助控制器和用户界面装置，响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，生成请求更换电刷的输出。

在进一步实施例中，方法包括：借助马达中的电流源，生成通过电刷的电信号；借助控制器，参考来自传感器的第一信号来确定通过电刷的电阻水平；以及借助控制器，响应于电阻水平低于预定阈值，确定电刷中的磨损水平超过预定阈值。

在进一步实施例中，方法包括：借助传感器，生成对应于电刷中的电流或电压水平中的至少一个的第一信号。

在进一步实施例中，方法包括：借助传感器，生成对应于从弹簧施加在传感器上的压力水平的第一信号，所述弹簧将电刷偏置成与马达中的整流器接触；以及借助控制器，响应于压力水平低于预定阈值，确定电刷中的磨损水平超过预定阈值。

在进一步实施例中，方法包括：借助控制器，响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，禁用马达的操作。

在进一步实施例中，在马达被停用的诊断模式期间，传感器生成第一信号。

在另一实施例中，已经开发了用于测量马达中的电刷磨损的系统。系统包括：锯中的马达；马达中的电刷；马达中的传感器，传感器被配置成生成对应于电刷中的磨损水平的第一信号；用户界面装置；以及操作地连接到马达、传感器和用户界面装置的控制器。控制器被配置成：从传感器接收第一信号；参考第一信号来确定电刷的磨损水平；以及响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，操作用户界面装置以生成请求更换电刷的输出。

在进一步实施例中，系统包括马达中的电流源，该电流源被配置成生成通过电刷的电信号，并且传感器被配置成生成对应于电刷中的电流或电压水平中的至少一个的第一信号。控制器被配置成参考来自传感器的第一信号来确定通过电刷的电阻水平，并且响应于电阻水平低于预定阈值，确定电刷中的磨损水平超过预定阈值。

在进一步实施例中，系统中的传感器被配置成生成对应于从弹簧施加在传感器上的压力水平的第一信号，所述弹簧将电刷偏置成与马达中的整流器接触。控制器被配置成响应于压力水平低于预定阈值，确定电刷中的磨损水平超过预定阈值。

在进一步实施例中，控制器还被配置成响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，禁用马达的操作。

在进一步实施例中，在马达被停用的诊断模式期间，传感器生成第一信号。

在另一实施例中，已经开发了用于具有器械反应机构的锯的操作的方法。方法包括：借助锯中的物体检测系统，在锯的操作期间，检测在除工件之外的物体与锯中的器械之间的接触；借助物体检测系统，激活锯中的器械反应机构；借助物体检测系统中的控制器，递增存储器中的对应于器械反应机构已经被激活的次数的计数；以及借助控制器，响应于计数超过预定阈值，禁用锯的操作。

在进一步实施例中，方法包括：借助外部编程装置，在维护操作期间重置存储器中的计数；以及借助控制器，响应于计数被重置，启用锯的操作。

在进一步实施例中，方法包括：借助用户界面装置，响应于计数超过预定阈值，生成指示锯被禁用并且需要维修的输出。

附图说明

图1是包括用于检测人与锯片之间的接触的现有技术检测系统的现有技术台锯的图。

图2是台锯的示意图，其包括物体检测系统，该物体检测系统被配置成在锯片旋转期间确定锯中的锯片是否接触物体。

图3是图2的台锯的一个实施例的外部图。

图4是包括图2的锯中的锯片、心轴和传感器板的选定部件的横截面图。

图5A是图2的锯中的用户界面装置的外部图。

图5B是外部壳体被移除的图5A的用户界面装置的视图。

图5C是图5B的用户界面装置的轮廓图。

图5D是图5A-图5C的用户界面中的部件的分解视图。

图6A是图2的锯的一个实施例中的电荷耦合板和心轴组件的分解视图。

图6B是图6A所描绘的部件的轮廓图。

图7是描绘图2的锯的一个实施例中的物体检测系统和其他部件的附加细节的示意图。

图8A是描绘安装在图2的锯的一个实施例中的感测线缆的图。

图8B是同轴感测线缆中的部件的剖切图。

图8C是描绘感测线缆中的第一导体至图8A的锯中的板的连接的图。

图8D是描绘处于用于将感测线缆中的第二导体连接至图8A的锯中的器械封罩的一个位置处的安装件的图。

图8E是描绘处于用于将感测线缆中的第二导体连接至图8A的锯中的器械封罩的另一个位置处的安装件的图。

图9A是在图2的锯的一个实施例中的锯片周围的喉板中设置的电容性传感器的示意图。

图9B是使用图9A的电容性传感器的台锯的操作的过程的框图。

图10是监测图2的锯的一个实施例中的器械反应机构的活动并且在器械反应机构的激活次数超过预定数量之后禁用锯以便维护的过程的框图。

图11是用于图2的锯中的物体检测系统的测量工件中所用的不同材料类型的廓线的框图。

图12是测量锯的操作者的身体的电容以便调整图2的锯中的物体检测系统的操作的过程的框图。

图13A是图2的锯的一个实施例的马达中的部件的示意图。

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

图13C是基于将电刷偏置到马达中的整流器的弹簧的压力测量来测量图13A所描绘的马达中的电刷上的磨损的过程的框图。

图14是诊断图2的锯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

为了促进对本文所描述的实施例的原理的理解的目的，现在参照附图和以下书面说明书中的描述。这些参考不意图对本主题的范围进行限制。本申请还包括对所阐述的实施例的任何改变和改进以及该文献所属技术领域的技术人员通常将会想到的对所描述的实施例的原理的进一步应用。

如本文所使用的，术语“动力工具”是指具有一个或多个运动部分的任何工具，所述运动部分借助致动器（诸如电马达、内燃机、液压缸或气动缸等）而运动。例如，动力工具包括但不限于，斜面锯、斜切锯、台锯、圆锯、往复锯、细竖锯（jig saw）、带锯、冷锯、切割机、冲击驱动器、角磨机、钻孔机、连接器（jointer）、打钉器、打磨机、修边机和刳刨机。如本文所使用的，术语“器械（implement）”是指动力工具的在动力工具操作期间至少部分地露出的运动部分。动力工具中的器械的示例包括但不限于，旋转和往复式锯片、钻头、刳钻、磨盘、磨轮等。如以下描述的，与动力工具集成的感测电路被用于停止器械的运动以避免在器械运动时操作人员与器械之间的接触。

如本文所使用的，术语"器械反应机构"指的是锯中的从可能与工件或操作人员的身体的一部分接触的位置使器械（诸如锯片或任何其他适当的运动器械）缩回的装置，其以快速方式停止器械运动，或者使器械既缩回又停止。如下文在台锯实施例中所描述的，器械反应机构的一种形式包括可动垂臂，其被机械连接到器械（诸如锯片）和心轴。器械反应机构包括火药装料（pyrotechnic charge），其在锯的操作期间响应于检测到操作者的身体的一部分与锯片的接触而由物体检测系统操作。火药装料驱使垂臂和锯片到锯台表面之下以便以快速方式缩回锯片以免接触操作者。在器械反应机构的另一些实施例中，机械或机电锯片制动器以快速方式停止锯片的运动。

图2描绘了锯100中的部件的示意图，而图3描绘了锯100的一个实施例的外部视图。台锯100包括锯台104，锯片108延伸通过该锯台104以用于切割工件、诸如木块。台锯100还包括使心轴109旋转以驱动锯片108的电马达112、器械封罩118和器械反应机构132。虽然图2为了说明目的描绘了切割锯片108，但本领域的那些技术人员将承认锯片108可以是能够用于锯100的任何器械，并且提到锯片108是为了说明目的。在锯100中，器械封罩118包括围绕锯片108的高度调整滑架和斜角滑架，并且器械封罩118替代性地被称为锯片封罩或"护罩"，其围绕锯片108或者锯100中的其他适当器械。如图3所描绘的，锯片108的一部分向上延伸通过喉板119中的开口到锯台104的表面之上。劈刀330和锯片防护器332被定位在锯片108上方。

在锯100内，器械封罩118与锯片108、心轴109、锯台104的顶表面和板120电隔离。在一个实施例中，器械封罩118包括由诸如热塑性塑料的电绝缘体形成的喉板119。喉板119包括开口以便使得锯片108能够延伸到锯台104的表面之上。喉板119与锯台104的表面齐平并且提供在器械封罩118中的锯片108、高度调整滑架和斜角滑架与锯台104的表面的进一步电隔离。锯台104、锯片108和马达112的通用配置对用于切割工件的技术领域来说是公知的，并且本文中不再详细地描述。为了清楚起见，图2中省略了台锯中常用的某些部件，诸如工件的导向件、锯片高度调整机构和锯片防护器。

锯100还包括物体检测系统102，其包括数字控制器140、存储器142、时钟源144、放大器146、变压器150和解调器143A和143B。物体检测系统102经由器械封罩118和心轴被电连接到板120和锯片108。物体检测系统102中的控制器140被操作地连接到用户界面装置110、马达112和器械反应机构132。在锯100的操作期间，锯片检测系统102检测电信号，该电信号源自当物体接触旋转锯片108时在锯片108和板120之间的电容水平的变化。物体能够包括工件，诸如在普通操作期间供锯100切割的木块或者其他材料块。物体检测系统102也检测在锯片102和其他物体（可能包括锯的操作者的手或身体的其他部分）之间的接触，并且响应于检测到锯片108和工件之外的物体之间的接触而激活器械反应机构132。下文将更详细地描述物体检测系统102的附加的结构和操作细节。

在锯100中，锯台104与锯封罩118中的锯片108、心轴109和其他部件电隔离，如图2和图3所描绘的。在一个实施例中，锯台104的表面由诸如钢或者铝的导电金属形成。在锯台104的表面处，不导电喉板119将锯片108隔离于锯台104的表面。在锯台104下方，一个或多个电绝缘安装件将锯台104固定到锯100的框架，但使锯台104与锯内的其他部件电隔离。如图2所描绘的，在一些实施例中，锯台104借助电线缆被电连接到接地182。接地连接减少或消除了在锯台104上的静电的累积，这防止了在锯100的操作期间可能降低物体检测准确性的不当的静电放电。

除了用于锯台104的接地连接之外，锯片108和器械封罩118也通过高电阻线缆被连接到接地182，该线缆包括大电阻器180（例如1ΜΩ的电阻器）。器械封罩118通过第一线缆和电阻器180（其提供至接地的高电阻连接）被连接到接地182。锯片108也经由心轴109通过第二线缆和电阻器180被连接到接地182。用于锯片108和器械封罩118的至接地的高电阻连接也减少了在这些部件上的静电电荷的累积。虽然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1Ω的电阻的电线缆的直接连接）以便通过使用直接至地面接地的低阻抗连接来检测在锯片和物体之间的接触，但物体检测系统102的操作不需要锯100中的高电阻接地线缆。相反，高电阻线缆仅降低锯100中的静电影响，以减少潜在的伪阳性（false-positive）检测事件，但是物体检测系统102仍能够完全起作用来检测在锯片108和物体之间的接触而不需要任何接地连接。替代性实施例针对板120和锯片108中任一者或两者使用不同材料来减少锯100中静电的累积，并且不需要在锯片108或器械封罩118和接地之间存在任何连接。

台锯100包括被安装在轨道310和312上的靠模座（rip fence）304。靠模座304被配置成，在操作期间以平行于锯片108的取向运动到锯台304上方的预定位置以便引导工件通过锯100。在锯100中，靠模座304与锯台104电隔离。例如，在图3中，电绝缘的热塑性塑料轨道安装件306将靠模座304联接到轨道310。在靠模座304的底部上的塑料防护器（未示出）和在靠模座304的顶部上的另一个防护器320将靠模座304与锯100中的锯台104电隔离。在一些实施例中，靠模座304包括位于靠模座304的面向锯片108的侧面上的另一电绝缘体，以便当工件同时接合靠模座304和锯片108二者时确保在靠模座304和锯片108之间的电隔离。

再次参考图2，锯100也包括在锯100的操作期间检测物体和锯片108之间的接触的检测系统102。在一种配置中，检测系统102中的一些或全部部件被安装到一个或多个印刷电路板（PCB）。在图2的实施例中，单独的PCB 172支撑电源106和控制TRIAC（三端双向交流开关）174。电源106从外部电源（诸如发电机或公用电力供应器）接收交流（AC）电力信号，并且通过TRIAC 174将电力供应给马达112并将电力供应给感测系统102中的部件。用于感测系统102和电源172的单独的PCB将数字控制器140隔离于电源106和TRIAC 174，以便改善控制器140内的数字电子器件的冷却并将控制器140与电噪声隔离。在图2的实施例中，电源106是转换电源，其将来自外部电源的AC电力信号转换成处于一个或多个电压水平的直流（DC）电力信号以向控制器140、时钟源144和放大器146供电。检测系统102和安装在检测系统102上的部件与地面接地电隔离。电源106用作安装至检测系统102的部件的局部接地。

在锯100中，板120与锯片108形成电容器124，其中，板120与锯片108之间的小空气间隙充当电介质。板120是诸如钢或铝板的导电板，其被定位在距锯片108预定距离处，且在板120和锯片108之间是平行取向，以便形成具有空气间隙电介质的电容器124的两侧。变压器150包括第一绕组152和第二绕组154。在锯100中，板120是被电连接到变压器150中的绕组152的金属平面构件。而板120通过预定空气间隙与器械封罩118电隔离且与锯片108电隔离以便形成电容器124。板120也被称为电荷耦合板（CCP），因为板120与锯片108结合形成电容器124的一侧。在一个实施例中，塑料支撑构件将板120相对于锯片108保持在预定位置处。锯片108和锯片心轴109与封罩118、板120、器械反应机构132中的垂臂、和锯100中的其他部件电隔离。例如，在锯100中，一个或多个电绝缘的塑料衬套将心轴109和锯片108与器械封罩118、器械反应机构132中的垂臂、和锯100中的其他部件电隔离。另外，锯片108和心轴109与接地电隔离。因此，在锯100中的锯片物体检测系统以"开环"配置操作，其中电容器124由板120和锯片108形成，而锯片108和心轴109保持与锯100中的其他部件电隔离。相比于锯片被电接地的现有技术感测系统，开环配置增加了板120和锯片108之间的电容。在锯100中的更大电容改善了用于检测表明操作人员和锯片108之间的接触的信号的信噪比。

如图2所描绘的，板120被电连接到变压器150中的第一绕组152的一侧，而器械封罩118被电连接到第一绕组152的另一侧。在一个实施例中，锯100包括单个同轴线缆，其包括两个电导体以便建立这两个电连接。在一种配置中，同轴线缆的中心导体元件被连接到板120和变压器150中的第一绕组152的第一终端。同轴线缆的外部鞘通过封罩118和心轴109被电连接到锯片108并且被联接到变压器150中的第一绕组的第二终端。同轴线缆的结构提供了屏蔽以传输来自板120和器械封罩118的电信号，同时削减了锯100中存在的电噪声。

图4更详细地描绘了锯片108、心轴109和板120的横截面图。在图4中，不导电衬套404和408接合心轴109。不导电衬套404和408例如包括电绝缘塑料层、陶瓷层、或者将心轴109电隔离于锯100中的其他部件的其他绝缘体层。在图4的示意性示例中，衬套404和408包括轴承，其使得心轴109在操作期间能够旋转。锯片108仅物理地接合心轴109，并且保持与锯100中的其他部件电隔离。在图4中，塑料支撑构件412将板120保持在距锯片108预定距离的位置处，同时使板120与锯100中的其他部件电隔离。

图6A和图6B分别描绘了图4中所描绘的部件的分解视图和主视图。图6A描绘了板120和支撑构件412，其通过使用一组螺钉被固定到保持心轴109的支撑框架。为了维持板120和心轴109与封罩118中的其他部件之间的电隔离，螺钉是不导电的或者支撑框架中的螺纹孔包括不导电螺纹以便维持电隔离。支撑构件412包括唇部612，其围绕板120的外周并向外延伸超过板120的表面。在锯100的操作期间唇部612为板120提供额外的保护和电隔离。特别地，在锯100的操作期间，在锯片108切割工件时，唇部612防止因锯片108的旋转的潜在瞬时摇晃而导致的锯片108和板120之间的接触。图6B进一步描绘了支撑构件412的唇部612，其围绕板120延伸。

图7更详细地描绘了图2的物体检测系统102以及电源和控制PCB 172的一个实施例的额外细节。在图7的配置中，连接锯100中的不同部件的一些线缆包括铁氧体扼流件，诸如分别联接到线缆724、736和742的铁氧体扼流件708、738和740。线缆742将TRIAC 174连接到马达112，并且铁氧体扼流件740降低在TRIAC 174激活时通过线缆742向马达112供电的电流中的噪声。如下文更详细讨论的，铁氧体扼流件708和738分别降低将物体检测系统102连接到电源和控制PCB 172的数据和电力线缆724和736中的噪声。在图7的配置中，包括被连接到板120的第一导体和被电连接到锯片108的第二导体的感测线缆720不通过铁氧体扼流件。类似地，将马达112连接到控制器140的马达转速计线缆（未示出）不通过铁氧体扼流件。如本领域公知的，铁氧体扼流件从被连接到控制器140和物体检测系统中的其他部件的线缆中过滤高频噪声。

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的第三终端连接到解调器143A以用于感测信号的同相位分量的解调。半导体闸流管743B将变压器150的第四终端连接到第二解调器143B以用于感测信号的正交相位分量。半导体闸流管743A和734B是"双引线"半导体闸流管，其也被称为肖克利二极管，其响应于超过预定故障电压的输入信号而开启，但是不需要单独的门控信号被置于开启状态。半导体闸流管743A和743B被配置成具有故障电压，该故障电压稍高于感测信号的正常电压幅值，以便降低随机噪声对解调器143A和143B的输入的影响。然而，如果诸如人手的物体接触锯片108，则输入电压超过半导体闸流管743A和743B的故障阈值水平，并且半导体闸流管743A和743B二者开启，以便使得尖脉冲和感测信号能够分别传递到解调器143A和143B。半导体闸流管743A和743B是图7的实施例中的可选部件，并且物体检测系统102的替代性配置省略了这些半导体闸流管。

在图7中，将控制器140连接到电源PCB 172上的电源106和TRIAC 174的数据线缆724通过铁氧体扼流件708。另外，下拉电阻器732将控制器140和电源PCB 172之间的数据线缆724连接到局部接地（例如在物体检测系统102的PCB上的铜接地平面），以便提供在线缆724上传输的信号的额外噪声降低。下拉电阻器和铁氧体扼流件使得数据线缆724能够通过使用预定命令协议（诸如I²C）而在物体检测系统102的第一PCB与电源106和TRIAC 174的第二PCB 172之间的长距离上载带控制信号。例如，在锯100的一种配置中，数据线缆724具有近似0.75米的长度，并将I²C信号从控制器140传输到电源108和与TRIAC 174相关联的命令逻辑。将电力从电源106提供到控制器140和物体检测系统102中的其他部件的电力线缆736通过铁氧体扼流件738。虽然图7描绘了单独的数据线缆724和电力线缆736，但在另一实施例中，单条线缆提供在电源PCB 172和物体检测系统102中的部件之间的电力连接和数据连接二者。单条线缆的实施例也使用铁氧体扼流件以与图7的配置相同的方式降低噪声的影响。

图8A-图8E更详细地描绘了将板120和锯片108连接到检测系统102的同轴线缆。图8A描绘了封罩802，其装纳PCB以及实施物体检测系统102和锯100的其他控制元件的SCU中的其他部件。感测线缆720被电连接到感测板120和锯片108二者。如图8A和图8B所描绘的，感测线缆720是同轴线缆，其具有第一内部导体852、围绕内部导体852并使内部导体与第二金属导体862分离的电绝缘体856、以及围绕第二导体862的外部绝缘体864。在图8A的配置中，第一导体852被连接到板120，并被连接到如图2所描绘的物体检测系统102中的变压器150的第一终端。第二导体862被电连接到锯片108，并被电连接到如图2所描绘的物体检测系统102中的变压器150的第二终端。

虽然图8B描绘了同轴线缆，但替代性实施例采用双绞线缆，其包括以螺旋样式绕彼此扭转的两个不同的导体。双绞线缆中的一个或两个导体被电绝缘体围绕以便使得导体彼此隔离。另外，被屏蔽的双绞线缆包括外部屏蔽件，诸如金属箔，其包绕双绞线缆并且降低外部电噪声对双绞线缆中的导体的影响。

图8A描绘了单条感测线缆720在位置832处与板120的连接以及在位置836和838处与器械封罩118的斜角滑架和高度调整滑架的连接。图8C更详细地描绘了感测线缆720中的第一导体在位置832处与板120的连接。金属固位夹866被固定到板120和感测线缆720中的第一导体852，以便建立电连接。在图8C的配置中，固位夹866被插入在板120和支撑构件412之间，以便确保在感测线缆720和板120之间的稳定连接。在一些实施例中，固位夹866被焊接到板120。

第二导体862被电连接到锯片108，但是因为锯片108在锯操作期间旋转并且因为锯片108通常是可移除部件，所以第二导体862不直接物理连接到锯片108。而是，第二导体被连接到器械封罩118。在一些锯的实施例中，封罩118实际上包括多个部件，诸如在锯100中的高度调整滑架和斜角滑架。为了确保一致的电连接，单条感测线缆720中的第二导体被连接到高度调整滑架和斜角滑架中的每个，以便维持与锯片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处被连接到高度调整滑架并且在位置838处被连接到斜角滑架。

图8D和图8E描绘了两个不同的安装位置，其将感测线缆720中的第二导体在两个不同位置处连接到器械封罩118，包括高度调整滑架和斜角滑架二者。如图8D所描绘的，第二导体在位置836处使用连接安装件872被电连接且物理连接到器械封罩118。在连接安装件872内从感测线缆720移除最外侧绝缘体864，以便建立与器械封罩118的电连接。在一些实施例中，连接安装件872由金属套筒形成，其围绕并接合感测线缆720中的第二导体862的一部分。如上所述，器械封罩118被电连接到心轴109和锯片108，并且线缆安装件872提供通过高度调整滑架在感测线缆720中的第二导体862和锯片108之间的可靠电连接。图8E描绘了连接安装件876的另一配置，其将感测线缆720在位置838处固定到斜角滑架，并且提供了在感测线缆720中的第二导体862和器械封罩118之间的电连接。在一个实施例中，连接安装件876也由金属套筒形成，该金属套筒围绕感测线缆720中的第二导体的一部分，以便通过器械封罩118建立与锯片108的电连接。

如图2和图7所描绘的，控制器140通过数据线路操作地连接到单独的PCB 172上的电源106和TRIAC 174。在锯100的实施例中，数据线路是多导体线缆，诸如HDMI线缆，并且控制器140通过使用I²C协议将命令消息发送给PCB 172。控制器140可选地通过使用I²C协议从PCB 172接收来自传感器（诸如板载温度传感器）的状态数据或者数据。铁氧体扼流件708减少数据线缆724中的电噪声，并且铁氧体扼流件738减少电力线缆736中的电噪声。封塞电阻器（tamp resistor）732也减少通过数据线缆724的噪声。在一个实施例中，数据线缆724包括符合高清晰多媒体接口（HDMI）标准的物理配置，其包括多组被屏蔽的双绞导体，但在锯100的操作期间数据线缆724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米的长度以便连接单独的PCB 102和172。

在操作期间，控制器140给TRIAC 174发信号，以便通过TRIAC中的门将电流供应到马达112。一旦被触发，则只要来自电源106的至少预定水平的电流通过TRIAC 174以便为马达112供电，TRIAC 174就保持激活。电源106改变被递送到马达112的电流的幅值，以便调整马达112和锯片108的旋转速度。为了停用马达112，电源将供应到TRIAC 174的电力水平降低至预定的保持电流阈值以下，并且TRIAC 174关断。在图2的实施例中，TRIAC 174使得马达112能够以各种速度水平操作，并能够在不需要现有技术的动力锯中通常需要的继电器的情况下实现激活/停用。在图2的示意性示例中，TRIAC 174将AC电信号传递到马达112，但替代性实施例替代地包括接收DC电力的DC马达。

控制器140和检测系统102中的相关联部件有时被称为锯控制单元（SCU）。除了在检测系统102和锯100中的其他部件之间的电力、控制和传感器数据连接之外，SCU与锯100中的其他部件电隔离。在锯100中，控制器140还处理对锯100中不直接涉及检测物体与锯片108的接触的其他操作的控制，诸如激活和停用马达112。在图2的实施例中，SCU位于器械封罩118外侧，检测系统102被安装到不导电塑料支撑构件，并且检测系统102被定向成，避免将检测系统102的接地平面置于与锯100内的任意金属构件平行，以便减少将电噪声传递到检测系统102中的导电迹线。

在锯100中，在感测电路中的时钟源144和驱动放大器146生成时变电信号，其被引导通过变压器150中的第一绕组152、电容性耦合板120、锯片108和器械封罩118。时变电信号被称为“感测电流”，因为控制器140根据感测电流的幅值的变化来感测锯片108与人体的一部分之间的接触。时变电信号是包括同相位分量和正交分量二者的复值信号。感测电流通过变压器150中的第一绕组152至板120。因板120与锯片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。该激励信号是与通过第一绕组152的感测电流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、机械器械反应机构132。控制器140包括一个或多个数字逻辑装置，所述一个或多个数字逻辑装置包括通用型中央处理单元（CPU）、微型控制器、数字信号处理器（DSP）、模拟-数字转换器（ADC）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和适用于锯100的操作的任何其他数字或模拟装置。控制器140包括存储器142，该存储器142存储用于操作控制器140的程序指令和与最大-最小变量的阈值、方差阈值或者频率响应阈值相对应的数据，这些阈值用于确定从流过锯片108的感测电流所获得的样本是否表明锯片108正在转动或者已停止。

在感测电路的操作期间，时钟源144按预定频率产生时变信号，诸如正弦波形。在图2的实施例中，时钟源144被配置成产生被已知为穿过人体传播的1.22MHz频率的信号。放大器146产生感测电流作为来自时钟源144的信号的放大版本，其具有足够大的幅值以驱动变压器150和电容器124，以便由控制器140进行检测。在图2的实施例，锯100通过使用调幅（AM）来产生感测信号，但在替代性实施例中借助频率调制、相位调制或者其他合适的调制技术来产生感测信号。

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位分量I，并通过第二解调器143B来接收激励信号的正交分量Q。变压器150将流过第一绕组152、板120、锯片108和器械封罩118的感测电流与解调器143A和143B隔离开，所述解调器143A和143B分别将信号的同相位分量和正交相位分量供应至控制器140。由于解调器143A和143B产生电噪声，因此变压器150减小或消除噪声在第一绕组152和感测电流上的影响。在一种配置中，变压器150是第一绕组152和第二绕组154具有相同匝数的1：1变压器。在替代性配置中，第一绕组152和第二绕组154中的绕组比被选择为提高或降低信号以用于由控制器140解调和监测。控制器140包括一个或多个ADC、滤波器以及产生同相位信号I和正交信号Q的幅值的数字表示所需的其他信号处理装置。控制器140确定在给定时间下的作为每个样本中的同相位分量和正交分量的毕达哥拉斯（Pythagorean）和的感测电流A的幅值，如以下等式中所阐述的：。控制器140按预定频率（诸如100KHz的采样速率，且在每个样本之间有10微秒的时间周期）来测量已解调信号，以确定复值信号的幅值A的变化。

当马达112转动锯片108时，旋转的锯片108接触到不同物体，包括木块和其他工件。聚积在锯片108上的电荷的小部分流入工件中。然而，木质工件的导电性是相当低的，并且感测电路中的控制器140继续使马达112能转动锯片108。例如，当锯片108接合木块时，控制器140通常会测量到感测电流A中的小变化，但是将感测电流中的变化确定为对应于木材或者具有低导电性的其他材料。

虽然工件（诸如木材）具有低导电性，但是其他物体（诸如人体的一部分）具有高很多的导电性，并且当该部分接近锯片108时吸收锯片108上的电荷的很大部分。在图2中，通过指示从锯片108到人体的电荷流动的电荷云来表示人体164的一部分，诸如手、手指或者臂。因为人体和锯片108二者接收来自感测电流的电荷，所以在人体和锯片108之间的接触有效地改变了电容水平。当人体164接触锯片108时，控制器140因感测电流的幅值A的急剧增加而确定人体164与锯片108之间的接触。响应于感测信号的幅值的急剧增加，控制器140在锯片接触到人体164之前停用马达112、接合器械反应机构132以停止锯片108的运动、并可选地缩回锯片108。

在图2的配置中，即使当检测系统102与地面接地隔离时并且当人体164与地面接地隔离时，诸如当操作人员穿着具有橡胶鞋底的鞋子时，人体也具有足够的导电性和电容量来从锯片108吸取电荷。因此，虽然检测系统102和人164没有共用共同的电接地，但是控制器140能够通过对所确定的感测电流幅值A的快速增加的确定而持续确定人164和锯片108之间的接触。虽然幅值A的绝对值可在锯100的操作期间变化，但是控制器140仍能够响应于幅值A的相对值的增加的幅值和时间来确定与人164的接触。在锯100的操作期间，控制器140被配置成：在近似1毫秒的时间段内确定与人164的接触并停用马达112并且接合器械反应机构132来停止锯片108。

在锯100中，控制器140响应于锯片108与人的一部分之间的接触的确定而停用电马达112。在锯100中，锯片108通常由于锯片108在操作期间聚积的动量而继续转动几秒的时间段。器械反应机构132被配置成：能在短很多的时间段内停止锯片108；将锯片108降到锯台104以下，这缩回锯片108使之不与人接触；或者停止并缩回锯片108。在锯100中，器械反应机构132包括被机械地连接到锯片108的垂臂。器械反应机构132还包括火药装料，其被配置成将垂臂下推到锯的壳体中并离开锯台104的表面。响应于检测到在操作者的身体的一部分和锯片108之间的接触，控制器140操作火药装料以便使垂臂和锯片108向下运动。器械反应机构将锯片108缩回到锯台104的表面之下。

在锯100的一些配置中，控制器140被配置成在火药装置被激发预定次数之后锁定锯100操作。例如，在锯100的配置中，器械反应机构132包括具有总共两次“发射（shot）”的双火药装料。每次操作器械反应机构均以“单发射”操作消耗一个火药装料。操作者移除并再次插入火药装置，以便将第二火药装料放置就位，以便在器械反应机构132的随后操作中使垂臂运动。控制器140存储器械反应机构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、二或更多的激活次数）之后在锁定过程中阻止锯100被激活。在锁定操作中，在连接到诸如因特网的数据网络的锯100的实施例中，控制器140可选地将网络通知发送到服务或保修提供者。锁定过程使得服务提供者能够响应于器械反应机构132的频繁的操作而诊断关于锯100的操作或锯100的使用程序的潜在问题。

除了当锯片108运动时感测在物体和锯片108之间的接触之外，在锯100中的感测电路还被配置成在马达112停用时确定锯片108是否运动。例如，控制器140确定在操作者操作用户界面110以激活锯100来切割一个或多个工件并且随后操作用户界面110以停用马达112之后，锯片108继续旋转的时间段。用户界面110包括例如操作锯100的激活/停用开关、速度控制输入装置和状态指示器灯，所述状态指示器灯提供关于锯100的操作状态的信息，诸如锯是否准备好操作或者是否已经产生故障。用户界面装置110也被称为人机界面（HMI）。

锯100被配置成在锯片108和锯片心轴109与电接地隔离的情况下操作。在一些配置中，电路板102和172上的控制电子器件、板120和器械封罩118可以不被连接到真实的地面接地，但这些部件共用共同的接地平面，该接地平面例如由锯的金属底盘形成或者是被形成在电路板102和172上的接地平面。如上所述，在接触检测过程期间，控制器140确定感测信号的电流水平的尖脉冲。然而，在锯100内产生的电噪声会产生伪阳性或伪阴性检测事件，这是因为噪声干扰对感测信号的检测。在锯100中，PCB 102和172包括铁氧体芯扼流件，其用作低通滤波器来降低噪声的影响。另外，电力布线和数据布线通过铁氧体芯来减少噪声。电源106包括铁氧体扼流件和半导体闸流管以便拒绝从电网、发电机或者其他电力源接收的电力信号中的低速瞬时噪声。

图5A-图5D更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部视图，该装置状态显示器包括外部壳体502、指示器灯528A-528D和短程天线508的覆盖物。在操作期间，控制器140激活灯528A-528D中的一个或多个，以便指示出关于锯100的不同状态信息。例如，灯528A指示锯100准备好操作。灯528B指示器械反应机构132已经操作并且器械反应机构132中的火药装料应该被重置。灯528C指示用户应该查找故障代码。灯528D指示锯100需要维护来更换锯中的部件（诸如马达电刷），或者锯100在器械反应机构已经操作预定次数以上之后需要维护。如图5A所描绘的，指示器灯528A-528D提供简化的界面。替代性实施例包括指示器灯的不同设置或者包括附加的输入和输出装置（包括例如视频显示屏、触摸式输入装置等等）。

虽然显示器指示器灯528A-528D向操作者提供简化的直接输出反馈以便正常使用锯100，但在一些情况下，锯100将更复杂的诊断和配置数据发送给外部装置。控制器140和用户界面装置110可选地将关于锯100的更复杂的诊断数据和其他信息经由在罩512下面的短程无线天线发送给外部计算装置。控制器140收集并可选地借助无线收发器和天线516发送的诊断数据的示例包括感测电路中电压的存在、传感器信号的水平、指示器械反应机构132中的火药装置（火药件）是被装备（armed）还是被解除（disarmed）的状态信息，生成火药点火线路的测试信号而不发送具有足够的幅值来触发火药件的单次发射操作的信号，检测火药件存在还是不存在，检查被连接到板120和器械封罩118的传感器线缆或锯100中的其他线缆中的腐蚀或电线损坏的电阻范围，生成“阻断脉冲（tackle pulse）”来确定向马达112提供电力的线路中的电线断裂，并且在开机自测试期间确定马达112中的故障。

如图5B所描绘的，短程无线天线516由支撑指示器灯528A-528D的PCB上的导电迹线的预定设置来形成。图5B和图5C描绘了光学半透明的帽504A-504D，其分别形成每个灯528A-528B的外部可见表面。外部壳体502保护天线516免于接触外部元件，同时使得天线能够定位在锯100的外部上以便与外部电子装置通信。天线516操作地连接到无线收发器，诸如NFC、蓝牙、IEEE 802.11协议族兼容（"Wi-Fi"）或者其他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、便携笔记本计算机或者其他移动电子装置）从锯经由无线通信信道接收数据，并且可选地通过使用无线通信信道向锯100发送信息。例如，智能手机从锯100接收诊断数据，并且在智能手机上运行的软件应用向操作者或维护技术员显示详细诊断信息以便辅助锯100的维护。软件应用可选地使得操作者能够输入用于锯100的操作参数的配置信息，该配置信息不能通过简化的输入装置110直接存取。例如，在一种配置中，软件应用使得操作者能够输入马达112和锯片108的最大RPM速率。在另一种配置中，软件应用使得操作者能够发送用于在操作期间锯100将要切割的材料类型的标识符，诸如不同类型的木材、陶瓷、塑料等等。

在另一种配置中，锯100包括锁定机构以便阻止锯100的操作，除非具有适当的密钥的移动电子装置处于锯100的预定距离内。响应于来自锯100的解锁锯100以便操作的质询，移动电子装置发送加密授权代码至锯100。当移动电子装置从锯100附近移走时，随后的质询失效且锯100保持闲置。

图5C描绘了指示器灯528A-528D的轮廓图。每个灯均包括光学半透明的帽，诸如在灯528A上的帽504A，并且光学不透明的主体构件524A将来自光源（诸如LED）的光引导到半透明的帽。在指示器灯528A中，被安装在PCB上的LED 552通过不透明的主体构件524A中的开口和半透明的帽504A来发射光。不透明的主体构件524A具有渐缩形状，其具有围绕LED552A的第一开口的窄端和具有接合半透明的帽504A的第二开口的宽端。光学不透明的构件524A阻止来自LED 552A的光流出并在其他指示器灯528B-528D中的任意一个中产生伪照明。图5C的配置使得用户界面装置110中的指示器灯能够在直接日光条件下操作，并且防止在操作期间不正确的指示器灯的伪照明。

图5D描绘了来自图5A-图5C的选定部件的分解视图。图5D描绘了指示器帽组件540，其由成型塑料构件制成，其包括用于灯528A-528D的半透明的指示器灯帽504A-504D。指示器帽组件540还包括附接构件（诸如由指示器帽组件540的成型塑料构件形成的钩506），以便将帽固定到用户界面装置110中的其他部件。主体构件组件544是另一成型塑料构件，其包括对应于帽504A-504D的光学不透明的主体构件524A-524D。每个光学不透明的主体构件524A-524D均包括对齐于LED 552A-552D中的一个的第一开口和接合帽504A-504D中的一个的第二开口。主体构件组件544也包括附接构件（诸如钩526），其将不透明的主体构件连接到用户界面装置110中的其他部件。PCB 550包括用于用户界面装置110的操作的物理安装部位和电连接。特别地，图5D描绘了发光二极管（LED）552A-552D，其对齐于对应的不透明的构件524A-524D中的第一开口并且为指示器灯528A-528D的帽504A-504D提供光。PCB 550还包括天线516，其由PCB上的导电迹线的预定图案形成，以便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，而在另一些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和PCB 550被安装到基底构件560，该基底构件560在图5D的实施例中是成型塑料构件。基底构件560将用户界面装置110的部件固定到锯100的外部壳体。

图3描绘了被安装到锯100的壳体的外部上的用户界面装置110。基底构件560将用户界面装置110中的部件附接到锯100中的壳体的外部，其中终端用户能够容易地看到指示器灯528A-528D。此外，在PCB 550上的天线516被定位在锯100的电屏蔽件的外侧，其提供了清晰的视野以便能够与短程外部无线装置通信，并且还使得天线516和PCB 550上的任何无线收发器与锯100内的电噪声的来源隔离。数据线缆（未示出）将安装在锯100的壳体内的PCB上的控制器140连接到锯的外部上的用户界面装置110。

虽然上文描绘的用户界面装置110包括灯和无线数据界面，但在一些配置中锯100包括附加的数据界面装置。例如，在一个实施例中，通用串行总线（USB）或者其他合适的有线数据连接器被操作地连接到控制器140。锯100包括在斜角滑架的后部附近的USB端口。USB端口被隐藏以免普通操作者看到，但是维护人员通过将斜角滑架移动到最左侧或最右侧倾斜位置并且经由在锯100的壳体的后部处的开口定位USB端口来访问USB端口。USB端口被连接到外部计算装置来执行诊断和维护操作。USB连接也使得维护人员能够更新在存储器142中的存储的软件程序，在锯100的操作期间控制器140执行所述程序。

再次参考图2的锯配置，在一种操作模式中，在锯100中的控制器140采用适应性阈值过程来确定对应于操作者和锯片108之间的接触的电流尖脉冲，以便控制器械反应机构132的操作。在适应性阈值过程期间，控制器140确定在预定时间段（例如以100 KHz的采样速率持续320微秒的32个采样周期）中感测信号的平均信号水平。控制器140将预定偏置值施加到被检测的平均水平，并且使用平均水平和偏置水平的和作为适应性阈值。控制器140基于由于电噪声而发生的感测信号的平均水平的比较小的变化来更新平均阈值，这防止了当感测信号的水平仅由于感测信号中的电噪声而变化时检测到伪阳性接触事件。如果在操作者和锯片108之间发生接触，则感测电流中的急剧尖脉冲超过预定偏置水平，并且控制器140检测到接触并激活器械反应机构132。

在适应性阈值检测过程的可选实施例中，控制器140还响应于检测到感测信号电流中的尖脉冲而确定感测信号中的信噪比（SNR），以便进一步降低伪阳性检测的可能性。控制器140参考在预定时间窗口上的信号的平均值除以相同时间窗口上信号水平的方差来确定SNR。在一种配置中，控制器140执行块计算过程来降低确定SNR的计算复杂性，其使得控制器140能够确定在器械反应机构132的操作的操作正时约束内的SNR。在块计算过程中，控制器140确定在比较短的块（例如以100 KHz的采样速率持续320微秒的32个采样周期）上的信号的平均值，并且将计算的块平均值存储在存储器中。控制器140然后确定一系列块上的SNR，诸如在一个实施例中在2560微秒的周期上的八个连续时间块。

控制器140基于在八个块中的每个内发生的八个“局部”平均值和所有八个块的单个“全局”平均的平均值之间的差来确定所有块的单个方差值。控制器140仅基于八个平均值和经确定的方差值来确定SNR，而不是确定总共256个独立样本的平均和方差。块计算过程极大地减少了确定SNR所需的计算功率。控制器140继续随时间确定附加的样本，并且在操作期间在从八个块的组中去除了最旧的块以容纳较新样本之后更新SNR样本。在确定SNR之后，控制器140在检测到超过操作者和锯片108之间的接触的检测阈值的感测电流尖脉冲时确定SNR水平是否低于预定最小阈值。如果SNR水平过低（其表明相比于被检测到的噪声水平的弱信号水平），则控制器140不操作器械反应机构132，以便在操作者没有实际接触锯片108时防止伪阳性操作。

适应性阈值过程的另一可选配置包括检测来自锯片108的静电放电并防止静电放电事件被不正确地确定为操作者和锯片108之间的接触的操作。在锯100的操作期间，旋转锯片可积聚静电并且将静电放电到锯100内的部件或者诸如工件的外部物体。静电放电通常在感测信号中产生瞬时正或负电压尖脉冲，其类似于响应于操作者和锯片108之间的接触而发生的尖脉冲。但是，由于静电放电而产生的尖脉冲的幅值通常是由于与操作者接触而产生的任意尖脉冲的几倍大。因此，在一些实施例中，控制器140不仅响应于感测信号的幅值超过适应性阈值、而且还响应于尖脉冲的幅值低于上边界阈值（其比初始检测阈值更高）来确定人员接触，以便避免响应于静电放电事件而导致的器械反应机构132的伪阳性操作。

适应性阈值过程在锯100的多种操作模式中是有用的，包括锯100执行"DADO"切割的操作模式。如本领域公知的，在DADO切割操作期间，锯片108切割贯穿工件的全部或一部分的沟槽，但是不将工件完全切割成两个独立零件。许多DADO切割产生比单个锯片更厚的沟槽，并且锯100与被一起置于心轴109上的多个锯片一起操作以形成更厚沟槽。多个锯片用作天线并且从锯100的内部和外部的各种源接收电噪声，这降低了DADO切割期间的信噪比。

在一些实施例中，控制器140也检测在DADO切割操作期间的较长时间段中操作者和锯片108之间的接触，以便考虑到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确定在第一样本周期内超过接触检测的适应性阈值的电流水平的尖脉冲。在高噪声环境中，噪声尖脉冲也可以产生超过适应性阈值水平的大的尖脉冲。然而，真实的接触事件产生针对多个采样周期（例如在100 KHz的采样速率下高达10个周期）均保持高于阈值的电流的相对一致的尖脉冲。控制器140确定多个采样周期中尖脉冲水平的变化。如果尖脉冲的幅值在多个采样周期中保持较高且水平不大量改变，则控制器140确定锯片108接触操作者并且激活器械反应机构132。但是，如果控制器140确定感测电流尖脉冲的水平具有较大变化，则控制器140确定感测电流的变化是由于噪声导致的并且不操作器械反应机构132。即使具有较长检测周期，物体检测系统102的总检测和操作时间也仅发生在几毫秒的周期内，以便维持器械反应机构132的效率。

适应性阈值过程提高了DADO切割期间接触检测的准确性。然而，适应性阈值过程在DADO切割程序期间不是严格需要使用的，并且适应性阈值过程对于在锯100的其他操作模式中使用也是有效的。

在锯100的操作期间，控制器140可选地执行故障检测过程来确定将传感器板120或器械封罩118连接到检测系统102的线缆中的故障。控制器140经由连续性测试确定硬故障，诸如线缆中的完全断裂。所谓的"软故障"发生于如下情况：线缆至少间歇性连接，但是连接质量无法使感测信号到达传感器板120且使控制器140检测通过电容器124的感测电流。在一种配置中，控制器140在激活马达112之前确定软故障。控制器140产生通过感测线缆的感测电流，同时马达112保持停用且锯100中的电噪声水平是相对较低的。如果感测信号的幅值或噪声水平从预期值偏离大于预定的操作公差阈值，则控制器140确定感测线缆中存在软故障。响应于检测到感测线缆中的硬或软故障，控制器140通过用户界面装置110产生错误信号并且防止激活马达112，直到感测线缆被维修或更换。

在一些实施例中，锯100通过与锯中的预定接触位置处的电容性传感器接触来表征不同操作者的电容水平。例如，在一个实施例中，锯100包括金属手柄，当操作者抓持手柄时，该手柄记录操作者手的电容、电导和其他电特性。在另一些实施例中，电容性传感器位于锯100的轨或其他表面中，操作者在锯100的典型操作期间接触所述轨或其他表面。控制器140接收对应于每个操作者的电特性的传感器数据，并且调整锯片接触检测阈值和其他操作参数，以便针对每个操作者提高锯片接触检测的准确性。

在一些实施例中，锯100借助感测信号执行图案检测来确定操作期间锯片108的状态。例如，在一个实施例中，控制器140确定感测信号的对应于锯片108和工件之间的齿碰撞的元素。控制器140可选地使用转速计或其他RPM传感器来确定锯片108的旋转速率，并且控制器140接收对应于锯片108上的齿的大小和数量的数据，以便确定在锯片108接合工件时齿碰撞的预期频率。控制器140使用预期的齿碰撞频率来辅助确定可对应于操作者和锯片108之间的接触的感测信号、或者仅仅对应于在齿碰撞工件时产生的电噪声的感测信号。

在锯100的一些实施例中，控制器140存储在锯100切割不同类型的材料时的感测信号的经确定廓线。例如，锯100切割通过具有各种湿度水平的各种各样的木材或者木材件，以便确定在切割多种不同类型的木材或其他材料时检测到的感测信号的幅值和噪声水平。廓线产生过程可选地发生在锯100货运之前的工厂处。在随后的操作期间，操作者提供输入来表征锯100将切割的材料类型，并且控制器140从存储器检索预期的感测信号参数的存储廓线，以便在切割工件时辅助确认预期的感测信号。

图9A描绘了物体检测传感器的另一实施例，其适于与锯100或另一锯实施例中的物体检测系统102结合使用。在图9A中，喉板119包括电容性传感器904、908和912。每个传感器904、908和912均是下述这样的电容性传感器：能够由于传感器周围的电容变化，来检测接触或非常接近对应电容性传感器的表面的人手或其他身体部分的存在。相比之下，诸如木材的工件产生非常不同的电容变化，以使得控制器（诸如图2中所描绘的控制器140）能够将工件区别于人体部分。电容性传感器904-912沿着切割方向920被设置，该切割方向920对应于在锯片108切割工件时工件行进的方向。电容性传感器904被设置在横穿锯片108的前方的区域中。电容性传感器908和912被设置成分别在左和右手侧上与锯片108共形，如从锯片108的前方观察的。

如图9A所示，每个电容性传感器904-912均占据喉板119的预定区域，诸如图9A中所描绘的矩形区域或其他几何形状。在一些实施例中，电容性传感器904-912不仅检测接近对应传感器的人体部分的存在，还检测人体部分在传感器的表面上方的位置以及人体部分随时间的运动速度和方向。热塑性塑料喉板119将电容性传感器904-912隔离于锯片108、锯台104的表面和锯内的其他部件。

图9B描绘了锯100中的电容性传感器904-912的操作的过程950。在以下的描述中，提到执行功能或动作的过程950是指以下操作：控制器执行存储的程序指令来执行所述功能或动作，所述存储的程序指令与锯中的其他部件相关联。为了说明性目的，结合图9的实施例和锯100描述过程950。

随着锯100被激活并且马达112使锯片108运动来切割工件（框954），过程950开始。在操作期间，电容性传感器904-912生成电容性感测信号来检测接近锯片108周围喉板119中的电容性传感器904-912的表面的物体的存在（框958）。

如果控制器140基于电容性感测信号的RC时间常数的变化来确定一个或多个电容性传感器904-912的电容水平的变化，则控制器140在物体（诸如工件或人体部分）和锯片接触之前检测在锯片108周围的区域中的物体的存在（框962）。例如，在一些实施例中，电容性传感器904-912包括：形成电容器中的一个板的电容性感测元件；和覆盖电容性感测元件并覆盖电容性传感器904-912的表面的不导电介质。电容性传感器中的振荡器通过使用RC电路来生成时变电容性感测信号，该RC电路由每个传感器中的电容性元件和预定电阻器形成。如本领域公知的，RC时间常数响应于RC电路中的电容C的大小的变化而变化，并且电容性传感器或者外部控制装置基于时变信号的变化而确定与物体的接触。位于传感器904-912中的一个的表面之上的物体用作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确定没有物体接近电容性传感器（框962）或者检测到的物体产生对应于工件而不是人体部分的最小电容变化（框966），则锯100继续操作来切割工件（框970）。导电物体（诸如手指或操作人员的其他身体部分）产生比较地大的电容变化，而不导电物体（诸如木材工件）产生小的电容水平变化。如上所述，诸如木材的工件的特征产生传感器904-912中的电容变化，该变化足以区别于人体部分，以便使得控制器140能够在非常接近电容性传感器904-912的工件和人体部分之间进行区分。

在过程950期间，如果电容性传感器生成对应于足够大的电容变化（其对应于存在手或其他身体部分非常接近电容性传感器904-912）的信号，则控制器140在物体接触锯片108之前生成警告输出、停用马达112、或者激活器械反应机构132（框974）。在被检测到的物体还没有实际触及锯片但是已经运动到锯片的预定距离以内的配置中，控制器140停用马达112，以便使得锯片108能够停止，但是不接合器械反应机构132，除非物体实际上接触锯片，如使用上述物体检测系统102检测到的。在另一些实施例中，如果电容性传感器904-912检测到对应于人体部分的物体，则控制器140在停用马达112或操作器械反应机构132之前，为操作者生成警告信号，诸如锯台104上的操作者可见的灯。在一些实施例中，在锯片108完全停止之前如果物体接触锯片108，或者在物体要接触锯片108之前，物体检测系统102操作器械反应机构132。

在过程950的一些实施例中，电容性接触传感器904-912均包括感测元件的二维网格，其使得接触传感器能够生成对应于被每个电容性传感器所覆盖的二维区域内的位置的多个电容性检测信号。在一些配置中，如果检测到人体部分物体处于在传感器904-912中的一个的上方且距锯片108超出第一预定距离的第一位置处，则控制器140生成警告信号，且之后如果物体运动到锯片108的预定距离内，则控制器140停用马达112。此外，控制器140或其他控制装置基于电容性传感器904-912中的各个感测元件随时间生成的一系列物体位置而确定物体的运动路径和速度。如果运动路径表明诸如人手的物体很可能沿着路径在某点处接触锯片108，则控制器140如上所述地停用马达112或生成警告输出。另外，在一些配置中，在与手或者操作者的其他身体部分之间的实际接触之前，控制器140激活器械反应机构132以便缩回锯片108或者其他器械。例如，如果操作者的手的检测到的位置处于锯片108的预定距离内，或者在电容性传感器上方的手的运动路径具有可能接触锯片108的轨迹，则在实际发生与锯片108的接触之前，控制器140可选地激活器械反应机构132。当然，电容性传感器904-912和过程950能够与物体检测系统102的操作前后实施，该物体检测系统102的操作如上所述检测接近锯片108的操作者的身体部分的存在并且检测在身体部分和锯片108之间的实际接触。

除了上文描述的物体检测系统102的操作之外，锯100还被配置成执行不同的配置和诊断过程，以便维持可靠性，并且使得锯能够以广泛的不同材料来操作。例如，锯100被配置成维持器械反应机构已经被激活的次数的记录，以便确保锯100接受适当的维护。

图10是用于监测锯中的器械反应机构的操作的过程1000的框图。在如下讨论中，提到执行功能或者动作的过程1000是指以下操作：控制器执行存储的程序指令以便执行与锯中的一个或多个部件相关联的所述功能或者动作。为了说明性目的，结合锯100来描述过程1000。

过程1000开始于激活器械反应机构（框1004）。在锯100中，控制器100响应于检测到与除工件之外的物体（诸如操作者的手）之间的接触而激活器械反应机构132。在锯100的一个实施例中，在器械反应机构132中的火药装料激发，以便将锯片108缩回到锯台104的水平之下。控制器140递增被保持在存储器142的非易失部分中的计数，以便维持在锯100的操作期间器械反应机构已经被激活的次数的记录（框1008）。如本领域公知的，诸如固态或磁性数据存储装置的非易失存储器长期保持数据，即使在锯100被停用且从电源断开时仍保持数据。

在器械反应机构132的总激活数量保持在预定阈值（例如器械反应机构132的五次激活）以下时，过程1000和锯100的操作继续（框1012）。如果器械反应机构的激活数量超过预定阈值（框1012），则控制器140禁用锯100的操作，直到锯100经历维护程序（框1016）。例如，在一种配置中，控制器140忽略来自用户界面110的激活锯100的任何输入信号，并且在锯100被禁用的同时马达112保持停用。控制器140可选地经由用户界面110生成输出指示信号，以便警告操作者锯100被禁用并且需要维护。

在维护操作期间过程1000继续。除了修理或更换锯100中的机械或电部件的任何所需维护之外，维护操作还包括重置锯100的存储器中的计数值，以使锯返回操作（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或者其他计算机编程装置）连接到锯100内的维护端口（诸如通用串行总线（USB）端口），以便从存储器142检索诊断数据，并重新编程存储器142，以便重置存储器械反应机构已经被激活的次数的计数。使用外部编程装置使得锯100能够在维护过程之后被再次使用，同时使得锯100保持禁用直到锯经历适当维护。

过程1000确保在器械反应机构132被不正常地大量激活的情况下锯100保持被禁用直到接受维护。维护操作确保锯100内的所有部件适当地操作，并且物体检测系统102精确地检测在除工件之外的物体和锯片108之间的接触。

如上所述，响应于在锯片108和任意物体之间的接触，物体检测系统102接收输入信号，其中所述物体既包括在正常操作期间锯所切割的工件，也包括其他物体，所述其他物体可能包括导致激活器械反应机构的锯操作者的身体部分。在锯100的操作期间，物体检测系统102接收输入信号，该输入信号对应于由板120和锯片108形成的电容器124中的电容水平的变化，该变化对应于与工件的接触以及与除工件之外的物体的可能接触。例如，在一些情况下，在锯的操作期间，具有高湿度的木材可能与操作人员的身体的一部分相混淆。图11描绘了过程1100，其生成由各种工件中的不同类型材料生成的信号的廓线，以便提高物体检测的准确性。在如下讨论中，提到执行功能或者动作的过程1100是指以下操作：控制器执行存储的程序指令以便执行与锯中的一个或多个部件相关联的所述功能或者动作。为了说明性目的，结合锯100来描述过程1100。

过程1100开始于在物体检测系统102被启用但器械反应机构132被禁用的情况下操作锯（框1104）。在器械反应机构没有被启用的情况下的锯100的操作是在受控条件下发生的，诸如在制造商的设施或者经核准的维护设施处。在过程1100期间，锯切割工件中的各种材料，其适用于锯100，但是可能产生可能被误读为对应于人体部分或其他物体（其在与旋转锯片108接触时应该触发器械反应机构132）的感测信号。

过程1100继续，锯100记录在工件最初接触锯片108时在预定时间下产生的物体检测系统102中的感测信号、在随着工件运动经过锯片108的切割期间产生的物体检测系统102中的感测信号、在工件从锯片108脱离时完成切割时产生的物体检测系统102中的感测信号（框1108）。被记录的感测信号信息通常包括与电容器124中的电容水平的变化相关联的感测信号中的尖脉冲。例如，当工件最初接触旋转锯片108时发生的初始尖脉冲可能类似于在除工件之外的物体最初接触旋转锯片108时产生的初始尖脉冲。

在过程1100的另一实施例中，锯100包括除由电容器124形成的电容性传感器之外的附加传感器，其能够检测工件材料的能够与操作人员的身体区分开的特征。例如，一个实施例还包括一个或多个红外线传感器，其被安装在如图3所描绘的劈刀330上。红外线传感器生成从工件反射的红外线光的频率响应的廓线。控制器140操作地连接到红外线传感器以便记录工件中的材料的频率响应。

过程1100继续，控制器140或者外部计算装置中的处理器确定在被记录的感测信号和物体的预定感测信号廓线之间的差别，该预定感测信号廓线将触发锯100中的器械反应机构（框1112）。例如，如上所述，控制器140使用适应性阈值过程来确定对应于与锯片108接触时的手或人体的其他部分的感测电流中的尖脉冲。对应于与人手接触的尖脉冲包括幅值廓线和时间廓线二者。控制器140确定在人体部分的预定廓线与当工件第一次接触旋转锯片108时发生的初始尖脉冲和在锯片108切割工件以及从工件脱离时的任意随后尖脉冲之间的幅值及持续时间的差。

控制器140或外部处理器之后基于被记录的感测信号和人体的预定物体检测廓线之间的差来生成针对测试材料的检测廓线（框1116）。在一个实施例中，控制器140生成一廓线，其具有当锯片108接合工件中的预定材料时感测信号的被记录尖脉冲的幅值附近的幅值数值范围。该尖脉冲的幅值的数值范围不包括操作人员的预定廓线的尖脉冲幅值的阈值幅值，以便确保控制器140不会错误地将对应于操作人员的感测信号确定为工件。因此，对应于不同工件的幅值数值的范围的大小基于在通过锯片108和工件材料之间的接触产生的被记录的尖脉冲与对应于人体的预定廓线之间的差而变化。控制器140类似地基于在来自工件的尖脉冲的时间范围和与人体接触的廓线中的尖脉冲的预期持续时间之间的差来生成对应于来自工件的感测信号中的尖脉冲的持续时间的时间范围。更新的廓线使得控制器140能够对照于与人体的一部分的可能接触来区分来自电容器124的对应于锯片108和预定材料类型的工件之间的接触的感测信号。

如上所述，在替代性实施例中，控制器140基于来自红外线传感器的数据生成廓线，以便确定工件中的材料的频率响应范围，并且将该频率响应范围区别于与操作人员相关联的预定频率响应范围。控制器140使用被存储在存储器142中的针对操作者的预定响应范围来确保材料的廓线中的频率响应范围不重叠于针对操作人员的预定廓线。例如，在一种配置中，存储器142存储近红外线响应的频率响应廓线，其针对广泛的人类皮肤色调具有在近似1080 nm波长处的峰值响应和在近似1580 nm波长处的最小响应。用于各种工件的其他材料类型具有在不同波长处的峰值和最小红外线频率响应，并且控制器140针对在对应于工件的波长（但其不重叠于对应于人皮肤的响应的波长）处的峰值和最小响应值二者生成具有一定范围的频率响应的廓线。

在过程1100期间，测试材料的更新的廓线被存储在存储器142中（框1120）。在物体检测系统102和器械反应机构132均被启用的随后操作期间，控制器140使用测试材料的存储廓线信息，以便减少伪阳性检测事件发生的可能性，伪阳性检测事件发生在由于工件和锯片108之间的接触而产生的感测信号的变化被误读为对应于操作者和锯片之间的接触时。例如，如果锯100正切割被存储在存储器142中的廓线中的特定材料类型，则控制器140继续操作锯100，只要物体检测系统102中的感测信号中的任何尖脉冲保持在对应于该材料类型的存储廓线的幅值和时间持续范围内。在一些配置中，存储器142存储锯100在操作期间切割的多种材料类型的廓线。操作者可选地向锯100提供输入来规定要被切割的材料类型，以便使得控制器140能够使用工件中的适当材料类型的存储廓线。

如上所述，响应于物体和旋转锯片108之间的接触，物体检测系统测量通过电容器124的感测信号的变化。存储器142存储预定阈值信息，控制器140在上述适应性阈值过程中使用该预定阈值信息来检测在操作人员的身体和锯片108之间的接触。然而，各个操作人员的身体可呈现不同的电容水平，既在各个个体之间存在不同，而且一个个体的电容水平随时间也会由于各种原因而变化。影响操作者的电容水平的因素的示例包括但不限于锯周围的环境中的温度和环境湿度、每个操作者的生理结构、操作者的出汗水平等等。图12描绘了过程1200，其用于测量在锯100的操作期间个体操作者的电容水平，以便使得锯100能够针对不同个体来调整物体检测阈值。在如下讨论中，提到执行功能或者动作的过程1200是指以下操作：控制器执行存储的程序指令以便执行与锯中的一个或多个部件相关联的所述功能或者动作。为了说明性目的，结合锯100来描述过程1200。

过程1200开始于：锯100通过电容性传感器测量操作者的电容水平，该电容性传感器被形成在手柄中或在锯的操作期间操作者触碰到的锯100的表面上的其他预定接触位置中（框1204）。使用图3的图释作为示例，在靠模座304、前轨道310、斜角调整手柄352、高度调整手柄354或者在操作期间操作者触碰的锯的其他表面中的一个或多个中的电容性传感器生成操作者的手的电容水平的测量值。操作者不需要在锯100的操作期间保持与电容性传感器的持续接触，而是当操作者碰触电容性传感器中的一个或多个时控制器140可选地更新测量的电容水平。

过程1200继续，控制器140针对与工件之外的物体（例如操作者的身体）的接触的检测来修改阈值水平（框1208）。响应于小于预定默认水平的测量的电容水平（其能够发生于操作者皮肤异常干燥或者其他环境因素降低操作者的身体中的有效电容时），控制器140降低感测信号的默认尖脉冲幅值检测阈值。控制器140基于适于广泛的操作人员的默认电容水平和比默认水平更高或更低的测量的电容水平之间的差来修改阈值。降低阈值水平会有效地提高在操作者和锯100中的锯片108之间的检测的灵敏度。控制器140可选地响应于确定操作者具有大电容值而增加阈值。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保持检测操作者和锯片108之间的接触的能力，因为增加检测阈值水平会有效地降低物体检测系统102的灵敏度。

过程1200继续，锯100操作来切割工件，并且物体检测系统102使用修改的检测阈值来检测操作者与锯片108的潜在接触（框1212）。如上所述，如果手或操作者的其他身体部分接触旋转锯片108，则控制器140通过使用上述适应性阈值过程来对通过电容器124的感测信号的测量尖脉冲的幅值与经修改阈值进行比较。因为控制器140基于操作者的测量电容来修改检测阈值，所以过程1200使得锯100能够以提高的准确性来检测在操作者和锯片108之间的接触。

在锯100中，马达112包括接合整流器的一个或多个电刷。在电马达中使用电刷是本领域众所周知的。随时间流逝，电刷经历磨损，这会降低马达的效率并且磨损的电刷通常产生火花。火花对马达112的操作来说能够是有害的，并且在一些情况下，火花产生被物体检测系统102检测到的电噪声。图13A描绘了马达112中的轴1350、整流器1354以及电刷1358A和1358B的示例。弹簧1362A和1362B分别将电刷1358A和1358B偏置成接触整流器1354。在许多实施例中，电刷1358A和1358B由石墨形成。在马达112中，安装件1366A和1366B形成在马达112的壳体中并且分别接合弹簧1358A和1358B。在一个实施例中，安装件1366A和1366B包括压力传感器，其测量通过弹簧1362A和1362B施加的压缩力。在另一实施例中，安装件1366A和1366B生成通过弹簧1362A和1362B以及对应的电刷1358A和1358B的感测电流以便确定通过电刷的电阻水平。

因为磨损的电刷不仅降低马达112的操作效率，并且还可能将附加的电噪声引入到物体检测系统102的感测信号中，所以锯112可选地检测马达112中的电刷磨损，并且经由用户界面110生成指示磨损的电刷应该被更换的输出。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。在如下描述中，提到执行动作或者功能的过程1300是指以下操作：控制器（诸如锯100中的控制器140）执行存储的程序指令以便与锯100中的其他部件相结合地执行所述功能或者动作。

在过程1300期间，位于安装件1366A和1366B中的每个中的电源生成通过对应电刷1358A和1358B的电流（框1304）。在一个实施例中，电流流过被连接到电刷1358A和1358B的线缆以用于锯100中的电刷1358A和1358B的正常操作。在另一配置中，电流流过弹簧1362A和1362B以及对应电刷1358A和1358B。该电流在锯马达112被停用时的诊断模式期间被生成，并且过程1300中所用的电流水平充分低于在马达112的操作期间产生马达轴1350的旋转的驱动电流。在过程1300期间，控制器140或者与马达112集成的控制器测量通过电刷的电阻水平，并且将测量的电阻水平与预定电阻阈值相比较（框1308）。电阻水平的测量包括，例如，在诊断模式中测量流过每个电刷1358A和1358B的电流的电压水平或电流水平，并且应用欧姆定律来得到电阻（例如，针对测量电压E和预定电流I或者预定电压E和测量电流I，R=E/I）。在电阻减小到预定阈值之下时，控制器140经由用户界面110生成输出信号来指示电刷应该被更换（框1312）。随着电刷磨损并变薄，电阻减小，这会减少通过弹簧1362A和1362B以及对应电刷1358A和1358B的总电阻。在一些配置中，控制器140还禁用锯100的操作，直到任何磨损电刷已经被更换并且控制器140再次执行过程1300以确认新电刷不再是被磨损的。

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。在如下描述中，提到执行动作或者功能的过程1320是指以下操作：控制器（诸如锯100中的控制器140）执行存储的程序指令以便与锯100中的其他部件相结合地执行所述功能或者动作。

在过程1320中，弹簧安装件1366A和1366B均包括压力传感器，在马达112被停用时的诊断模式期间，所述压力传感器测量对应弹簧1362A和1362B的压缩力（框1324）。随着电刷1358A和1358B经历磨损，对应弹簧1362A和1362B扩张以将电刷偏置到整流器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中的控制器被操作地连接到压力传感器，并且将来自压力传感器的测量的压力水平与预定压力阈值相比较（框1328）。在安装件1366A和1366B中的压力传感器测量到弹簧1362A和1362B的压缩力已经减小到预定阈值之下时，控制器140经由用户界面110生成输出信号来指示电刷应该被更换（框1332）。在一些配置中，控制器140还禁用锯100的操作，直到任何磨损电刷已经被更换并且控制器140再次执行过程1320以确认新电刷不再是被磨损的。

如上所述，在操作期间，物体检测系统102通过单条感测线缆（例如图8B中所描绘的同轴线缆720，其包括两个不同导体）接收感测信号。在高振动环境中，诸如在锯100中，感测线缆720随时间流逝可能经历磨损并且失效，这最终需要在锯维护期间更换线缆。如果感测线缆720断裂或者与物体检测系统102的PCB、板120或器械封罩118中的任一个断开连接，则PCB检测不到任何感测信号，并且能够禁用锯100，直到该单条感测线缆720被维修。然而，在一些情况下，感测线缆720经历"软故障"，其中线缆没有完全断开连接，而是线缆在锯中以极大退化的性能继续操作。PCB 102仍然接收感测信号，但是感测线缆720内的故障引入噪声或者使得感测信号衰减，这会降低物体检测系统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。在如下描述中，提到执行动作或者功能的过程1400是指以下操作：控制器（诸如锯100中的控制器140）执行存储的程序指令以便与锯100中的其他部件相结合地执行所述功能或者动作。

过程1400开始于物体检测系统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以便使用调幅来生成在锯100的操作期间被使用的相同正弦感测信号。在另一实施例中，时钟源144产生脉冲链，其包括处于预定频率的一系列三角脉冲，以便使得控制器140能够接收对应于通过感测线缆720和电容器124的单位脉冲响应的输出。在进一步实施例中，时钟源144生成使得能够诊断感测线缆720内的潜在故障的任何适当预定信号。在诊断模式期间，锯100中的马达112被停用并且在锯中存在最小的电噪声。

过程1400继续，控制器140确定检测到的激励信号的信噪比（SNR）（框1408）。在锯100中，响应于来自时钟源144和放大器146的通过感测线缆720以及电容器124的板120和锯片108的激励信号，控制器140检测返回信号。因为时钟源144和驱动放大器146生成具有预定幅值和调制的激励信号，所以控制器140通过使用本领域公知的预定测量技术来确定SNR。当然，即使在被停用的锯中，激励信号也通过感测线缆720和电容器124而经历一定程度的衰减，并且在感测电路内通常存在一定程度的噪声，诸如约翰森-尼奎斯（Johnson-Nyquist）噪声。如在过程1400的上下文中所用的，SNR的测量还包括信号强度衰减的测量（其不包括噪声的直接测量）。例如，预定激励信号被生成为具有预定幅值，并且控制器140测量返回信号的幅值。返回信号中的一定水平的衰减是被预期到的，并且用于适当地使感测线缆起作用的返回信号的信号强度的预定幅值水平被经验地确定并且被存储在存储器142中。然而，如果返回信号的幅值减小到预定水平以下，则控制器140确定在感测线缆720中存在潜在故障。

在替代性配置中，感测线缆720包括第三导体，其在感测线缆中与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形成三个独立导体的两个同轴元件。第三导体的一端以类似于图8C所描绘的第一导体的方式被连接到板120。第三导体的另一端被连接到模数转换器（ADC），其被安装到物体检测系统的PCB以便将感测信号的数字化版本提供给控制器140。在过程1400期间，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，控制器140测量返回信号。

控制器140确定激励信号的测量的SNR是否减小到适于物体检测系统102的操作的预定最小SNR比以下（框1412）。感测线缆720中的故障使得接收到的信号的水平衰减，将额外的噪声引入到感测线缆720中，或者既产生信号强度的衰减又产生使SNR退化的噪声的增加。如果SNR保持在预定阈值之上，则感测线缆720被认为是起作用的并且锯100继续操作（框1416）。然而，如果测量的SNR掉到预定阈值之下，则控制器140生成指示感测线缆中的潜在故障的输出（框1420）。在锯100中，控制器140经由用户界面110生成输出来警告操作者潜在的线缆故障。在一些配置中，控制器140禁用锯100的操作，直到感测线缆720被维修或被更换。

应当理解，上述及其他特征和功能的变型、或者其替代方案可以按期望地结合到许多其他不同系统、应用或者方法中。本领域的技术人员随后可以做出各种目前未预见到的或意料之外的替代方案、修改、变型或改进，这些替代方案、修改、变型或改进也旨在被所附权利要求囊括。

Claims (7)

1.一种用于监测锯的马达中的电刷磨损以及诊断感测线缆中的故障的方法，包括：

借助连接到所述锯的马达中的电刷的传感器，生成对应于所述电刷中的磨损水平的第一信号；

借助控制器，参考所述第一信号来确定所述电刷的磨损水平；以及

借助所述控制器和用户界面装置，响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，生成请求更换所述电刷的输出，进一步包括：

借助传感器，生成对应于从弹簧施加在传感器上的压力水平的第一信号，所述弹簧将电刷偏置成与马达中的整流器接触；以及

借助控制器，响应于压力水平低于预定阈值，确定电刷中的磨损水平超过预定阈值，其中弹簧分别将电刷偏置成接触整流器，其中在马达中，安装件形成在马达的壳体中并且分别接合弹簧，其中安装件包括压力传感器，在马达被停用时的诊断模式期间，所述压力传感器测量对应弹簧的压缩力，或者安装件生成通过弹簧以及对应的电刷的感测电流以便确定通过电刷的电阻水平，其中随着电刷经历磨损，对应弹簧扩张以将电刷偏置到整流器上，弹簧中的压缩力随着弹簧扩张而减小，控制器或者马达中的控制器被操作地连接到压力传感器，并且将来自压力传感器的测量的压力水平与预定压力阈值相比较，在安装件中的压力传感器测量到弹簧的压缩力已经减小到预定阈值之下时，控制器经由用户界面生成输出信号来指示电刷应该被更换，

所述锯包括物体检测系统，所述物体检测系统包括时钟源、放大器，所述物体检测系统在所述诊断模式期间生成预定的激励信号，所述激励信号是通过所述控制器激活时钟源以便使用调幅来生成与在锯的操作期间被使用的正弦感测信号相同的正弦感测信号获得的，所述物体检测系统被电连接到板和锯片，所述板与所述锯片形成电容器，感测线缆电连接到所述锯片；

其中控制器确定检测到的所述激励信号的信噪比，其中在锯中，响应于来自时钟源和放大器的通过感测线缆以及所述电容器的板和锯片的所述激励信号，控制器检测返回信号，信噪比的测量还包括信号强度衰减的测量，如果返回信号的幅值减小到预定水平以下，则所述控制器确定在所述感测线缆中存在潜在故障。

2.根据权利要求1所述的方法，所述生成所述第一信号还包括：

借助所述传感器，生成对应于所述电刷中的电流或电压水平中的至少一个的所述第一信号。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

借助所述控制器，响应于所述被确定的磨损水平超过所述预定阈值，禁用所述马达的操作。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述马达被停用的诊断模式期间，所述传感器生成所述第一信号。

5.一种用于测量锯中的马达的电刷磨损以及诊断感测线缆中的故障的系统，包括：

锯的马达；

所述马达的电刷；

用于所述马达的传感器，所述传感器被配置成生成对应于所述电刷中的磨损水平的第一信号；

用户界面装置；以及

操作地连接到所述马达、所述传感器和所述用户界面装置的控制器，所述控制器被配置成：

从所述传感器接收所述第一信号；

参考所述第一信号来确定所述电刷的磨损水平；以及

响应于被确定的磨损水平超过预定阈值，操作所述用户界面装置以生成请求更换所述电刷的输出，所述传感器被进一步配置成：

生成对应于从弹簧施加在传感器上的压力水平的第一信号，所述弹簧将电刷偏置成与马达中的整流器接触；以及

所述控制器被进一步配置成：

响应于压力水平低于预定阈值，确定电刷中的磨损水平超过预定阈值，其中弹簧分别将电刷偏置成接触整流器，其中在马达中，安装件形成在马达的壳体中并且分别接合弹簧，其中安装件包括压力传感器，在马达被停用时的诊断模式期间，所述压力传感器测量对应弹簧的压缩力，或者安装件生成通过弹簧以及对应的电刷的感测电流以便确定通过电刷的电阻水平，其中随着电刷经历磨损，对应弹簧扩张以将电刷偏置到整流器上，弹簧中的压缩力随着弹簧扩张而减小，控制器或者马达中的控制器被操作地连接到压力传感器，并且将来自压力传感器的测量的压力水平与预定压力阈值相比较，在安装件中的压力传感器测量到弹簧的压缩力已经减小到预定阈值之下时，控制器经由用户界面生成输出信号来指示电刷应该被更换，

所述锯包括物体检测系统，所述物体检测系统包括时钟源、放大器，所述物体检测系统在所述诊断模式期间生成预定的激励信号，所述激励信号是控制器激活时钟源以便使用调幅来生成与在锯的操作期间被使用的正弦感测信号相同的正弦感测信号，所述物体检测系统被电连接到板和锯片，所述板与所述锯片形成电容器，感测线缆电连接到所述锯片；

其中控制器确定检测到的所述激励信号的信噪比，其中在锯中，响应于来自时钟源和放大器的通过感测线缆以及电容器的板和锯片的所述激励信号，控制器检测返回信号，信噪比的测量还包括信号强度衰减的测量，如果返回信号的幅值减小到预定水平以下，则所述控制器确定在所述感测线缆中存在潜在故障。

6.根据权利要求5所述的系统，所述控制器还被配置成：

响应于所述被确定的磨损水平超过所述预定阈值，禁用所述马达的操作。

7.根据权利要求5所述的系统，其中在所述马达被停用的诊断模式期间，所述传感器生成所述第一信号。

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