本發(fā)明涉及到切割工具，具體涉及到一種基于多模態(tài)傳感的圓盤(pán)鋸安全防護(hù)系統(tǒng)及防護(hù)方法。

背景技術(shù)：

1、在建筑施工的木工領(lǐng)域，圓盤(pán)鋸是常用設(shè)備，能高效切割各類木材。但因其高速旋轉(zhuǎn)的鋸片暴露在外，易引發(fā)嚴(yán)重事故。因此，木工圓盤(pán)鋸防護(hù)罩應(yīng)運(yùn)而生，它是安裝在圓盤(pán)鋸上的防護(hù)裝置，主要由罩體、調(diào)節(jié)裝置和固定裝置構(gòu)成，罩體常用金屬薄板或高強(qiáng)度塑料制成，形狀依據(jù)鋸片尺寸和設(shè)備結(jié)構(gòu)而定，包裹住鋸片危險(xiǎn)部分。能在鋸片工作時(shí)將其部分或全部封閉，阻擋人體與鋸片接觸，從而降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

2、然而現(xiàn)有的圓盤(pán)鋸還存在如下問(wèn)題和缺點(diǎn)：

3、（1）適應(yīng)性不足：現(xiàn)有防護(hù)罩多為固定式或手動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，無(wú)法根據(jù)木材厚度自動(dòng)調(diào)整高度，導(dǎo)致切割時(shí)防護(hù)罩與工件間隙過(guò)大，木屑飛濺風(fēng)險(xiǎn)增加。

4、（2）被動(dòng)防護(hù)：傳統(tǒng)防護(hù)罩依賴物理遮擋，缺乏主動(dòng)安全機(jī)制；例如：當(dāng)操作人員手部誤入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，無(wú)法及時(shí)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。

5、（3）維護(hù)困難：對(duì)于部分可調(diào)式防護(hù)罩，常采用齒輪、滑槽等結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期使用產(chǎn)生的木屑堆積會(huì)導(dǎo)致卡滯，維護(hù)成本高。

6、（4）工人依從性低：因操作繁瑣或防護(hù)效果差，工人經(jīng)常棄用防護(hù)罩，進(jìn)一步加劇安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種基于多模態(tài)傳感的圓盤(pán)鋸安全防護(hù)系統(tǒng)及防護(hù)方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種基于多模態(tài)傳感的圓盤(pán)鋸安全防護(hù)系統(tǒng)，包括防護(hù)鋸罩，還包括：

4、可升降支架，所述可升降支架安裝于圓盤(pán)鋸工作臺(tái)的一側(cè)，所述可升降支架連接所述防護(hù)鋸罩；

5、第一檢測(cè)傳感器，設(shè)置于所述防護(hù)鋸罩的下端面，用于識(shí)別待切割工件和人體組織，并檢測(cè)待切割工件的厚度；

6、若干第二檢測(cè)傳感器，設(shè)置在所述圓盤(pán)鋸工作臺(tái)上，位于所述圓盤(pán)鋸的外圍，形成360°監(jiān)測(cè)網(wǎng)；

7、電容薄膜，設(shè)置在所述防護(hù)鋸罩的內(nèi)側(cè)，與所述第二檢測(cè)傳感器聯(lián)動(dòng)，檢測(cè)到人體組織接近時(shí)，觸發(fā)人體組織識(shí)別并發(fā)出預(yù)警信息；

8、智能控制器，所述智能控制器與所述圓盤(pán)鋸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、所述可升降支架的驅(qū)動(dòng)器、第一監(jiān)測(cè)傳感器、第二檢測(cè)傳感器和所述電容薄膜電連接，接收第一監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)以及第二檢測(cè)傳感器和所述電容薄膜發(fā)出的反饋信息。

9、本圓盤(pán)鋸安全防護(hù)系統(tǒng)基于多模態(tài)傳感和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制，化“被動(dòng)遮擋”到“主動(dòng)防御”，通過(guò)主動(dòng)感應(yīng)與快速響應(yīng)機(jī)制，顯著降低切割操作風(fēng)險(xiǎn)并提升加工效率。

10、所述第一檢測(cè)傳感器一方面用于測(cè)厚和測(cè)距，配合所述可升降支架完成所述防護(hù)鋸罩的自動(dòng)化調(diào)節(jié)；另一方面也能夠識(shí)別人體組織，比如人體手部，若是在所述防護(hù)鋸罩啟閉或者是高度調(diào)節(jié)過(guò)程中，有人體手部進(jìn)入防護(hù)鋸罩的范圍內(nèi)時(shí)，可以立馬識(shí)別出來(lái)并進(jìn)行警報(bào)，提醒人員移開(kāi)手部，防護(hù)鋸罩也不會(huì)繼續(xù)下降以免碰撞手部或者夾傷手部，風(fēng)險(xiǎn)接觸后所述防護(hù)鋸罩才能夠繼續(xù)下行。而且所述第一檢測(cè)傳感器還能夠?qū)A盤(pán)鋸工作臺(tái)上的手部進(jìn)行識(shí)別，以判斷是待切割工件還是人體手部進(jìn)入切割區(qū)域，及時(shí)反饋信息避免后續(xù)的安全隱患。

11、若干所述第二檢測(cè)傳感器設(shè)置在所述圓盤(pán)鋸的四周，能夠構(gòu)建一個(gè)360°全方位的監(jiān)控網(wǎng)，可以監(jiān)測(cè)從各個(gè)方向靠近切割區(qū)域的人體，配合防護(hù)鋸罩內(nèi)側(cè)的所述電容薄膜，能夠較為準(zhǔn)確的區(qū)分人體或者工件進(jìn)入鋸片周圍危險(xiǎn)區(qū)域，并聯(lián)合所述智能控制器采取聲音警告或制動(dòng)措施消除危險(xiǎn)；通過(guò)將多模態(tài)傳感技術(shù)(紅外+電容)與機(jī)械防護(hù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)遮擋”到“主動(dòng)防御”的跨越。

12、進(jìn)一步的，所述可升降支架包括與所述圓盤(pán)鋸工作臺(tái)連接的立柱，所述立柱上設(shè)有橫梁，所述橫梁遠(yuǎn)離所述立柱的一端設(shè)有吊桿，所述吊桿連接所述防護(hù)鋸罩；所述吊桿為升降吊桿和/或所述立柱為升降柱,?以便調(diào)節(jié)所述防護(hù)鋸罩的高度，控制其與待切割工件之間的間距。

13、進(jìn)一步的，所述第一檢測(cè)傳感器為紅外線傳感器或者激光傳感器，垂直于所述圓盤(pán)鋸工作臺(tái)發(fā)射，通過(guò)反射率差異與動(dòng)態(tài)速度分析區(qū)分目標(biāo)物，所述智能控制器內(nèi)預(yù)設(shè)有不同目標(biāo)物的反射率和動(dòng)態(tài)速度。傳感器不僅僅起到測(cè)距作用，還能夠依次來(lái)識(shí)別區(qū)分待切割工件和人體組織

14、進(jìn)一步的，所述第二檢測(cè)傳感器為紅外傳感器，設(shè)有多組，相互間隔的圍繞所述圓盤(pán)鋸布置，所述第二檢測(cè)傳感器距離所述圓盤(pán)鋸的邊緣不小于3cm，能夠在圓盤(pán)鋸?fù)鈬纬砂踩雷o(hù)區(qū)域。

15、進(jìn)一步的，所述電容薄膜貼合或者嵌設(shè)在所述防護(hù)鋸罩的內(nèi)側(cè)弧面上，所述電容薄膜基于介電常數(shù)差異設(shè)定電容變化閾值，以識(shí)別是否存在人體組織進(jìn)入所述圓盤(pán)鋸的工作范圍，所述電容變化閾值預(yù)存在所述智能控制器中。

16、進(jìn)一步的，所述電容薄膜的表面還設(shè)有復(fù)合防粘接層，所述復(fù)合防粘結(jié)層包括設(shè)置于所述電容薄膜表面的導(dǎo)電底層，以及所述導(dǎo)電底層上的疏水面層。通過(guò)所述復(fù)合防粘接層的設(shè)置能夠保證電容薄膜檢測(cè)的可靠性，也能夠避免切割產(chǎn)生的粉塵吸附在內(nèi)表面。

17、進(jìn)一步的，所述防護(hù)鋸罩上還設(shè)有報(bào)警器，所述報(bào)警器與所述智能控制器電連接。

18、進(jìn)一步的，所述防護(hù)鋸罩的尾部還設(shè)有負(fù)壓吸口，所述負(fù)壓吸口外設(shè)有轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭連接有管路并通至負(fù)壓風(fēng)機(jī)，所述負(fù)壓風(fēng)機(jī)與所述圓盤(pán)鋸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)共享控制回路，同步啟動(dòng)。對(duì)工作狀態(tài)下產(chǎn)生的渣屑進(jìn)行清理，減少渣屑堆積，提高設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備維護(hù)頻次。

19、進(jìn)一步的，所述防護(hù)鋸罩為表面設(shè)有涂層的金屬罩。

20、在一些實(shí)施方式中，所述防護(hù)鋸罩包括外層框架，以及設(shè)置在所述外層框架內(nèi)的內(nèi)層可視保護(hù)罩，所述內(nèi)層可視保護(hù)罩的內(nèi)側(cè)設(shè)置所述電容薄膜。

21、一種基于多模態(tài)傳感的圓盤(pán)鋸安全防護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)方法，所述防護(hù)方法包括如下步驟：

22、所述第一檢測(cè)傳感器識(shí)別待切割工件，并檢測(cè)所述待切割工件的厚度；調(diào)節(jié)所述防護(hù)鋸罩與所述待切割工件之間的間距至數(shù)毫米；

23、在間距調(diào)節(jié)過(guò)程中，若有人體組織進(jìn)入所述防護(hù)鋸罩的下方，所述第一檢測(cè)傳感器識(shí)別并反饋至所述智能控制器，所述智能控制器發(fā)出第一警報(bào)信息，現(xiàn)場(chǎng)警告并停止所述防護(hù)鋸罩的動(dòng)作；若無(wú)異常，啟動(dòng)所述圓盤(pán)鋸開(kāi)始切割工作；

24、在切割工作過(guò)程中，若有人體組織接近鋸片第一安全距離時(shí)，所述智能控制器發(fā)出第二警報(bào)信息，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警告；若有人體組織接近鋸片第二安全距離時(shí)，所述智能控制器發(fā)出第三警報(bào)信息，現(xiàn)場(chǎng)警告并發(fā)出指令讓所述圓盤(pán)鋸制動(dòng)。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本圓盤(pán)鋸安全防護(hù)系統(tǒng)基于多模態(tài)傳感和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制，化“被動(dòng)遮擋”到“主動(dòng)防御”，通過(guò)主動(dòng)感應(yīng)與快速響應(yīng)機(jī)制，顯著降低切割操作風(fēng)險(xiǎn)并提升加工效率；2、所述可升降支架能夠自行的完成防護(hù)鋸罩的高度調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同厚度的待切割工件，控制所述防護(hù)鋸罩與待切割工件之間的間距，減少切割過(guò)程中飛濺出來(lái)的渣屑，以免對(duì)附近的工作人員造成傷害，同時(shí)也避免人工手動(dòng)調(diào)節(jié)防護(hù)鋸罩，降低了人為操作的安全風(fēng)險(xiǎn)；3、能夠識(shí)別人體組織，比如人體手部，若是在所述防護(hù)鋸罩啟閉或者是高度調(diào)節(jié)過(guò)程中，有人體手部進(jìn)入防護(hù)鋸罩的范圍內(nèi)時(shí)，可以立馬識(shí)別出來(lái)并進(jìn)行警報(bào)，提醒人員移開(kāi)手部，防護(hù)鋸罩也不會(huì)繼續(xù)下降以免碰撞手部或者夾傷手部，風(fēng)險(xiǎn)接觸后所述防護(hù)鋸罩才能夠繼續(xù)下行；4、若干所述第二檢測(cè)傳感器設(shè)置在所述圓盤(pán)鋸的四周，能夠構(gòu)建一個(gè)360°全方位的監(jiān)控網(wǎng)，可以監(jiān)測(cè)從各個(gè)方向靠近切割區(qū)域的人體，配合防護(hù)鋸罩內(nèi)側(cè)的所述電容薄膜，能夠較為準(zhǔn)確的區(qū)分人體或者工件進(jìn)入鋸片周圍危險(xiǎn)區(qū)域，并聯(lián)合所述智能控制器采取聲音警告或制動(dòng)措施消除危險(xiǎn)；5、通過(guò)所述負(fù)壓吸口的設(shè)置能夠?qū)ぷ鳡顟B(tài)下產(chǎn)生的木屑和雜質(zhì)進(jìn)行回收，減少木屑飛濺和堆積，降低了工作環(huán)境污染，提高設(shè)備使用壽命，特別是有效提高傳感器工作穩(wěn)定性，還能顯著降低氣流波動(dòng)對(duì)電容薄膜傳感器的影響；6、通過(guò)所述復(fù)合防粘接層的設(shè)置能夠保證電容薄膜檢測(cè)的可靠性，也能夠避免切割產(chǎn)生的粉塵吸附在內(nèi)表面。