本发明总的涉及动力工具的安全系统，具体涉及木工动力工具的各种改进的安全系统，它可以防止或减少动力工具的运动部分与操作人员身体部分之间的潜在有害接触。

现代动力工具的实现使得许多原本用手工进行的材料去除和材料成形处理过程能够以更高的效率、更高的精度和更低的成本进行。现代动力工具一般是由动力系统、工具系统和安全系统这三个主要系统构成。动力系统将第一种形式的能量转变成工具系统能够利用的第二种形式的能量。工具系统利用来自动力系统的能量执行材料去除或材料成形处理过程。最后，安全系统防止工具系统与动力工具的操作人员之间出现危险情况。
许多设备利用动力系统将能源转换成可以利用的形式。在现代动力工具中，动力系统一般是把基于碳氢化合物的燃料或电能转变成机械能。碳氢化合物燃料动力系统一般在链锯和修剪器之类的设备上使用；而电动力系统是在钻孔机和台锯之类的设备上使用。
在许多情况下，动力工具的工具系统类似于原本用于执行木材加工操作的手工工具。例如，手钻和动力钻都使用一个钻头从工件上以圆形的形式除去材料。在其它情况下，现代动力工具利用独特的工具系统。例如，圆锯使用带有围绕锯片圆周布置的多个锯齿的圆形锯片。尽管圆形锯片的锯齿与形成在手锯上的锯齿相同，但是，当锯片与工件啮合时，锯齿在锯片上的圆形配置有利于锯片的旋转运动。
由于这里提出的许多安全系统都是结合台锯或斜切锯说明的，因此下面对这些动力工具的每一种进行进一步的说明。典型的台锯一般包括一个支撑一个一般是平的台面的基座，台面具有一个纵向延伸的窄缝或开口，锯片或其它切割工具通过窄缝或开口突出到台面之上，以便与工件啮合。电机安装在台面下方，一般是圆形锯片的切割工具安装在电机的输出轴上，以随之转动。锯片固定地定位，以便当工件沿台面纵向运动时对工件实施切割。锯片可以相对于台面降低或升高，以适应不同厚度的工件，以及相对于台面的平面调节到各种不同角度方向，以便在工件上切割斜面或其它角度切口。
此外，典型的斜切锯一般包括一个带有一个穿透形成的、用于接受锯片的窄缝的基座构件，以及一个耦合于基座构件的枢轴支撑臂。锯片安装在支撑臂的末端。当降低臂时，锯片与工件啮合，从而切割工件。此外，斜切锯可以包括一个用于使支撑臂相对于基座构件绕z-轴(向上的轴)转动，以执行角度切割操作的机构。
目前已经有各种不同的安全系统可以使这种动力工具的操作过程中的伤害危险降到最小程度。作为示例的动力工具安全系统可以包括保护机构和操作人员检测系统。保护机构物理地防止操作人员与工具的诸如皮带、轴、锯片之类的运动部分物理接触。但是，一些动力工具不包括可以有效地防止操作人员与工具的运动部分接触的保护机构。在这些情况下，开发了用于防止和/或减少操作人员与动力工具的运动部分之间的有害接触的操作人员检测系统。
动力工具的惯用操作人员检测系统一般是由三个主要子系统构成的：检测子系统、控制子系统和反应子系统。检测子系统或传感机构跟踪操作人员与动力工具运动部分的接近程度。控制子系统确定对于从检测子系统接收的输入的适当响应。最后，反应系统或安全机构可以启动保护操作，如果保护操作可以使用，那么保护操作将防止和/或减小操作人员与动力工具的运动部分之间的潜在有害接触。以下进一步说明每个子系统。
检测子系统确定操作人员的身体相对于动力工具的运动部分的位置。当前使用三种已知类型的检测装置。首先，固定检测子系统利用各种传感技术确定操作人员身体的特定部分是否位于某个靠近电源的位置。例如，可以把一个触发机构定位在斜切锯的手柄部分。触发机构保证动力工具仅在操作人员的手握住手柄时才操作。如果操作人员的手没有与触发机构结合，那么动力工具将不操作，从而防止了对动力工具的操作人员的伤害。如果在动力工具操作时触发机构脱离结合，触发机构可以切断对工具运动部分的电源。
其次，接近程度检测子系统利用各种传感技术确定操作人员与动力工具的运动部分之间的接近程度。在一种已知的方法中，通过动力工具的运动部分发送电信号。连接到操作人员身体的接收机接收这个信号。当动力工具的运动部分靠近接收机时，接收的信号增强。随着接收的信号的强度增加，控制系统确定信号强度是否超过某个预定阈值。如果是，那么控制子系统可以启动某种防止和/或减小操作人员伤害的保护操作。
第三，接触检测子系统一般使用各种电容传感技术确定操作人员何时物理地接触动力工具的运动部分。在一种已知方法中，从发射机向接收机发送电信号，其中发射机经过工具的运动部分电容耦合到接收机。当操作人员触到运动部分时，接收机检测到的信号电平突然降低。因此，如果感测到的信号电平降低到低于某个预定阈电平，控制子系统可以启动某种防止和/或减小操作人员的伤害的保护操作。
控制子系统确定对于从检测子系统接收的输入的适当响应。当控制系统确定操作人员身体与动力工具的运动部分到了危险的接近程度时，它可以启动某种保护操作，以防止和/或减小操作人员的伤害。
如果可用，控制子系统可以与反应子系统交互作用，以执行防止和/或减小操作人员与动力工具的运动部分之间的潜在有害接触的保护操作。反应系统可以用多种不同方式中的一种方式防止和/或减小操作人员受到伤害的潜在可能性。例如，可以使用制动机构减慢或停止工具运动部分的运动。作为选择，一个主动缩回机构可以使工具的运动部分离开操作人员的身体，从而防止有害接触。
本申请提出了多种用于防止和/或减少操作人员与动力工具的运动部分之间的潜在有害接触的改进安全机构。在国际专利申请公开WO 01/26064中提出了至少一种已知的用于动力工具的安全系统，这个国际专利申请公开结合于此作为参考。应当理解，下面提出的安全机构可以与这个示例安全系统和/或其它动力工具安全系统结合成一体。为了更全面地理解本发明、其目的和优点，可以参考以下的说明和附图。

图1是本发明的传感机构和安全机构配置的框图；图2是根据本发明的第一实施例的传感机构的视图；图3是根据本发明的第二实施例的一个示例斜切锯中使用的传感机构的透视图；图4是根据本发明的一个替代实施例中图3所示的传感机构的前视图；图5是根据本发明的第三实施例的一个示例斜切锯中使用的传感机构的透视图；图6是一个可以使用根据本发明的第四实施例的传感机构的示例台锯的视图；图7是图6的传感机构的一个优选实施例的框图；图8是说明与图6的台锯锯片接触的附加负载的曲线图；图9是说明图6的台锯锯片上的三个示例阻抗负载条件的曲线图；图10是说明具有增加的恒定附加负载的根据图9的三个示例阻抗负载条件的曲线图；图11是说明有关可以与图6的台锯的操作结合的变化的附加负载的检测信号电平的曲线图；图12是说明包括一个理想曲线和可调节阈值的基础的图11的检测信号电平的曲线图；
图13是说明有关在图12的每种操作条件下在接收机检测的电压的发射机驱动电压的曲线图；图14是根据本发明的一个用于驱动一个可动态调节阈值的示例电路的示意图；图15示出了一个已知电容传感系统；图16示出了根据本发明的第五实施例的一个传感机构的框图；图17是具有接近零的信号幅度的图16的传感机构的信号表示；图18是当操作人员的手接触到动力工具的手柄时图17所示的传感机构的信号表示；图19是用于减小从图16的电容传感系统发射的EMI辐射量的示例正弦电压的曲线图；图20是根据本发明的第六实施例的传感机构的透视图；图21是根据本发明的第七实施例的传感机构的局部剖视图；图22是根据本发明的第八实施例的传感机构的局部剖视图；图23a是根据本发明的第九实施例的传感机构的透视图；图23b是根据本发明的第七实施例的传感机构的透视图；图24是根据本发明的第一实施例的安全机构的侧视图；图25是根据本发明的第二实施例的安全机构的侧视图；图26a是根据本发明第三实施例的安全机构启动前的侧视图；图26b是图26a所示安全机构启动后的侧视图；图27是根据本发明的第四实施例的安全机构的透视图；图28是图27所示的安全机构启动前的局部剖视图；图29是图27所示的安全机构启动后的局部剖视图；图30是根据本发明的第五实施例的安全机构启动前的侧视图；图31是图30所示的安全机构启动后的侧视图；图32是图30的安全机构沿图30的32-32线的局部剖视图；
图33是根据本发明的第六实施例的安全机构启动前的侧视图；图34是图33所示的安全机构启动后的侧视图；图35是根据本发明的第七实施例的安全机构启动前的侧视图；图36是图35所示的安全机构启动后的侧视图；图37是根据本发明的第八实施例的安全机构启动前的侧视图；图38是图37所示的安全机构启动后的侧视图；图39a是根据本发明的第九实施例的安全机构刚刚启动后的侧视图；图39b是图39a的安全机构与使用者啮合后的侧视图；图40a是根据本发明的第十实施例的安全机构启动前的侧视图；图40b图40a的安全机构启动后的侧视图；图41是根据本发明的第十一实施例的安全机构启动前的侧视图；图42是图41的安全机构启动后的侧视图；图43是根据本发明的第十二实施例的安全机构启动前的侧视图；图44是显示启动之后的图43的安全机构的侧视图；图45是根据本发明的第十三实施例的安全机构启动前的侧视图；图46是图45的安全机构启动后的侧视图；图47a是根据本发明的第十四实施例的安全机构启动前的侧视图；图47b是图47a的安全机构启动后的侧视图；图47c是根据本发明的第十五实施例的安全机构启动前的侧视图；图47d是图47c的安全机构的叶片弹簧止动器的透视图；图48是根据本发明的第十六实施例的安全机构的透视图；图49是图48的安全机构启动前的局部剖视图；图50是图48的安全机构刚刚启动后的局部剖视图；图51是根据本发明的第十七实施例的安全机构启动前的侧视图；图52是图51的安全机构启动后的侧视图；图53是根据本发明的第十八实施例的安全机构启动前的侧视图；
图54是图53的安全机构启动后的侧视图；图55是根据本发明的第十九实施例的安全机构启动前的侧视图；图56是根据本发明的第二十实施例的安全机构启动前的侧视图；图57是根据本发明的第二十一实施例的安全机构的透视图；图58是图57的安全机构启动前的侧视图；图59a是根据本发明的第二十二实施例的安全机构启动前的侧视图；图59b是图59a的安全机构启动后的侧视图；图60a是根据本发明的第二十三实施例的安全机构启动前的侧视图；图60b是图60a的安全机构启动后的侧视图；图61a是根据本发明的第二十四实施例的安全机构启动前的侧视图；图61b是图61a的安全机构启动后的侧视图；图62a是根据本发明的第二十五实施例的安全机构启动前的侧视图；图62b是图62a的安全机构启动后的侧视图；图63a是根据本发明的第二十六实施例的安全机构的视图；图63b是图63a的摩擦止动装置的侧视图；图63c是根据本发明的第二十七实施例的安全机构的视图；图64a是根据本发明的第二十八实施例的安全机构启动前的侧视图；图64b是图64a的安全机构启动后的侧视图；图64c是根据本发明的第二十九实施例的安全机构启动前的侧视图；图64d是图64c的安全机构启动后的侧视图；图64e是根据本发明的第三十实施例的安全机构启动前的侧视图；图64f是图64e的安全机构启动后的侧视图；图64g是根据本发明的第三十一实施例的安全机构启动前的侧视图；图64h是图64g的安全机构启动后的侧视图；图64i是根据本发明的第三十二实施例的安全机构启动前的侧视图；图64j是图64i的安全机构启动后的侧视图；
图65a是根据本发明的第三十三实施例的安全机构启动前的视图；图65b是显示从示例斜切锯取下的图65a的安全机构的视图；图66a是根据本发明的第三十四实施例的安全机构的视图；图66b是图66a的安全机构启动前沿图66a的66b-66b线的剖视图；图66c是图66b的安全机构启动后的剖视图；图67a是根据本发明的第三十五实施例的安全机构的顶视图；图67b是图67a的安全机构的侧视图；图68a是根据本发明的第三十六实施例的安全机构启动前的侧视图；图68b是图68a的安全机构启动后的侧视图；图69是根据本发明的第三十七实施例的安全机构的侧视图；图70是根据本发明的第三十八实施例的安全机构的侧视图；图71是根据本发明的第一实施例的保护机构的剖视图；图72是根据本发明的第二实施例的保护机构的剖视图；图73是根据本发明的第三实施里的保护机构的剖视图；图74a是根据本发明的第三十九实施例的安全机构启动前的侧视图；图74b是图74a的安全机构启动后的侧视图；图75a是根据本发明的第四十实施例的安全机构启动前的侧视图；图75b是图75a的安全机构启动后的侧视图；图76a是根据本发明的第四十一实施例的安全机构启动前的侧视图；图76b是图76a的安全机构启动后的侧视图；图77a是根据本发明的第四十二实施例的安全机构启动前的侧视图；图77b是图77a的安全机构启动后的侧视图；图78a是根据本发明的第四十三实施例的安全机构的透视图；图78b是图78a的安全机构调节到适应小锯片的侧视图；图78c是图78a的安全机构调节到适应大锯片的侧视图；图79是根据本发明的第四十四实施例的安全机构的透视图；
图80是根据本发明的第四十五实施例的安全机构的透视图；图81是根据本发明的第四十六实施例的安全机构的透视图；图82是根据本发明的第四十七实施例的安全机构的透视图；图83是根据本发明的第四十八实施例的安全机构的透视图；图84是根据本发明的第四十九实施例的安全机构的透视图；图85是根据本发明的第五十实施例的安全机构的透视图；图86是根据本发明的第五十一实施例的安全机构的透视图；图87是根据本发明的第五十二实施例的安全机构的透视图；图88是图87的安全机构使用缓冲止动器的透视图；图89是根据本发明的第五十三实施例的安全机构的透视图；图90是根据本发明的第五十三实施例的安全机构的透视图；图91是根据本发明的第五十四实施例的安全机构的透视图；图92是图91的安全机构的制动系统的侧视图；图93是根据图91的第二实施例构造的制动系统的局部顶视图；和图94是根据图91的第三实施例构造的制动系统的局部顶视图。

参考图1，以下实施例中提出的多个安全系统20一般包括三个主要子系统，也就是动力工具10、传感机构12和安全机构14。这里公开的每个子系统包括每个子系统的使用数个元件的各种不同配置。如下面要进一步详细说明的，这些子系统可以结合使用或在各种不同的组合中使用，以得到特定的安全优点。为了清楚，这里说明的每个动力工具10、传感机构12和安全机构14包括一个唯一的后缀，例如a、b、c等等。
应当知道，这里提出的各种安全机构14可以与这种或其它已知动力工具安全系统结合成一体。此外，尽管可以把安全机构14的优选实施例与一种特定的动力工具10结合显示，但是，显然各种不同安全机构可以适合于与其它类型的动力工具一同使用。
安全保护开关如图2所示，动力工具10a包括一个具有圆周保护装置18的斜切锯。虽然以下的说明是针对斜切锯的，但是应当知道，这里所述的安全装置也可以与使用安全保护的其他动力工具结合使用。斜切锯10a具有一个由保护装置18屏蔽的圆形锯片26。保护装置18可绕枢轴转动地连接到斜切锯10a，并且也具有一个连接在斜切锯臂32和保护装置18之间的旋转臂组件28，以帮助保证保护装置18在斜切锯10a的整个运动范围中的适当铰接。在对工件30进行切割操作之前或其中，可能需要操作人员更换锯片26。为了能够充分接近锯片26，使用者一般要取下安全保护装置18。
根据一个优选实施例，传感机构12a包括一个设置在安全保护装置18上的检测保护装置18的位置的开关或传感装置22。当没有安装保护装置18时，或不适当地安装了保护装置18时，传感装置22阻止电机(未示出)操作，从而使锯片26不能操作。同样，如果把保护装置18定位在适当方向上，开关22允许电机操作，从而也使锯片26能够转动。开关22优选包括一对电触点，一个位于保护装置18上，一个位于设置在枢轴臂32上的保护装置安装毂24上。这样，当保护装置18适当地安装在毂24上时，电触点形成了一个使得开关22能够允许电机操作的完整电回路。应当知道，开关22可以包括正确地识别保护装置18适当方位的替代传感机构。
双安全开关系统参考图3，图3示出了使用根据本发明的第二实施例的传感机构12b的动力工具10b。这里具体说明的示例动力工具是一个斜切锯，但是，应当知道本发明的安全系统可适合于各种动力工具使用。斜切锯10b一般包括一个基座部分40、一个可转动角度的工作台组件42以及一个具有枢轴连接的驱动组件46的可转动角度的外壳组件44。驱动组件46一般是由一个通过一个延长臂50驱动地连接到锯片52的电机48构成的。锯片52和一个用于控制锯片52的铰接以啮合工件的手柄部分54安装在臂50的末端。斜切锯10b的基座部分40包括一个用于使工具相对于锯片52定位的围栏部分56。通过设置在臂50的手柄部分54中的触发机构58启动动力工具10b的电机48。
在操作中，操作人员使工件沿基座部分40的围栏56定位，并且启动触发机构58以操作锯片52。在操作过程中，操作人员将锯片52摆动到与工件啮合的位置，以切除一部分工件。根据本发明，一个传感机构12b在动力工具10b的操作过程中检测操作人员的第一和第二只手的位置，以保证操作人员的第一和第二只手远离动力工具10b的锯片52，从而减少操作人员身体的一部分与动力工具10b的运动部分之间有害接触的机会。
传感机构12b一般包括一个定位在动力工具10b的手柄部分54中、可检测操作人员的第一只手的第一开关或传感器66，一个定位在第二位置可检测操作人员的第二只手的第二开关或传感器68，和一个连接到第一和第二传感器、当第一或第二传感器没有检测到操作人员的手时可以防止动力工具10b操作的控制器。传感机构12b通过保证操作人员的手在动力工具10b操作期间位于远离锯片52的位置，减少/防止了操作人员的手与动力工具10b的运动部分之间的潜在有害情况。
传感机构12b的第一传感器66设置在动力工具10b的手柄部分54中。第一传感器66保证操作人员的第一只手放置在手柄54上。如图3中所示，第一传感器66沿手柄54的上部设置。优选将第一传感器设置在使得操作人员能够在动力锯10b正常操作期间容易启动第一传感器66的位置上。应当知道，可以把第一传感器66设置在手柄54的其它位置上。
传感机构12b的第二传感器68设置在能够防止操作人员的第二只手与动力工具10b的运动部分之间有害接触的位置上。如图3所示，第二传感器68沿动力工具10b的围栏部分68的左侧设置。在这个位置上，操作人员的第二只手位于远离动力工具10b的运动部分60的位置。应当知道，可以把第二传感器68设置在动力工具10b的不同位置，以保证操作人员的第二只手安全地远离动力工具10b的锯片52。例如，在图4所示的替代实施例中，动力工具10b’包括一个沿斜切锯的基座部分42的前沿设置的第二传感器68’，以保证操作人员的第二只手安全地远离动力工具10b’的运动部分。这种配置使得使用者能够在操纵工件的同时用拇指按动传感器68，而其它手指安全地远离动力工具10b’的运动部分60。
参考图3，可以设想将多个第二传感器用于本发明的传感机构12b，以便能够适应操作人员手的替代配置。例如，可以沿围栏56的左侧和右侧定位第二传感器。在这种配置中，在动力工具10b的操作过程中，使用左手或右手的操作人员可以利用本发明的安全系统。
控制器(未示出)连接到第一和第二传感器66、68和动力工具10b的电机。控制器可以操作以使动力工具10b能够在第一和第二传感器66、68分别检测到操作人员的第一和第二只手时操作。如果控制器检测到操作人员的手在正确的位置，那么允许动力工具10b的锯片52操作。本发明的控制器可以是适合于检测第一和第二传感器66、68的活动状态并且又允许锯片52操作的控制器、微机或其它装置中的任何一种。
优选将控制器以串联形式连接到第一传感器66和第二传感器68。在串联式配置中，控制器包括连接到控制器的单一输入端和单一输出端。第一和第二传感器66、68连接到单一输入端和单一输出端，形成一个回路。当第一和第二传感器66和68都启动，从而形成了一个从输入端到输出端的完整电路时，控制器检测操作人员的手的所需位置。当控制器检测到操作人员的第一和第二只手在所需位置时，控制器允许动力锯10b操作。
也可以把控制器用并联形式连接到第一和第二传感器66、68。在并联式配置中，第一和第二传感器中的每个传感器都连接到控制器上的分离的输入端和分离的输出端。并联配置需要控制器确定第一和第二传感器66、68被同时启动，以允许动力工具10b的锯片52操作。
在一个优选实施例中，第一传感器66放置在斜切锯10b的手柄部分54中，并且在操作人员握住斜切锯的手柄部分54时启动，第二传感器68沿斜切锯10b的围栏56放置。在操作中，斜切锯10b的操作人员在握住手柄部分54的同时启动第一开关66，并且在把工件靠在围栏部分56时启动第二开关68。在这种配置中，操作人员的第一和第二只手都处于远离动力工具10b的锯片52的位置。第一和第二传感器66、68可以是任何检测操作人员的手的存在的传感器。优选传感器是一个当操作人员的手的一部分按下柱塞或其它装置时启动以指示操作人员的手的物理存在的电开关传感器。
可以用作第一和第二传感器的另一种类型的传感器是电磁信号传感器。电磁信号传感器从一个发射机发射电信号。一个通常是邻近发射机设置的接收机接收发送的电磁信号。将接收的电磁信号与一个阈值比较，以确定操作人员的手是否接近传感器。电磁信号传感器用信号通知控制器操作人员的手的存在。一些已知的电磁信号传感器是接近开关、光幕或霍尔效应传感器。
可用作第一和第二传感器66、68的再一种类型的传感器是电容式传感器。电容式传感器一般是由一个确定传感器周围的电容量的电容测量装置构成的。电容式传感器监视电容量并且将它与一个阈值比较。一般在操作人员的手的一部分靠近或接触到传感器，电容量增加。如果电容量超过一个阈值，那么电容式传感器用信号通知控制器操作人员的手的存在。
在许多操作过程中，操作人员用他/她的一只手相对于锯片60引导工件，或相对于锯片60限制工件。因此，较佳地将第二开关68设置在操作人员正常使用以引导或限制工件的位置上。在第一配置中，利用操作人员的另一只手将工件限制到动力工具10b的导向围栏56。如上所述，导向围栏56一般从锯片52的第一和第二侧向外伸展，以提供相对垂直于锯片52的导向。在这种配置中，操作人员可以通过用拇指抓住工件并且用其它手指抓住围栏的背面将它们夹在一起而把工具固定到围栏56。在这种配置中，可以把第二开关68沿围栏56的后部设置(如图3中所示，可以从围栏56的前部接近开关68，但是也可以替代地在围栏56后部的一个位置上接近)，以使操作人员的手指在远离动力工具的锯片的位置时能够肯定地接触第二开关68。
转到图4，在第二种配置中，操作人员将相对宽的工件限制到动力工具10b’的台面部分42。在这种配置中，一般是利用操作人员的手指向下按在工件上，相对于锯片约束工件，致使操作人员的拇指悬垂在台面部分的前缘。在这种配置中，将一个开关沿斜切锯的台面部分的前缘安装。在这样的配置中，操作人员肯定能够保证第二安全开关68’能指示他的第一和第二只手不在邻近动力工具10b’的锯片52的邻近位置上。
图5示出了光开关形式的传感机构12c，如果外来物体靠近锯片52，光开关可以防止动力工具10c操作。与斜切锯10c相关的相同参考号用于代表与斜切锯10b相同的组件。传感机构12c是由处于操作通信状态的至少一个光发射板70和至少一个光接收板72构成的。光发射板70优选定位在锯片52的前部或后部，并且定向以便沿着锯片52的平面方向发射光。光接收板72优选定位在锯片的前部或后部的另一个上，并且定向以便接收沿锯片52平面部分发射的光。如果物体妨碍了光接收板72接收来自光发射板70的光，那么停止锯片以防止锯片52与外来物体接触，也就是与人接触。
光发射板和光接收板70、72连接到一个控制器(未示出)以及电机48。当光接收板72没有接收到光时，控制器切断对电机48的电力。
电容传感1.基于寄生负载的可变极限设定图6示出了一个可以利用根据本发明的传感机构12d的示例台锯10d。台锯10d一般包括一个具有用于接受锯片106的穿透窄缝104的工作台部分102。如同现有技术一样，锯片106与一个电机组件(未示出)驱动啮合。为了切割工件，如图6所示，操作人员108引导工件110与锯片106接触。尽管以下的说明是参考台锯提供的，但是应当知道，本发明的传感机构12d也可以应用到各种不同的动力工具和/或木工工具，包括(但不限于)斜切锯、悬臂锯、圆锯、带锯、木工结合器、刨床、自动敲钉机、钻床等等。
如下面要更为详细说明的，配置传感机构12d以尽量减少和/或防止对台锯10d的操作人员的严重伤害。简单地讲，传感机构12d可以检测操作人员108相对锯片106的接近程度。一旦检测到危险情况，传感机构12d触发意在减小对操作人员的潜在伤害的保护操作。
图7示出了在上述台锯10d情况下的本发明的传感机构12d。传感机构12d是要确定锯的操作人员是否与锯10d的运动部分接触。运动部分应当是一个具有内在危险性的传导物体，例如锯片、冲头、压头、刨槽机/钻头或其它机械运动装置。在本例中，锯的运动部分是锯片106。
为了确定操作人员是否与锯片接触，监视一个通过锯片106耦合的交流信号的变化。为了这样做，传感机构12d包括一个电容耦合到电绝缘锯片106(或心轴)的发射机112，电绝缘锯片106又电容耦合到一个接收机114。更具体地讲，发射机112电连接到一个邻接锯片106设置的发射板118。发射板118电容耦合到锯片106，以便将发射板118上的电荷反映到锯片106。同样，接收板120以发射机112相同的方式电容耦合到锯片106(或心轴)，以便将这个差动电荷也反映到接收板120。然后，将接收板120电连接到接收机114。用这种方式，配置接收机114以感测来自发射机112的交流信号。
当人员108接触到锯片106时，锯片106将切入到他们的皮肤中。当锯片106接触到紧挨着干燥皮肤细胞层之下的湿导电组织时，锯片106上的电荷将有一部分转移到人员108中。当操作人员与锯片106接触时，接收机114感测到的信号电平突然降低。操作人员108实际上使接收机114短路。当检测到的信号强度中具有这种迅速变化时，可以认为操作人员108已经与锯片106接触。
参考图7，在接收机114使用检测电路126监视信号强度。设想可以利用已知模拟电路元件构造检测电路126，或用包含在可编程控制器中的软件实现。在任何情况下，检测电路126可以检测信号强度的突然降低，并且响应这个信号降低，启动保护操作，例如这里公开的可以防止和/或减小对操作人员伤害的危险的安全机构14。例如，保护操作可以是一个被启动以停止锯片转动的机械制动装置130。应当知道，其它保护操作(例如，可看到或可听见的报警)也在本发明的范围内。
现在参考图7和图8，为了在接收机保持一个可测量信号，可以使用反馈控制来控制在接收机114检测到的信号电平的量值。由于与锯的操作有关的各种阻抗因数可以使感测的信号的量值衰减，因而要根据在接收机114检测到的信号电平调节发射信号(也称为驱动信号)的量值。更具体地讲，检测电路126连续地监视感测信号134相对于参考信号值136的量值。当感测信号134的量值高于参考值32时，按照比例降低发射信号的量值。另一方面，当感测信号134的量值低于参考值32时，增大发射信号的量值。设想在低频下执行反馈控制，以便不干扰操作人员与锯片106接触的检测。如图8所示，突然的寄生负载使得在时间T0与锯片106接触造成信号134降低到校准线136以下。如图8所示，提高发射输出幅度补偿了信号134的衰减，并且最终使信号134与参考信号138匹配。注意，信号134不与阈值138交叉，从而电路决不会触发安全机构。
参考图9，模拟曲线显示了对于锯片的三种不同阻抗负载条件。在阶段1，将信号134校准到参考电压138。忽略反馈并且把典型的湿木阻抗应用于锯片将在信号134中产生如阶段2所示的电压降。模拟曲线的第三阶段是仅有人类接触到锯片而不带寄生负载的结果。简单地讲，没有补偿信号134，以显示人与木材阻抗负载之间的不同衰减电平。在这种情况下，系统在阶段2中允许阻抗负载，但是将在阶段3中触发。
图10代表相同的模拟曲线，但是将恒定寄生负载加到所有三个阶段。最初允许系统补偿新的寄生负载(阶段1之前没有示出)，结果，阶段1与图9中的相同。但是，阶段2和3用以前相同的方式起作用，但是具有不同的衰减电平。在这种情况下，没有任何一个阶段触发安全机构。在这种场合，应当把阈值电平138提高到阶段3电平之上，但是在阶段2电平以下。
现在转到图11，为了确定阈值电平的最佳位置，在正常寄生电容的整个宽度范围上，对阶段2使用最小阻抗，并且对阶段3使用最大阻抗。在阶段2对木材使用最小阻抗，以使曲线140保持尽可能的低(最坏情况)。在阶段3中使用最大人类阻抗，以使曲线142保持尽可能的高(最坏情况)。在这两个曲线之间是理想阈值电平。图11表示了相对于寄生电容画出的这些曲线。显然，恒定阈值电压电平倾向于造成错误跳闸和得不到预期结果。
为了说明这一点，假设在图4中将阈电压设定在8.0伏。对于阶段1曲线144和阶段2曲线142，传感机构12d在寄生电容负载的整个宽度范围中适当地操作。但是，当与锯相关的电容负载超过400pF时，传感机构12d可能检测不到操作人员与锯片106的接触。也就是说，在人接触之后，阶段3曲线142的电压电平没有降低到8.0伏阈值以下。相反，如果把阈值设定在8.3伏，当电容负载超过400pF时会准确地检测到操作人员与锯片106接触，但是，当电容负载低于75pF时，可能不准确地启动保护措施。因此，应当根据有关锯的操作的寄生电容改变传感机构12d的阈值。
图12示出了示例可动态调节的阈值的基础。优选把作为可调节阈值基础的理想曲线148画在阶段2曲线142和阶段3曲线140之间的一半的位置，以便使检测系统的灵敏度最大，并且也使错误触发最少发生。
由于不容易确定有关锯的操作的寄生电容，因此，设想可以从锯的另外的操作参数获得可调节阈值。对于上述每种操作条件，图13画出了相对于在接收机114检测到的电压的发射机112的驱动电压。熟悉本领域的人员知道，每种不同操作条件的曲线与图8至图12中的对应曲线相关。换句话说，与锯的操作有关的寄生电容与发射机的驱动电压相关。因此，也可以使所需阈值还与发射机112的驱动电压相关。
图14示出了可以用于根据本发明的驱动电压得到可调节阈值的示例模拟电路150。尽管给一个示例实施例提供了具有特定值的并且以特定配置布置的特定元件，但是，应当知道，在需要或希望用于一种特定应用时，可以用许多不同的配置、元件和/或值构造这种功能。提出上述配置、元件和值仅仅是为了说明一个证明是有效的特定实施例，并且应当将其看成是为了说明本发明，而不是限制本发明。
2.用于接近程度传感的手柄安装发射机/接收机对与第一实施例相反，下面是对以后称之为接近程度传感的替代传感机构12e的说明。尽管前面的电路是在没有信号时触发，但是下面的电路是在存在信号时触发。图15示出了一个已知电容传感系统160。在系统160中，发射机162连接到工具的手柄或触发部分164，并且广播信号。信号电容耦合到操作人员170。接收机172连接到工具的运动部分174。当操作人员170正确地握住工具时，信号通过操作人员170发送到接收机172。当操作人员170接近工具的运动部分174时，接收机172上的信号强度增高，直到达到某个预定电平。在这点，执行一个预定动作，例如，电机/锯片或这里公开的其它安全机构14的制动，以防止和/或减少身体伤害。
本发明的改进有赖于这样的事实，如果操作人员170接触到一个接地物体(图6的工作台表面102)，使得信号路径实际上被短路。由于操作人员170同时接触发射机162和接地物体，操作人员170中的信号强度很低。即使在发生操作人员与工具174的运动部分偶然接触时，接收机172拾取的信号幅度也不能高到足以触发使用的安全机构14。
为了改正这种情况，需要一个第二接收机。参考图16，图16示出了传感机构12e。无论操作人员是否接地，增加第二接收机180和反馈控制电路182在操作人员170中提供了一个恒定信号电平。将接收机180与发射机162结合安装，使得在使用者170握住工具的手柄或触发部分之前不存在耦合。只有在此之后，接收机180才接收到信号。熟悉天线理论的人员很容易知道，接收的信号幅度与操作人员身体中的信号幅度成正比。图17直观地示出了这个系统。发射机200和接收机202刚好位于工具手柄204的内部。放置一个接地平面206，以消除从发射机200自然传播到接收机202的任何信号。如电场线208所示，接收机信号幅度接近零。在图18中，操作人员的手210包围手柄204。由于人体是导体，所以操作人员170获得的电场线连续地围绕手柄204。此时，电场线206可以到达接收机202，并且提供了与操作人员170中的信号幅度成正比的信号幅度。
反馈控制电路182调节发射的信号幅度。如果接收机180上的信号大于某个预定参考电平，那么假设操作人员170中的电平也高于希望的量。然后，反馈控制电路182减小发射信号的幅度，直到接收机180上的信号强度达到预定电平。相反，如果握住工具的操作人员170突然接触到一个接地物体，操作人员170中的信号强度将降低。因此，接收机180上的信号也降低。反馈控制电路182认识到这种情况，并且通过增大发射机幅度进行补偿。通过将操作人员170中的信号保持恒定，工具的运动部分174接收的信号仅与从操作人员170到工具的运动部分174的距离成正比。
另外可以改变反馈控制电路182。反馈控制电路可以改变阈值，而不是改变发射的幅度。当接收机180上的信号降低时，如果使原始接收机172的阈值也降低，那么电路将具有相同的灵敏度。
3.电容传感上的降低的EMI图19示出了一种降低从电容传感系统发射的电磁干扰(EMI)辐射量的方法。在一个金属件上输出正弦电压184并且检测接收的信号是电容传感的基础。频率越高，幅度越大，系统就越灵敏。不幸的是，任何变动电压的导电物体将产生辐射EMI。全球依从标准限制了来自大多数电子/电装置和机器的传导和辐射场的量。通过改变振荡频率，没有辐射的单一频率。而是有一个具有升高的辐射发射的频带。由于在单一频率和一个频带中的辐射的能量是相同的，因此频带的测量幅度会大大低于单一频率的幅度。幅度越小，信号越有可能低于需要的限度。
此外，众所周知，诸如传感机构12d的交流信号之类的任何信号在耦合到诸如传感机构12d的锯片之类的导电物体时，都会发射辐射电磁干扰。辐射电磁干扰的频率与发送到动力工具的运动部分的交流信号的频率直接相关。辐射电磁干扰的量值也与发射到动力工具的运动部分的交流信号的量值有关。此外，随着从发射机发射到锯片的交流信号的幅度和频率提高，本发明的电容传感系统的灵敏性提高。用于保护操作人员的联邦法规和与其它电子装置的电磁兼容性，限制了不是要作为辐射装置的装置中的辐射发射的电信号场强。联邦法规47 C.F.R.15.109限制了基于发射频带的辐射发射量。因此，希望改变来自发射机的交流信号的频率，以便能够将具有大的场强的信号分散到多个不同发射频带。频率的变化使得能够将交流信号的相对较高的幅度分散到宽的频带上，以减小一个单一频率中的峰值辐射电磁干扰。宽的频带使得本发明的电容传感系统能够操作在所需辐射EMI电平，以便能够减小与其它电子装置的干扰，并为操作人员提供更安全的操作。
优选通过一个其中频率以线性模式在最小频率和最大频率之间改变的斜坡函数改变交流信号的频率。也应当知道，交流信号的频率也可以通过其它模式改变，例如正弦模式、阶梯模式、随机模式或其它模式，以选择和分散辐射EMI的电平。
可选传感图20示出了使用根据本发明的一个附加实施例的传感机构12f的安全系统。传感机构12f检测操作人员的身体的一部分何时接近到动力工具的运动部分的危险程度，以防止/减少伤害。如果检测到危险情况，控制器操作一个保护装置，例如，有关这里说明的动力工具的运动部分的安全机构14。将根据这个实施例说明的传感机构12显示为在操作上结合于动力台锯和斜切锯。但是，应当知道，传感系统也可以用于其它工具，例如但不局限于刨床、木工连接器或钻床。
图20示出了包括与斜切锯结合的、用于检测人的肢体与旋转锯片204的接近程度的发生器202的传感机构12f。发生器202是一个连接到旋转锯片204的静电电荷发生器。如果人的肢体或其它物体具有电容和相对低于锯片204上电荷的电荷，静电电荷将以电火花形式作用在人的肢体上。在一个优选实施例中，发生器202包括一个Van De Graff发生器，以产生静电电荷，但是，应当知道也可以使用其它静电电荷发生器。电火花转移到操作人员的手上将警告操作人员他的身体的一部分过于靠近锯片204。
图21示出了一个包括用于检测人的肢体是否紧密地接近旋转锯片208的发射机或深度传感器214的传感机构12g。示出了发射机214结合于台锯10g，并且可以监视馈入到锯片208中的工件218的深度(厚度)。在大多数切割操作中，被切割的工件218的厚度是相对一致的。这样，如果深度传感器214检测到工件218的深度(厚度)的突然变化，那么启动开关216，停止锯片208，作为防止人的肢体与锯片208接触的预防措施。应当知道，开关216也可以包括这里公开的任何一种安全机构14。
图22示出了包括光闸(light gate)226的传感机构12h，光闸226感测锯片208正在切割的工件218的厚度变化。示出了光闸226操作地用于一个上述类型的台锯10h。光闸226包括多个安装在工作台224下方的发光二极管(LED)222。定位在台锯208上方、用于接收从LED 222发射的光的是多个光接收器228。光接收器228监视从LED 222发射的光量。如果光接收器228接收的光量低于标称量，或接收的光量发生显著变化，那么停止锯片208。可以通过开关或这里所述的安全机构14停止锯片208。在操作中，位于工件之上的人的肢体或其它厚度大于工具218的物体将影响光接收器228接收的光量。在操作中，由于锯片208的非圆的形状和锯齿的宽度比锯片208的宽度大，所以锯片的侧面和前面发射的光量较小。如果比工件218厚的物体靠近锯片208，那么光接收器228接收不到锯片侧面和前面发出的一部分光。
图23a示出了一个具有一个超声传感器板236的传感机构12i，超声传感器板236感测人的肢体是否靠近旋转的锯片208。如图23a所示，示出了这个装置与上述台锯10i一同操作。超声传感器236一般是由多个超声波发射器230和与之一同设置的接收器232构成的。板236定位在台锯208的顶部的上方，以便使包括发射器230和接收器232的板236延伸到锯片208从平的上表面224突出的点以上。在操作中，将工件218向旋转的锯片208移动，以便有选择地切除一部分工件218。在工件218向锯片208移动时，超声波发射器230发出超声波信号，工件218和锯片208反射超声波信号，使其改变方向传向接收器232。接收器232监视超声波信号，以确定正在被切割的工件的轮廓或高度。可能由人的肢体造成的厚度变化使接收器232接收的信号发生变化。接收的信号的变化启动停止锯片208的开关240，以便防止人的肢体与锯片208接触。也应当知道，可以使用这里公开的任何安全机构14在接收到来自传感机构12i的检测信号时停止锯片208。
参考图23b，详细地示出了一个用于台锯10j的包括接近程度传感保护装置184的传感机构12j。众所周知，台锯组件10j是由一个具有一个平的上表面188的工作台186构成的。工作台186中形成有一个长的窄缝190，用于接受连接到一个驱动装置(未示出)的旋转圆形锯片192。
接近程度传感保护装置184工作时定位在锯片192的上方，以防止使用者与锯片192偶然接触。接近程度传感保护装置184包括一个定位在锯片192上方并且实际上平行于平的上表面188的顶板194。多个可变形的导电传感金属线196连接到顶板。在优选的操作中，一个电信号发射机(未示出)将一个预定信号发送到顶板194和传感金属线196。连接到锯片192的是一个接收机(未示出)，接收机接收和监视从顶板194和传感金属线196发射的信号。如果诸如人的身体之类的具有比较高的电容量的物体接触或靠近传感金属线196或顶板194，那么信号的幅度将大大降低。当接收机接收到具有指示高电容量物体靠近的、相对低的幅度的信号时，将安全机构14应用到台锯10j，以防止可能导致与操作人员身体的一部分接触的锯片192的进一步转动。
利用惯性将手移开在许多类型的手持式圆锯中，如图24所示，锯片以顺时针方向转动。这种转动的方向使得锯片能够平稳地啮合工件，而不造成锯片的锯齿啮合工件并且向前推动锯跨越木料。许多常用的手持式圆锯具有防止锯片与其它物体接触的保护装置。但是，圆锯的性质阻碍了保护装置在圆锯操作时保护锯片。简单地讲，必须暴露锯片以便与工件啮合。保护装置一般是沿一个实际上与锯片的周长相同的路径，从锯的后部转动到锯的前部而进入保护状态。许多保护装置是通过一个偏压机构偏压到闭合位置的。
图24示出了一个利用根据本发明的安全机构14j的示例斜切锯10j。安全机构14j限定了敞开锯片304以进行接触的区域。尽管下面的说明针对一个斜切锯10j，但是应当知道，安全机构14j也可以结合使用安全保护装置308的其它工具使用。保护装置308枢轴连接到斜切锯10j，并且也包括一个连接在斜切锯臂312与保护装置308之间，以帮助保证在斜切锯10j的整个移动范围内适当的铰接的转动臂组件310。
安全机构14j包括一个安装在顺时针转动的锯片304的侧面，并且造成保护装置308进一步封闭锯片304以防止与锯片304接触的触发器306。触发器306包括一个连接到保护装置的、可以操作以将保护装置308耦合到圆形锯片304的耦合机构322。当耦合机构322啮合圆形锯片320时，使保护装置308沿图24中所示方向316转动。随着保护装置308沿方向316转动，保护装置308啮合接触锯片304或靠近锯片304的任何物体，从而在锯片304与操作人员之间形成一个屏障。
进一步说明，如果利用这里所述的任何传感机构12检测到操作人员的手指危险地接近锯片304，保护装置308将立即连接到锯片304，造成保护装置308随锯片304顺时针转动。当保护装置308关闭时，将靠近锯片304的任何物体推开，并且脱离与锯片304的危险接触。应当知道，触发器306可以替代地啮合锯齿320。安全机构14j可以结合这里公开的任何传感机构12使用。
图25示出了一个可以使用根据本发明的安全机构14k的示例斜切锯10k。安全机构14k警告操作人员可能与锯片330接触。安全机构14k包括多个从锯片330中心伸出的可变形金属丝元件332。当锯片330转动时，离心力使可变形金属丝元件332放射状地向外定位，形成围绕转动的锯片330的圆形形状。如果动力工具的操作人员与可变形金属丝元件332接触，那么警告使用者已经靠近到旋转锯片330危险的程度。
不用惯性力移动手停止动力工具的运动部分的一种可选方法是将靠近工具的运动部分危险程度的操作人员的身体部分从工具移开。这种方法不需要必须考虑与停止转动物体相关的力的反应系统。但是，如制动系统一样，手缩回系统必须执行在极短的时间内将操作人员身体的一部分从工具的运动部分的危险位置移开的功能。在诸如锯这样的可以快速馈进工件的装置中，必须把操作人员身体部分以极快的速度从工具的移动部分移开，以防止和/或减小伤害。
图26a和26b示出了快速将使用者的手从旋转的锯片340移开的安全机构141。推杆342一般是由一个与锯片340一起转动的第一齿轮344和一个有选择地与第一齿轮344啮合的第二齿轮346构成的。此外，一个连杆350延伸到相邻定位的锯片340的圆周之外。如果，例如，这里公开的一种传感机构12检测到危险情况，并且希望将操作人员的手迅速从锯片340移开，销352将第二齿轮346和连杆350推向第一齿轮344。然后，连杆350以锯片340相反的转动方向(箭头354)，从图26a中所示的位置转动到图26b中所示的位置，以便接触操作人员的手和防止长时间地与锯片340接触。应当知道，可以使用具有其它啮合替代物而能达到同样结果的替代齿轮配置。
图27示出了工作时与台锯10m结合的安全机构14m。安全机构14m包括一个用于防止使用者与台锯10m的锯片376之间接触的缝隙式保护装置370。缝隙式保护装置370包括一个缝隙板372和一个启动机构374。在操作中，如果感测到(例如通过这里公开的一种传感机构12)使用者身体的一部分靠近锯片376，将缝隙板372从图28所示的位置向上驱动到图29所示的保护配置位置。这种配置位置防止了操作人员与锯10m的锯片376接触。如图28和29所示，启动机构374包括缸筒380，缸筒380具有从中直线伸出的轴382。可以通过弹簧、爆炸、流体或其它方法将轴382推进到图29所示的位置。可以容易地知道，启动机构374可以替代地包括其它快速作用启动机构，例如液压启动器、齿轮齿条启动器或任何其它适当的机构。
图30-32示出了一种快速地将使用者的手从旋转锯片铰接杆384移开的安全机构14n。铰接杆384包括一个绕锯片386的中心定位的U形杆，并且杆384的末端388在铰链396连接到锯10n的一部分360。U形构件的近端部分390在铰接末端388的相反方向。安装在铰接杆384的末端388附近的是一个电启动冲击模块392。尽管将冲击模块392显示为安装在铰链396附近，但是应当知道，可以把冲击模块392安装在铰接杆384顶端附近足以迫使铰接杆384向下的任何适当位置。
以下更详细地说明安全机构14n的操作。如果，例如，这里公开的一种传感机构12确定存在危险情况，电启动冲击模块392。一旦冲击模块392被启动，冲击力迅速地向下驱动铰接杆384(从图30所示的位置到图31所示的位置)。这样，铰接杆384以箭头394所示的方向绕铰链396摆动。结果，铰接杆384与锯10n的工作台部分398接触，或替代地与工件418接触，从而使锯片386在箭头420指示的向上方向绕铰链422位移。
通过连续地参考图30和31和继续参考图32，说明杆384的定向。优选将杆384定位在心轴424和内、外锯片夹426、428的下方。从而杆384可以不受铰链396阻碍地摆动。
应当知道，铰接杆384可以替代地包括不同的几何形状，或布置在锯10n的其它位置上，而达到相同结果的。此外，冲击模块392可以替代地包括适合于向下展开杆384，以足够的力驱使锯片386绕枢轴422向上摆动的其它机械或电配置。
图33和34示出了一种工作时与锯片430结合的安全机构14p。示出了锯片430从斜切锯移开。安全机构14p包括一个膨胀装置432和一个用于容纳气囊436的气囊外壳434。当例如这里公开的一种传感机构12感测到危险情况时，膨胀装置432使气囊436从外壳434展开，将使用者的手迅速从旋转的锯片430移开。气囊436包括一个定位在锯片430附近的可快速膨胀的容器。如果希望快速将使用者的手从锯片430移开，膨胀装置432迅速地给气囊充气，使得气囊436从图33所示的位置到图34所示的位置向外展开，驱动使用者的手离开锯片430。作为替代，可以同时将一个第二膨胀装置432和气囊436用于安全机构14p。结果，可以贴近锯片430的两侧放置气囊436，以取得更为均匀的推力。
图35示出了一种用于将使用者的手迅速地从旋转的锯片444移开的安全机构14q。安全机构14q包括一个安装到斜切锯10q的下保护装置448的冲击模块446。应当知道，也可以把安全机构14q用于便携式圆锯，或其它使用保护装置的锯。冲击模块446是电启动类型的，并且安装在从锯10q的后方向锯10q的前方发射的方向上。应当知道，冲击模块446可以替代地是一个爆炸装置，或其它足以移动保护装置448的适当装置。如果例如这里公开的一种传感机构12确定存在危险情况，冲击模块446操作。冲击模块446迅速地驱使下保护装置448从敞开位置(图35所示的位置)向关闭位置(图36所示的位置)顺时针转动，以防止使用者与锯片444的一部分接触。
图37示出了与斜切锯10r结合的、用于迅速地将使用者的手从旋转锯片470移开的安全机构14r。安全机构14r包括通过铰链464在锯10r的后方可转动地连接到锯10r的辅助上保护装置462。保护装置462绕锯10r的前部延伸，并且包括一个安装在其上的向下发射冲击装置(没有专门示出)。发射装置可以包括例如一个与安全机构14q中使用的冲击模块446类似的电启动冲击模块。作为选择，可以在铰链464提供一个扭力弹簧，以启动辅助保护装置462从图37所示的位置向图38所示的位置运动。在这方面，如果例如这里公开的一种传感机构12检测到危险情况，发射装置发射，造成辅助保护装置462从图37所示的位置到图38所示的位置向下转动，将操作人员的手从锯片470移开，以防止它们之间进一步的接触。应当知道，辅助上保护装置462可以包括与一种给定锯协同操作的可选形状，只要保护装置462能够不受阻碍地从敞开位置(离开工件476的位置)到足以阻挡人与锯片相互作用的位置运动。
图39a和39b示出了一个与斜切锯10s结合的、用于迅速地将使用者的手从旋转的锯片502移开的安全机构14s。安全机构14s包括抛射磁体504。抛射磁体504布置在离开定位在锯片502前部上方的一个大电磁体506的位置。抛射磁体504连接到锯10s的一个刚性部分，例如保护装置508或锯10s的框架，从而它能够充分对准锯片502和工件510的交界面。如果例如这里公开的传感机构12确定存在危险情况，切换电磁体506的极性，以迫使抛射磁体504在箭头516方向上向下运动。电磁体506的力和重力组合增大了抛射磁体504的动量。在操作过程中，抛射磁体504从邻接电磁体506的位置向下(箭头516)移动到图39b所示的位置，以啮合使用者的手。当抛射磁体504接触到使用者的手时，磁体504的动量驱动使用者的手离开锯片502。
利用惯性移开锯片图40是配置用于停止台锯的锯片和有效地管理与迅速减速相关的动量守恒的安全机构14t的视图。如图40所示，安全机构14t被显示为包括一个框架520、一个通过弹簧构件524连接到框架520的轴环522和一个锯片止动器526。框架520在点528通过紧固件和通过用于使安全机构14t有选择地绕心轴536通过对应着锯片534的无限数量的位置的无限多的角度的传动装置530操作地连接到台锯(未专门示出)。在操作中，如果例如这里公开的一种传感机构12检测到危险情况，启动蜗轮540，以使齿542能够迫使传动装置530逆时针转动。蜗轮540可以通过例如一个电机启动。结果，使锯片止动器526逆时针转动，从而使下端546能够与锯片534啮合。一旦啮合了锯片534，锯片534的转动惯量转变成向下方的直线惯量。直线惯量向下方驱动轴环522离开使用者和与操作人员的可能的附加接触。弹簧构件524也被迫使向下，以便用一种受控方式吸收和消散一部分直线惯量。尽管将弹簧构件524说明为一个单叶片弹簧，但是，应当知道可以使用附加的叶片弹簧，或其它除了限制心轴536与结合点532定义的轴线之间的扭转运动之外，还能够提供力消散功能的偏压构件。
现在转到图41和42，示出了一个包括一个棘轮头550的安全机构14u。如将要详细说明的，棘轮头550启动以防止使用者与锯片556接触。棘轮头550包括一个锯保护装置554、一个棘轮柄556和一个止动器558。锯保护装置554包括一个可绕一个固定件562转动地连接到锯的框架的传动部分560。止动器558沿顺时针转动的锯片552的上前部定位。棘轮柄556包括一个与传动部分560啮合的棘轮传动部分548。在操作中，如果，例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，止动器558啮合锯片552。旋转的锯片552的转动惯量致使锯保护装置554从图41所示的位置向上移动到图42所示的位置。当保护装置554向上移动时，传动部分560操作地啮合柄556的棘轮传动部分548。传动部分560的棘轮将锯片554锁定在它的最高位置，并且防止锯片552与操作人员的手接触。尽管没有专门示出，但是应当知道传动部分550耦合到斜切锯的框架，并且与框架协同操作，以向下移动到图42所示的位置。
如图43和44所示，示出了安全机构14v。安全机构14v包括一个带展开机构560。展开机构560包括一个用Kevlar纤维之类的耐用材料制造的带562。带562穿过一个设置在外壳臂566中的活动离合器564。离合器564被一系列的偏压构件578压在带562上。偏压构件578优选是适合于用足够的力夹紧带562的弹簧，例如盘形弹簧。带562包括卷绕在外壳566内的适当量的松弛部分，以适应下面要详细说明的展开事件。通过一个启动器安装架568引导带562，从而弹簧570将带限制在上方。释放器572将弹簧570的相反一端保持在向上的位置。在这点，也使带562向释放器572位移。导向元件574支撑释放器572以便直线运动。一个线圈580设置在外壳566中的邻近擒纵器584的位置。擒纵器584包括一个固定在其上、用于与线圈相互作用的磁体。此外，磁体582处于外壳566中，以将擒纵器584吸引在一个静止位置(图43)。
延长臂586连接在外壳566上的楔形榫头590上。楔形榫头590使得能够容易地更换外壳566。延长臂586在连接点588安装到耳轴591。一个活动臂592从耳轴591伸出，并且连接在启动器安装架568。以下说明安全机构14v的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，将信号发送到线圈580。然后，线圈580产生与磁体582相反的反向磁通。磁通将释放器572推向左侧(从图43所示的位置到图44所示的位置)。与弹簧570可释放地结合的带562迅速地通过锯片594的圆周向下展开。锯片594的锯齿抓住带562。锯片594的转动(如图43所示顺时针转动)环绕其圆周拉动带562进一步与更多的锯齿啮合，提供了使锯片594停止的力。同时啮合离合器564，提供夹紧力。随着锯片594转动和由于在弹簧570展开时的臂的角度拉动松弛部分，带562开始滑过离合器564，以恒定的力使锯片594减速。在锯片594停止之后，使用者必须更换展开机构560。在更换展开机构560时，将外壳566横向滑出耳轴590和598。然后更换离合器564和波纹件596的组件。
现在转到图45和46，示出了一个包括一个穿梭止动器610的安全机构14w。显示了安全机构14w与一个斜切锯10w结合。如将要详细说明的那样，穿梭止动器610投射到旋转的锯片612以停止其转动，从而防止使用者和旋转的锯片612接触。安全机构14w包括一个外壳614，外壳614具有一个上腔室616和一个下腔室618。一个熔断构件620位于上腔室616中。穿梭止动器610位于下腔室618中，并且通过带622连接到锯10w的框架。一个止动销624将熔断构件620和偏压的梭子610连接在一起。梭子610的位置使得其前缘与顺时针转动的锯片612的后上部分邻接。构架634从工作台部分636伸出，并且支撑水平支撑臂638。保护装置640延长越过锯片612。
现在详细说明安全机构14w的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，控制器628将大电流发送到熔断器620。当熔断器620烧断时，偏压构件630将熔断器620保持的止动销624从图45所示的位置向上压到图46所示的位置。一旦止动销624的下部离开梭子624的顶部时，偏压构件642将梭子624驱动到锯片612的转动的锯齿(见图46)。应当知道，可以使用其它的力传送机构将梭子610压向锯片612，例如而不限于炸药。
当展开时，随着锯片612的锯齿抓住梭子610并且迫使梭子610绕锯片612的圆周顺时针转动，在带622上产生张力，使带622从卷轴632松开。在展开过程中，辊644将梭子610导向锯片612。当带622展开到最大距离时，除了迅速地使锯片612减速之外，由于转动惯量转变到直线惯量，驱动锯10w的机头绕枢轴向上抬起，从使用者脱离。
如图47a和47b所示，显示了一个与斜切锯10x结合的包括一个缆绳止动器646的安全机构14x。尽管示出了安全机构14x与斜切锯10x结合，但是也可以使用其它动力工具，达到相同的结果。缆绳止动器646包括一个具有连接在其上的啮合构件650的缆绳648。缆绳648的第一端连接在臂652上部上的固定构件654。缆绳648绕过臂652的后部。
现在说明安全机构14x的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，将啮合构件650向上发射到一个由锯片656与支座658之间的间隔确定的间隙中。在正常操作过程中，如图47a和47b所示，锯片656顺时针方向转动。结果，锯片656的锯齿抓住啮合构件650，从而在绕过臂652的后部的逆时针方向上拉出缆绳648。一旦使用了缆绳648的松弛部分，缆绳648在固定构件654拉动臂652，从而迫使臂652绕枢轴660从图47a所示的位置向上抬起到图47b所示的位置。
应当知道，可以通过其它装置替代地发射啮合构件650，例如但不局限于爆炸装置或机械组件。啮合构件650优选是由一种诸如硬塑料之类的硬的柔性材料构成。也应当知道，缆绳648也可以绕过一个附加枢轴点，这个枢轴点可以包括一个安装在支座658上的摆动臂。
现在转到图47c和47d，示出了一个工作时与斜切锯10y结合的使用叶片弹簧止动器664的安全机构14y。叶片弹簧止动器664包括一个叶片弹簧666和缆绳668。叶片弹簧666绕一个邻近锯片672的圆周的安装毂670设置。缆绳674连接在孔眼676上，并且向叶片弹簧施加离开锯片672方向的偏转力。展开启动器690连接到(未专门示出)斜切锯10y的一部分，并且在正常操作中在缆绳674上保持适当的张力。带678的第一端连接到叶片弹簧666，并且相反的一端安装到支座680的卷筒682上。一个摩擦装置684包括通过偏压构件686压在支座680的上部的摩擦块688。这样，在将要更详细地说明的停止过程中，摩擦装置684提供了带678的平稳展开，同时消散了大部分停止能。
如果例如这里公开的一种传感机构12检测到危险情况，展开启动器690释放缆绳674。展开启动器690可以包括任何适当的释放装置，例如但不限于在安全机构14v中讨论过的线圈和磁体配置，或安全机构14w中讨论过的熔断器和止动销配置。一旦释放了缆绳674，叶片弹簧666向转动中的锯片672位移，致使锯片672的锯齿刺穿带674。接下来，锯片672又在顺时针方向上将带674从卷筒682拉出。摩擦装置684减慢带674的运动，直到锯片672完全停止。
不用惯性移开锯片现在转到图48-50，示出了一个安全机构14aa。安全机构14aa被显示为与一个台锯10aa协同操作。安全机构14aa包括一个用于迫使锯片712降低到工作台表面716的开口714以下的一个位置的位移机构710。位移机构710包括一个适当的位移装置，例如但不限于电子冲击模块或机械启动器。也应当知道，选择将位移机构710放置在锯片712的毂720之下，用于将锯片712向位移机构710吸引。这种配置可以包括，但不限于，设置在位移机构710和锯片毂720的电磁体。
在操作过程中，如果例如这里公开的传感机构12检测到危险情况，启动位移机构710。结果，锯片710从图49所示的位置移动到图50所示的位置。尽管没有专门示出，但是应当知道，工作时啮合于锯片712的支撑结构包括垂直位移的能力，以在收回过程中适应锯片712的垂直行程。
现在参考图51和52，示出了一个与斜切锯10bb结合的安全机构14bb。安全机构14bb显示了一个防止使用者与锯片728接触的锯片收回和止动机构，也就是连杆组730。连杆组730包括一个锯杆732、一个锯止动器734、一个框架735、一个稳定连杆736和一个制动连杆738。框架735总体上是一个具有一个第一连接点和一个第二连接点的向上延伸的构件。锯杆732第一端连接到第一连接点。锯杆732的另一端连接到锯片728。制动连杆738连接到第二连接点。制动连杆738通过稳定连杆736与锯杆732相互连接，并且包括一个连接到末端的锯止动器734。
在操作中，如果例如这里公开的一个传感机构检测到危险情况，启动锯止动器734向旋转的锯片728移动，停止其转动。锯止动器734可以通过例如但不限于机械启动器之类的适当装置启动，或例如可以包括重力。一旦锯止动器734啮合锯片728，锯片728的转动惯量转变成直线惯量，驱动锯片728向上。锯杆732和制动连杆738被向上驱动并且与使用者脱离接触。应当知道，尽管把连杆组件730描述成一个四杆机构，但是也可以使用其它连杆组件产生类似的效果。
现在转到图53和54，显示了一个安全机构14cc。安全机构14cc被显示为与斜切锯10cc结合操作。安全机构14cc包括一个用于向前推动臂742从而推动锯10cc的锯片744向上并且脱离与使用者的接触的展开机构740。展开机构740优选设置在邻近铰链752的工作台部分750的基座748上。
展开机构740可以包括任何足以能够绕枢轴752移动臂742的机构，例如但不限于爆炸装置、机械弹簧、压缩气体等等。在操作中，如果这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，展开机构740启动。从而，产生在臂742上的力迫使臂742绕枢轴752从图53所示的位置向上移动到图54所示的位置。
锯片与爪式止动器啮合图55提供了一个适合于与动力工具一同使用的安全机构14dd的局部视图。安全机构14dd包括一个可绕枢轴转动地连接到动力工具的外壳760的爪754和一个工作时连接到爪754的偏压装置756。如下面要进一步说明的那样，安全机构14dd可以操作以啮合锯片758的转动部分，从而停止锯片758的转动部分。尽管以下说明是参考安全机构14dd说明的，但是应当知道，本发明的爪可以适合于与不同类型的制动机构和/或动力工具一同使用。
更具体地讲，爪754在轴762上可转动地安装到锯外壳的框架部分760，轴762穿过形成在外壳760的框架部分中的孔764。爪754适合于在偏压机构756的影响下向锯片758的锯齿766转动。在一个优选实施例中，偏压机构756是一个螺旋压力弹簧。此外，爪754适合于自锁，也就是当锯片758和爪挨近到一起时，由于它们的相对几何形状，使爪754与锯片758的锯齿766更紧密啮合。
在一个第一优选实施例中，爪754包括一个主体部分770和一个接触部分772。主体部分770确定了爪754的结构，并且增加结构的刚性。爪754的主体部分770优选是由诸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)之类的具有比较高的硬度的聚合物材料构成。但是，应当知道，其它具有适当物理性质的材料也可以用于形成爪754的主体部分770。
接触部分772形成在爪754上的孔764的相反方向，并且邻近锯片758的锯齿766。爪754的接触部分772优选是由聚亚安酯之类的弹性材料构成。但是，应当知道，其它具有适当物理性质的材料也可以用于形成爪754的接触部分772。
当例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，并且希望停止锯片758时，爪754在偏压机构756的影响下转动至与锯片758的锯齿766啮合。爪754的接触部分772最初啮合锯片758。由于接触部分772的弹性材料的固有材料性质，例如，比较低的剪切模量，使得它抓住锯片758。当锯片758的锯齿766抓住爪754的接触部分772时，锯片758开始减速。当锯片758进一步与爪754的接触部分772啮合时，锯片758加快减速。如果爪754的接触部分772没有使锯片758完全停止，锯齿766将与主体部分770上形成的多个互锁部件774啮合。互锁部件774从主体部分770向接触部分772向外延伸。如上所述，爪754的主体部分770优选是由具有比较高的硬度的聚合物材料构成的。因此，当锯片758啮合爪754的互锁部件774时，形成互锁部件774的聚合物材料的比较高的硬度将显著减慢和停止锯片758。以这种方式，本发明的改进的爪754利用了两种材料的物理性质减慢锯片758的转动。
为了粘结的目的，互锁部件774也增大了接触部分772与主体部分770之间的表面积。在一个优选实施例中，爪754的互锁部件774是由一系列的垂直于锯片758确定的平面延伸的沟槽构成的。但是，应当知道也可以用许多不同的形式构成互锁部件774，而不会脱离本发明的范围。
此外，优选通过叠加模制方法形成接触部分772。在叠加模制方法中，将一种弹性材料注射到塑料体(主体部分770)上。叠加模制使得两种材料(弹性材料和塑料体)粘结结合。因此，不需要额外的粘结剂或固定件。
图56示出了安全机构的一个替代优选实施例14dd’，其中相同的元件用相同的参考号代表。安全机构14dd’包括一个改进的爪754’。在这个实施例中，爪754’是通过注射模制诸如聚亚安酯之类的一种弹性材料778形成的单一结构。应当知道，可以用其它弹性材料形成爪754’，而不脱离本发明的范围。在通过注射模制形成爪754’中，希望模型是注射塑料的填充(流动)路径垂直于爪754’啮合锯758的方向这样的构造的。填充路径的方向指示大多数聚合物链排列的方向。结果，具有垂直于冲击方向的填充路径的材料具有增强的冲击强度，从而改进了爪减慢和/或停止锯片758转动的能力。
应当知道，爪754’可以进一步包括一种与弹性材料778共同注射的纤维材料，例如但不限于石墨或KEVLAR，以形成纤维增强的塑料。在这种形式中，纤维材料和弹性材料都保持了它们的物理和化学特性，也产生它们中单独一个不能取得的组合性质。在一种纤维增强塑料中，纤维材料是主要负载承受构件，而周围的弹性材料778将纤维材料保持在希望的位置和方向。弹性材料778起到纤维之间负载传递介质的作用，并且也保护它们不受环境破坏。
在纤维增强塑料中，纤维可以是长的定向丝、小的非定向块的颗粒或小的定向丝的须状物这样的材料。一般地讲，纤维相对于周围材料具有很长的长度，并且沿其长度具有显著更高的强度。纤维优选包括玻璃纤维、碳纤维和kevlar纤维。但是，其它类型的纤维材料也在本发明的范围内。
当希望停止锯片758时，通过来自偏压机构756的影响，爪754’转动与锯片758的锯齿766啮合。当爪754’啮合锯片758时，由于弹性材料778的相对高的弹性模量和相对低的剪切模量，弹性材料778抓住锯片758的锯齿766。当锯齿766抓住爪754’时，锯片758开始减慢，并且被拉向进一步与爪754’啮合。当锯片758的锯齿766与爪754’啮合时，纤维材料也啮合锯片758的锯齿766。当锯齿766啮合纤维材料时，由于纤维材料相对高的强度，锯片758的速度加快减慢。爪754’的复合结构有效地通过弹性材料778啮合锯片758，并且有效地通过纤维材料减慢和停止锯片758。
现在参考图57和58，示出了一个包括一个替代爪780的安全机构14ee。安全机构14ee的操作优选与安全机构14dd相同。爪780是由一个载体782和一个啮合部分784构成的。啮合部分784优选是由热塑性塑料制造的，热塑性塑料具有高的屈服强度，但是也具有高的伸长率，以使它在止动过程中吸收来自锯片786的能量时能够伸长。啮合部分784的材料在不管锯齿的几何形状提高均匀停止时间的同时，也旨在吸收锯片786的初始冲击。载体782是由刚性轻质材料构成的，例如但不限于刚性塑料。载体782优选是一种旨在使系统惯性最小以方便迅速释放安全机构14ee，并且也提供必要的强度以保持啮合部分784与锯片786牢固的接触的材料。两部分(即一个载体部分782和一个啮合部分784)构成的爪使得使用者能够在停止之后将啮合部分784从载体782取下，并且用新的啮合部分替换它。
爪启动图59a-61示出了用于在转动锯片时展开诸如这里公开的爪型制动系统的示例启动系统。一般地讲，启动系统包括一个迫使爪与动力工具的运动部分接触的偏压构件，以及一个将爪连接到动力工具一部分的释放机构。当从这里公开的一个传感机构发出存在危险情况的信号时，启动系统启动。以这种方式，爪从紧固位置脱离，并且与动力工具的运动部分啮合，以防止或减小操作人员身体的一部分与动力工具的运动部分之间的接触造成的伤害。尽管这里所述的启动系统被显示为利用一个爪型止动器，但是应当知道，适合于啮合动力工具的运动部分的其它类型的止动器也可以用于本发明的启动系统。
现在转到图59a和59b，示出了一个使用磁性爪释放机构802的安全机构14ff。磁性爪释放机构802包括一个用于将偏置力施加到爪806，以将爪压向动力工具的运动部分的偏压构件804。本发明的偏压构件804优选是一个定位在例如框架810的动力工具10ff的一部分与爪806的相对表面808之间的压力弹簧。也可以知道，可以把诸如叶片弹簧之类的其它类型的偏压构件用于迫使爪与动力工具的运动部分啮合。此外，应当知道，可以把偏压构件定位在各种不同的位置上，并且仍然能够迫使爪806与动力工具10ff的例如锯片的运动部分啮合。
释放机构802是由分别连接到爪806和动力工具810的一部分的第一和第二相反磁性的磁体814、816构成。优选将第一磁体814连接到爪806的后表面，并且在总体上平行于爪806的后表面的方向上延伸。第二磁体816连接到动力工具10ff的一部分810，并且当爪806在紧固位置时优选总体上平行于第一磁体814延伸(图59a)。以这种方式，当爪806在固定位置时，第二磁体816的表面的位置实际上对准第一磁体814的表面，从而使它们之间的吸引最佳化。由于具有相反极性，第一和第二磁体814、816相互吸引，并且提供了相反方向上的并且至少与偏压构件804的偏置力一样大小的第二偏置力。
第二磁体816也包括一个由绕磁体816的外表面设置的导线形成的线圈820。如电磁学中众所周知的那样，线圈820连接到用于控制第二磁体816的磁力的电源(未专门示出)。
当例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，并且希望启动爪806以停止动力工具的运动部分时，将电压施加到导线820。由于施加了电荷，第二磁体816的吸引力减弱。一旦第一和第二磁体814、816的吸引力小于偏压构件804的偏置力时，将爪806从紧固位置(图59a所示的位置)释放到与动力工具10ff的运动部分啮合的位置(图59b所示的位置)。
优选使释放爪所需的时间量最小，以减少停止动力工具10ff的运动部分所需的总时间。因此，希望把大电荷施加到第二磁体816，以使吸引力能够迅速减小或消失。也应当知道，可以把能够改变第二磁体816的极性的电荷施加到第二磁体816，致使第一和第二磁体814、816具有斥力，进一步减少释放爪806所需的时间周期。
本发明的传感器822确定爪806是否在紧固位置以及是否可以给线圈820通电。图59a和59b所示的传感器是一个霍尔型传感器。霍尔传感器测量与电流有关的施加的磁感应场。因此，霍尔传感器确定第一和第二磁体814、816之间的引力大小，以确定爪806是否在原地以及是否可以给线圈820通电。应当知道，在本发明的范围内也可以使用其它的传感器。
在操作中，动力工具的控制器(未专门示出)测量传感器822，以确定爪806的位置和状态。如果爪806在紧固位置，那么控制器允许动力工具10ff操作。万一发生危险情况，控制器将电荷施加到第二磁体816的线圈820。一旦线圈820充电，第一和第二磁体814和816的吸引力减弱，并且偏压构件804在短的时间周期中迫使爪806与动力工具10ff的运动部分啮合。
现在转到图60a-60c，示出了一个利用熔断构件830的安全机构14gg。与安全机构14ff相同的元件使用了相同的参考号。安全机构14gg包括一个迫使爪806与动力工具10gg的运动部分接触的偏压构件804，和一个将爪806连接到动力工具10gg的一部分的熔断构件830。将安全机构14gg设计为当例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况时释放爪806，使得爪能够啮合动力工具10gg的运动部分，以防止或减小操作人员身体的一部分与动力工具10gg的运动部分之间的接触造成的可能的伤害。尽管把本发明的启动系统显示为使用一个爪型止动器，但是，应当知道也可以把适合于啮合动力工具的运动部分的其它类型的止动器用于本发明的启动系统。
包括熔断构件830的安全机构14gg从爪806延伸到动力工具10gg的一部分。熔断构件830一般是由一个形成为环形的导线832和一个将导线的两端连接在一起的束缚部分834构成的。熔断构件的环形使得可以在需要时把熔断器绕动力工具10gg和爪806上的所需点定位。导线832是由一种在把比较大的电流施加到导线832时能够变形的材料形成的。束缚部分834一般是一个设置在导线832的两端上并且变形以把导线832的第一和第二端机械连结在一起的单一构件。束缚部分834可以是由具有比导线832大的强度的任何类型的材料形成的。
当例如这里公开的传感机构12检测到危险情况并且系统启动爪806时，控制器838将相对大的电流施加到熔断构件830。当施加了电流时，熔断构件830开始机械地减弱。一旦偏压构件804的偏置力超过加电的熔断构件830的拉伸强度，爪806被压向动力工具的运动部分(图60b)。
本发明的电启动使得能够迅速地释放制动系统的爪止动器。爪806的迅速释放减少了停止动力工具运动部分所需的时间。因此，减小或消除了动力工具的运动部分与操作人员身体的一部分之间有害接触的可能性。
图61a-61c示出了包括一个替代熔断构件830’的安全机构14hh。熔断器830’包括一个单独的模压金属体部分。安装孔818设置在熔断构件830’相对的两端，用于分别安装到爪806和工具10hh。安全机构14hh的操作与安全机构14gg的操作相同。熔断构件830’表现出优于传统熔断丝的几种优点。在这方面，利用单一熔断构件830’不需要附加组件。此外，熔断构件830’的长度是通过加工控制的，而不是在熔断构件830’的组装过程中。
图62a-62b示出了爪型启动系统的第二实施例。安全系统14ii包括一个迫使爪842与动力工具的运动部分接触的偏压构件840，以及一个将爪842连接到动力工具的一部分的启动系统844。将安全系统设计为当例如从这里公开的传感机构12发出信号时释放爪842，使得爪842能够啮合动力工具的运动部分，防止或减少操作人员身体的一部分与动力工具的运动部分之间的接触造成的可能伤害。尽管将本发明的启动系统844显示为使用一个爪型止动器，但是应当知道，也可以把适合于啮合动力工具的运动部分的其它类型的止动器用于本发明的启动系统。
启动系统844包括一个啮合爪842的指部848的可转动锁闩846，和启动锁闩846的第一和第二螺线管850、852。将锁闩846绕一个旋转轴可转动地连接到动力工具的一个部分，以把锁闩846和爪842支撑在固定位置。锁闩846包括“T”形配置的一个啮合臂856、一个支撑臂858和一个从旋转轴伸出的启动臂860。锁闩846的啮合臂856工作时啮合爪842的指部848。支撑臂858啮合第一螺线管850，以经过啮合臂856将爪842限制在紧固位置。启动臂860与工作时转动锁闩846以使爪842能够啮合动力工具的运动部分的第二螺线管852接触。
第一螺线管850作为一个保护装置操作，以防止爪842随意启动。在操作中，第一螺线管850的柱塞部分862处于伸出位置，以便在动力工具的初始不稳定操作期间啮合锁闩854的支撑臂858。螺线管850的柱塞部分862防止锁闩854转动，并且防止从与爪842的指部856的啮合中释放啮合臂856。
一旦动力工具稳定下来，第二螺线管852通过防止锁闩854转动和爪842释放的磁体磁性耦合到启动臂860。接下来，第一螺线管850的柱塞部分862缩回。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况并且希望释放爪842，减小启动臂850与第二螺线管852之间的磁性耦合。当减小了磁性耦合时，锁闩846转动，并且偏压机构840迫使爪842绕枢轴864转动(从图62a所示的位置到图62b所示的位置)，与动力工具的运动部分啮合。爪842的电磁耦合使得能够比较迅速地启动爪842。爪842的迅速启动减少了停止动力工具的运动部分所需的总体时间。因此，也减少了发生在动力工具的运动部分与操作人员身体的一部分之间有害接触的时间周期。
如果启动系统844的电源断开，爪842将不啮合动力工具的运动部分。当把电源从启动系统844断开时，第一螺线管850的柱塞部分862将返回到伸出位置。在伸出位置，柱塞862防止锁闩860转动释放爪846。当发生展开事件时，爪接触点866脱离触发器印刷电路板868。在展开事件之后，必须将爪触点866重新连接到触发器印刷电路板868。
带停止已知制动系统应用到许多装置。惯用制动系统或是啮合希望停止的装置的部件，或是啮合连接到希望停止的装置的部件的装置的一段。但是，许多制动系统需要长的时间周期停止动力工具的部件。由于比较高的动力工具的速度和动力工具运动部分的危险性质，动力工具中的制动系统必须能够在很短的时间周期中停止动力工具的运动部分，以减小和/或消除对动力工具的操作人员的伤害量。
现在转到图63a和63b，示出了一个与斜切锯10jj结合操作的使用带止动器870的安全机构14jj。这里具体说明的示例动力工具是一个斜切锯，但是，应当知道本发明的安全系统可以适合于与各种不同动力工具一同使用。一般地讲，斜切锯10jj包括一个用于在与一个未专门示出的锯片啮合时提供制动力的带872。带872优选是用一种诸如Kevlar之类的强柔性材料制造的。摩擦止动装置898包括一个摩擦片882和一个卷筒876。
外壳878包括缠绕在可转动地设置在轴880上的卷筒876上的带872。带872缠绕在卷筒876上，其长度供给足以适应一个单锯片止动事件。摩擦片882是固定的，不随卷筒876转动。弹簧894将摩擦片882偏压到与卷筒876啮合。在一个安全事件中，将带872移动到与锯片啮合，致使带872被锯片拉出。因此，当卷筒876在图63a中所示的逆时针方向转动时，带872从卷筒876退绕。摩擦片882提供了预定的摩擦量，以阻止卷筒876在展开事件中过度转动。摩擦片882包括设置在其上、用于与偏压构件894协同操作将摩擦片882压到卷筒876的摩擦材料。应当知道，可以把摩擦材料替代或额外地结合在卷筒876的啮合表面上。优选将摩擦卷筒876放置在有利于不减弱的松开的位置。因此，摩擦片882与卷筒876之间的相互作用提供的摩擦产生了停止锯片转动所需的力。
展开机构900包括支撑带872的两个边缘的载体902。带872的中央是不啮合的，并且悬挂在两个边缘904之间。边缘904固定在沟槽中，为带872的移动提供了横向或垂直于带方向的适当阻力。但是，这个阻力相对于摩擦片882提供的摩擦力并不大。
带载体902优选通过下面展开装置中的一种展开。一个优选实施例包括一个弹簧904、第一和第二磁体906、908以及一个线圈910。将弹簧904压缩，提供展开力。第一磁体906连接到带载体902，第二磁体908连接到外壳878。第二磁体908向第一磁体906施加足够的吸引力以克服弹簧904。线圈910用于减弱固定磁体908中的磁场，使得在希望的时间弹簧力克服磁力，并且使带872向上移动啮合锯片。作为替代，第一和第二磁体906和908可以用例如结合安全机构14w公开的熔断丝代替。尽管没有专门结合本实施例示出，但是熔断丝的第一端可以连接到带载体902，第二端连接在外壳878上的两个电触点。两个电触点之间存储一个小的间隙。当把足够的电压施加到两个触点时，在用于加热和减弱两个触点之间的线的熔断丝中感应产生大的电流。然后，弹簧力拉断熔断丝，并且释放带载体902，以啮合锯片874。应当知道，在本发明的范围内也可以使用其它的展开机构。
当例如这里公开的一个传感机构12检测到危险条件时，线圈910减弱磁体906与908之间的磁场，使得弹簧904能够迫使载体902在箭头912所示的方向朝锯片移动。在这方面，锯片锯齿啮合带872的中央未支撑部分，造成锯片锯齿刺穿带872。一旦迫使带872啮合到锯片锯齿，将带872拉出外壳878，使用了带的松弛部分，并且随着带872从卷筒876松开，摩擦夹持装置898产生的制动力将锯片874减慢到停止。
在图63c中所示的一个替代实施例中，安全机构14jj’包括穿过一个自由绕轴转动摩擦夹持装置884的带872。相同的参考号代表相同的元件。带872绕在卷筒914上。夹持装置884包括一个在例如直径为0.75英寸的大轴888上绕轴转动的钢块886，以及一个用惯用紧固件892连接的板890。带872穿过板890与块886之间。用预定量的夹持力将板890固定到钢块886，以提供摩擦力阻止带872移动通过夹持装置884。在带872中安排足够量的松弛部分，以便使带872能够根据需要缠绕锯片874，在带872和锯片之间产生牢靠的啮合。
在安全机构14jj和14jj’中，将适当量的带872缠绕在卷筒876和914上，以提供足够的止动行程。此外，在停止事件之后，最好用未使用过的带替换带872，并重新缠绕在各止动机构14jj、14jj’上。
将锯片摆动离开接触现在参考图64a-64j说明结合适合于绕锯结构上的一个枢轴点移动旋转锯片和支撑臂的装置的安全机构14kk-14ll’。产生的运动致使锯片向上摆动并且脱离与使用者的接触。尽管示例说明是针对斜切锯的，但应当知道，在本发明的范围内也可以使用其它工具。
图64a和64b中所示安全机构14kk包括摆动臂920，摆动臂920具有分别从其伸出的前、后指状支座922、924。摆动臂920可转动地在枢轴齿轮930上耦合到斜切锯10kk的框架926。支撑臂928连接指状支座922和924。锯片932连接到摆动臂920的末端。在安全事件期间，当安全机构14kk启动时，啮合枢轴齿轮934以便与枢轴齿轮一起转动，并且相互协同操作。
以下详细说明安全机构14kk的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，以逆时针方向(箭头936)启动齿轮934。结果，摆动臂920向上摆动，并且从图64a所示的位置到图64b所示的位置脱离与使用者的接触。优选用一个具有足够速度的电机(未专门示出)启动齿轮934，以转动摆动臂，从而使锯片932在最短时间中脱离与使用者的接触。也应当知道，在本发明的范围内，啮合齿轮934和930也可以包括其它爆炸、机械或电机装置。
现在转到图64c和64d，其中示出了一个结合缆绳938的安全机构14kk’。缆绳938包括一个具有一个环940的第一端和一个卷绕在卷筒942上的相对端。缆绳938的中间部分穿过摩擦装置944。摩擦装置944包括用偏压构件950偏压在支撑臂948上的摩擦块946。
如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，展开模块945将缆绳938的环抛向转动的锯片952。以这种方式，环940抓住转动的锯片952的锯齿，从而将缆绳938从卷筒942展开。与此同时，摩擦装置944降低缆绳938的动量，使得锯片952完全停止。转动锯片952的角动量造成臂956绕枢轴958从图64c中所示的位置向上转动到图64d中所示的位置。应当知道，将适当量的缆绳绕卷筒942存储，以在停止事件过程中展开足够的长度。展开模块954可以包括任何足以将环940抛向锯片952的装置，例如但不限于爆炸发射装置。
图64e和64f示出了一个具有替代安全机构14kk’的配置的安全机构14kk”。同样地，相同的元件用相同的参考号代表。安装摩擦装置944’以便与臂956’协同操作。此外，把卷筒942安装在支撑臂948’的上部。
安全机构14kk”的操作与安全机构14kk’的基本相同。摩擦装置944和卷筒942的替代位置提供了与一个给定斜切锯配置相关的不同制动和组装优点。
参考图64g和64h，说明与斜切锯10ll协同操作的安全机构14ll。安全机构14ll包括展开楔960和磁流变流体冲击器962。展开楔960优选可滑动地连接到臂964。臂964的第一端枢轴连接到框架966，并且包括一个连接在相对一端的锯片968。
如果例如这里公开的一个传感机构12检测危险情况，楔960在箭头970代表的方向上朝磁流变冲击器962的上部展开。从楔960冲击冲击器962产生的力造成杆974从冲击器962射出，致使臂964和锯片968绕枢轴972向上摆动。当臂964绕枢轴972摆动时，冲击器962从图64g中所示的位置伸展到图64h中所示的位置。当冲击器962伸展到图64h中所示的位置时，电流施加到冲击器962内的磁流变流体，致使冲击器锁定在伸出的位置。众所周知，磁流变流体阻尼器利用一种通过施加磁场而具有粘度变化的流体。应当知道，可以使用替代配置将臂964保持在图64h所示的位置，例如，可以结合一个主缸筒以填充冲击器962内的液池，将臂锁定在安全位置。此外，可以结合一个偏压摆动臂将缸筒962保持在伸出位置。以这种方式，可以在杆974与冲击器962之间使用一个偏压摆动臂，以使杆974能够移动到缸筒962之外的第一伸出位置，并且阻止杆回到冲击器962中。
图64i和64j中示出了合并在锯10ll’中的安全机构14ll’，并且包括伸缩冲击器976。伸缩冲击器976包括有选择地伸出的第一和第二伸缩杆980和982。伸缩冲击器976可转动地在枢轴984连接到臂978。在安全事件过程中，杆982从杆980中伸出，从而转动臂978，从而将锯片986抬起并且与使用者脱离接触。
可以通过任何适当的装置驱动杆982，例如但不限于爆炸推进剂。应当注意，尽管将安全机构14ll’描述成组合杆980和982，但是可以组合可选数量的杆达到同样的结果。也应当知道，也可以使用结合安全机构14ll说明的磁流变冲击器或偏压转动臂将臂978保持在向上的方向。
抛射止动器现在转到图65a和65b，其中示出了一个安全机构14mm。安全机构14mm包括一个抛射止动器1020，用于在短的时间周期中有选择地停止圆形锯片1022。在这种情况下，将角动量传递到一个与锯不连接的物体，从而不产生任何导致运动的不需要的直线动量。
一般地讲，抛射止动器1020包括一个用于驱动抛射体1026的发射装置1024。在操作中，在锯片1022转动的相反方向，将抛射体1026发射到锯片1022。当抛射体1026接触锯片1022时，动能和锯片的转动惯性方向相反，从而相互抵消。如果抛射体1026的能量匹配锯片1022的转动惯性，那么锯片将完全停止。
发射装置1024可以包括任何足以用足够的动量将抛射体1026射向锯片1022的展开装置。例如，在这种方式中，发射装置可以包括爆炸装置或机械弹簧组件。抛射体1026可以包括任何具有足以在发射事件时产生抵消锯片1022的角动量的适当的动量的质量的适当材料。
现在详细说明抛射止动器1020的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，发射装置1024启动。将抛射体1026发射到锯片1022的锯齿，从而抵消锯片1022的角动量，在短时间周期中将锯片停止。与此同时，切断锯10的电力供应。在发射事件之后，必须用一个新的抛射止动器1020更换用过的抛射止动器。
不啮合锯片的锯齿图66a-66c示出了具有一个销止动器以在非常短的时间周期中停止锯片1038的安全机构14nn。这里参考斜切锯说明安全机构14nn，但是应当知道，安全机构14nn也可以用于其它锯和动力工具。销止动器1036是由一个环绕锯片1038的周边设置的槽1040构成的，并且连接到锯的框架(未示出)。槽1040也包括穿过槽1040的两侧形成的、用于工作时接收销止动器1036的孔1042。如果操作人员或其它系统希望在短的时间周期中停止锯片，将一个销1044驱入孔1042中，并且啮合沿锯片1038边缘的多个孔1046中的一个，以防止锯片1038进一步运动。更具体地讲，销1044沿锯片1038的外部路径1045啮合锯片1038。锯片1038继续转动直到销1044穿过一个邻近的孔1046。当销1044穿过孔1046时(图66c)，锯片立即停止。作为选择，如果锯片没有专门布置在锯片周边的孔1046，那么可以把销驱动到锯片的锯齿，停止锯片1038的进一步转动。
特别参考图66b和66c，详细说明安全机构14nn的操作。如果例如这里公开的一个安全机构检测到危险情况，迅速向锯片1038启动销1044，结果啮合到结合在锯片1038中的一个孔1046，从而立即停止锯片的转动。可以用任何适合的装置驱动销1044，例如但不限于偏压构件1048。
图67a和67b示出了具有凸轮止动器1050以在非常短的时间周期中停止锯片1066的另一个安全机构14oo。凸轮止动器1050一般包括一个电模块1052、一个连接到电模块1052的第一端的熔断器1056、一个连接到熔断器1056另一端的间隔器1054、一个第一偏压凸轮1058和一个通过间隔器1054保持在自然位置的第二偏压凸轮1060。在操作中，电模块1052在接收到来自另一个装置(例如，这里公开的传感机构12)的信号时，向熔断器1056释放高电流。当熔断器1056烧断时，间隔器不再限制凸轮1058和1060。一旦从间隔器1054释放，扭转弹簧1062使凸轮1058和1060向内(箭头1068表示的方向)转动，停止锯片1066。
图68a和68b示出了一个包括一个用于把使用者的手从转动的锯片1070移开的气囊装置1074的安全机构14pp。气囊1074邻近心轴1080和内、外锯片夹1082、1084设置。气囊1074是由一个邻接锯片1070定位的可迅速膨胀的容器1072，和一个使可膨胀容器1072迅速膨胀的膨胀装置1078构成的。
优选配置膨胀装置1076用一种诸如空气之类的流体使容器1072膨胀。也可以配置膨胀装置1076用诸如水、胶体之类的流体膨胀容器，而不脱离本发明的范围。
现在详细说明安全机构14pp的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，并且希望将使用者的手移开锯片，膨胀装置1076操作。膨胀装置1076迅速地使容器1072膨胀，使其从工具向外(从图68a中所示位置到图68b中所示的位置)膨胀，驱使使用者的手离开锯片1070。这样，容器1072优选膨胀到一个大于锯片1070的长度的距离，以禁止使用者与锯片1070的锯齿接触。
应当知道，可以选择将膨胀装置1076安装在邻近锯片1070的其它区域，例如，安装到框架的一部分。以这种方式，可以布置膨胀装置1076向下展开容器1072，作用在使用者的手或肢体上，将手或肢体从接触锯片1070的位置推开。
现在参考图69，示出了一个包括流体囊1090的安全机构14qq。流体囊1090是由至少一个邻近锯片1100定位的可膨胀容器1092构成的。显示出锯片1100设置在内、外锯片夹1104和1106之间的心轴1102上。流体囊1090盛有磁流变流体。当希望停止锯片1100时，将电流施加到磁流变流体，可膨胀容器1092膨胀，并且接触锯片1100。结果，流体囊1090与锯片1100之间产生的摩擦致使锯片迅速减慢到完全停止。
不啮合锯片图70示出了一个安全机构14rr。安全机构14rr包括楔入止动器1116，以在非常短的时间周期中停止锯片1118。楔入止动器1116是由一个安装到转动心轴(未专门示出)的第一齿轮1120和一个驱动地连接到第一齿轮1120的第二齿轮1122以及一个楔1124构成的。
如果例如这里公开的一个安全机构12检测到危险情况，偏压构件1126在箭头1130所示方向驱动楔1124进入啮合的第一齿轮1120的齿轮齿和第二齿轮1122的齿轮齿之间。楔1124通过阻止第一和第二齿轮1120和1122的后续转动，有效地停止锯片1118的转动。楔11 24的尖端1132是由适合于有效地消散锯片1118的转动能和动量的刚性材料构成的。
应当知道，在本发明的范围内，楔入止动器1116可以包括替代的配置。例如，可以将一个毂安装到齿轮1120或1122。在这方面，可以配置楔1124啮合从齿轮1120或1122伸出的毂。毂也可以包括环绕其周边伸出的突起。在这种配置中，楔1124优选是由一种诸如塑料之类的在停止事件中允许毂的突起插入楔1124中的柔韧材料构成。更具体地讲，在停止事件中，将楔1124驱动到毂中，致使突起插入到楔1124中，直到毂停止转动。在这种方式中，具有设置在其上的毂的齿轮停止转动，结果停止了锯片1118的转动。
制动配置的脱离部件根据这里使用的许多安全机构14，配置安全机构14以迅速地停止锯片转动。在这种方式中，突然停止锯片转动可能对锯10的电机或诸如心轴之类的其它内部传动装置造成损害。以下的驱动系统保护机构16用于限制在迅速停止事件过程中锯片电机和有关的驱动系统必须承受的力。一般地讲，保护机构16可以与这里公开的任何传感机构12或安全机构14一同使用。保护机构16包括允许锯片迅速停止(例如，当安全机构启动时)同时允许驱动系统继续转动的脱离部件。
参考图71，示出了一个与斜切锯100a工作时结合的保护机构16a。尽管将保护机构16a显示为与一个斜切锯结合，但是，应当知道，在本发明的范围内，保护机构16a也可以与其它工具一起使用。斜切锯10a的驱动系统1156包括一个工作时连接的用于转动锯片心轴1142的电机1140。固定锯片1144以便在内和外锯片夹1146和1148之间转动。内锯片夹1146包括一个延伸到心轴1142内的互补的孔1152中的键1150。以这种方式，锯片夹1146和1148又连接锯片1144，以便与心轴1142一同转动。
在停止事件过程中，例如，通过提供这里公开的一种安全机构14，锯片1144迅速停止。同时，键1150从内锯片夹1146剪断，从而使得包括心轴1142和电机1140的驱动系统1156能够继续转动。作为一个第二措施，在停止事件之后，切断对锯100a的动力，使得驱动系统1156能够慢慢转动到完全停止。但是，在任何一种场合，在驱动系统1156继续操作或慢慢进入停止时，内、外锯片夹1146、1148与锯片一同保持停止。
在停止事件之后，抛弃现在的内锯片夹1146，并且使用一个新的具有整体的键的内锯片夹。键1150优选是由一种具有足以在操作过程中保持锯片夹与心轴的连接关系的刚性，并且也具有在停止事件过程中允许键1150从锯片夹1146剪断的特性的材料构成的，例如但不限于铝。应当知道，键1150也可以包括允许锯片夹1148与心轴1142之间的选择性固定关系的外部细节。此外，应当知道，也可以选择将外锯片夹1148键入到心轴1142，产生相同的结果。此外，尽管将保护系统16说明为与实现锯片1144停止的安全机构14协同操作，但是也可以把保护系统16用于替代地配置为操纵锯片夹的安全系统14。
现在转到图72，示出了一个与动力工具100b协同操作的替代保护机构16b。相同的参考号用于代表保护机构16a的相同元件。内锯片夹1166通过部件1170键合于外锯片夹1168。部件1170可以包括诸如螺钉之类的螺纹紧固件，或替代的销。在这种方式中，配置部件1170以在停止事件时剪断，从而使内、外锯片夹1166、1168能够彼此独立地转动或停止。部件1170可以是一种能够在停止事件时分离内、外锯片夹1166、1168的粘着键。一个锯片螺栓1172将内锯片夹夹持到心轴1142。
在停止事件过程中，例如通过这里公开的安全机构14迅速地停止锯片1176。锯片1176的迅速停止造成部件1170剪断，从而使内锯片夹1166从锯片1176和外锯片夹1168脱离连接。在这方面，尽管锯片1176停止，但包括心轴1142和电机1140的驱动组件1156继续自由转动，减小了对操作人员和动力工具100b的损害。凸缘1180从锯片螺栓1172向外延伸到外锯片夹1168的内径之外。在停止事件过程中，外锯片夹1168和锯片1176可能具有向锯片螺栓1172移动的倾向。凸缘1180将外锯片夹1168保持在锯片螺栓1172和内锯片夹1166之间，阻止了外锯片夹1168和锯片1176从心轴1142脱落。
在一个附加实施例中，可以在内锯片夹1166和锯片1176之间使用偏压构件，以进一步将锯片1176和外锯片夹1168从内锯片夹1166推开。
其它制动参考图73，其中示出了一个与斜切锯10ss结合操作的、具有一个第二毂1180的安全机构14ss。连接第二毂1180以便随心轴1188转动，第二毂1180邻接内锯片夹1182设置。安装锯片1186以便在内、外锯片夹1182、1184之间转动。突起1190从第二毂1180伸出。如将要详细说明的，停止装置1192邻接毂1180设置，并且被布置为在停止事件过程中直线啮合毂1180的突起1190。
如果例如这里公开的传感机构12检测到危险情况，将停止装置1192推动到从毂1180伸出的突起1190。例如，可以通过发射装置或机械启动器启动停止装置1192。此外，停止装置1192优选是由塑料之类的足以在停止事件过程中插入突起1190的柔韧材料构成的。在停止事件之后，必须更换毂1180和止动器1192。
应当知道，可以替代地配置止动器1192直接啮合内锯片夹1182。在这种方式中，内锯片夹1182具有一个设置在其外圆周上的摩擦表面，使止动器1192啮合。此外，安全机构14ss也可以在内锯片夹1182和锯片1186之间包括一个摩擦或键配合表面，以便在停止事件过程中进一步促使用内锯片夹1182停止锯片1186。
其它止动器现在转到图74a和74b，其中示出了一个使用螺旋线止动器的1196的安全机构14tt。螺旋线止动器1196包括一个邻接锯片1200设置的渐开线花键形的凸轮构件1198。偏压构件1206将凸轮1198压到图74b所示的位置。在这方面，在工具正常操作期间，锁闩1208将凸轮1198保持或维持在图74a所示的位置。在停止事件过程中，如将要详细说明的，凸轮1198绕轴1202以逆时针方向从图74a所示位置转动到图74b所示的位置。凸轮1198是由一种足以吸收来自锯片1200的转动能的强材料构成的。同样，凸轮1198的材料必须具有足够的刚性，以完全停止锯片1200的转动。凸轮1198的表面1204显示为具有平滑的径向轮廓，但是，表面1204可以替代地具有不规则的表面，以促进凸轮1198与锯片1200之间的适当的抓紧作用。
现在说明安全机构14tt的操作。如果例如这里公开的传感机构12检测到危险情况，锁闩将凸轮1198从图74a所示的位置释放。当凸轮1198被释放时，偏压构件1206在逆时针方向上将凸轮1198压向转动的锯片1200。一旦凸轮1198接触锯片1200，锯片1200(顺时针方向转动)的转动能促使凸轮1198进一步逐渐逆时针转动，增强啮合并且使锯片1200减速。应当知道，凸轮1198可以包括其它的几何形状，而不脱离本发明的范围。此外，应当知道，可以同时使用一个环绕锯片1200的圆周的附加凸轮1198。
现在转到图75a和75b，其中示出了一个包括凸轮启动制动器1220的安全机构14uu。固定偏心凸轮1222以便随锯片1224转动。凸轮启动制动器1220包括一个邻接凸轮1222并且靠近最小半径定位的凸轮随动件1226(如图75a中所示)。在工具正常操作过程中，凸轮随动件1226处于相对于凸轮1222轴向位移的位置。一个制动臂1230连接到凸轮随动件1226，并且大致在锯片1224的切线方向上延伸。
现在详细说明安全机构14uu的操作。如果例如这里公开的一个传感机构12检测到危险情况，凸轮随动件1226向锯片1224轴向位移，从而使凸轮1222和凸轮随动件1226啮合。可以通过任何适当装置完成凸轮随动件1226的轴向位移，例如，使用机械启动器或爆炸发射事件。因此，凸轮1222的顺时针转动将把凸轮随动件从图75a中所示的位置推到图75b中所示的位置。如图所示，制动臂1230位移到锯片1224，致使锯片1224的锯齿插入臂1230，直到锯片1224立即停止。
应当知道，凸轮1222、凸轮随动件1226和制动臂1230可以包括替代几何形状，而不脱离本发明的范围。此外，可以选择配置凸轮随动件1226啮合锯的另一个转动元件，例如，心轴或锯片夹。
现在参考图76a和76b，示出了包括制动爪1232的安全机构14vv。制动爪1232以径向相对的关系邻接锯片1234设置。制动爪1232在枢轴连接点1236枢轴连接到锯的一个部分(未专门示出)。在停止事件过程中，爪1232绕枢轴连接点1236向锯片1234转动位移。
现在详细说明安全机构14vv的操作。如果例如这里公开的一个安全机构12检测到危险情况，制动爪1232从图76a中所示的位置到图76b中所示的位置插入锯片1234。爪1232优选在与锯片1234转动的相反方向上转动。可以通过例如偏压构件、机械启动器或爆炸装置把制动爪1232推到与锯片1234啮合。
安全锯片参考图77a和77b，其中示出了安全机构14ww。安全机构14ww包括设置在锯片1252上的可径向启动的保护部分1250。配置保护部分1250，以便在停止事件过程中迅速地向外位移到锯片1252圆周之上。在正常操作过程中，优选通过锁闩或类似的保持装置(未专门示出)将保护部分1250保持在图77a中所示的位置。
如果例如这里公开的一个传感机构12检测危险情况，将保护部分1250从图77a中所示的位置向外推进到图77b中所示的位置。可以通过任何适当的装置推动保护部分，例如但不限于机械偏压构件或爆炸装置。保护部分优选是由一种足以将使用者的手指或手从锯片1252移开的耐磨柔韧材料构成。
应当知道，可以使用保护部分1250的替代配置。例如，可以使用替代数量的保护部分1250，或可以把替代的几何形状用于保护部分1250。
外力制动防止与锯的转动锯片接触的结果造成的伤害的另一种考虑是使用的锯片的大小和配置。在许多应用中，使用标准锯片切除整块木料。但是，也可以用其它类型的圆形锯片执行多种其它功能，例如，开榫槽操作。这些锯片和惯用锯片经常制造成各种不同大小，这些不同大小的锯片不能用当前安装的停止装置正确地发挥功能。因此，本发明提供了一种允许使用者根据使用的锯片的尺寸将锯片机构安装在所需位置上的装置。
图78a-78c示出了一个使用制动模块1270的安全机构14xx。制动模块1270从心轴支架1272伸出，并且包括连接的启动叉1274。心轴支架1272可转动地将锯片1276连接在轴1278。通过一个窄槽1286中的销连接到心轴支架1272的制动模块1270，在停止事件过程中，啮合锯片1276的周边，以迅速将其减慢。如果使用大锯片(参考图78c中的1276’)，窄槽1286中的销1282被启动叉推到窄槽1286的远离锯片1276的一端(图78c)。如果使用一个较小的锯片(参考图78b中的1276)，窄槽1286中的销1282被启动叉推到窄槽1286的最接近锯片1276的一端(图78b)。
在停止事件过程中，通过适当的装置将制动模块1270转向转动中的锯片1276。在这种方式中，如图78b中所示，心轴支架1272可以绕轴1278顺时针转动。作为选择，制动模块1270可以绕轴1282逆时针方向转向转动中的锯片1276，如图78b中所示。
尽管以下的说明是参考台锯给出的，但是，应当知道本发明的接触系统可以应用到各种不同的动力工具和/木工工具，包括(但不限于)斜切锯、悬臂锯、圆锯、带锯、木工车床、刨床、自动敲钉机、钻床等等。
这里所述类型的木工动力工具一般通过一个用于连接到常用电连接的电源系统提供电力。因此，将本发明的安全装置说明为与具有利用电能的动力源的动力工具一同使用。但是，应当想到，利用不同动力源的木工动力工具也可以使用这里所述的安全装置，而不脱离本发明的范围。
图79示出了与台锯10yy一同使用的安全机构14yy，箱形保护装置1300。箱形保护装置1300一般是由一个实际上与锯片1304一样宽的劈刀(riving knife)1302构成的。劈刀1302与锯片1304共面定向，并且直接定位在窄槽1306之后。劈刀1302优选相对于平的上表面1308垂直向上延伸到一个高于锯片1304的高度。连接到劈刀1302顶部的是一个板1310。板1310实际上是矩形的，具有比锯片1307宽的宽度和延伸越过锯片1304的顶部的长度。板1310连接一个覆盖锯片1304的箱1312。
在一个优选实施例中，箱1312被构造成一个除去了两个相邻侧面的箱形。第一个除去的侧面处于邻接平的上表面1308的位置，以便能够将锯片罩在其中。第二个除去的侧面处于连接锯片1304的背后的位置，靠近板1310和劈刀1302。箱1312通过诸如螺栓或拉销之类的可取下固定件连接到板1310，形成一个允许选择性地抬起箱1312以便能够接近锯片1304的铰链机构。箱1312可包括一个形成在箱1312的前缘的斜坡形导向部分，以在与一块材料接触时启动箱1312。作为选择，可以使用一个把手1312或启动器将箱移动到打开位置。此外，提供了一组百叶窗1324，以便能够在限制可能接触锯片1304的物体的大小和数量的同时，监视锯片1304。
图80示出了根据本发明另一个实施例的安全机构14zz。安全机构14zz包括保护板组件1350，保护板组件1350包括一个安装到现有技术的台锯10zz的、用于引导工件的劈刀1352。可释放地连接到劈刀1352的末端的是一个延伸越过锯片1386以工作时防止不经意地接触锯片1386的保护板1354。如图所示，保护板1354包括一个沿保护板1354后部延伸接收劈刀1352的顶部边缘的槽1356。延伸跨越槽1356的是一个保持劈刀1352的前端的轭1360。位于保护板1354后部的是用于将保护板1354可释放地连接到劈刀1354的后端的可手动转动的锁闩1362。如果希望使用保护板1354，将劈刀1352的前端嵌入轭1360，并且启动锁闩1362啮合劈刀1352的后部。在这种配置中，保护板1354提供了延伸越过锯片1386整个长度的保护构件。如果不希望使用保护板1354，那么通过把锁闩1362转动到脱离啮合的位置并且向前滑动保护板1354，从而使轭1360不与劈刀1352的前导边缘接触，就可以取下保护板1354。
如图81所示，其中示出了一个包括一个可视保护装置1380的安全机构14ba。安全机构14zz的相同元件用于代表安全机构14ba的相同元件。可视保护装置1380一般是由一个具有多个用于观察锯片1356的百叶窗1384的矩形移动保护装置1382。移动保护装置1382穿过保护装置框架中的一个实际上与移动装置1382相同的简单窄缝1390。有选择地将可视保护装置1380定位在从移动保护装置1382的前导端邻接平的顶面1394的完全关闭位置到移动保护装置1382的前导端邻接保护装置框架1392的完全打开的位置的无数位置上。在操作中，向上启动移动保护装置1382，直到前导端处于工件(未示出)上表面的上方。当工件向锯片1396移动时，移动保护装置1382的前导边缘沿工件的上表面移动。在这种配置中，可视保护装置1380使得使用者能够观察锯片1396与工件之间的相互作用，同时防止接触锯片1396。
图82示出了与多个沿保护装置1380的内和外表面运动以促使保护装置1380的平滑移动的滚动构件1410协同操作的安全机构14ba’。将安全机构14ba的相同参考号用于代表安全机构14ba’的相同元件。在这方面，安全机构14ba’的操作与安全机构14ba基本相同。
图83示出了具有传感保护组件1420的安全机构14bb。传感保护组件1420一般是由安装到现有技术的台锯的一个劈刀1422和一个顶板1424构成的。一个可视保护装置1430可转动地连接到顶板1424的前端，一个传感装置1432连接到可视保护装置1430和一个包括电机或选择性地启动可视保护装置1430的螺线管1434的启动机构1436的前端。优选将可视保护装置1430形成为具有多个百叶窗1440，以在阻止使用者与锯片1444相互接触的同时，允许使用者观察锯片1444与工件之间的相互作用。连接到可视保护装置1430前端的是定向以检测向下方向的传感装置1432。如果传感装置1432检测到一个工件，它把一个信号发送到启动机构1436，以打开可视保护装置1430。启动机构1436打开可视保护装置1430，以使工件能够接近锯片1444。由于锯片1444必须由人向上启动以便能够接近锯片1444，因此传感装置1432向下定向防止了操作人员手指之类的物体接触锯片1444。因此，操作人员将会知道他们正在驱近锯片1444。作为选择，可以安装一个这里讨论的检测人类组织与工件之间的差别的传感装置，以进一步防止与锯片1444的不经意的接触。
如图84所示，其中示出了一个包括一个劈刀组件1450的安全装置14bc。在台锯的操作中，可能希望利用一个劈刀1452在执行槽、指形接头、rabbit或成对部件切割的同时引导工件。但是，劈刀不能用于进行许多其它类型的切割。安全机构14bc使得在使用劈刀1452时容易地安装劈刀1452，和在不使用劈刀1452时容易取下劈刀1452。在一个优选实施例中，劈刀组件1450包括一个具有一个共面定向的并且在锯片(未专门示出)后面的窄缝1460的基座构件1456。基座构件1456包括一个沿纵向一侧安装的拉销1464，用于有选择地啮合一个具有与拉销1464互补地形成的保持孔1466的劈刀1452。
如果希望使用劈刀1452，操作人员可以把劈刀1452滑动到基座构件1456中，并且把拉销1464从机构构件1456取出，安装劈刀1452。当劈刀1452完全就位时，操作人员可以将拉销1464返回原始位置，将劈刀1452锁定到基座构件1456。如果不希望使用劈刀1452，操作人员将拉销1464从基座构件1456取出，将劈刀1452从基座构件1456拉出。
参考图85，其中示出了一个包括保护装置保持器1480的安全机构14bd。配置保护装置保持器1480以将锯片保护装置1450锁定到枢轴板1452，从而使得能够接近心轴螺栓1454。螺钉1460将保护装置和枢轴板1452保持在所示位置。在操作过程中，下保护装置1450在逆时针方向向上转动。螺钉1460被松开以越过枢轴板1452上的突起1462。与此同时，保持器1466逆时针偏压保护装置1450，从而将保护装置1450保持在保持位置。进一步一同转动保护装置1450和枢轴板1452，直到枢轴板突起1462移动越过螺钉1460。然后，螺钉头1460阻止锯片保护装置1450和枢轴板1452顺时针转动。以这种方式，在更换锯片过程中，使用者可以不受阻碍地接近心轴螺栓1454。
现在转到图86，其中示出了一个与斜切锯10be结合操作的、包括磁流变阻尼器1470的安全机构14be。安全机构14be优选与这里公开的另一个安全机构14结合使用。如果传感机构12利用结合其它安全机构12说明的制动力启动停止事件。在停止事件过程中，迅速减速将会造成锯片1472和臂1474在工件1478的方向向下运动，并且也具有与使用者附加接触的可能性。为了制止这种情况，磁流变阻尼器1470阻止锯片1472和臂1474的向下运动。众所周知，磁流变流体阻尼器使用一种可以通过施加磁场改变粘度的流体。在停止事件过程中，优选在传感机构12检测到危险情况的同时，将信号发送到阻尼器1470。
图87和88示出了用于包括锯片缩回系统1500的动力台锯10bf的安全机构14bf。设计锯片缩回系统1500以便将锯片1502缩回到台锯10bf的工作台部分1504以下，防止或减少锯片1502与台锯10bf的操作人员之间的有害接触。尽管将本发明显示为与一个动力台锯10bf组合，但是，应当知道，本发明的教导也可以应用到具有旋转锯片的其它类型的动力锯，例如斜切锯、截断锯或圆锯。
锯片缩回系统1500包括：一个支撑锯片1502并且连接到台锯10bf的一部分的心轴支架1508，一个适合于沿心轴支架1508的一部分运行的扇形齿轮1510，一个可滑动地将扇形齿轮1510连接到心轴支架1508的离合机构1514，一个可以操作调节扇形齿轮1510的位置的蜗轮1520，以及一个连接到扇形齿轮1510和心轴支架1508、可以工作时相对于扇形齿轮1510移动心轴支架1508、将锯片1502缩回到台锯10bf的工作台部分1504之下、防止锯片1502与台锯10bf的操作人员之间的有害接触的启动装置1526。
本发明的心轴支架1508显示为是由一个支撑臂1529和一个孔1532定义的调节臂1530构成的。心轴支架1508的支撑臂1526大致水平延伸，并且包括适合于接收一个心轴1536的孔。心轴1536适合于连接到锯片1502并且允许锯片1502相对于心轴支架1508转动。心轴1536也啮合一个驱动地啮合锯片1502以工作时转动锯片1502的皮带或其它装置(未示出)。心轴支架1508的调节臂1530包括一个实际上与孔1532同心的弧形表面1540。孔1532适合于啮合一个连接到台锯10bf的一部分以使心轴支架1508能够相对于台锯10bf转动的枢轴销1542。
扇形齿轮1510被形成为具有大致的弓形形状，弓形形状具有一个实际上符合心轴支架1508的弧形表面1540的第一表面1552，扇形齿轮1510还具有一个也形成为实际上与孔1532同心的弓形形状并且具有多个齿轮齿的传动部分1554。将扇形齿轮1510定位在使得扇形齿轮1510的第一侧面能够与心轴支架1508的弧形表面1540邻接以允许在其间相对移动的位置。
离合机构1514被设计为将心轴支架1508连接到扇形齿轮1510，但是当必要的力施加到心轴支架1508或扇形齿轮1510时，允许在其间相对移动。显示离合机构1514包括一个从心轴支架1508伸出并且啮合扇形齿轮1510的偏压棘爪机构1566。棘爪机构1566是由一个被偏压构件1570向扇形齿轮1510偏压的棘爪构件1568构成的。棘爪构件1568啮合扇形齿轮1510的第一表面1572，以防止扇形齿轮1510和心轴支架1508之间的移动。应当想到，也可以使用其它类型的离合机构1514将心轴支架1508连接到扇形齿轮1510。此外，应当知道，可以将离合机构1514连接到扇形齿轮1510上的各种不同位置。
蜗轮1520适合于啮合扇形齿轮1510以控制扇形齿轮1510的运动。蜗轮1520一般是由一个轴构件1580和一个螺纹传动部分1852构成的。可以用多种方式转动蜗轮1520，例如，电启动器或曲柄。蜗轮1520的螺纹传动部分1582适合于啮合扇形齿轮1510的多个齿中的一些。当转动蜗轮1520时，螺纹传动部分1582与齿轮齿1560啮合，从而致使心轴支架1508以及连接的元件根据蜗轮1520的转动方向顺时针转动或逆时针转动。在操作中，使用蜗轮1520控制锯片1502相对于台锯10bf的工作台部分1504的顶部的高度。
在第一实施例中，将启动装置1526显示为可转动地连接到扇形齿轮1510和心轴支架1508。启动装置1526是由一个活塞1584和一个缸筒1586构成的。活塞1586连接到扇形齿轮1510和心轴支架1508中的一个。缸筒1586连接到扇形齿轮1510和心轴支架1508中的另一个。启动装置1526也包括一种设置在缸筒1586中并且在触发装置(未示出)启动时可操作膨胀的推进剂材料。当触发装置(未示出)启动时，启动装置1526的活塞1586部分轴向向外膨胀，增大启动装置1526的长度。推进剂材料优选是一种电启动爆炸材料。但是，应当想到，本发明中也可以使用其它类型的推进剂材料。也应当想到，可以使用机械装置代替启动装置1526。
在操作中，启动触发装置(未示出)造成启动装置1526轴向膨胀。当启动装置1526膨胀时，逆时针方向驱动心轴支架1508。当心轴支架1508转动时，支撑臂1526和锯片1502向下转动到台锯10bf的工作台部分1504之下的一个位置。一旦锯片1502转动台锯10bf的工作台部分1504以下，锯片1502和操作人员之间接触的可能性消失。
如图88所示，可以把一个缓冲垫1590结合到本发明的安全机构14bf的锯片缩回系统1500中。应当知道，用相同的参考号代表相同的元件。缓冲垫1590设置在心轴支架1508的后部，并且适合于在启动装置1526启动之后接收心轴支架1508的后端。缓冲垫1590消散冲击心轴支架1508的能量。所示缓冲垫1590是由减震塑料、破碎泡沫或可变形蜂窝结构之类的永久变形材料形成的。也应当想到，缓冲垫1590可以用诸如工程泡沫之类的阻尼材料，或合成橡胶之类的高摩擦啮合材料构成。
图89示出了一种使用替代的启动机构1526’的安全机构14bg。锯片缩回系统1500”的基本结构与上述实施例基本相同。但是，启动装置1526’不同。启动装置1526’包括一个在心轴支架1508中整体形成的缸筒1592。活塞1594适合于啮合整体缸筒1592。活塞1592的第一端1596形成为平顶球形形状，以使活塞1594能够与缸筒1592的内壁保持啮合。活塞1594的另一端可转动地连接到扇形齿轮1510。此外，应当想到，可以使用具有啮合缸筒内壁的依从密封帽的活塞。活塞/缸筒布置的操作实际上与上述推进剂启动装置1526相同。也应当想到，可以使用机械装置代替启动装置1526’。
图90示出了安全机构14bh。在这个实施例中，启动装置1526”连接到心轴支架1529”和台锯10bh的一部分。启动装置是由一个实际上与启动装置1526’的活塞/缸筒布置相同的活塞1608和缸筒1610构成的。活塞1608和缸筒1610布置的替代定位形式的操作与上述启动装置基本上相同。
参考图91，其中示出了一个用于具有一个圆周转动锯片1650的动力工具10bi的安全机构14bi。动力工具10bi一般是由一个可转动地连接到一个刚性基座1654臂1652构成的，并且具有一个连接到臂1652的末端的动力锯1656。安全机构14bi包括连接到基座1654和臂1652、并且可以工作时啮合动力锯1656的锯片1650的制动装置1660。本发明的安全机构14bi被显示为与一个斜切锯一同使用。应当想到，本发明可以与具有圆形锯片的其它类型的动力工具一同使用。例如，本发明的安全机构14bi可以适合于与旋臂锯、台锯或裁断锯一同使用。
工具的基座构件1654可以形成为一个具有实际上垂直的第一和第二部分1662和1664的“L”形构件。向外伸展的第一部分1662支撑安全机构14bi，并且包括一个可转动地将制动装置1660连接到基座构件1654以提供适当的制动装置1660的操作的第一连接件1670。向上伸展的第二部分1664包括一个可转动地将臂1652的一端连接到基座构件1654以允许连接到臂1652的另一端的动力锯10bi摆动的第二连接件1672。但是，应当知道，可以把基座构件1654构造成具有臂1652和制动装置1660的适当功能的各种不同配置。
安全机构14bi的臂1652一般形成为一种具有一个第一延长端1676和一个第二延长端1678的“L”形。第一延长端1676可转动地连接到基座构件1654，第二向上延长端1678适合于将动力锯1656和特别是转动轴1680定位在第一延长端1676上方的位置。臂1652也包括一个用于将制动装置连接到其上的制动器连接件1682。制动器连接件1682定位在靠近动力工具10bi的锯片1650的位置。臂1652设计为允许锯片1650相对于工件(未示出)适当地摆动。所示的臂1652是由一种诸如钢之类的具有相对高的强度的材料形成的。但是，应当想到，臂1652也可以用具有适当性质的其它材料构成。
动力锯1656连接到臂1652的末端。臂1652使得动力锯1656能够沿臂1652的末端定义的路径摆动。动力锯1656在箭头1688指示的顺时针方向操作地转动锯片1650。
本发明的动力锯1656部分被显示为是由通过心轴耦合到一个锯片1650的交流电机构成的。但是，应当想到，可以把诸如直流电动锯和具有基于烃引擎的锯之类的各种不同动力锯与本发明的安全机构14bi一同使用。
制动装置1660包括一个连接到臂1652并且在启动机构1692移动时可以操作啮合锯片1650的制动器1690。在发生诸如操作人员发出的信号、插入工件或这里公开的传感机构12检测到危险情况之类的预定事件时，可以使启动器机构1692操作。
启动机构1692一般是由一个连接到臂1652的制动连接件1682的活塞1696，和一个具有设置在其中的爆炸材料1700并且连接到基座1654的缸筒1698构成的。可以用任何一种已知的引爆炸药1700的方式引爆设置在缸筒1698中的爆炸材料1700，例如，用温度或火花。
在第一优选实施例中，制动器1690被形成为具有一个可转动地连接到臂1652的连杆1706。连杆一般是由一个连接臂1710和一个推臂1712构成的。推臂1712设置在邻近锯片1650的边缘的位置，并且包括一个适合于啮合锯片1650的制动片1718。
当启动部分启动时，炸药1700的力迅速将连杆1706的连接臂1710向上驱动。由于炸药1700非常迅速地提供了大的力，所示炸药1700的使用优先于许多其它公知的偏压装置。这种大而快速的力使得能够在短的时间周期中停止动力锯10bi的锯片1650，从而减小了与锯片1650接触造成严重伤害的机会。当连杆1706的连接臂1710被驱动向上时，定位在连杆1706的推臂一端的制动片1718被驱动与锯片1650的边缘啮合。当锯片1650的锯齿啮合制动片1718时，锯片1650被迅速减慢，直到锯片1650停止。
此外，在锯片1650的转动轴1680上方的制动片1718的相对位置，造成锯片1650的转动惯性在向上方向上消散，因此将锯片1650和动力锯1656从操作人员移开。
图93中示出了制动器的第二实施例。制动器1720与制动器1690类似，因此仅说明制动器1720的不同部分。连杆1706的推臂1722适合于啮合第一和第二枢轴连接断裂构件1728和1730。断裂构件1734和1736适合于啮合锯片1650的边缘。第一和第二断裂构件1728和1730包括啮合推臂1722的第一和第二边缘1744和1746的第一和第二凸轮表面1740和1742。当第一和第二断裂构件1734和1736启动时，第一和第二制动片1734和1736啮合锯片1650的边缘。
图94示出了制动器的第三实施例。制动器1750包括一个适合于啮合锯片1650的楔或盘制动器1752。当制动器1750启动时，推臂1722将楔1752推向锯片1650。当楔1752啮合锯片1650时，楔1752啮合锯片1650的锯齿。楔1752的楔形造成它进一步与锯片1650啮合，直到锯片1650停止。
尽管在本发明的当前优选形式中说明了本发明，但是应当知道，本发明可以修改而不脱离附属权利要求中指出的本发明的精神。