DE102017210244A1

DE102017210244A1 - Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der sicherheit bei einer schneidsägeneinrichtung

Info

Publication number: DE102017210244A1
Application number: DE102017210244.6A
Authority: DE
Inventors: Harikrishnan Mahadevan
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch Engineering and Business Solutions Pvt Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Bosch Global Software Technologies Pvt Ltd
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-12-28
Also published as: US20170370526A1; CN107543022A

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung offenbart. Das System umfasst einen RC-Schwingungskreis, der mit einer Schneidsäge verbunden ist, ein Detektionsmodul zum Detektieren von Änderungen der Ausgabe des Kreises und ein Steuermodul, das den Betrieb der Schneidsäge steuert. Der Benutzer trägt leitfähiges Schuhwerk, wenn er mit der Schneidsäge arbeitet. Des Weiteren umfasst das System eine unterhalb des leitfähigen Schuhwerks angeordnete leitende Schicht und den Schwingungskreis zur Herstellung eines leitenden Pfads. Der Benutzer trägt auch Handschuhe, um das Arbeiten mit leitenden, nicht leitenden und halbleitenden Materialien zu ermöglichen. Wenn die Hände des Benutzers in Kontakt mit der Schneidsäge kommen, ändern sich die Widerstandseigenschaften des Kreises, was zu einer Änderung des Ausgangssignals des Kreises führt. Diese Änderung wird durch das Detektionsmodul detektiert, das Anhalten der Schneidsäge durch das Steuermodul einleitet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Schneidsägensysteme werden gemeinhin zum Schneiden von Materialien, wie Holz usw., verwendet. Schneidsägensysteme umfassen in der Regel eine Säge oder ein Schneidelement in Form eines Rads, das drehbar in dem Schneidsägensystem gehalten wird. Der Benutzer bewegt das zu schneidende Material zum Schneiden zu der Säge. Dabei könnten die Hände des Benutzers in Kontakt mit der Säge kommen, was sich für den Benutzer als katastrophal und gefährlich erweisen könnte. Die US 5510685 offenbart einen Sicherheitsmechanismus für den Benutzer, der in dem Schneidsägensystem integriert ist und bei Detektion, dass der Benutzer in Kontakt mit der Säge kommt, die Säge anhält und in einen Hohlraum in dem System zurückzieht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Grundzüge von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Schema eines Systems zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung; und
2 ein Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 stellt ein Schema eines Systems 5 zur Verbesserung der Sicherheit für eine Schneidsägeneinrichtung dar. Das System 5 umfasst eine Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung. Das System 5 ist Teil der Schneidsägeneinrichtung, wobei die Schneidsägeneinrichtung auch andere Komponenten umfasst. Die Vorrichtung 10 umfasst einen RC-Schwingungskreis 105, der mit einer Schneidsäge 110 verbunden ist. Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin ein Detektionsmodul 115, das mit dem RC-Schwingungskreis 105 verbunden ist, um eine Änderung einer elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 bei Erzeugung eines leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge 110 und einem Benutzer 120 zu detektieren. Ferner umfasst die Vorrichtung 10 ein Steuermodul 125, das mit dem Detektionsmodul 115 und einem Antrieb 130 der Schneidsäge 110 verbunden ist, um die Schneidsäge bei Detektion der Änderung der elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 durch das Detektionsmodul 115 anzuhalten. Im Folgenden wird die Funktionsweise der Vorrichtung 10 beschrieben.
Der RC-Schwingungskreis 105 umfasst einen Satz Widerstände, Kondensatoren und einen OP-Verstärker. In dem RC-Schwingungskreis 105 können typische beispielhafte Werte für die Brückenwiderstände 10 kΩ betragen, die Kondensatoren können 1 nF aufweisen, und der Spannungsbegrenzungswiderstand im Verstärkerrückkopplungskreis kann 290 kΩ betragen. Wie gezeigt, sind dies nur beispielhafte Werte, und die Widerstände und Kondensatoren in dem RC-Schwingungskreis 105 können auch andere Werte annehmen. Verschiedene Werte der Widerstände und Kondensatoren können verschiedene Eigenschaften für den RC-Schwingungskreis 105 bereitstellen. Der RC-Schwingungskreis 105 ist ein RC-Phasenverschiebungsoszillator, dessen Ausgangsfrequenz von dem mit dem Rückkopplungskreis und Masse verbundenen Widerstand abhängig ist.
Das Detektionsmodul 115 umfasst eine Signalverarbeitungsschaltungsanordnung, die die Eingangswellenformen des Detektionsmoduls 115 zum Detektieren jeglicher Änderungen verarbeitet und vergleicht.
Ferner umfasst das System 5 eine leitende Schicht 135 zur Unterstützung des Benutzers und zum Basieren einer Masse des RC-Schwingungskreises 105. Zur Herstellung eines leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge 110 und dem Benutzer 120 muss der Benutzer 120 leitfähiges Schuhwerk (in den Figuren nicht gezeigt) tragen. Das leitfähige Schuhwerk kann in Form eines leitfähigen Schuhs oder einer entfernbaren Basis für die Füße, die leitfähig ist, vorliegen. Ebenso muss von dem Benutzer 120 ein Paar Handschuhe (in den Figuren nicht gezeigt) mit einem Innenfutter aus Metallgeflecht getragen werden. Der Zweck und die Funktionsweise der Handschuhe wird im Folgenden beschrieben.
Ferner umfasst das System 5 einen Isolator (in den Figuren nicht gezeigt), der zwischen der leitenden Schicht 135 und Erde angeordnet ist und dessen Zweck im Folgenden beschrieben wird.
2 stellt ein Verfahren 20 zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung dar. Das Verfahren 20 wird durch die Vorrichtung 10 ausgeführt und umfasst einen ersten Schritt 205 des Detektierens einer Änderung einer elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 durch das Detektionsmodul 115 bei Erzeugung eines leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge 110 und dem Benutzer 120. Das Verfahren 20 umfasst einen zweiten Schritt 210 des Anhaltens der Schneidsäge 110 durch Steuerung des Antriebs 130 der Schneidsäge 110 durch das Steuermodul 125. Der Ablauf des Verfahrens 20 wird im Folgenden beschrieben.
Der Zweck des zum Tragen durch den Benutzer 120 angeordneten leitfähigen Schuhwerks besteht darin, einen leitenden Pfad zwischen dem Benutzer 120 und der leitenden Schicht 135 zu bilden. Die leitende Schicht 135 verbindet die Masse des RC-Schwingungskreises 105 und das leitfähige Schuhwerk, wodurch ein leitender Pfad zwischen dem RC-Schwingungskreis 105 und dem Benutzer 120 gebildet wird, wenn dieser das leitfähige Schuhwerk trägt. Der Zweck des Isolators besteht darin, die leitende Schicht 135 und insbesondere das System 5 und den Benutzer 120 gegen Erde zu isolieren, um die Sicherheit während jeglichen Unfalls einer elektrischen Leckage usw. zu verbessern.
Der Zweck der Handschuhe, wenn sie von dem Benutzer getragen werden, besteht darin, den Benutzer bezüglich der Schneidsäge 110 zu isolieren und zu schützen. Wenn der Benutzer 120 nicht leitende Materialien, wie zum Beispiel Holz usw., schneidet, ist der Benutzer 120 in der Regel auf natürliche Weise gegen die Schneidsäge 110 isoliert. Wenn der Benutzer 120 jedoch leitende oder halbleitende Materialien schneidet, helfen die von dem Benutzer 120 getragenen Handschuhe bei der Isolierung des Benutzers 120 gegen die Schneidsäge 110. Durch Tragen der Handschuhe beim Schneiden von leitenden, nicht leitenden oder halbleitenden Materialien ist der Benutzer 120 jedoch gegen die Schneidsäge 110 isoliert. Somit besteht der technische Vorteil der Verwendung der Handschuhe darin, dass sie die Verwendung des Systems 5 für leitende, halbleitende und nicht leitende Materialien gestatten.
Der Zweck des Innenfutters aus Metallgeflecht der Handschuhe besteht darin, die Finger oder die Handfläche des Benutzers physisch zu schützen, wenn die Schneidsäge 110 versehentlich in Kontakt mit einer Außenfläche der Handschuhe kommt und in die Außenfläche der Handschuhe schneidet. Der andere Vorteil des Metallgeflechtfutters besteht darin, den Benutzer 120 in den RC-Schwingungskreis 105 mit aufzunehmen, um die Ausgangskennwerte des Kreises 105 zu ändern und so ein Detektieren und Anhalten der Schneidsäge 110 zu ermöglichen, bevor die Schneidsäge 110 die Finger und die Handfläche des Benutzers 120 berührt, was im Folgenden erläutert wird.
Wenn der Benutzer 120 irgendeine Materialart mit angezogenen Handschuhen schneidet, ist der Benutzer 120 gegen den Kreis 105 isoliert, und die durch das Detektionsmodul 115 detektierte Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 befindet sich in Übereinstimmung mit den konzipierten Ausgangskennwerten des Kreises 105 hinsichtlich der Ausgangssignalwellenform. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Benutzer 120 nicht Teil des Kreises 105 ist. Bei Verwendung der Schneidsägeneinrichtung empfängt das Detektionsmodul 115 ständig die Ausgabe aus dem Kreis 105 und überprüft, ob die empfangene Wellenform innerhalb einer vorgegebenen Toleranzschwelle der konzipierten Ausgangswellenform entspricht. Wenn der Benutzer 120 nunmehr beim Schneiden versehentlich seine Hände in die Nähe der Schneidsäge 110 bewegt, kann die Schneidsäge 110 die Außenfläche des Handschuhs abschürfen oder einschneiden und kann entweder das Innenfutter aus Metallgeflecht oder bei fehlendem metallischen Futter direkt die Finger oder die Handfläche des Benutzers 120 berühren. Beide obigen Fälle können den Benutzer 120 in Kontakt mit der Schneidsäge 110 bringen. Da der Benutzer 120 ein Mensch und leitend ist, bildet er somit einen leitenden Pfad zwischen der Schneidsäge 110 und der leitenden Schicht 135. Deshalb ist der Benutzer 120 Teil des Kreises 105, und die Widerstandseigenschaften des Kreises 105 ändern sich, wodurch sich die elektrische Ausgabe und insbesondere die Ausgangssignalwellenform des Kreises 105 ändern. Um dies näher auszuführen, die Mitaufnahme des menschlichen Widerstands des Benutzers 120 kann eine Änderung der durch einen Rückkopplungskreis des RC-Schwingungskreises 105 bereitgestellten Dämpfung bewirken, was zu einer Änderung einer Amplitude der elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 führt. Beispiele für andere Änderungen der elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 können eine abgeschnittene Sinuswelle der Ausgangssignalwellenform, eine vergrößerte Amplitude der Sinuswelle der Ausgangssignalwellenform oder ein abgeklungenes Signal sein.
Das Detektionsmodul 115, das kontinuierlich die elektrische Ausgabe aus dem RC-Schwingungskreis 105 empfängt, detektiert eine Änderung der oben genannten elektrischen Ausgabe bei Erzeugung des leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge 110 und dem Benutzer 120. Mit anderen Worten, das Detektionsmodul 115 detektiert eine Änderung der oben genannten elektrischen Ausgabe bei Mitaufnahme des Benutzers 120 in den RC-Schwingungskreis 105. Um Obiges näher auszuführen, die Signalverarbeitungsschaltungsanordnung des Detektionsmoduls 115 empfängt und verarbeitet die elektrische Ausgabe oder die Ausgangssignalwellenform des RC-Schwingungskreises 105 und vergleicht diese mit einer vordefinierten oder Steuersignalwellenform, um die Erzeugung des leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge 110 und dem Benutzer 120 oder die Mitaufnahme des Benutzers 120 in den RC-Schwingungskreis 105 zu detektieren.
Schritt 205 des Verfahrens 20 beschreibt Obiges.
Des Weiteren umfasst das System 5 ein Leistungssteuermodul 140 zur Bereitstellung von Leistung für den RC-Schwingungskreis 105 und die Schneidsäge 110.
Bei Detektion der Änderung der elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises 105 durch das Detektionsmodul 115 kommuniziert das Detektionsmodul 115 mit dem Steuermodul 125 oder befiehlt dem Steuermodul 125, die Schneidsäge 110 anzuhalten. Anschließend steuert das Steuermodul 125 den Antrieb 130 der Schneidsäge 110 zum Anhalten der Schneidsäge 110. Darüber hinaus kann der Antrieb 130 die Schneidsäge 110 auch aus einer Schneidposition zurückziehen, um einen verbesserten Schutz für den Benutzer 120 zu gewährleisten. Für einen Durchschnittsfachmann ist dies ersichtlich. Schritt 210 des Verfahrens 20 beschreibt dies.
Aus offensichtlichen Gründen können aufgrund des Vorhandenseins des Menschen als Benutzer in der Detektionsschaltungsanordnung keine großen Strom- und Spannungspegel verwendet werden. Aufgrund der allgegenwärtigen Natur von elektrischem Rauschen in Schaltkreisen und bei Strom- und Spannungspegeln mit geringer Intensität, wird eine Detektion einer Änderung der Signalausgabe weniger präzise, wenn es einen Kontakt zwischen Säge und Mensch gibt, was zu katastrophalen Auswirkungen für den Benutzer führt. Der RC-Schwingungskreis 105 mit den Ausgangskennwerten eines verminderten Rauschens ist vorteilhaft, da er eine verbesserte Genauigkeit der Detektion bei Strom- und Spannungspegeln mit geringer Intensität im Kreis gestattet.
Das System 5 kann auch den Unterschied zwischen 'Normalbedingung' und 'Unfallbedingung' lernen, bevor der Benutzer 120 beginnt, das System 5 zu verwenden, was als eine Lernroutine bezeichnet werden kann. Die 'Unfallbedingung' ist eine Simulation eines Kontaktszenarios zwischen Säge und Mensch, in dem die Schneidsäge 110 mit den Fingern der Handfläche des Benutzers 120 oder dem Innenfutter aus Metallgeflecht der Handschuhe in Kontakt kommt. Um die 'Normalbedingung' zu simulieren, stellt der Benutzer 120 mit den Handschuhen einen Kontakt mit einem mit der Säge verbundenen metallischen Element her, und das Detektionsmodul 115 empfängt das Ausgangssignal von dem RC-Schwingungskreis 105, dessen Kennwerte mehr oder weniger die gleichen wie die konzipierten Kennwerte des Ausgangssignals sein werden. Um die 'Unfallbedingung' zu simulieren, stellt der Benutzer 120 ohne die Handschuhe einen Kontakt mit einem mit der Säge verbundenen metallischen Element her, und das Detektionsmodul 115 empfängt das Ausgangssignal von dem RC-Schwingungskreis 105, dessen Kennwerte sich von dem Ausgangssignal unter der 'Normalbedingung" stark unterscheiden werden. Diese Informationen werden in einer geeigneten Speichervorrichtung in dem System 5 gespeichert und unter Echtzeitbedingungen, wenn eine aktuelle Detektion erforderlich ist, verwendet. Dies ermöglicht es dem Detektionsmodul 115, den Unterschied bei den Kennwerten der Ausgangssignalwellenform zwischen 'Normalbedingung' und 'Unfallbedingung' zu lernen. Die Widerstandswerte verschiedener Menschen unterscheiden sich, und deshalb können die Körper verschiedener Benutzer verschiedene Änderungen bei der Ausgangssignalwellenform hervorrufen. Somit kann, bevor ein Benutzer damit beginnt, die Schneidsägeneinrichtung, in der das System 5 ausgestaltet ist, zu benutzen, eine Lernroutine, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, um die Werte zu speichern.
Es versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung rein veranschaulichend für die Grundzüge der offenbarten Techniken und nicht erschöpfend dafür sein soll und dass Änderungen und Variationen für den Fachmann auf der Hand liegen und dass die vorliegende Erfindung nicht anders eingeschränkt sein soll, als explizit in den folgenden Ansprüchen angeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5510685 [0002]

Claims

Vorrichtung (10) zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung, umfassend: einen RC-Schwingungskreis (105), der mit einer Schneidsäge (110) verbunden ist; ein Detektionsmodul (115), das mit dem RC-Schwingungskreis (105) verbunden ist, um eine Änderung einer elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises (105) bei Erzeugung eines leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge (110) und einem Benutzer (120) zu detektieren; und ein Steuermodul (125), das mit dem Detektionsmodul (115) und einem Antrieb (130) der Schneidsäge (110) verbunden ist, um die Schneidsäge (110) bei Detektion der Änderung der elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises (105) durch das Detektionsmodul (115) anzuhalten.
System (5) zur Verbesserung der Sicherheit für eine Schneidsägeneinrichtung, umfassend: eine Vorrichtung (10), die Folgendes umfasst: einen RC-Schwingungskreis (105), der mit einer Schneidsäge (110) verbunden ist; ein Detektionsmodul (115), das mit dem RC-Schwingungskreis (105) verbunden ist, um eine Änderung einer elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises (105) bei Erzeugung eines leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge (110) und einem Benutzer (120) zu detektieren; und ein Steuermodul (125), das mit dem Detektionsmodul (115) und einem Antrieb (130) der Schneidsäge (110) verbunden ist, um die Schneidsäge (110) bei Detektion der Änderung der elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises (105) durch das Detektionsmodul (115) anzuhalten; und eine leitende Schicht (135) zur Unterstützung des Benutzers und zum Basieren einer Masse des RC-Schwingungskreises (105).
System (5) nach Anspruch 2, ferner umfassend einen zwischen der leitenden Schicht (135) und Erde angeordneten Isolator.
System (5) nach Anspruch 2, ferner umfassend leitfähiges Schuhwerk zur Verwendung durch den Benutzer (120).
System (5) nach Anspruch 2, ferner umfassend Handschuhe zur Verwendung durch den Benutzer (120).
System (5) nach Anspruch 5, wobei die Handschuhe ein Innenfutter aus Metallgeflecht umfassen.
Verfahren (20) zur Verbesserung der Sicherheit bei einer Schneidsägeneinrichtung, wobei die Schneidsägeneinrichtung eine Vorrichtung (10) zur Verbesserung der Sicherheit umfasst, wobei die Vorrichtung (10) einen mit der Schneidsäge (110) verbundenen RC-Schwingungskreis (105) umfasst, wobei das Verfahren (20) Folgendes umfasst: Detektieren einer Änderung einer elektrischen Ausgabe des RC-Schwingungskreises (105) bei Erzeugung eines leitenden Pfads zwischen der Schneidsäge (110) und einem Benutzer (120); und Anhalten der Schneidsäge (110) durch das Steuermodul (125).