專利名稱：用于顯示與不規(guī)則形狀物品部段體積相對應(yīng)的數(shù)值的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別是在銷售點處有選擇地分割例如魚排或肉片的不規(guī)則形狀物品。迄今為止，復(fù)雜且龐大的機器已被設(shè)計用于在食物的包裝操作中，將例如魚排的食品自動切成具有所要重量的部分，它為食物零售商供應(yīng)預(yù)先稱重的包裝。
背景技術(shù)：
然而，在零售層級處，有關(guān)如何將例如魚排或肉片的不規(guī)則形狀食品切割成為消費者所要求的特定重量(或者根據(jù)重量的價格)或者確定所選部分的重量和/或價格的問題仍然存在。當(dāng)消費者要求例如魚排的食品的某個重量部分時，根據(jù)由服務(wù)者對于該部段的重量所做的最佳估計而從該物品切下部段。在稱重之后，該選擇的部分結(jié)果通常不是該消費者所要求的重量(或者價格)，這是由于在估計形狀變化相當(dāng)大的食品的特定部段的重量上的難度所致。這對于經(jīng)驗不足的服務(wù)者來說尤其是問題。此外，消費者有時可能希望在某一部分被切下之前，先看看該部分的重量(或者價格)是多少。所述的自動機器并無法實現(xiàn)此功能，并且其不適合于零售商店的應(yīng)用，因為它對于零售商店的使用來說過于龐大、復(fù)雜并且昂貴。
本發(fā)明的目的是提供一種使用相當(dāng)簡單且緊湊裝置及方法，用于快速地提供不規(guī)則形狀物品的特定未切部段的重量和/或價格的指示。
另一目的是提供適用于零售的魚類或肉類市場或者其它地方的這種裝置及方法，用于準(zhǔn)確且快速地提供食物或者其它非食物的物品的所選切開或者未切部段的重量(或者根據(jù)重量的價格)的計算。
該裝置及方法也可以用于其中非食物的物品需要分成多份、或者需要快速且準(zhǔn)確地完成重量的確定的其它切割應(yīng)用。盡管特別是有利于零售使用，但是還可用于產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中，以便為現(xiàn)有的自動化處理設(shè)備提供一種較低成本的替代方案。

發(fā)明內(nèi)容
所述的目的以及在閱讀以下說明書和權(quán)利要求時將會理解到的其它目的通過一種緊湊可手動操作的裝置來實現(xiàn)，它包括隔開支承在桌臺、輸送帶或者其它支承表面上的預(yù)定高度處的感測器棒(bar)，該預(yù)定高度足以為將被切割的物品范圍的所預(yù)料的最大厚度提供垂直的間隙。當(dāng)感測器棒支承在桌臺表面上的預(yù)定高度時，感測器棒的支承件容許該棒能夠相對于支承表面相對運動，以便通過該物品之上并且沿著該物品運動。感測器棒在每個端部處可支承在柱子上，其中所述柱子保持垂直，并且感測器棒通過操作者手動引導(dǎo)其運動。在此實施例中，感測器棒可在該桌臺表面上自由運動，并且也可被自由地拿起以用在別處。或者是，感測器棒可通過導(dǎo)架(uprights)及引導(dǎo)軸承而支承在該桌臺表面之上的高處，以在感測器棒劃過橫跨該桌臺的寬度時限制其方向及位置。
因此，感測器棒可以沿著將被切割的物品的長度手動劃過，其中該物品事先放置在該桌臺表面上。還可以在受約束感測器棒的實施例中提供感測器棒劃過的有選擇動力控制操作。
在該兩種形式中，感測器棒帶有包括一個或多個感測器的感測器配置，所述感測器在感測器棒的運動期間產(chǎn)生對應(yīng)于所通過的物品的每個截面的橫截面輪廓的信號。在某些實施例中，一個或多個感測器同時或者順序測量位于感測器棒下方的物品上表面上的各點在該支承表面上的高度，并且產(chǎn)生對應(yīng)于該高度的信號。
一種測量位移的檢測器配置與感測器棒支承件相關(guān)地設(shè)置，它在感測器棒通過該桌臺表面上的物品之上時檢測感測器棒位移的范圍及方向，并且還產(chǎn)生對應(yīng)的信號。該感測器和檢測器配置的信號傳送到適當(dāng)?shù)囊晕⑻幚砥鳛榛A(chǔ)的信號處理器，該信號處理器處理該信號，以便持續(xù)計算該物品位于一個截面之后未切部段的累計體積，感測器棒在該支承表面上的物品之上的每個相對位置處定位在該截面之上。
根據(jù)特定的物品類型的一個預(yù)定的儲存在存儲器的密度因數(shù)，可以分別計算這些累計體積，并轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)的數(shù)值的重量值，該因數(shù)可以透過電子手段而從查看(look-up)表來獲得，或者通過載入到該信號處理器的存儲器中的值來獲得。當(dāng)感測器棒通過該物品之上時，持續(xù)地或者選擇性地顯示這些數(shù)值的重量值(或者根據(jù)重量以數(shù)值表示的價格)。
該部段可以在任何所選點利用刀具從該物品切開，以提供具有準(zhǔn)確預(yù)定重量(或者價格)的部段。
可以利用各種已知形式的感測器及位移檢測器，包括機械、電子機械、光學(xué)機械、聲學(xué)、光學(xué)裝置或其它裝置。
刀具可安裝在感測器棒上，并且感測器棒可以通過感測器棒的桿(rod)支承件縮回而選擇性地降低，這容許利用始終附接在感測器棒上的刀具來切開該部段?；蛘呤牵撐锲房梢灾皇抢美绲毒?、墨水標(biāo)記器裝置、加熱元件、激光燃燒器或者尖頭柱塞(plunger)進(jìn)行標(biāo)記或者劃線，以便隨后切開該所選的部段。刀具還可以分開儲藏或者可拆卸地安裝在該棒上，并被取出用以執(zhí)行切開操作。用來切開該部段的分離式刀具可以通過在感測器棒的支承件上的表面來引導(dǎo)。
還可以安裝且驅(qū)動例如旋轉(zhuǎn)刀片或激光動力切開裝置，以沿著感測器棒往復(fù)運動，并且將該物品切成所選部段。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實施例的視圖，其中將被切割的物品以虛線表示在支承桌臺表面上的適當(dāng)位置處，該桌臺表面以局部形式表示，并且其中有信號處理器盒的放大圖。
圖1A是圖1所示的裝置的控制盒組件的放大視圖，其部分切開以表示其內(nèi)部的組件。
圖1B是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的部分分解圖，其中在支承桌臺表面上的適當(dāng)?shù)奈恢锰帉⒈磺懈畹奈锲芬蕴摼€表示，該桌臺表面以局部形式表示。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的視圖，其中在支承表面之上的將被切割的物品以虛線表示。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的視圖，其中在支承表面之上的將被切割的物品以虛線表示。
圖2C是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的視圖，其中在支承表面之上的將被切割的物品以虛線表示。
圖2D是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的視圖，其中在支承表面之上的將被切割的物品以虛線表示。
圖2E是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的視圖，其中在支承表面之上的將被切割的物品以虛線表示。
圖3A是穿過包括在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的一種形式感測器棒以及在支承表面上的將被切割物品所取的部分截面圖。
圖3B是結(jié)合在圖3A所示的感測器棒中的感測器及發(fā)射器元件的空間關(guān)系圖。
圖3C是沿著圖3A所示的感測器棒所取的放大部分截面圖，它表示感測器棒的一種變型。
圖4是穿過包括在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的第二種形式感測器棒以及在支承表面上的物品所取的部分截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的視圖，其中在支承桌臺上的適當(dāng)位置處的將被切割的物品以虛線表示，該桌臺以局部形式表示。
圖5B是利用輸送器作為物品支承表面的本發(fā)明的裝置另一實施例的視圖。
圖6A是穿過包括在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的一種形式感測器棒中所使用的柱塞高度感測器所取的部分截面圖，其中該柱塞表示在延伸位置上。
圖6B是穿過包括在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的一種形式感測器棒中所使用的柱塞高度感測器所取的部分截面圖，其中該柱塞表示在收縮位置上。
圖7是穿過圖6A及6B所示的柱塞高度感測器所取的放大橫截面圖，其中示意表示一種形式的與柱塞相關(guān)的柱塞延伸檢測器。
圖8A是支承柱下端的局部側(cè)視圖，其中概略表示位移檢測器組件。
圖8B是圖8A所示的位移檢測器所采用的連續(xù)追蹤圖案的概略視圖。
圖9A是結(jié)合另一種形式位移檢測器的感測器棒支承柱的局部側(cè)視圖。
圖9B是圖9A所示的位移檢測器實施例的某些組件的放大視圖。
圖9C是圖9A所示的位移檢測器實施例的其它組件的立體圖，其中該支承柱以虛線表示。
圖10A-1是利用噴墨標(biāo)記器對柱塞進(jìn)行標(biāo)記的局部側(cè)視圖，其中具有將被分割物品的局部視圖。
圖10A-2是圖10A-1所示標(biāo)記柱塞及相關(guān)安裝件的部分截面圖，其中標(biāo)記柱塞是在收縮位置上。
圖10A-3是圖10A-2所示標(biāo)記柱塞及安裝件的部分截面圖，其中標(biāo)記柱塞是在延伸位置上。
圖10A-4是結(jié)合在配備有噴墨標(biāo)記器裝置的根據(jù)本發(fā)明裝置中的高度感測器柱塞以及安裝件的部分截面圖，其中該柱塞表示在延伸位置上。
圖10A-5是圖10A-4的高度感測柱塞的部分截面圖，但柱塞表示在收縮位置上。
圖10B-1是利用加熱器烙印裝置對柱塞進(jìn)行標(biāo)記的局部側(cè)視圖，其中具有將被分割物品的局部視圖。
圖10B-2是圖10B-1所示標(biāo)記柱塞及相關(guān)安裝件的部分截面圖，其中該標(biāo)記柱塞在收縮位置上。
圖10B-3是圖10B-2所示標(biāo)記柱塞及安裝件的部分截面圖，其中該標(biāo)記柱塞在延伸位置上。
圖10B-4是結(jié)合在配備有加熱器烙印裝置的根據(jù)本發(fā)明的裝置中的高度感測器柱塞以及安裝件的部分截面圖，其中該柱塞表示在延伸位置上。
圖10B-5是圖10B-4的高度感測柱塞的部分截面圖，但柱塞表示在收縮位置上。
圖10C-1是利用激光標(biāo)記器對柱塞進(jìn)行標(biāo)記的局部側(cè)視圖，其中具有將被分割物品的局部視圖。
圖10C-2是圖10C-1所示標(biāo)記柱塞及相關(guān)安裝件的部分截面圖，其中該標(biāo)記柱塞在收縮位置上。
圖10C-3是圖10C-2所示標(biāo)記柱塞及安裝件的部分截面圖，其中該標(biāo)記柱塞在延伸位置上。
圖10C-4是結(jié)合在配備有激光標(biāo)記器裝置的根據(jù)本發(fā)明的裝置中的高度感測器柱塞以及安裝件的部分截面圖，其中該柱塞表示在延伸位置上。
圖10C-5是圖10C-4的高度感測柱塞的部分截面圖，但柱塞表示在收縮位置上。
圖10D-1是利用尖銳工具標(biāo)記器對柱塞進(jìn)行標(biāo)記的局部側(cè)視圖，其中具有將被分割物品的局部視圖。
圖10D-2是圖10D-1所示標(biāo)記柱塞及相關(guān)安裝件的部分截面圖，其中該標(biāo)記柱塞在收縮位置上。
圖10D-3是圖10D-2所示標(biāo)記柱塞及安裝件的部分截面圖，其中該標(biāo)記柱塞在延伸位置上。
圖10D-4是結(jié)合在配備有尖銳工具標(biāo)記器裝置的根據(jù)本發(fā)明的裝置中的高度感測器柱塞以及安裝件的部分截面圖，其中該柱塞表示在延伸位置上。
圖10D-5是圖10D-4的高度感測柱塞的部分截面圖，但柱塞表示在收縮位置上。
圖11A是標(biāo)記柱塞的橫截面圖，表示接合中的側(cè)面鎖緊銷(pin)。
圖11B是圖11A所示標(biāo)記柱塞的橫截面圖，但其中該鎖緊銷在收縮位置上。
圖12A是用于噴墨標(biāo)記的壓電噴墨標(biāo)記器機構(gòu)在其最初的狀態(tài)的局部側(cè)視圖，其中顯示將被標(biāo)記的物品的局部部分。
圖12B是圖12A所示的壓電噴墨分配機構(gòu)在墨水排出狀態(tài)中的局部側(cè)視圖，它將小滴墨水沉積在將被標(biāo)記的物品之上。
圖12C是圖12A所示的壓電噴墨分配機構(gòu)在墨水裝填狀態(tài)中的局部側(cè)視圖，其中墨水標(biāo)記在被標(biāo)記的物品之上。
圖13A是熱氣泡式噴墨標(biāo)記機構(gòu)在其最初鄰近將被標(biāo)記的物品的狀態(tài)中的局部側(cè)視圖。
圖13B是熱氣泡式噴墨標(biāo)記機構(gòu)在其墨水排出狀態(tài)中的局部側(cè)視圖，它將小滴沉積在相鄰的將被標(biāo)記的物品上。
圖13C是熱氣泡式噴墨標(biāo)記機構(gòu)在其墨水再裝填狀態(tài)中的局部側(cè)視圖，其中墨水標(biāo)記在相鄰的將被標(biāo)記的物品之上。
圖14是由感測器棒所載有的高度及位移感測器對于感測器棒橫越的物品截面所設(shè)定的直角座標(biāo)點的概略的表示圖，其體積將通過信號處理器來確定。
圖14A是由圖14所示物品部段所限定的各種形狀的概略描述圖。
圖14B是圖14中的某些線用來計算該所示物品部段的體積。
圖14C是顯示用于計算該物品截面體積的附加線。
圖15A是根據(jù)本發(fā)明結(jié)合不受約束的感測器棒的裝置的另一實施例的圖形表示，其上所指出的某些線用來計算物品截面體積。
圖15B是感測器棒的某些特性圖，它描述用于計算物品截面體積的距離。
圖16是結(jié)合用于檢測支承柱位移的電磁數(shù)字轉(zhuǎn)換器的切開桌臺的視圖，其中具有支承柱下端的局部視圖。
圖17是利用用于檢測支承柱的位移的壓敏表面的切開桌臺的視圖，其中具有支承柱的部分底部部分。
圖18A是結(jié)合聲學(xué)高度感測器的感測器棒的部分截面圖，其中示意地表示由每個感測器發(fā)射的聲波撞擊表示為在感測器棒下方的桌臺表面上靜置的物品上。
圖18B是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的圖形表示，它利用支承二維的聲學(xué)感測器陣列的感測器棒，所述感測器安裝到一個附接到感測器棒上的透明板上，其中表示計算該物品的上表面上各點高度所涉及的某些距離。
圖18C示意表示通過結(jié)合在感測器棒中的聲學(xué)檢測器陣列檢測物品上的各點高度所涉及的距離。
圖18D是圖18B所示的裝置的圖形表示，其中表示確定多元數(shù)值所涉及的某些距離。
圖18E是針對圖18D所示的感測器棒來說用來計算多元數(shù)值的某些距離的視圖。
圖19A是結(jié)合光學(xué)檢測器的感測器棒的部分截面圖，所述光學(xué)檢測器用來確定平坦?fàn)钗锲飞系母鼽c高度，該物品表示為在桌臺表面上靜置，其中示意表示撞擊在該物品上的光波。
圖19B是根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實施例的圖形表示，它在感測器棒上結(jié)合二維光學(xué)高度感測器陣列，其中表示計算所示彎曲表面物品的各點高度所涉及的距離。
圖20是具有安裝其上的一系列感測器的感測器棒的部分截面圖，感測器利用穿透波來確定在桌臺表面上靜置的物品部段的厚度。
具體實施例方式
在以下的詳細(xì)說明中，為了清楚起見，將會采用某些特定的術(shù)語，以及根據(jù)美國法典第35章第112條的要件而描述的一個特定的實施例，但由于本發(fā)明在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)能夠采用許多種形式及變化，因此所述特定的實施例將理解為非限定性的，且不應(yīng)該被解釋為具有限制含義。
參考附圖(尤其是圖1)，根據(jù)本發(fā)明的裝置10包括平的桌臺或者其它的支承表面12，其上可以放置物品14，例如，以虛線表示的魚排。桌臺表面12可以由適用于一旦選擇所要部段就切開該物品14的切板材料構(gòu)成，如下面描述。
物品14在其靜置于桌臺或者其它支承表面12上的側(cè)部應(yīng)該是大致上平坦的，以便使得重量的確定是準(zhǔn)確的。
細(xì)長的感測器棒16還包括在該裝置10中，裝置10可以通過握住感測器棒16近端的手柄18的人來便利地手動操縱。
感測器棒16通過包括兩個支承柱20、22的支承配置支承在桌臺表面12之上的預(yù)定高度處，該支承柱20、22固定在感測器棒16上，并且從感測器棒16的底面向下延伸。
在所示實施例中，感測器棒16通過使用者手動地定位成直立的，并且通常從桌臺表面12的前面延伸至后面，因為感測器棒16可通過任何方式在該表面12的平面內(nèi)自由運動，并且還可以從該表面12自由抬起以用在別處。
在此實施例中，支承柱20、22應(yīng)該盡可能接近垂直保持，并且在信號處理器-控制器盒26上的氣泡水平器24可有助于此。在該盒26中的脫離垂直的警報或者指示器302(圖1A)設(shè)置成對于由該氣泡水平器24所檢測的感測器棒16的過度傾斜方位作出響應(yīng)。
使用者最初將感測器棒16定位在物品14的一端，并且橫跨該桌臺表面12的寬度來劃過該物品14，因而沿著物品14的長度將感測器棒16通過該物品14之上。
如下面更詳細(xì)描述，在此實施例中的感測器棒16沿其長度安裝線性陣列的感測器38(在圖1中只是示意表示)，每個感測器38同時或者依序感測在特定感測器38下面定位的一個點處桌臺表面12上的該物品的上表面14的高度，并且產(chǎn)生對應(yīng)的信號。
同時，位移檢測器20A、22A分別與支承柱20、22相關(guān)，當(dāng)感測器棒16通過該物品14之上時，位移檢測器20A、22A產(chǎn)生對應(yīng)于感測器棒16在平行于該表面12的平面中位移的范圍及方向的信號。
高度感測器的信號與感測器棒16通過物品14之上的每個位置處的物品14的連續(xù)截面的橫截面輪廓的準(zhǔn)確近似值相對應(yīng)。這些信號以及由位移檢測器22A、20A所測量的增量位移值可以通過包括在信號處理器-控制器盒26中的可程序化的微處理器控制器300(其可以通過電池306來供電)的適當(dāng)程序來處理，并且由感測器38所感測的每個連續(xù)截面輪廓可以計算由感測器棒16沿其運動路徑橫越的物品14部段的累計或當(dāng)前的總體積。在下面更詳細(xì)描述計算的本質(zhì)。
感測器棒16通過其上的物品14的每個部段的計算累計體積乘以特定物品類型的密度因數(shù)，以便獲得在感測器棒16的每個位置處的部段重量值，該密度因數(shù)可儲存在信號處理器300的存儲器中、或者選擇性地利用鍵盤27輸入或者經(jīng)由輸入/輸出口58上載，并且對應(yīng)的數(shù)值持續(xù)地或選擇性地顯示在安裝在該盒26上的可調(diào)整傾斜顯示器30的屏幕上。每個部段的價格還可以通過將該部段的重量值乘以所輸入的每單位重量值的價格來計算，并且選擇性地顯示該重量或者價格、或者是同時顯示兩者。
對于每次新的操作，該顯示器30以及信號處理器300可通過適當(dāng)?shù)闹刂冒粹o來重置。
刀片15可安裝在感測器棒16上，用于從該物品14切開一個部段，如下面所述。
在此中請中，描述了各種感測器棒配置以及可用于這些不同配置的各種裝置。為了表示這些結(jié)構(gòu)的操作理論，作為實例詳細(xì)說明感測器棒和裝置的有限數(shù)量的可行配置；然而，可以一起利用在此所述或者本領(lǐng)域別處公知的各種感測器棒及相關(guān)裝置的組合，以滿足特定的應(yīng)用的需求。
圖2A表示用于將感測器棒16A支承在限定支承表面34的桌臺32上的替代性支承配置，如所述的實施例那樣，物品14放置在支承表面34上。
感測器棒16A在兩端連接到一對導(dǎo)架36A、36B，以形成橫跨桌臺32的前后尺寸的橋接結(jié)構(gòu)。
導(dǎo)架36可支承在位于桌臺32下的適當(dāng)引導(dǎo)支承接合導(dǎo)軌上(以未示出但在座標(biāo)測量機器中眾所周知的方式)，以容許有低摩擦的引導(dǎo)及受約束的運動，使得感測器棒16A相對于桌臺表面34維持垂直且方形的方位，以用于感測器棒16A橫跨該桌臺32寬度的準(zhǔn)確定向的手動或動力操作的劃過運動。
換言之，該導(dǎo)軌軸承支承并準(zhǔn)確地引導(dǎo)導(dǎo)架36A、36B，以確保感測器棒16A相對于該桌臺邊緣形成方形，并且維持感測器棒16A在該表面34上的垂直方位。
線性陣列的感測器38沿著感測器棒16A的底面安裝在向前突出的壁架17上，這產(chǎn)生對應(yīng)于平放在感測器棒16A下方的物品14的橫截面輪廓的電子信號。這通過測量平放在各自感測器38之下的物品14截面上表面上的各點在該表面34以上的高度來實現(xiàn)。這種感測器38可以采用各種的形式，例如以下所述的機械、聲學(xué)或者光學(xué)的裝置。
位移檢測器40與導(dǎo)架36B中之一相關(guān)。位移檢測器的一種眾所周知的形式包括在美國專利2,886,717中所述的云紋條紋(Moire fringe)裝置，該裝置包括沿著該桌臺的邊緣固定的細(xì)長網(wǎng)格42以及在該網(wǎng)格42上安裝在導(dǎo)架36B上的稍微傾斜的光柵44。當(dāng)該網(wǎng)格42被照射時，任一方向上的相對運動在任一方向上產(chǎn)生運動的陰影圖案，導(dǎo)架36B(以及36A)的每個增量位移產(chǎn)生對應(yīng)的陰影數(shù)量，其可以利用本領(lǐng)域的眾所周知的方式，通過光感測器(未示出)向上或向下計數(shù)，以產(chǎn)生對應(yīng)的數(shù)字信號。許多其它的線性位移檢測器是本領(lǐng)域公知的，其可用來檢測感測器棒16A的位移，而不采用所述的云紋條紋裝置。
輸入鍵盤27及顯示器35使得密度等等的設(shè)定輸入到包括在信號處理器控制器盒26內(nèi)的信號處理器300中。
在此實施例中，當(dāng)感測器棒16A橫向地劃過該桌臺32的寬度時，感測器棒16A受到其支承方式的約束，即被保持在垂直的方向上，并且相對于該桌臺表面34維持方形。使用者只需沿著感測器棒16A的受約束路徑來推動或拉動感測器棒16A即可。
這簡化了部段體積的計算，因為感測器棒16的歪斜或者位移可能發(fā)生在感測器棒16不受約束的時候，因而物品14的每個連續(xù)截面可以是需要更復(fù)雜計算的漸縮(tapered)形狀。
分離式刀具(未示出)可利用導(dǎo)架36A以及36B的側(cè)表面17作為引導(dǎo)而用來切開所選的物品部段。當(dāng)進(jìn)行切開步驟時，感測器棒16A還可以從該導(dǎo)軌移出。
圖2B表示一個替代的實施例，它具有從物品14切開所選的部段的功能。管狀的導(dǎo)軌206限制托架208的雙向運動，該托架208附接到切割刀片的定位手柄201上。切割刀片的支架(arma ture)203穿過槽200伸出，并且在其上端處固定在切割刀片的定位手柄201上。切割刀片的支架203的底端固定在該手動或者電動的旋轉(zhuǎn)切割刀片204上。當(dāng)操作者用一只手將物品14穩(wěn)固地保持向下壓靠桌臺表面34時，操作者的另一只手抓握向上突出的手柄210，并且用向前(和/或向后)運動來運動該切割刀片的定位手柄201以產(chǎn)生切痕214，這將物品14分割成所要的部分。按鈕202控制電力施加到該電動的旋轉(zhuǎn)切割刀片204的實施例上。
在圖2B的非電動的旋轉(zhuǎn)刀片的實施例中，彈簧組件(未示出)設(shè)置在該切割刀片定位手柄201和槽200之間。此組件通常是將該切割刀片的支架203向上拉起，并且在操作者在該切割刀片定位手柄201的向前后運動期間在該切割刀片定位手柄201上施加較大的壓力，使得該切割刀片204能夠越來越深地連續(xù)切入該物品14。這使得該操作者在該刀片204接近桌臺表面34時，能夠輕易地控制每次連續(xù)的切割的深度。所述的彈簧組件對于圖2B的電動的旋轉(zhuǎn)切割刀片204的實施例來說是不必要的，因為該物品14通過切割刀片的定位手柄201的一次完整運動而切斷。
圖2C表示一種用來切開所選的物品部段的另外的替代機構(gòu)。一種閘刀(guillotine)切斷機構(gòu)包括殼體224，該殼體224包圍通過平頭安裝螺釘238固定在切斷刀片232上的切割刀片延伸器/收縮器機構(gòu)228。當(dāng)操作者用一只手牢固保持物品14向下壓靠桌臺表面34時，操作者的另一只手按壓適當(dāng)標(biāo)示為“切開”的按鈕56A-56K中之一，以控制電力的施加到該切割刀片的延伸器/收縮器機構(gòu)228上，由此在向下的方向上壓迫切割刀片232的刀刃236，這使得該物品14能夠被切割成所要的部分。
圖2D表示本發(fā)明結(jié)合一個替代性的機構(gòu)以切開所選的物品部段的另一實施例。管狀的導(dǎo)軌206限制托架208的雙向運動，托架208附接到切割定位手柄201上。激光機構(gòu)216穿過槽200伸出，并且其上端處固定在切割定位手柄201是。操作者抓握該向上突出的手柄210而同時在向前(和/或向后)運動中運動該切割定位手柄201，以便通過激光218產(chǎn)生激光切痕220，該激光218將物品14分割成所要的部分。按鈕202控制電力的施加到激光機構(gòu)216上。
在所述的圖2A、2B、2C、2D、2E所示的感測及切開機構(gòu)都可以結(jié)合到產(chǎn)業(yè)自動化的環(huán)境中，因而桌臺表面34由輸送帶28所取代，輸送帶28如圖5B所示通過滾子33支承。放置在輸送帶28上的物品14從感測器棒16A上面的感測器38之下通過并且切開232，如圖2C所示。計算機控制的機構(gòu)將取代手動的操作者控制的功能。
圖2E表示結(jié)合一種用來測量體積(以及因此根據(jù)密度而得到重量以及根據(jù)重量而得到價格)并且將物品14切開成所要的部段尺寸的機構(gòu)的裝置的另一實施例。舉出的實施例利用步進(jìn)馬達(dá)組件266，當(dāng)托架268橫向地橫越桌臺表面34時，步進(jìn)馬達(dá)組件266控制托架268的橫向運動。附加的步進(jìn)馬達(dá)組件264控制感測器/切割器組件250的垂直運動，該組件250附接到安裝在托架251上的步進(jìn)馬達(dá)組件264上。當(dāng)感測器/切割器組件250橫越物品14表面時，每個步進(jìn)馬達(dá)組件264、266控制組件250沿著桌臺表面34的橫向及垂直軸的準(zhǔn)確的線性位置運動。兩個步進(jìn)馬達(dá)組件264、266在控制感測器/切割器組件250的準(zhǔn)確的位置上的聯(lián)合的操作與用來控制在數(shù)字計算機繪圖機中所用的墨水筆的位置及運動的組件相對應(yīng)。這種繪圖機多年來已經(jīng)廣泛用于商業(yè)及產(chǎn)業(yè)中。
該感測器/切割器組件250包括此后稱為高度感測器252的“光點三角測量”高度感測器38，它穿過槽200而伸出并且固定在感測器/切割器機構(gòu)250的底端上。高度感測器252包括光學(xué)發(fā)射器單元254和光學(xué)接收器單元262。發(fā)射器單元254沿著路徑256將“光點”258垂直向下投射在物品的上表面14上。接收器單元262沿著路徑260將該點成像到內(nèi)部的CCD(電荷耦合裝置)陣列或例如光二極體陣列的其它PSD(位置靈敏的檢測器)上。通過結(jié)合到高度感測器252中的信號處理器或者通過在顯示器盒26中的信號處理器300來計算從感測器252(發(fā)射器254)到位于發(fā)射器254正下方的物品14上表面上的垂直投射光點258之間的距離。在以下題為“光點三角測量為基礎(chǔ)的光學(xué)高度感測器”的章節(jié)中描述了有關(guān)此“光點三角測量”的高度感測器252的使用操作及相關(guān)高度計算的完整說明。
當(dāng)托架268位于靜止位置上，該步進(jìn)馬達(dá)組件264將感測器/切割器組件250從托架268的底側(cè)(最靠近操作者處)運動到托架268的頂側(cè)(離操作者最遠(yuǎn)處)。在此運動期間，高度感測器252持續(xù)確定感測器252的正下方的物品14部段在支承表面34之上的高度。如下面詳細(xì)說明那樣，這些高度值能夠計算高度感測器252所橫越的物品14部段的大約截面積。當(dāng)感測器/切割器250在托架268的端部處完成其行程時，步進(jìn)馬達(dá)組件266增量橫向運動到后繼位置，由此該感測器/切割器組件250接著通過步進(jìn)馬達(dá)組件264的作用而在其目前位置的相反方向上運動。通過將托架268剛剛所行進(jìn)的增量距離乘以該物品14剛剛計算的截面積，得到剛剛由高度感測器252所橫越的物品14的體積。隨著步進(jìn)馬達(dá)組件266在橫跨桌臺表面34的橫向的方向上持續(xù)運動托架268，接著停止及等待直到感測器/切割器組件250完成從托架268的一端到托架268的另一端的行程為止，通過顯示器盒26中的信號處理器300持續(xù)計算由感測器/切割器組件250所橫越的物品14的累計總體積，并且在顯示器30上顯示。
激光切開機構(gòu)216穿過槽200而伸出，并且固定在底端感測器/切割器機構(gòu)250上。在到達(dá)所要的物品14部段重量(或者根據(jù)重量的價格)之際，步進(jìn)馬達(dá)組件264將感測器/切割器機構(gòu)250定位在托架268的任一端上，由此步進(jìn)馬達(dá)組件264接著沿著托架268運動感測器/切割器組件250，使其從目前的位置到相反方向的位置。在此運動期間，激光切開機構(gòu)216發(fā)射光218，這產(chǎn)生穿過物品14的連續(xù)切痕220，因此當(dāng)感測器/切割器機構(gòu)250逐漸橫跨物品14時，它切斷物品14。
可以采用許多其它類型的切開機構(gòu)，例如(但不局限于)圖2B所示的旋轉(zhuǎn)刀片204或者高壓水刀，來代替所述的激光切開裝置。
通過感測器臂16A使得可運動高度感測器裝置在物品14之上機械運動的實施例具有許多優(yōu)于在此申請中所提出的其它非機械驅(qū)動的感測器臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。相對于沿著感測器棒16A的長度間隔開的多個高度感測器來說，通過僅采用一個可運動的高度感測器，沿著感測器臂16A的長度所測量出高度值的數(shù)量僅受限于步進(jìn)馬達(dá)組件264的增量定位準(zhǔn)確性。這避免由沿著感測器棒16A的長度實際設(shè)置(或者安裝)的高度感測器的數(shù)量所施加的限制，而不管這種高度感測器都以線性順序設(shè)置還是多個高度感測器列彼此相鄰放置。同樣，通過僅采用一個高度感測器，可以排除多個高度感測器信號之間可能的干擾。類似地，相對于多個單元來說，所采用的高度感測器機構(gòu)的整體成本降低為一個高度感測器。
高度感測器38本身可以根據(jù)許多不同的技術(shù)，例如(但不局限于)，光學(xué)、機械以及聲學(xué)的技術(shù)。各種類型的高度感測器中的某些類型在下面題為“其它的高度感測器技術(shù)”的章節(jié)中進(jìn)行描述。接著是利用基于“光點”三角測量的光學(xué)高度感測器的感測器棒的說明，而接著是利用基于″柱塞″的機械高度感測器的感測器棒的說明基于“光點”三角測量的光學(xué)高度感測器參考圖3A、3B以及3C，基于“光點”三角測量的光學(xué)高度感測器38F表示成結(jié)合在感測器棒16F中，成為沿著感測器棒16F的長度配置的線性陣列。每個高度感測器38F包括內(nèi)置于感測器棒16F中的光學(xué)發(fā)射器和接收器單元。可以采用各種的光學(xué)發(fā)射器技術(shù)，例如(但不局限于)LED元件和激光。發(fā)射器單元38F-1沿著路徑37A垂直向下在物品14的上表面上投射“光點”37B。偏移接收器單元38F-2的透鏡沿著路徑37C將此光點成像到內(nèi)部的CCD(電荷耦合元件)陣列或例如光二極體陣列的其它PSD(位置靈敏的檢測器)上，其接著確定光點37B(Z)相對于由發(fā)射器38F-1(X)和接收器38F-2(Y)的位置形成的水平線的成像角度(e)。通過結(jié)合到高度感測器38F中的處理器或者通過顯示器盒26中的信號處理器來計算從感測器38F(發(fā)射器38F-1)到感測器38F正下方的上表面上的物品14上的垂直投射光點37B的距離。
在此申請中所使用的名詞“光學(xué)”以及“光”不僅僅意味使用電磁頻譜的可見波部分，而是包括頻譜中所有顯示所述技術(shù)的必要特征的部分(例如，紅外線)。
用來確定從發(fā)射器38F-1到投射到物品14上表面上的光點37B的距離的三角學(xué)方法根據(jù)是三角測量的距離測量原理。請再參考圖3B，發(fā)射器38F-1(X)將光點37B(Z)垂直投射到物品14上表面上。接收器38F-2(Y)將此光點成像到例如CCD陣列的位置靈敏的檢測器上，它確定該光點相對于發(fā)射器X以及接收器Y的位置所形成的水平線的成像角度(e)。
形成在三個三角形的座標(biāo)YXZ的頂點X處直角三角形，因此，適用以下三角學(xué)的關(guān)系(I) Tan(e)＝c/a因此，從發(fā)射器38F-1(X)到投射光點37B(Z)的距離(c)表示為(II) c＝(a)Tan(e)對于所利用的特定的感測器38F來說，發(fā)射器(X)和接收器(Y)之間的距離(a)是已知常數(shù)。角度(e)通過位置靈敏的檢測器(例如CCD陣列)確定，因此可以計算Tan(e)。因此，從(a)和Tan(e)的乘積可以得到發(fā)射器38F-1(X)和投射光點37B(Z)之間的距離(c)。從已知的(固定的)感測器棒高度(感測器38F到桌臺表面12的距離)減去通過光學(xué)確定的距離(c)得到在感測器38F的正下方的物品14上表面相對于桌臺表面12的高度。
如果所有感測器38F的發(fā)射器在物品14上表面上同時投射光點，那么感測器38F的接收器可以檢測到不是來自于同一感測器38F的發(fā)射器的光點。如果采用較大的發(fā)射光射束寬度和/或沿著感測器棒16F長度的感測器陣列包括高密度的感測器38F單元，會增加這種可能性。這種干擾可能導(dǎo)致錯誤的物品14的高度計算，但可以通過沿著感測器棒16F長度的感測器38F單元的線性陣列的多重操作來避免。
除了所有的感測器38F單元同時投射光點之外，每個感測器38F沿著感測器棒16F的長度依序啟動及停止活動。后續(xù)的感測器38F發(fā)射器不啟動，直到目前啟動的感測器38F計算目前投射在物品14上表面上的光點的距離參數(shù)并且接著停止活動為止。沿著感測器棒16F的每個后續(xù)的感測器38F可以在固定長度的時間間隔下啟動且停止活動，而不是監(jiān)視每各自感測器38F的處理是否完成，其中該固定長度的時間間隔是感測器38F投射光點并且處理該光點的距離參數(shù)所需的最長時間。此最長時間通過使用感測器38F的操作規(guī)格來確定，由此利用處理一個高度值所需的最長(例如，“最壞情況”)時間量。使得多重固定長度的時間間隔長于最長時間期間可以確保一次只有一個感測器38F在運作，因此消除了由于多個感測器38F單元造成的光點識別錯誤。
由于例如不適合的物品14表面影像的形態(tài)特征或者碎片阻擋了感測器38F的發(fā)射器和/或接收器的原因，感測器38F未能在設(shè)定的多重時間間隔內(nèi)找到并且處理所發(fā)射的光點影像。在這種情況下，通過外插對于周圍的感測器38F位置所確定的高度值來獲得此感測器38F位置處的物品14高度。
參考圖3C，可以通過將附加的感測器38F單元結(jié)合到已經(jīng)描述的橫跨感測器棒16F的感測器38F(R1)單元的線性陣列旁邊的列中來實現(xiàn)增加密度(每個感測器棒16F的感測器38F單元的數(shù)量)。如圖所示，還可通過交錯或者共線(未示出)方式相鄰放置感測器38F(R2)的線性陣列，以便形成二維感測器38F單元的陣列。需要每個感測器38F的位置的計算結(jié)合到偏移距離的因素中，以便考慮這些偏移的感測器位置。增加的感測器密度可以收集物品14的每個特定表面積的座標(biāo)數(shù)據(jù)點，因此增加體積以及所得重量和價格(根據(jù)重量)的總體計算準(zhǔn)確性。
目前可利用多種基于“光點”三角測量的光學(xué)距離感測器，并且用于各式各樣的應(yīng)用中，例如測量容限、位置的確定、確定材料變形的存在及范圍、以及量化機械振動的特性。
基于“柱塞”的機械式高度感測器圖4表示具有機械式高度感測器配置的感測器棒16B，該配置包括沿著感測器棒16B的長度分布的彈簧推動的可伸長的柱塞46的線性陣列。柱塞46通常分別通過相關(guān)的壓縮彈簧48偏壓到完全伸長的位置，該彈簧48設(shè)置在形成在感測器棒16B中的囊袋50內(nèi)，當(dāng)柱塞46收縮到囊袋50內(nèi)時，囊袋50能夠接收與柱塞46相關(guān)的長度。每個柱塞46的尖端能夠到達(dá)桌臺表面12。物品14存在于特定的柱塞46下的任何部分造成柱塞46收縮一段距離，該距離與桌臺表面12之上物品14的表面高度相對應(yīng)，由此與物品14的厚度相對應(yīng)。
通過下面披露的線性位移感測器配置來感測每個柱塞46的收縮行程范圍，該感測器配置產(chǎn)生對應(yīng)的電信號。
可以采用許多不同類型的位移感測技術(shù)，例如(但不局限于)光學(xué)、光學(xué)-機械、機械以及電磁位移感測技術(shù)。下面例舉的線性位移感測器配置根據(jù)是光電“反射”感測器陣列。
基于光電反射感測器陣列的線性位移感測器圖6A、6B與圖7表示感測柱塞46的收縮行程的配置的細(xì)節(jié)。每個柱塞46具有面向感測器桿62的平坦側(cè)部60，感測器桿62還具有面向柱塞的側(cè)部60的平坦側(cè)部64。柱塞46的平坦側(cè)部60具有印制非反射追蹤圖案的反射表面。等距隔開的傾斜光發(fā)射器(例如，LED裝置)66的線性陣列沿著該感測器桿62的長度嵌入，它朝向柱塞46的平坦側(cè)部60，并且等距隔開的傾斜光電接收器68的類似線性陣列的沿著感測器桿62的長度嵌入，它定位成接收來自各自發(fā)射器并從側(cè)部60反射的光。
當(dāng)柱塞46穿過由螺線管線圈繞組70和感測器桿62形成的空腔上下運動時，光電發(fā)射器66/接收器68感測器陣列通過追蹤所接收到的反射光的變化圖案來確定柱塞46的位移距離。當(dāng)螺線管彈簧48占據(jù)柱塞46的位置時，為了消除由于螺線管彈簧48的反射造成的錯誤讀取，該彈簧48具有粗糙(matte)、非反射的表面(涂層)。
可以通過沿著現(xiàn)有橫跨感測器棒16B的柱塞46單元的線性陣列結(jié)合附加的柱塞46單元來實現(xiàn)增加密度(每個感測器棒16B的高度感測器柱塞46的數(shù)量)。還可彼此相鄰放置一列或多列的柱塞46，其中各自感測器交錯或者并排，以便形成二維的高度感測器柱塞46單元陣列。需要每個柱塞46的位置的計算結(jié)合到偏移距離的因素中，以考慮這些(相鄰的)偏移感測器位置。增加的感測器密度可以收集物品14的每個特定表面積的座標(biāo)數(shù)據(jù)點，因此增加體積以及所得重量和價格(根據(jù)重量)的總體計算準(zhǔn)確性。
參考圖3A和圖4，感測器棒的支承柱52設(shè)置在感測器棒16F(以及16B)的每個端部處，為了將在下面描述的目的，感測器棒還可以是收縮的。位移檢測器配置用于在感測器棒16F(或者16B)劃過期間產(chǎn)生與感測器棒16F(或者16B)在平行于支承表面12的平面中位移的范圍及方向相對應(yīng)的信號。這種配置包括每個支承柱52底部的位移檢測器54，下面詳細(xì)描述適當(dāng)檢測器54的實例。當(dāng)感測器棒16F(或者16B)從一個開始位置越過物品14的一個端部而劃過桌臺表面12時，每個檢測器54產(chǎn)生與每個柱52的端部的水平行進(jìn)位置和范圍相對應(yīng)的電子信號。當(dāng)感測器棒16F(或者16B)劃過桌臺表面12時，每個支承柱52的底端保持與桌臺表面12恒定接觸。
感測器棒的支承柱52的位移檢測器54可以根據(jù)許多不同的技術(shù)，例如(但不局限于)光學(xué)、光學(xué)-機械、電磁、機械以及壓敏(觸覺的)技術(shù)。各種類型的柱位移檢測器中的某些類型題為“其它支承柱位移檢測器技術(shù)”的章節(jié)中進(jìn)行描述。接著是基于光學(xué)的支承柱位移檢測器以及基于光學(xué)-機械的支承柱位移檢測器的說明。
光學(xué)支承柱位移檢測器的理論及操作圖8A示意描述與每個支承柱52相關(guān)的光學(xué)支承柱的位移檢測器54。此實施例包括例如LED的光發(fā)射器74、接收從桌臺表面12反射的光的聚焦透鏡76、產(chǎn)生與反射光影像相對應(yīng)的電子信號的光敏接收器或者感測器78，其中光發(fā)射器74透過支承柱52中的開口將光射束引導(dǎo)到桌臺表面12上，所述電子信號傳送到影像分析器80。
當(dāng)每個支承柱52橫越桌臺表面12同時感測器棒16F(或者16B)通過物品14上時，產(chǎn)生表面12的連續(xù)幀影像82A、82B、82C(圖8B)。當(dāng)支承柱52在桌臺表面12上運動時，分析桌臺表面12上的固有細(xì)微表面細(xì)節(jié)(例如，紋理、色彩、對比等等)以便確定每個支承柱52位移的范圍及方向。
所述光學(xué)位移檢測器技術(shù)是非機械的，不需要運動部件，在桌臺表面12上不需要預(yù)先印好的(嵌入的、刻紋的等等)的追蹤圖案，并且它與種類廣泛的傳統(tǒng)“現(xiàn)成的”切板、桌臺等等相容。
這種位移檢測器目前使用在許多計算機鼠標(biāo)裝置中。市場購得的這種類型組件的實例是Agilent科技公司的反射光學(xué)感測器HDNS-2000、透鏡HDNS-2100、LED組件夾HDNS-2200以及5mm紅色LED HLMP-ED80。進(jìn)一步的操作細(xì)節(jié)還參考Agilent科技公司題為“具有PS/2以及正交輸出的固態(tài)的光學(xué)鼠標(biāo)感測器”的應(yīng)用手冊1179。
光學(xué)-機械的支承柱的位移檢測器的理論及操作光學(xué)-機械的位移檢測器54A表示在圖9A、9B與9C中，它包括滾球84、X軸滾軸86、Y軸滾軸88、附接的X軸穿孔的光學(xué)編碼器圓盤90與Y軸穿孔的光學(xué)編碼器圓盤92、光學(xué)發(fā)射器94、96以及光學(xué)接收器98、100。當(dāng)滾球84沿著(防滑的)桌臺表面12滾動時，滾軸88和/或86通過與滾球84摩擦的接觸而轉(zhuǎn)動，使得圓盤90、92也轉(zhuǎn)動。在每個光學(xué)編碼器圓盤中的穿孔從發(fā)射器94、96所發(fā)出的光產(chǎn)生一些明暗的斑點，這通過接收器98、100檢測和分析。產(chǎn)生與柱52沿著X或Y軸的位移相對應(yīng)的電信號。
所述機械式位移檢測器技術(shù)在桌臺表面12上不需要預(yù)先印好的(嵌入的、刻紋的等等)追蹤圖案，并且它與種類廣泛的傳統(tǒng)“現(xiàn)成的”切板、桌臺等等相容。這種位移檢測器是在本領(lǐng)域眾所周知的，并且目前用于許多計算機鼠標(biāo)裝置中。
當(dāng)感測器棒16F(或者16B)劃過物品14表面時，持續(xù)捕捉與每個支承柱52的位置以及對應(yīng)的感測器38F(或者機械的柱塞46)的高度位置相對應(yīng)的信號，并傳送到盒26中的信號處理器300。當(dāng)感測器棒16F(或者16B)從物品14的一個端部橫越到沿著該物品14所劃過的每個連續(xù)的位置時，該物品14輪廓的高度位置(來自高度感測器的數(shù)據(jù))以及對應(yīng)的在下面的表面積(從支承柱52的位置計算)使得可以連續(xù)計算并顯示感測器棒16F(或者16B)所限定的每個部段的體積。由于每種類型的物品14的密度記錄在信號處理器300的存儲器中，因此在顯示器30上持續(xù)顯示即時計算的體積、重量(體積(密度)以及相關(guān)的價格(重量(每單位重量的價格)。顯示器30具有符合人體工程學(xué)的旋轉(zhuǎn)和可傾斜的基座31，以便形成便于操作者及消費者觀看的所要觀看角度。
當(dāng)測器棒16F(或者16B)劃過物品14時，分別通過減去或者加上前后運動期間橫越物品14的體積在數(shù)學(xué)上考慮間歇倒轉(zhuǎn)感測器棒16F(或者16B)的運動方向。這使得在感測器棒16F(或者16B)前后運動時，能夠連續(xù)讀取該物品14的重量及價格(根據(jù)重量)，使得在物品14切開之前，操作者能夠根據(jù)物品14的實際外觀、重量以及價格適應(yīng)旁觀消費者所要的特定部分的特定需求。
圖1表示利用卡扣到刀片15中的對應(yīng)孔內(nèi)的突出部102來將刀片15安裝到感測器棒16上，刀片15還使得端部卡扣到感測器棒16的每個端部附近的凹口104內(nèi)。刀片15容納在感測器棒16的一個側(cè)面108中的凹口106內(nèi)，以便與該側(cè)面108齊平設(shè)置。刀片15的方便安裝/拆卸使得可以針對不同構(gòu)造的物品14的需求來使用不同類型的刀片。
在感測器棒16F的情況下，當(dāng)感測器棒16F的位置到達(dá)所要的物品14的重量(或者價格)時，操作者在感測器棒16F上手動施加向下的壓力，使得兩個可收縮的柱52向上收縮，這導(dǎo)致刀具15向下運動并且與物品14接觸。同時施加一個持續(xù)向下的壓力并且橫跨該物品14表面施加來回鋸切運動，以便導(dǎo)致該物品14完全切開，從而形成所要的部段。刀片15也可以只用來標(biāo)記(劃線)物品14的表面，隨后獨立切開工具可用來最后切開物品14。
在物品14完全切開(或者劃線)并且感測器棒16F再次通過裝有彈簧的可收縮的柱52本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“重置”的按鈕56A-56K，使得顯示器30清屏，并且信號處理器300使感測器棒16F準(zhǔn)備好用來取得新物品14的數(shù)據(jù)。感測器棒16F現(xiàn)在準(zhǔn)備劃過新的物品14之上。
在感測器棒16B的情況下，當(dāng)感測器棒16B的位置到達(dá)物品14的所要的重量(或者價格)時，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“切開”的按鈕56A-56K。參考圖6A與6B，短暫脈沖的電力施加在每個螺線管線圈繞組70上，這導(dǎo)致所有的柱塞46完全收縮到感測器棒16B內(nèi)，因此壓縮彈簧48以使得柱塞46的桿47壓靠永久磁體72。每個柱塞46(桿47)變成“閂鎖”(保持相鄰)在永久磁體72上。在沒有進(jìn)一步施加電力的情況下，僅由于永久磁體72的吸引力，柱塞46靠近永久磁體72保持收縮、對齊。如下面描述，可以通過使用側(cè)裝的螺線管柱塞，來進(jìn)一步固定每個柱塞46的收縮位置。
在所有的柱塞46在其完全收縮位置時，刀具15的刀刃變成完全露出。通過在感測器棒16B上手動施加向下的壓力，兩個可收縮的柱52向上收縮，使得刀具15向下運動并且與該物品14接觸。同時施加持續(xù)向下的壓力，并且橫跨該物品14的表面施加來回鋸切運動，以便導(dǎo)致該物品14完全切開，從而形成所要的部段。刀片15也可以只用來標(biāo)記(劃線)物品14的表面，隨后獨立的切開工具可用來最后切開物品14。
在物品14完全切開(或者劃線)并且感測器棒16B再次通過該裝有彈簧的可收縮的柱52本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“重置”的按鈕56A-56K，使得具有(與最初用來收縮每個柱塞46的極性)相反極性的短暫脈沖的電力施加在每個圍繞柱塞46的螺線管線圈繞組70上。因此，每個柱塞46從永久磁體72的保持下釋放，并且它通過克服永久磁體72的吸引力以及壓縮彈簧48的自動延伸到其通常延伸配置而恢復(fù)到完全伸長的位置。此“重置”按鈕同時作用還將使得顯示器30清屏，并且信號處理器300使感測器棒16B準(zhǔn)備用于取得新物品14的數(shù)據(jù)。感測器棒16B現(xiàn)在準(zhǔn)備劃過新的物品14之上。
各種產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用可利用不同的切開方法來取代所述刀具15。例如，物品14可經(jīng)由輸送帶(圖5B)通過靜止感測器棒16A下方，隨后根據(jù)重量或價格，自動切斷刀片、激光、旋轉(zhuǎn)刀片或者高壓水切割器將物品14切成特定的部分?；蛘呤牵蛇\動的感測器棒16A可以橫越靜止單一或多個物品14之上，隨后該物品14通過所述切開工具而切開。在任一情況下，由于柱塞46不需要縮回到感測器棒16中來露出刀具15，因此省略螺線管閂鎖機構(gòu)。類似地，在這些配置中也可以從感測器棒16中省略刀具15。
如上所述，感測器棒16的控制器信號處理器300的盒26可具有水銀傾斜指示器開關(guān)24(或者類似的水平指示器)，它在感測器棒16從相對于桌臺表面12垂直的(90度)位置傾斜超過預(yù)定最大角度時發(fā)出警報302(圖1A)。當(dāng)感測器棒16橫越該物品14時，出界的傾斜角度將會使得該警報302發(fā)出聲音，以指出需要重新進(jìn)行物品的掃描?；蛘呤?，可以測量可接受的出界傾斜角度，并且在體積的計算中進(jìn)行數(shù)學(xué)補償，因而可在不中斷的情況下繼續(xù)進(jìn)行物品的掃描。該警報302還和信號處理器控制器300、傾斜開關(guān)24以及感測器棒16的電池電源306一起包括在控制器—信號處理器盒26內(nèi)。
還通過來自位移檢測器20A與22A并與支承柱20和22位置相對應(yīng)的電信號來檢測不允許的感測器棒16的運動。一個實例是當(dāng)操作者在相對于操作者太過于水平而非垂直的位置上抓握感測器棒16時。另一實例是如果操作者過快或過慢地運動感測器棒16、或者將一個/兩個支承柱20、22抬離桌臺表面12時。所檢測的支承柱座標(biāo)位置或者缺少座標(biāo)位置都會使得該警報302發(fā)出聲音，以便指出需要重新進(jìn)行物品14的掃描。
當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，通過分別減去或者加上前后運動期間該物品14被橫越的體積而在數(shù)學(xué)上考慮間歇地倒轉(zhuǎn)感測器棒16的運動方向。這使得當(dāng)感測器棒16前后運動時，能夠連續(xù)讀取物品14的重量及價格(根據(jù)重量)，使得在物品14切開之前，操作者能夠根據(jù)物品14的實際外觀、重量以及價格適應(yīng)旁觀消費者的所要特定部分的特定需求。
控制器信號處理器300可以是根據(jù)市場銷售的可程序化的微處理器的計算機晶片，它包括在盒26內(nèi)。該微處理器信號處理器300進(jìn)行程序化以進(jìn)行所述座標(biāo)、位置、體積、重量、價格以及其它所需的計算。將最初的數(shù)據(jù)(例如，密度、每單位重量的價格、產(chǎn)品代碼、條碼型態(tài)等等)輸入到信號處理器300的存儲器中可以經(jīng)由控制面板的鍵盤27來完成。數(shù)據(jù)還可以從外部來源(例如，桌上型、膝上型或者掌上型計算機)經(jīng)由無線數(shù)據(jù)聯(lián)接(例如，紅外線)或者其它例如USB(通用串行總線)的接口連接件來上載到對應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O(輸入/輸出)口58。
數(shù)據(jù)I/O(輸入/輸出)口58還可用來將數(shù)據(jù)(例如，重量、價格、產(chǎn)品代碼、條碼型態(tài)等等)傳送到外部的裝置，例如，銷售點(POS)的終端機、消費者讀取顯示器、外部計算機、收據(jù)與條碼打印機等等。當(dāng)感測器棒16結(jié)合到產(chǎn)業(yè)的分配操作時，口58的使用是重要的。例如，同時利用許多感測器棒16的生產(chǎn)線可以使得所有收集到的重量數(shù)據(jù)通過中央計算機儲存/分析。每個信號處理器300都可以經(jīng)由鍵盤27或者經(jīng)由口58通訊的外部計算機進(jìn)行程序化，以將獨特的字首識別號碼附加到傳送到中央計算機的數(shù)據(jù)流中。
當(dāng)感測器棒16橫越物品14并且顯示部段的重量(或者價格)時，高度感測器38在物品14上表面上的對應(yīng)垂直(相對于感測器棒16的基部)投射位置指出該物品14應(yīng)被切開以便產(chǎn)生具有所顯示重量(或者價格)的部段的確切位置。在圖1、3A與圖4的實施例中，刀具15平行于(并且因此并未重疊)此位置。在圖2A的實施例中，分離刀具(未示出)可利用導(dǎo)架36A與36B的側(cè)表面17作為引導(dǎo)而用來切開所選擇的物品部段。此側(cè)表面平行于該確切切開位置(并且因此沒有重合)。
類似地，在圖2B、2C與2D的實施例中，旋轉(zhuǎn)刀片、閘刀的切斷刀片以及激光切割器的切開位置還分別平行于(并且因此并未重疊)該確切切開位置。在所述實施例中，如果沒有考慮切開設(shè)備和確切切開線之間的這種小位置差值時，所產(chǎn)生的切開部段重量(或者價格)將會稍微不同于在該掃描顯示器30上所指出的重量(或者價格)。在許多應(yīng)用中，此差值可以認(rèn)為是不重要的。在例如快速估計重量或價格的應(yīng)用中，可以在物品14的部段切開之后，利用傳統(tǒng)的秤進(jìn)行最后稱重(以及估價)。盡管如此，對于手動與自動化的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用來說，可以消除此差值。
在自動化的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的背景下，由于使用程序控制的切開工具(例如，自動切斷刀片、激光、旋轉(zhuǎn)刀片或高壓噴射水流)來取代刀具15，因此這些工具完全與高度感測器38的位置對齊，隨后當(dāng)感測器棒16到達(dá)所要的分開位置時，在確切切開線上切開物品14。在部分自動化或者手動的應(yīng)用中，使用各種標(biāo)記的/劃線的技術(shù)使得可以在物品14上表面上對于代表性垂直投射(相對于感測器棒16)的高度感測器38的位置進(jìn)行標(biāo)記(劃線)，由此刀片15或者分離式切開工具或刀具接著可以沿著所述劃線標(biāo)記切開該物品14，這產(chǎn)生在顯示器30上所指出的重量(或者價格)。
在確切切割線上對物品14進(jìn)行標(biāo)記(劃線)可以通過首先沿著垂直投射(相對于感測器棒16的基部)的感測器38位置(或者在感測器38位置之間線性設(shè)置的位置)標(biāo)記/劃線該物品14的上表面，并且接著沿著這些劃線標(biāo)記用刀片15或者分離式切開工具或刀具來切開該物品14，從而分割物品14。許多不同的技術(shù)都可用來標(biāo)記/劃線物品14的上表面，以指出此切開線。其中實例包括(但不局限于)墨水分配機構(gòu)(例如，基于壓電、基于熱氣泡、基于機械、基于電子機械等等)、熱/燒灼電氣元件、激光燒灼發(fā)射器以及尖端工具。
下面是墨水分配標(biāo)記機構(gòu)以及基于熱/燒灼電氣元件、激光燒灼發(fā)射器以及尖端螺線管柱塞的標(biāo)記/劃線機構(gòu)的詳細(xì)說明。所有這些標(biāo)記機構(gòu)可以結(jié)合在如下裝置中I)通常為收縮的機械式螺線管標(biāo)記柱塞46C中(例如，圖4)，它平行于高度感測器38的位置并且設(shè)置在高度感測器38的位置之間，并且專用于標(biāo)記/劃線該物品14的表面，或者是II)通常為延伸的機械式螺線管高度感測器柱塞46中，它還用來確定物品14的高度。通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C具有優(yōu)于下面描述的位于機械式高度感測器柱塞46內(nèi)的標(biāo)記/劃線機構(gòu)的優(yōu)點在于由于與物品14的表面有限的實體接觸，該標(biāo)記柱塞46C具有由于物品14上表面上的可能表面碎片而變得被阻擋的減小可能性。
I)位于高度感測器38的位置之間的專用于標(biāo)記/劃線的標(biāo)記柱塞46Ca)墨水分配標(biāo)記機構(gòu)127參考圖10A-1，每個通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C包括墨水分配機構(gòu)空腔126，它包括電氣控制的墨水分配機構(gòu)127，墨水分配機構(gòu)127透過噴嘴132將墨水128噴到物品14的上表面上，這形成墨水標(biāo)記134。錐形環(huán)145將墨水分配噴嘴132和物品14上表面分開，因此降低了物品14的表面碎片阻擋噴嘴132操作的可能性。
墨水分配機構(gòu)127可以根據(jù)許多不同的技術(shù)，包括(但不局限于)壓電、熱氣泡式、機械式以及電動機械式技術(shù)。以下是基于壓電以及熱氣泡式噴墨技術(shù)的墨水分配機構(gòu)127的說明。這兩種技術(shù)廣泛用于目前的噴墨打印機裝置中。
基于壓電的墨水分配機構(gòu)127的理論及操作圖12A表示一種在最初狀態(tài)下的基于壓電的墨水分配機構(gòu)127，由此沒有電流經(jīng)由電導(dǎo)線139施加到換能器140上。在此狀態(tài)中，換能器140維持在一種平配置中。電流施加到換能器140上，使得換能器140在交替的上下方向上振動。參考圖12B，由于換能器140向下柔曲，因此墨水141被迫離開噴嘴142而產(chǎn)生墨水滴144，這在物品14的上表面上形成墨水標(biāo)記146。參考圖12C，由于換能器140向上柔曲，因此墨水141經(jīng)由導(dǎo)管143從墨水貯存器(未示出)吸出，因此取代剛剛通過噴嘴142釋放的墨水。
錐形環(huán)145將墨水分配噴嘴142和物品14上表面分開，因此降低物品14的表面碎片阻擋噴嘴142操作的可能性。
基于熱氣泡式的墨水分配機構(gòu)127的理論及操作圖13A描述一種在最初的狀態(tài)下的基于熱氣泡式的墨水分配機構(gòu)127，由此沒有電流經(jīng)由電導(dǎo)線138施加到加熱元件150上。參考圖13B，電流經(jīng)由電導(dǎo)線138施加到加熱元件150上，加熱墨水151。部分墨水151蒸發(fā)，這導(dǎo)致氣泡156形成。由氣泡156所產(chǎn)生的增壓將墨水151壓迫離開噴嘴152，這產(chǎn)生墨水滴154而在物品14上表面上形成墨水標(biāo)記155。參考圖13C，氣泡156隨后破滅產(chǎn)生真空，它導(dǎo)致附加的墨水151經(jīng)由導(dǎo)管153從墨水貯存器(未示出)中吸出，因此取代剛剛通過噴嘴152釋放的墨水。
該錐形環(huán)145將墨水分配噴嘴152和物品14的上表面分開，因此降低物品14的表面碎片阻擋噴嘴152操作的可能性。
參考圖10A-1、10A-2、10A-3、11A以及11B，并且在這里簡明概述，而隨后進(jìn)行詳細(xì)描述，當(dāng)感測器棒16橫越該物品14時，標(biāo)記柱塞46C的通常收縮位置(圖10A-2與圖11A)分開墨水分配機構(gòu)127，使其不在物品14上表面附近。這降低物品14表面碎片擋住墨水噴嘴132的可能性。當(dāng)感測器棒16到達(dá)所要的物品14重量(或者價格)時，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“標(biāo)記”的按鈕56A-56K，這使得每個通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C向下延伸(圖10A-3與圖11B)并且與物品14的上表面接觸，由此墨水128通過噴嘴132自動噴射到物品14的上表面上，以形成墨水標(biāo)記134。來自包括在標(biāo)記柱塞46C內(nèi)的兩個或多個墨水分配機構(gòu)127的兩個或多個墨水標(biāo)記指出用來將物品14切割成為所要重量(或者根據(jù)重量的價格)的確切切開線。再次參考圖10A-2與圖11A，在每個標(biāo)記柱塞46C分別將墨水標(biāo)記分配到該物品14的表面上之后，柱塞46C自動收縮到感測器棒16殼體內(nèi)的各自螺線管線圈繞組70C內(nèi)，由此在每個柱塞46C的頂端處的標(biāo)記柱塞桿47C通過永久磁體72C的吸引力保持與永久磁體72C相鄰。柱塞46C通過側(cè)裝的螺線管柱塞116C的自動延伸而進(jìn)一步固定，該柱塞116C接合到位于柱塞46C面向側(cè)裝螺線管柱塞116C的側(cè)部上的鋸齒形的凹口110C內(nèi)。
詳細(xì)地說，標(biāo)記柱塞46C的通常為收縮的狀態(tài)表示在圖10A-2和圖11A中。在每個標(biāo)記柱塞46C頂端處的桿47C通過永久磁體72C的吸引力保持與永久磁體72C相鄰。如圖所示，標(biāo)記柱塞46C通過通常延伸的彈簧112C而進(jìn)一步固定，該彈簧112C在側(cè)裝的柱塞116C的基部114C上施加力，柱塞116C接合柱塞46C的凹口110C。當(dāng)感測器棒16橫越物品14并且到達(dá)所要的重量(或者根據(jù)重量的價格)時，按壓適當(dāng)標(biāo)示為“標(biāo)記”的按鈕56A-56K，這使得同時將電力施加到螺線管線圈繞組108C上以及將短脈沖的電力施加到螺線管線圈繞組70C上。如圖10A-3和圖11B所示，這使得每個側(cè)裝的柱塞116C從其接合在柱塞46C的凹口110C中的保持位置收縮，并且同時克服永久磁體72C在標(biāo)記柱塞46C的桿47C上的保持力，并且壓縮彈簧48C因此延伸，使得每個裝有彈簧的標(biāo)記柱塞46C朝向物品14的上表面。
圖10A-2、10A-3、11A以及圖11B表示感測柱塞46C的延伸行程的配置的細(xì)節(jié)。每個柱塞46C具有面向感測器桿62C的平坦側(cè)部60C，感測器桿62C還具有面向柱塞側(cè)部60C的平坦側(cè)部64C。柱塞46C的平坦側(cè)部60C具有印制非反射的追蹤圖案的反射表面。等距隔開的傾斜光發(fā)射器(例如，LED裝置)66C的線性陣列沿著感測器桿62C的長度嵌入，它朝向柱塞46C的平坦側(cè)部60C，并且等距隔開的傾斜光電接收器68C的類似線性陣列沿著感測器桿62C的長度嵌入，它設(shè)置成接收來自各自發(fā)射器并從側(cè)部60C反射的光。
當(dāng)柱塞46C穿過由螺線管線圈繞組70C和感測器桿62C所形成的空腔上下運動時，光電發(fā)射器66C/接收器68C感測器陣列通過追蹤接收反射光的變化圖案來確定柱塞46C的位移距離。當(dāng)螺線管彈簧48C占據(jù)柱塞46C的位置時，為了消除由于螺線管彈簧48C反射造成的錯誤讀取，該彈簧48C具有粗糙、非反射表面(涂層)。
當(dāng)所述的基于光學(xué)反射的位移感測器在一段預(yù)定的時間量(例如1秒)之后沒有檢測到延伸的柱塞46C的運動時，于是柱塞46C已知為已經(jīng)到達(dá)其最后平放在物品14上表面上的靜止位置。信號處理器300接著將電流自動施加到墨水分配機構(gòu)127上，這使得墨水128從噴嘴132噴射到該物品14的上表面上，形成墨水標(biāo)記134。錐形環(huán)145將墨水分配噴嘴132和物品14上表面分開，因此降低物品14的表面碎片阻擋噴嘴132操作的可能性。
參考圖10A-2、10A-3、11A與圖11B，在墨水128已噴射到物品14表面上之后，信號處理器300將短暫的電流施加到螺線管線圈繞組70C上，這使得標(biāo)記柱塞46C完全收縮到感測器棒16的殼體內(nèi)。在沒有將電流進(jìn)一步施加到螺線管線圈繞組70C上的情況下，位于標(biāo)記柱塞46C的頂端處的標(biāo)記柱塞桿47C通過永久磁體72C的吸引力保持與永久磁體72C相鄰。當(dāng)所述的基于光學(xué)反射的位移檢測器在標(biāo)記柱塞46C返回到感測器棒16的殼體內(nèi)時測量到標(biāo)記柱塞46C的垂直運動停止時，信號處理器300自動停止電流施加到側(cè)裝的線圈繞組108C上。這導(dǎo)致裝有彈簧的側(cè)裝柱塞116C延伸到對應(yīng)標(biāo)記柱塞46C的鋸齒形凹口110C內(nèi)，這導(dǎo)致將柱塞46C進(jìn)一步固定在其收縮位置上。信號處理器300接著將顯示器30清屏，并且感測器棒16準(zhǔn)備以便進(jìn)行新的物品14的掃描。
所述的通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C結(jié)合墨水分配機構(gòu)127(圖10A-1)作為其標(biāo)記/劃線裝置。如下所述，許多其它(非墨水分配)類型的標(biāo)記/劃線機構(gòu)可結(jié)合到標(biāo)記柱塞46C中，例如(但不局限于)，熱/燒灼加熱元件(圖10B-1)、激光燒灼發(fā)射器(圖10C-1)以及尖端劃線裝置(圖10D-1)。這些其它標(biāo)記/劃線機構(gòu)的做法類似于剛剛所述的墨水分配機構(gòu)的做法。因此，標(biāo)記柱塞46C的延伸、啟動與收縮以及相關(guān)的標(biāo)記機構(gòu)確保準(zhǔn)確放置劃線標(biāo)記，以指出用來準(zhǔn)確分開物品14的確切切開線的位置。
b)熱/燒灼標(biāo)記機構(gòu)127A參考圖10B-1，通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C包括空腔126，它包括電氣控制的加熱元件127A，在激勵加熱元件127A且接觸物品14的上表面時，它在物品14的上表面上燒灼可見的標(biāo)記161。
c)激光/燒灼的標(biāo)記機構(gòu)127B參考圖10C-1，通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C包括空腔126，它包括電氣控制的激光機構(gòu)127B，在激勵該激光機構(gòu)127B時，它透過聚焦透鏡171發(fā)射激光172，以便在物品14上表面上燒灼可見的標(biāo)記173。
d)尖頭標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C參考圖10D-1，通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C包括標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C，該標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C在其底部的外表面處具有尖頭突出部175，尖頭突出部175在與物品14接觸并且在物品14上雙向運動時(同時逐漸降低)，在物品14的上表面上產(chǎn)生可見的劃線標(biāo)記176。
如同所述的墨水分配標(biāo)記機構(gòu)127操作的詳細(xì)說明，當(dāng)感測器棒16橫越物品14并且到達(dá)所要的部段重量(或者根據(jù)重量的價格)時，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“標(biāo)記”的按鈕56A-56K，這使得每個通常為收縮的標(biāo)記柱塞46C向下延伸(圖10D-2、10D-3、11A以及11B)并且與物品14的上表面接觸。
某些物品14的表面可能由于其堅硬、粗糙、滑或者不相容的表面紋理而難以進(jìn)行劃線或者標(biāo)記。在這種情況下，所述尖銳突出部175將不足以刺入該物品14的表面來產(chǎn)生可見的劃線標(biāo)記。施加在感測器棒16上的向下壓力不能從柱塞46C將附加的壓力施加在物品14的表面上，這是由于所述柱塞46C會自動升入感測器棒16中。通過將所述柱塞46C固定保持在其最后的位置上，通過在感測器棒16上施加雙向運動以及向下壓力(使得感測器棒16降低)，尖銳突出部175可以對任何類型的物品14的表面輕易地劃線。
當(dāng)所述的基于光學(xué)反射的位移檢測器在標(biāo)記柱塞46C下降到物品14的上表面上而測量到向下垂直運動停止時，信號處理器300自動去除施加到側(cè)裝的線圈繞組108C上的電流，這導(dǎo)致去除柱塞116C施加在彈簧112C上的壓縮力。通常為膨脹的彈簧112C所產(chǎn)生的膨脹在柱塞116C的基部114C上施加持續(xù)的力，因此將側(cè)裝的柱塞116C運動到鄰近標(biāo)記柱塞46C的鋸齒形凹口110C內(nèi)。每個標(biāo)記柱塞46C現(xiàn)在在物品14的上表面上的位置上保持靜止。在感測器棒16上施加雙向的水平運動以及向下壓力(使得感測器棒16降低)將會為尖銳突出部175刺入物品14的上表面提供足夠的力，由此將確切的切開線輪廓劃線/標(biāo)記到物品14的表面上。
為了將標(biāo)記柱塞46C收縮回到感測器棒16的殼體內(nèi)，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“收縮”的按鈕56A-56K，這使得信號處理器300將短暫的電流施加到螺線管線圈繞組70C以及螺線管線圈繞組108C上。將電流施加到螺線管線圈繞組108C上，使得柱塞116C從保持凹口110C收縮，并且壓縮通常為膨脹的彈簧112C，而將電流施加到螺線管線圈繞組70C上，使得標(biāo)記柱塞46C由于彈簧48C壓縮而完全縮回感測器棒16的殼體內(nèi)。通過永久磁體72C的吸引力并且沒有將電流進(jìn)一步施加到螺線管線圈繞組70C上，位于標(biāo)記柱塞46C的頂端部分處的標(biāo)記柱塞桿47C保持與永久磁體72C相鄰。
當(dāng)所述的基于光學(xué)反射的位移檢測器在標(biāo)記柱塞46C回到感測器棒16的殼體中而測量到標(biāo)記柱塞46C垂直運動停止時，信號處理器300自動停止將電流施加到側(cè)裝的線圈繞組108C上，這導(dǎo)致去除柱塞116C施加在彈簧112C上的壓縮力。通常為膨脹的彈簧112C所產(chǎn)生的膨脹在柱塞116C的基部114C上施加持續(xù)力，因此將側(cè)裝的柱塞116C運動到鄰近標(biāo)記柱塞46C的鋸齒形的凹口110C中，由此進(jìn)一步將該柱塞46C固定在其收縮位置上。
所述“收縮”的按鈕使得標(biāo)記柱塞46C能夠在操作者所要的時間點收縮回到感測器棒16內(nèi)?；蛘呤牵摌?biāo)記柱塞46C可以自動地收縮到感測器棒16的殼體內(nèi)，而不需要操作者介入，由此信號處理器300在從該標(biāo)記柱塞46C靜止在物品14的上表面時開始例如15秒的預(yù)定的時間間隔之后，自動開始收縮程序。在任一種情況下，顯示器30清屏，并且信號處理器300準(zhǔn)備進(jìn)行新的物品14的掃描。
在劃線標(biāo)記施加到物品14的表面上后，操作者可以用最適當(dāng)?shù)姆绞角虚_物品14。在采用感測器棒16B的情況下，操作者首先利用適當(dāng)“收縮”的按鈕56A-56K來縮回柱塞46(圖10D-2)，接著將刀具15在劃線標(biāo)記上對齊，并且通過在感測器棒16B上施加向下運動以及接著來回運動，以便切開物品14?；蛘呤牵蛛x式刀具可用來沿著所述劃線標(biāo)記切開該物品14。
由于使用尖頭標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C需要感測器棒16在該物品14上進(jìn)行雙向鋸切運動，因此與圖2A的配置相比，采用這種特定的標(biāo)記/劃線機構(gòu)適用于與圖1所示配置類似的感測器棒16。
對于只在柔軟、可輕易刺入的物品14上操作的應(yīng)用來說，作為切開或劃線的工具來使用刀具15是不必要的，因而可以完全拆卸刀具15。在這種情況下，尖端突出部175將物品14切成所要的部分(只相對于劃線)。
由于使用尖頭標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C需要感測器棒16在該物品14之進(jìn)行雙向鋸切運動，因此與圖2A所示配置相比，采用這種特定的標(biāo)記/劃線機構(gòu)適用于與圖1所示配置類似的感測器棒16。
前面章節(jié)描述了基于熱/燒灼電氣元件、激光燒灼的發(fā)射器以及尖端螺線管柱塞的墨水分配的標(biāo)記機構(gòu)以及標(biāo)記/劃線機構(gòu)。這些標(biāo)記機構(gòu)全部結(jié)合到兩個或多個通常為收縮的專用的標(biāo)記柱塞46C內(nèi)，所述標(biāo)記柱塞46C位于高度感測器38之間并且平行于高度感測器38的位置。對于利用機械式高度感測器的柱塞46的感測器棒16B來說，所述的標(biāo)記機構(gòu)可以結(jié)合到兩個或多個通常為延伸的高度感測器柱塞46內(nèi)，并仍然使得所述柱塞46能夠執(zhí)行其高度確定的功能。該標(biāo)記機構(gòu)的基部(底部部分)因此變成柱塞46的基部(底部部分)，以便進(jìn)行高度計算。下面的章節(jié)描述各種的標(biāo)記機構(gòu)的應(yīng)用II)高度感測器柱塞46-結(jié)合標(biāo)記/劃線機構(gòu)a)墨水分配的標(biāo)記機構(gòu)127圖10A-4表示通常為延伸的高度感測器柱塞46，它包括墨水分配的標(biāo)記機構(gòu)127，該標(biāo)記機構(gòu)127的組件及操作在圖10A-1的說明中詳細(xì)描述。當(dāng)感測器棒16B橫越物品14時，所有的高度感測器柱塞46與物品14的表面接觸。當(dāng)?shù)竭_(dá)所要的部段重量(或者根據(jù)重量的價格)的位置時，操作者按壓適當(dāng)?shù)摹皹?biāo)記的”按鈕56A-56K，這使得電力施加到每個墨水分配機構(gòu)127上，導(dǎo)致墨水通過噴嘴132排出到物品14的上表面上，因此形成墨水標(biāo)記。錐形環(huán)145將墨水分配噴嘴132和物品14的上表面分開，因此降低物品14的表面碎片阻擋噴嘴132操作的可能性。
在劃線標(biāo)記施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最適當(dāng)?shù)姆绞角虚_該物品14。在采用感測器棒16B的情況下，操作者首先通過按壓適當(dāng)?shù)摹笆湛s”的按鈕56A-56K來縮回柱塞46。
參考圖10A-4與10A-5，短暫的電力脈沖施加到每個螺線管線圈繞組70上，這導(dǎo)致所有的柱塞46完全收縮到感測器棒16B內(nèi)，由此壓縮彈簧48將柱塞46的桿47帶到壓靠永久磁體72之處。僅僅由于永久磁體72的吸引力并在沒有進(jìn)一步的施加電力的情況下，每個柱塞46的桿47變成“閂鎖”在永久磁體72上(保持相鄰)。操作者接著將刀具15在劃線標(biāo)記上對齊，并且通過在感測器棒16B之上施加向下以及來回運動，以便切開物品14。
或者是，可采用分離式刀具沿著所述劃線標(biāo)記切開該物品14。在如圖2A、2B、2C以及2D所示的采用感測器棒16A的情況下，切開工具(分離式刀具、旋轉(zhuǎn)切割刀片、閘刀切斷刀片、激光切割器等等)在所述劃線標(biāo)記之上對齊，隨后切開物品14。
所述的通常為延伸的高度感測器柱塞46結(jié)合有作為其標(biāo)記/劃線裝置的墨水分配機構(gòu)127(圖10A-1)。如下所述，許多其它(非墨水分配)類型的標(biāo)記/劃線機構(gòu)都可以結(jié)合到高度感測器柱塞46的中，例如(但不局限于)熱/燒灼加熱元件(圖10B-1)、激光燒灼發(fā)射器(圖10C-1)以及尖端劃線裝置(圖10D-1)。采用這些其它標(biāo)記/劃線機構(gòu)與剛剛描述的墨水分配機構(gòu)類似。因此，高度感測器柱塞46的啟動與收縮以及相關(guān)的標(biāo)記機構(gòu)可以確保準(zhǔn)確放置劃線標(biāo)記，以便指出用來準(zhǔn)確分開物品14的確切切開線的位置。
b)熱/燒灼標(biāo)記機構(gòu)127A圖10B-4表示通常為延伸的高度感測器柱塞46，它包括熱/燒灼標(biāo)記/劃線機構(gòu)127A，該標(biāo)記/劃線機構(gòu)127A的組件及操作在圖10B-1的說明中詳細(xì)描述。當(dāng)感測器棒16B橫越物品14時，所有的高度感測器柱塞46與物品14的表面接觸。當(dāng)?shù)竭_(dá)所要的部段重量(或者根據(jù)重量的價格)的位置時，操作者按壓適當(dāng)?shù)摹皹?biāo)記的”按鈕56A-56K，這使得電力施加到每個加熱元件127A上，這導(dǎo)致在物品14的上表面上形成可見的燒灼標(biāo)記。
在劃線標(biāo)記已經(jīng)施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最適當(dāng)?shù)姆绞角虚_物品14。在采用感測器棒16B的情況下，操作者首先利用適當(dāng)?shù)摹笆湛s”的按鈕56A-56K來縮回柱塞46(圖10B-5)，接著將刀具15在劃線標(biāo)記上對齊，并且通過在感測器棒16B之上施加向下以及來回運動，以便切開物品14?；蛘呤?，分離式刀具可用來沿著所述劃線標(biāo)記切開該物品14。在如圖2A、2B、2C以及2D所示的采用感測器棒16A的情況下，切開工具(分離式刀具、旋轉(zhuǎn)切割刀片、閘刀切斷刀片、激光切割器等等)在所述劃線標(biāo)記之上對齊，隨后切開物品14。
c)激光燒灼/劃線機構(gòu)127B圖10C-4表示通常為延伸的高度感測器柱塞46，它包括激光燒灼/劃線機構(gòu)127B，激光燒灼/劃線機構(gòu)127B的組件及操作在圖10C-1的說明中詳細(xì)描述。當(dāng)感測器棒16B橫越物品14時，所有的高度感測器柱塞46與物品14的表面接觸。當(dāng)?shù)竭_(dá)所要的部段重量(或者根據(jù)重量的價格)的位置時，操作者按壓適當(dāng)?shù)摹皹?biāo)記的”按鈕56A-56K，這使得電力施加至每個激光燒灼/劃線機構(gòu)127B上，這導(dǎo)致在物品14的上表面上形成可見的燒灼標(biāo)記。錐形環(huán)145將聚焦透鏡171和物品14的上表面分開，因此降低物品14的表面碎片阻擋透鏡171操作的可能性。
在劃線標(biāo)記已經(jīng)施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最適當(dāng)?shù)姆绞角虚_該物品14。在采用感測器棒16B的情況下，操作者首先利用適當(dāng)?shù)摹笆湛s”的按鈕56A-56K來縮回柱塞46(圖10C-5)，接著將刀具15在劃線標(biāo)記上對齊，并且通過在感測器棒16B上施加向下以及來回運動，以便切開物品14。或者是，分離式刀具可用來沿著所述劃線標(biāo)記切開該物品14。在如圖2A、2B、2C以及2D所示的采用感測器棒16A的情況下，切開工具(分離式刀具、旋轉(zhuǎn)切割刀片、閘刀切斷刀片、激光切割器等等)在所述劃線標(biāo)記上對齊，隨后切開物品14。
d)尖頭標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C圖10D-4表示通常為延伸的高度感測器柱塞46，它包括標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C，標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C的組件及操作在圖10D-1的說明中詳細(xì)描述。
某些物品14的表面可能由于其堅硬、粗糙、滑或者不相容的表面紋理而難以進(jìn)行劃線或者標(biāo)記。在這種情況下，所述的尖銳突出部175將不足以刺入物品14的表面來產(chǎn)生可見的劃線標(biāo)記。施加在感測器棒16B上的向下壓力不能從標(biāo)記柱塞46將附加的壓力施加到物品14的表面上，這是由于所述標(biāo)記柱塞46會自動地升入感測器棒16B中。通過將所述標(biāo)記柱塞46在其最后的位置上保持靜止，通過在感測器棒16B上施加雙向運動以及向下壓力(使得感測器棒16B降低)，尖銳突出部175可以對任何類型的物品14的表面輕易地劃線。
參考圖10D-4和10D-5，當(dāng)感測器棒16B橫越物品14時，所有的柱塞46與物品14的表面接觸。當(dāng)?shù)竭_(dá)所要的部段重量(或者根據(jù)重量的價格)的位置時，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“標(biāo)記”的按鈕56A-56K，這使得信號處理器300開始將電流施加到側(cè)裝的線圈繞組108上，導(dǎo)致側(cè)裝的柱塞116接合到鄰近柱塞46的鋸齒形的凹口110內(nèi)，并且通常為壓縮的彈簧112的相應(yīng)膨脹導(dǎo)致持續(xù)的力施加到柱塞116的基部114上，因此將柱塞116進(jìn)一步固定在與標(biāo)記柱塞46的凹口110接合的位置上。這使得每個標(biāo)記柱塞46在其位于該物品14的上表面上的位置上保持靜止。在感測器棒16B上施加雙向的水平運動以及向下壓力(使得感測器棒16B降低)將為尖銳突出部175刺入物品14的上表面提供足夠的力，由此將確切的切開線輪廓劃線/標(biāo)記到物品14的表面上。
為了使柱塞46脫離其垂直固定位置，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“釋放”的按鈕56A-56K，這使得信號處理器300終止施加電流到側(cè)裝的柱塞螺線管線圈繞組108上，因此去除造成彈簧112的膨脹的拉力。這導(dǎo)致通常為壓縮的彈簧112自動壓縮，它使得柱塞116從標(biāo)記柱塞46的凹口110脫離。因此，柱塞46不再被柱塞116保持在其固定垂直的位置上。
所述“釋放”按鈕在操作者所要的時間點從標(biāo)記柱塞46的固定垂直位置釋放?；蛘呤牵ㄟ^使得信號處理器300在柱塞46固定在其垂直位置上之后例如15秒的預(yù)定時間間隔之后，自動開始收縮程序，標(biāo)記柱塞46可以自動從其靜止位置釋放，而不需要操作者介入。在任一種情況下，信號處理器300會清屏顯示器30，并且準(zhǔn)備進(jìn)行新的物品14的掃描。
在劃線標(biāo)記施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最適當(dāng)?shù)姆绞角虚_物品14。在采用感測器棒16B的情況下，操作者首先利用適當(dāng)?shù)摹笆湛s”的按鈕56A-56K來縮回該柱塞46(圖10D-5)，接著將刀具15在劃線標(biāo)記上對齊，并且通過在感測器棒16B上施加向下運動以及接著來回運動，以便切開物品14?；蛘呤?，分離式刀具可用來沿著所述劃線標(biāo)記切開物品14。
由于使用尖頭標(biāo)記/劃線機構(gòu)127C需要感測器棒16B在該物品14之上進(jìn)行雙向鋸切運動，因此與圖2A所示配置相比，采用這種特定的標(biāo)記/劃線機構(gòu)適用于與圖1所示配置類似的感測器棒。
對于只在柔軟、可輕易刺入的物品14上操作的應(yīng)用來說，作為切開或劃線的工具來使用刀具15是不必要的，因而可以完全拆卸刀具15。在這種情況下，尖端突出部175將物品14切成所要的部分(只相對于劃線)。
專用標(biāo)記/劃線感測器棒圖5描述表示穩(wěn)定的四個支承柱的感測器棒16的配置，它用于在準(zhǔn)確的切開線上對物品14進(jìn)行標(biāo)記/劃線，從而以所要的重量(或者根據(jù)重量的價格)切開物品14。在圖5所示的感測器棒16由清澈透明的材料構(gòu)成，這使得操作者能夠在感測器棒16橫越物品14時，透過感測器棒16觀看該物品14。一旦標(biāo)記/劃線之后，分離式刀具(未示出)可用來切開所選的物品部段。由于四個支承柱具有相同的高度，因此感測器棒16限制在水平位置上。這種配置有助于在感測器棒橫越物品14時消除經(jīng)驗不足的操作者引入不需要的感測器棒方位。
再次參考圖5，在感測器棒16劃過物品14上時，與每個支承柱20、22相關(guān)的位移檢測器20A、22A產(chǎn)生與感測器棒16位移相對應(yīng)的信號。支承柱52Y不包括位移檢測器而只是用來提供水平穩(wěn)定的感測器棒16的配置。高度感測器38的線性陣列產(chǎn)生與位于各自感測器38下的物品14的上表面上的各點高度相對應(yīng)的電子信號。刀片沒有結(jié)合到感測器棒配置中，因此四個支承柱不是可收縮的。
當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，物品14的重量(或者根據(jù)重量的價格)持續(xù)地顯示在屏幕30上。當(dāng)?shù)竭_(dá)所要的重量(或者價格)的位置時，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“標(biāo)記”的按鈕56A-56K中之一，以控制電力施加到標(biāo)記的/劃線裝置上。啟動的劃線/標(biāo)記裝置在物品14的上表面上放置實際標(biāo)記，它指出該物品14應(yīng)該切開以便產(chǎn)生具有所要的重量(或者價格)部分的確切位置?？梢圆捎迷S多種不同的標(biāo)記的/劃線的技術(shù)，例如(但不局限于)，墨水沉積、加熱/燒灼元件標(biāo)記、激光劃線以及用來刺入并標(biāo)記物品14表面的尖頭工具。在物品14進(jìn)行標(biāo)記/劃線之后，操作者使用分離式刀具或者切開工具，沿著劃線標(biāo)記切開，而產(chǎn)生物品14中具有所要的重量(或者價格)的部分。
感測器棒與外部裝置之間的無線通訊如圖1B所示，操作者可以經(jīng)由按鈕56A-56K以及控制器178與感測器棒16互動。此附圖表示控制器178(原始位置)可以通過紅外線、射頻或者其它的無線接口而與感測器棒16脫離，并且運動到新位置(由標(biāo)號179表示)，由此該控制器可以離開感測器棒1一段距離進(jìn)行互動。再者，例如消費者銷售點(POS)顯示器187、收據(jù)打印機188、收銀機189以及計算機控制的存貨系統(tǒng)(未示出)的無線周邊裝置可以類似地彼此通訊。這種配置可通過模塊化方式來設(shè)計按照各種應(yīng)用而訂制的基于測量的系統(tǒng)。將控制器178和感測器棒16的殼體分開還得到較輕重量的感測器棒16，并且使得感測器棒16減小由于粗暴操作或清潔場合而損壞的機會。
再次參考圖1B，感測器棒16在其遠(yuǎn)端處(相對于操作者)具有垂直安裝的桿狀結(jié)構(gòu)180。對于基于紅外線的無線接口來說，結(jié)構(gòu)180是包括來自于感測器棒16的電線的中空管，感測器棒16嵌入無線通訊模塊308(圖1A)。在結(jié)構(gòu)180的頂端，這種電線附接到全向紅外線發(fā)射器/接收器陣列181上，陣列181包括例如LED紅外線發(fā)射器及光敏接收器。紅外線陣列181經(jīng)由紅外線信號182與控制器179(并且選配地與其它裝置)進(jìn)行雙向通訊。類似地，控制器179經(jīng)由垂直安裝的中空桿狀結(jié)構(gòu)184來通訊，桿狀結(jié)構(gòu)184附接到包括例如LED紅外線發(fā)射器和光敏接收元件的全向紅外線發(fā)射器/接收器陣列185上。結(jié)構(gòu)184經(jīng)由連接器183連接到包括在盒26內(nèi)的無線通訊模塊308上。
對于基于射頻的無線接口來說，結(jié)構(gòu)180和181包括其基部連接到來自感測器棒16的電線的天線，感測器棒16嵌入無線通訊模塊308。該天線經(jīng)由電磁信號182與控制器179(并且選配地與其它裝置)進(jìn)行雙向通訊。類似地，控制器179經(jīng)由結(jié)構(gòu)184和185通訊，該結(jié)構(gòu)184和185包括經(jīng)由連接器183附接到包括在盒26內(nèi)的無線通訊模塊308上的天線。
所述感測器棒16的發(fā)送器/接收器接口(例如，紅外線或射頻)可嵌入在感測器棒16內(nèi)的各種位置，例如，在挖空的手柄18中、在感測器棒16的遠(yuǎn)端(相對于操作者)的垂直突出部內(nèi)、高度感測器38附近和/或按鈕56A-56K下方。
盡管針對感測器棒16提出采用所述無線裝置，但是同樣的操作和技術(shù)原理是適用于此申請中描述的所有其它感測器臂。
如上所述，控制器178(或者179)的接口58還包括例如USB和紅外線的I/O(輸入/輸出)口。接口58的紅外線口使得控制器178(或者179)與設(shè)置在接口58的“視線”內(nèi)的其它裝置之間進(jìn)行雙向通訊，與包括在許多方位上定位的紅外線發(fā)射器和接收器的柔性全向陣列181(或185)相比，這使得可以從各種不同方位(位置)的裝置傳輸和接收紅外線信號。
墨水分配機構(gòu)127(圖10A-1)的其它特性分割的應(yīng)用(不論是食物或者非食物)經(jīng)常涉及不同類型的物品14，所述物品的表面色彩變化相當(dāng)大，例如，紅色魚排、白色魚排或深藍(lán)色魚排?；谒鰤弘姾蜔釟馀菔綑C構(gòu)的目前可利用墨水分配技術(shù)，使得可以在多種色彩墨水組合在一起形成實際上任何色彩的同時受控地排出多種色彩墨水。包括特定物品14的類型、色彩和相應(yīng)高對比度(并且因此為高度可見)的標(biāo)記色彩的預(yù)先程序化的查看表儲存在信號處理器300的存儲器中。當(dāng)操作者經(jīng)由鍵盤27指出將被處理的物品14的特定類型時，感測器棒16的信號處理器300自動地從該查看表選擇適當(dāng)?shù)哪?，該墨水確保相對于該物品14的表面色彩來說有高可見度的劃線標(biāo)記，并且信號處理器300將適當(dāng)?shù)碾娦盘杺魉偷侥峙錂C構(gòu)127。因此，當(dāng)切割淺色的魚排時，將采用深色的墨水。操作者可以經(jīng)由鍵盤27輸入喜愛的色彩以蓋過預(yù)先選擇的色彩，并且使用替代色彩。
所述對于被標(biāo)記的特定物品14選擇最佳可見的墨水色彩可以是完全自動化的，因此不需要操作者介入以及使用物品的特定預(yù)先儲存的色彩查看表。沿著包括高度感測器38的感測器棒16B的底面，光敏的CCD感測器75(圖4)安裝成面向下朝向該物品14的上表面。當(dāng)操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“標(biāo)記”的按鈕56A-56K時，此感測器分析物品14的上表面的影像，以確定其色彩特征，隨后感測器棒16B的信號處理器300利用用于非特定物品的色彩查看表來選擇最高對比的/可見的標(biāo)記色彩。信號處理器300接著將電信號傳送到墨水機構(gòu)127，它指明將施加到物品14表面上的色彩。
對于分割食物的應(yīng)用來說，采用非毒性的墨水。對于非食物的應(yīng)用來說，可以采用各種的墨水，例如(但不局限于)持久、可去掉、螢光或者磁性墨水。例如(但不局限于)螢光或者磁性“互動”標(biāo)記墨水的使用可用來使得在物品14標(biāo)記之后，感測器能夠檢測到標(biāo)記位置，并且為自動化切開工具指示何處進(jìn)行最后切開操作?？梢允褂酶鞣N自動化的切開工具，例如(但不局限于)自動切斷刀片、激光、旋轉(zhuǎn)刀片以及高壓水刀，來進(jìn)行最后切開操作。
準(zhǔn)確性的研究對于感測器棒16劃過的每個位置，感測器棒16所確定的每個所橫越的物品14部段的體積乘以特定物品類型的密度因數(shù)，來得到部段的重量值。感測器棒16所確定的重量的準(zhǔn)確性可以輕易地通過使用傳統(tǒng)校準(zhǔn)秤來稱重樣本物品14并且將該結(jié)果和感測器棒16所確定的重量進(jìn)行比較來驗證。
此外，感測器棒16可以掃描具有各種輪廓與預(yù)定的重量及體積的預(yù)制“校準(zhǔn)模型”來驗證感測器棒16的整體準(zhǔn)確性，并且和內(nèi)置診斷軟件互動以測試及校準(zhǔn)單獨感測器組件，從而證實其準(zhǔn)確地運作，并且在特定容限內(nèi)操作。
通過調(diào)整儲存在信號處理器300的存儲器中的特定物品14材料的密度值來實現(xiàn)感測器棒16對于特定物品14材料的校準(zhǔn)。操作者經(jīng)由該控制面板鍵盤27以及相關(guān)的控制面板顯示器，通過輸入由傳統(tǒng)校準(zhǔn)秤所確定的物品14重量來和內(nèi)置校準(zhǔn)軟件程序互動。該程序?qū)⒋酥亓砍愿袦y器棒16所確定的物品14體積。所產(chǎn)生的密度值(重量/體積)取代針對特定物品14材料所儲存的現(xiàn)有密度值。
可以通過利用預(yù)先計算值或者通過基本實驗測量來獲得不同物品14材料的密度值，例如，稱重物品14所排水的體積，由此該密度表示為重量除以測量排水體積。
增加感測器棒16所確定體積(以及因此所得的重量與價格)準(zhǔn)確性的重要因素包括增加每個感測器棒16的高度感測器的數(shù)量和分辨率，并且增加位移檢測器的分辨率。
當(dāng)標(biāo)記裝置(例如，圖10A-1)靜置在物品14的表面的平坦部分上時，標(biāo)記元件位于所要位置的正上方，并且進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記。當(dāng)標(biāo)記元件靜置在物品14的表面的陡峭傾斜部分上時，該陡峭角度可以造成物品14表面所產(chǎn)生的標(biāo)記在外觀上變?yōu)閮A斜的。由于每個標(biāo)記裝置的相對寬度(直徑)相當(dāng)小，因而此影響應(yīng)該不會造成操作者對于任何標(biāo)記所指示的位置造成誤解。在包括陡峭表面的物品14上產(chǎn)生完美成形標(biāo)記的方法是將該標(biāo)記裝置放置在每個柱塞46C(或46)的尖端處，隨后該標(biāo)記裝置可以自由旋轉(zhuǎn)(樞轉(zhuǎn))，由此該標(biāo)記裝置垂直壓靠物品14表面的陡峭部分。
感測器棒的尺寸感測器棒可以具有例如高度和長度等等的各種尺寸以及所采用的高度感測器38的數(shù)量，以適應(yīng)各種應(yīng)用以及在物品14尺寸的總體差異。
計算的介紹以下是特定情況的計算說明，它用來計算物品14的體積，該體積數(shù)據(jù)通過使用其橫向運動受到機械約束的感測器棒16A來獲得，如圖2A、2B、2C與2D所示。當(dāng)橫越物品14時，這些感測器棒16A還不能夠運動離開操作者或者朝著操作者運動。所提出的計算取決于位于連續(xù)高度感測器38組之下的物品14截面橫截面積的確定。通過獲得相鄰的感測器38所確定的物品14的相鄰截面輪廓以及這些垂直投射到桌臺表面34上的感測器38的位置的相鄰座標(biāo)位置來確定這些面積。此面積接著乘以位移檢測器40所確定的感測器棒16A所運動的增量距離，因此提供感測器棒16A所橫越的每個截面的體積。感測器棒16A橫越該物品14的部段的連續(xù)運動所產(chǎn)生的累計總位移產(chǎn)生被橫越的物品14的總體積。將該總體積乘以物品14的預(yù)定密度，產(chǎn)生到感測器棒16A目前位置的物品14部段的重量。接著該重量乘以每單位重量的價格，以獲得到目前為止被橫越的物品14部段的價格。顯示重量和價格中的任一或者兩者。
在提出有關(guān)其運動受到限制(例如，圖2A、2B、2C和2D)感測器棒16A的計算之后，將描述通用計算，它可以通過此申請中出現(xiàn)的任一多種感測器棒16獲得的數(shù)據(jù)來計算物品14的體積，而不管這種感測器棒的運動是否受到限制。
這些計算適用于感測器棒16通過物品14上時的感測器棒16橫跨桌臺表面12的不規(guī)則運動。例如，操作者在將感測器棒16通過物品14之上時可能使得感測器棒16歪斜或移位。換言之，在此運動期間，感測器棒16可能朝向操作者或遠(yuǎn)離操作者運動?；蛘?，近端的支承柱20可能交替位于遠(yuǎn)端的支承柱22之前(例如，近端的支承柱將具有x-軸座標(biāo)值大于遠(yuǎn)端的支承柱的x-軸座標(biāo)值)或者位于遠(yuǎn)端的支承柱22之后(例如，近端的支承柱將具有x-軸座標(biāo)值小于遠(yuǎn)端的支承柱的x-軸座標(biāo)值)。
因此，即使所述支承柱進(jìn)行不等同的位移，還可以準(zhǔn)確計算被橫越的物品截面的體積。當(dāng)然，兩個支承柱的基部必須總是與桌臺表面12接觸，并且感測器棒16相對于該支承的桌臺表面12保持幾乎垂直的位置。使用這種可調(diào)整的裝置來測量物品部段的重量(根據(jù)體積)和價格(根據(jù)重量)消除了對于龐大而浪費寶貴的柜臺空間的傳統(tǒng)重量秤的需要。
另外，其便于使用使得該裝置能夠由相對經(jīng)驗不足的人員來操作，并且能夠攜帶到其中傳統(tǒng)重量秤的價格可能是不合理的不同工作場合中。
這些計算取決于一種不同于所述的方式來計算體積。明確地說，由物品14的高度以及相關(guān)的垂直投射(到桌臺表面12之上)的高度感測器位置的連續(xù)組(來自于連續(xù)的感測器棒16的位置)所限定的連續(xù)的截面輪廓限定了可以計算其體積的幾何體。由于用來確定該幾何體體積的計算不需要特定的預(yù)定高度感測器位置(或者相關(guān)的垂直投射到桌臺表面12上的高度感測器38的位置)，因此感測器棒16在通過物品14之上時不局限于以一種經(jīng)常受約束的運動來運動。
用于機械上受約束的感測器棒16A(例如，圖2A、2B、2C和2D)的物品14體積的計算參考圖14，對于最初的感測器棒16A的位置來說，第一高度感測器38(最靠近操作者)測量到由Z1表示的物品14的高度值。由N1表示垂直投射到桌臺表面34上的此高度感測器的位置。類似地，相鄰高度感測器38(在離開操作者的方向上)測量到由Z2表示的物品14的高度值。由N2表示垂直投射到桌臺表面34上的此高度感測器的位置。因此，對于最初的感測器棒16A的位置來說，在前兩個高度感測器之下的截面積由該四個頂點N1、Z1、N2以及Z2所包圍的面積表示。對于后續(xù)的感測器棒16A的位置來說，同樣這兩個相鄰高度感測器38測量到Z3和Z4的物品14的高度值，分別與垂直投射到桌臺表面34上的高度感測器的位置N3和N4相對應(yīng)。在感測器棒16A橫越該物品14的表面時，針對沿著感測器棒16A長度的相鄰高度感測器38，重復(fù)這些計算。
為了逼近位于這兩個高度感測器38所橫越的路徑之下的物品14的體積，由頂點N1、Z1、N2和Z2所限定的截面積乘以位移檢測器40所確定的感測器棒16A運動的增量距離。各種的計算可用來確定感測器棒16A的位置下面的物品14體積。在此提出的計算利用基礎(chǔ)幾何和代數(shù)。
圖14A表示與(N1、Z1、N2、Z2)所包圍區(qū)域相對應(yīng)的基本形狀。兩個相鄰的高度感測器38之間的恒定/固定距離表示為KN。
-形狀(I)由等于零的物品14高度、Z1和Z2所限定。因此，位于兩個高度感測器38位置下的與該形狀相對應(yīng)的該物品14的截面積是零，這指出物品14沒有出現(xiàn)在兩個高度感測器之下。
-形狀(II)由兩個相等(并且非零)的物品14高度、Z1和Z2所限定。因此，位于兩個高度感測器38位置下的物品14的截面積由矩形(或者方形)形狀所限定，并且作為兩個高度感測器之間固定距離KN和物品14的高度Z1(或者Z2)的乘積來計算。
-形狀(III)由大于零的物品14的高度Z1以及具有零高度的相鄰的物品14的高度Z2所限定。因此，位于該兩個高度感測器38位置下的物品14的截面積由直角三角形的形狀所限定，并且作為兩個高度感測器之間固定距離KN和高度Z1的乘積的一半來計算。
-形狀(IV)由大于零的物品14高度Z2以及具有零高度的相鄰的物品14的高度Z1所限定。因此，位于兩個高度感測器38位置下的物品14的截面積由直角三角形的形狀所限定，并且作為兩個高度感測器之間固定距離KN和高度Z2的乘積的一半來計算。
-形狀(V)由大于相鄰的物品14的高度Z2的物品14的高度Z1所限定，其中Z2的高度大于零。參考圖14A-(V)，具有端點RR和Z2的假想線在點RR之處與具有端點N1和Z1的線垂直相交，并且它平行于具有端點N1和N2的線。因此，此假想線將該形狀(Z1、N1、N2、Z2)分成直角三角形形狀(Z1、RR、Z2)并位于矩形(或者方形)形狀(RR、N1、N2、Z2)之上。由直角三角形形狀所限定的面積作為兩個高度感測器之間固定距離KN和通過Z1和Z2之間差值(例如，Z1-Z2)所表示的直角三角形高度的乘積的一半來計算。由矩形(或者方形)的形狀所限定的面積作為兩個高度感測器之間固定距離KN和物品14的高度Z2的乘積來計算。因此，位于兩個高度感測器38位置下的物品14的截面積限定為三角形形狀以及矩形(方形)形狀的面積總和。
-形狀(VI)由大于相鄰的物品14的高度Z1的物品14的高度Z2所限定，其中Z1的高度大于零。參考圖14A-(VI)，具有端點RR和Z1的假想線在點RR之處與具有端點N2和Z2的線垂直相交，并且它平行于具有端點N1和N2的線。因此，此假想線將該形狀(Z1、N1、N2、Z2)分成直角三角形形狀(Z1、RR、Z2)并位于矩形(或者方形)形狀(RR、N2、N1、Z1)之上。由直角三角形形狀所限定的面積作為兩個高度感測器之間固定距離KN和通過Z2和Z1之間的差值(例如，Z2-Z1)所表示的直角三角形高度的乘積的一半來計算。由矩形(或者方形)形狀所限定的面積作為兩個高度感測器之間固定距離KN和物品14的高度Z1的乘積來計算。因此，位于兩個高度感測器38位置下的物品14的截面積限定為三角形形狀和矩形(方形)形狀的面積總和。
在計算位于沿著感測器棒16A長度的每組相鄰高度感測器38下的橫截面面積時，每個截面積乘以位移檢測器40所測量的感測器棒16A的增量位移值，以便得到沿著目前的感測器棒16A位置長度的物品14的總體積。當(dāng)感測器棒16A橫越物品14時，計算物品14到感測器棒16A的每個位置的后面的部段的累計或當(dāng)前的總體積。
每個被橫越部段的這種累計體積乘以特定物品14類型的密度因數(shù)(可儲存在信號處理器300中并且可以在鍵盤27上輸入)，對于感測器棒16A在劃過過程中的每個位置來說可以得到部段的重量值，并且在可調(diào)整的顯示器30上持續(xù)更新并顯示相應(yīng)的重量數(shù)值的顯示畫面。可以交替或同時計算并顯示每單位重量的價格。
在感測器棒16A的運動期間，在顯示器30上持續(xù)計算和顯示物品14的重量和價格(根據(jù)重量)時，操作者可以在左邊方向(例如，“后退”)或者右邊方向上間歇運動感測器棒16A，以便減少或者增加該部分的尺寸、重量或者價格，以滿足觀察的消費者的需求。在控制器盒26中的信號處理器300實時自動計算減少或增加的體積(因此減少或增加重量和價格)，并且經(jīng)由顯示器30為操作者和消費者提供目前的更新后的信息，因此使得操作者能夠在物品14切開之前，根據(jù)物品14的實際外觀以及相關(guān)的重量或價格(根據(jù)重量)，適應(yīng)旁觀消費者所要的特定部分的特定需求。
用于所有感測器棒的物品14的體積的通用計算參考圖1和14，當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，位移感測器20A和22A分別持續(xù)捕捉每個感測器棒16的支承柱20和22的座標(biāo)位置。此數(shù)據(jù)可以計算垂直投射到桌臺表面12上的每個高度感測器38的位置座標(biāo)(N1、N2、N3、N4)。從相應(yīng)的高度感測器38的測量中分布獲得與每個高度感測器38的投射位置(N1、N2、N3、N4)相對應(yīng)的物品14的表面高度(Z1、Z2、Z3、Z4)。來自連續(xù)的感測器棒16的位置的相鄰座標(biāo)數(shù)據(jù)組(N1、Z1、Z2、N2)和(N3、Z3、Z4、N4)限定橫跨感測器棒16長度的物品14的三維幾何體部分。
每個幾何部分的平面的四邊基部由位于桌臺表面12的平面中的四個頂點所限定兩個頂點(N1、N2)來自最初的感測器棒16的位置，而兩個頂點(N3、N4)來自后續(xù)相鄰的感測器棒16的位置。來自最初的感測器棒16的位置的相應(yīng)物品14高度值(Z1、Z2)以及來自后繼相鄰的感測器棒16的位置的高度值(Z3、Z4)限定該幾何部分的上方的四個(4)頂點。
確定八個座標(biāo)位置(N1、N2、N3、N4和Z1、Z2、Z3、Z4)可以計算由八個座標(biāo)位置所限定的幾何體部分的體積。當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，沿著感測器棒16的長度以及沿著感測器棒16的路徑的部分的體積總和產(chǎn)生到達(dá)感測器棒16目前位置的物品14部段的總體積。將該總體積乘以該物品14的預(yù)定密度產(chǎn)生達(dá)到感測器棒16目前位置的物品14部段的重量。該重量接著乘以每單位重量的價格，以獲得到目前為止被橫越的物品14部段的價格。
盡管以下的計算針對圖1所舉例的感測器棒16的配置，類似的計算適用于此申請中所述的所有感測器棒配置。
參考圖1、14、15A和15B，當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，支承柱位移檢測器20A和22A分別持續(xù)捕捉近端(最靠近操作者)支承柱20的座標(biāo)位置CBI(XI、YI)和遠(yuǎn)端(離操作者最遠(yuǎn))支承柱22的座標(biāo)位置CTI(X′I、Y′I)。同時，分別捕捉與每個高度感測器38(N1、N2、N3、N4)相對應(yīng)的物品14的表面高度(Z1、Z2、Z3、Z4)。
下面描述當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，對于任意感測器棒16的位置來說，計算每個高度感測器38的座標(biāo)位置的方法。此信息是必要的，以便明確限定包括物品14的幾何體部分的座標(biāo)。
參考圖15A和15B，直角三角形由線AB(近端的支承柱20的CBI(XI、YI)和遠(yuǎn)端的支承柱22的CTI(X′I、Y′I)之間的距離)、線BC(近端的支承柱20和遠(yuǎn)端的支承柱22之間的垂直距離)以及線AC(近端的支承柱20和遠(yuǎn)端的支承柱22之間的水平距離)所限定。線AB的長度(表示為KT)是所使用的特定感測器棒16的已知常數(shù)。KT的長度包括距離KN，KN是從第一高度感測器38(N1)的幾何中心到相鄰近端的支承柱20的幾何中心(座標(biāo)位置CBI(XI、YI))的距離。KT的長度還包括從最后一個高度感測器38(NLAST)的幾何中心測量到相鄰遠(yuǎn)端支承柱22的幾何中心(座標(biāo)位置CTI(X′I、Y′I))的相同的距離KN。最后，KT的長度還包括每個連續(xù)的高度感測器38(開始于N1且結(jié)束于NLAST)的幾何中心之間的距離總和。在圖15B以及所提出的計算中，距離KN與在每個相鄰高度感測器38(N)之間的距離(例如，在N1和N2之間、在N2和N3之間、...、在NLAST-1和NLAST之間的距離)相同。垂直線BC的長度作為遠(yuǎn)端支承柱22和近端支承柱20的y座標(biāo)位置之間的差值(Y′I-YI)來計算。類似地，水平線AC的長度作為遠(yuǎn)端支承柱22和近端支承柱20的x座標(biāo)位置之間的差值(X′I-XI)來計算。
垂直投射到桌臺表面12上的每個高度感測器N的座標(biāo)位置的計算通過采用相似三角形的定律來獲得，該定律闡明“如果兩個三角形是相似的，則其側(cè)部的長度是成比例的”。
由于三角形ABC與較小的三角形A′B′C′相似，因此AC/KT與A′C′/KN成比例。因此，A′C＝(AC/KT)×KN，且KT與KN的值是已知的常數(shù)，并且AC的值通過如上所述進(jìn)行座標(biāo)減法來計算。所導(dǎo)出的A′C′的值是其位置垂直投射到桌臺表面12上的第一個高度感測器N1的水平座標(biāo)。
類似地，由于BC/KT與B′C′/KN成比例，因此B′C′的值通過對表達(dá)式B′C′＝(BC/KT)×KN求值來計算，且KT與KN的值是已知的常數(shù)，并且BC的值通過如上所述進(jìn)行座標(biāo)減法來計算。所導(dǎo)出的B′C′的值是其位置垂直投射到桌臺表面12上的第一個高度感測器N1的垂直座標(biāo)。
以上的計算產(chǎn)生第一個高度感測器N1(到桌臺表面12上)的投射兩維座標(biāo)位置為((AC/KT)×KN、(BC/KT)×KN)。
與第一個高度感測器N1相對應(yīng)的物品14的上表面的三維(X、Y、Z)座標(biāo)位置由((AC/KT)×KN、(BC/KT)×KN、Z)表示，其中Z是從第一個高度感測器N1進(jìn)行測量而得到的物品14的高度座標(biāo)。應(yīng)用相同的程序得到所有的高度感測器N1至NLAST的投射的兩維座標(biāo)位置和三維的座標(biāo)位置。
如剛才所述，通過利用已知常數(shù)和感測器棒16所獲得的測量結(jié)果來計算限定每個物品14的幾何體部分(圖14)的八個頂點的完整的(X、Y、Z)座標(biāo)。此座標(biāo)數(shù)據(jù)可以大致計算橫跨感測器棒16的長度的每個物品14幾何體部分的的體積。這些感測器棒16部分的連續(xù)的總和獲得到目前的感測器棒16位置的物品14部段的總體積。利用此體積值可以計算到目前為止被橫越的物品14部段的重量(體積×密度)以及價格(重量×每單位重量的價格)。
如上所述，物品14的四個高度值(例如，Z1、Z2、Z3、Z4)限定物品14的每個幾何體部分的上表面的頂點。由這四個頂點所限定的上表面可以是平坦或者是不規(guī)則形狀的，例如，凸面、凹面或者是各種輪廓的組合。通過考慮每一種類型的物品14介質(zhì)的特定局部區(qū)域的表面特征，可利用各種算法來優(yōu)化體積計算的準(zhǔn)確性。
當(dāng)操作者(經(jīng)由鍵盤27)明確將被掃描的物品14的類型時，感測器棒16的信號處理器300自動選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)先程序化的體積計算算法。所選的算法(程序)根據(jù)特定的物品14介質(zhì)的上表面的輪廓特征來優(yōu)化體積的計算?；蛘呤?，可以根據(jù)幾何體的上表面的四個高度值的平均值(例如，ZAVERAGE＝(Z1+Z2+Z3+Z4)/4)來進(jìn)行通用體積逼近計算。由于相對于不規(guī)律且鋸齒狀變化的輪廓來說，例如魚排的最普遍的物品的上表面輪廓具有平緩變化的斜面，ZAVERAGE的使用提供適當(dāng)?shù)母叨缺平?。此平均高度ZAVERAGE限定平面四邊形的表面的高度，該平面四邊形的表面平行且相同于該幾何體部分的底部平面四邊形的表面。可采用各種的計算方法來進(jìn)行這種體積的計算。以下的計算表示一種只利用基本幾何和代數(shù)技術(shù)的方法。
如圖14B所示，來自連續(xù)的感測器棒16的位置的相鄰的座標(biāo)數(shù)據(jù)組(N1、Z1、Z2、N2)以及(N3、Z3、Z4、N4)限定該物品14橫跨感測器棒16的長度的三維的幾何體部分。
該四個高度值(例如，Z1、Z2、Z4、Z3)限定每個幾何體部分的上表面頂點，而該四個高度感測器38被垂直投射(到桌臺表面12上)的位置(N1、N2、N4、N3)限定該幾何體的下表面頂點。如上所述，該四個上表面的高度值的平均，例如，ZAVERAGE(其中ZAVERAGE＝(Z1+Z2+Z3+Z4)/4)限定平行且相同于底部平面四邊形的表面(N1、N2、N4、N3)的平面四邊形的表面(Z1、Z2、Z4、Z3)的高度。
四邊形(N1、N2、N4、N3)的面積的確定以及將此值乘以該幾何體的平均高度ZAVERAGE產(chǎn)生由兩個相鄰的高度感測器所橫越的幾何體部分的大致體積。
如圖14B所示，由(N1、N2、N4、N3)所限定的四邊形具有標(biāo)示為a、b、c、d的四個側(cè)部?？刹捎酶鞣N方法來計算此四邊形的面積，例如，使用Varignon定理，該定理闡明當(dāng)依序連接凸四邊形側(cè)部的中點時，即形成平行四邊形。該平行四邊形的面積是原來的四邊形的面積的一半。該平行四邊形的面積通過其底和高的乘積來確定，因而此值加倍來獲得原來的四邊形的值。
一種較簡單的確定四邊形的面積的方法涉及到使用Bretschneider公式，該公式闡明對于具有側(cè)部長度a、b、c、d和對角線長度p和q的特定的一般四邊形來說，其面積A如下得出A＝(1/4)sqrt(4p2q2-(b2+d2-a2-c2)2)參考圖14B和14C，由于如上所述計算每個頂點N1、N2、N3和N4的座標(biāo)值，因此側(cè)部長度a、b、c、d以及對角線長度p、q通過應(yīng)用畢氏定理來確定，由此每個側(cè)部長度或者對角線長度代表直角三角形的斜邊。因此，如果頂點N1的座標(biāo)表示為(x1、y1)，頂點N2的座標(biāo)表示為(x2、y2)，頂點N3的座標(biāo)表示為(x3、y3)，并且頂點N4的座標(biāo)表示為(x4、y4)，則側(cè)部長度a、b、c和d表示為a＝sqrt((x3-x1)2+(y3-y1)2)b＝sqrt((x4-x3)2+(y4-y3)2)c＝sqrt((x4-x2)2+(y4-y2)2)d＝sqrt((x2-x1)2+(y2-y1)2)類似地，對角線長度p和q表示為p＝sqrt((x4-x1)2+(y4-y1)2)q＝sqrt((x3-x2)2+(y3-y2)2)圖14C表示用于計算側(cè)部長度a的數(shù)值。
將以上確定的a、b、c、d、p和q的值代入Bretschneider公式得到由(N1、N2、N4、N3)所限定的四邊形的面積A。
確定四邊形(N1、N2、N4、N3)的面積以及將此值乘以該幾何體的平均高度ZAVERAGE產(chǎn)生由兩個相鄰的高度感測器所橫越的幾何體部分的大致體積。
當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，每組相鄰的高度感測器38沿著感測器棒16的長度所橫越的體積總和是到目前的感測器棒16位置的后面的物品14部段的總體積。這種每個被橫越的部段的累計體乘以該特定物品14類型的密度因數(shù)(可儲存在信號處理器300中并且可以在鍵盤27上輸入)，對于感測器棒16在其劃過過程中的每個位置來說，可以得到部段的重量值，因而在可調(diào)整的顯示器30上持續(xù)顯示此值。還可以交替或同時計算和顯示每單位重量的價格。
在感測器棒16的運動期間，在顯示器30上持續(xù)計算并且選擇性地或持續(xù)顯示物品14的重量和價格(根據(jù)重量)時，操作者可以在左邊方向(例如，“后退”)或者右邊方向上間歇地運動感測器棒16，以便減少或增加未切部段的尺寸、重量或者價格，以滿足觀察消費者的需求。顯示器盒26中的信號處理器300實時自動計算減少或增加的體積(因此減少或者增加重量及價格)，并且經(jīng)由顯示器30為操作者和消費者提供目前更新后的信息，因此使得操作者能夠在該物品14切開之前，根據(jù)物品14的實際外觀以及相關(guān)的重量或價格(根據(jù)重量)，適應(yīng)旁觀的消費者的所要特定部分的特定需求。
其它的支承柱位移檢測器技術(shù)與基于電磁的桌臺表面互動的基于電磁的支承柱位移檢測器參考圖16，電磁平臺數(shù)字板118用作切板。該板118限定適當(dāng)?shù)挠脖砻?2A。
每個支承柱52A的底端包括電磁游標(biāo)線圈122。當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，每個支承柱52A的底部尖端保持與該桌臺表面12A固定接觸。數(shù)字板118在感測器棒16的運動期間持續(xù)捕捉每個支承柱52A的絕對座標(biāo)位置。這些座標(biāo)經(jīng)由無形的數(shù)據(jù)聯(lián)接(例如，紅外線)或者例如，USB(通用串行總線)連線，經(jīng)由輸入/輸出口58或者無線通訊模塊308而傳輸?shù)礁袦y器棒16的信號處理器300。
感測器棒16的信號處理器300持續(xù)處理支承柱52A的座標(biāo)位置的數(shù)據(jù)信號和高度感測器38的數(shù)據(jù)信號。
被激勵的游標(biāo)線圈122產(chǎn)生磁場。位于下面的數(shù)字板118具有嵌入的電磁感測器的網(wǎng)格124，網(wǎng)格124在支承柱52A橫越表面12A時，通過確定該游標(biāo)產(chǎn)生的磁場的位置來確定該游標(biāo)線圈122的絕對座標(biāo)位置。
基于電磁的游標(biāo)/數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)已經(jīng)使用了許多年并且用于各式各樣的應(yīng)用中，范圍從傳輸繪圖數(shù)據(jù)(座標(biāo)位置)到有關(guān)建筑的軟件程序，甚至餐館輸入菜單選擇。
與基于壓敏(觸覺)的桌臺表面互動的基于堅硬尖端指示筆的支承柱位移檢測器參考圖17，壓敏(基于觸覺)平臺數(shù)字板126用作切板。該板126限定適當(dāng)?shù)挠脖砻?2B。
每個支承柱52B的底端包括堅硬尖端的指示筆130。當(dāng)感測器棒16橫越物品14時，每個支承柱52B的底部尖端保持與桌臺表面12B固定接觸。該數(shù)字板126在感測器棒16的運動期間持續(xù)捕捉每個支承柱52B的絕對座標(biāo)位置。這些座標(biāo)經(jīng)由無形的數(shù)據(jù)聯(lián)接(例如，紅外線)或例如USB(通用串行總線)連線，經(jīng)由輸入/輸出口58或者無線通訊模塊308而傳輸?shù)礁袦y器棒16的信號處理器300。
感測器棒16的信號處理器300持續(xù)處理支承柱52B的座標(biāo)位置的數(shù)據(jù)信號和高度感測器38的數(shù)據(jù)信號。
數(shù)字板126包括壓敏的感測器網(wǎng)格132，該網(wǎng)格132在指示筆130橫越該表面12B時，通過追蹤該指示筆130的下壓重量來解析每個指示筆130的絕對座標(biāo)位置。
基于壓敏(觸覺)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)已經(jīng)使用了許多年并且用于各式各樣的應(yīng)用中，例如針對基于電磁的游標(biāo)/數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)進(jìn)行描述的應(yīng)用。
其它的高度感測器技術(shù)用于相當(dāng)平坦的物品14表面上的反射聲學(xué)高度感測器參考圖18A，聲學(xué)高度感測器38C表示成作為沿著感測器棒16C的長度配置的線性陣列而結(jié)合在感測器棒16C中。每個聲學(xué)高度感測器38C包括內(nèi)置于感測器棒16C中的聲學(xué)發(fā)射器/接收器單元。各種的聲學(xué)發(fā)射器/接收器技術(shù)都可以包括高度感測器38C。一種常見的技術(shù)利用壓電陶瓷作為主動感測器元件。壓電陶瓷使得電氣能量轉(zhuǎn)變成聲學(xué)能量并且使得聲學(xué)能量轉(zhuǎn)變成電氣能量。這種性質(zhì)使得同樣的壓電陶瓷能夠同時作為在感測器38C中的發(fā)射器和接收器?；蛘呤?，個別的聲學(xué)發(fā)射器和接收器可以包括高度感測器38C。
當(dāng)感測器棒16C橫越物品14時，該聲學(xué)發(fā)射器38C發(fā)出脈沖到位于感測器棒16C下方的物品14的上表面。確定每個感測器38C的正下方的物品14的上表面在桌臺表面12上的高度與發(fā)射聲波到達(dá)、反射離開物品14的上表面并且返回感測器38C中的上面定位的各自起源聲學(xué)接收器所需的來回時間相對應(yīng)。此來回時間通常稱為飛行時間，并且它的確定對于在許多產(chǎn)品中計算距離來說是不可缺少的，例如，相機自動聚焦測距器、防盜警報運動檢測器以及自動防撞裝置。
圖18A表示感測器38C所發(fā)射的聲波反射離開相當(dāng)平坦的物品14表面并且返回到起源感測器38C。將通過聲學(xué)確定的感測器棒16C到物品14的距離從已知(固定)感測器棒16C的高度(感測器38C的基部到桌臺表面12的距離)中減去而得到該物品14的上表面相對于桌臺表面12的高度。
例如，假設(shè)感測器棒16C高度是100mm，聲波的速度是340mm/ms，因而發(fā)射的聲波到達(dá)、反射離開物品14的表面并且返回到起源感測器38C的來回時間是0.45ms，以下的計算確定位于感測器38C的正下方的物品14上表面相對于桌臺表面12的高度是23.5mm
物品14(相對于桌臺表面12)的高度＝(感測器棒16C的高度)-(((聲波的速度)×(來回的行進(jìn)時間))/2)＝100mm-(((340mm/ms)×(0.45ms))/2)＝100mm-76.5mm＝23.5mm如果所有的感測器38C的發(fā)射器同時發(fā)出其聲波，那么不同的發(fā)射波之間互相影響將會造成不可預(yù)料的波圖案，并且感測器38C的接收器可能檢測到并非來自相同的感測器38C的發(fā)射器單元的反射聲脈沖。在采用較大的發(fā)射聲射束的寬度和/或沿著感測器棒16C的長度的感測器陣列包括高密度的感測器38C單元時會增加這種可能性。這種干擾可能導(dǎo)致的物品14的高度錯誤計算，然而可以通過沿著感測器棒16C長度的感測器38C單元的線性陣列的多重操作來避免。
為了多重操作所述感測器38C，沿著感測器棒16C的長度依序啟動和停止每個感測器38C，而不是所有的感測器38C單元同時發(fā)射聲波。后續(xù)的感測器38C的發(fā)射器不會啟動，直到目前啟動的感測器38C接收其發(fā)射的反射聲波并且接著停止為止。沿著感測器棒16的每個連續(xù)的感測器38C可以在固定長度的時間間隔下啟動和停止，而不是監(jiān)視每個波周期的傳送以及對應(yīng)的接收過程，其中固定長度的時間間隔是感測器38C發(fā)射并且從任何物品14接收反射聲波所需的最長時間。此最長時間通過計算感測器38C發(fā)射聲波到達(dá)桌臺表面12、反射離開桌臺表面12并且返回到起源感測器38C所需的時間來確定。
采用比最長時間期間長的多重固定長度的時間間隔可以確保一次只有一個感測器38C在運作，因此減小來自多個感測器38C單元的非所要的聲波互相影響的可能性。
采用此確定值長的多重時間間隔還降低了感測器棒16C和物品14之間可能的殘留聲波回彈而影響即將來臨的感測器進(jìn)行讀取的可能性。通過在感測器棒16C中包括感測器的底面上采用漸縮基部和非反射(降低反射的)表面來減小或消除這種回彈，這是由于非所要的波將向上和向外反射，而不是在物品14的方向上反射回來。
下面描述用來確定固定長度的多重時間間隔的計算實例。通過假設(shè)感測器棒16C的高度(感測器38C的基部到桌臺表面12的距離)是100mm，聲波的速度是340mm/ms，并且該物品14的高度是0.0mm，下面計算確定發(fā)射聲波到達(dá)任何物品14的上表面、反射離開物品14的表面并且返回到起源感測器38C所需的最長可能的來回時間最長的來回時間＝(2×(感測器棒的高度))/(聲波的速度)＝(2×(100mm))/(340mm/ms)＝0.59ms因此，與聲波從發(fā)射感測器38C行進(jìn)到物品14并且接著返回到起源感測器38C的最長可能路徑的時間間隔是0.59ms。因此，長于0.59ms的固定的多重時間間隔用來沿著感測器棒16C的長度依序啟動和停止每個高度感測器38C。
由于物品14的表面包括非反射區(qū)域，感測器38C沒有在設(shè)定的多重固定時間間隔內(nèi)接收發(fā)射的聲波。將適當(dāng)涂層施加(噴涂、油漆、浸泡等等)到物品14的表面上可以消除這種現(xiàn)象。還由于物品14具有不規(guī)則(傾斜的)或相當(dāng)不平坦的表面，感測器38C沒有在多重時間間隔內(nèi)接收發(fā)射的聲波。這種表面使得入射的聲波在直接回到起源感測器38C的位置之外的方向上反射。采用加大聲學(xué)接收器面板使得可以成功檢測散亂反射波。此感測器面板可以檢測和解譯漫游的波，并且在題為“用于不規(guī)則(或者平坦的)物品14表面的反射聲學(xué)高度感測器”的章節(jié)中進(jìn)行完整描述。故障或碎片覆蓋的感測器38C以及其它狀態(tài)還可能妨礙所發(fā)射的波的檢測。不論原因為何，通過外插周圍的感測器38C位置所確定的高度值來獲得起源感測器38C位置處的物品14的高度。
增加沿著感測器棒16C所設(shè)置的密度(感測器38C單元的數(shù)量)使得物品14的每個特定表面積可以收集更多的座標(biāo)數(shù)據(jù)點，因此它增加體積以及所產(chǎn)生的重量和價格(根據(jù)重量)計算的整體準(zhǔn)確性。
由于聲波在空氣中傳播速度隨著不同的氣溫而改變，因此控制器-信號處理器盒26包括小型溫度感測器304(圖1A)，它持續(xù)測量操作環(huán)境的氣溫。信號處理器300持續(xù)交互參考測量到的氣溫和所儲存的溫度相對于波速的查看表，以數(shù)學(xué)補償與溫度相關(guān)的物品14高度的計算，以確保其準(zhǔn)確性。取代所述查看表，信號處理器300可以在波速逼近公式中使用測量到的氣溫值，以計算依溫度調(diào)整的聲波速度。可以類似調(diào)整其它影響空氣速度的參數(shù)，例如濕度與空氣壓力，因而操作者經(jīng)由鍵盤27將這種信息輸入信號處理器300。
再次參考圖18A，當(dāng)感測器棒16C橫越物品14并且感測器棒16C的位置到達(dá)如顯示器30所顯示的所要的物品14的重量(或者價格)時，操作者在感測器棒16C上手動施加向下的壓力，使得兩個可收縮的柱52C向上收縮，這導(dǎo)致刀具15向下運動并且與物品14接觸。同時施加持續(xù)向下壓力并且橫跨該物品14表面施加來回的鋸切運動導(dǎo)致物品14完全切開，以形成所要的部段。刀片15也可以僅僅用來標(biāo)記(劃線)該物品14的表面，隨后分離式切開工具可用來最后切開物品14?；蛘呤?，前面所述的標(biāo)記柱塞46C可用來指出確切的切開線，隨后物品14接著通過刀具或者其它的切開設(shè)備來切開。
在物品14完全切開(或者劃線)并且通過裝有彈簧的可收縮的柱52本身完全延伸的作用將感測器棒16C再次抬高之后，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“重置”的按鈕56A-56K，使得顯示器30清屏，并且信號處理器300使得感測器棒16C為新的物品14數(shù)據(jù)作好準(zhǔn)備。感測器棒16C現(xiàn)在準(zhǔn)備劃過新的物品14之上。
對于利用聲學(xué)感測器38C的感測器棒配置2A、2B、2C或2D來說，物品14可被劃線和/或利用分離式刀具、旋轉(zhuǎn)切割刀片、激光切割器、閘刀或者其它的切開或切斷機構(gòu)來切開。
用在不規(guī)則的(或者平坦的)物品14表面上的反射聲學(xué)高度感測器以上題為“用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射聲學(xué)高度感測器”的章節(jié)描述了相當(dāng)平坦的物品14表面上聲波的互相作用。明確地說，從感測器38C發(fā)射的聲波在相對于物品14的表面幾乎為(容許有小的表面變異)90度的角度下反射離開物品14，并且返回到相同的起源感測器38C。然而，如果感測器38C發(fā)射聲波與物品14的明顯不規(guī)則的(傾斜的)表面部分相互作用時，則反射的聲波將不會返回到波的最初起源感測器38C，而是根據(jù)反射定律，在物品14的表面處的反射角度所確定的方向上傳播，反射定律闡明“入射在反射表面上的波將會以等于入射角的角度反射”。
參考圖18B，通過采用嵌入透明感測器面板200C的聲學(xué)接收器39C的二維陣列來實現(xiàn)從物品14的不規(guī)則(傾斜)表面區(qū)域反射聲波的檢測，該感測器面板200C正交固定在感測器棒16C的頂部。每個聲學(xué)接收器39C檢測其表面上撞擊的聲波的存在和大小(振幅)。各種聲學(xué)接收器技術(shù)可以包括聲學(xué)接收器39C。一種常用技術(shù)利用壓電陶瓷作為主動感測器元件。由于壓電陶瓷使得聲學(xué)能量可以轉(zhuǎn)變成電氣能量，因此由這種材料所構(gòu)成的感測器39C能夠同時檢測入射聲波的存在和大小。
在前面題為“用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射聲學(xué)高度感測器”的章節(jié)中，沿著感測器棒16C設(shè)置的每個感測器38C在后續(xù)的感測器38C啟動之前，依序啟動和停止。這種多重程序防止從一個感測器38C發(fā)射的聲波被一個不同的感測器38C所檢測，并且有助于消除非所要波的互相影響。在波從不規(guī)則的物品14表面反射并且使用感測器面板200C的情況下，特定的(將被聲波撞擊的)感測器的接收器的位置并非事先已知，因此所有感測器的接收器同時起作用，并且等待來自反射波的可能撞擊。
由于從反射離開物品14表面的聲波可能撞擊某些附近聲學(xué)接收器39C(或38C)，因此檢測最強大小(振幅)的聲學(xué)信號的聲學(xué)接收器39C(或者38C)認(rèn)為是與該反射波最為共線的接收器。用來確定接收器與該反射波最為共線的其它方法包括(但不局限于)計算所有被撞擊接收器的數(shù)學(xué)中心點并且選擇最靠近此點的接收器39C(或38C)。
增加內(nèi)置于感測器面板200C中(以及沿著感測器棒16C的長度)的聲學(xué)接收器39C(以及38C)的密度(數(shù)量)增加反射離開物品14的聲波的檢測準(zhǔn)確性，并且因此增加所產(chǎn)生的物品14的高度計算的準(zhǔn)確性。類似地，縮小感測器38C所發(fā)射的波射束寬度減少了其上被撞擊的聲學(xué)接收器的數(shù)量，并且因此增加最為共線的反射波的檢測準(zhǔn)確性，由此增加物品14的高度計算的準(zhǔn)確性。
感測器面板200C的形狀可以變化，例如，橢圓、圓形、矩形形狀等等。覆蓋物品14的感測器面板200C的表面積越大，檢測到的反射離開物品14表面的聲波越多。當(dāng)然，這假設(shè)嵌入在面板200C中的聲學(xué)接收器39C的密度足夠大，以便捕捉反射離開物品14的聲波。物品14表面上的高度不規(guī)則(例如，陡峭的表面角度)造成相對于從起源聲學(xué)感測器38C的位置到該物品14的表面上的攔截點所限定的聲波路徑的大角度的聲波偏向。因此，高度的表面不規(guī)則導(dǎo)致較多的被檢測到的反射聲波朝向感測器面板200C的外部邊界。由于感測器面板200C可通過兩個螺釘204C以及靠近所述螺釘裝安裝件之一的隱藏式數(shù)據(jù)纜線205C而輕易地分離，因此可以方便地安裝/替換各種形狀以及嵌入的接收器39C密度的感測器面板，以便與物品14的表面不規(guī)則的程度(以及聲波反射程度)相符。
感測器面板200C包括透明材料，感測器39C嵌入其中，因此使得操作者能夠在感測器棒16C的操作期間觀看下面物品14。該感測器面板的底面是非反射的(低反射系數(shù)的)，以防止在該感測器面板上撞擊的波向下反射返回并且接著又再次向上朝向感測器38C或39C反射。
沿著感測器棒16C長度的感測器面板200C的細(xì)中間區(qū)域沒有主動聲學(xué)接收器39C，這是由于下面實體存在的感測器棒16C阻礙聲波到達(dá)此中間區(qū)域。沿著感測器面板200C中間區(qū)域以其它方式到達(dá)此區(qū)域的聲波通過沿著感測器棒16C的基部所設(shè)置的聲學(xué)感測器38C來檢測。物品14的高度計算進(jìn)行簡單調(diào)整，以便考慮沿著感測器棒16C的基部嵌入的感測器38C陣列和內(nèi)置于面板200C中的感測器39C陣列之間的實際高度差值。
當(dāng)感測器棒16C(圖18B)橫越物品14時，所述聲學(xué)發(fā)射器38C發(fā)出脈沖到位于感測器棒16C下方的物品14上表面。在每個感測器38C的正下方的物品14的上表面相對于桌臺表面12的高度的確定與發(fā)射聲波到達(dá)、反射離開物品14的上表面并且撞擊到相同的聲學(xué)感測器38C上(如果下面物品14表面部分是相當(dāng)平坦的)或者撞擊在沿著感測器棒16C長度的不同聲學(xué)感測器38C上或者撞擊在內(nèi)置于感測器面板200C中的聲學(xué)接收器39C上所需的時間相對應(yīng)。
相當(dāng)傾斜的反射聲波可能由于繞過線性感測器38C陣列以及內(nèi)置于感測器面板200C中的感測器39C而未能檢測到。在這種情況下，通過進(jìn)入在桌臺表面12和感測器面板200C之間的“開放的空氣區(qū)域”，反射波傳播超過感測器面板200C的邊界。類似地，如果從感測器38C發(fā)射的聲波撞擊在物品14的非反射表面區(qū)域上時，那么不會檢測到該聲波。處理這些未檢測到的例外情況的方法將在下面章節(jié)中論述。
將聲學(xué)確定感測器38C到物品14的上表面的距離從已知(固定的)感測器棒16C的高度(感測器38C的基部至桌臺表面12的距離)中減去產(chǎn)生位于感測器38C的正下方位置處的物品14上表面相對于在下面桌臺表面12的高度。
參考圖18B和18C，下面是假設(shè)的感測器棒16C的計算，以便確定位于感測器38C(T)的正下方位置的物品14的上表面(E)相對于桌臺表面12(W)的高度h的實例。感測器38C(T)所發(fā)射的聲波反射離開該物品14的上表面(E)，由此聲波撞擊在內(nèi)置于感測器面板200C中的接收器39C(P)上。
定義為從感測器棒16C(T)的基部(感測器38C的位置)到桌臺表面12(W)的距離的感測器棒16C高度s是100mm。感測器38C(T)和感測器面板200C(U)之間的距離a是20mm，并且聲波的速度v是340mm/ms。另外，對于感測器38C(T)所發(fā)射的聲波到達(dá)并反射離開物品14的上表面(E)且接著撞擊在內(nèi)嵌于感測器面板200C中的接收器39C(P)上來說，感測器棒16C所確定的行進(jìn)時間t是0.90ms。
發(fā)射感測器38C(T)和接收感測器39C(P)分別位于不同的水平平面(分別是P1和P2)中，所述平面彼此平行，并且平行于包括桌臺表面12的平面P3。感測器38C(T)位于由感測器棒16C的基部處的感測器38C的單元線性陣列所限定的水平平面(P1)中，而感測器39C(P)位于感測器面板200C所限定的水平平面(P2)中。因此，這兩個感測器之間的水平距離是正交穿過定位在平面P1內(nèi)的發(fā)射感測器38C(T)繪制的假想線和正交穿過定位在平面P2內(nèi)的聲學(xué)接收器39C(P)繪制的假想線之間的最短距離。由于對于所利用的特定感測器棒16C和感測器面板200C來說，每個感測器38C(T)和39C(P)的確切的位置是已知常數(shù)，因此一旦知道哪個特定接收器39C檢測到來自特定感測器38C的發(fā)射信號之后，信號處理器300計算這些位置之間的水平距離x。在此實例中，信號處理器300確定發(fā)射感測器38C(T)和接收感測器39C(P)之間的水平距離x為200mm。
再次參考圖18B和18C，頂點E、U和P形成直角三角形，其中90度角在頂點U處。應(yīng)用畢氏定理，反射波的距離d(E至P)的平方等于感測器38C(T)到接收器39C(P)的水平距離x的平方加上感測器面板200C(U)到物品14(E)的距離(a+c)的平方。此關(guān)系表示為(I)d2＝x2+(a+c)2將已知的值代入以上的等式得到(II)d2＝(200mm)2+(20mm+c)2將聲波的速度v乘以全部的波行進(jìn)時間t得到波所行進(jìn)的全部兩個部段(c+d)的距離(例如，從感測器38C(T)行進(jìn)到物品14的表面(E)隨后到接收器39C(P)的距離)。此關(guān)系表示為(III)vt＝c+d將已知的值代入以上的等式得到(IV)(340mm/ms)(0.90ms)＝c+d或者(V)306mm＝c+d解出具有兩個變量的兩個等式(II)與(V)，得到聲波從感測器38C(T)行進(jìn)到物品14的上表面(E)的距離c。c的值是81.65mm。將此距離從已知感測器棒16C高度s中減去得到位于感測器38C(T)的正下方位置的物品14的上表面(E)相對于桌臺表面12(W)的高度h。因此，(VI)s＝c+h(VII)h＝s-c將已知的值代入以上的等式得到(VIII)h＝100mm-81.65mm(IX)h＝18.35mm因此，物品14的上表面(E)相對于下面桌臺表面12(W)的高度是18.35mm。
對于反射聲波撞擊在相同起源感測器38C上(例如，當(dāng)聲波撞擊在相當(dāng)平坦的物品14的上表面上)或者撞擊在沿著感測器棒16C長度定位的不同感測器38C上的情況來說，進(jìn)行類似的物品14的高度計算。在這種情況下，傳送和接收感測器38C單元在感測器棒16C的基部處位于相同的水平平面中(或者同一個單元)，并且因此在兩個感測器之間的水平距離就是它們之間的直線距離。
如果所有的感測器38C的發(fā)射器同時發(fā)出聲波時，那么不同的發(fā)射波之間的互相影響將會造成不可預(yù)料的波圖案，并且感測器38C或39C的接收器可能將所檢測到的波和起源感測器38C進(jìn)行不適當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)。通過在固定長度的時間間隔內(nèi)依序啟動和停止每個感測器38C的發(fā)射器，對于沿著感測器棒16C的長度的每個感測器38C進(jìn)行多重操作，來消除此問題，固定長度的時間間隔超過從任何感測器38C的發(fā)射器所發(fā)射的聲波到達(dá)物品14的上表面、反射離開物品14的表面并且到達(dá)任何感測器38C或39C所需的最長時間量。通過計算從位于感測器棒16C的任一端處的感測器38C所發(fā)射的聲波到達(dá)感測器38C的正下方的桌臺表面12，并且反射離開感測器38C的正下方的桌臺表面12，而接著撞擊在感測器棒16C的相對側(cè)的最遠(yuǎn)接收器上所需的時間，來確定此最長的時間間隔。
采用比此最長的時間長的多重固定長度的時間間隔可以確保一次只有一個感測器38C的發(fā)射器在運作，因此降低了來自多個感測器38C的發(fā)射器的非所要的聲波互相影響的可能性。類似地，越長的時間間隔進(jìn)一步降低感測器棒16C(以及感測器面板200C)和物品14(或者桌臺表面12)之間殘留的聲波回彈造成的錯誤檢測讀取的可能性。通過在感測器棒16C中的包括感測器的底面上以及感測器面板200C的(面向桌臺表面12)底面上采用漸縮的基部和非反射(降低反射的)表面來減小或消除這種回彈。
下面是用來確定固定長度的多重時間間隔的假設(shè)感測器棒16C計算的實例。如上所述，此時間間隔與聲波從任何發(fā)射的感測器行進(jìn)到任何接收感測器的最長可能路徑直接對應(yīng)。參考圖18D和18E，該路徑在位于最右邊的感測器38C位置處的感測器38C(A)開始，因而從此位置垂直向下發(fā)射的聲波到達(dá)桌臺表面12(B)，并且發(fā)射離開桌臺表面12(B)，并且接著撞擊在最遠(yuǎn)的感測器的接收器39C(G)上。
感測器的接收器39C(G)相對于攔截桌臺12位置的最遠(yuǎn)位置在包括發(fā)射感測器38C(A)的感測器棒16C的相對端部處沿著感測器面板200C的中間定位。如上所述，沿著感測器棒16C長度的感測器面板200C中間區(qū)域沒有聲學(xué)接收器39C，這是下面實際存在的感測器棒16C妨礙聲波到達(dá)此中央?yún)^(qū)域。盡管反射離開物品14的聲波實際上由于感測器棒16C的底面阻擋而不能到達(dá)此位置，但是此位置用于此計算中，這是由于它定義反射聲波位置的最遠(yuǎn)外部邊界。
再次參考圖18D和18E，定義為從感測器棒16C(A)的基部(感測器38C的位置)到桌臺表面12(B)的距離的感測器棒16C的高度n是100mm。感測器38C(A)和感測器面板200C(D)之間的距離m是20mm，并且聲波的速度v是340mm/ms。對于所利用的特定感測器棒16C和感測器面板200C來說，每個感測器38C(A)和39C(G)的確切位置是已知常數(shù)。在此實例中，最外側(cè)的發(fā)射感測器38C(A)和最遠(yuǎn)的接收感測器39C(G)之間的水平距離k是300mm。
頂點G、D和B形成直角三角形，其90度角在頂點D處。應(yīng)用畢氏定理，(B)到(G)的距離p的平方等于感測器38C(A)到接收器39C(G)的水平距離k的平方加上感測器面板200C(D)到桌臺表面12(B)距離(m+n)的平方。此關(guān)系表示為(I)p2＝k2+(m+n)2將已知的值代入以上的等式得到(II)p2＝(300mm)2+(20mm+100mm)2以上簡化成(III)p＝323.11mm波的總行進(jìn)長度f是兩個部段n和p的總和。因此(IV)f＝n+p將已知的值代入以上的等式得到(V)f＝100mm+323.11mm或者(VI)f＝423.11mm由于聲波速v是340mm/ms，因此總行進(jìn)時間表示為(VII)t＝f/v將已知的值代入以上的等式得到(VIII)t＝423.11mm/(340mm/ms)或者(IX)t＝1.24ms因此，由于以任何聲波從發(fā)射感測器行進(jìn)到接收感測器的最長可能的路徑相對應(yīng)的時間間隔是1.24ms，因此采用長于1.24ms的固定多重時間間隔。
如上所述，從相當(dāng)傾斜的物品14表面反射的聲波可能由于繞過沿著感測器棒16C的基部的線性感測器38C陣列和內(nèi)置于感測器面板200C中的二維的感測器39C而未能檢測到。在這種情況下，通過進(jìn)入桌臺表面12和感測器面板200C之間的“開放的空氣區(qū)域”，反射波行進(jìn)超過感測器面板200C。類似地，如果感測器38C發(fā)射的聲波撞擊在物品14的非反射表面區(qū)域上時，那么不會檢測到聲波?？梢酝ㄟ^在物品14的表面上施加(噴涂、油漆、浸泡等等)適當(dāng)涂層來避免此后者情況的發(fā)生。
如果在設(shè)定的多重固定的時間間隔期間感測器38C或39C未接收到預(yù)期反射的聲波，那么可以通過外插對于周圍的感測器38C或39C位置所確定的高度值來獲得起源感測器38C的位置處的物品14的高度。
由于聲波在空氣中傳播的速度隨著不同的氣溫而改變，因此控制器-信號處理器盒26包括小型溫度感測器304(如圖1A所示)，它持續(xù)測量操作環(huán)境的氣溫。排氣口310容許環(huán)境空氣自由循環(huán)到溫度感測器304。信號處理器300持續(xù)交互參考測量到的氣溫和存儲器中儲存的溫度-波速的查看表，以便數(shù)學(xué)補償與溫度相關(guān)的物品14高度的計算，以確保其準(zhǔn)確性。取代使用所述查看表，信號處理器300可以在波速逼近的公式中使用測量到的氣溫值，以便計算依溫度調(diào)整的聲波速度?？梢灶愃普{(diào)整其它影響空氣速度的參數(shù)，例如濕度與空氣壓力，因而操作者經(jīng)由鍵盤27將這種信息輸入到信號處理器300。
再次參考圖18B，當(dāng)感測器棒16C橫越物品14并且感測器棒16C的位置到達(dá)所要的物品14的重量(或者價格)時，操作者在感測器棒16C上手動施加向下壓力，使得兩個可收縮的支承柱20和22向上收縮，這導(dǎo)致刀具15向下運動并且與該物品14接觸。同時施加持續(xù)向下壓力并且橫跨該物品14表面施加來回鋸切運動，導(dǎo)致該物品14完全切開，以形成所要的部段。刀片15也可僅僅用來標(biāo)記(劃線)物品14的表面，隨后單獨的切開工具可用來最后切開物品14?；蛘呤?，所述標(biāo)記柱塞46C可用來指出確切的切開線，隨后物品14接著通過刀具或者其它的切開設(shè)備來切開。
在物品14完全切開(或者劃線)并且感測器棒16C再次通過裝有彈簧的可收縮的柱20和22本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“重置”的按鈕56A-56K，使得顯示器30清屏，并且信號處理器300使感測器棒16C為新的物品14數(shù)據(jù)作好準(zhǔn)備。感測器棒16C于是準(zhǔn)備劃過新的物品14之上。
用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射光學(xué)高度感測器參考圖19A，光學(xué)高度感測器38E表示成作為成為沿著感測器棒16E的長度配置的線性陣列結(jié)合在感測器棒16E中。每個光學(xué)高度感測器38E包括內(nèi)置于感測器棒16E中的光學(xué)發(fā)射器/接收器單元。各種的光學(xué)發(fā)射器/接收器技術(shù)可以包括高度感測器38E。光學(xué)發(fā)射器的實例包括(但不局限于)LED和激光單元，而光學(xué)接收器的實例包括(但不局限于)CCD(電荷耦合元件)和其它的PSD(位置靈敏的檢測器)，例如光二極體或者光二極體陣列。因此，單獨光學(xué)發(fā)射器與接收器包括每個高度感測器38E。
當(dāng)感測器棒16E橫越物品14時，光學(xué)發(fā)射器38E發(fā)出脈沖到位于感測器棒16E下方的物品14的上表面。在每個感測器38E的正下方的物品14的上表面在桌臺表面12上的高度的確定與發(fā)射光波到達(dá)、反射離開物品14的上表面并且返回到各自上面定位的光學(xué)感測器38E所需的來回時間相對應(yīng)。將光學(xué)確定的感測器棒16E到物品14的距離從已知的(固定的)感測器棒16E的高度(感測器38E的基部到桌臺表面12的距離)中減去而得到定位在上面的各自起源感測器38E正下方的物品14上表面相對于桌臺表面12的高度。
有關(guān)該光學(xué)確定物品14的高度的計算與前面題為“用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射聲學(xué)高度感測器”的章節(jié)中有關(guān)聲學(xué)確定物品14的高度所提出的計算類似。主要的操作和計算上的差異在于使用光速來取代聲波的速度。
可采用許多種方法來確定所述光波到達(dá)并且反射離開物品14的上表面并且接著返回到起源光學(xué)感測器38E所需的飛行時間或者來回行進(jìn)時間。某些方法涉及到確定單一波脈沖的光波來回行進(jìn)時間，而其它方法則是對于多個光波所產(chǎn)生的來回時間進(jìn)行平均。其它方法包括(但不局限于)利用相移傳輸/接收器系統(tǒng)，它比較所發(fā)射調(diào)變波和返回波之間的相移。這種方法具有降低的背景雜訊和錯誤讀取的優(yōu)點。光學(xué)的飛行時間確定通常用來在例如測量距離的測量設(shè)備、測距器以及各種的位移檢測機構(gòu)的許多裝置中計算距離。
沿著感測器棒16E的感測器38E單元的多重操作以便避免來自多個感測器38E單元的非所要的光波相互影響，這與前面題為“用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射聲學(xué)高度感測器”的章節(jié)中所提出的有關(guān)多重聲學(xué)感測器38C單元的技術(shù)類似。多重時間間隔的確定和后續(xù)的物品14高度的計算與針對聲波感測器棒16C所述類似，其中操作和計算上的主要差異在于用光速來取代所利用的聲波速度。
感測器38E可能由于物品14的表面包括非反射的區(qū)域，而未能在設(shè)定分配多重固定時間間隔內(nèi)接收發(fā)射的光波。在物品14的表面上施加適當(dāng)?shù)耐繉?噴涂、油漆、浸泡等等)可以消除這種現(xiàn)象。感測器38E還可能由于物品14具有不規(guī)則的(傾斜的)或相當(dāng)不平坦的表面，而未能在多重的時間間隔內(nèi)接收發(fā)射的光波。這種表面使得入射光波在直接回到起源感測器38E的位置之外的方向上反射。采用加大的光學(xué)接收器面板可以成功檢測散亂的反射波。此感測器面板可以檢測和解譯漫游的波，并且完整地被描述題為“用于不規(guī)則(或者平坦的)物品14表面的反射光學(xué)高度感測器”的章節(jié)中。故障或者是碎片覆蓋的感測器38E以及其它狀態(tài)還可能妨礙所發(fā)射的波的檢測。不論原因為何，在起源感測器38E位置處的物品14的高度通過外插從周圍的感測器38E位置所確定的高度值來獲得。
增加沿著感測器棒16E所設(shè)置的密度(感測器38E單元的數(shù)量)使得物品14的每個特定的表面積能夠收集更多的座標(biāo)數(shù)據(jù)點，因此它增加體積以及所產(chǎn)生的重量與價格(根據(jù)重量)的計算的整體準(zhǔn)確性。
再次參考圖19A，當(dāng)感測器棒16E橫越物品14并且感測器棒16E的位置到達(dá)所要的物品14的重量(或者價格)時，操作者在感測器棒16E上手動施加向下壓力，使得兩個可收縮的柱52E向上收縮，這導(dǎo)致刀具15向下運動并且與該物品14接觸。
同時施加持續(xù)向下的壓力并且橫跨該物品14的表面施加來回鋸切運動，導(dǎo)致該物品14完全切開，以形成所要的部段。刀片15也可僅僅用來標(biāo)記(劃線)物品14的表面，隨后獨立的切開工具可用來最后切開物品14?；蛘呤?，所述的標(biāo)記柱塞46C可用來指出確切的切開線，隨后物品14接著通過刀具或者其它的切開設(shè)備來切開。
在物品14完全切開(或劃線)并且感測器棒16E再次通過裝有彈簧的可收縮的柱52E本身完全延伸的作用而抬高之后，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“重置”的按鈕56A-56K，使得顯示器30清屏，并且信號處理器300使感測器棒16E為新的物品14數(shù)據(jù)作好準(zhǔn)備。感測器棒16E現(xiàn)在準(zhǔn)備橫越新的物品14之上。
對于采用聲學(xué)感測器38C的感測器棒配置2A、2B、2C或2D來說，物品14可通過劃線和/或利用分離式刀具、旋轉(zhuǎn)切割刀片、激光切割器、閘刀或者其它的切開或者切斷機構(gòu)來切開。
在此申請中所使用的名詞“光學(xué)”以及“光”不僅僅意味使用電磁頻譜的可見波部分，而是包括頻譜中所有顯示所述技術(shù)的必要特征的部分(例如，紅外線)。
用于不規(guī)則(或平坦)物品14表面的反射光學(xué)高度感測器上面題為“用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射光學(xué)高度感測器”的章節(jié)描述光波在相當(dāng)平坦的物品14表面上的互相作用。明確地說，從感測器38E發(fā)射的光波在相對于物品14的表面幾乎為(容許有小的表面變異)90度角度下反射離開物品14，并且返回到相同的起源感測器38E。然而，如果感測器38E發(fā)射的光波和物品14的明顯不規(guī)則的(傾斜的)表面部分相互作用時，那么反射的光波將不會返回到該波最初起源感測器38E，而是根據(jù)反射定律，在物品14的表面處的反射角度所確定的方向上傳播，反射定律闡明“入射在反射表面上的波將會以等于入射角的角度反射”。
參考圖19B，檢測反射離開物品14的不規(guī)則(傾斜)表面區(qū)域的光波通過將二維的陣列的光學(xué)接收器39E嵌入到透明感測器面板200E中來實現(xiàn)，感測器面板200E正交固定在感測器棒16E的頂部。每個光學(xué)接收器39E檢測在其表面上撞擊的光波的存在和大小(振幅)。各種的光學(xué)接收器技術(shù)可以包括光學(xué)接收器39E。例如CCD(電荷耦合元件)的主動感測器元件可以檢測入射的光波的存在和大小。
前面題為“用于相當(dāng)平坦的物品14表面的反射光學(xué)高度感測器”的章節(jié)中，沿著感測器棒16E設(shè)置的每個感測器38E在后續(xù)的感測器38E啟動之前，依序啟動和停止。這種多重程序防止從一個感測器38E發(fā)射的光波被一個不同的感測器38E所檢測，并且有助于消除非所要的波的互相影響。在波從物品14不規(guī)則表面反射并且使用感測器面板200E的情況下，特定(被光波撞擊的)感測器的接收器的位置并非事先已知，因此所有的感測器的接收器同時起作用，并且等待來自反射的波的可能撞擊。
由于反射離開物品14的表面的光波可能撞擊在附近的光學(xué)接收器39E(或38E)，因此檢測最強大小(振幅)的光學(xué)信號的光學(xué)接收器39E(或38E)認(rèn)為是與該反射波最為共線的接收器。用來確定接收器與反射波最為共線的其它方法包括(但不局限于)計算所有被撞擊的接收器的數(shù)學(xué)中心點并且選擇最靠近此點的接收器39E(或38E)。
增加內(nèi)置于感測器面板200E中(以及沿著感測器棒16E的長度)的光學(xué)接收器39E(以及38E)的密度(數(shù)量)增加反射離開物品14的光波的檢測準(zhǔn)確性，并且因此增加所產(chǎn)生的物品14的高度計算的準(zhǔn)確性。類似地，縮小感測器38E所發(fā)射的波射束寬度減少了其上被撞擊的光學(xué)接收器的數(shù)量，并且因此增加檢測最為共線的反射波的準(zhǔn)確性，由此增加物品14的高度計算的準(zhǔn)確性。
感測器面板200E的形狀可以變化，例如，橢圓、圓形、矩形形狀等等。覆蓋物品14的感測器面板200E的表面積越大，檢測到的反射離開物品14表面的光波越多。當(dāng)然，這假設(shè)嵌入在面板200E中的光學(xué)接收器39E的密度足夠大，以便捕捉反射離開物品14的光波。
物品14表面上的高度不規(guī)則(例如，陡峭的表面角度)造成相對于從起源光學(xué)感測器38E的位置到物品14的表面上的攔截點所限定的光波路徑的大角度的光波偏向。因此，高度的表面不規(guī)則導(dǎo)致較多的被檢測到的反射光波朝向感測器面板200E的外部邊界。
由于感測器面板200E可通過兩個螺釘204C以及靠近所述螺釘安裝件之一的隱藏式數(shù)據(jù)纜線205C而輕易地分離，因此可以方便地安裝/替換具有各種形狀以及嵌入的接收器39E的密度的感測器面板，以便與物品14的表面不規(guī)則的程度(以及光波反射的程度)相符。感測器面板200E包括透明材料，感測器39E嵌入其中，因此使得操作者能夠在感測器棒16E的操作期間觀看下面物品14。該感測器面板的底面是非反射的(低反射系數(shù)的)，以防止在該感測器面板上撞擊的波向下反射返回并且接著又再次向上朝向感測器38E或39E反射。
沿著感測器棒16E長度的感測器面板200E的細(xì)中間區(qū)域沒有主動光學(xué)接收器39E，這是由于下面實體存在的感測器棒16E阻礙光波到達(dá)此中間區(qū)域。沿著感測器面板200E中間區(qū)域以其它方式到達(dá)此區(qū)域的光波通過沿著感測器棒16E的基部所設(shè)置的光學(xué)感測器38E來檢測。物品14的高度計算進(jìn)行簡單調(diào)整，以便考慮沿著感測器棒16E的基部嵌入的感測器38E陣列和內(nèi)置于面板200E中的感測器39E陣列之間的實際高度差值。
當(dāng)感測器棒16E(圖19B)橫越物品14時，所述光學(xué)發(fā)射器38E發(fā)出脈沖到位于感測器棒16E下方的物品14的上表面。在每個感測器38E的正下方的物品14的上表面相對于桌臺表面12的高度的確定與發(fā)射光波到達(dá)、反射離開物品14的上表面并且撞擊到相同的光學(xué)感測器38E上(如果下面物品14表面部分是相當(dāng)平坦的)或者撞擊在沿著感測器棒16E長度的不同光學(xué)感測器38E上或者撞擊在內(nèi)置于感測器面板200E中的光學(xué)接收器39E上所需的時間相對應(yīng)。相當(dāng)傾斜的反射光波可能由于繞過線性感測器38E陣列以及內(nèi)置于感測器面板200E中的感測器39E而未能檢測到。在這種情況下，通過進(jìn)入在桌臺表面12和感測器面板200E之間的“開放的空氣區(qū)域”，反射波傳播超過感測器面板200E的邊界。類似地，如果從感測器38E發(fā)射的光波撞擊在該物品14的非反射的表面區(qū)域上時，那么不會檢測到光波。處理這些未檢測到的例外情況的方法將在下面章節(jié)中論述。
將光學(xué)確定感測器38E到物品14的上表面的距離從已知(固定的)感測器棒16E的高度(感測器38E的基部至桌臺表面12的距離)中減去得到位于感測器38E的正下方位置處的物品14的上表面相對于下面桌臺表面12的高度。
有關(guān)光學(xué)確定物品14高度的計算與前面題為“用于不規(guī)則(或者平坦)物品14表面的反射聲學(xué)高度感測器”的章節(jié)中所提出的有關(guān)該聲學(xué)確定物品14高度的計算類似。操作和計算上的主要差異用光速來取代聲波速度。
如果所有的感測器38E的發(fā)射器同時發(fā)出其光波，那么不同的發(fā)射波之間的互相影響將會造成不可預(yù)料的波圖案，并且感測器38E或39E的接收器可能將所檢測到的波和起源感測器38E進(jìn)行不適當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)。通過在固定長度的時間間隔內(nèi)依序啟動和停止每個感測器38E的發(fā)射器，對于沿著感測器棒16E的長度的每個感測器38E進(jìn)行多重操作，來消除此問題，固定長度的時間間隔超過從任何感測器38E的發(fā)射器所發(fā)射的光波到達(dá)物品14的上表面、反射離開物品14的表面并且到達(dá)任何感測器38E或39E所需的最長時間量。通過計算從位于感測器棒16E的任一端處的感測器38E所發(fā)射的光波到達(dá)感測器38E的正下方的桌臺表面12，并且反射離開感測器38E的正下方的桌臺表面12，而接著撞擊在感測器棒16E的相對側(cè)的最遠(yuǎn)接收器上所需的時間，來確定此最長的時間間隔。
采用比此最長的時間長的多重固定長度的時間間隔可以確保一次只有一個感測器38E的發(fā)射器在運作，因此降低了來自多個感測器38E的發(fā)射器的非所要的光波互相影響的可能性。類似地，越長的時間間隔進(jìn)一步降低在感測器棒16E(與感測器面板200E)和物品14(或者桌臺表面12)之間殘留的光波回彈造成錯誤檢測讀取的可能性。通過在感測器棒16E中的包括該感測器的底面上以及感測器面板200E的(面向桌臺表面12)底面上采用漸縮的基部和非反射(降低反射的)表面來減小或消除這種回彈。
如上所述，從相當(dāng)傾斜的物品14表面反射的光波可能由于繞過沿著感測器棒的基部的線性感測器38E陣列和內(nèi)置于感測器面板200E中的二維感測器39E而未能檢測到。在這種情況下，通過進(jìn)入在桌臺表面12和感測器面板200E之間的“開放的空氣區(qū)域”，反射波行進(jìn)超過感測器面板200E。類似地，如果感測器38E發(fā)射的光波撞擊在該物品14的非反射表面區(qū)域上時，那么不會檢測到光波?？梢酝ㄟ^在物品14的表面上施加(噴涂、油漆、浸泡等等)適當(dāng)涂層來避免此后者情況的發(fā)生。
如果在設(shè)定的多重固定的時間間隔期間感測器38E或39E未接收到預(yù)期反射的光波，那么可以通過外插對于周圍的感測器38E或39E位置所確定的計算后的高度值來獲得在起源感測器38E位置處的物品14的高度。
再次參考圖19B，當(dāng)感測器棒16E橫越物品14并且感測器棒16E的位置到達(dá)所要的物品14的重量(或者價格)時，操作者在感測器棒16E上手動施加向下壓力，使得兩個可收縮支承柱20和22向上收縮，這導(dǎo)致刀具15向下運動并且與物品14接觸。同時施加持續(xù)向下壓力并且橫跨該物品14的表面施加來回鋸切運動，導(dǎo)致該物品14完全切開，以形成所要的部段。刀片15也可僅僅用來標(biāo)記(劃線)物品14的表面，隨后單獨切開工具可用最后切開物品14?；蛘呤?，所述的標(biāo)記柱塞46C可用來指出確切的切開線，隨后物品14接著通過刀具或者其它的切開設(shè)備來切開。
在物品14完全切開(或者劃線)并且感測器棒16E再次通過裝有彈簧的可收縮的柱20和22本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按壓適當(dāng)標(biāo)示為“重置”的按鈕56A-56K，使得顯示器30清屏，并且信號處理器300使感測器棒16E為新的物品14的數(shù)據(jù)作好準(zhǔn)備。感測器棒16E現(xiàn)在準(zhǔn)備橫越新的物品14之上。
在此申請中所使用的名詞“光學(xué)”以及“光”不僅僅意味使用電磁頻譜的可見波部分，而是包括頻譜中所有顯示所述技術(shù)的必要特征的部分(例如，紅外線)。
“穿透”波高度感測器參考圖20，穿透聲學(xué)或基于電磁的高度感測器38D表示成作為沿著感測器棒16D的長度配置的線性陣列結(jié)合在感測器棒16D中。每個穿透高度感測器38D包括內(nèi)置于感測器棒16D中的發(fā)射器/接收器單元。當(dāng)感測器棒16D橫越物品14時，發(fā)射器38D發(fā)出脈沖到位于感測器棒16D下方的物品14。不同于所述的物品14高度的確定取決于反射離開物品14上表面的波發(fā)射的感測器棒16，感測器38D的正下方的物品14上表面相對于桌臺表面12的高度與波脈沖離開該感測器38D的發(fā)射器、穿透物品14、反射離開桌臺表面12、再穿透物品14并且接著返回到各自感測器38D的接收器所需的來回時間相對應(yīng)。因此，穿透的波感測器消除了對于感測器面板200C類型的配置的需求，這是由于波不是反射離開物品14的表面，而是返回到其起源感測器38D。
對于一組特定的條件(例如，溫度、濕度等等)，通過實驗確定，在來回的波傳播時間和物品14厚度之間形成對應(yīng)。例如，通過實驗確定，波脈沖離開發(fā)射器38D、穿透1cm厚的物品14、反射離開桌臺表面12、再穿透物品14并且接著返回到各自感測器38D的接收器所需的來回時間是1秒。形成電子儲存在盒26內(nèi)的信號處理器300的存儲器中的時間-距離的等效查看表，這使得可以通過將感測器棒16D所確定的來回的波行進(jìn)時間和預(yù)定的物品14厚度值等同來確定物品14的厚度。感測器棒16D采用不同類型的感測器38D，它具有相應(yīng)的不同類型的波，以便適應(yīng)具有各種成分的物品14。
工業(yè)實用性各種產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用可以利用所提出的不同感測器臂結(jié)構(gòu)配置。所述裝置的修改可方便地適應(yīng)符合自動化的裝配線的需求，這是由于可以輕易地加入特定的感測器棒特性或者從配置中省略。例如，物品14可以經(jīng)由輸送帶通過靜止感測器棒16之下，隨后根據(jù)體積、重量或價格，自動切斷刀片、激光、旋轉(zhuǎn)刀片或者高壓水切割器將物品14切成特定的部分。替代的是，可運動的感測器棒16可以橫越靜止的單個或多個物品14之上，隨后物品14進(jìn)行標(biāo)記以便切開、或者通過例如所述的切開工具的器具來切開。在任一種配置中，可以從該配置中省略刀具15以及可收縮的感測器棒16的支承柱20和22。
由于每個感測器臂包括信號處理器300，因此通過中心計算機所提供的彈性雙向通訊和控制，可以同時監(jiān)視和操作許多感測器臂。
所述感測器棒的其它應(yīng)用所述的感測器棒還可以作為廉價、緊湊、手持式(或桌上單元)裝置使用，它用來確定各種物體(物品14)的三維座標(biāo)位置、體積以及相關(guān)的重量。這種數(shù)據(jù)可以經(jīng)由輸入/輸出口58或無線通訊模塊308而傳輸?shù)綀D形或其它的數(shù)據(jù)處理的軟件程序，例如，建筑、制圖以及CAD(計算機輔助繪圖)的軟件程序。由于所述感測器棒的這種用途不涉及在參考物體上進(jìn)行切開或標(biāo)記，因此對于這種實施來說，可以省略刀具15和所述標(biāo)記/劃線設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示與具有不規(guī)則的形狀的物品的部段的體積相對應(yīng)的數(shù)值的裝置，包括用于支承該物品的支承表面；細(xì)長的感測器棒；支承件，它用于以一種容許該感測器棒能夠通過該物品上方的方式來設(shè)置該感測器棒在該支承表面上而與該物品間隔開，并且容許該感測器棒與物品之間能夠在任一方向上相對的運動；位移檢測器配置，它產(chǎn)生對應(yīng)于該感測器棒沿著該支承表面且沿著該物品而通過該物品上的位移的信號；感測器配置，它產(chǎn)生對應(yīng)于在該感測器棒下方通過的該物品的連續(xù)的截面的橫截面的輪廓的信號；信號處理器，它在該感測器棒通過該物品之上時，接收由該位移檢測器配置與感測器配置所產(chǎn)生的信號，并且從所述信號計算該物品由該感測器棒所橫越的部段的累計的體積；以及顯示器，它在該感測器棒被定位于該物品的限定該部段的截面上時，顯示對應(yīng)于該物品中該感測器棒已經(jīng)通過其上的部段的計算的累計的體積的數(shù)值。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，用于該感測器棒的支承件包括一對在該感測器棒的各自端部處、從該感測器棒向下延伸的支承柱，所述支承柱分別具有接觸該支承表面的下端，以提供該感測器棒支承在預(yù)定高度上，并且使得該感測器棒劃過在該支承表面上的物品的上方。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該支承表面包括可運動的輸送器，它將設(shè)置其上的物品運載通過該感測器棒，由此該感測器棒通過該物品之上。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，每個支承柱具有相關(guān)的各自位移檢測器，該位移檢測器產(chǎn)生對應(yīng)于各自支承柱下端位移的信號，所述各自位移檢測器一起構(gòu)成該位移檢測器配置。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，每個位移檢測器包括光學(xué)追蹤組件以及影像分析器，該光學(xué)追蹤組件包括在該支承表面處引導(dǎo)光射束的光發(fā)射器以及從該桌臺表面接收光反射的光接收器，并且該影像分析器分析由該接收器所產(chǎn)生的連續(xù)影像以確定所述各自支承柱的位移范圍及方向。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，每個位移檢測器包括滾球、X-Y軸滾軸以及光學(xué)編碼器配置，該滾球安裝在相關(guān)的支承柱的端部，它接觸該支承表面以通過相關(guān)的支承柱的運動而滾動，所述X-Y軸滾軸與該滾球接觸以通過該滾球沿著任一軸的滾動而轉(zhuǎn)動，并且該光學(xué)編碼器配置感測每個滾軸的旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生對應(yīng)于每個支承柱的范圍及方向的信號。
7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該位移檢測器配置包括在每個支承柱上的電磁線圈以及在該支承表面中的網(wǎng)格，它產(chǎn)生對應(yīng)于每個支承柱橫跨該支承表面的運動的范圍及方向的電信號。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該位移檢測器配置包括具有一個壓敏的涂層的支承表面，并且每個支承柱具有在該壓敏的表面上產(chǎn)生壓力的尖銳端部，以在相關(guān)的支承柱于該支承表面上位移時產(chǎn)生對應(yīng)的信號。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述信號對應(yīng)于每個支承柱的位移的范圍及方向。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，用于該感測器棒的支承件包括一對導(dǎo)架，每個導(dǎo)架具有連接到該感測器棒的各自端部的上端以及相對于該支承表面支承以用于該感測器棒橫跨該支承表面的引導(dǎo)運動的下端，以便限制該感測器棒在該支承表面上的運動為沿著固定的通常方向及方位。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器棒的支承件容許該垂直朝向的感測器棒平行于該支承表面的平面并且在該支承表面上的自由且不受約束的運動。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，該感測器棒的支承件容許該感測器棒自由地被抬起且離開該支承表面。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括可動地安裝在該感測器棒上的單一感測器以及載有該感測器的感測器驅(qū)動器，以掃描該物品來產(chǎn)生對應(yīng)于該物品沿著該感測器棒延伸并且在該感測器棒下方的截面的橫截面輪廓的信號。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括切割器裝置，它選擇性地沿著該感測器棒驅(qū)動，以便在沿著該感測器棒延伸的方向上切開該物品。
15.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該位移檢測器配置包括與該兩個支承柱的每個支承柱相關(guān)的各自位移檢測器。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，每個位移檢測器產(chǎn)生對應(yīng)于每個支承柱在該支承表面上位移的范圍及方向的信號。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該位移檢測器配置包括沿著該支承表面延伸的細(xì)長光學(xué)網(wǎng)格、安裝到該導(dǎo)架上并且在該細(xì)長網(wǎng)格上的傾斜讀取器網(wǎng)格，以便在該導(dǎo)架的位移之際產(chǎn)生雙向位移的且可讀取的云紋條紋圖案。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括一系列間隔開的可垂直延伸的柱塞以及用于每個柱塞的感測器，所述柱塞沿著該感測器棒配置且被偏壓而被推向該支承表面，以使得其尖端與該物品位于該柱塞之下的上表面接觸，并且該感測器產(chǎn)生對應(yīng)于相關(guān)的柱塞延伸距離的信號，該信號處理器接收所述信號，并且從所述信號確定在該物品的上表面位于各自柱塞之下的一個點在該桌臺表面之上的高度，由此確定該物品在沿著該系列柱塞的方向上延伸的每個連續(xù)截面的輪廓。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，還包括與每個柱塞相關(guān)的各自螺線管，它可選擇性地運作來克服該偏壓的推動，并且收縮該相關(guān)的柱塞而不與該支承表面以及該物品接觸。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，還包括位于每個柱塞之上的磁體，該磁體將收縮的柱塞保持就位，直到該相關(guān)的螺線管運作來克服該磁體的力為止。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，還包括附接至該感測器棒且沿著該系列柱塞延伸的刀片，該刀片具有在所述柱塞收縮時會露出的刀刃。
22.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述柱塞中的至少兩個柱塞具有尖端，它通過該感測器棒的運動來對該物品進(jìn)行劃線。
23.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，至少兩個柱塞具有可選擇性地運作的標(biāo)記器裝置，它用于標(biāo)記該物品位于該柱塞之下的上表面，從而可以沿著通過其橫跨該物品所施加的標(biāo)記來切開該物品。
24.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括在該感測器棒上的標(biāo)記配置，它可選擇性地運作來沿著位于該感測器棒之下的線標(biāo)記該物品的上表面，并且沿著該感測器棒，在該物品上提供切開的引導(dǎo)標(biāo)記。
25.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括至少一個感測器，它在該物品上多點處發(fā)射穿透射束，以確定該處物品的厚度。
26.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述支承柱可選擇性地收縮，并且還包括進(jìn)行附接以在該感測器棒旁邊延伸的刀片，該刀片具有在所述支承柱收縮時會露出的刀刃。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，該刀片為了便于替換而可容易從該感測器棒分離。
28.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一個安裝在該感測器棒上的切開裝置，該切開裝置用于沿著該感測器棒橫越運動，并且可選擇性地與該物品作用以沿著一個順著該感測器棒延伸的方向上并且在該感測器棒的下方從該物品切開一個部段。
29.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括感測器，在該感測器棒通過橫跨該支承表面時，它能夠在該感測器棒所到達(dá)的每個位置處掃描橫跨該物品。
30.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括至少一個感測器，它包括光學(xué)發(fā)射器-接收器，該光學(xué)發(fā)射器-接收器投射射束以便在延伸橫跨該物品的點處撞擊該物品上表面，并且感測該射束橫跨該物品的上表面的撞擊并且從所述感測到的撞擊產(chǎn)生對應(yīng)于到該上表面上的各點距離的信號；以及信號處理器，它從所述信號的分析來確定該上表面的各點在該支承表面上的高度，并且由此確定該物品延伸通過所述點的一個截面的橫截面的輪廓。
31.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括一個或多個感測器，它具有聲學(xué)發(fā)射器-接收器，該聲學(xué)發(fā)射器-接收器發(fā)射聲波并且從一系列延伸橫跨該物品的上表面的點檢測所述聲波的反射，并且從檢測到的反射來產(chǎn)生對應(yīng)于到該物品的上表面上的各點距離的信號；該信號處理器從所述距離信號計算該上表面在該支承表面上的高度以及在該物品上的各點之處的該物品的截面的橫截面的輪廓。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，還包括溫度感測器，它感測周圍溫度并且產(chǎn)生對應(yīng)于該周圍溫度的信號，該信號處理器接收所述信號，以便針對溫度變化的影響來補償該計算。
33.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述柱塞分別具有相鄰于每個柱塞的側(cè)部的光學(xué)發(fā)射器-接收器陣列，每個發(fā)射器朝向該相關(guān)的柱塞的側(cè)部發(fā)射射束，每個接收器設(shè)置成從各自柱塞的側(cè)部接收反射的射束，以及信號處理器，用于從該發(fā)射器-接收器所收到的信號來確定該相關(guān)的柱塞收縮的距離，由此可以確定該相關(guān)的柱塞接觸該物品上表面的點的高度。
34.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括一系列感測器，它安裝在沿著該感測器棒延伸的列中。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，該感測器配置包括兩個或多個相鄰的感測器列。
36.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括特定物品類型的所儲存的密度以及每單位重量的價格值，所述值被該信號處理器所利用以確定該物品部段的總價格，并且在該感測器棒沿著該物品而通過該物品之上時，該顯示器顯示通過該信號處理器所確定的在該感測器棒的每個位置處所限定的每個部段的總價格。
37.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括特定物品的所儲存的密度值，該值通過該信號處理器所利用以確定每個物品部段的總重量，并且在該感測器棒沿著該物品而通過該物品之上時，該顯示器顯示通過該信號處理器所確定的在該感測器棒的每個位置處所限定的每個部段的總重量。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)輸入/輸出口，它用于選擇性地接收及儲存密度或每單位重量的價格值以供該信號處理器使用并且從其輸出數(shù)據(jù)。
39.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，還包括用于接收及傳送數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)輸入/輸出口。
40.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括安裝在該感測器棒上的可垂直運動的切割刀片裝置，它可選擇性地運作，使得可以沿著該感測器棒的方向從該物品切開一個部段。
41.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括旋轉(zhuǎn)刀片切割器，它安裝在該感測器棒上，使得可以從該物品切開一個部段。
42.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括切割器裝置，它包括安裝到該感測器棒上的激光射束。
43.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，該標(biāo)記器配置包括能夠在該物品的上表面上打印標(biāo)記的至少兩個噴墨打印機裝置。
44.如權(quán)利要求43所述的裝置，其特征在于，該噴墨打印機裝置能夠用多種墨水色彩中之一來標(biāo)記該物品。
45.如權(quán)利要求43所述的裝置，其特征在于，還包括在該感測器棒上檢測該物品的色彩的色彩感測器，該噴墨打印機裝置能夠切換墨水色彩，從而采用與該感測出的物品色彩成對比的墨水色彩標(biāo)記該物品。
46.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，該標(biāo)記器配置包括多個沿著該感測器棒安裝的標(biāo)記器裝置，并且其中每個標(biāo)記器裝置包括安裝在可收縮柱塞上的熱標(biāo)記器，該熱標(biāo)記器可選擇性地運作以在該物品于該感測器棒下方的上表面之上燒灼一個標(biāo)記。
47.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，該標(biāo)記器裝置包括激光劃線的標(biāo)記器。
48.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，該標(biāo)記器裝置包括安裝在可收縮的柱塞上的用于劃線該物品的尖銳儀器。
49.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述柱塞中的至少兩個柱塞分別具有安裝其上的標(biāo)記器裝置，并且該標(biāo)記器裝置可選擇性地運作以標(biāo)記該物品的上表面。
50.如權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，每個標(biāo)記器裝置在相關(guān)的柱塞的尖端處包括尖銳工具，并且還包括用于將該柱塞鎖緊在多個延伸位置的任一位置上的鎖緊機構(gòu)，以使得該標(biāo)記器裝置的尖銳工具能夠施加壓力。
51.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，還包括安裝在相鄰的柱塞之間的標(biāo)記器裝置，每個標(biāo)記器裝置安裝在標(biāo)記器柱塞上，該標(biāo)記器柱塞可延伸地被安裝到該感測器棒上并且可選擇性地運作來標(biāo)記該物品的上表面。
52.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括至少兩個沿著該感測器棒安裝的標(biāo)記器裝置，它可選擇性地運作來標(biāo)記該物品的上表面，從而一起提供至少兩個標(biāo)記，以有助于切開該物品。
53.如權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于，每個標(biāo)記器裝置包括安裝在可收縮到該感測器棒中的柱塞上的噴墨打印機。
54.如權(quán)利要求53所述的裝置，其特征在于，每個噴墨打印機包括噴嘴以及安裝到該噴嘴上的隔離環(huán)，該隔離環(huán)防止與該物品的接觸，由此防止來自該物品的碎片阻擋該噴嘴。
55.如權(quán)利要求51所述的裝置，其特征在于，當(dāng)該標(biāo)記器裝置未使用且該標(biāo)記器柱塞收縮以保持該標(biāo)記器裝置不會擋到時，該標(biāo)記器柱塞選擇性地被鎖住。
56.如權(quán)利要求53所述的裝置，其特征在于，所述噴墨打印機裝置分別包括安裝到可收縮到該感測器棒中的柱塞上的壓電噴墨打印機裝置。
57.如權(quán)利要求53所述的裝置，其特征在于，所述噴墨打印機分別包括熱氣泡式墨水打印機裝置。
58.如權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于，每個標(biāo)記器裝置安裝成可在該感測器棒上延伸和收縮。
59.如權(quán)利要求58所述的裝置，其特征在于，還包括與每個標(biāo)記器裝置相關(guān)的感測器，該感測器檢測該標(biāo)記器裝置與該物品接觸的延伸位置以及該標(biāo)記器裝置的收縮位置。
60.如權(quán)利要求58所述的裝置，其特征在于，還包括可選擇性地運作的鎖緊裝置，該鎖緊裝置防止該標(biāo)記的裝置從其每個位置收縮或者延伸。
61.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括橫向地與該所提及的第一對支承柱隔開的第二對支承柱，該第二對支承柱從該感測器棒向下延伸來接觸該支承表面，這提供該感測器棒一種四角的穩(wěn)定支承。
62.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括安裝在該感測器棒上的控制器-信號處理器盒，該盒具有連接到該信號處理器的觸覺的控制，它選擇性地控制該感測器棒的操作。
63.如權(quán)利要求62所述的裝置，其特征在于，該控制器-信號處理器盒包括鍵盤，該鍵盤用于輸入有關(guān)物品的特征值，以供該信號處理器在確定物品部段的價格數(shù)值時使用。
64.如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征在于，物品的密度值可以通過該鍵盤選擇性地輸入到該信號處理器的存儲器中。
65.如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征在于，物品的每單位重量的價格值通過該鍵盤選擇性地輸入到該信號處理器的存儲器中。
66.如權(quán)利要求62所述的裝置，其特征在于，該控制器-信號處理器盒可分開地安裝在該感測器棒上，并且該控制器-信號處理器盒還包括在該感測器棒與控制器信號處理器之間傳送信號的無線聯(lián)接。
67.如權(quán)利要求66所述的裝置，其特征在于，該無線聯(lián)接包括射頻發(fā)送器-接收器。
68.如權(quán)利要求66所述的裝置，其特征在于，該無線聯(lián)接包括全向的紅外線通訊裝置。
69.如權(quán)利要求66所述的裝置，其特征在于，還包括經(jīng)由無線聯(lián)接在該可分離的控制器信號處理器盒與例如銷售點顯示器、收據(jù)打印機或者收銀機的外部裝置之間傳送信號。
70.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，所述感測器分別包括發(fā)射波束到該物品的發(fā)射器以及響應(yīng)該射束撞擊該物品的上表面的相關(guān)的接收器。
71.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，所述感測器分別包括發(fā)射波束到該物品的發(fā)射器，并且該感測器還包括設(shè)置成檢測該物品反射波的二維接收器陣列。
72.如權(quán)利要求71所述的裝置，其特征在于，該信號處理器利用在該二維陣列中具有最強信號的接收器來確定在該物品上的一個點的高度。
73.如權(quán)利要求70所述的裝置，其特征在于，該感測器的發(fā)射器中的至少某些發(fā)射器在不同的時間運作，以最小化每個感測器的接收器對于來自其它發(fā)射器的射束撞擊造成的響應(yīng)。
74.如權(quán)利要求73所述的裝置，其特征在于，在該感測器列中的連續(xù)發(fā)射器操作之間設(shè)置一個時間間隔，該時間間隔足以防止對于多個發(fā)射器同時操作所產(chǎn)生的射束撞擊作出響應(yīng)。
75.如權(quán)利要求71所述的裝置，其特征在于，由所有接收器所產(chǎn)生的信號進(jìn)行處理以確定與來自一個相關(guān)的發(fā)射器的射束的撞擊最為共線的接收器，來自該最為共線的接收器的信號被該信號處理器在計算該物品的上表面的一個點高度時使用。
76.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，至少兩個感測器列沿著該感測器棒安裝。
77.如權(quán)利要求71所述的裝置，其特征在于，該二維接收器陣列安裝在透明片上，該透明片安裝在該感測器棒上。
78.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，可用手握的手柄固定在該感測器棒的一個端部上。
79.如權(quán)利要求62所述的裝置，其特征在于，該控制信號處理器盒包括進(jìn)行附接以便在該感測器棒之上投射的顯示器屏幕。
80.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括警報，該警報指出例如該感測器棒以及支承柱的傾斜脫離垂直到預(yù)定不允許程度的不允許操作。
81.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括相對于該感測器棒固定的水平指示器，該水平指示器指出該所附接的支承柱的傾斜狀態(tài)。
82.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括安裝在該感測器棒上的切開裝置以及用于沿著該感測器棒驅(qū)動該切開裝置的動力驅(qū)動器。
83.如權(quán)利要求70所述的裝置，其特征在于，每個接收器偏離與其相關(guān)的發(fā)射器，并且它包括位置靈敏的檢測器，以便橫向定位由該位置靈敏的檢測器看到的射束撞擊在該物品上的影像，由此通過三角測量來確定從該發(fā)射器至該發(fā)射射束被引導(dǎo)到該物品上表面上的撞擊點的距離。
84.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，每個感測器的接收器偏離與其相關(guān)的發(fā)射器，并且它包括位置靈敏的檢測器，以便確定由該位置靈敏的檢測器看到的所述射束撞擊的影像位置，由此確定到達(dá)該發(fā)射射束被投射到該物品上表面上的撞擊點的距離。
85.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在該感測器棒通過該物品上并且沿著該物品通過時，該顯示器持續(xù)地被該信號處理器更新。
86.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，每個所述感測器同時產(chǎn)生信號。
87.一種顯示對應(yīng)于不規(guī)則形狀的物品的部段的體積的數(shù)值的方法，包括如下步驟將該物品設(shè)置在支承表面上；將細(xì)長感測器棒支承在該表面之上足以讓該物品通過的預(yù)定高度處；相對運動該感測器棒以及該支承表面，以使得該感測器棒從該物品的側(cè)部沿著該物品而通過該物品之上；當(dāng)該感測器棒通過該物品上時，產(chǎn)生對應(yīng)于在該感測器棒下方通過的該物品連續(xù)截面輪廓的信號；當(dāng)該感測器棒沿著該物品而通過該物品上時，檢測該感測器棒相對于該表面的位移，并且產(chǎn)生對應(yīng)的信號；處理所產(chǎn)生的感測器與檢測器的信號，以從所述信號計算該感測器棒所通過的該物品部段的累計體積；導(dǎo)出對應(yīng)于由該感測器棒的連續(xù)位置所限定的每個部段的計算體積的數(shù)值；以及顯示由此所導(dǎo)出的數(shù)值。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生對應(yīng)于該物品的每個連續(xù)截面輪廓的信號的步驟包括當(dāng)該感測棒通過該物品上時，在該物品的每個截面之上的多個點處感測該物品的上表面在該支承表面上的高度的步驟。
89.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，感測該物品的每個連續(xù)截面輪廓的步驟包括當(dāng)該感測器棒通過該物品上時，該物品的上表面同時接觸由該感測器棒載有的一系列可垂直運動的柱塞的每個柱塞的底端，并且在該感測器棒相對運動期間產(chǎn)生對應(yīng)于每個柱塞垂直位置的信號的步驟。
90.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，感測沿著該物品的每個連續(xù)截面點的高度的步驟包括當(dāng)該感測器棒通過該物品上時，從該感測器棒上的一系列發(fā)射器的每個發(fā)射器引導(dǎo)射束到該物品上表面上的所述點的步驟。
91.如權(quán)利要求90所述的方法，其特征在于，沿著該物品的連續(xù)截面引導(dǎo)射束到該物品上表面上的所述點的步驟還包括沿著該感測器棒安裝一系列影像讀取器的步驟，所述影像讀取器設(shè)置成檢測射束撞擊在該物品上的影像。
92.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生對應(yīng)于該物品連續(xù)截面輪廓的信號的步驟包括當(dāng)該感測器棒通過該物品上時，在該物品的每個連續(xù)截面處橫跨該物品掃描射束，并且在該感測器棒的每個位置處檢測該射束撞擊的影像，以確定該物品的連續(xù)截面輪廓的步驟。
93.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，還包括在該感測器棒到達(dá)所選部段之后，橫跨且沿著該物品的截面標(biāo)記該物品的上表面以作為引導(dǎo)而將該物品切開成部段的步驟。
94.如權(quán)利要求93所述的方法，其特征在于，標(biāo)記該物品的步驟包括將一系列噴墨打印機裝置安裝在該感測器棒上的步驟。
95.如權(quán)利要求93所述的方法，其特征在于，標(biāo)記該物品的步驟包括將一系列加熱元件烙印裝置安裝在該感測器棒上的步驟。
96.如權(quán)利要求93所述的方法，其特征在于，標(biāo)記該物品的步驟包括將一系列激光射束標(biāo)記裝置安裝在該感測器棒上的步驟。
97.如權(quán)利要求93所述的方法，其特征在于，標(biāo)記該物品的步驟包括將一系列尖頭標(biāo)記裝置安裝在該感測器棒上的步驟。
98.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，處理所產(chǎn)生的感測器與檢測器的信號的步驟包括在連續(xù)感測器棒位置處，部分地通過所述對應(yīng)于該物品截面輪廓的信號來限定一個固體并且計算該所限定固體體積的步驟。
99.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，確定該數(shù)值的步驟包括將該計算體積乘以儲存密度因數(shù)的步驟，因而顯示數(shù)值對應(yīng)于物品部段的重量。
100.如權(quán)利要求99所述的方法，其特征在于，確定該數(shù)值的步驟還包括將該重量乘以價格因數(shù)的步驟，因而該數(shù)值包括物品部段的價格。
101.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，該物品上表面接觸該感測器棒載有的柱塞的步驟包括沿著該感測器棒的底面且間隔開地安裝一系列可垂直運動的柱塞，并且偏壓所述柱塞向下運動以將每個柱塞的一個尖端接觸該物品的連續(xù)截面的上表面、或者在該柱塞下沒有該物品時接觸該桌臺表面的步驟，并且還包括當(dāng)該感測器棒相對于該支承表面運動以通過該物品的上表面之上時，同時產(chǎn)生對應(yīng)于每個柱塞尖端的位置的信號的步驟，其中所述柱塞尖端與該支承表面或者該物品的連續(xù)截面的上表面接觸。
102.如權(quán)利要求101所述的方法，其特征在于，還包括將刀具安裝在該感測器棒上，并且選擇性地收縮所有的柱塞以露出該刀具的刀刃，以容許用該刀具切開該物品的步驟。
103.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，還包括將刀片安裝在該感測器棒上的步驟，以便用該刀片切開該物品。
104.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，支承該感測器棒的步驟包括在該感測器棒的每個端部處都安裝支承柱的步驟，該支承柱向下突出以接觸到該支承表面，以便將該感測器棒支承在該支承表面上。
105.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，支承該感測器棒的步驟包括將該感測器棒支承在限定該支承表面的桌臺上，以便限制該感測器棒在該桌臺上的運動，使其運動通過連續(xù)平行且對齊的位置的步驟。
106.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，將該感測器棒支承在該支承表面上的步驟包括將成對的支承柱安裝在該感測器棒的兩個相對端部的每個端部上，以便將該感測器棒穩(wěn)固地支承在該支承表面上的步驟。
107.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，支承該感測器棒的步驟容許該感測器棒在平行于該支承表面的平面中自由運動。
108.如權(quán)利要求107所述的方法，其特征在于，支承該感測器棒的步驟還容許該感測器棒被自由地抬起并且離開從該支承表面。
109.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，相對運動該感測器棒以及支承表面的步驟包括在包括該支承表面的輸送帶上輸送該物品到該感測器棒下方的步驟。
110.一種用于產(chǎn)生對應(yīng)于不規(guī)則形狀的物品的表面形態(tài)的座標(biāo)數(shù)據(jù)的方法，包括如下步驟將該物品設(shè)置在支承表面上；將細(xì)長感測器棒支承在該表面之上足以讓該物品通過的預(yù)定高度處；相對運動該感測器棒以及該支承表面，以使得該感測器棒從該物品的側(cè)部沿著該物品而通過該物品之上；當(dāng)該感測器棒通過該物品上時，產(chǎn)生對應(yīng)于通過該感測器棒下方的該物品連續(xù)截面輪廓的信號；當(dāng)該感測器棒沿著該物品而通過該物品上時，檢測該感測器棒相對于該表面的位移，并且產(chǎn)生對應(yīng)的信號；以及處理所產(chǎn)生的感測器與檢測器的信號，以便從所述信號導(dǎo)出限定該感測器棒通過其上的該物品部段的表面形態(tài)的座標(biāo)數(shù)據(jù)。
111.如權(quán)利要求110所述的方法，其特征在于，當(dāng)該感測器棒通過該物品上時，該感測器棒是手持的。
112.一種從物品上切開購買者所要重量或價格的部段的方法，包括如下步驟將能夠產(chǎn)生信號的感測器棒通過該物品上，從所述信號可以計算每個被通過其上的未切部段的體積；在該感測器棒的每個位置處計算每個部段的體積并且大致同時顯示相關(guān)的數(shù)值，以便容許觀看該數(shù)值；以及在到達(dá)對應(yīng)于所要的部段的感測器棒位置之際，隨后切開該物品以產(chǎn)生對應(yīng)選擇的物品部段，由此在切開之前限定具有所要的重量或價格的準(zhǔn)確預(yù)先確定的部段。
113.如權(quán)利要求112所述的方法，其特征在于，還包括在該感測器棒的位置處標(biāo)記該物品，以有助于切開該物品，從而產(chǎn)生具有所要重量或價格的部段的步驟。
全文摘要
一種用于顯示不規(guī)則形狀的物品的部段的重量或價格的裝置及方法，它涉及將支承在支承表面上的感測器棒通過平放在該表面上的物品之上。該感測器棒的緊湊手持的實施例使得操作者能夠在該感測器棒橫向地運動橫跨該物品表面時，以各種的線性或者非線性運動來在該物品的表面上運動該感測器棒，而該感測器棒支承柱則保持與該支承表面固定的接觸。該感測器棒包括一個或多個感測器，所述感測器在該感測器棒橫越該物品時產(chǎn)生對應(yīng)于該物品高度的信號。同時，位移檢測器配置產(chǎn)生對應(yīng)于該感測器棒相對于該支承表面位移的信號。這些信號在信號處理器中處理，以在連續(xù)位置處確定該物品平放在該感測器棒后面的未切部段的體積?？梢愿鶕?jù)特定物品類型的密度因數(shù)，這些累計的體積確定可以持續(xù)轉(zhuǎn)換成數(shù)值的重量值，由此，當(dāng)該感測器棒劃過該物品時，持續(xù)顯示數(shù)值重量與成本值(根據(jù)重量)，因此使得操作者能夠在該物品被切開之前，根據(jù)物品的實際外觀、重量及價格，適應(yīng)旁觀消費者對于所要特定部分的特定請求。
文檔編號G01B11/28GK1732371SQ200380107418
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月23日
發(fā)明者肯尼思·沃岡 申請人:肯尼思·沃岡