防護遵守式系統的制作方法

專利名稱：防護遵守式系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及安全器械和方法并且具體地，涉及人員防護器械和方法。
背景技術：
眾所周知，在許多辛苦工作領域，職業危害對工人健康造成了巨大的傷害。在世界上的許多地區，提供更安全工作環境的需求越來越迫切。在工業工作環境中，危險是常見的。對于使用危險器械或材料工作的人員，已經有一些改善的安全措施和步驟，為了減少工人暴露于危險，這些安全措施和步驟已被采用。多年以來，工廠機械已加上安全擋板以便在機器操作時防止接近危險的移動部件。這完全是為了試圖消除對操作者或發覺自己接近這種機械的其他人員的意外傷害的可能性。已知的安全擋板的實例為光幕、安全門和互鎖裝置以及類似物。這些解決方案是將 防護安全特征固定到可造成危險的設施或機械上。如果可能難于將危險包含在物理擋板之后，則工人可使用人員防護器材。此類人員防護器材的實例為用于保護眼睛避免拋射物材料的安全眼鏡或護目鏡、防止由于高噪音水平的聽力損失的耳罩或耳塞、免受輻射熱的反光外套、保護眼睛避免由紫外線輻射造成傷害的焊接面罩、以及類似物。危險機械的已知實例是常見的鉆床。鉆床操作者必須具有可接近工件的透明物理通道，同時能夠清楚地觀察鉆孔操作。這將操作者暴露于由于工件的飛屑或碎片而損傷眼睛的風險。雖然許多鉆床已安裝了透明的擋板，但是這些擋板通常并非完全覆蓋工作區域，并且在任何情況下可能干擾工件的處理和放置，從而導致被操作者移除。因此，通常要求鉆床或車床或類似機械的操作者穿戴眼睛防護裝置,例如護目鏡。另一常見的危害是由重型機械(例如氣錘或木鋸)產生的高噪聲水平。習慣作法是當靠近此類噪聲源時穿戴耳罩形式的聽力保護器。正確地安置于用戶的此類設備可防止由于長期暴露于高聲壓級而造成的過早聽力損失。遺憾的是，同樣眾所周知的是，盡管規章要求在許多環境中使用防護器材，但是存在有這樣的情況，操作者在操作機械之前可能刻意避免使用此類器材或者可能忘記正確地穿戴此類器材。在這些情況下，操作者可能再次暴露于物理危害之下。因此，希望的是確保用于保護操作者的安全器材有效地被安置到用戶上，并且還希望的是如果此類安全器材根本未被使用、或者替代地如果此類器材被錯誤地使用，則采取某種動作，例如關閉危險設施和機械、或防止此類危險設施和機械被啟動、或者最起碼產生警報，這樣使得操作者被提醒采取正確的動作以確保安全器材或機械操作。眼睛和耳朵保護的基本方法被很好地制定并且為本領域的技術人員所熟知。有很多披露涉及對眼鏡和耳朵保護領域中的慣例的改進。例如，Brown等人(美國專利No. 5，278，999)公開的一項發明，該發明將耳朵和眼睛保護結合在單個設備上。Graham (美國專利No. 5，243，711)公開了一種眼罩，該眼罩具有針對與頭發噴霧和頭發定型相關的危害的特征。Hartley等人(美國專利No. 7，008, 056)公開了一種發明，該發明提供沖擊和光兩種眼睛保護。有其他發明，例如Falco等人的專利(美國專利No. 7，464，786),該專利公開了提供高聲音衰減的聽力保護設備。Heller等人(W0/2009/081340)公開了一種系統，該系統使用圖像處理方法以確保防護器材被安置到用戶上。公開的這種系統對圖像進行分析，從而尋找防護器材存在的關鍵指標。該系統具有的缺點是要求防護器材是可視的。因此，如果此類器材安置于用戶衣物之下或另一件器材之下，則該器材將不被檢測到。需要的是促進用戶更好地遵守正確應用和維護安全措施的要求的方法和器械。

發明內容
前述解決方案和其他本領域一般已知解決方案的問題是這些解決方案依賴操作者來確保防護器械和方法被適當地使用。如果預期用戶并不正確地應用此類器械和方法，則提供的保護被減弱且可能無法防止損傷。本發明的實施方案提供了針對取決于在危險器械操作過程中用于操作者安全的器械的依從定位來控制潛在危險器械的問題的多個解決 方案。本發明的目的是提供監測與危險器械一起使用的防護器械的使用的裝置。此類器械通常被定位于受試體上以便在危險器械的操作過程中增強安全。在本文中，危險器械可包括但不限于例如機械的器械、焊接器械、強聲器械、熱器械、輻射散發器械、以及類似器械。本發明的另一目的是監測此類器械與受試體的接合。本發明的另一目的是監測該器械持續被正確地定位于用戶上。本發明的另一目的是根據這個被監測的器械的狀態來控制危險器械的操作。本發明的另一目的是引起警報或以其他形式提供一個信號，該信號可用于當操作危險器械時保護人員避免暴露于危險。閱讀本發明附加其上的公開內容后，其他目標將變得清楚。該發明可最有利地提供規范遵守的器械，該器械包括用于檢測一個第一器械的檢測裝置、用于檢測一個受試體的檢測裝置、用于監測所述第一器械與所述受試體的接合的監測裝置、以及用于根據所述監測裝置來控制一個第二危險器械的操作性的控制器。該檢測裝置包括用于感測一個受試體的感測裝置。存在有許多應用，其中本發明的實施方案將用于監測和執行遵守良好安全執業。本文中描述了這些實施方案中的一些。此外，本發明可最有利地提供一種遵守安全的方法，該方法包括以下步驟檢測一個防護器械、檢測所述防護器械的位置、將所述防護器械與受試體接合、并且根據所述防護裝置的位置來控制危險器械。在一個方面,本發明提供了遵守性器械(compliance apparatus),該遵守性器械包括一個防護器械、用于檢測一個受試體的檢測裝置，、以及用于輸出一個遵守性指示的決策裝置。該檢測裝置可以是一個適當的傳感器。該遵守性器械可進一步包括用于從該決策裝置接收該遵守性指示的一個控制器。該決策裝置可為任何經適當地編程的微處理器。該遵守性器械可進一步包括一個驅動器。該控制器和驅動器可包括一個單個設備。該遵守性器械可包括經由該驅動器啟動的一個接口用于以與一個第二器械連通。該第二器械可為要求防護器械結合其操作使用的機械或器材或任何其他類型的器械。該接口可為一個繼電器。該接口可與一個第二器械連通，該第二器械例如前述的機械、或器材、或其他器械。當靠近該受試體的特定解剖特征時，用于檢測該受試體的該檢測裝置可提供一個感測輸出。用于檢測該受試體的該檢測或感測裝置可以與所述受試體的特定解剖特征一致。該檢測或感測裝置可為用于感測受試體的參數特性的任何適當傳感器。該感測裝置可包括用于感測多個參數的多個傳感器。在另一方面，本發明可提供一種器械，該器械包括用于檢測一個第一防護器械的感測或檢測裝置；用于檢測一個受試體的檢測裝置；用于監測所述防護器械與所述受試體的接合的監測裝置；以及用于根據所述監測裝置來控制一個第二器械的操作性的一個控制器。該控制器可為一個經適當地編程的微處理器。本發明包括該防護器械是護目鏡。替代地，該防護器械可以衰減或反射聲音。替代地，防護器械可以衰減或者反射X射線或其他可傷害受試體的有害輻射。該防護器械可防護其他類型危險現象，例如氣體或者類似物。該器械可以包括一個電源。該器械的這些元件之間的連通可通過任何適當方法實現，例如通過固定線路、射頻、光學傳輸、聲學、或類似方式。該器械的這些元件可以被鏈接，這種鏈接可以通過代碼。在另一個方面，本發明可提供一種遵守安全的方法，該方法包括以下步驟檢測 一個受試體；確定該受試體相對于一個防護器械的位置；確定該防護器械的接合的遵守狀態；并且根據該防護器械的該遵守狀態來控制一個第二器械。該防護器械可以是用于在危險情況下防止損傷的任何類型的防護器械。在另一個方面，本發明可提供一種遵守安全的方法，該方法包括以下步驟檢測一個第一器械；檢測該第一器械的位置；將該第一器械與一個受試體接合；并且根據該第一器械的位置來控制一個第二器械。該第一器械可最有利地是一個安全器械。該控制步驟可包括根據該第一器械的狀態來防止該第二器械的操作。


圖I示出了本發明的系統框圖。圖2示出了本發明的用于防護式護目鏡的一個實施方案。圖3示出了本發明在涉及防護式護目鏡時的一個實施方案的細節。圖4示出了本發明的為了保護聽力的一個實施方案。圖5示出了本發明的為了免受雜散X輻射的一個實施方案。圖6示出了并入射頻識別RFID技術的本發明的一個實施方案。圖7示出了遵守性器械的感測和傳送電路的一個實施方案。圖8示出了遵守性器械的接收和控制電路的一個實施方案。圖9示出了遵守性器械的接收和控制單元的用戶接口的一個實施方案的示意圖。圖10示出了詳細說明該接收和控制單元的安全互鎖方面的流程圖。圖11示出了通過使用線環來定位的一個實例。圖12示出了通過使用時間行程來定位的一個實例。圖13示出了通過使用定向天線來定位的一個實例。圖14示出了通過使用光學裝置來進行定位。圖15示出了將單獨操作工識別與防護設備類型相結合的遵守性器械的一個實施方案。
具體實施例方式本發明概念被總結于圖I中且更詳細地(包括本發明各種實施方案)圖示于隨后的附圖中。應理解，本發明的不同實施方案在本文中的描述是具體的、非限定性的、用于說明目的的實例。這些實施方案被包含在本文中以提供本發明的執行的實例，且必須不能被解釋為將本發明限定于這些實施方案。應理解，本發明的范圍僅被附加其上的權力要求書限定。本發明提供了用于對監測人員防護器材的正確應用的遵守性的器械和方法，該人員防護器材包括至少一個感測裝置用于確定器械(例如人員防護器材)是否實質上被正確地定位，例如緊密地靠近于受試體(例如危險器材的操作者)、或者如果該防護器材沒有被正確定位的話則可被危險器材損傷的一個受試體。優選地，所述感測裝置至少部分地被成 形I為與穿用者的有待保護的物理區域附近的特定解剖外形或特征一致。優選地，至少一個檢測裝置2被安裝在所述感測裝置內或鄰近所述感測裝置。優選地，所述感測裝置的感測輸出檢測所述物理區域和所述解剖特征的空間定位。本發明進一步包括決策裝置3，該決策裝置在所述感測輸出上操作以便產生指示該防護器械的接合狀態一個決定輸出，該接合狀態指示該防護器械的遵守性。該接合狀態優選地是依從正確應用或不依從正確應用的一個狀態。優選地，該決策裝置提供了基于至少一個輸入的所述決定輸出9。本發明可進一步包括一個控制和驅動設備4，該控制和驅動設備被布置成接收所述決定輸出。該控制和驅動設備優選地包括至少一個接口。優選地，該至少一個接口為繼電器5，以激活或關閉危險器械或其他輸出。優選地，該接口啟動一個警報裝置。優選地，該警報裝置為一個燈6或發聲器7。優選地，該警報裝置取決于所述決定輸出的狀態。優選地，該器械進一步包括用于向電子器件供電的一個電源8。在本發明的另一實施方案中，決策設備3和這個控制和驅動設備4被結合到一個設備中。在本發明的另一個實施方案中，提供了額外的可調整延遲以延遲任何接口啟動或通知輸出，其中所述可調整延遲的范圍包括零延遲。在本發明的另一個實施方案中，一種無線連通裝置形成這個或這些檢測器2和接口驅動器4之間的至少一個鏈接。所述無線連通裝置可為任何無線電或光或聲學鏈接。這提供了允許該防護器材的穿用者的自由移動的優點。在本發明的另一個實施方案中，提供了確定該防護器材的穿用者關于危險器械的靠近，使得僅旨在被該穿用者使用的器械被激活且附近的任何其他危險器械不會被該穿用者激活。在本發明的一個實施方案中，且現參照圖2，一副防護眼鏡10在眼鏡11的鼻子隆脊上裝備有一個檢測器裝置12。該眼鏡的隆脊范圍內的鼻子的存在可被該檢測器裝置檢測，該檢測器裝置可包括任何檢測裝置，例如通過使用電極的電阻測量、電容測量，使用照明和接收光學設備的光學測量，或通過使用振動換能器或開關機構的聲學測量。鼻子在該眼鏡的隆脊范圍內的適配通過靠近或通過接觸或壓迫而影響前述檢測方法的任何一種或任何組合，從而導致一個感測輸出。電子模塊13接受前述感測輸出且經由天線14產生一個傳送信號，即使該連通裝置可為任何適當的例如電纜、無線電鏈接、光學鏈接、或聲學鏈接。該傳送信號經由一個接收天線15被一個監測設備16接收為對該防護眼鏡被正確地定位于用戶上的指示，這因此啟動了例如光學的顯示設備、或啟動了例如繼電器17的控制設備來控制危險器材。該防護眼鏡從鼻子的隆脊的隨后移除可由同一連通裝置來指示，且可被用于逆轉顯示設備的或控制繼電器的狀態。本發明最有利地包括通過決策裝置的操作而將多個檢測方法結合入該檢測裝置和感測位點。這可確保該傳感器安排在無生命物體被放置在這些穿用者特征的任何一個中的情況下不會發生故障。例如，固定于該眼鏡鉸鏈的額外傳感器位點可以確定該眼鏡的翼部是否被完全地展開到如果眼鏡被正確定位于用戶上所展開的位置。在一個替代實施方案中，至少一個臂IOa可以裝備有一個開關11b，該開關根據所述臂的位置而改變狀態。由適當裝置(例如彈簧)或只是由該眼鏡的模制過程提供的偏置力確保了當該眼鏡未被穿戴時該開關處于反映出該眼鏡未被穿戴的狀態。有利地，該開關可為斷電開關，該斷電開關提供了當該眼鏡未被穿戴時無電源被攜載電路消耗，從而提供延長的電池壽命。現參照圖4，描述了本發明的另一個實施方案。在該實施方案中，一個噪聲消除裝 置例如一副耳罩20被裝備有一個檢測裝置21，該檢測裝置檢測在耳罩的杯中是否存在耳朵的至少一個物理特征，例如耳廓。所述檢測器21優選地只是一個電容板，但可以是受任何感應或電阻、或可以受通過使用位移的觸覺方法或壓迫檢測器或受聲學方法支配的一個檢測裝置。可以有利的是將多個此類檢測方法結合以形成關于將耳罩正確應用于耳朵的更加堅定的判斷。此類檢測方法可包括溫度檢測器或傳感器，例如，一個控制器22被連接至檢測器21且確定是否在杯形中存在一個耳朵的特征。支持該耳朵檢測器的該杯形結構在這種情況下包括該傳感器。當傳感器信號指示出耳朵被正確地定位在杯形中時，該控制器經由天線23傳送無線電信號。這種傳送是由接收天線24接收的，且接口驅動器25啟動一個繼電器26以便允許噪聲器械的操作。替代地，該檢測裝置可為處于束發帶或耳朵杯形中的一個簡單開關28或壓迫檢測器，該簡單開關或壓迫檢測器指示出束發帶處于應力狀態而不是處于松弛狀態，從而指示出耳罩被定位于用戶上，所述開關或壓迫傳感器包括，例如緊抵著束發帶29的一個偏置彈簧28a和分離的接觸件28b。注意，所述開關可簡單地是控制攜載電路的電源的一個電源開關，從而當防護器材未被穿戴時有利地結合了前述感測功能與節約電源的益處。本文中參照圖5描述了本發明的另一個實施方案。該實施方案通常是患者所要求的以便經受進行診斷X射線(例如去牙科就診)、或胸部X射線、胸部X射線、以及類似情況。在此類情況下，通常的做法是為患者提供密集的鉛防護層30以吸收雜散的X射線。在該示例中，該防護層可裝備有包括物理結構和內部檢測器的一個傳感器31a或31b或多個傳感器(31a和31b兩者)，這個傳感器或這兩個傳感器被放置成當所述一個或多個傳感器處于緊密對準頸部時檢測一部分身體的存在，例如檢測患者的頸部的存在。控制器32讀取傳感器信息，且如果據認為這些傳感器正指示出該防護層的正確定位，則經由一個傳送裝置，優選天線33，傳送無線電信號。該傳送的無線電信號經由天線34被接收且通過接口驅動器35被處理以啟動繼電器36，該繼電器進而接合可被用來激活X射線機器的多個接觸件37。以此方式，如果該鉛防護層被正確地定位在一個受試體上，則該X射線機器被激活以進行操作，否則它被關閉。本發明的多個實施方案可以結合一個開關裝置以便打開和關閉人員防護器材內的電源。這具有的優點是當該防護器材不處于使用時減小了電源消耗，從而延長可能需要的任何不可重復使用的電源的壽命。電源當本發明檢測出穿用者的存在且通過一些裝置通知該防護器材被正確地定位時，必須具有接近電源的通道以操作該防護器材內的電路。存在有許多可能的電源，這些電源可被結合到本發明的多個實施方案中。在一個實施方案中，電源可經由電纜或電纜系統被提供給該人員防護器材，該電纜或電纜系統被連接至固定電源，例如工作臺或器材上安裝的電池或電源供應。此類方法會限制該防護器材的穿用者的移動的同時，該方法還具有以下優點同一個電纜或電纜系統可在連通介質起作用來標志該防護器材被正確地定位。
在另一個實施方案中，電源可通過連接至可攜帶電源的電纜被提供，該可攜帶電源被定位成由穿戴該防護器材的人員使用。電源可以是例如一個電池組。優選地，該電池組為皮帶夾式結構體。該實施方案具有提高穿用者的移動自由的優點，但是具有接合和脫離接合更加笨重的缺點。在本發明的另一個實施方案中，電源可以通過裝配到該人員防護器材上的一個攜載電池提供。這個實施方案具有允許穿用者最大移動自由的優點。在另一個實施方案中，電源可通過輻射能源被提供。這可以采取來自附近源或簡單尋覓自后臺電磁輻射的射頻能源的形式。替代地，該能源可以是通過光電池可被轉換成有用的電源的光。在本發明的另一個實施方案中，電源和連通可使用射頻識別(RFID)技術被提供。該提供可為完全無源的，其中所需的所有電源通過詢問RF域被提供，或者該電源可使用電池被增強。圖6示出了本發明的一個實施方案的圖示，示出了使用RFID技術的人員防護器材監測系統。支持結構51被適配于檢測器52，該檢測器向控制器53提供關于對有待保護的區域的靠近程度的信號。控制器53具有用于經由天線54從詢問器58接收RF能量55的天線57。這個能源可根據需要被用于向控制器53和檢測器52供電。如果這些傳感器52和隨后的控制器53指示出該防護器材適當地就位，則該控制器可將一個肯定響應57傳送至詢問器，該詢問器收到該肯定響應后可啟動繼電器59以激活危險器材進行操作或打開一個燈60或發聲器61來指不該防護器材就位了。編碼最有利地，本發明的任何實施方案可以結合裝置以便識別具體的鏈接器械，無論是防護器材或監測裝置。優選地，該鏈接是通過鍵的方式，該鍵可以是從該防護器材傳送至監測裝置的特殊代碼。優選地，該鏈接是由可產生該代碼的計算機算法執行的。以此方式，通過使用數據庫，可證實，該防護器材適合于與危險器材一起使用、或適合于穿用者有可能遭遇的環境。例如，鉆床將需要防護式護目鏡而不是聽力保護，所以通過使用傳送的代碼該監測或控制器材能夠區別不同類型的防護器材之間的數值。該鍵入可通過使用RFID技術被傳送。RFID技術可提供的益處是一組具體的防護器械被識別用于與具體器材一起使用。因此，具體的RFID標簽編號的存在可與兼容被使用的該器材的防護器材的數據庫相比較，且可防止使用，或接近潛在危險的器材，如果該人員防護器材不在該兼容數據庫中。該數據庫可進一步被用于鏈接熟練操作者以允許使用危險器材。例如，如果操作者被分發用于其專門使用的一副安全眼鏡，且如果該安全眼鏡具有與數據庫中的個體相關的獨特識別或序列編號，則該數據庫可通過管理系統被詢問以確定這個個體是否允許使用該器材。例如，個體可被培訓使用鉆床，但未被培訓使用車床。因此，盡管該個體穿戴安全眼鏡，但是該數據庫將返回否定結果，如果他/她試圖使用車床且該車床將保持停止。在另一個實施方案中，穿戴防護器材的該個體的識別可以通過單獨裝置來實現，例如通過單獨的RFID標簽或條形碼或可與該個體相關的任何其他裝置來實現，且該監測系統可以將該穿用者的人員識別的信息與該防護器材的性質相結合以確定危險器材是否應被激活。因此，參照圖15，接收系統150從防護器材151和從人員識別標簽152接收識別信號。定位 在結合了無線連通裝置的多個實施方案中，希望的是將操作范圍限制在旨在接近的器械或危險的距離范圍內。這是為了避免在一個位置工作的防護器材的穿用者啟動在臨近位置的激活響應的可能性。例如，不希望穿戴人員防護器材且操作鉆床的人員引起附近車床的激活線路的啟動。存在有可被用于增強定位性的許多方法，下文中稱為定位。通過感應線環的定位使用圍繞一個區域的線環是定位電耦合的一個非常有效的方式。現參照圖11，操作者110操作鉆床112，同時穿戴著防護式護目鏡111，該防護式護目鏡中具有本發明的一個實施方案的一部分。一個周長線環113被適當地環繞該危險器械被放置以接取從護目鏡111傳送的信號。當該護目鏡處于該線環內且無法快速地移出該線環時，該線環和傳送線圈之間的磁性耦合是最強的。因此，用于危險器械的環繞預期操作者位置的一個小感應線環是確保操作者處在正確位置的一個有效裝置。通過時間行程的定位現參照圖12，一個脈沖傳送器123發射多個電磁或超聲信號。護目鏡121接收所述信號并且通過一個返回信號124進行響應，該返回信號被鍵入至該傳送器使得該傳送器可識別該護目鏡對當前操作區域有效。從傳送器123的傳送和響應信號124的到達的一系列傳送所花費的測量時間是護目鏡關于所述脈沖傳送器的距離的直接指標以及因此的位置的度量。如果該時間處于預期界限內，則護目鏡被視為處于操作區域內。通過定向天線的定位參照圖13，定向天線133和134可被定向成使得它們的峰值敏感性在預期操作區域處交叉。因此，在所述交叉處自護目鏡131的傳送將通過指示出該操作者處于操作區域內的兩個天線被接收。替代地，將有可能使用被豎直地定位在該操作區域之上的單個天線135來實現類似結果。光學觀看視野參照圖14，光學接收器143被定位成使得該光學接收器具有覆蓋該操作區域的觀看視野144。安裝于護目鏡141內的紅外線信標定期性地發送編碼的序列至接收器143以指示出該護目鏡處于該操作區域內。避免干擾對于本領域的技術人員眾所周知的是，射頻鏈接可能受到外部輻射源的干擾。這些源可為其他電子器材，例如計算機、手持式蜂窩電話或接收發送器或者類似物。干擾可導致連通的損失，且將因而導致器材不必需地關機。在相反的情況中，如果該干擾被誤認為來自該防護器材的有效傳送，這可允許危險器械在該防護器械未就位的情況下有機會被起動。如前文所述，編碼傳送的使用緩和了后一個問題，因為該危險器材將僅在如果該危險器材相關的監測器材已經接收一個有效代碼的情況下被激活進行操作。一般而言，為了使干擾的影響最小化，在無線電傳送中使用抗干擾方法是有利的。本領域的技術人員已知的作為擴頻技術的兩個此類方法是跳頻(Frequency Hopping)和擴碼(Code Spreading)。這兩個技術提供了對干擾的顯著抵抗，且可被容易地執行，且在許多出版物中被描述，包括，例如Simon等人的《擴頻通信技術教程》(Spread SpectrumCommunications Handbook)。還參見 Blashalg 的美國專利 No. 4, 231, 113 和 Purington 的 美國專利 No. 2，635，228。最優選的實施方案本文提供了關于在防護式護目鏡領域中應用的最優選的實施方案的描述。如前文所述，本發明的范圍包含多個實施方案，其中被要求定位于用戶上的該人員防護器材可以被構成的方式為該防護器材可檢測出穿用者的至少一個物理特征的存在，因此對于最優選的實施方案的這種描述不得視為將本發明限制于具體實施方案。參照附圖，一個物理結構I (該物理結構例如可采取一副安全眼鏡的鼻子隆脊部分Ila的形式)被裝備有一對電容板12a，該對電容板是處于小金屬區域的形式，這些小金屬區域被嵌入所述鼻子隆脊范圍內且如圖7中的71a和71b所示被連接到電路上。當所述安全眼鏡被正確地穿戴時，該穿用者的鼻子對所述電容板呈現為高介電常數材料的物質，從而導致所測量的電容的增加。適當電容感測方法的詳情被公開在除其他人之外的Eichelberger 等人的美國專利 No. 4，290，052 和 Bobick 的美國專利 No. 4，103，252 中。現參照圖7，電容板71a和71b被連接至微控制器70的兩個端口管腳。初始地，微控制器70以約IOkHz的頻率轉換第一線路78a，同時將連接至一個第二線路78b的其他端口管腳設定為輸入端。電流通過一個5. I兆歐的電阻器77從轉換線路78a流出至非驅動板71b，因此對連接至線路78b上的非驅動板71b以及因此的微控制器輸入端充電和放電。通過測量從該第一驅動端口線路78a的躍遷到在第二線路78b上的檢測出的躍遷所花費的時間，有可能測量非驅動板71b所呈現出的電容負載，該非驅動板進而取決于介電常數和它附近材料的數量。由于該眼鏡的隆脊被放置在穿用者的鼻子上，所以非驅動板71b的電容將實質地增加。初始過程之后，相反的過程可被應用于被驅動的線路78b和測量的線路78a。如果初始和隨后測量相一致，則控制器70判定該防護器材被正確地定位于用戶上，且隨后使用連接至‘C0MMS’線路72的端口管腳啟動無線電傳送器部分73。無線電傳送器部分包括饋送環形天線的一個SAW穩定的單個晶體管振蕩器74。‘C0MMS’線路72被高驅動的同時無線電傳送器部分73被啟動，并且該‘ COMMS ’線路被低驅動時該無線電傳送器部分是失效的。以此方式，實現了一種簡單的打開關閉鍵入(00K)。對本領域的技術人員來說清楚的是，這是傳送代碼的基礎，這些代碼可通過適當的接收電路被接收且被比較有效性。因此，一旦微控制器70已確定該防護器材被正確地定位于用戶上，則代碼被傳送至如圖9中示意性地示出的一個接收電路(圖2中的16),這將允許操作者起動危險器材。安全互鎖順序注意，不希望由于穿上防護器材的動作而允許危險器械簡單地起動。這將導致由于突然和意外啟動此類器械的損傷的可能性。最希望的是，除了穿上該防護器材的動作之夕卜，操作者的隨后動作應為有意地打開危險器械。在適當應用該防護器材之前，任何試圖打開危險器械將被忽視，除非任選地對操作者發布穿上該防護器材的警告。此外，如果該危險器械響應于該防護器材未 被正確地定位于用戶上而被停機，則該安全互鎖順序將被重置，從而要求操作者在該防護器材適當地就位后有意地重啟該危險器械。這種邏輯被示出為圖10中的流程圖，且額外參照圖9在下文中進行說明。在圖9中可看見，接收器具有一個電源輸入端90和一個電源指示燈91，當電源可用于該單元時，該電源指示燈照亮。如果從對應的防護器材接收了一個有效代碼，則‘就緒’指示燈92照亮。當‘就緒’指示燈92照亮時，操作者可以立刻按下‘激活’按鈕93，這將導致電源輸出端94處的電源可用于危險器械。參照圖10給出了安全互鎖邏輯的更為詳細的描述。這種邏輯始于電源應用至接收器(步驟100)。當默認安全狀態時，采取的第一個動作是關閉至危險器材的電源(步驟101)。下一個步驟102查找有效代碼的到達，該有效代碼的到達將表示該防護器材現在被定位于用戶上。如果該有效代碼并未到達，流程回復到上一個步驟101。如果有效代碼被接收，則該邏輯檢查‘激活’開關93以確定它是處于未按下狀態(步驟103)。這是為了確保該開關并未滯留在按下位置，在該按下位置的滯留可以用其他方式引起電源被意外地應用于危險器械。如果前述‘激活’開關處于未按下狀態，則進行流程以打開‘就緒’燈92且等待延遲(步驟104)，這樣的延遲時間足以允許接收有效代碼，該有效代碼從該保護器材被規律地傳送。在步驟105，如果在固定延遲結束時未被接收到一個有效代碼，則系統關閉‘就緒’燈92且該邏輯復位至步驟101。替代地，在步驟106，如果有效‘激活’代碼已被接收，則系統進行檢查以查看操作者是否已按下‘激活’開關93。如果該開關尚未被按下，則邏輯回復至步驟104。然而，如果發現該開關被按下，則該邏輯前進且激活至該危險器械的電源(步驟107)。此后，該系統定期檢查‘取消’代碼(步驟108)或‘激活’代碼(步驟109)的到達。如果‘取消’代碼被接收，或者如果‘激活’代碼停止被發送，則該邏輯清除‘就緒’燈且回復至步驟101，這導致關閉至危險器械的電源。注意，當無需監測器材等待一個時間周期以確定有效‘激活’代碼尚未到達且關閉該危險器械時，‘取消’代碼的使用提供了更快的響應速度的益處。對于較少的時間要求嚴格的應用，‘取消’代碼的使用是非必須的，并且因此步驟108可被刪除，這可節省一些復雜性且因此可節省成本。清楚的是，在本發明的精神和范圍內，本領域的技術人員可容易地進行修改，應理解，本發明并非限于前文所描述的這些具體實施方案。
權利要求
1.一種器械，包括 一個防護器械； 用于檢測一個受試體的檢測裝置；以及 用于輸出一個遵守性指示的決策裝置。
2.根據權利要求I所述的器械，進一步包括一個用于從所述決策裝置接收所述遵守性指示的控制器。
3.根據權利要求2所述的器械，進一步包括一個驅動器。
4.根據權利要求3所述的器械，其中該控制器和驅動器包括一個單獨設備。
5.根據權利要求3至4的任一項所述的器械，進一步包括一個接口，該接口由用于與一個第二器械連通的所述驅動器啟動。
6.根據權利要求5所述的器械，其中所述接口為一個繼電器。
7.根據權利要求5所述的器械，其中所述接口與一個第二器械連通。
8.根據權利要求I所述的器械，其中用于檢測所述受試體的所述感測裝置當靠近于所述受試體的特定解剖特征時提供一個感測輸出。
9.根據權利要求I所述的器械，其中使用于檢測所述受試體的所述感測裝置與所述受試體的特定解剖特征一致。
10.一種器械，包括 用于檢測一個第一防護器械的檢測裝置； 用于檢測一個受試體的檢測裝置； 用于監測所述防護器械與所述受試體的接合的監測裝置；以及 用于根據所述監測裝置來控制一個第二器械的操作性的一個控制器。
11.根據權利要求I至10的任一項所述的器械，其中這些元件被鏈接。
12.根據權利要求11所述的器械，其中這種鏈接通過一個代碼被創建。
13.根據權利要求I至12的任一項所述的器械，其中所述防護器械為護目鏡。
14.根據權利要求I至13的任一項所述的器械，其中該防護器械衰減或反射聲音。
15.根據權利要求I至13的任一項所述的器械，其中該防護器械衰減X射線。
16.根據權利要求I至13的任一項所述的器械，其中該防護器械衰減、反射或以其他方式防止一個危險現象。
17.根據權利要求I至14的任一項所述的器械，進一步包括一個電源。
18.一種遵守安全的方法，包括以下步驟 檢測一個受試體； 確定所述受試體相對于防護器械的位置； 確定所述防護器械的接合的遵守狀態；并且 根據所述防護器械的遵守狀態來控制一個第二器械。
19.一種遵守安全的方法，包括以下步驟 檢測一個第一器械； 檢測所述第一器械的位置； 將所述第一器械與一個受試體接合；并且 根據所述安全器械的位置來控制一個第二器械。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述第一器械是防護器械。
全文摘要
本發明提供了用于在危險情況下遵守安全的器械和方法。該器械科可以包括用于檢測一個第一防護器械的感測裝置、用于檢測一個受試體的裝置、用于監測該防護器械與該受試體的接合的監測裝置、以及用于根據該監測裝置來控制一個第二器械的操作性的一個控制器。本發明的實施方案包括該防護器械是護目鏡或衰減聲音或輻射。該器械可以包括一個電源。該器械的這些元件之間的連通可以通過任何適當的裝置，例如通過固定線路、射頻、光學傳輸、聲學、或類似方式。本發明包括一種遵守安全的方法，該方法包括以下步驟檢測一個受試體；確定該受試體相對于一個防護器械的位置；確定該防護器械的遵守狀態；并且根據該遵守狀態來控制一個第二器械。
文檔編號F16P3/00GK102812282SQ201180005786
公開日2012年12月5日 申請日期2011年1月12日 優先權日2010年1月12日
發明者凱末爾·阿賈伊, 查爾斯·蘭德爾 申請人:全感應安全私人有限公司