專利名稱：電動(dòng)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)工具，例如臺鋸、斜切鋸以及其他類似電動(dòng)工具。特別地，描述了各種用于防止一個(gè)切割工具與非工件物體形成接觸的技術(shù)。
背景技術(shù)：
U.S.未審專利申請No.17336/2002描述一種電動(dòng)工具，這種電動(dòng)工具在一個(gè)切割工具與人(即非工件物體)形成接觸時(shí)執(zhí)行緊急停止。已知的電動(dòng)工具包括一個(gè)探測人與切割工具之間接觸的接觸探測系統(tǒng)。該接觸探測系統(tǒng)與切割工具電耦合，并且監(jiān)視切割工具的電位，以便探測人與切割工具之間的接觸。如果接觸探測系統(tǒng)探測到人與切割工具之間的接觸，則停止對電動(dòng)機(jī)的供電，實(shí)行切割工具的緊急停止。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在已知的電動(dòng)工具中，僅在探測到人與切割工具之間的接觸之后，才停止切割工具的移動(dòng)，而且不可能防止人與移動(dòng)的切割工具之間的接觸。
因此，本教導(dǎo)的一個(gè)目的是提供各種改進(jìn)型電動(dòng)工具，它們能防止切割工具與非工件物體(例如人等)形成接觸。
在本教導(dǎo)的一個(gè)方面，教導(dǎo)各種電動(dòng)工具，它們能夠在切割工具與非工件物體之間發(fā)生接觸之前探測異常條件。因此，如果探測到異常條件，電動(dòng)工具能警告操作員，并且/或者停止切割工具的移動(dòng)。
因而，在本教導(dǎo)的一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)工具可以包括一個(gè)切割工具，例如圓形刀片或鋸條，和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)切割工具的驅(qū)動(dòng)源，例如電動(dòng)機(jī)。這樣的電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)探測裝置(例如使用無線電波的探測裝置，使用超聲波的探測裝置，使用紅外線的探測裝置等)，和一個(gè)與探測裝置通信的控制裝置，例如微處理器或處理器。例如，探測裝置可以探測在切割工具附近的預(yù)定區(qū)域之內(nèi)移動(dòng)的物體(例如工件等)的位置和速度。根據(jù)探測裝置所探測的物體的位置和速度，控制裝置可以確定操作條件是正常還是異常。例如，控制裝置可以確定探測裝置所探測的切割工具與物體是否具有預(yù)定位置關(guān)系(例如切割工具與物體之間的距離是否在預(yù)定值之內(nèi))，并且還確定探測裝置所探測的物體向切割工具的速度是否超過預(yù)定值。由這些確定的結(jié)果，可以判定操作條件是正常還是異常。例如，當(dāng)被探測物體在切割工具附近以正常速度且沿接近切割工具的方向移動(dòng)時(shí)，可以確定這個(gè)物體只不過是以正常速度送交切割的工件，而且操作條件正常。然而，當(dāng)被探測物體在切割工具附近以快速度且沿接近切割工具的方向移動(dòng)時(shí)，可以確定操作條件異常。由于能在物體與切割工具之間發(fā)生接觸之前確定操作條件是正常還是異常，所以能在異常操作條件下防止物體與切割工具之間的接觸。
當(dāng)操作條件確定為異常時(shí)，可以向電動(dòng)工具操作員發(fā)給一個(gè)警告，并且/或者可以自動(dòng)地停止切割工具的移動(dòng)。例如，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)產(chǎn)生警告聲的蜂鳴器。此外，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)用于切斷對電動(dòng)機(jī)供電的開關(guān)。作為另一個(gè)例子，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)嚙合并且停止切割工具的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，或?qū)⑶懈罟ぞ邚钠洳僮魑恢檬栈氐氖栈貦C(jī)構(gòu)。此外，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)擋板，當(dāng)操作條件確定為異常時(shí)，將該擋板置于切割工具與操作員之間。
優(yōu)選地，探測裝置可以包括一個(gè)雷達(dá)裝置，它向預(yù)定區(qū)域發(fā)射無線電波，并且從那里接收反射的無線電波。通過使用無線電波，即使在切割操作期間形成碎片，也能準(zhǔn)確地探測物體的位置和速度。
此外，優(yōu)選地從雷達(dá)裝置發(fā)射的無線電波的頻率為1GHz或以上，并且更優(yōu)選地頻率在10GHz至30GHz的范圍內(nèi)。通過使用這個(gè)頻率的無線電波，能改進(jìn)方向性，并且有可能僅監(jiān)視切割工具的周圍。
在本教導(dǎo)的另一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)工作臺，在它的上面放置工件。切割工具的一部分可以在工作臺之上突出，這個(gè)突出部分切割工件。在這種情況下，由雷達(dá)裝置所監(jiān)視的區(qū)域可以限制在工作臺之上。例如，有可能僅監(jiān)視升到工作臺之上預(yù)定高度，并且在離切割工具側(cè)面預(yù)定距離范圍之內(nèi)的區(qū)域。此外，優(yōu)選地雷達(dá)裝置安排在夾在工作臺與面向電動(dòng)工具操作員之間的這樣位置處。這種類型的布置防止雷達(dá)裝置妨礙電動(dòng)工具操作員的操作。
在本教導(dǎo)的另一方面，電動(dòng)工具可以包括一個(gè)切割工具，和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)切割工具的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)雷達(dá)裝置，和一個(gè)與雷達(dá)裝置通信的處理器。雷達(dá)裝置優(yōu)選地向切割工具的刀刃與工件形成接觸的接觸位置附近的預(yù)定區(qū)域發(fā)射無線電波，并且從那里接收反射的無線電波。處理器優(yōu)選地從雷達(dá)裝置所接收的反射無線電波來確定一個(gè)非工件物體是否在預(yù)定區(qū)域內(nèi)。例如，使用工件在預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)反射的波與一個(gè)非工件物體在預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)反射的波之間的差，處理器能確定工件或一個(gè)非工件物體是否在預(yù)定區(qū)域內(nèi)。當(dāng)確定一個(gè)非工件物體在預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，可以向電動(dòng)工具操作員發(fā)給一個(gè)警告，并且/或者可以立即停止切割工具的移動(dòng)。通過這種方式，能防止切割工具與一個(gè)非工件物體之間的接觸。
優(yōu)選地，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)存儲器，用于存儲當(dāng)工件安排在預(yù)定區(qū)域之內(nèi)時(shí)所產(chǎn)生的反射無線電波。反射波能作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)而存儲在存儲器中。可選擇地，可以僅存儲從反射波提取的識別信息(例如反射波的峰值、波形模式等)。此外，通過使用雷達(dá)裝置接收的反射波和存儲器存儲的反射波，處理器可以確定一個(gè)非工件物體是否在預(yù)定區(qū)域內(nèi)。例如，當(dāng)雷達(dá)裝置接收的反射波的峰值與存儲器存儲的反射波的峰值之間差的絕對值超過一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，處理器優(yōu)選地確定一個(gè)非工件物體在預(yù)定區(qū)域內(nèi)。由于已經(jīng)存儲當(dāng)工件安排在預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)所產(chǎn)生的反射波，所以這種布置允許準(zhǔn)確地確定一個(gè)非工件物體是否在預(yù)定范圍內(nèi)。
一般地，材料的無線電波反射系數(shù)按照頻率變化。因此無線電波可以作為脈沖(即包括許多頻率分量)從雷達(dá)裝置發(fā)射，并且處理器可以對反射波形執(zhí)行頻率分析，以確定在預(yù)定區(qū)域之內(nèi)是否存在一個(gè)非工件物體。
選擇地，在工件是木材情況下，能考慮木材的無線電波反射系數(shù)特性，并且能僅發(fā)射一個(gè)窄頻率范圍之內(nèi)的無線電波(例如單頻無線電波)，以允許確定在預(yù)定區(qū)域之內(nèi)是否存在一個(gè)非工件物體。例如，從雷達(dá)裝置發(fā)射的無線電波的頻率可以確立在1GHz至30GHz范圍之間。1GHz至30GHz頻率的無線電波對于低含濕量的木制材料具有低反射系數(shù)，而對于高含濕量的物體(例如手、手指等)具有高反射系數(shù)。因此，即使發(fā)射窄頻率范圍之內(nèi)的無線電波，也有可能識別反射無線電波的物體是工件還是一個(gè)非工件物體(即具有高含濕量的物體)。也就是，當(dāng)雷達(dá)裝置接收的反射波的峰值超過預(yù)定閾值時(shí)，能確定在預(yù)定區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)非工件物體。此外，即使在無線電波的頻率在1GHz至30GHz范圍之內(nèi)的情況下，也可以按照個(gè)人的目的改變頻率。例如，優(yōu)選地為穿透大體積木材而選擇較低無線電波頻率，而為改進(jìn)無線電波的方向性而選擇較高無線電波頻率。
在本教導(dǎo)的另一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)工具還可以包括一個(gè)工作臺，在它的上面放置工件。切割工具的一部分可以從工作臺之上突出，這個(gè)突出部分切割工件。在這種情況下，優(yōu)選地雷達(dá)裝置可以安排在工作臺之下，并且工作臺可以具有一個(gè)可穿透窗口，它允許雷達(dá)發(fā)射的無線電波穿透其中?？纱┩复翱谀苡靡环N無線電波容易穿透其中的材料(例如樹脂)制造。將雷達(dá)裝置安排在工作臺之下，防止了雷達(dá)裝置妨礙操作員。
在本教導(dǎo)的另一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)工具可以包括一個(gè)工作臺，在它的上面放置工件，并且將一個(gè)臂可滑動(dòng)地或樞軸地附在工作臺上。在工作臺上可以設(shè)置一個(gè)用于切割工件的切割區(qū)域。切割工具可以旋轉(zhuǎn)地附在臂上。通過相對工作臺移動(dòng)臂，能在一個(gè)接近切割區(qū)域的操作位置與一個(gè)從那里移開的等待位置之間移動(dòng)切割工具。在這種情況下，優(yōu)選地雷達(dá)裝置向切割區(qū)域發(fā)射無線電波，并且接收從那里反射的無線電波。
在本教導(dǎo)的另一個(gè)方面，雷達(dá)裝置可以包括一個(gè)無線電波發(fā)射部件和一個(gè)無線電波接收部件。優(yōu)選地，無線電波發(fā)射部件和無線電波接收部件中的至少一個(gè)可以具有多個(gè)微帶天線。通過使用這些微帶天線，能使無線電波發(fā)射部件或無線電波接收部件小型化，并且能節(jié)省空間。此外，通過使用多個(gè)微帶天線或補(bǔ)片天線(即一種類型的微帶天線)，能獲得希望的方向性。此外，無線電波發(fā)射部件和無線電波接收部件可以具有不同的天線?？蛇x擇地，無線電波發(fā)射部件和無線電波接收部件可以具有相同天線。
優(yōu)選地，微帶天線可以包括一個(gè)帶狀導(dǎo)體，一個(gè)安排在帶狀導(dǎo)體相對位置的接地導(dǎo)體，和一個(gè)安排在帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間的電介質(zhì)層。在這種情況下，可以在電介質(zhì)層的表面中形成一個(gè)槽，并且可以將帶狀導(dǎo)體安排在該槽之內(nèi)。由于帶狀導(dǎo)體不從電介質(zhì)的表面突出，所以能防止對帶狀導(dǎo)體的損壞。此外，可以在接地導(dǎo)體中形成一個(gè)槽，并且可以將電介質(zhì)層安排在接地導(dǎo)體中形成的槽之內(nèi)。通過這種方式，電介質(zhì)層不會從接地導(dǎo)體突出，并且因此能防止對電介質(zhì)層的損壞。優(yōu)選地，微帶天線可能安排在電動(dòng)工具的殼體(例如工作臺等)的表面之內(nèi)。
為了制成包括但不限于臺鋸、斜切鋸的改進(jìn)型電動(dòng)工具，可能單獨(dú)地或結(jié)合地利用這些方面和特點(diǎn)。另外，在閱讀以下連同附圖和權(quán)利要求的詳細(xì)描述之后，本教導(dǎo)的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將容易理解。當(dāng)然，這里公開的另外特征和方面也可以單獨(dú)地或與上述方面和特征結(jié)合地利用。


圖1是按照本教導(dǎo)的第一代表性實(shí)施例的臺鋸的部分截面?zhèn)纫晥D。
圖2是圖1所示臺鋸的部分截面平面圖。
圖3示意表示圓形刀片與可穿透窗口之間的位置關(guān)系。
圖4是示意表示第一雷達(dá)裝置的代表性電路的方塊圖。
圖5A示意表示第一雷達(dá)裝置的輸出門信號的波形。
圖5B示意表示第一雷達(dá)裝置的振蕩電路的輸出信號的波形。
圖5C示意表示當(dāng)僅將木制工件安排在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，第一雷達(dá)裝置所接收的無線電波的波形。
圖5D示意表示當(dāng)工件W和手指安排在第一預(yù)定區(qū)域時(shí)，第一雷達(dá)裝置所接收的無線電波的波形。
圖6是表示第二雷達(dá)裝置的代表性電路的方塊圖。
圖7示意表示第二雷達(dá)裝置所發(fā)射的無線電波的頻率與時(shí)間之間的關(guān)系。
圖8示意表示第二雷達(dá)裝置所監(jiān)視的一個(gè)區(qū)域。
圖9是表示第一實(shí)施例的臺鋸的代表性電路的方塊圖。
圖10是使用臺鋸切割一個(gè)工件的代表性過程的流程圖。
圖11表示圓形刀片與第二雷達(dá)裝置所監(jiān)視的分成區(qū)I、區(qū)II和區(qū)III的區(qū)域之間的位置關(guān)系。
圖12A表示相對于第一代表性實(shí)施例的臺鋸安排第二雷達(dá)裝置的一個(gè)代表性例子。
圖12B表示相對于第一代表性實(shí)施例的臺鋸安排第二雷達(dá)裝置的另一個(gè)代表性例子。
圖12C表示相對于第一代表性實(shí)施例的臺鋸安排第二雷達(dá)裝置的另一個(gè)代表性例子。
圖13A表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的一個(gè)代表性布置。
圖13B表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的另一個(gè)代表性布置。
圖13C表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的另一個(gè)代表性布置。
圖13D表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的另一個(gè)代表性布置。
圖13E表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的另一個(gè)代表性布置。
圖13F表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的另一個(gè)代表性布置。
圖13G表示本教導(dǎo)的第二代表性實(shí)施例的臺鋸中所使用的微帶天線的另一個(gè)代表性布置。
圖14示意表示第二代表性實(shí)施例的臺鋸的平面圖和側(cè)視圖。
圖15是安排在圖14所示臺鋸的工作臺之內(nèi)的天線部件的截面圖。
圖16示意表示安排在工作臺之內(nèi)的補(bǔ)片天線的布置的一個(gè)代表性例子。
圖17示意表示安排在工作臺之內(nèi)的補(bǔ)片天線的布置的另一個(gè)代表性例子。
具體實(shí)施例方式
第一詳細(xì)代表性實(shí)施例圖1表示本教導(dǎo)的第一詳細(xì)代表性實(shí)施例，它是具有工作臺5的臺鋸1，在工作臺5上放置木制工件W。圓形刀片3的一部分在工作臺5之上突出，并且這個(gè)突出部分的頂部和側(cè)面用刀片防護(hù)裝置7所覆蓋。刀片防護(hù)裝置7可旋轉(zhuǎn)地附在工作臺5上，并且在切割期間由工件W推開。
如圖1和圖2所示，圓形刀片3的下部可以安排在刀片罩21之內(nèi)，刀片罩21以一種方式附在工作臺5上，由此使它能傾斜。在刀片罩21的側(cè)面形成用于允許電動(dòng)機(jī)殼體23上下移動(dòng)的開口81和82。電動(dòng)機(jī)殼體23通過兩個(gè)導(dǎo)向棒25a和25b以一種方式附在刀片罩21的側(cè)面上，由此使上下移動(dòng)為可能。電動(dòng)機(jī)M安排在電動(dòng)機(jī)殼體23之內(nèi)。圓形刀片3附在電動(dòng)機(jī)M的一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸上。
如圖1所示，在圓形刀片3的后面可以附著分裂刀片9，用于防止由圓形刀片3在工件W中切割的口的合閉。分裂刀片9借助于螺栓所緊固的托架27而固定在電動(dòng)機(jī)殼體23的后面。因而，當(dāng)圓形刀片3暴露在工作臺5之上的高度隨電動(dòng)機(jī)殼體23上下移動(dòng)而改變時(shí)，分裂刀片9隨其上下移動(dòng)。
其次，將說明用于上下移動(dòng)電動(dòng)機(jī)殼體23的機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)殼體23可以借助于在工作臺5的前面凸出的旋轉(zhuǎn)把柄31而上下移動(dòng)。把柄31的軸33和傾斜轉(zhuǎn)盤35的軸37為相同軸。錐齒輪39與軸33的頂端連接。錐齒輪43與錐齒輪39嚙合，錐齒輪43與沿縱向延伸的螺紋軸41的下端連接。
螺紋軸41的上端和下端固定在刀片罩21上，螺紋軸41在一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)而不向上或向下移動(dòng)。一個(gè)具有內(nèi)螺紋的螺母部件(未示出)與螺紋軸41耦合，并且該螺母部件固定在電動(dòng)機(jī)殼體23上。因此，當(dāng)把柄31旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)殼體23借助于螺紋軸41和螺母部件的螺紋送進(jìn)機(jī)構(gòu)而向上或向下移動(dòng)。導(dǎo)向棒25a和25b起引導(dǎo)電動(dòng)機(jī)殼體23上下移動(dòng)的功能。
其次，將說明使圓形刀片3傾斜的機(jī)構(gòu)。刀片罩21可以通過旋轉(zhuǎn)和把柄31具有相同軸的傾斜轉(zhuǎn)盤35而傾斜。如圖2所示，在工作臺的前面?zhèn)雀街?3，對其固定有弧形齒輪51。在板53中形成一個(gè)沿著弧形齒輪51的弧形切口55。把柄31的軸33通過切口55穿到內(nèi)側(cè)。將嚙合弧形齒輪51的小齒輪57固定在傾斜轉(zhuǎn)盤35的軸37上。因此，當(dāng)傾斜轉(zhuǎn)盤35旋轉(zhuǎn)時(shí)，小齒輪57沿弧形齒輪51的弧移動(dòng)，并且刀片罩21隨其傾斜。當(dāng)?shù)镀?1傾斜成圓形刀片3達(dá)到一個(gè)希望角時(shí)，鎖桿83操作，以固定刀片罩21。
如圖1所示，第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87可以分別安排在圓形刀片3的前面和后面。第一雷達(dá)裝置86可以監(jiān)視圓形刀片3的外刃和工件W形成接觸的位置附近的第一預(yù)定區(qū)域。如圖1所示，第一雷達(dá)裝置86安排在工作臺5之下的圓形刀片3的前面。如圖3所示，工作臺5可以具有在圓形刀片3的前刃附近的可穿透窗口5a，無線電波透過該窗口?？梢岳靡粋€(gè)由樹脂制成的板來形成可穿透窗口5a。
第二雷達(dá)裝置87可以監(jiān)視在工作臺5之上突出的圓形刀片3的部分周圍的第二預(yù)定區(qū)域。如圖1和圖2所示，第二雷達(dá)裝置87可以附在臂85的頂端，臂85附在工作臺5的后面。如圖清晰所見，第二雷達(dá)裝置87安排在圓形刀片3之上和后面。
其次，將更詳細(xì)地說明第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87。首先，將說明第一雷達(dá)裝置86。圖4是表示第一雷達(dá)86的代表性電路的方塊圖。如圖4所示，第一雷達(dá)裝置可以包括用于發(fā)射和接收無線電波的天線124。振蕩電路122使電信號以規(guī)定頻率振蕩，并且輸出這個(gè)電信號，它可以與天線124(特別地，與天線124的無線電波發(fā)射部件)連接。時(shí)鐘電路120可以與振蕩電路122連接。時(shí)鐘電路120是一個(gè)使振蕩電路122的輸出周期地為ON或OFF的電路。僅當(dāng)時(shí)鐘電路120使振蕩電路122的輸出為ON的時(shí)候，天線124才發(fā)射無線電波。
波形整形電路132可以通過放大電路128和濾波電路130與天線124(特別地，與天線124的無線電波接收部件)連接。放大電路128將天線124接收的無線電波的信號放大。濾波電路130從放大電路128所放大的信號中過濾噪聲。波形整形電路132對濾波電路130輸出的信號的波形進(jìn)行整形，然后將整形信號輸出到控制裝置90。
優(yōu)選地，第一雷達(dá)裝置86輸出的無線電波可以使用微波(即頻率3GHz至30GHz)。在第一代表性實(shí)施例中，可以使用10.5GHz微波。木制工件W的無線電波反射系數(shù)和一個(gè)非工件物體(例如操作員的手或手指等)的無線電波反射系數(shù)隨這個(gè)頻帶的無線電波有很大不同，并且無線電波反射系數(shù)的這個(gè)不同利用來能夠辨別工件W和非工件W物體。特別地，應(yīng)用這個(gè)頻帶的無線電波，無線電波反射系數(shù)對于具有低含濕量的木材低，而無線電波反射系數(shù)對于具有高含濕量的物體高。因此，在第一代表性實(shí)施例中，反射波的峰值的強(qiáng)度用來確定反射波是由工件W反射還是由位于工件W之上的非工件物體所反射。
圖5A至圖5D表示第一雷達(dá)裝置86發(fā)射的無線電波和第一雷達(dá)裝置86接收的無線電波的輸出波形。圖5A表示一個(gè)向天線124輸出振蕩電路122的信號的輸出門的波形。圖5B表示從振蕩電路122向天線124實(shí)際輸出的信號的波形。圖5C表示當(dāng)僅有木制工件W位于第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，第一雷達(dá)裝置86接收的無線電波的輸出波形。圖5D表示當(dāng)工件W和手指位于第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，第一雷達(dá)裝置86接收的無線電波的輸出波形。
如圖5A所示，用于輸出振蕩電路122的信號的輸出門僅在周期時(shí)間間隔Tp為ON。因此，如圖5B所示，僅當(dāng)輸出門為ON的時(shí)候，才從振蕩電路122輸出一個(gè)10.5GHz的信號，根據(jù)這個(gè)輸出信號從天線124的無線電波發(fā)射部件發(fā)射無線電波。在無線電波從天線124發(fā)射之后，這些發(fā)射的無線電波和反射的無線電波由天線124的無線電波接收部件所接收。在圖5C和圖5D中，‘a(chǎn)’是從無線電波發(fā)射部件發(fā)射并由無線電波接收部件直接接收的波，‘b’和‘d’是第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的物體反射的反射波。如圖清晰所見，由工件W反射的反射波‘b’具有低峰值電壓，而透過工件W并由手指反射的反射波‘d’具有高峰值電壓。因此，根據(jù)第一雷達(dá)裝置86接收的反射波的峰值電壓，有可能確定在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)是僅有工件W還是除工件W之外還有一個(gè)物體。此外，第一雷達(dá)裝置86與物體之間的距離確定觀察反射波所需要的時(shí)間(即圖5D所示時(shí)段t0～t1)。因此，第一雷達(dá)裝置86觀察到反射波所需要的時(shí)間(t0～t2)可以由第一雷達(dá)裝置86與第一預(yù)定區(qū)域之間的距離來確定。因此，可接受第一雷達(dá)裝置86觀察反射波的時(shí)間直到t2。
其次，將說明第二雷達(dá)裝置87。圖6是表示第二雷達(dá)裝置87的代表性電路的方塊圖。如圖6所示，第二雷達(dá)裝置87可以具有用于發(fā)射和接收無線電波的天線104。振蕩電路102與天線104(特別地，與天線104的無線電波發(fā)射部件)連接，并且時(shí)鐘電路100與振蕩電路102連接。時(shí)鐘電路100周期地將振蕩電路102輸出的信號的頻率轉(zhuǎn)換為兩相，并且還轉(zhuǎn)換開關(guān)108的狀態(tài)。因此，如圖7所示，振蕩電路102輸出的信號的頻率從高頻H到低頻L周期地(周期＝2×ts)轉(zhuǎn)換。此外，當(dāng)振蕩電路102輸出的信號的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)，用于處理天線104的無線電波接收部件的信號的電路(110a～114a和110b～114b)同時(shí)地轉(zhuǎn)換。此外，如圖7清晰所見，第二雷達(dá)裝置87與第一雷達(dá)裝置86不同，在于它以兩個(gè)頻率的一個(gè)連續(xù)地發(fā)射無線電波。
而且，二極管混頻器106與天線104(特別地，與天線104的無線電波接收部件)連接。二極管混頻器106是一個(gè)將天線104接收的無線電波，也就是，天線104的無線電波發(fā)射部件所發(fā)射的無線電波，和反射物所反射的無線電波混合的電路，并且輸出這些混合波(即二極管混頻器106是一個(gè)所謂的波形檢驗(yàn)電路)。二極管混頻器106的輸出根據(jù)反射物是否正向第二雷達(dá)裝置87移動(dòng)而改變。也就是，如果反射物不在移動(dòng)，則由反射物反射的無線電波與天線104發(fā)射的無線電波具有相同頻率。另一方面，由于多普勒效應(yīng)，如果反射物在移動(dòng)，則由反射物反射的無線電波與天線104發(fā)射的無線電波具有不同頻率。因此，如果反射物在移動(dòng)，則具有兩個(gè)接近但不同頻率的無線電波相互干擾，在二極管混頻器106的輸出波形中引起拍動(dòng)出現(xiàn)。在第一代表性實(shí)施例的第二雷達(dá)裝置87中，這些拍動(dòng)的頻率用來測量反射物的移動(dòng)速度。而且，二極管混頻器106的輸出也與天線104輸出的無線電波的頻率不同。在第一代表性實(shí)施例的第二雷達(dá)裝置87中，將反射物反射生成的無線電波的兩個(gè)頻率所產(chǎn)生的拍動(dòng)的相位差用來測量反射物的位置(即離第二雷達(dá)裝置87的距離)。
兩個(gè)電路組通過開關(guān)108與二極管混頻器106連接。也就是，第一電路組可以包括放大電路110a、濾波電路112a和波形整形電路114a。第二電路組可以包括放大電路110b、濾波電路112b和波形整形電路114b。當(dāng)天線104以第一頻率發(fā)射無線電波的時(shí)候，第一電路組與二極管混頻器106連接，而當(dāng)天線104以第二頻率發(fā)射無線電波的時(shí)候，第二電路組與二極管混頻器106連接。這些電路的結(jié)構(gòu)和效果與第一雷達(dá)裝置86所使用的電路相同。
兩個(gè)波形整形電路114a和114b與相位差測量電路118連接，而僅有波形整形電路114a與速度測量電路116連接。相位差測量電路118是一個(gè)用于測量發(fā)射兩個(gè)頻率的無線電波時(shí)所觀察的拍動(dòng)的相位差(換句話說，測量反射物的速度)的電路，以及速度測量電路116是一個(gè)用于測量發(fā)射第一頻率的無線電波時(shí)所觀察的拍動(dòng)的相位差(換句話說，測量反射物的速度)的電路。將相位差測量電路118和速度測量電路116的輸出兩者都輸出到控制裝置90。
優(yōu)選地，第二雷達(dá)裝置87輸出的無線電波可以使用1GHz或以上的無線電波。在第一代表性實(shí)施例中，可以使用24.2GHz微波。這是因?yàn)閮?yōu)選地第二雷達(dá)裝置87僅監(jiān)視圓形刀片3的周圍。換句話說，如圖8所示，這是因?yàn)榕c圓形刀片3的接觸不大可能在比離圓形刀片3的側(cè)面預(yù)定值(w/2或更大)較大距離處的位置。使用以上頻率的又一個(gè)理由是無線電波的頻率越高，波長越短，這樣允許準(zhǔn)確地探測反射物的位置和速度。而且，確定第二雷達(dá)裝置87的天線形狀和位置，以便當(dāng)發(fā)射以上頻率的無線電波時(shí)，能獲得希望的方向性(也就是，適合觀察第二預(yù)定區(qū)域的方向性)。
參考圖9，將說明用于控制臺鋸1的代表性電路圖。如圖2所示，安排在工作臺5之下(見圖2)的控制裝置90可以包括微型計(jì)算機(jī)92和存儲器94(例如EEPROM)。微型計(jì)算機(jī)92優(yōu)選地可以包括CPU、ROM、RAM和I/O(接口)，它們優(yōu)選地集成在一個(gè)單集成電路芯片上。微型計(jì)算機(jī)92的ROM可以存儲用于自動(dòng)停止電動(dòng)機(jī)M的驅(qū)動(dòng)操作的程序。存儲器94與微型計(jì)算機(jī)92連接，并且僅當(dāng)工件W位于圓形刀片3的外刃附近的第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，才存儲第一雷達(dá)裝置86所觀察的波形。每當(dāng)臺鋸1所切割的工件W的類型(例如厚度、木材類型等)改變時(shí)，存儲在存儲器94中的反射波形改變。
第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87與微型計(jì)算機(jī)92連接，并且將第一雷達(dá)裝置86輸出的反射波形及第二雷達(dá)裝置87輸出的反射物的速度和位置輸入到微型計(jì)算機(jī)92。供電電路98通過驅(qū)動(dòng)電路96與電動(dòng)機(jī)M連接，并且與微型計(jì)算機(jī)92連接。供電電路98能夠與一個(gè)外部商業(yè)電源連接，并且將這個(gè)外部商業(yè)電源所供給的電力供給微型計(jì)算機(jī)92和電動(dòng)機(jī)M。此外，用于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)M的電動(dòng)機(jī)開關(guān)97與微型計(jì)算機(jī)92連接。
圖10表示用于操作微型計(jì)算機(jī)92的代表性方法，以便使用臺鋸1切割一個(gè)工件。也就是，圖10是在切割操作期間由微型計(jì)算機(jī)92所執(zhí)行的過程或程序的流程圖。為了使用臺鋸1切割工件，操作員首先將一個(gè)電力開關(guān)置為ON，從而開始對微型計(jì)算機(jī)92的供電。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)開關(guān)97為OFF，因此圓形刀片3不會開始旋轉(zhuǎn)。
如圖10所示，當(dāng)電力開關(guān)已經(jīng)置為ON時(shí)，微型計(jì)算機(jī)92等待電動(dòng)機(jī)開關(guān)97置為ON(步驟S10)。操作員首先將工件放置在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)(即圓形刀片3的前面)，然后將電動(dòng)機(jī)開關(guān)97置為ON。當(dāng)電動(dòng)機(jī)開關(guān)97已經(jīng)置為ON時(shí)(步驟S10為YES)，微型計(jì)算機(jī)92使第一雷達(dá)裝置86操作，并且接收第一雷達(dá)裝置86輸出的信號的波形(步驟S12)。接收波形是由工件反射的無線電波的反射波形。當(dāng)接收到第一雷達(dá)裝置86輸出的信號的波形時(shí)，微型計(jì)算機(jī)92將這些接收波形存儲在存儲器94中(步驟S14)。
此外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)開關(guān)97已經(jīng)置為ON時(shí)(步驟S16為YES)，微型計(jì)算機(jī)92向驅(qū)動(dòng)電路96輸出一個(gè)ON信號，這樣起動(dòng)從供電電路98向電動(dòng)機(jī)M的供電，并且同時(shí)使第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87操作。因此，圓形刀片3開始旋轉(zhuǎn)，并且周期地輸出第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87的測量結(jié)果。微型計(jì)算機(jī)92首先讀入第二雷達(dá)裝置87的輸出(即在第二預(yù)定區(qū)域之內(nèi)移動(dòng)的物體的速度和位置)(步驟S18)。
然后，微型計(jì)算機(jī)92確定在步驟S18讀入的從第二雷達(dá)裝置87到物體的距離是否等于或大于一個(gè)預(yù)定值1(步驟S20)。這個(gè)預(yù)定值1比第二雷達(dá)裝置87到圓形刀片3的距離短。如果測量距離小于預(yù)定值1(步驟S20為NO)，微型計(jì)算機(jī)92快速停止電動(dòng)機(jī)M(步驟S30)。特別地，微型計(jì)算機(jī)92向驅(qū)動(dòng)電路96輸出一個(gè)OFF信號，這樣切斷向電動(dòng)機(jī)M的供電。通過這種方式，停止電動(dòng)機(jī)M的旋轉(zhuǎn)。
如上所述，當(dāng)?shù)诙走_(dá)裝置87測量的距離小于預(yù)定值1時(shí)(也就是，當(dāng)一個(gè)物體在第二雷達(dá)裝置87與圓形刀片3之間時(shí))，停止電動(dòng)機(jī)M的驅(qū)動(dòng)操作。這樣停止電動(dòng)機(jī)M是因?yàn)榉浅＝咏诙走_(dá)裝置87的物體防止第二雷達(dá)裝置87監(jiān)視圓形刀片3的周圍。
如果測量距離等于或大于預(yù)定值1(步驟S20為YES)，微型計(jì)算機(jī)92確定在步驟S18讀入的第二雷達(dá)裝置87到物體的距離是否等于或小于一個(gè)預(yù)定值2(步驟S22)。預(yù)定值2大于預(yù)定值1，并且比第二雷達(dá)裝置87到圓形刀片3的距離長。如果測量距離超過預(yù)定值2(步驟S22為NO)，過程進(jìn)行到步驟S26。另一方面，如果測量距離等于或小于預(yù)定值2(步驟S22為YES)，微型計(jì)算機(jī)92確定在步驟S18讀入的物體的速度是否等于或小于一個(gè)預(yù)定速度(步驟S24)。如果在步驟S18讀入的物體的速度等于或小于預(yù)定速度(步驟S24為YES)，過程進(jìn)行到步驟S26。如果在步驟S18讀入的物體的速度超過預(yù)定速度(步驟S24為NO)，微型計(jì)算機(jī)92快速停止電動(dòng)機(jī)M(步驟S30)。
因而，在第二雷達(dá)裝置87測量的物體在圖11所示的區(qū)I之內(nèi)的情況下(也就是，在離第二雷達(dá)裝置87的距離小于預(yù)定值1的情況下)，停止電動(dòng)機(jī)M的驅(qū)動(dòng)操作。在第二雷達(dá)裝置87測量的物體在區(qū)II之內(nèi)的情況下(也就是，在離第二雷達(dá)裝置87的距離等于或大于預(yù)定值1且等于或小于預(yù)定值2的情況下)，僅當(dāng)物體的速度超過一個(gè)預(yù)定速度時(shí)，才停止電動(dòng)機(jī)M。此外，在第二雷達(dá)裝置87測量的物體在區(qū)III之內(nèi)的情況下(也就是，在離第二雷達(dá)裝置87的距離超過預(yù)定值2的情況下)，由于與圓形刀片3的接觸的可能性低，所以不停止電動(dòng)機(jī)M。
微型計(jì)算機(jī)92進(jìn)行到步驟S26，并且獲取第一雷達(dá)裝置86的輸出波形。然后，微型計(jì)算機(jī)92確定在步驟S8獲取的輸出波形的峰值(也就是，在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的物體所反射的反射波的峰值)與在步驟S2存儲在存儲器94中的輸出波形的峰值(也就是，在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的工件所反射的反射波的峰值)之間差的絕對值是否等于或小于預(yù)定值3(步驟S28)。
如果兩個(gè)輸出波形的峰值之間差的絕對值等于或小于預(yù)定值3(步驟S28為YES)，微型計(jì)算機(jī)92確定在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)不存在一個(gè)非工件物體，并且返回步驟S16。因此，如果電動(dòng)機(jī)開關(guān)97在ON狀態(tài)(步驟S16為YES)，重復(fù)步驟S18之后的過程。因此，圓形刀片3的旋轉(zhuǎn)在由第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87監(jiān)視的時(shí)候而繼續(xù)，并且操作員能通過從前面以安全速度送進(jìn)工件而執(zhí)行切割操作。
另一方面，如果兩個(gè)輸出波形的峰值之間差的絕對值超過預(yù)定值3(步驟S28為NO)，微型計(jì)算機(jī)92確定在第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)非工件物體，并且停止電動(dòng)機(jī)M的驅(qū)動(dòng)操作(步驟S30)。
總之，在第一代表性實(shí)施例的臺鋸中，圓形刀片3的周圍由第二雷達(dá)裝置87監(jiān)視，并且圓形刀片3的外刃附近由第一雷達(dá)裝置86監(jiān)視，這樣允許圓形刀片3與一個(gè)非工件物體之間接觸的可能性在這個(gè)接觸形成之前得到探測，并且停止電動(dòng)機(jī)M的驅(qū)動(dòng)操作。因此，有可能防止非工件物體與旋轉(zhuǎn)刀片3之間的接觸。
而且，第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87僅發(fā)射單頻的無線電波。因此，能使接收反射波的天線124和104緊湊，并且例如有可能簡化用于放大接收的反射波的放大電路。
而且，在第一代表性實(shí)施例的臺鋸中，刀片防護(hù)裝置7的使用允許圓形刀片附近的監(jiān)視區(qū)域受到限制，因而限制雷達(dá)裝置數(shù)。換句話說，通過使用刀片防護(hù)裝置7，所有監(jiān)視的是沿工件送進(jìn)方向上在圓形刀片附近的物體的移動(dòng)，并且僅監(jiān)視圓形刀片的外刃附近的區(qū)域。因此，借助于刀片防護(hù)裝置7及第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87，使操作變得使用更安全。
此外，在第一代表性實(shí)施例中，第二雷達(dá)裝置87附在臂的尖端，臂附于工作臺5。然而，第二雷達(dá)裝置87不限于這種類型的布置。例如，第二雷達(dá)裝置87可以按照圖12A至圖12C所示方法來安排。在圖12A中，臂85附于臺鋸的下部，第二雷達(dá)裝置87附于臂85的尖端。此外，圖12B和圖12C表示臺鋸固定在地板上的情況。在圖12B中，臂85固定在臺鋸后面的墻壁上，并且第二雷達(dá)裝置87附于臂85的尖端，而在圖12C中，臂85固定在天花板上，并且第二雷達(dá)裝置87附于臂85的尖端。
此外，在第一代表性實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝焕走_(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87測量的結(jié)果滿足預(yù)定條件時(shí)，立即停止電動(dòng)機(jī)M。然而，也可能有一種布置，其中將判定準(zhǔn)則設(shè)定為兩級。首先，當(dāng)超過判定準(zhǔn)則的第一級時(shí)，警告操作員。然后，當(dāng)超過判定準(zhǔn)則的第二級時(shí)，停止圓形刀片的驅(qū)動(dòng)操作。例如，將圖11的區(qū)II中到圓形刀片3前部的區(qū)域分成另外兩個(gè)區(qū)域。如果確定一個(gè)物體反常地在離圓形刀片3較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)，發(fā)出警告聲，而如果確定一個(gè)物體反常地在離圓形刀片3較近的區(qū)域內(nèi)，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的緊急停止。應(yīng)用這種類型的布置，能通過警告引起操作員警惕，因而避免切割操作的中斷。
而且，在第一代表性實(shí)施例中，從第一雷達(dá)裝置86發(fā)射單頻無線電波。然而，有可能使第一雷達(dá)裝置86發(fā)射包括所有頻率的無線電波，例如脈沖，并且分析反射波的頻率，以更精確地識別第一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的物體。
此外，在第一代表性實(shí)施例中，當(dāng)確定圓形刀片3與非工件物體之間有出現(xiàn)接觸的可能性時(shí)，停止電動(dòng)機(jī)M。然而，還可能提供一種收回機(jī)構(gòu)，從而使圓形刀片在緊急時(shí)候從工作臺之上收回到之下，或提供一種在緊急時(shí)候嚙合并停止圓形刀片的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。
第二詳細(xì)代表性實(shí)施例第二代表性實(shí)施例的臺鋸大致具有如第一代表性實(shí)施例的臺鋸相同的布置，只是在使用一個(gè)微帶天線來代替第一代表性實(shí)施例的第二雷達(dá)裝置87的天線104方面不同。因此，在以下描述中將僅說明與第一代表性實(shí)施例不同的要點(diǎn)。
首先，將參考圖13A至圖13G說明微帶天線的布置。如圖13A所示，微帶天線130a可以包括帶狀線132a、電介質(zhì)襯底134a和扁平導(dǎo)體136a。扁平導(dǎo)體136a可以具有一個(gè)比帶狀線132a大的面積。在電動(dòng)工具的本體(例如臺鋸的工作臺)由一種導(dǎo)電材料(例如鋁制成的金屬板)形成時(shí)，本體可以用作扁平導(dǎo)體136a。將扁平導(dǎo)體136a接地。此外，扁平導(dǎo)體136a不一定是扁平的。電介質(zhì)襯底134a可以安排在扁平導(dǎo)體136a的表面上。電介質(zhì)襯底134a是一種例如利用聚四氟乙烯樹脂、玻璃纖維環(huán)氧樹脂或其他類似材料的板形電介質(zhì)物質(zhì)。特別地，在發(fā)射和接收的無線電波的頻率為1GHz或以上情況下，優(yōu)選地利用聚四氟乙烯樹脂。電介質(zhì)襯底134a的厚度例如可以達(dá)1mm。帶狀線132a可以安排在電介質(zhì)襯底134a的表面134s上。帶狀線132a例如可以由銅箔(厚度達(dá)35μm)這樣的導(dǎo)電材料形成。帶狀線132a與一條饋線連接。
當(dāng)從一個(gè)振蕩電路向帶狀線132a輸入信號時(shí)，帶狀線132a與扁平導(dǎo)體136a之間的電壓波動(dòng)。通過這種方式，在帶狀線132a與扁平導(dǎo)體136a之間發(fā)射無線電波。將無線電波發(fā)送到電介質(zhì)襯底134a的表面134s。因而，可以將微帶天線130a安排在電動(dòng)工具上，以便被測量物體接近電介質(zhì)襯底134a的表面134s。例如，微帶天線130a可以安排在與被測量物體相對的電動(dòng)工具的表面上。
優(yōu)選地，微帶天線130a發(fā)射的無線電波可以約為1GHz或以上。例如，可以使用24.2GHz微波。理由是使無線電波具有較高頻率改進(jìn)其方向性，允許被測量物體以較大準(zhǔn)確性被探測。而且，可以變更微帶天線130a發(fā)射的無線電波的頻率，以便適應(yīng)被測量物體的特性。
在圖13A所示例子中，帶狀線132a為銅箔，并且由于其表面突出，可能因磨蝕而損壞。在這種情況下，優(yōu)選地可以將微帶天線130a安排在電動(dòng)工具的殼體之內(nèi)。此外，殼體可以包括一個(gè)可穿透窗口，微帶天線130a發(fā)射的無線電波可以穿過其中。
圖13B至圖13G表示微帶天線的另一個(gè)例子。圖13B所示例子利用帶狀導(dǎo)體132b來代替圖13A中的帶狀線132a。帶狀導(dǎo)體132b可以由一種導(dǎo)電材料(例如，鋁制成的金屬板)形成。使用帶狀導(dǎo)體132b增加其抗磨蝕或沖擊的強(qiáng)度。在這種情況下，優(yōu)選地可以將微帶天線130b安排在電動(dòng)工具的表面上。而且，微帶天線130b可以具有一定程度的厚度(例如達(dá)1mm)。因此，有可能在電介質(zhì)襯底134b中形成一個(gè)槽，并且將帶狀導(dǎo)體132b安排在這個(gè)槽之內(nèi)。當(dāng)帶狀導(dǎo)體132b處在槽之內(nèi)的安排狀態(tài)下時(shí)，優(yōu)選地帶狀導(dǎo)體132b的表面沿與電介質(zhì)134b的表面相同平面延伸。
在圖13C的例子中，電介質(zhì)襯底134c不具有一個(gè)足夠在其中設(shè)置槽的厚度。因此，其上沒有安排帶狀導(dǎo)體132c的介電襯底134c的該部分可以在其上安排一種填補(bǔ)材料138c。填補(bǔ)材料138c允許條狀導(dǎo)體132c的表面和填補(bǔ)材料138c的表面沿一個(gè)平面延伸。優(yōu)選地填補(bǔ)材料138c可以是一種絕緣材料，和一種具有小電介質(zhì)損耗的材料。填補(bǔ)材料138c例如可以由樹脂、膠結(jié)物或其他類似材料形成。
此外，在不希望提供如圖13B所示例子中電介質(zhì)襯底134b那樣的寬度，或圖13c所示例子中填補(bǔ)部件138c那樣的寬度的情況下，還可能有圖13D和圖13E所示那樣的布置。也就是，在圖13D所示例子中，可以在扁平導(dǎo)體136d中形成一個(gè)槽，并且可以將電介質(zhì)襯底134d和帶狀導(dǎo)體132d安排在槽之內(nèi)。通過這種方式，能減小電介質(zhì)襯底134d的表面積。類似地，在圖13E所示例子中，扁平導(dǎo)體136e可以具有一個(gè)槽，可以將電介質(zhì)襯底134e和帶狀導(dǎo)體132e安排在該槽之內(nèi)，并且可以用填補(bǔ)材料138e填補(bǔ)剩余部分。
而且，還可能有圖13F和圖13G所示的布置。在圖13F和圖13G所示例子中，扁平導(dǎo)體136f和136g的側(cè)壁是傾斜面137f和137g。在這種情況下，發(fā)射的無線電波容易在具有傾斜面137f和137g的側(cè)面轉(zhuǎn)發(fā)，并且能形成希望的電磁場(即探測區(qū)域)。
如上所述構(gòu)成的微帶天線可以布置在臺鋸的臺面內(nèi)。圖14表示一個(gè)布置的例子，其中將一個(gè)微帶天線安排在工作臺144的表面內(nèi)。位于圖14所示工作臺144的表面內(nèi)的有一個(gè)用于發(fā)射和接收無線電波的發(fā)射和接收裝置152，和多個(gè)微帶天線或補(bǔ)片天線154a至154d(以下簡單稱為補(bǔ)片天線)。發(fā)射和接收裝置152實(shí)現(xiàn)圖6所示電路100、102、106、108、110a、110b、112a、112b、114a、114b、116和118的功能。發(fā)射和接收裝置152可以安排在圓形刀片142的后面(即與操作員側(cè)相對的方向)。補(bǔ)片天線154a至154d是一種類型的微帶天線，并且實(shí)現(xiàn)圖6所示天線104的功能。補(bǔ)片天線154a至154d的每兩個(gè)可以安排在圓形刀片142的左邊和右邊，沿前后方向相互分開。
圖15是補(bǔ)片天線154a的截面圖。如圖15所示，補(bǔ)片天線154a包括帶或補(bǔ)片156(以下簡單稱為補(bǔ)片)，電介質(zhì)襯底158，和工作臺144。也就是，補(bǔ)片156對應(yīng)于圖13A至圖13G的帶狀導(dǎo)體，電介質(zhì)襯底158對應(yīng)于圖13A至圖13G的電介質(zhì)襯底，以及工作臺144對應(yīng)于圖13A至圖13G的扁平導(dǎo)體。
在工作臺144中形成一個(gè)槽，并且將電介質(zhì)襯底158安排在這個(gè)槽之內(nèi)。此外，在電介質(zhì)襯底158中形成一個(gè)槽，并且將補(bǔ)片156安排在這個(gè)槽之內(nèi)。如圖15清晰所見，工作臺144、電介質(zhì)158和補(bǔ)片156的表面全部沿一個(gè)平面延伸。因此，當(dāng)使工件越過工作臺144滑動(dòng)時(shí)，補(bǔ)片156或電介質(zhì)158不會形成妨礙。而且，通過安排在工作臺144之內(nèi)，補(bǔ)片天線154a不會妨礙一種設(shè)計(jì)，其中將機(jī)構(gòu)安排在工作臺144之下(例如，使圓形刀片142等傾斜的傾斜機(jī)構(gòu))。此外，剩余補(bǔ)片天線154b、154c和154d可以具有如上所述補(bǔ)片天線154a相同的布置。
如圖14所示，發(fā)射和接收裝置152及補(bǔ)片天線154a至154d與一條饋線L連接。饋線L可以包括兩個(gè)移相器156a。也就是，移相器156a中的一個(gè)安排在補(bǔ)片天線154a與補(bǔ)片天線154c之間，而另一個(gè)移相器154a安排在補(bǔ)片天線154b與補(bǔ)片天線154d之間。如圖14正面圖所示，通過這種方式，補(bǔ)片天線154a至154d的無線電波的發(fā)射和接收方向向操作員改變。因此，雷達(dá)裝置150能監(jiān)視在工作臺之上突出的圓形刀片142周圍的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的被測量物體(特別是向操作員的區(qū)域)。而且，補(bǔ)片天線154a至154d的尺寸、數(shù)量、位置等可以適應(yīng)與被測量物體的特性相對應(yīng)。
如上述清晰所見，使用微帶天線允許天線小型化，并且允許天線安排在電動(dòng)工具的表面中。通過這種方式，能關(guān)于天線的位置獲得較大程度的設(shè)計(jì)自由度。
上述第二代表性實(shí)施例可以用各種對其的變化或改進(jìn)來實(shí)施。例如，在圖16所示例子中，發(fā)射裝置170安排在圓形刀片142的后面，并且接收裝置176安排在圓形刀片142的前面。發(fā)射裝置170可以包括發(fā)射機(jī)174及補(bǔ)片天線172a和172b，它們通過饋線L連接。此外，接收裝置176可以包括接收機(jī)180及補(bǔ)片天線178a和178b，它們通過饋線L連接。這種類型的布置允許探測發(fā)射裝置170與接收裝置176之間(也就是，在圓形刀片142附近)的被測量物體。
此外，如圖17所示，還可能將發(fā)射和接收裝置184安排在圓形刀片142的后面，以及將補(bǔ)片天線186a至186c和188a至188c分別安排在圓形刀片142的左邊和右邊。換句話說，能改變補(bǔ)片天線的位置、數(shù)量等。而且，在第二代表性實(shí)施例中，微帶電線用于一個(gè)借助于多普勒雷達(dá)探測被測量物體的雷達(dá)裝置(對應(yīng)于第一代表性實(shí)施例的第二雷達(dá)裝置87)的天線中。然而，微帶天線可以用于不同種類的雷達(dá)(例如，第一代表性實(shí)施例中的第一雷達(dá)裝置86)。
雖然已經(jīng)根據(jù)臺鋸描述了第一和第二代表性實(shí)施例，但是本教導(dǎo)能自然地應(yīng)用于其他電動(dòng)工具，例如斜切鋸、滑動(dòng)式臺鋸、滑動(dòng)式圓形鋸等。
此外，以上已經(jīng)詳細(xì)地描述了借助于微帶天線執(zhí)行無線電波感測的探測裝置。然而，這種類型的探測裝置也能應(yīng)用于以下描述的電動(dòng)工具。
以上描述的探測裝置也能應(yīng)用于一種毀壞錘，在操作期間，毀壞錘的振動(dòng)不僅引起工具的振動(dòng)，而且引起操作員的身體的振動(dòng)。特別地，如果振動(dòng)大，還引起操作員的頭部振動(dòng)。另一方面，能減小錘撞擊工件的力，從而減小傳送到操作員的振動(dòng)，然而，在這種情況下，操作效率隨錘撞擊工件的力減小而降低。為了處理這個(gè)問題，能借助于探測裝置探測傳送到操作員的頭部的振動(dòng)，并且能形成一種結(jié)構(gòu)以抵消振動(dòng)。特別地，毀壞錘可以包括一個(gè)平衡件，和一個(gè)用于抵消通過平衡件傳送到操作員的振動(dòng)的抵消機(jī)構(gòu)。毀壞錘還可以包括探測裝置，它借助于向操作員發(fā)射無線電波而探測操作員相對于錘的移動(dòng)。例如，能將多普勒雷達(dá)用作無線電波感測方法。此外，能將探測裝置的天線(例如微帶天線)安排在從那里能向操作員發(fā)射無線電波的位置。例如，可以將天線安排在一個(gè)殼體的上表面之內(nèi)。毀壞錘還可以包括一個(gè)控制裝置，它能響應(yīng)操作員的頭部的振動(dòng)而控制抵消機(jī)構(gòu)，該振動(dòng)由探測裝置所探測。而且，能在殼體之內(nèi)分開地安排一個(gè)拾波器，將這個(gè)拾波器的測量值與探測裝置的探測值比較，并且適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)平衡件。
上述探測裝置能應(yīng)用于一個(gè)細(xì)鋸。細(xì)鋸?fù)ㄟ^將木材壓靠在一個(gè)托件的內(nèi)表面上，并且當(dāng)木材在這種狀態(tài)下的時(shí)候移動(dòng)細(xì)鋸而切割木材。切割負(fù)載按照木材的含濕量和厚度而變化。因此，借助于探測裝置和用作電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的反饋值的探測值，能探測木材的含濕量和厚度，從而改進(jìn)切割操作。特別地，可以將微帶天線安排在托件的內(nèi)表面之內(nèi)(優(yōu)選地，沿鋸條所見的切割方向)。無線電波感測的方法例如可以是一種脈沖方法，從而以脈沖發(fā)射無線電波，并且接收從那里的反射波。一個(gè)控制裝置可以根據(jù)微帶天線所接收的反射波的峰值，確定工件的含濕量和厚度。然后控制裝置按照這個(gè)含濕量和厚度來控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。而且，可以借助于一個(gè)指示器或其他類似裝置向操作員顯示含濕量和厚度。此外，在鋸條位于切割工件的支持件的點(diǎn)，或發(fā)現(xiàn)外來材料例如釘子的情況下，可以給出警告，并且停止電動(dòng)機(jī)。
上述探測裝置能利用來防止電動(dòng)工具(例如壓縮機(jī))的被盜。也就是，能將一個(gè)微帶天線安排在壓縮機(jī)的殼體的上表面之內(nèi)。例如，能將多普勒雷達(dá)用作無線電波感測的方法。能從一個(gè)能可拆卸地附于壓縮機(jī)的電池供給微帶天線的電源。如果一個(gè)人接近壓縮機(jī)，或試圖移動(dòng)壓縮機(jī)，這種情況由微帶天線所探測，發(fā)出警告聲，并且使壓縮機(jī)禁止。通過這種方式，能防止壓縮機(jī)的被盜。另一方面，壓縮機(jī)的所有者攜帶一個(gè)發(fā)射器。當(dāng)壓縮機(jī)接收到從這個(gè)發(fā)射器所發(fā)射的無線電波時(shí)，不發(fā)出警告聲，并且不禁止壓縮機(jī)。
最后，雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了優(yōu)選代表性實(shí)施例，但是本實(shí)施例只是為了說明目的，而不是限制性的。應(yīng)該理解在不違反所附權(quán)利要求的精神或范圍下，可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的改變和變更。另外，這里公開的其他特征和方面也可以單獨(dú)地或與以上方面和特征結(jié)合地利用。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)工具，包括一個(gè)切割工具；一臺用于驅(qū)動(dòng)所述切割工具的電動(dòng)機(jī)；用于探測在所述切割工具附近的一個(gè)預(yù)定區(qū)域之內(nèi)移動(dòng)的物體的位置，并且探測向所述切割工具接近的物體的速度的裝置；和一個(gè)與所述探測裝置通信的處理器，其中所述處理器確定由所述探測裝置所探測的所述物體相對于所述切割工具是否具有一個(gè)預(yù)定位置關(guān)系，并且確定所述探測速度是否超過一個(gè)預(yù)定值。
2.按照權(quán)利要求1的電動(dòng)工具，還包括一個(gè)工作臺，其中所述切割工具的一部分在所述工作臺之上突出，其中所述切割工具切割安排在所述工作臺的上表面上的工件。
3.按照權(quán)利要求1的電動(dòng)工具，其中當(dāng)所述處理器確定由所述探測裝置所探測的所述物體相對于所述切割工具具有所述預(yù)定位置關(guān)系，并且所述探測速度超過所述預(yù)定值時(shí)，所述處理器停止所述電動(dòng)機(jī)。
4.按照權(quán)利要求1的電動(dòng)工具，其中所述探測裝置包括一個(gè)雷達(dá)，用于向所述預(yù)定區(qū)域發(fā)射無線電波，并且接收從那里反射的波。
5.按照權(quán)利要求4的電動(dòng)工具，其中將所述雷達(dá)安排在一個(gè)使所述切割工具夾在之間，并且使所述雷達(dá)面向操作員的這樣位置處。
6.按照權(quán)利要求4的電動(dòng)工具，其中所述雷達(dá)發(fā)射的所述無線電波的頻率為1GHz或以上。
7.按照權(quán)利要求6的電動(dòng)工具，其中所述雷達(dá)發(fā)射的所述無線電波的頻率在10GHz至30GHz的范圍之內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求4的電動(dòng)工具，其中所述雷達(dá)包括一個(gè)無線電波發(fā)射部件和一個(gè)無線電波接收部件，所述無線電波發(fā)射部件和所述無線電波接收部件中的至少一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)微帶天線。
9.按照權(quán)利要求8的電動(dòng)工具，其中所述微帶天線包括一個(gè)帶形導(dǎo)體；一個(gè)安排在面向所述帶形導(dǎo)體的位置處的接地導(dǎo)體；和一個(gè)安排在所述帶形導(dǎo)體與所述接地導(dǎo)體之間的電介質(zhì)層。
10.按照權(quán)利要求9的電動(dòng)工具，其中所述電介質(zhì)層具有一個(gè)槽，并且所述帶形導(dǎo)體安排在所述電介質(zhì)層的所述槽之內(nèi)。
11.按照權(quán)利要求10的電動(dòng)工具，其中所述接地導(dǎo)體具有一個(gè)槽，并且所述電解質(zhì)層安排在所述接地導(dǎo)體的所述槽之內(nèi)。
12.按照權(quán)利要求11的電動(dòng)工具，其中所述微帶天線安排在所述工作臺的表面之內(nèi)。
13.一種電動(dòng)工具，包括一個(gè)切割工具；一臺用于驅(qū)動(dòng)所述切割工具的電動(dòng)機(jī)；一個(gè)用于向一個(gè)接觸位置附近的一個(gè)預(yù)定區(qū)域發(fā)射無線電波，并且接收從那里反射的無線電波的雷達(dá)，所述接觸位置是一個(gè)其中所述切割工具的刀刃與工件形成接觸的位置；和一個(gè)與所述雷達(dá)通信的處理器，其中所述處理器根據(jù)所述雷達(dá)所接收的所述反射波來確定一個(gè)非工件物體是否在所述預(yù)定區(qū)域內(nèi)。
14.按照權(quán)利要求13的電動(dòng)工具，其中當(dāng)所述處理器確定一個(gè)非工件物體在所述預(yù)定區(qū)域內(nèi)時(shí)，所述處理器停止所述電動(dòng)機(jī)。
15.按照權(quán)利要求14的電動(dòng)工具，還包括一個(gè)存儲器，其中所述存儲器存儲當(dāng)所述工件位于所述預(yù)定區(qū)域之內(nèi)時(shí)所產(chǎn)生的所述反射無線電波，其中所述處理器通過使用所述雷達(dá)所接收的反射波和存儲在所述存儲器中的所述反射無線電波，確定一個(gè)非工件物體是否在所述預(yù)定區(qū)域內(nèi)。
16.按照權(quán)利要求15的電動(dòng)工具，其中當(dāng)所述雷達(dá)所接收的所述反射波的電壓的峰值與存儲在所述存儲器中的所述反射無線電波的電壓的峰值之間差的絕對值超過一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，所述處理器確定在所述預(yù)定區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)非工件物體。
17.按照權(quán)利要求16的電動(dòng)工具，其中所述工件是木制材料，并且其中所述雷達(dá)發(fā)射的所述無線電波的頻率在1GHz至30GHz的范圍之內(nèi)。
18.按照權(quán)利要求17的電動(dòng)工具，還包括一個(gè)工作臺，其中所述切割工具的一部分在所述工作臺之上突出，其中所述切割工具切割安排在所述工作臺的上表面上的所述工件。
19.按照權(quán)利要求18的電動(dòng)工具，其中所述雷達(dá)安排在所述工作臺之下，其中所述工作臺包括一個(gè)可穿透窗口，所述可穿透窗口允許所述雷達(dá)發(fā)射的所述雷達(dá)波穿透其中。
全文摘要
一種電動(dòng)工具1，包括工作臺5，其上安排工件W。圓形刀片3的一部分在工作臺5之上突出。圓形刀片3可以由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)由一個(gè)控制裝置90控制。電動(dòng)工具1包括第一雷達(dá)裝置86和第二雷達(dá)裝置87。第一雷達(dá)裝置86探測在圓形刀片3的外刃附近是否存在非工件物體。第二雷達(dá)裝置87探測在圓形刀片附近的預(yù)定區(qū)域之內(nèi)移動(dòng)的物體的位置，并且探測物體沿工件送進(jìn)方向移動(dòng)的速度。在第一雷達(dá)裝置86探測到在圓形刀片3的外刃附近存在一個(gè)非工件物體的情況下，控制裝置90使電動(dòng)機(jī)緊急停止。在第二雷達(dá)裝置87所探測的物體相對于圓形刀片3具有預(yù)定位置關(guān)系，且探測速度超過預(yù)定值時(shí)，控制裝置90使電動(dòng)機(jī)緊急停止。
文檔編號B27G19/02GK1500604SQ200310103840
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者酒向正彥 申請人:株式會社牧田