专利名称：用于显示与不规则形状物品部段体积相对应的数值的装置及方法
技术领域：
本发明涉及特别是在销售点处有选择地分割例如鱼排或肉片的不规则形状物品。迄今为止，复杂且庞大的机器已被设计用于在食物的包装操作中，将例如鱼排的食品自动切成具有所要重量的部分，它为食物零售商供应预先称重的包装。
背景技术：
然而，在零售层级处，有关如何将例如鱼排或肉片的不规则形状食品切割成为消费者所要求的特定重量(或者根据重量的价格)或者确定所选部分的重量和/或价格的问题仍然存在。当消费者要求例如鱼排的食品的某个重量部分时，根据由服务者对于该部段的重量所做的最佳估计而从该物品切下部段。在称重之后，该选择的部分结果通常不是该消费者所要求的重量(或者价格)，这是由于在估计形状变化相当大的食品的特定部段的重量上的难度所致。这对于经验不足的服务者来说尤其是问题。此外，消费者有时可能希望在某一部分被切下之前，先看看该部分的重量(或者价格)是多少。所述的自动机器并无法实现此功能，并且其不适合于零售商店的应用，因为它对于零售商店的使用来说过于庞大、复杂并且昂贵。
本发明的目的是提供一种使用相当简单且紧凑装置及方法，用于快速地提供不规则形状物品的特定未切部段的重量和/或价格的指示。
另一目的是提供适用于零售的鱼类或肉类市场或者其它地方的这种装置及方法，用于准确且快速地提供食物或者其它非食物的物品的所选切开或者未切部段的重量(或者根据重量的价格)的计算。
该装置及方法也可以用于其中非食物的物品需要分成多份、或者需要快速且准确地完成重量的确定的其它切割应用。尽管特别是有利于零售使用，但是还可用于产业的应用中，以便为现有的自动化处理设备提供一种较低成本的替代方案。

发明内容
所述的目的以及在阅读以下说明书和权利要求时将会理解到的其它目的通过一种紧凑可手动操作的装置来实现，它包括隔开支承在桌台、输送带或者其它支承表面上的预定高度处的感测器棒(bar)，该预定高度足以为将被切割的物品范围的所预料的最大厚度提供垂直的间隙。当感测器棒支承在桌台表面上的预定高度时，感测器棒的支承件容许该棒能够相对于支承表面相对运动，以便通过该物品之上并且沿着该物品运动。感测器棒在每个端部处可支承在柱子上，其中所述柱子保持垂直，并且感测器棒通过操作者手动引导其运动。在此实施例中，感测器棒可在该桌台表面上自由运动，并且也可被自由地拿起以用在别处。或者是，感测器棒可通过导架(uprights)及引导轴承而支承在该桌台表面之上的高处，以在感测器棒划过横跨该桌台的宽度时限制其方向及位置。
因此，感测器棒可以沿着将被切割的物品的长度手动划过，其中该物品事先放置在该桌台表面上。还可以在受约束感测器棒的实施例中提供感测器棒划过的有选择动力控制操作。
在该两种形式中，感测器棒带有包括一个或多个感测器的感测器配置，所述感测器在感测器棒的运动期间产生对应于所通过的物品的每个截面的横截面轮廓的信号。在某些实施例中，一个或多个感测器同时或者顺序测量位于感测器棒下方的物品上表面上的各点在该支承表面上的高度，并且产生对应于该高度的信号。
一种测量位移的检测器配置与感测器棒支承件相关地设置，它在感测器棒通过该桌台表面上的物品之上时检测感测器棒位移的范围及方向，并且还产生对应的信号。该感测器和检测器配置的信号传送到适当的以微处理器为基础的信号处理器，该信号处理器处理该信号，以便持续计算该物品位于一个截面之后未切部段的累计体积，感测器棒在该支承表面上的物品之上的每个相对位置处定位在该截面之上。
根据特定的物品类型的一个预定的储存在存储器的密度因数，可以分别计算这些累计体积，并转换成为对应的数值的重量值，该因数可以透过电子手段而从查看(look-up)表来获得，或者通过载入到该信号处理器的存储器中的值来获得。当感测器棒通过该物品之上时，持续地或者选择性地显示这些数值的重量值(或者根据重量以数值表示的价格)。
该部段可以在任何所选点利用刀具从该物品切开，以提供具有准确预定重量(或者价格)的部段。
可以利用各种已知形式的感测器及位移检测器，包括机械、电子机械、光学机械、声学、光学装置或其它装置。
刀具可安装在感测器棒上，并且感测器棒可以通过感测器棒的杆(rod)支承件缩回而选择性地降低，这容许利用始终附接在感测器棒上的刀具来切开该部段。或者是，该物品可以只是利用例如刀具、墨水标记器装置、加热元件、激光燃烧器或者尖头柱塞(plunger)进行标记或者划线，以便随后切开该所选的部段。刀具还可以分开储藏或者可拆卸地安装在该棒上，并被取出用以执行切开操作。用来切开该部段的分离式刀具可以通过在感测器棒的支承件上的表面来引导。
还可以安装且驱动例如旋转刀片或激光动力切开装置，以沿着感测器棒往复运动，并且将该物品切成所选部段。


图1是根据本发明的装置的第一实施例的视图，其中将被切割的物品以虚线表示在支承桌台表面上的适当位置处，该桌台表面以局部形式表示，并且其中有信号处理器盒的放大图。
图1A是图1所示的装置的控制盒组件的放大视图，其部分切开以表示其内部的组件。
图1B是根据本发明的装置的另一实施例的部分分解图，其中在支承桌台表面上的适当的位置处将被切割的物品以虚线表示，该桌台表面以局部形式表示。
图2A是根据本发明的装置的另一实施例的视图，其中在支承表面之上的将被切割的物品以虚线表示。
图2B是根据本发明的装置的另一实施例的视图，其中在支承表面之上的将被切割的物品以虚线表示。
图2C是根据本发明的装置的另一实施例的视图，其中在支承表面之上的将被切割的物品以虚线表示。
图2D是根据本发明的装置的另一实施例的视图，其中在支承表面之上的将被切割的物品以虚线表示。
图2E是根据本发明的装置的另一实施例的视图，其中在支承表面之上的将被切割的物品以虚线表示。
图3A是穿过包括在根据本发明的装置中的一种形式感测器棒以及在支承表面上的将被切割物品所取的部分截面图。
图3B是结合在图3A所示的感测器棒中的感测器及发射器元件的空间关系图。
图3C是沿着图3A所示的感测器棒所取的放大部分截面图，它表示感测器棒的一种变型。
图4是穿过包括在根据本发明的装置中的第二种形式感测器棒以及在支承表面上的物品所取的部分截面图。
图5是根据本发明的装置的另一实施例的视图，其中在支承桌台上的适当位置处的将被切割的物品以虚线表示，该桌台以局部形式表示。
图5B是利用输送器作为物品支承表面的本发明的装置另一实施例的视图。
图6A是穿过包括在根据本发明的装置中的一种形式感测器棒中所使用的柱塞高度感测器所取的部分截面图，其中该柱塞表示在延伸位置上。
图6B是穿过包括在根据本发明的装置中的一种形式感测器棒中所使用的柱塞高度感测器所取的部分截面图，其中该柱塞表示在收缩位置上。
图7是穿过图6A及6B所示的柱塞高度感测器所取的放大横截面图，其中示意表示一种形式的与柱塞相关的柱塞延伸检测器。
图8A是支承柱下端的局部侧视图，其中概略表示位移检测器组件。
图8B是图8A所示的位移检测器所采用的连续追踪图案的概略视图。
图9A是结合另一种形式位移检测器的感测器棒支承柱的局部侧视图。
图9B是图9A所示的位移检测器实施例的某些组件的放大视图。
图9C是图9A所示的位移检测器实施例的其它组件的立体图，其中该支承柱以虚线表示。
图10A-1是利用喷墨标记器对柱塞进行标记的局部侧视图，其中具有将被分割物品的局部视图。
图10A-2是图10A-1所示标记柱塞及相关安装件的部分截面图，其中标记柱塞是在收缩位置上。
图10A-3是图10A-2所示标记柱塞及安装件的部分截面图，其中标记柱塞是在延伸位置上。
图10A-4是结合在配备有喷墨标记器装置的根据本发明装置中的高度感测器柱塞以及安装件的部分截面图，其中该柱塞表示在延伸位置上。
图10A-5是图10A-4的高度感测柱塞的部分截面图，但柱塞表示在收缩位置上。
图10B-1是利用加热器烙印装置对柱塞进行标记的局部侧视图，其中具有将被分割物品的局部视图。
图10B-2是图10B-1所示标记柱塞及相关安装件的部分截面图，其中该标记柱塞在收缩位置上。
图10B-3是图10B-2所示标记柱塞及安装件的部分截面图，其中该标记柱塞在延伸位置上。
图10B-4是结合在配备有加热器烙印装置的根据本发明的装置中的高度感测器柱塞以及安装件的部分截面图，其中该柱塞表示在延伸位置上。
图10B-5是图10B-4的高度感测柱塞的部分截面图，但柱塞表示在收缩位置上。
图10C-1是利用激光标记器对柱塞进行标记的局部侧视图，其中具有将被分割物品的局部视图。
图10C-2是图10C-1所示标记柱塞及相关安装件的部分截面图，其中该标记柱塞在收缩位置上。
图10C-3是图10C-2所示标记柱塞及安装件的部分截面图，其中该标记柱塞在延伸位置上。
图10C-4是结合在配备有激光标记器装置的根据本发明的装置中的高度感测器柱塞以及安装件的部分截面图，其中该柱塞表示在延伸位置上。
图10C-5是图10C-4的高度感测柱塞的部分截面图，但柱塞表示在收缩位置上。
图10D-1是利用尖锐工具标记器对柱塞进行标记的局部侧视图，其中具有将被分割物品的局部视图。
图10D-2是图10D-1所示标记柱塞及相关安装件的部分截面图，其中该标记柱塞在收缩位置上。
图10D-3是图10D-2所示标记柱塞及安装件的部分截面图，其中该标记柱塞在延伸位置上。
图10D-4是结合在配备有尖锐工具标记器装置的根据本发明的装置中的高度感测器柱塞以及安装件的部分截面图，其中该柱塞表示在延伸位置上。
图10D-5是图10D-4的高度感测柱塞的部分截面图，但柱塞表示在收缩位置上。
图11A是标记柱塞的横截面图，表示接合中的侧面锁紧销(pin)。
图11B是图11A所示标记柱塞的横截面图，但其中该锁紧销在收缩位置上。
图12A是用于喷墨标记的压电喷墨标记器机构在其最初的状态的局部侧视图，其中显示将被标记的物品的局部部分。
图12B是图12A所示的压电喷墨分配机构在墨水排出状态中的局部侧视图，它将小滴墨水沉积在将被标记的物品之上。
图12C是图12A所示的压电喷墨分配机构在墨水装填状态中的局部侧视图，其中墨水标记在被标记的物品之上。
图13A是热气泡式喷墨标记机构在其最初邻近将被标记的物品的状态中的局部侧视图。
图13B是热气泡式喷墨标记机构在其墨水排出状态中的局部侧视图，它将小滴沉积在相邻的将被标记的物品上。
图13C是热气泡式喷墨标记机构在其墨水再装填状态中的局部侧视图，其中墨水标记在相邻的将被标记的物品之上。
图14是由感测器棒所载有的高度及位移感测器对于感测器棒横越的物品截面所设定的直角座标点的概略的表示图，其体积将通过信号处理器来确定。
图14A是由图14所示物品部段所限定的各种形状的概略描述图。
图14B是图14中的某些线用来计算该所示物品部段的体积。
图14C是显示用于计算该物品截面体积的附加线。
图15A是根据本发明结合不受约束的感测器棒的装置的另一实施例的图形表示，其上所指出的某些线用来计算物品截面体积。
图15B是感测器棒的某些特性图，它描述用于计算物品截面体积的距离。
图16是结合用于检测支承柱位移的电磁数字转换器的切开桌台的视图，其中具有支承柱下端的局部视图。
图17是利用用于检测支承柱的位移的压敏表面的切开桌台的视图，其中具有支承柱的部分底部部分。
图18A是结合声学高度感测器的感测器棒的部分截面图，其中示意地表示由每个感测器发射的声波撞击表示为在感测器棒下方的桌台表面上静置的物品上。
图18B是根据本发明的装置的另一实施例的图形表示，它利用支承二维的声学感测器阵列的感测器棒，所述感测器安装到一个附接到感测器棒上的透明板上，其中表示计算该物品的上表面上各点高度所涉及的某些距离。
图18C示意表示通过结合在感测器棒中的声学检测器阵列检测物品上的各点高度所涉及的距离。
图18D是图18B所示的装置的图形表示，其中表示确定多元数值所涉及的某些距离。
图18E是针对图18D所示的感测器棒来说用来计算多元数值的某些距离的视图。
图19A是结合光学检测器的感测器棒的部分截面图，所述光学检测器用来确定平坦状物品上的各点高度，该物品表示为在桌台表面上静置，其中示意表示撞击在该物品上的光波。
图19B是根据本发明的装置的另一实施例的图形表示，它在感测器棒上结合二维光学高度感测器阵列，其中表示计算所示弯曲表面物品的各点高度所涉及的距离。
图20是具有安装其上的一系列感测器的感测器棒的部分截面图，感测器利用穿透波来确定在桌台表面上静置的物品部段的厚度。
具体实施例方式
在以下的详细说明中，为了清楚起见，将会采用某些特定的术语，以及根据美国法典第35章第112条的要件而描述的一个特定的实施例，但由于本发明在所附的权利要求的范围内能够采用许多种形式及变化，因此所述特定的实施例将理解为非限定性的，且不应该被解释为具有限制含义。
参考附图(尤其是图1)，根据本发明的装置10包括平的桌台或者其它的支承表面12，其上可以放置物品14，例如，以虚线表示的鱼排。桌台表面12可以由适用于一旦选择所要部段就切开该物品14的切板材料构成，如下面描述。
物品14在其静置于桌台或者其它支承表面12上的侧部应该是大致上平坦的，以便使得重量的确定是准确的。
细长的感测器棒16还包括在该装置10中，装置10可以通过握住感测器棒16近端的手柄18的人来便利地手动操纵。
感测器棒16通过包括两个支承柱20、22的支承配置支承在桌台表面12之上的预定高度处，该支承柱20、22固定在感测器棒16上，并且从感测器棒16的底面向下延伸。
在所示实施例中，感测器棒16通过使用者手动地定位成直立的，并且通常从桌台表面12的前面延伸至后面，因为感测器棒16可通过任何方式在该表面12的平面内自由运动，并且还可以从该表面12自由抬起以用在别处。
在此实施例中，支承柱20、22应该尽可能接近垂直保持，并且在信号处理器-控制器盒26上的气泡水平器24可有助于此。在该盒26中的脱离垂直的警报或者指示器302(图1A)设置成对于由该气泡水平器24所检测的感测器棒16的过度倾斜方位作出响应。
使用者最初将感测器棒16定位在物品14的一端，并且横跨该桌台表面12的宽度来划过该物品14，因而沿着物品14的长度将感测器棒16通过该物品14之上。
如下面更详细描述，在此实施例中的感测器棒16沿其长度安装线性阵列的感测器38(在图1中只是示意表示)，每个感测器38同时或者依序感测在特定感测器38下面定位的一个点处桌台表面12上的该物品的上表面14的高度，并且产生对应的信号。
同时，位移检测器20A、22A分别与支承柱20、22相关，当感测器棒16通过该物品14之上时，位移检测器20A、22A产生对应于感测器棒16在平行于该表面12的平面中位移的范围及方向的信号。
高度感测器的信号与感测器棒16通过物品14之上的每个位置处的物品14的连续截面的横截面轮廓的准确近似值相对应。这些信号以及由位移检测器22A、20A所测量的增量位移值可以通过包括在信号处理器-控制器盒26中的可程序化的微处理器控制器300(其可以通过电池306来供电)的适当程序来处理，并且由感测器38所感测的每个连续截面轮廓可以计算由感测器棒16沿其运动路径横越的物品14部段的累计或当前的总体积。在下面更详细描述计算的本质。
感测器棒16通过其上的物品14的每个部段的计算累计体积乘以特定物品类型的密度因数，以便获得在感测器棒16的每个位置处的部段重量值，该密度因数可储存在信号处理器300的存储器中、或者选择性地利用键盘27输入或者经由输入/输出口58上载，并且对应的数值持续地或选择性地显示在安装在该盒26上的可调整倾斜显示器30的屏幕上。每个部段的价格还可以通过将该部段的重量值乘以所输入的每单位重量值的价格来计算，并且选择性地显示该重量或者价格、或者是同时显示两者。
对于每次新的操作，该显示器30以及信号处理器300可通过适当的重置按钮来重置。
刀片15可安装在感测器棒16上，用于从该物品14切开一个部段，如下面所述。
在此中请中，描述了各种感测器棒配置以及可用于这些不同配置的各种装置。为了表示这些结构的操作理论，作为实例详细说明感测器棒和装置的有限数量的可行配置；然而，可以一起利用在此所述或者本领域别处公知的各种感测器棒及相关装置的组合，以满足特定的应用的需求。
图2A表示用于将感测器棒16A支承在限定支承表面34的桌台32上的替代性支承配置，如所述的实施例那样，物品14放置在支承表面34上。
感测器棒16A在两端连接到一对导架36A、36B，以形成横跨桌台32的前后尺寸的桥接结构。
导架36可支承在位于桌台32下的适当引导支承接合导轨上(以未示出但在座标测量机器中众所周知的方式)，以容许有低摩擦的引导及受约束的运动，使得感测器棒16A相对于桌台表面34维持垂直且方形的方位，以用于感测器棒16A横跨该桌台32宽度的准确定向的手动或动力操作的划过运动。
换言之，该导轨轴承支承并准确地引导导架36A、36B，以确保感测器棒16A相对于该桌台边缘形成方形，并且维持感测器棒16A在该表面34上的垂直方位。
线性阵列的感测器38沿着感测器棒16A的底面安装在向前突出的壁架17上，这产生对应于平放在感测器棒16A下方的物品14的横截面轮廓的电子信号。这通过测量平放在各自感测器38之下的物品14截面上表面上的各点在该表面34以上的高度来实现。这种感测器38可以采用各种的形式，例如以下所述的机械、声学或者光学的装置。
位移检测器40与导架36B中之一相关。位移检测器的一种众所周知的形式包括在美国专利2,886,717中所述的云纹条纹(Moire fringe)装置，该装置包括沿着该桌台的边缘固定的细长网格42以及在该网格42上安装在导架36B上的稍微倾斜的光栅44。当该网格42被照射时，任一方向上的相对运动在任一方向上产生运动的阴影图案，导架36B(以及36A)的每个增量位移产生对应的阴影数量，其可以利用本领域的众所周知的方式，通过光感测器(未示出)向上或向下计数，以产生对应的数字信号。许多其它的线性位移检测器是本领域公知的，其可用来检测感测器棒16A的位移，而不采用所述的云纹条纹装置。
输入键盘27及显示器35使得密度等等的设定输入到包括在信号处理器控制器盒26内的信号处理器300中。
在此实施例中，当感测器棒16A横向地划过该桌台32的宽度时，感测器棒16A受到其支承方式的约束，即被保持在垂直的方向上，并且相对于该桌台表面34维持方形。使用者只需沿着感测器棒16A的受约束路径来推动或拉动感测器棒16A即可。
这简化了部段体积的计算，因为感测器棒16的歪斜或者位移可能发生在感测器棒16不受约束的时候，因而物品14的每个连续截面可以是需要更复杂计算的渐缩(tapered)形状。
分离式刀具(未示出)可利用导架36A以及36B的侧表面17作为引导而用来切开所选的物品部段。当进行切开步骤时，感测器棒16A还可以从该导轨移出。
图2B表示一个替代的实施例，它具有从物品14切开所选的部段的功能。管状的导轨206限制托架208的双向运动，该托架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穿过槽200伸出，并且在其上端处固定在切割刀片的定位手柄201上。切割刀片的支架203的底端固定在该手动或者电动的旋转切割刀片204上。当操作者用一只手将物品14稳固地保持向下压靠桌台表面34时，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)运动来运动该切割刀片的定位手柄201以产生切痕214，这将物品14分割成所要的部分。按钮202控制电力施加到该电动的旋转切割刀片204的实施例上。
在图2B的非电动的旋转刀片的实施例中，弹簧组件(未示出)设置在该切割刀片定位手柄201和槽200之间。此组件通常是将该切割刀片的支架203向上拉起，并且在操作者在该切割刀片定位手柄201的向前后运动期间在该切割刀片定位手柄201上施加较大的压力，使得该切割刀片204能够越来越深地连续切入该物品14。这使得该操作者在该刀片204接近桌台表面34时，能够轻易地控制每次连续的切割的深度。所述的弹簧组件对于图2B的电动的旋转切割刀片204的实施例来说是不必要的，因为该物品14通过切割刀片的定位手柄201的一次完整运动而切断。
图2C表示一种用来切开所选的物品部段的另外的替代机构。一种闸刀(guillotine)切断机构包括壳体224，该壳体224包围通过平头安装螺钉238固定在切断刀片232上的切割刀片延伸器/收缩器机构228。当操作者用一只手牢固保持物品14向下压靠桌台表面34时，操作者的另一只手按压适当标示为“切开”的按钮56A-56K中之一，以控制电力的施加到该切割刀片的延伸器/收缩器机构228上，由此在向下的方向上压迫切割刀片232的刀刃236，这使得该物品14能够被切割成所要的部分。
图2D表示本发明结合一个替代性的机构以切开所选的物品部段的另一实施例。管状的导轨206限制托架208的双向运动，托架208附接到切割定位手柄201上。激光机构216穿过槽200伸出，并且其上端处固定在切割定位手柄201是。操作者抓握该向上突出的手柄210而同时在向前(和/或向后)运动中运动该切割定位手柄201，以便通过激光218产生激光切痕220，该激光218将物品14分割成所要的部分。按钮202控制电力的施加到激光机构216上。
在所述的图2A、2B、2C、2D、2E所示的感测及切开机构都可以结合到产业自动化的环境中，因而桌台表面34由输送带28所取代，输送带28如图5B所示通过滚子33支承。放置在输送带28上的物品14从感测器棒16A上面的感测器38之下通过并且切开232，如图2C所示。计算机控制的机构将取代手动的操作者控制的功能。
图2E表示结合一种用来测量体积(以及因此根据密度而得到重量以及根据重量而得到价格)并且将物品14切开成所要的部段尺寸的机构的装置的另一实施例。举出的实施例利用步进马达组件266，当托架268横向地横越桌台表面34时，步进马达组件266控制托架268的横向运动。附加的步进马达组件264控制感测器/切割器组件250的垂直运动，该组件250附接到安装在托架251上的步进马达组件264上。当感测器/切割器组件250横越物品14表面时，每个步进马达组件264、266控制组件250沿着桌台表面34的横向及垂直轴的准确的线性位置运动。两个步进马达组件264、266在控制感测器/切割器组件250的准确的位置上的联合的操作与用来控制在数字计算机绘图机中所用的墨水笔的位置及运动的组件相对应。这种绘图机多年来已经广泛用于商业及产业中。
该感测器/切割器组件250包括此后称为高度感测器252的“光点三角测量”高度感测器38，它穿过槽200而伸出并且固定在感测器/切割器机构250的底端上。高度感测器252包括光学发射器单元254和光学接收器单元262。发射器单元254沿着路径256将“光点”258垂直向下投射在物品的上表面14上。接收器单元262沿着路径260将该点成像到内部的CCD(电荷耦合装置)阵列或例如光二极体阵列的其它PSD(位置灵敏的检测器)上。通过结合到高度感测器252中的信号处理器或者通过在显示器盒26中的信号处理器300来计算从感测器252(发射器254)到位于发射器254正下方的物品14上表面上的垂直投射光点258之间的距离。在以下题为“光点三角测量为基础的光学高度感测器”的章节中描述了有关此“光点三角测量”的高度感测器252的使用操作及相关高度计算的完整说明。
当托架268位于静止位置上，该步进马达组件264将感测器/切割器组件250从托架268的底侧(最靠近操作者处)运动到托架268的顶侧(离操作者最远处)。在此运动期间，高度感测器252持续确定感测器252的正下方的物品14部段在支承表面34之上的高度。如下面详细说明那样，这些高度值能够计算高度感测器252所横越的物品14部段的大约截面积。当感测器/切割器250在托架268的端部处完成其行程时，步进马达组件266增量横向运动到后继位置，由此该感测器/切割器组件250接着通过步进马达组件264的作用而在其目前位置的相反方向上运动。通过将托架268刚刚所行进的增量距离乘以该物品14刚刚计算的截面积，得到刚刚由高度感测器252所横越的物品14的体积。随着步进马达组件266在横跨桌台表面34的横向的方向上持续运动托架268，接着停止及等待直到感测器/切割器组件250完成从托架268的一端到托架268的另一端的行程为止，通过显示器盒26中的信号处理器300持续计算由感测器/切割器组件250所横越的物品14的累计总体积，并且在显示器30上显示。
激光切开机构216穿过槽200而伸出，并且固定在底端感测器/切割器机构250上。在到达所要的物品14部段重量(或者根据重量的价格)之际，步进马达组件264将感测器/切割器机构250定位在托架268的任一端上，由此步进马达组件264接着沿着托架268运动感测器/切割器组件250，使其从目前的位置到相反方向的位置。在此运动期间，激光切开机构216发射光218，这产生穿过物品14的连续切痕220，因此当感测器/切割器机构250逐渐横跨物品14时，它切断物品14。
可以采用许多其它类型的切开机构，例如(但不局限于)图2B所示的旋转刀片204或者高压水刀，来代替所述的激光切开装置。
通过感测器臂16A使得可运动高度感测器装置在物品14之上机械运动的实施例具有许多优于在此申请中所提出的其它非机械驱动的感测器臂结构的优点。相对于沿着感测器棒16A的长度间隔开的多个高度感测器来说，通过仅采用一个可运动的高度感测器，沿着感测器臂16A的长度所测量出高度值的数量仅受限于步进马达组件264的增量定位准确性。这避免由沿着感测器棒16A的长度实际设置(或者安装)的高度感测器的数量所施加的限制，而不管这种高度感测器都以线性顺序设置还是多个高度感测器列彼此相邻放置。同样，通过仅采用一个高度感测器，可以排除多个高度感测器信号之间可能的干扰。类似地，相对于多个单元来说，所采用的高度感测器机构的整体成本降低为一个高度感测器。
高度感测器38本身可以根据许多不同的技术，例如(但不局限于)，光学、机械以及声学的技术。各种类型的高度感测器中的某些类型在下面题为“其它的高度感测器技术”的章节中进行描述。接着是利用基于“光点”三角测量的光学高度感测器的感测器棒的说明，而接着是利用基于″柱塞″的机械高度感测器的感测器棒的说明基于“光点”三角测量的光学高度感测器参考图3A、3B以及3C，基于“光点”三角测量的光学高度感测器38F表示成结合在感测器棒16F中，成为沿着感测器棒16F的长度配置的线性阵列。每个高度感测器38F包括内置于感测器棒16F中的光学发射器和接收器单元。可以采用各种的光学发射器技术，例如(但不局限于)LED元件和激光。发射器单元38F-1沿着路径37A垂直向下在物品14的上表面上投射“光点”37B。偏移接收器单元38F-2的透镜沿着路径37C将此光点成像到内部的CCD(电荷耦合元件)阵列或例如光二极体阵列的其它PSD(位置灵敏的检测器)上，其接着确定光点37B(Z)相对于由发射器38F-1(X)和接收器38F-2(Y)的位置形成的水平线的成像角度(e)。通过结合到高度感测器38F中的处理器或者通过显示器盒26中的信号处理器来计算从感测器38F(发射器38F-1)到感测器38F正下方的上表面上的物品14上的垂直投射光点37B的距离。
在此申请中所使用的名词“光学”以及“光”不仅仅意味使用电磁频谱的可见波部分，而是包括频谱中所有显示所述技术的必要特征的部分(例如，红外线)。
用来确定从发射器38F-1到投射到物品14上表面上的光点37B的距离的三角学方法根据是三角测量的距离测量原理。请再参考图3B，发射器38F-1(X)将光点37B(Z)垂直投射到物品14上表面上。接收器38F-2(Y)将此光点成像到例如CCD阵列的位置灵敏的检测器上，它确定该光点相对于发射器X以及接收器Y的位置所形成的水平线的成像角度(e)。
形成在三个三角形的座标YXZ的顶点X处直角三角形，因此，适用以下三角学的关系(I) Tan(e)＝c/a因此，从发射器38F-1(X)到投射光点37B(Z)的距离(c)表示为(II) c＝(a)Tan(e)对于所利用的特定的感测器38F来说，发射器(X)和接收器(Y)之间的距离(a)是已知常数。角度(e)通过位置灵敏的检测器(例如CCD阵列)确定，因此可以计算Tan(e)。因此，从(a)和Tan(e)的乘积可以得到发射器38F-1(X)和投射光点37B(Z)之间的距离(c)。从已知的(固定的)感测器棒高度(感测器38F到桌台表面12的距离)减去通过光学确定的距离(c)得到在感测器38F的正下方的物品14上表面相对于桌台表面12的高度。
如果所有感测器38F的发射器在物品14上表面上同时投射光点，那么感测器38F的接收器可以检测到不是来自于同一感测器38F的发射器的光点。如果采用较大的发射光射束宽度和/或沿着感测器棒16F长度的感测器阵列包括高密度的感测器38F单元，会增加这种可能性。这种干扰可能导致错误的物品14的高度计算，但可以通过沿着感测器棒16F长度的感测器38F单元的线性阵列的多重操作来避免。
除了所有的感测器38F单元同时投射光点之外，每个感测器38F沿着感测器棒16F的长度依序启动及停止活动。后续的感测器38F发射器不启动，直到目前启动的感测器38F计算目前投射在物品14上表面上的光点的距离参数并且接着停止活动为止。沿着感测器棒16F的每个后续的感测器38F可以在固定长度的时间间隔下启动且停止活动，而不是监视每各自感测器38F的处理是否完成，其中该固定长度的时间间隔是感测器38F投射光点并且处理该光点的距离参数所需的最长时间。此最长时间通过使用感测器38F的操作规格来确定，由此利用处理一个高度值所需的最长(例如，“最坏情况”)时间量。使得多重固定长度的时间间隔长于最长时间期间可以确保一次只有一个感测器38F在运作，因此消除了由于多个感测器38F单元造成的光点识别错误。
由于例如不适合的物品14表面影像的形态特征或者碎片阻挡了感测器38F的发射器和/或接收器的原因，感测器38F未能在设定的多重时间间隔内找到并且处理所发射的光点影像。在这种情况下，通过外插对于周围的感测器38F位置所确定的高度值来获得此感测器38F位置处的物品14高度。
参考图3C，可以通过将附加的感测器38F单元结合到已经描述的横跨感测器棒16F的感测器38F(R1)单元的线性阵列旁边的列中来实现增加密度(每个感测器棒16F的感测器38F单元的数量)。如图所示，还可通过交错或者共线(未示出)方式相邻放置感测器38F(R2)的线性阵列，以便形成二维感测器38F单元的阵列。需要每个感测器38F的位置的计算结合到偏移距离的因素中，以便考虑这些偏移的感测器位置。增加的感测器密度可以收集物品14的每个特定表面积的座标数据点，因此增加体积以及所得重量和价格(根据重量)的总体计算准确性。
目前可利用多种基于“光点”三角测量的光学距离感测器，并且用于各式各样的应用中，例如测量容限、位置的确定、确定材料变形的存在及范围、以及量化机械振动的特性。
基于“柱塞”的机械式高度感测器图4表示具有机械式高度感测器配置的感测器棒16B，该配置包括沿着感测器棒16B的长度分布的弹簧推动的可伸长的柱塞46的线性阵列。柱塞46通常分别通过相关的压缩弹簧48偏压到完全伸长的位置，该弹簧48设置在形成在感测器棒16B中的囊袋50内，当柱塞46收缩到囊袋50内时，囊袋50能够接收与柱塞46相关的长度。每个柱塞46的尖端能够到达桌台表面12。物品14存在于特定的柱塞46下的任何部分造成柱塞46收缩一段距离，该距离与桌台表面12之上物品14的表面高度相对应，由此与物品14的厚度相对应。
通过下面披露的线性位移感测器配置来感测每个柱塞46的收缩行程范围，该感测器配置产生对应的电信号。
可以采用许多不同类型的位移感测技术，例如(但不局限于)光学、光学-机械、机械以及电磁位移感测技术。下面例举的线性位移感测器配置根据是光电“反射”感测器阵列。
基于光电反射感测器阵列的线性位移感测器图6A、6B与图7表示感测柱塞46的收缩行程的配置的细节。每个柱塞46具有面向感测器杆62的平坦侧部60，感测器杆62还具有面向柱塞的侧部60的平坦侧部64。柱塞46的平坦侧部60具有印制非反射追踪图案的反射表面。等距隔开的倾斜光发射器(例如，LED装置)66的线性阵列沿着该感测器杆62的长度嵌入，它朝向柱塞46的平坦侧部60，并且等距隔开的倾斜光电接收器68的类似线性阵列的沿着感测器杆62的长度嵌入，它定位成接收来自各自发射器并从侧部60反射的光。
当柱塞46穿过由螺线管线圈绕组70和感测器杆62形成的空腔上下运动时，光电发射器66/接收器68感测器阵列通过追踪所接收到的反射光的变化图案来确定柱塞46的位移距离。当螺线管弹簧48占据柱塞46的位置时，为了消除由于螺线管弹簧48的反射造成的错误读取，该弹簧48具有粗糙(matte)、非反射的表面(涂层)。
可以通过沿着现有横跨感测器棒16B的柱塞46单元的线性阵列结合附加的柱塞46单元来实现增加密度(每个感测器棒16B的高度感测器柱塞46的数量)。还可彼此相邻放置一列或多列的柱塞46，其中各自感测器交错或者并排，以便形成二维的高度感测器柱塞46单元阵列。需要每个柱塞46的位置的计算结合到偏移距离的因素中，以考虑这些(相邻的)偏移感测器位置。增加的感测器密度可以收集物品14的每个特定表面积的座标数据点，因此增加体积以及所得重量和价格(根据重量)的总体计算准确性。
参考图3A和图4，感测器棒的支承柱52设置在感测器棒16F(以及16B)的每个端部处，为了将在下面描述的目的，感测器棒还可以是收缩的。位移检测器配置用于在感测器棒16F(或者16B)划过期间产生与感测器棒16F(或者16B)在平行于支承表面12的平面中位移的范围及方向相对应的信号。这种配置包括每个支承柱52底部的位移检测器54，下面详细描述适当检测器54的实例。当感测器棒16F(或者16B)从一个开始位置越过物品14的一个端部而划过桌台表面12时，每个检测器54产生与每个柱52的端部的水平行进位置和范围相对应的电子信号。当感测器棒16F(或者16B)划过桌台表面12时，每个支承柱52的底端保持与桌台表面12恒定接触。
感测器棒的支承柱52的位移检测器54可以根据许多不同的技术，例如(但不局限于)光学、光学-机械、电磁、机械以及压敏(触觉的)技术。各种类型的柱位移检测器中的某些类型题为“其它支承柱位移检测器技术”的章节中进行描述。接着是基于光学的支承柱位移检测器以及基于光学-机械的支承柱位移检测器的说明。
光学支承柱位移检测器的理论及操作图8A示意描述与每个支承柱52相关的光学支承柱的位移检测器54。此实施例包括例如LED的光发射器74、接收从桌台表面12反射的光的聚焦透镜76、产生与反射光影像相对应的电子信号的光敏接收器或者感测器78，其中光发射器74透过支承柱52中的开口将光射束引导到桌台表面12上，所述电子信号传送到影像分析器80。
当每个支承柱52横越桌台表面12同时感测器棒16F(或者16B)通过物品14上时，产生表面12的连续帧影像82A、82B、82C(图8B)。当支承柱52在桌台表面12上运动时，分析桌台表面12上的固有细微表面细节(例如，纹理、色彩、对比等等)以便确定每个支承柱52位移的范围及方向。
所述光学位移检测器技术是非机械的，不需要运动部件，在桌台表面12上不需要预先印好的(嵌入的、刻纹的等等)的追踪图案，并且它与种类广泛的传统“现成的”切板、桌台等等相容。
这种位移检测器目前使用在许多计算机鼠标装置中。市场购得的这种类型组件的实例是Agilent科技公司的反射光学感测器HDNS-2000、透镜HDNS-2100、LED组件夹HDNS-2200以及5mm红色LED HLMP-ED80。进一步的操作细节还参考Agilent科技公司题为“具有PS/2以及正交输出的固态的光学鼠标感测器”的应用手册1179。
光学-机械的支承柱的位移检测器的理论及操作光学-机械的位移检测器54A表示在图9A、9B与9C中，它包括滚球84、X轴滚轴86、Y轴滚轴88、附接的X轴穿孔的光学编码器圆盘90与Y轴穿孔的光学编码器圆盘92、光学发射器94、96以及光学接收器98、100。当滚球84沿着(防滑的)桌台表面12滚动时，滚轴88和/或86通过与滚球84摩擦的接触而转动，使得圆盘90、92也转动。在每个光学编码器圆盘中的穿孔从发射器94、96所发出的光产生一些明暗的斑点，这通过接收器98、100检测和分析。产生与柱52沿着X或Y轴的位移相对应的电信号。
所述机械式位移检测器技术在桌台表面12上不需要预先印好的(嵌入的、刻纹的等等)追踪图案，并且它与种类广泛的传统“现成的”切板、桌台等等相容。这种位移检测器是在本领域众所周知的，并且目前用于许多计算机鼠标装置中。
当感测器棒16F(或者16B)划过物品14表面时，持续捕捉与每个支承柱52的位置以及对应的感测器38F(或者机械的柱塞46)的高度位置相对应的信号，并传送到盒26中的信号处理器300。当感测器棒16F(或者16B)从物品14的一个端部横越到沿着该物品14所划过的每个连续的位置时，该物品14轮廓的高度位置(来自高度感测器的数据)以及对应的在下面的表面积(从支承柱52的位置计算)使得可以连续计算并显示感测器棒16F(或者16B)所限定的每个部段的体积。由于每种类型的物品14的密度记录在信号处理器300的存储器中，因此在显示器30上持续显示即时计算的体积、重量(体积(密度)以及相关的价格(重量(每单位重量的价格)。显示器30具有符合人体工程学的旋转和可倾斜的基座31，以便形成便于操作者及消费者观看的所要观看角度。
当测器棒16F(或者16B)划过物品14时，分别通过减去或者加上前后运动期间横越物品14的体积在数学上考虑间歇倒转感测器棒16F(或者16B)的运动方向。这使得在感测器棒16F(或者16B)前后运动时，能够连续读取该物品14的重量及价格(根据重量)，使得在物品14切开之前，操作者能够根据物品14的实际外观、重量以及价格适应旁观消费者所要的特定部分的特定需求。
图1表示利用卡扣到刀片15中的对应孔内的突出部102来将刀片15安装到感测器棒16上，刀片15还使得端部卡扣到感测器棒16的每个端部附近的凹口104内。刀片15容纳在感测器棒16的一个侧面108中的凹口106内，以便与该侧面108齐平设置。刀片15的方便安装/拆卸使得可以针对不同构造的物品14的需求来使用不同类型的刀片。
在感测器棒16F的情况下，当感测器棒16F的位置到达所要的物品14的重量(或者价格)时，操作者在感测器棒16F上手动施加向下的压力，使得两个可收缩的柱52向上收缩，这导致刀具15向下运动并且与物品14接触。同时施加一个持续向下的压力并且横跨该物品14表面施加来回锯切运动，以便导致该物品14完全切开，从而形成所要的部段。刀片15也可以只用来标记(划线)物品14的表面，随后独立切开工具可用来最后切开物品14。
在物品14完全切开(或者划线)并且感测器棒16F再次通过装有弹簧的可收缩的柱52本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按压适当标示为“重置”的按钮56A-56K，使得显示器30清屏，并且信号处理器300使感测器棒16F准备好用来取得新物品14的数据。感测器棒16F现在准备划过新的物品14之上。
在感测器棒16B的情况下，当感测器棒16B的位置到达物品14的所要的重量(或者价格)时，操作者按压适当标示为“切开”的按钮56A-56K。参考图6A与6B，短暂脉冲的电力施加在每个螺线管线圈绕组70上，这导致所有的柱塞46完全收缩到感测器棒16B内，因此压缩弹簧48以使得柱塞46的杆47压靠永久磁体72。每个柱塞46(杆47)变成“闩锁”(保持相邻)在永久磁体72上。在没有进一步施加电力的情况下，仅由于永久磁体72的吸引力，柱塞46靠近永久磁体72保持收缩、对齐。如下面描述，可以通过使用侧装的螺线管柱塞，来进一步固定每个柱塞46的收缩位置。
在所有的柱塞46在其完全收缩位置时，刀具15的刀刃变成完全露出。通过在感测器棒16B上手动施加向下的压力，两个可收缩的柱52向上收缩，使得刀具15向下运动并且与该物品14接触。同时施加持续向下的压力，并且横跨该物品14的表面施加来回锯切运动，以便导致该物品14完全切开，从而形成所要的部段。刀片15也可以只用来标记(划线)物品14的表面，随后独立的切开工具可用来最后切开物品14。
在物品14完全切开(或者划线)并且感测器棒16B再次通过该装有弹簧的可收缩的柱52本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按压适当标示为“重置”的按钮56A-56K，使得具有(与最初用来收缩每个柱塞46的极性)相反极性的短暂脉冲的电力施加在每个围绕柱塞46的螺线管线圈绕组70上。因此，每个柱塞46从永久磁体72的保持下释放，并且它通过克服永久磁体72的吸引力以及压缩弹簧48的自动延伸到其通常延伸配置而恢复到完全伸长的位置。此“重置”按钮同时作用还将使得显示器30清屏，并且信号处理器300使感测器棒16B准备用于取得新物品14的数据。感测器棒16B现在准备划过新的物品14之上。
各种产业上的应用可利用不同的切开方法来取代所述刀具15。例如，物品14可经由输送带(图5B)通过静止感测器棒16A下方，随后根据重量或价格，自动切断刀片、激光、旋转刀片或者高压水切割器将物品14切成特定的部分。或者是，可运动的感测器棒16A可以横越静止单一或多个物品14之上，随后该物品14通过所述切开工具而切开。在任一情况下，由于柱塞46不需要缩回到感测器棒16中来露出刀具15，因此省略螺线管闩锁机构。类似地，在这些配置中也可以从感测器棒16中省略刀具15。
如上所述，感测器棒16的控制器信号处理器300的盒26可具有水银倾斜指示器开关24(或者类似的水平指示器)，它在感测器棒16从相对于桌台表面12垂直的(90度)位置倾斜超过预定最大角度时发出警报302(图1A)。当感测器棒16横越该物品14时，出界的倾斜角度将会使得该警报302发出声音，以指出需要重新进行物品的扫描。或者是，可以测量可接受的出界倾斜角度，并且在体积的计算中进行数学补偿，因而可在不中断的情况下继续进行物品的扫描。该警报302还和信号处理器控制器300、倾斜开关24以及感测器棒16的电池电源306一起包括在控制器—信号处理器盒26内。
还通过来自位移检测器20A与22A并与支承柱20和22位置相对应的电信号来检测不允许的感测器棒16的运动。一个实例是当操作者在相对于操作者太过于水平而非垂直的位置上抓握感测器棒16时。另一实例是如果操作者过快或过慢地运动感测器棒16、或者将一个/两个支承柱20、22抬离桌台表面12时。所检测的支承柱座标位置或者缺少座标位置都会使得该警报302发出声音，以便指出需要重新进行物品14的扫描。
当感测器棒16横越物品14时，通过分别减去或者加上前后运动期间该物品14被横越的体积而在数学上考虑间歇地倒转感测器棒16的运动方向。这使得当感测器棒16前后运动时，能够连续读取物品14的重量及价格(根据重量)，使得在物品14切开之前，操作者能够根据物品14的实际外观、重量以及价格适应旁观消费者的所要特定部分的特定需求。
控制器信号处理器300可以是根据市场销售的可程序化的微处理器的计算机晶片，它包括在盒26内。该微处理器信号处理器300进行程序化以进行所述座标、位置、体积、重量、价格以及其它所需的计算。将最初的数据(例如，密度、每单位重量的价格、产品代码、条码型态等等)输入到信号处理器300的存储器中可以经由控制面板的键盘27来完成。数据还可以从外部来源(例如，桌上型、膝上型或者掌上型计算机)经由无线数据联接(例如，红外线)或者其它例如USB(通用串行总线)的接口连接件来上载到对应的数据I/O(输入/输出)口58。
数据I/O(输入/输出)口58还可用来将数据(例如，重量、价格、产品代码、条码型态等等)传送到外部的装置，例如，销售点(POS)的终端机、消费者读取显示器、外部计算机、收据与条码打印机等等。当感测器棒16结合到产业的分配操作时，口58的使用是重要的。例如，同时利用许多感测器棒16的生产线可以使得所有收集到的重量数据通过中央计算机储存/分析。每个信号处理器300都可以经由键盘27或者经由口58通讯的外部计算机进行程序化，以将独特的字首识别号码附加到传送到中央计算机的数据流中。
当感测器棒16横越物品14并且显示部段的重量(或者价格)时，高度感测器38在物品14上表面上的对应垂直(相对于感测器棒16的基部)投射位置指出该物品14应被切开以便产生具有所显示重量(或者价格)的部段的确切位置。在图1、3A与图4的实施例中，刀具15平行于(并且因此并未重叠)此位置。在图2A的实施例中，分离刀具(未示出)可利用导架36A与36B的侧表面17作为引导而用来切开所选择的物品部段。此侧表面平行于该确切切开位置(并且因此没有重合)。
类似地，在图2B、2C与2D的实施例中，旋转刀片、闸刀的切断刀片以及激光切割器的切开位置还分别平行于(并且因此并未重叠)该确切切开位置。在所述实施例中，如果没有考虑切开设备和确切切开线之间的这种小位置差值时，所产生的切开部段重量(或者价格)将会稍微不同于在该扫描显示器30上所指出的重量(或者价格)。在许多应用中，此差值可以认为是不重要的。在例如快速估计重量或价格的应用中，可以在物品14的部段切开之后，利用传统的秤进行最后称重(以及估价)。尽管如此，对于手动与自动化的产业应用来说，可以消除此差值。
在自动化的产业应用的背景下，由于使用程序控制的切开工具(例如，自动切断刀片、激光、旋转刀片或高压喷射水流)来取代刀具15，因此这些工具完全与高度感测器38的位置对齐，随后当感测器棒16到达所要的分开位置时，在确切切开线上切开物品14。在部分自动化或者手动的应用中，使用各种标记的/划线的技术使得可以在物品14上表面上对于代表性垂直投射(相对于感测器棒16)的高度感测器38的位置进行标记(划线)，由此刀片15或者分离式切开工具或刀具接着可以沿着所述划线标记切开该物品14，这产生在显示器30上所指出的重量(或者价格)。
在确切切割线上对物品14进行标记(划线)可以通过首先沿着垂直投射(相对于感测器棒16的基部)的感测器38位置(或者在感测器38位置之间线性设置的位置)标记/划线该物品14的上表面，并且接着沿着这些划线标记用刀片15或者分离式切开工具或刀具来切开该物品14，从而分割物品14。许多不同的技术都可用来标记/划线物品14的上表面，以指出此切开线。其中实例包括(但不局限于)墨水分配机构(例如，基于压电、基于热气泡、基于机械、基于电子机械等等)、热/烧灼电气元件、激光烧灼发射器以及尖端工具。
下面是墨水分配标记机构以及基于热/烧灼电气元件、激光烧灼发射器以及尖端螺线管柱塞的标记/划线机构的详细说明。所有这些标记机构可以结合在如下装置中I)通常为收缩的机械式螺线管标记柱塞46C中(例如，图4)，它平行于高度感测器38的位置并且设置在高度感测器38的位置之间，并且专用于标记/划线该物品14的表面，或者是II)通常为延伸的机械式螺线管高度感测器柱塞46中，它还用来确定物品14的高度。通常为收缩的标记柱塞46C具有优于下面描述的位于机械式高度感测器柱塞46内的标记/划线机构的优点在于由于与物品14的表面有限的实体接触，该标记柱塞46C具有由于物品14上表面上的可能表面碎片而变得被阻挡的减小可能性。
I)位于高度感测器38的位置之间的专用于标记/划线的标记柱塞46Ca)墨水分配标记机构127参考图10A-1，每个通常为收缩的标记柱塞46C包括墨水分配机构空腔126，它包括电气控制的墨水分配机构127，墨水分配机构127透过喷嘴132将墨水128喷到物品14的上表面上，这形成墨水标记134。锥形环145将墨水分配喷嘴132和物品14上表面分开，因此降低了物品14的表面碎片阻挡喷嘴132操作的可能性。
墨水分配机构127可以根据许多不同的技术，包括(但不局限于)压电、热气泡式、机械式以及电动机械式技术。以下是基于压电以及热气泡式喷墨技术的墨水分配机构127的说明。这两种技术广泛用于目前的喷墨打印机装置中。
基于压电的墨水分配机构127的理论及操作图12A表示一种在最初状态下的基于压电的墨水分配机构127，由此没有电流经由电导线139施加到换能器140上。在此状态中，换能器140维持在一种平配置中。电流施加到换能器140上，使得换能器140在交替的上下方向上振动。参考图12B，由于换能器140向下柔曲，因此墨水141被迫离开喷嘴142而产生墨水滴144，这在物品14的上表面上形成墨水标记146。参考图12C，由于换能器140向上柔曲，因此墨水141经由导管143从墨水贮存器(未示出)吸出，因此取代刚刚通过喷嘴142释放的墨水。
锥形环145将墨水分配喷嘴142和物品14上表面分开，因此降低物品14的表面碎片阻挡喷嘴142操作的可能性。
基于热气泡式的墨水分配机构127的理论及操作图13A描述一种在最初的状态下的基于热气泡式的墨水分配机构127，由此没有电流经由电导线138施加到加热元件150上。参考图13B，电流经由电导线138施加到加热元件150上，加热墨水151。部分墨水151蒸发，这导致气泡156形成。由气泡156所产生的增压将墨水151压迫离开喷嘴152，这产生墨水滴154而在物品14上表面上形成墨水标记155。参考图13C，气泡156随后破灭产生真空，它导致附加的墨水151经由导管153从墨水贮存器(未示出)中吸出，因此取代刚刚通过喷嘴152释放的墨水。
该锥形环145将墨水分配喷嘴152和物品14的上表面分开，因此降低物品14的表面碎片阻挡喷嘴152操作的可能性。
参考图10A-1、10A-2、10A-3、11A以及11B，并且在这里简明概述，而随后进行详细描述，当感测器棒16横越该物品14时，标记柱塞46C的通常收缩位置(图10A-2与图11A)分开墨水分配机构127，使其不在物品14上表面附近。这降低物品14表面碎片挡住墨水喷嘴132的可能性。当感测器棒16到达所要的物品14重量(或者价格)时，操作者按压适当标示为“标记”的按钮56A-56K，这使得每个通常为收缩的标记柱塞46C向下延伸(图10A-3与图11B)并且与物品14的上表面接触，由此墨水128通过喷嘴132自动喷射到物品14的上表面上，以形成墨水标记134。来自包括在标记柱塞46C内的两个或多个墨水分配机构127的两个或多个墨水标记指出用来将物品14切割成为所要重量(或者根据重量的价格)的确切切开线。再次参考图10A-2与图11A，在每个标记柱塞46C分别将墨水标记分配到该物品14的表面上之后，柱塞46C自动收缩到感测器棒16壳体内的各自螺线管线圈绕组70C内，由此在每个柱塞46C的顶端处的标记柱塞杆47C通过永久磁体72C的吸引力保持与永久磁体72C相邻。柱塞46C通过侧装的螺线管柱塞116C的自动延伸而进一步固定，该柱塞116C接合到位于柱塞46C面向侧装螺线管柱塞116C的侧部上的锯齿形的凹口110C内。
详细地说，标记柱塞46C的通常为收缩的状态表示在图10A-2和图11A中。在每个标记柱塞46C顶端处的杆47C通过永久磁体72C的吸引力保持与永久磁体72C相邻。如图所示，标记柱塞46C通过通常延伸的弹簧112C而进一步固定，该弹簧112C在侧装的柱塞116C的基部114C上施加力，柱塞116C接合柱塞46C的凹口110C。当感测器棒16横越物品14并且到达所要的重量(或者根据重量的价格)时，按压适当标示为“标记”的按钮56A-56K，这使得同时将电力施加到螺线管线圈绕组108C上以及将短脉冲的电力施加到螺线管线圈绕组70C上。如图10A-3和图11B所示，这使得每个侧装的柱塞116C从其接合在柱塞46C的凹口110C中的保持位置收缩，并且同时克服永久磁体72C在标记柱塞46C的杆47C上的保持力，并且压缩弹簧48C因此延伸，使得每个装有弹簧的标记柱塞46C朝向物品14的上表面。
图10A-2、10A-3、11A以及图11B表示感测柱塞46C的延伸行程的配置的细节。每个柱塞46C具有面向感测器杆62C的平坦侧部60C，感测器杆62C还具有面向柱塞侧部60C的平坦侧部64C。柱塞46C的平坦侧部60C具有印制非反射的追踪图案的反射表面。等距隔开的倾斜光发射器(例如，LED装置)66C的线性阵列沿着感测器杆62C的长度嵌入，它朝向柱塞46C的平坦侧部60C，并且等距隔开的倾斜光电接收器68C的类似线性阵列沿着感测器杆62C的长度嵌入，它设置成接收来自各自发射器并从侧部60C反射的光。
当柱塞46C穿过由螺线管线圈绕组70C和感测器杆62C所形成的空腔上下运动时，光电发射器66C/接收器68C感测器阵列通过追踪接收反射光的变化图案来确定柱塞46C的位移距离。当螺线管弹簧48C占据柱塞46C的位置时，为了消除由于螺线管弹簧48C反射造成的错误读取，该弹簧48C具有粗糙、非反射表面(涂层)。
当所述的基于光学反射的位移感测器在一段预定的时间量(例如1秒)之后没有检测到延伸的柱塞46C的运动时，于是柱塞46C已知为已经到达其最后平放在物品14上表面上的静止位置。信号处理器300接着将电流自动施加到墨水分配机构127上，这使得墨水128从喷嘴132喷射到该物品14的上表面上，形成墨水标记134。锥形环145将墨水分配喷嘴132和物品14上表面分开，因此降低物品14的表面碎片阻挡喷嘴132操作的可能性。
参考图10A-2、10A-3、11A与图11B，在墨水128已喷射到物品14表面上之后，信号处理器300将短暂的电流施加到螺线管线圈绕组70C上，这使得标记柱塞46C完全收缩到感测器棒16的壳体内。在没有将电流进一步施加到螺线管线圈绕组70C上的情况下，位于标记柱塞46C的顶端处的标记柱塞杆47C通过永久磁体72C的吸引力保持与永久磁体72C相邻。当所述的基于光学反射的位移检测器在标记柱塞46C返回到感测器棒16的壳体内时测量到标记柱塞46C的垂直运动停止时，信号处理器300自动停止电流施加到侧装的线圈绕组108C上。这导致装有弹簧的侧装柱塞116C延伸到对应标记柱塞46C的锯齿形凹口110C内，这导致将柱塞46C进一步固定在其收缩位置上。信号处理器300接着将显示器30清屏，并且感测器棒16准备以便进行新的物品14的扫描。
所述的通常为收缩的标记柱塞46C结合墨水分配机构127(图10A-1)作为其标记/划线装置。如下所述，许多其它(非墨水分配)类型的标记/划线机构可结合到标记柱塞46C中，例如(但不局限于)，热/烧灼加热元件(图10B-1)、激光烧灼发射器(图10C-1)以及尖端划线装置(图10D-1)。这些其它标记/划线机构的做法类似于刚刚所述的墨水分配机构的做法。因此，标记柱塞46C的延伸、启动与收缩以及相关的标记机构确保准确放置划线标记，以指出用来准确分开物品14的确切切开线的位置。
b)热/烧灼标记机构127A参考图10B-1，通常为收缩的标记柱塞46C包括空腔126，它包括电气控制的加热元件127A，在激励加热元件127A且接触物品14的上表面时，它在物品14的上表面上烧灼可见的标记161。
c)激光/烧灼的标记机构127B参考图10C-1，通常为收缩的标记柱塞46C包括空腔126，它包括电气控制的激光机构127B，在激励该激光机构127B时，它透过聚焦透镜171发射激光172，以便在物品14上表面上烧灼可见的标记173。
d)尖头标记/划线机构127C参考图10D-1，通常为收缩的标记柱塞46C包括标记/划线机构127C，该标记/划线机构127C在其底部的外表面处具有尖头突出部175，尖头突出部175在与物品14接触并且在物品14上双向运动时(同时逐渐降低)，在物品14的上表面上产生可见的划线标记176。
如同所述的墨水分配标记机构127操作的详细说明，当感测器棒16横越物品14并且到达所要的部段重量(或者根据重量的价格)时，操作者按压适当标示为“标记”的按钮56A-56K，这使得每个通常为收缩的标记柱塞46C向下延伸(图10D-2、10D-3、11A以及11B)并且与物品14的上表面接触。
某些物品14的表面可能由于其坚硬、粗糙、滑或者不相容的表面纹理而难以进行划线或者标记。在这种情况下，所述尖锐突出部175将不足以刺入该物品14的表面来产生可见的划线标记。施加在感测器棒16上的向下压力不能从柱塞46C将附加的压力施加在物品14的表面上，这是由于所述柱塞46C会自动升入感测器棒16中。通过将所述柱塞46C固定保持在其最后的位置上，通过在感测器棒16上施加双向运动以及向下压力(使得感测器棒16降低)，尖锐突出部175可以对任何类型的物品14的表面轻易地划线。
当所述的基于光学反射的位移检测器在标记柱塞46C下降到物品14的上表面上而测量到向下垂直运动停止时，信号处理器300自动去除施加到侧装的线圈绕组108C上的电流，这导致去除柱塞116C施加在弹簧112C上的压缩力。通常为膨胀的弹簧112C所产生的膨胀在柱塞116C的基部114C上施加持续的力，因此将侧装的柱塞116C运动到邻近标记柱塞46C的锯齿形凹口110C内。每个标记柱塞46C现在在物品14的上表面上的位置上保持静止。在感测器棒16上施加双向的水平运动以及向下压力(使得感测器棒16降低)将会为尖锐突出部175刺入物品14的上表面提供足够的力，由此将确切的切开线轮廓划线/标记到物品14的表面上。
为了将标记柱塞46C收缩回到感测器棒16的壳体内，操作者按压适当标示为“收缩”的按钮56A-56K，这使得信号处理器300将短暂的电流施加到螺线管线圈绕组70C以及螺线管线圈绕组108C上。将电流施加到螺线管线圈绕组108C上，使得柱塞116C从保持凹口110C收缩，并且压缩通常为膨胀的弹簧112C，而将电流施加到螺线管线圈绕组70C上，使得标记柱塞46C由于弹簧48C压缩而完全缩回感测器棒16的壳体内。通过永久磁体72C的吸引力并且没有将电流进一步施加到螺线管线圈绕组70C上，位于标记柱塞46C的顶端部分处的标记柱塞杆47C保持与永久磁体72C相邻。
当所述的基于光学反射的位移检测器在标记柱塞46C回到感测器棒16的壳体中而测量到标记柱塞46C垂直运动停止时，信号处理器300自动停止将电流施加到侧装的线圈绕组108C上，这导致去除柱塞116C施加在弹簧112C上的压缩力。通常为膨胀的弹簧112C所产生的膨胀在柱塞116C的基部114C上施加持续力，因此将侧装的柱塞116C运动到邻近标记柱塞46C的锯齿形的凹口110C中，由此进一步将该柱塞46C固定在其收缩位置上。
所述“收缩”的按钮使得标记柱塞46C能够在操作者所要的时间点收缩回到感测器棒16内。或者是，该标记柱塞46C可以自动地收缩到感测器棒16的壳体内，而不需要操作者介入，由此信号处理器300在从该标记柱塞46C静止在物品14的上表面时开始例如15秒的预定的时间间隔之后，自动开始收缩程序。在任一种情况下，显示器30清屏，并且信号处理器300准备进行新的物品14的扫描。
在划线标记施加到物品14的表面上后，操作者可以用最适当的方式切开物品14。在采用感测器棒16B的情况下，操作者首先利用适当“收缩”的按钮56A-56K来缩回柱塞46(图10D-2)，接着将刀具15在划线标记上对齐，并且通过在感测器棒16B上施加向下运动以及接着来回运动，以便切开物品14。或者是，分离式刀具可用来沿着所述划线标记切开该物品14。
由于使用尖头标记/划线机构127C需要感测器棒16在该物品14上进行双向锯切运动，因此与图2A的配置相比，采用这种特定的标记/划线机构适用于与图1所示配置类似的感测器棒16。
对于只在柔软、可轻易刺入的物品14上操作的应用来说，作为切开或划线的工具来使用刀具15是不必要的，因而可以完全拆卸刀具15。在这种情况下，尖端突出部175将物品14切成所要的部分(只相对于划线)。
由于使用尖头标记/划线机构127C需要感测器棒16在该物品14之进行双向锯切运动，因此与图2A所示配置相比，采用这种特定的标记/划线机构适用于与图1所示配置类似的感测器棒16。
前面章节描述了基于热/烧灼电气元件、激光烧灼的发射器以及尖端螺线管柱塞的墨水分配的标记机构以及标记/划线机构。这些标记机构全部结合到两个或多个通常为收缩的专用的标记柱塞46C内，所述标记柱塞46C位于高度感测器38之间并且平行于高度感测器38的位置。对于利用机械式高度感测器的柱塞46的感测器棒16B来说，所述的标记机构可以结合到两个或多个通常为延伸的高度感测器柱塞46内，并仍然使得所述柱塞46能够执行其高度确定的功能。该标记机构的基部(底部部分)因此变成柱塞46的基部(底部部分)，以便进行高度计算。下面的章节描述各种的标记机构的应用II)高度感测器柱塞46-结合标记/划线机构a)墨水分配的标记机构127图10A-4表示通常为延伸的高度感测器柱塞46，它包括墨水分配的标记机构127，该标记机构127的组件及操作在图10A-1的说明中详细描述。当感测器棒16B横越物品14时，所有的高度感测器柱塞46与物品14的表面接触。当到达所要的部段重量(或者根据重量的价格)的位置时，操作者按压适当的“标记的”按钮56A-56K，这使得电力施加到每个墨水分配机构127上，导致墨水通过喷嘴132排出到物品14的上表面上，因此形成墨水标记。锥形环145将墨水分配喷嘴132和物品14的上表面分开，因此降低物品14的表面碎片阻挡喷嘴132操作的可能性。
在划线标记施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最适当的方式切开该物品14。在采用感测器棒16B的情况下，操作者首先通过按压适当的“收缩”的按钮56A-56K来缩回柱塞46。
参考图10A-4与10A-5，短暂的电力脉冲施加到每个螺线管线圈绕组70上，这导致所有的柱塞46完全收缩到感测器棒16B内，由此压缩弹簧48将柱塞46的杆47带到压靠永久磁体72之处。仅仅由于永久磁体72的吸引力并在没有进一步的施加电力的情况下，每个柱塞46的杆47变成“闩锁”在永久磁体72上(保持相邻)。操作者接着将刀具15在划线标记上对齐，并且通过在感测器棒16B之上施加向下以及来回运动，以便切开物品14。
或者是，可采用分离式刀具沿着所述划线标记切开该物品14。在如图2A、2B、2C以及2D所示的采用感测器棒16A的情况下，切开工具(分离式刀具、旋转切割刀片、闸刀切断刀片、激光切割器等等)在所述划线标记之上对齐，随后切开物品14。
所述的通常为延伸的高度感测器柱塞46结合有作为其标记/划线装置的墨水分配机构127(图10A-1)。如下所述，许多其它(非墨水分配)类型的标记/划线机构都可以结合到高度感测器柱塞46的中，例如(但不局限于)热/烧灼加热元件(图10B-1)、激光烧灼发射器(图10C-1)以及尖端划线装置(图10D-1)。采用这些其它标记/划线机构与刚刚描述的墨水分配机构类似。因此，高度感测器柱塞46的启动与收缩以及相关的标记机构可以确保准确放置划线标记，以便指出用来准确分开物品14的确切切开线的位置。
b)热/烧灼标记机构127A图10B-4表示通常为延伸的高度感测器柱塞46，它包括热/烧灼标记/划线机构127A，该标记/划线机构127A的组件及操作在图10B-1的说明中详细描述。当感测器棒16B横越物品14时，所有的高度感测器柱塞46与物品14的表面接触。当到达所要的部段重量(或者根据重量的价格)的位置时，操作者按压适当的“标记的”按钮56A-56K，这使得电力施加到每个加热元件127A上，这导致在物品14的上表面上形成可见的烧灼标记。
在划线标记已经施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最适当的方式切开物品14。在采用感测器棒16B的情况下，操作者首先利用适当的“收缩”的按钮56A-56K来缩回柱塞46(图10B-5)，接着将刀具15在划线标记上对齐，并且通过在感测器棒16B之上施加向下以及来回运动，以便切开物品14。或者是，分离式刀具可用来沿着所述划线标记切开该物品14。在如图2A、2B、2C以及2D所示的采用感测器棒16A的情况下，切开工具(分离式刀具、旋转切割刀片、闸刀切断刀片、激光切割器等等)在所述划线标记之上对齐，随后切开物品14。
c)激光烧灼/划线机构127B图10C-4表示通常为延伸的高度感测器柱塞46，它包括激光烧灼/划线机构127B，激光烧灼/划线机构127B的组件及操作在图10C-1的说明中详细描述。当感测器棒16B横越物品14时，所有的高度感测器柱塞46与物品14的表面接触。当到达所要的部段重量(或者根据重量的价格)的位置时，操作者按压适当的“标记的”按钮56A-56K，这使得电力施加至每个激光烧灼/划线机构127B上，这导致在物品14的上表面上形成可见的烧灼标记。锥形环145将聚焦透镜171和物品14的上表面分开，因此降低物品14的表面碎片阻挡透镜171操作的可能性。
在划线标记已经施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最适当的方式切开该物品14。在采用感测器棒16B的情况下，操作者首先利用适当的“收缩”的按钮56A-56K来缩回柱塞46(图10C-5)，接着将刀具15在划线标记上对齐，并且通过在感测器棒16B上施加向下以及来回运动，以便切开物品14。或者是，分离式刀具可用来沿着所述划线标记切开该物品14。在如图2A、2B、2C以及2D所示的采用感测器棒16A的情况下，切开工具(分离式刀具、旋转切割刀片、闸刀切断刀片、激光切割器等等)在所述划线标记上对齐，随后切开物品14。
d)尖头标记/划线机构127C图10D-4表示通常为延伸的高度感测器柱塞46，它包括标记/划线机构127C，标记/划线机构127C的组件及操作在图10D-1的说明中详细描述。
某些物品14的表面可能由于其坚硬、粗糙、滑或者不相容的表面纹理而难以进行划线或者标记。在这种情况下，所述的尖锐突出部175将不足以刺入物品14的表面来产生可见的划线标记。施加在感测器棒16B上的向下压力不能从标记柱塞46将附加的压力施加到物品14的表面上，这是由于所述标记柱塞46会自动地升入感测器棒16B中。通过将所述标记柱塞46在其最后的位置上保持静止，通过在感测器棒16B上施加双向运动以及向下压力(使得感测器棒16B降低)，尖锐突出部175可以对任何类型的物品14的表面轻易地划线。
参考图10D-4和10D-5，当感测器棒16B横越物品14时，所有的柱塞46与物品14的表面接触。当到达所要的部段重量(或者根据重量的价格)的位置时，操作者按压适当标示为“标记”的按钮56A-56K，这使得信号处理器300开始将电流施加到侧装的线圈绕组108上，导致侧装的柱塞116接合到邻近柱塞46的锯齿形的凹口110内，并且通常为压缩的弹簧112的相应膨胀导致持续的力施加到柱塞116的基部114上，因此将柱塞116进一步固定在与标记柱塞46的凹口110接合的位置上。这使得每个标记柱塞46在其位于该物品14的上表面上的位置上保持静止。在感测器棒16B上施加双向的水平运动以及向下压力(使得感测器棒16B降低)将为尖锐突出部175刺入物品14的上表面提供足够的力，由此将确切的切开线轮廓划线/标记到物品14的表面上。
为了使柱塞46脱离其垂直固定位置，操作者按压适当标示为“释放”的按钮56A-56K，这使得信号处理器300终止施加电流到侧装的柱塞螺线管线圈绕组108上，因此去除造成弹簧112的膨胀的拉力。这导致通常为压缩的弹簧112自动压缩，它使得柱塞116从标记柱塞46的凹口110脱离。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“释放”按钮在操作者所要的时间点从标记柱塞46的固定垂直位置释放。或者是，通过使得信号处理器300在柱塞46固定在其垂直位置上之后例如15秒的预定时间间隔之后，自动开始收缩程序，标记柱塞46可以自动从其静止位置释放，而不需要操作者介入。在任一种情况下，信号处理器300会清屏显示器30，并且准备进行新的物品14的扫描。
在划线标记施加到物品14的表面上之后，操作者可以用最适当的方式切开物品14。在采用感测器棒16B的情况下，操作者首先利用适当的“收缩”的按钮56A-56K来缩回该柱塞46(图10D-5)，接着将刀具15在划线标记上对齐，并且通过在感测器棒16B上施加向下运动以及接着来回运动，以便切开物品14。或者是，分离式刀具可用来沿着所述划线标记切开物品14。
由于使用尖头标记/划线机构127C需要感测器棒16B在该物品14之上进行双向锯切运动，因此与图2A所示配置相比，采用这种特定的标记/划线机构适用于与图1所示配置类似的感测器棒。
对于只在柔软、可轻易刺入的物品14上操作的应用来说，作为切开或划线的工具来使用刀具15是不必要的，因而可以完全拆卸刀具15。在这种情况下，尖端突出部175将物品14切成所要的部分(只相对于划线)。
专用标记/划线感测器棒图5描述表示稳定的四个支承柱的感测器棒16的配置，它用于在准确的切开线上对物品14进行标记/划线，从而以所要的重量(或者根据重量的价格)切开物品14。在图5所示的感测器棒16由清澈透明的材料构成，这使得操作者能够在感测器棒16横越物品14时，透过感测器棒16观看该物品14。一旦标记/划线之后，分离式刀具(未示出)可用来切开所选的物品部段。由于四个支承柱具有相同的高度，因此感测器棒16限制在水平位置上。这种配置有助于在感测器棒横越物品14时消除经验不足的操作者引入不需要的感测器棒方位。
再次参考图5，在感测器棒16划过物品14上时，与每个支承柱20、22相关的位移检测器20A、22A产生与感测器棒16位移相对应的信号。支承柱52Y不包括位移检测器而只是用来提供水平稳定的感测器棒16的配置。高度感测器38的线性阵列产生与位于各自感测器38下的物品14的上表面上的各点高度相对应的电子信号。刀片没有结合到感测器棒配置中，因此四个支承柱不是可收缩的。
当感测器棒16横越物品14时，物品14的重量(或者根据重量的价格)持续地显示在屏幕30上。当到达所要的重量(或者价格)的位置时，操作者按压适当标示为“标记”的按钮56A-56K中之一，以控制电力施加到标记的/划线装置上。启动的划线/标记装置在物品14的上表面上放置实际标记，它指出该物品14应该切开以便产生具有所要的重量(或者价格)部分的确切位置。可以采用许多种不同的标记的/划线的技术，例如(但不局限于)，墨水沉积、加热/烧灼元件标记、激光划线以及用来刺入并标记物品14表面的尖头工具。在物品14进行标记/划线之后，操作者使用分离式刀具或者切开工具，沿着划线标记切开，而产生物品14中具有所要的重量(或者价格)的部分。
感测器棒与外部装置之间的无线通讯如图1B所示，操作者可以经由按钮56A-56K以及控制器178与感测器棒16互动。此附图表示控制器178(原始位置)可以通过红外线、射频或者其它的无线接口而与感测器棒16脱离，并且运动到新位置(由标号179表示)，由此该控制器可以离开感测器棒1一段距离进行互动。再者，例如消费者销售点(POS)显示器187、收据打印机188、收银机189以及计算机控制的存货系统(未示出)的无线周边装置可以类似地彼此通讯。这种配置可通过模块化方式来设计按照各种应用而订制的基于测量的系统。将控制器178和感测器棒16的壳体分开还得到较轻重量的感测器棒16，并且使得感测器棒16减小由于粗暴操作或清洁场合而损坏的机会。
再次参考图1B，感测器棒16在其远端处(相对于操作者)具有垂直安装的杆状结构180。对于基于红外线的无线接口来说，结构180是包括来自于感测器棒16的电线的中空管，感测器棒16嵌入无线通讯模块308(图1A)。在结构180的顶端，这种电线附接到全向红外线发射器/接收器阵列181上，阵列181包括例如LED红外线发射器及光敏接收器。红外线阵列181经由红外线信号182与控制器179(并且选配地与其它装置)进行双向通讯。类似地，控制器179经由垂直安装的中空杆状结构184来通讯，杆状结构184附接到包括例如LED红外线发射器和光敏接收元件的全向红外线发射器/接收器阵列185上。结构184经由连接器183连接到包括在盒26内的无线通讯模块308上。
对于基于射频的无线接口来说，结构180和181包括其基部连接到来自感测器棒16的电线的天线，感测器棒16嵌入无线通讯模块308。该天线经由电磁信号182与控制器179(并且选配地与其它装置)进行双向通讯。类似地，控制器179经由结构184和185通讯，该结构184和185包括经由连接器183附接到包括在盒26内的无线通讯模块308上的天线。
所述感测器棒16的发送器/接收器接口(例如，红外线或射频)可嵌入在感测器棒16内的各种位置，例如，在挖空的手柄18中、在感测器棒16的远端(相对于操作者)的垂直突出部内、高度感测器38附近和/或按钮56A-56K下方。
尽管针对感测器棒16提出采用所述无线装置，但是同样的操作和技术原理是适用于此申请中描述的所有其它感测器臂。
如上所述，控制器178(或者179)的接口58还包括例如USB和红外线的I/O(输入/输出)口。接口58的红外线口使得控制器178(或者179)与设置在接口58的“视线”内的其它装置之间进行双向通讯，与包括在许多方位上定位的红外线发射器和接收器的柔性全向阵列181(或185)相比，这使得可以从各种不同方位(位置)的装置传输和接收红外线信号。
墨水分配机构127(图10A-1)的其它特性分割的应用(不论是食物或者非食物)经常涉及不同类型的物品14，所述物品的表面色彩变化相当大，例如，红色鱼排、白色鱼排或深蓝色鱼排。基于所述压电和热气泡式机构的目前可利用墨水分配技术，使得可以在多种色彩墨水组合在一起形成实际上任何色彩的同时受控地排出多种色彩墨水。包括特定物品14的类型、色彩和相应高对比度(并且因此为高度可见)的标记色彩的预先程序化的查看表储存在信号处理器300的存储器中。当操作者经由键盘27指出将被处理的物品14的特定类型时，感测器棒16的信号处理器300自动地从该查看表选择适当的墨水，该墨水确保相对于该物品14的表面色彩来说有高可见度的划线标记，并且信号处理器300将适当的电信号传送到墨水分配机构127。因此，当切割浅色的鱼排时，将采用深色的墨水。操作者可以经由键盘27输入喜爱的色彩以盖过预先选择的色彩，并且使用替代色彩。
所述对于被标记的特定物品14选择最佳可见的墨水色彩可以是完全自动化的，因此不需要操作者介入以及使用物品的特定预先储存的色彩查看表。沿着包括高度感测器38的感测器棒16B的底面，光敏的CCD感测器75(图4)安装成面向下朝向该物品14的上表面。当操作者按压适当标示为“标记”的按钮56A-56K时，此感测器分析物品14的上表面的影像，以确定其色彩特征，随后感测器棒16B的信号处理器300利用用于非特定物品的色彩查看表来选择最高对比的/可见的标记色彩。信号处理器300接着将电信号传送到墨水机构127，它指明将施加到物品14表面上的色彩。
对于分割食物的应用来说，采用非毒性的墨水。对于非食物的应用来说，可以采用各种的墨水，例如(但不局限于)持久、可去掉、萤光或者磁性墨水。例如(但不局限于)萤光或者磁性“互动”标记墨水的使用可用来使得在物品14标记之后，感测器能够检测到标记位置，并且为自动化切开工具指示何处进行最后切开操作。可以使用各种自动化的切开工具，例如(但不局限于)自动切断刀片、激光、旋转刀片以及高压水刀，来进行最后切开操作。
准确性的研究对于感测器棒16划过的每个位置，感测器棒16所确定的每个所横越的物品14部段的体积乘以特定物品类型的密度因数，来得到部段的重量值。感测器棒16所确定的重量的准确性可以轻易地通过使用传统校准秤来称重样本物品14并且将该结果和感测器棒16所确定的重量进行比较来验证。
此外，感测器棒16可以扫描具有各种轮廓与预定的重量及体积的预制“校准模型”来验证感测器棒16的整体准确性，并且和内置诊断软件互动以测试及校准单独感测器组件，从而证实其准确地运作，并且在特定容限内操作。
通过调整储存在信号处理器300的存储器中的特定物品14材料的密度值来实现感测器棒16对于特定物品14材料的校准。操作者经由该控制面板键盘27以及相关的控制面板显示器，通过输入由传统校准秤所确定的物品14重量来和内置校准软件程序互动。该程序将此重量除以感测器棒16所确定的物品14体积。所产生的密度值(重量/体积)取代针对特定物品14材料所储存的现有密度值。
可以通过利用预先计算值或者通过基本实验测量来获得不同物品14材料的密度值，例如，称重物品14所排水的体积，由此该密度表示为重量除以测量排水体积。
增加感测器棒16所确定体积(以及因此所得的重量与价格)准确性的重要因素包括增加每个感测器棒16的高度感测器的数量和分辨率，并且增加位移检测器的分辨率。
当标记装置(例如，图10A-1)静置在物品14的表面的平坦部分上时，标记元件位于所要位置的正上方，并且进行相应标记。当标记元件静置在物品14的表面的陡峭倾斜部分上时，该陡峭角度可以造成物品14表面所产生的标记在外观上变为倾斜的。由于每个标记装置的相对宽度(直径)相当小，因而此影响应该不会造成操作者对于任何标记所指示的位置造成误解。在包括陡峭表面的物品14上产生完美成形标记的方法是将该标记装置放置在每个柱塞46C(或46)的尖端处，随后该标记装置可以自由旋转(枢转)，由此该标记装置垂直压靠物品14表面的陡峭部分。
感测器棒的尺寸感测器棒可以具有例如高度和长度等等的各种尺寸以及所采用的高度感测器38的数量，以适应各种应用以及在物品14尺寸的总体差异。
计算的介绍以下是特定情况的计算说明，它用来计算物品14的体积，该体积数据通过使用其横向运动受到机械约束的感测器棒16A来获得，如图2A、2B、2C与2D所示。当横越物品14时，这些感测器棒16A还不能够运动离开操作者或者朝着操作者运动。所提出的计算取决于位于连续高度感测器38组之下的物品14截面横截面积的确定。通过获得相邻的感测器38所确定的物品14的相邻截面轮廓以及这些垂直投射到桌台表面34上的感测器38的位置的相邻座标位置来确定这些面积。此面积接着乘以位移检测器40所确定的感测器棒16A所运动的增量距离，因此提供感测器棒16A所横越的每个截面的体积。感测器棒16A横越该物品14的部段的连续运动所产生的累计总位移产生被横越的物品14的总体积。将该总体积乘以物品14的预定密度，产生到感测器棒16A目前位置的物品14部段的重量。接着该重量乘以每单位重量的价格，以获得到目前为止被横越的物品14部段的价格。显示重量和价格中的任一或者两者。
在提出有关其运动受到限制(例如，图2A、2B、2C和2D)感测器棒16A的计算之后，将描述通用计算，它可以通过此申请中出现的任一多种感测器棒16获得的数据来计算物品14的体积，而不管这种感测器棒的运动是否受到限制。
这些计算适用于感测器棒16通过物品14上时的感测器棒16横跨桌台表面12的不规则运动。例如，操作者在将感测器棒16通过物品14之上时可能使得感测器棒16歪斜或移位。换言之，在此运动期间，感测器棒16可能朝向操作者或远离操作者运动。或者，近端的支承柱20可能交替位于远端的支承柱22之前(例如，近端的支承柱将具有x-轴座标值大于远端的支承柱的x-轴座标值)或者位于远端的支承柱22之后(例如，近端的支承柱将具有x-轴座标值小于远端的支承柱的x-轴座标值)。
因此，即使所述支承柱进行不等同的位移，还可以准确计算被横越的物品截面的体积。当然，两个支承柱的基部必须总是与桌台表面12接触，并且感测器棒16相对于该支承的桌台表面12保持几乎垂直的位置。使用这种可调整的装置来测量物品部段的重量(根据体积)和价格(根据重量)消除了对于庞大而浪费宝贵的柜台空间的传统重量秤的需要。
另外，其便于使用使得该装置能够由相对经验不足的人员来操作，并且能够携带到其中传统重量秤的价格可能是不合理的不同工作场合中。
这些计算取决于一种不同于所述的方式来计算体积。明确地说，由物品14的高度以及相关的垂直投射(到桌台表面12之上)的高度感测器位置的连续组(来自于连续的感测器棒16的位置)所限定的连续的截面轮廓限定了可以计算其体积的几何体。由于用来确定该几何体体积的计算不需要特定的预定高度感测器位置(或者相关的垂直投射到桌台表面12上的高度感测器38的位置)，因此感测器棒16在通过物品14之上时不局限于以一种经常受约束的运动来运动。
用于机械上受约束的感测器棒16A(例如，图2A、2B、2C和2D)的物品14体积的计算参考图14，对于最初的感测器棒16A的位置来说，第一高度感测器38(最靠近操作者)测量到由Z1表示的物品14的高度值。由N1表示垂直投射到桌台表面34上的此高度感测器的位置。类似地，相邻高度感测器38(在离开操作者的方向上)测量到由Z2表示的物品14的高度值。由N2表示垂直投射到桌台表面34上的此高度感测器的位置。因此，对于最初的感测器棒16A的位置来说，在前两个高度感测器之下的截面积由该四个顶点N1、Z1、N2以及Z2所包围的面积表示。对于后续的感测器棒16A的位置来说，同样这两个相邻高度感测器38测量到Z3和Z4的物品14的高度值，分别与垂直投射到桌台表面34上的高度感测器的位置N3和N4相对应。在感测器棒16A横越该物品14的表面时，针对沿着感测器棒16A长度的相邻高度感测器38，重复这些计算。
为了逼近位于这两个高度感测器38所横越的路径之下的物品14的体积，由顶点N1、Z1、N2和Z2所限定的截面积乘以位移检测器40所确定的感测器棒16A运动的增量距离。各种的计算可用来确定感测器棒16A的位置下面的物品14体积。在此提出的计算利用基础几何和代数。
图14A表示与(N1、Z1、N2、Z2)所包围区域相对应的基本形状。两个相邻的高度感测器38之间的恒定/固定距离表示为KN。
-形状(I)由等于零的物品14高度、Z1和Z2所限定。因此，位于两个高度感测器38位置下的与该形状相对应的该物品14的截面积是零，这指出物品14没有出现在两个高度感测器之下。
-形状(II)由两个相等(并且非零)的物品14高度、Z1和Z2所限定。因此，位于两个高度感测器38位置下的物品14的截面积由矩形(或者方形)形状所限定，并且作为两个高度感测器之间固定距离KN和物品14的高度Z1(或者Z2)的乘积来计算。
-形状(III)由大于零的物品14的高度Z1以及具有零高度的相邻的物品14的高度Z2所限定。因此，位于该两个高度感测器38位置下的物品14的截面积由直角三角形的形状所限定，并且作为两个高度感测器之间固定距离KN和高度Z1的乘积的一半来计算。
-形状(IV)由大于零的物品14高度Z2以及具有零高度的相邻的物品14的高度Z1所限定。因此，位于两个高度感测器38位置下的物品14的截面积由直角三角形的形状所限定，并且作为两个高度感测器之间固定距离KN和高度Z2的乘积的一半来计算。
-形状(V)由大于相邻的物品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。参考图14A-(V)，具有端点RR和Z2的假想线在点RR之处与具有端点N1和Z1的线垂直相交，并且它平行于具有端点N1和N2的线。因此，此假想线将该形状(Z1、N1、N2、Z2)分成直角三角形形状(Z1、RR、Z2)并位于矩形(或者方形)形状(RR、N1、N2、Z2)之上。由直角三角形形状所限定的面积作为两个高度感测器之间固定距离KN和通过Z1和Z2之间差值(例如，Z1-Z2)所表示的直角三角形高度的乘积的一半来计算。由矩形(或者方形)的形状所限定的面积作为两个高度感测器之间固定距离KN和物品14的高度Z2的乘积来计算。因此，位于两个高度感测器38位置下的物品14的截面积限定为三角形形状以及矩形(方形)形状的面积总和。
-形状(VI)由大于相邻的物品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。参考图14A-(VI)，具有端点RR和Z1的假想线在点RR之处与具有端点N2和Z2的线垂直相交，并且它平行于具有端点N1和N2的线。因此，此假想线将该形状(Z1、N1、N2、Z2)分成直角三角形形状(Z1、RR、Z2)并位于矩形(或者方形)形状(RR、N2、N1、Z1)之上。由直角三角形形状所限定的面积作为两个高度感测器之间固定距离KN和通过Z2和Z1之间的差值(例如，Z2-Z1)所表示的直角三角形高度的乘积的一半来计算。由矩形(或者方形)形状所限定的面积作为两个高度感测器之间固定距离KN和物品14的高度Z1的乘积来计算。因此，位于两个高度感测器38位置下的物品14的截面积限定为三角形形状和矩形(方形)形状的面积总和。
在计算位于沿着感测器棒16A长度的每组相邻高度感测器38下的横截面面积时，每个截面积乘以位移检测器40所测量的感测器棒16A的增量位移值，以便得到沿着目前的感测器棒16A位置长度的物品14的总体积。当感测器棒16A横越物品14时，计算物品14到感测器棒16A的每个位置的后面的部段的累计或当前的总体积。
每个被横越部段的这种累计体积乘以特定物品14类型的密度因数(可储存在信号处理器300中并且可以在键盘27上输入)，对于感测器棒16A在划过过程中的每个位置来说可以得到部段的重量值，并且在可调整的显示器30上持续更新并显示相应的重量数值的显示画面。可以交替或同时计算并显示每单位重量的价格。
在感测器棒16A的运动期间，在显示器30上持续计算和显示物品14的重量和价格(根据重量)时，操作者可以在左边方向(例如，“后退”)或者右边方向上间歇运动感测器棒16A，以便减少或者增加该部分的尺寸、重量或者价格，以满足观察的消费者的需求。在控制器盒26中的信号处理器300实时自动计算减少或增加的体积(因此减少或增加重量和价格)，并且经由显示器30为操作者和消费者提供目前的更新后的信息，因此使得操作者能够在物品14切开之前，根据物品14的实际外观以及相关的重量或价格(根据重量)，适应旁观消费者所要的特定部分的特定需求。
用于所有感测器棒的物品14的体积的通用计算参考图1和14，当感测器棒16横越物品14时，位移感测器20A和22A分别持续捕捉每个感测器棒16的支承柱20和22的座标位置。此数据可以计算垂直投射到桌台表面12上的每个高度感测器38的位置座标(N1、N2、N3、N4)。从相应的高度感测器38的测量中分布获得与每个高度感测器38的投射位置(N1、N2、N3、N4)相对应的物品14的表面高度(Z1、Z2、Z3、Z4)。来自连续的感测器棒16的位置的相邻座标数据组(N1、Z1、Z2、N2)和(N3、Z3、Z4、N4)限定横跨感测器棒16长度的物品14的三维几何体部分。
每个几何部分的平面的四边基部由位于桌台表面12的平面中的四个顶点所限定两个顶点(N1、N2)来自最初的感测器棒16的位置，而两个顶点(N3、N4)来自后续相邻的感测器棒16的位置。来自最初的感测器棒16的位置的相应物品14高度值(Z1、Z2)以及来自后继相邻的感测器棒16的位置的高度值(Z3、Z4)限定该几何部分的上方的四个(4)顶点。
确定八个座标位置(N1、N2、N3、N4和Z1、Z2、Z3、Z4)可以计算由八个座标位置所限定的几何体部分的体积。当感测器棒16横越物品14时，沿着感测器棒16的长度以及沿着感测器棒16的路径的部分的体积总和产生到达感测器棒16目前位置的物品14部段的总体积。将该总体积乘以该物品14的预定密度产生达到感测器棒16目前位置的物品14部段的重量。该重量接着乘以每单位重量的价格，以获得到目前为止被横越的物品14部段的价格。
尽管以下的计算针对图1所举例的感测器棒16的配置，类似的计算适用于此申请中所述的所有感测器棒配置。
参考图1、14、15A和15B，当感测器棒16横越物品14时，支承柱位移检测器20A和22A分别持续捕捉近端(最靠近操作者)支承柱20的座标位置CBI(XI、YI)和远端(离操作者最远)支承柱22的座标位置CTI(X′I、Y′I)。同时，分别捕捉与每个高度感测器38(N1、N2、N3、N4)相对应的物品14的表面高度(Z1、Z2、Z3、Z4)。
下面描述当感测器棒16横越物品14时，对于任意感测器棒16的位置来说，计算每个高度感测器38的座标位置的方法。此信息是必要的，以便明确限定包括物品14的几何体部分的座标。
参考图15A和15B，直角三角形由线AB(近端的支承柱20的CBI(XI、YI)和远端的支承柱22的CTI(X′I、Y′I)之间的距离)、线BC(近端的支承柱20和远端的支承柱22之间的垂直距离)以及线AC(近端的支承柱20和远端的支承柱22之间的水平距离)所限定。线AB的长度(表示为KT)是所使用的特定感测器棒16的已知常数。KT的长度包括距离KN，KN是从第一高度感测器38(N1)的几何中心到相邻近端的支承柱20的几何中心(座标位置CBI(XI、YI))的距离。KT的长度还包括从最后一个高度感测器38(NLAST)的几何中心测量到相邻远端支承柱22的几何中心(座标位置CTI(X′I、Y′I))的相同的距离KN。最后，KT的长度还包括每个连续的高度感测器38(开始于N1且结束于NLAST)的几何中心之间的距离总和。在图15B以及所提出的计算中，距离KN与在每个相邻高度感测器38(N)之间的距离(例如，在N1和N2之间、在N2和N3之间、...、在NLAST-1和NLAST之间的距离)相同。垂直线BC的长度作为远端支承柱22和近端支承柱20的y座标位置之间的差值(Y′I-YI)来计算。类似地，水平线AC的长度作为远端支承柱22和近端支承柱20的x座标位置之间的差值(X′I-XI)来计算。
垂直投射到桌台表面12上的每个高度感测器N的座标位置的计算通过采用相似三角形的定律来获得，该定律阐明“如果两个三角形是相似的，则其侧部的长度是成比例的”。
由于三角形ABC与较小的三角形A′B′C′相似，因此AC/KT与A′C′/KN成比例。因此，A′C＝(AC/KT)×KN，且KT与KN的值是已知的常数，并且AC的值通过如上所述进行座标减法来计算。所导出的A′C′的值是其位置垂直投射到桌台表面12上的第一个高度感测器N1的水平座标。
类似地，由于BC/KT与B′C′/KN成比例，因此B′C′的值通过对表达式B′C′＝(BC/KT)×KN求值来计算，且KT与KN的值是已知的常数，并且BC的值通过如上所述进行座标减法来计算。所导出的B′C′的值是其位置垂直投射到桌台表面12上的第一个高度感测器N1的垂直座标。
以上的计算产生第一个高度感测器N1(到桌台表面12上)的投射两维座标位置为((AC/KT)×KN、(BC/KT)×KN)。
与第一个高度感测器N1相对应的物品14的上表面的三维(X、Y、Z)座标位置由((AC/KT)×KN、(BC/KT)×KN、Z)表示，其中Z是从第一个高度感测器N1进行测量而得到的物品14的高度座标。应用相同的程序得到所有的高度感测器N1至NLAST的投射的两维座标位置和三维的座标位置。
如刚才所述，通过利用已知常数和感测器棒16所获得的测量结果来计算限定每个物品14的几何体部分(图14)的八个顶点的完整的(X、Y、Z)座标。此座标数据可以大致计算横跨感测器棒16的长度的每个物品14几何体部分的的体积。这些感测器棒16部分的连续的总和获得到目前的感测器棒16位置的物品14部段的总体积。利用此体积值可以计算到目前为止被横越的物品14部段的重量(体积×密度)以及价格(重量×每单位重量的价格)。
如上所述，物品14的四个高度值(例如，Z1、Z2、Z3、Z4)限定物品14的每个几何体部分的上表面的顶点。由这四个顶点所限定的上表面可以是平坦或者是不规则形状的，例如，凸面、凹面或者是各种轮廓的组合。通过考虑每一种类型的物品14介质的特定局部区域的表面特征，可利用各种算法来优化体积计算的准确性。
当操作者(经由键盘27)明确将被扫描的物品14的类型时，感测器棒16的信号处理器300自动选择适当的预先程序化的体积计算算法。所选的算法(程序)根据特定的物品14介质的上表面的轮廓特征来优化体积的计算。或者是，可以根据几何体的上表面的四个高度值的平均值(例如，ZAVERAGE＝(Z1+Z2+Z3+Z4)/4)来进行通用体积逼近计算。由于相对于不规律且锯齿状变化的轮廓来说，例如鱼排的最普遍的物品的上表面轮廓具有平缓变化的斜面，ZAVERAGE的使用提供适当的高度逼近。此平均高度ZAVERAGE限定平面四边形的表面的高度，该平面四边形的表面平行且相同于该几何体部分的底部平面四边形的表面。可采用各种的计算方法来进行这种体积的计算。以下的计算表示一种只利用基本几何和代数技术的方法。
如图14B所示，来自连续的感测器棒16的位置的相邻的座标数据组(N1、Z1、Z2、N2)以及(N3、Z3、Z4、N4)限定该物品14横跨感测器棒16的长度的三维的几何体部分。
该四个高度值(例如，Z1、Z2、Z4、Z3)限定每个几何体部分的上表面顶点，而该四个高度感测器38被垂直投射(到桌台表面12上)的位置(N1、N2、N4、N3)限定该几何体的下表面顶点。如上所述，该四个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边形的表面(N1、N2、N4、N3)的平面四边形的表面(Z1、Z2、Z4、Z3)的高度。
四边形(N1、N2、N4、N3)的面积的确定以及将此值乘以该几何体的平均高度ZAVERAGE产生由两个相邻的高度感测器所横越的几何体部分的大致体积。
如图14B所示，由(N1、N2、N4、N3)所限定的四边形具有标示为a、b、c、d的四个侧部。可采用各种方法来计算此四边形的面积，例如，使用Varignon定理，该定理阐明当依序连接凸四边形侧部的中点时，即形成平行四边形。该平行四边形的面积是原来的四边形的面积的一半。该平行四边形的面积通过其底和高的乘积来确定，因而此值加倍来获得原来的四边形的值。
一种较简单的确定四边形的面积的方法涉及到使用Bretschneider公式，该公式阐明对于具有侧部长度a、b、c、d和对角线长度p和q的特定的一般四边形来说，其面积A如下得出A＝(1/4)sqrt(4p2q2-(b2+d2-a2-c2)2)参考图14B和14C，由于如上所述计算每个顶点N1、N2、N3和N4的座标值，因此侧部长度a、b、c、d以及对角线长度p、q通过应用毕氏定理来确定，由此每个侧部长度或者对角线长度代表直角三角形的斜边。因此，如果顶点N1的座标表示为(x1、y1)，顶点N2的座标表示为(x2、y2)，顶点N3的座标表示为(x3、y3)，并且顶点N4的座标表示为(x4、y4)，则侧部长度a、b、c和d表示为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)类似地，对角线长度p和q表示为p＝sqrt((x4-x1)2+(y4-y1)2)q＝sqrt((x3-x2)2+(y3-y2)2)图14C表示用于计算侧部长度a的数值。
将以上确定的a、b、c、d、p和q的值代入Bretschneider公式得到由(N1、N2、N4、N3)所限定的四边形的面积A。
确定四边形(N1、N2、N4、N3)的面积以及将此值乘以该几何体的平均高度ZAVERAGE产生由两个相邻的高度感测器所横越的几何体部分的大致体积。
当感测器棒16横越物品14时，每组相邻的高度感测器38沿着感测器棒16的长度所横越的体积总和是到目前的感测器棒16位置的后面的物品14部段的总体积。这种每个被横越的部段的累计体乘以该特定物品14类型的密度因数(可储存在信号处理器300中并且可以在键盘27上输入)，对于感测器棒16在其划过过程中的每个位置来说，可以得到部段的重量值，因而在可调整的显示器30上持续显示此值。还可以交替或同时计算和显示每单位重量的价格。
在感测器棒16的运动期间，在显示器30上持续计算并且选择性地或持续显示物品14的重量和价格(根据重量)时，操作者可以在左边方向(例如，“后退”)或者右边方向上间歇地运动感测器棒16，以便减少或增加未切部段的尺寸、重量或者价格，以满足观察消费者的需求。显示器盒26中的信号处理器300实时自动计算减少或增加的体积(因此减少或者增加重量及价格)，并且经由显示器30为操作者和消费者提供目前更新后的信息，因此使得操作者能够在该物品14切开之前，根据物品14的实际外观以及相关的重量或价格(根据重量)，适应旁观的消费者的所要特定部分的特定需求。
其它的支承柱位移检测器技术与基于电磁的桌台表面互动的基于电磁的支承柱位移检测器参考图16，电磁平台数字板118用作切板。该板118限定适当的硬表面12A。
每个支承柱52A的底端包括电磁游标线圈122。当感测器棒16横越物品14时，每个支承柱52A的底部尖端保持与该桌台表面12A固定接触。数字板118在感测器棒16的运动期间持续捕捉每个支承柱52A的绝对座标位置。这些座标经由无形的数据联接(例如，红外线)或者例如，USB(通用串行总线)连线，经由输入/输出口58或者无线通讯模块308而传输到感测器棒16的信号处理器300。
感测器棒16的信号处理器300持续处理支承柱52A的座标位置的数据信号和高度感测器38的数据信号。
被激励的游标线圈122产生磁场。位于下面的数字板118具有嵌入的电磁感测器的网格124，网格124在支承柱52A横越表面12A时，通过确定该游标产生的磁场的位置来确定该游标线圈122的绝对座标位置。
基于电磁的游标/数字转换器技术已经使用了许多年并且用于各式各样的应用中，范围从传输绘图数据(座标位置)到有关建筑的软件程序，甚至餐馆输入菜单选择。
与基于压敏(触觉)的桌台表面互动的基于坚硬尖端指示笔的支承柱位移检测器参考图17，压敏(基于触觉)平台数字板126用作切板。该板126限定适当的硬表面12B。
每个支承柱52B的底端包括坚硬尖端的指示笔130。当感测器棒16横越物品14时，每个支承柱52B的底部尖端保持与桌台表面12B固定接触。该数字板126在感测器棒16的运动期间持续捕捉每个支承柱52B的绝对座标位置。这些座标经由无形的数据联接(例如，红外线)或例如USB(通用串行总线)连线，经由输入/输出口58或者无线通讯模块308而传输到感测器棒16的信号处理器300。
感测器棒16的信号处理器300持续处理支承柱52B的座标位置的数据信号和高度感测器38的数据信号。
数字板126包括压敏的感测器网格132，该网格132在指示笔130横越该表面12B时，通过追踪该指示笔130的下压重量来解析每个指示笔130的绝对座标位置。
基于压敏(触觉)的数字转换器技术已经使用了许多年并且用于各式各样的应用中，例如针对基于电磁的游标/数字转换器系统进行描述的应用。
其它的高度感测器技术用于相当平坦的物品14表面上的反射声学高度感测器参考图18A，声学高度感测器38C表示成作为沿着感测器棒16C的长度配置的线性阵列而结合在感测器棒16C中。每个声学高度感测器38C包括内置于感测器棒16C中的声学发射器/接收器单元。各种的声学发射器/接收器技术都可以包括高度感测器38C。一种常见的技术利用压电陶瓷作为主动感测器元件。压电陶瓷使得电气能量转变成声学能量并且使得声学能量转变成电气能量。这种性质使得同样的压电陶瓷能够同时作为在感测器38C中的发射器和接收器。或者是，个别的声学发射器和接收器可以包括高度感测器38C。
当感测器棒16C横越物品14时，该声学发射器38C发出脉冲到位于感测器棒16C下方的物品14的上表面。确定每个感测器38C的正下方的物品14的上表面在桌台表面12上的高度与发射声波到达、反射离开物品14的上表面并且返回感测器38C中的上面定位的各自起源声学接收器所需的来回时间相对应。此来回时间通常称为飞行时间，并且它的确定对于在许多产品中计算距离来说是不可缺少的，例如，相机自动聚焦测距器、防盗警报运动检测器以及自动防撞装置。
图18A表示感测器38C所发射的声波反射离开相当平坦的物品14表面并且返回到起源感测器38C。将通过声学确定的感测器棒16C到物品14的距离从已知(固定)感测器棒16C的高度(感测器38C的基部到桌台表面12的距离)中减去而得到该物品14的上表面相对于桌台表面12的高度。
例如，假设感测器棒16C高度是100mm，声波的速度是340mm/ms，因而发射的声波到达、反射离开物品14的表面并且返回到起源感测器38C的来回时间是0.45ms，以下的计算确定位于感测器38C的正下方的物品14上表面相对于桌台表面12的高度是23.5mm
物品14(相对于桌台表面12)的高度＝(感测器棒16C的高度)-(((声波的速度)×(来回的行进时间))/2)＝100mm-(((340mm/ms)×(0.45ms))/2)＝100mm-76.5mm＝23.5mm如果所有的感测器38C的发射器同时发出其声波，那么不同的发射波之间互相影响将会造成不可预料的波图案，并且感测器38C的接收器可能检测到并非来自相同的感测器38C的发射器单元的反射声脉冲。在采用较大的发射声射束的宽度和/或沿着感测器棒16C的长度的感测器阵列包括高密度的感测器38C单元时会增加这种可能性。这种干扰可能导致的物品14的高度错误计算，然而可以通过沿着感测器棒16C长度的感测器38C单元的线性阵列的多重操作来避免。
为了多重操作所述感测器38C，沿着感测器棒16C的长度依序启动和停止每个感测器38C，而不是所有的感测器38C单元同时发射声波。后续的感测器38C的发射器不会启动，直到目前启动的感测器38C接收其发射的反射声波并且接着停止为止。沿着感测器棒16的每个连续的感测器38C可以在固定长度的时间间隔下启动和停止，而不是监视每个波周期的传送以及对应的接收过程，其中固定长度的时间间隔是感测器38C发射并且从任何物品14接收反射声波所需的最长时间。此最长时间通过计算感测器38C发射声波到达桌台表面12、反射离开桌台表面12并且返回到起源感测器38C所需的时间来确定。
采用比最长时间期间长的多重固定长度的时间间隔可以确保一次只有一个感测器38C在运作，因此减小来自多个感测器38C单元的非所要的声波互相影响的可能性。
采用此确定值长的多重时间间隔还降低了感测器棒16C和物品14之间可能的残留声波回弹而影响即将来临的感测器进行读取的可能性。通过在感测器棒16C中包括感测器的底面上采用渐缩基部和非反射(降低反射的)表面来减小或消除这种回弹，这是由于非所要的波将向上和向外反射，而不是在物品14的方向上反射回来。
下面描述用来确定固定长度的多重时间间隔的计算实例。通过假设感测器棒16C的高度(感测器38C的基部到桌台表面12的距离)是100mm，声波的速度是340mm/ms，并且该物品14的高度是0.0mm，下面计算确定发射声波到达任何物品14的上表面、反射离开物品14的表面并且返回到起源感测器38C所需的最长可能的来回时间最长的来回时间＝(2×(感测器棒的高度))/(声波的速度)＝(2×(100mm))/(340mm/ms)＝0.59ms因此，与声波从发射感测器38C行进到物品14并且接着返回到起源感测器38C的最长可能路径的时间间隔是0.59ms。因此，长于0.59ms的固定的多重时间间隔用来沿着感测器棒16C的长度依序启动和停止每个高度感测器38C。
由于物品14的表面包括非反射区域，感测器38C没有在设定的多重固定时间间隔内接收发射的声波。将适当涂层施加(喷涂、油漆、浸泡等等)到物品14的表面上可以消除这种现象。还由于物品14具有不规则(倾斜的)或相当不平坦的表面，感测器38C没有在多重时间间隔内接收发射的声波。这种表面使得入射的声波在直接回到起源感测器38C的位置之外的方向上反射。采用加大声学接收器面板使得可以成功检测散乱反射波。此感测器面板可以检测和解译漫游的波，并且在题为“用于不规则(或者平坦的)物品14表面的反射声学高度感测器”的章节中进行完整描述。故障或碎片覆盖的感测器38C以及其它状态还可能妨碍所发射的波的检测。不论原因为何，通过外插周围的感测器38C位置所确定的高度值来获得起源感测器38C位置处的物品14的高度。
增加沿着感测器棒16C所设置的密度(感测器38C单元的数量)使得物品14的每个特定表面积可以收集更多的座标数据点，因此它增加体积以及所产生的重量和价格(根据重量)计算的整体准确性。
由于声波在空气中传播速度随着不同的气温而改变，因此控制器-信号处理器盒26包括小型温度感测器304(图1A)，它持续测量操作环境的气温。信号处理器300持续交互参考测量到的气温和所储存的温度相对于波速的查看表，以数学补偿与温度相关的物品14高度的计算，以确保其准确性。取代所述查看表，信号处理器300可以在波速逼近公式中使用测量到的气温值，以计算依温度调整的声波速度。可以类似调整其它影响空气速度的参数，例如湿度与空气压力，因而操作者经由键盘27将这种信息输入信号处理器300。
再次参考图18A，当感测器棒16C横越物品14并且感测器棒16C的位置到达如显示器30所显示的所要的物品14的重量(或者价格)时，操作者在感测器棒16C上手动施加向下的压力，使得两个可收缩的柱52C向上收缩，这导致刀具15向下运动并且与物品14接触。同时施加持续向下压力并且横跨该物品14表面施加来回的锯切运动导致物品14完全切开，以形成所要的部段。刀片15也可以仅仅用来标记(划线)该物品14的表面，随后分离式切开工具可用来最后切开物品14。或者是，前面所述的标记柱塞46C可用来指出确切的切开线，随后物品14接着通过刀具或者其它的切开设备来切开。
在物品14完全切开(或者划线)并且通过装有弹簧的可收缩的柱52本身完全延伸的作用将感测器棒16C再次抬高之后，操作者按压适当标示为“重置”的按钮56A-56K，使得显示器30清屏，并且信号处理器300使得感测器棒16C为新的物品14数据作好准备。感测器棒16C现在准备划过新的物品14之上。
对于利用声学感测器38C的感测器棒配置2A、2B、2C或2D来说，物品14可被划线和/或利用分离式刀具、旋转切割刀片、激光切割器、闸刀或者其它的切开或切断机构来切开。
用在不规则的(或者平坦的)物品14表面上的反射声学高度感测器以上题为“用于相当平坦的物品14表面的反射声学高度感测器”的章节描述了相当平坦的物品14表面上声波的互相作用。明确地说，从感测器38C发射的声波在相对于物品14的表面几乎为(容许有小的表面变异)90度的角度下反射离开物品14，并且返回到相同的起源感测器38C。然而，如果感测器38C发射声波与物品14的明显不规则的(倾斜的)表面部分相互作用时，则反射的声波将不会返回到波的最初起源感测器38C，而是根据反射定律，在物品14的表面处的反射角度所确定的方向上传播，反射定律阐明“入射在反射表面上的波将会以等于入射角的角度反射”。
参考图18B，通过采用嵌入透明感测器面板200C的声学接收器39C的二维阵列来实现从物品14的不规则(倾斜)表面区域反射声波的检测，该感测器面板200C正交固定在感测器棒16C的顶部。每个声学接收器39C检测其表面上撞击的声波的存在和大小(振幅)。各种声学接收器技术可以包括声学接收器39C。一种常用技术利用压电陶瓷作为主动感测器元件。由于压电陶瓷使得声学能量可以转变成电气能量，因此由这种材料所构成的感测器39C能够同时检测入射声波的存在和大小。
在前面题为“用于相当平坦的物品14表面的反射声学高度感测器”的章节中，沿着感测器棒16C设置的每个感测器38C在后续的感测器38C启动之前，依序启动和停止。这种多重程序防止从一个感测器38C发射的声波被一个不同的感测器38C所检测，并且有助于消除非所要波的互相影响。在波从不规则的物品14表面反射并且使用感测器面板200C的情况下，特定的(将被声波撞击的)感测器的接收器的位置并非事先已知，因此所有感测器的接收器同时起作用，并且等待来自反射波的可能撞击。
由于从反射离开物品14表面的声波可能撞击某些附近声学接收器39C(或38C)，因此检测最强大小(振幅)的声学信号的声学接收器39C(或者38C)认为是与该反射波最为共线的接收器。用来确定接收器与该反射波最为共线的其它方法包括(但不局限于)计算所有被撞击接收器的数学中心点并且选择最靠近此点的接收器39C(或38C)。
增加内置于感测器面板200C中(以及沿着感测器棒16C的长度)的声学接收器39C(以及38C)的密度(数量)增加反射离开物品14的声波的检测准确性，并且因此增加所产生的物品14的高度计算的准确性。类似地，缩小感测器38C所发射的波射束宽度减少了其上被撞击的声学接收器的数量，并且因此增加最为共线的反射波的检测准确性，由此增加物品14的高度计算的准确性。
感测器面板200C的形状可以变化，例如，椭圆、圆形、矩形形状等等。覆盖物品14的感测器面板200C的表面积越大，检测到的反射离开物品14表面的声波越多。当然，这假设嵌入在面板200C中的声学接收器39C的密度足够大，以便捕捉反射离开物品14的声波。物品14表面上的高度不规则(例如，陡峭的表面角度)造成相对于从起源声学感测器38C的位置到该物品14的表面上的拦截点所限定的声波路径的大角度的声波偏向。因此，高度的表面不规则导致较多的被检测到的反射声波朝向感测器面板200C的外部边界。由于感测器面板200C可通过两个螺钉204C以及靠近所述螺钉装安装件之一的隐藏式数据缆线205C而轻易地分离，因此可以方便地安装/替换各种形状以及嵌入的接收器39C密度的感测器面板，以便与物品14的表面不规则的程度(以及声波反射程度)相符。
感测器面板200C包括透明材料，感测器39C嵌入其中，因此使得操作者能够在感测器棒16C的操作期间观看下面物品14。该感测器面板的底面是非反射的(低反射系数的)，以防止在该感测器面板上撞击的波向下反射返回并且接着又再次向上朝向感测器38C或39C反射。
沿着感测器棒16C长度的感测器面板200C的细中间区域没有主动声学接收器39C，这是由于下面实体存在的感测器棒16C阻碍声波到达此中间区域。沿着感测器面板200C中间区域以其它方式到达此区域的声波通过沿着感测器棒16C的基部所设置的声学感测器38C来检测。物品14的高度计算进行简单调整，以便考虑沿着感测器棒16C的基部嵌入的感测器38C阵列和内置于面板200C中的感测器39C阵列之间的实际高度差值。
当感测器棒16C(图18B)横越物品14时，所述声学发射器38C发出脉冲到位于感测器棒16C下方的物品14上表面。在每个感测器38C的正下方的物品14的上表面相对于桌台表面12的高度的确定与发射声波到达、反射离开物品14的上表面并且撞击到相同的声学感测器38C上(如果下面物品14表面部分是相当平坦的)或者撞击在沿着感测器棒16C长度的不同声学感测器38C上或者撞击在内置于感测器面板200C中的声学接收器39C上所需的时间相对应。
相当倾斜的反射声波可能由于绕过线性感测器38C阵列以及内置于感测器面板200C中的感测器39C而未能检测到。在这种情况下，通过进入在桌台表面12和感测器面板200C之间的“开放的空气区域”，反射波传播超过感测器面板200C的边界。类似地，如果从感测器38C发射的声波撞击在物品14的非反射表面区域上时，那么不会检测到该声波。处理这些未检测到的例外情况的方法将在下面章节中论述。
将声学确定感测器38C到物品14的上表面的距离从已知(固定的)感测器棒16C的高度(感测器38C的基部至桌台表面12的距离)中减去产生位于感测器38C的正下方位置处的物品14上表面相对于在下面桌台表面12的高度。
参考图18B和18C，下面是假设的感测器棒16C的计算，以便确定位于感测器38C(T)的正下方位置的物品14的上表面(E)相对于桌台表面12(W)的高度h的实例。感测器38C(T)所发射的声波反射离开该物品14的上表面(E)，由此声波撞击在内置于感测器面板200C中的接收器39C(P)上。
定义为从感测器棒16C(T)的基部(感测器38C的位置)到桌台表面12(W)的距离的感测器棒16C高度s是100mm。感测器38C(T)和感测器面板200C(U)之间的距离a是20mm，并且声波的速度v是340mm/ms。另外，对于感测器38C(T)所发射的声波到达并反射离开物品14的上表面(E)且接着撞击在内嵌于感测器面板200C中的接收器39C(P)上来说，感测器棒16C所确定的行进时间t是0.90ms。
发射感测器38C(T)和接收感测器39C(P)分别位于不同的水平平面(分别是P1和P2)中，所述平面彼此平行，并且平行于包括桌台表面12的平面P3。感测器38C(T)位于由感测器棒16C的基部处的感测器38C的单元线性阵列所限定的水平平面(P1)中，而感测器39C(P)位于感测器面板200C所限定的水平平面(P2)中。因此，这两个感测器之间的水平距离是正交穿过定位在平面P1内的发射感测器38C(T)绘制的假想线和正交穿过定位在平面P2内的声学接收器39C(P)绘制的假想线之间的最短距离。由于对于所利用的特定感测器棒16C和感测器面板200C来说，每个感测器38C(T)和39C(P)的确切的位置是已知常数，因此一旦知道哪个特定接收器39C检测到来自特定感测器38C的发射信号之后，信号处理器300计算这些位置之间的水平距离x。在此实例中，信号处理器300确定发射感测器38C(T)和接收感测器39C(P)之间的水平距离x为200mm。
再次参考图18B和18C，顶点E、U和P形成直角三角形，其中90度角在顶点U处。应用毕氏定理，反射波的距离d(E至P)的平方等于感测器38C(T)到接收器39C(P)的水平距离x的平方加上感测器面板200C(U)到物品14(E)的距离(a+c)的平方。此关系表示为(I)d2＝x2+(a+c)2将已知的值代入以上的等式得到(II)d2＝(200mm)2+(20mm+c)2将声波的速度v乘以全部的波行进时间t得到波所行进的全部两个部段(c+d)的距离(例如，从感测器38C(T)行进到物品14的表面(E)随后到接收器39C(P)的距离)。此关系表示为(III)vt＝c+d将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解出具有两个变量的两个等式(II)与(V)，得到声波从感测器38C(T)行进到物品14的上表面(E)的距离c。c的值是81.65mm。将此距离从已知感测器棒16C高度s中减去得到位于感测器38C(T)的正下方位置的物品14的上表面(E)相对于桌台表面12(W)的高度h。因此，(VI)s＝c+h(VII)h＝s-c将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)相对于下面桌台表面12(W)的高度是18.35mm。
对于反射声波撞击在相同起源感测器38C上(例如，当声波撞击在相当平坦的物品14的上表面上)或者撞击在沿着感测器棒16C长度定位的不同感测器38C上的情况来说，进行类似的物品14的高度计算。在这种情况下，传送和接收感测器38C单元在感测器棒16C的基部处位于相同的水平平面中(或者同一个单元)，并且因此在两个感测器之间的水平距离就是它们之间的直线距离。
如果所有的感测器38C的发射器同时发出声波时，那么不同的发射波之间的互相影响将会造成不可预料的波图案，并且感测器38C或39C的接收器可能将所检测到的波和起源感测器38C进行不适当的关联。通过在固定长度的时间间隔内依序启动和停止每个感测器38C的发射器，对于沿着感测器棒16C的长度的每个感测器38C进行多重操作，来消除此问题，固定长度的时间间隔超过从任何感测器38C的发射器所发射的声波到达物品14的上表面、反射离开物品14的表面并且到达任何感测器38C或39C所需的最长时间量。通过计算从位于感测器棒16C的任一端处的感测器38C所发射的声波到达感测器38C的正下方的桌台表面12，并且反射离开感测器38C的正下方的桌台表面12，而接着撞击在感测器棒16C的相对侧的最远接收器上所需的时间，来确定此最长的时间间隔。
采用比此最长的时间长的多重固定长度的时间间隔可以确保一次只有一个感测器38C的发射器在运作，因此降低了来自多个感测器38C的发射器的非所要的声波互相影响的可能性。类似地，越长的时间间隔进一步降低感测器棒16C(以及感测器面板200C)和物品14(或者桌台表面12)之间残留的声波回弹造成的错误检测读取的可能性。通过在感测器棒16C中的包括感测器的底面上以及感测器面板200C的(面向桌台表面12)底面上采用渐缩的基部和非反射(降低反射的)表面来减小或消除这种回弹。
下面是用来确定固定长度的多重时间间隔的假设感测器棒16C计算的实例。如上所述，此时间间隔与声波从任何发射的感测器行进到任何接收感测器的最长可能路径直接对应。参考图18D和18E，该路径在位于最右边的感测器38C位置处的感测器38C(A)开始，因而从此位置垂直向下发射的声波到达桌台表面12(B)，并且发射离开桌台表面12(B)，并且接着撞击在最远的感测器的接收器39C(G)上。
感测器的接收器39C(G)相对于拦截桌台12位置的最远位置在包括发射感测器38C(A)的感测器棒16C的相对端部处沿着感测器面板200C的中间定位。如上所述，沿着感测器棒16C长度的感测器面板200C中间区域没有声学接收器39C，这是下面实际存在的感测器棒16C妨碍声波到达此中央区域。尽管反射离开物品14的声波实际上由于感测器棒16C的底面阻挡而不能到达此位置，但是此位置用于此计算中，这是由于它定义反射声波位置的最远外部边界。
再次参考图18D和18E，定义为从感测器棒16C(A)的基部(感测器38C的位置)到桌台表面12(B)的距离的感测器棒16C的高度n是100mm。感测器38C(A)和感测器面板200C(D)之间的距离m是20mm，并且声波的速度v是340mm/ms。对于所利用的特定感测器棒16C和感测器面板200C来说，每个感测器38C(A)和39C(G)的确切位置是已知常数。在此实例中，最外侧的发射感测器38C(A)和最远的接收感测器39C(G)之间的水平距离k是300mm。
顶点G、D和B形成直角三角形，其90度角在顶点D处。应用毕氏定理，(B)到(G)的距离p的平方等于感测器38C(A)到接收器39C(G)的水平距离k的平方加上感测器面板200C(D)到桌台表面12(B)距离(m+n)的平方。此关系表示为(I)p2＝k2+(m+n)2将已知的值代入以上的等式得到(II)p2＝(300mm)2+(20mm+100mm)2以上简化成(III)p＝323.11mm波的总行进长度f是两个部段n和p的总和。因此(IV)f＝n+p将已知的值代入以上的等式得到(V)f＝100mm+323.11mm或者(VI)f＝423.11mm由于声波速v是340mm/ms，因此总行进时间表示为(VII)t＝f/v将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，由于以任何声波从发射感测器行进到接收感测器的最长可能的路径相对应的时间间隔是1.24ms，因此采用长于1.24ms的固定多重时间间隔。
如上所述，从相当倾斜的物品14表面反射的声波可能由于绕过沿着感测器棒16C的基部的线性感测器38C阵列和内置于感测器面板200C中的二维的感测器39C而未能检测到。在这种情况下，通过进入桌台表面12和感测器面板200C之间的“开放的空气区域”，反射波行进超过感测器面板200C。类似地，如果感测器38C发射的声波撞击在物品14的非反射表面区域上时，那么不会检测到声波。可以通过在物品14的表面上施加(喷涂、油漆、浸泡等等)适当涂层来避免此后者情况的发生。
如果在设定的多重固定的时间间隔期间感测器38C或39C未接收到预期反射的声波，那么可以通过外插对于周围的感测器38C或39C位置所确定的高度值来获得起源感测器38C的位置处的物品14的高度。
由于声波在空气中传播的速度随着不同的气温而改变，因此控制器-信号处理器盒26包括小型温度感测器304(如图1A所示)，它持续测量操作环境的气温。排气口310容许环境空气自由循环到温度感测器304。信号处理器300持续交互参考测量到的气温和存储器中储存的温度-波速的查看表，以便数学补偿与温度相关的物品14高度的计算，以确保其准确性。取代使用所述查看表，信号处理器300可以在波速逼近的公式中使用测量到的气温值，以便计算依温度调整的声波速度。可以类似调整其它影响空气速度的参数，例如湿度与空气压力，因而操作者经由键盘27将这种信息输入到信号处理器300。
再次参考图18B，当感测器棒16C横越物品14并且感测器棒16C的位置到达所要的物品14的重量(或者价格)时，操作者在感测器棒16C上手动施加向下压力，使得两个可收缩的支承柱20和22向上收缩，这导致刀具15向下运动并且与该物品14接触。同时施加持续向下压力并且横跨该物品14表面施加来回锯切运动，导致该物品14完全切开，以形成所要的部段。刀片15也可仅仅用来标记(划线)物品14的表面，随后单独的切开工具可用来最后切开物品14。或者是，所述标记柱塞46C可用来指出确切的切开线，随后物品14接着通过刀具或者其它的切开设备来切开。
在物品14完全切开(或者划线)并且感测器棒16C再次通过装有弹簧的可收缩的柱20和22本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按压适当标示为“重置”的按钮56A-56K，使得显示器30清屏，并且信号处理器300使感测器棒16C为新的物品14数据作好准备。感测器棒16C于是准备划过新的物品14之上。
用于相当平坦的物品14表面的反射光学高度感测器参考图19A，光学高度感测器38E表示成作为成为沿着感测器棒16E的长度配置的线性阵列结合在感测器棒16E中。每个光学高度感测器38E包括内置于感测器棒16E中的光学发射器/接收器单元。各种的光学发射器/接收器技术可以包括高度感测器38E。光学发射器的实例包括(但不局限于)LED和激光单元，而光学接收器的实例包括(但不局限于)CCD(电荷耦合元件)和其它的PSD(位置灵敏的检测器)，例如光二极体或者光二极体阵列。因此，单独光学发射器与接收器包括每个高度感测器38E。
当感测器棒16E横越物品14时，光学发射器38E发出脉冲到位于感测器棒16E下方的物品14的上表面。在每个感测器38E的正下方的物品14的上表面在桌台表面12上的高度的确定与发射光波到达、反射离开物品14的上表面并且返回到各自上面定位的光学感测器38E所需的来回时间相对应。将光学确定的感测器棒16E到物品14的距离从已知的(固定的)感测器棒16E的高度(感测器38E的基部到桌台表面12的距离)中减去而得到定位在上面的各自起源感测器38E正下方的物品14上表面相对于桌台表面12的高度。
有关该光学确定物品14的高度的计算与前面题为“用于相当平坦的物品14表面的反射声学高度感测器”的章节中有关声学确定物品14的高度所提出的计算类似。主要的操作和计算上的差异在于使用光速来取代声波的速度。
可采用许多种方法来确定所述光波到达并且反射离开物品14的上表面并且接着返回到起源光学感测器38E所需的飞行时间或者来回行进时间。某些方法涉及到确定单一波脉冲的光波来回行进时间，而其它方法则是对于多个光波所产生的来回时间进行平均。其它方法包括(但不局限于)利用相移传输/接收器系统，它比较所发射调变波和返回波之间的相移。这种方法具有降低的背景杂讯和错误读取的优点。光学的飞行时间确定通常用来在例如测量距离的测量设备、测距器以及各种的位移检测机构的许多装置中计算距离。
沿着感测器棒16E的感测器38E单元的多重操作以便避免来自多个感测器38E单元的非所要的光波相互影响，这与前面题为“用于相当平坦的物品14表面的反射声学高度感测器”的章节中所提出的有关多重声学感测器38C单元的技术类似。多重时间间隔的确定和后续的物品14高度的计算与针对声波感测器棒16C所述类似，其中操作和计算上的主要差异在于用光速来取代所利用的声波速度。
感测器38E可能由于物品14的表面包括非反射的区域，而未能在设定分配多重固定时间间隔内接收发射的光波。在物品14的表面上施加适当的涂层(喷涂、油漆、浸泡等等)可以消除这种现象。感测器38E还可能由于物品14具有不规则的(倾斜的)或相当不平坦的表面，而未能在多重的时间间隔内接收发射的光波。这种表面使得入射光波在直接回到起源感测器38E的位置之外的方向上反射。采用加大的光学接收器面板可以成功检测散乱的反射波。此感测器面板可以检测和解译漫游的波，并且完整地被描述题为“用于不规则(或者平坦的)物品14表面的反射光学高度感测器”的章节中。故障或者是碎片覆盖的感测器38E以及其它状态还可能妨碍所发射的波的检测。不论原因为何，在起源感测器38E位置处的物品14的高度通过外插从周围的感测器38E位置所确定的高度值来获得。
增加沿着感测器棒16E所设置的密度(感测器38E单元的数量)使得物品14的每个特定的表面积能够收集更多的座标数据点，因此它增加体积以及所产生的重量与价格(根据重量)的计算的整体准确性。
再次参考图19A，当感测器棒16E横越物品14并且感测器棒16E的位置到达所要的物品14的重量(或者价格)时，操作者在感测器棒16E上手动施加向下压力，使得两个可收缩的柱52E向上收缩，这导致刀具15向下运动并且与该物品14接触。
同时施加持续向下的压力并且横跨该物品14的表面施加来回锯切运动，导致该物品14完全切开，以形成所要的部段。刀片15也可仅仅用来标记(划线)物品14的表面，随后独立的切开工具可用来最后切开物品14。或者是，所述的标记柱塞46C可用来指出确切的切开线，随后物品14接着通过刀具或者其它的切开设备来切开。
在物品14完全切开(或划线)并且感测器棒16E再次通过装有弹簧的可收缩的柱52E本身完全延伸的作用而抬高之后，操作者按压适当标示为“重置”的按钮56A-56K，使得显示器30清屏，并且信号处理器300使感测器棒16E为新的物品14数据作好准备。感测器棒16E现在准备横越新的物品14之上。
对于采用声学感测器38C的感测器棒配置2A、2B、2C或2D来说，物品14可通过划线和/或利用分离式刀具、旋转切割刀片、激光切割器、闸刀或者其它的切开或者切断机构来切开。
在此申请中所使用的名词“光学”以及“光”不仅仅意味使用电磁频谱的可见波部分，而是包括频谱中所有显示所述技术的必要特征的部分(例如，红外线)。
用于不规则(或平坦)物品14表面的反射光学高度感测器上面题为“用于相当平坦的物品14表面的反射光学高度感测器”的章节描述光波在相当平坦的物品14表面上的互相作用。明确地说，从感测器38E发射的光波在相对于物品14的表面几乎为(容许有小的表面变异)90度角度下反射离开物品14，并且返回到相同的起源感测器38E。然而，如果感测器38E发射的光波和物品14的明显不规则的(倾斜的)表面部分相互作用时，那么反射的光波将不会返回到该波最初起源感测器38E，而是根据反射定律，在物品14的表面处的反射角度所确定的方向上传播，反射定律阐明“入射在反射表面上的波将会以等于入射角的角度反射”。
参考图19B，检测反射离开物品14的不规则(倾斜)表面区域的光波通过将二维的阵列的光学接收器39E嵌入到透明感测器面板200E中来实现，感测器面板200E正交固定在感测器棒16E的顶部。每个光学接收器39E检测在其表面上撞击的光波的存在和大小(振幅)。各种的光学接收器技术可以包括光学接收器39E。例如CCD(电荷耦合元件)的主动感测器元件可以检测入射的光波的存在和大小。
前面题为“用于相当平坦的物品14表面的反射光学高度感测器”的章节中，沿着感测器棒16E设置的每个感测器38E在后续的感测器38E启动之前，依序启动和停止。这种多重程序防止从一个感测器38E发射的光波被一个不同的感测器38E所检测，并且有助于消除非所要的波的互相影响。在波从物品14不规则表面反射并且使用感测器面板200E的情况下，特定(被光波撞击的)感测器的接收器的位置并非事先已知，因此所有的感测器的接收器同时起作用，并且等待来自反射的波的可能撞击。
由于反射离开物品14的表面的光波可能撞击在附近的光学接收器39E(或38E)，因此检测最强大小(振幅)的光学信号的光学接收器39E(或38E)认为是与该反射波最为共线的接收器。用来确定接收器与反射波最为共线的其它方法包括(但不局限于)计算所有被撞击的接收器的数学中心点并且选择最靠近此点的接收器39E(或38E)。
增加内置于感测器面板200E中(以及沿着感测器棒16E的长度)的光学接收器39E(以及38E)的密度(数量)增加反射离开物品14的光波的检测准确性，并且因此增加所产生的物品14的高度计算的准确性。类似地，缩小感测器38E所发射的波射束宽度减少了其上被撞击的光学接收器的数量，并且因此增加检测最为共线的反射波的准确性，由此增加物品14的高度计算的准确性。
感测器面板200E的形状可以变化，例如，椭圆、圆形、矩形形状等等。覆盖物品14的感测器面板200E的表面积越大，检测到的反射离开物品14表面的光波越多。当然，这假设嵌入在面板200E中的光学接收器39E的密度足够大，以便捕捉反射离开物品14的光波。
物品14表面上的高度不规则(例如，陡峭的表面角度)造成相对于从起源光学感测器38E的位置到物品14的表面上的拦截点所限定的光波路径的大角度的光波偏向。因此，高度的表面不规则导致较多的被检测到的反射光波朝向感测器面板200E的外部边界。
由于感测器面板200E可通过两个螺钉204C以及靠近所述螺钉安装件之一的隐藏式数据缆线205C而轻易地分离，因此可以方便地安装/替换具有各种形状以及嵌入的接收器39E的密度的感测器面板，以便与物品14的表面不规则的程度(以及光波反射的程度)相符。感测器面板200E包括透明材料，感测器39E嵌入其中，因此使得操作者能够在感测器棒16E的操作期间观看下面物品14。该感测器面板的底面是非反射的(低反射系数的)，以防止在该感测器面板上撞击的波向下反射返回并且接着又再次向上朝向感测器38E或39E反射。
沿着感测器棒16E长度的感测器面板200E的细中间区域没有主动光学接收器39E，这是由于下面实体存在的感测器棒16E阻碍光波到达此中间区域。沿着感测器面板200E中间区域以其它方式到达此区域的光波通过沿着感测器棒16E的基部所设置的光学感测器38E来检测。物品14的高度计算进行简单调整，以便考虑沿着感测器棒16E的基部嵌入的感测器38E阵列和内置于面板200E中的感测器39E阵列之间的实际高度差值。
当感测器棒16E(图19B)横越物品14时，所述光学发射器38E发出脉冲到位于感测器棒16E下方的物品14的上表面。在每个感测器38E的正下方的物品14的上表面相对于桌台表面12的高度的确定与发射光波到达、反射离开物品14的上表面并且撞击到相同的光学感测器38E上(如果下面物品14表面部分是相当平坦的)或者撞击在沿着感测器棒16E长度的不同光学感测器38E上或者撞击在内置于感测器面板200E中的光学接收器39E上所需的时间相对应。相当倾斜的反射光波可能由于绕过线性感测器38E阵列以及内置于感测器面板200E中的感测器39E而未能检测到。在这种情况下，通过进入在桌台表面12和感测器面板200E之间的“开放的空气区域”，反射波传播超过感测器面板200E的边界。类似地，如果从感测器38E发射的光波撞击在该物品14的非反射的表面区域上时，那么不会检测到光波。处理这些未检测到的例外情况的方法将在下面章节中论述。
将光学确定感测器38E到物品14的上表面的距离从已知(固定的)感测器棒16E的高度(感测器38E的基部至桌台表面12的距离)中减去得到位于感测器38E的正下方位置处的物品14的上表面相对于下面桌台表面12的高度。
有关光学确定物品14高度的计算与前面题为“用于不规则(或者平坦)物品14表面的反射声学高度感测器”的章节中所提出的有关该声学确定物品14高度的计算类似。操作和计算上的主要差异用光速来取代声波速度。
如果所有的感测器38E的发射器同时发出其光波，那么不同的发射波之间的互相影响将会造成不可预料的波图案，并且感测器38E或39E的接收器可能将所检测到的波和起源感测器38E进行不适当的关联。通过在固定长度的时间间隔内依序启动和停止每个感测器38E的发射器，对于沿着感测器棒16E的长度的每个感测器38E进行多重操作，来消除此问题，固定长度的时间间隔超过从任何感测器38E的发射器所发射的光波到达物品14的上表面、反射离开物品14的表面并且到达任何感测器38E或39E所需的最长时间量。通过计算从位于感测器棒16E的任一端处的感测器38E所发射的光波到达感测器38E的正下方的桌台表面12，并且反射离开感测器38E的正下方的桌台表面12，而接着撞击在感测器棒16E的相对侧的最远接收器上所需的时间，来确定此最长的时间间隔。
采用比此最长的时间长的多重固定长度的时间间隔可以确保一次只有一个感测器38E的发射器在运作，因此降低了来自多个感测器38E的发射器的非所要的光波互相影响的可能性。类似地，越长的时间间隔进一步降低在感测器棒16E(与感测器面板200E)和物品14(或者桌台表面12)之间残留的光波回弹造成错误检测读取的可能性。通过在感测器棒16E中的包括该感测器的底面上以及感测器面板200E的(面向桌台表面12)底面上采用渐缩的基部和非反射(降低反射的)表面来减小或消除这种回弹。
如上所述，从相当倾斜的物品14表面反射的光波可能由于绕过沿着感测器棒的基部的线性感测器38E阵列和内置于感测器面板200E中的二维感测器39E而未能检测到。在这种情况下，通过进入在桌台表面12和感测器面板200E之间的“开放的空气区域”，反射波行进超过感测器面板200E。类似地，如果感测器38E发射的光波撞击在该物品14的非反射表面区域上时，那么不会检测到光波。可以通过在物品14的表面上施加(喷涂、油漆、浸泡等等)适当涂层来避免此后者情况的发生。
如果在设定的多重固定的时间间隔期间感测器38E或39E未接收到预期反射的光波，那么可以通过外插对于周围的感测器38E或39E位置所确定的计算后的高度值来获得在起源感测器38E位置处的物品14的高度。
再次参考图19B，当感测器棒16E横越物品14并且感测器棒16E的位置到达所要的物品14的重量(或者价格)时，操作者在感测器棒16E上手动施加向下压力，使得两个可收缩支承柱20和22向上收缩，这导致刀具15向下运动并且与物品14接触。同时施加持续向下压力并且横跨该物品14的表面施加来回锯切运动，导致该物品14完全切开，以形成所要的部段。刀片15也可仅仅用来标记(划线)物品14的表面，随后单独切开工具可用最后切开物品14。或者是，所述的标记柱塞46C可用来指出确切的切开线，随后物品14接着通过刀具或者其它的切开设备来切开。
在物品14完全切开(或者划线)并且感测器棒16E再次通过装有弹簧的可收缩的柱20和22本身完全地延伸的作用而抬高之后，操作者按压适当标示为“重置”的按钮56A-56K，使得显示器30清屏，并且信号处理器300使感测器棒16E为新的物品14的数据作好准备。感测器棒16E现在准备横越新的物品14之上。
在此申请中所使用的名词“光学”以及“光”不仅仅意味使用电磁频谱的可见波部分，而是包括频谱中所有显示所述技术的必要特征的部分(例如，红外线)。
“穿透”波高度感测器参考图20，穿透声学或基于电磁的高度感测器38D表示成作为沿着感测器棒16D的长度配置的线性阵列结合在感测器棒16D中。每个穿透高度感测器38D包括内置于感测器棒16D中的发射器/接收器单元。当感测器棒16D横越物品14时，发射器38D发出脉冲到位于感测器棒16D下方的物品14。不同于所述的物品14高度的确定取决于反射离开物品14上表面的波发射的感测器棒16，感测器38D的正下方的物品14上表面相对于桌台表面12的高度与波脉冲离开该感测器38D的发射器、穿透物品14、反射离开桌台表面12、再穿透物品14并且接着返回到各自感测器38D的接收器所需的来回时间相对应。因此，穿透的波感测器消除了对于感测器面板200C类型的配置的需求，这是由于波不是反射离开物品14的表面，而是返回到其起源感测器38D。
对于一组特定的条件(例如，温度、湿度等等)，通过实验确定，在来回的波传播时间和物品14厚度之间形成对应。例如，通过实验确定，波脉冲离开发射器38D、穿透1cm厚的物品14、反射离开桌台表面12、再穿透物品14并且接着返回到各自感测器38D的接收器所需的来回时间是1秒。形成电子储存在盒26内的信号处理器300的存储器中的时间-距离的等效查看表，这使得可以通过将感测器棒16D所确定的来回的波行进时间和预定的物品14厚度值等同来确定物品14的厚度。感测器棒16D采用不同类型的感测器38D，它具有相应的不同类型的波，以便适应具有各种成分的物品14。
工业实用性各种产业上的应用可以利用所提出的不同感测器臂结构配置。所述装置的修改可方便地适应符合自动化的装配线的需求，这是由于可以轻易地加入特定的感测器棒特性或者从配置中省略。例如，物品14可以经由输送带通过静止感测器棒16之下，随后根据体积、重量或价格，自动切断刀片、激光、旋转刀片或者高压水切割器将物品14切成特定的部分。替代的是，可运动的感测器棒16可以横越静止的单个或多个物品14之上，随后物品14进行标记以便切开、或者通过例如所述的切开工具的器具来切开。在任一种配置中，可以从该配置中省略刀具15以及可收缩的感测器棒16的支承柱20和22。
由于每个感测器臂包括信号处理器300，因此通过中心计算机所提供的弹性双向通讯和控制，可以同时监视和操作许多感测器臂。
所述感测器棒的其它应用所述的感测器棒还可以作为廉价、紧凑、手持式(或桌上单元)装置使用，它用来确定各种物体(物品14)的三维座标位置、体积以及相关的重量。这种数据可以经由输入/输出口58或无线通讯模块308而传输到图形或其它的数据处理的软件程序，例如，建筑、制图以及CAD(计算机辅助绘图)的软件程序。由于所述感测器棒的这种用途不涉及在参考物体上进行切开或标记，因此对于这种实施来说，可以省略刀具15和所述标记/划线设备。
权利要求
1.一种用于显示与具有不规则的形状的物品的部段的体积相对应的数值的装置，包括用于支承该物品的支承表面；细长的感测器棒；支承件，它用于以一种容许该感测器棒能够通过该物品上方的方式来设置该感测器棒在该支承表面上而与该物品间隔开，并且容许该感测器棒与物品之间能够在任一方向上相对的运动；位移检测器配置，它产生对应于该感测器棒沿着该支承表面且沿着该物品而通过该物品上的位移的信号；感测器配置，它产生对应于在该感测器棒下方通过的该物品的连续的截面的横截面的轮廓的信号；信号处理器，它在该感测器棒通过该物品之上时，接收由该位移检测器配置与感测器配置所产生的信号，并且从所述信号计算该物品由该感测器棒所横越的部段的累计的体积；以及显示器，它在该感测器棒被定位于该物品的限定该部段的截面上时，显示对应于该物品中该感测器棒已经通过其上的部段的计算的累计的体积的数值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于该感测器棒的支承件包括一对在该感测器棒的各自端部处、从该感测器棒向下延伸的支承柱，所述支承柱分别具有接触该支承表面的下端，以提供该感测器棒支承在预定高度上，并且使得该感测器棒划过在该支承表面上的物品的上方。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该支承表面包括可运动的输送器，它将设置其上的物品运载通过该感测器棒，由此该感测器棒通过该物品之上。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，每个支承柱具有相关的各自位移检测器，该位移检测器产生对应于各自支承柱下端位移的信号，所述各自位移检测器一起构成该位移检测器配置。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，每个位移检测器包括光学追踪组件以及影像分析器，该光学追踪组件包括在该支承表面处引导光射束的光发射器以及从该桌台表面接收光反射的光接收器，并且该影像分析器分析由该接收器所产生的连续影像以确定所述各自支承柱的位移范围及方向。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，每个位移检测器包括滚球、X-Y轴滚轴以及光学编码器配置，该滚球安装在相关的支承柱的端部，它接触该支承表面以通过相关的支承柱的运动而滚动，所述X-Y轴滚轴与该滚球接触以通过该滚球沿着任一轴的滚动而转动，并且该光学编码器配置感测每个滚轴的旋转，由此产生对应于每个支承柱的范围及方向的信号。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该位移检测器配置包括在每个支承柱上的电磁线圈以及在该支承表面中的网格，它产生对应于每个支承柱横跨该支承表面的运动的范围及方向的电信号。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该位移检测器配置包括具有一个压敏的涂层的支承表面，并且每个支承柱具有在该压敏的表面上产生压力的尖锐端部，以在相关的支承柱于该支承表面上位移时产生对应的信号。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信号对应于每个支承柱的位移的范围及方向。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于该感测器棒的支承件包括一对导架，每个导架具有连接到该感测器棒的各自端部的上端以及相对于该支承表面支承以用于该感测器棒横跨该支承表面的引导运动的下端，以便限制该感测器棒在该支承表面上的运动为沿着固定的通常方向及方位。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器棒的支承件容许该垂直朝向的感测器棒平行于该支承表面的平面并且在该支承表面上的自由且不受约束的运动。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，该感测器棒的支承件容许该感测器棒自由地被抬起且离开该支承表面。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括可动地安装在该感测器棒上的单一感测器以及载有该感测器的感测器驱动器，以扫描该物品来产生对应于该物品沿着该感测器棒延伸并且在该感测器棒下方的截面的横截面轮廓的信号。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括切割器装置，它选择性地沿着该感测器棒驱动，以便在沿着该感测器棒延伸的方向上切开该物品。
15.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该位移检测器配置包括与该两个支承柱的每个支承柱相关的各自位移检测器。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，每个位移检测器产生对应于每个支承柱在该支承表面上位移的范围及方向的信号。
17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该位移检测器配置包括沿着该支承表面延伸的细长光学网格、安装到该导架上并且在该细长网格上的倾斜读取器网格，以便在该导架的位移之际产生双向位移的且可读取的云纹条纹图案。
18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括一系列间隔开的可垂直延伸的柱塞以及用于每个柱塞的感测器，所述柱塞沿着该感测器棒配置且被偏压而被推向该支承表面，以使得其尖端与该物品位于该柱塞之下的上表面接触，并且该感测器产生对应于相关的柱塞延伸距离的信号，该信号处理器接收所述信号，并且从所述信号确定在该物品的上表面位于各自柱塞之下的一个点在该桌台表面之上的高度，由此确定该物品在沿着该系列柱塞的方向上延伸的每个连续截面的轮廓。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括与每个柱塞相关的各自螺线管，它可选择性地运作来克服该偏压的推动，并且收缩该相关的柱塞而不与该支承表面以及该物品接触。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括位于每个柱塞之上的磁体，该磁体将收缩的柱塞保持就位，直到该相关的螺线管运作来克服该磁体的力为止。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括附接至该感测器棒且沿着该系列柱塞延伸的刀片，该刀片具有在所述柱塞收缩时会露出的刀刃。
22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述柱塞中的至少两个柱塞具有尖端，它通过该感测器棒的运动来对该物品进行划线。
23.如权利要求18所述的装置，其特征在于，至少两个柱塞具有可选择性地运作的标记器装置，它用于标记该物品位于该柱塞之下的上表面，从而可以沿着通过其横跨该物品所施加的标记来切开该物品。
24.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括在该感测器棒上的标记配置，它可选择性地运作来沿着位于该感测器棒之下的线标记该物品的上表面，并且沿着该感测器棒，在该物品上提供切开的引导标记。
25.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括至少一个感测器，它在该物品上多点处发射穿透射束，以确定该处物品的厚度。
26.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支承柱可选择性地收缩，并且还包括进行附接以在该感测器棒旁边延伸的刀片，该刀片具有在所述支承柱收缩时会露出的刀刃。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，该刀片为了便于替换而可容易从该感测器棒分离。
28.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个安装在该感测器棒上的切开装置，该切开装置用于沿着该感测器棒横越运动，并且可选择性地与该物品作用以沿着一个顺着该感测器棒延伸的方向上并且在该感测器棒的下方从该物品切开一个部段。
29.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括感测器，在该感测器棒通过横跨该支承表面时，它能够在该感测器棒所到达的每个位置处扫描横跨该物品。
30.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括至少一个感测器，它包括光学发射器-接收器，该光学发射器-接收器投射射束以便在延伸横跨该物品的点处撞击该物品上表面，并且感测该射束横跨该物品的上表面的撞击并且从所述感测到的撞击产生对应于到该上表面上的各点距离的信号；以及信号处理器，它从所述信号的分析来确定该上表面的各点在该支承表面上的高度，并且由此确定该物品延伸通过所述点的一个截面的横截面的轮廓。
31.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括一个或多个感测器，它具有声学发射器-接收器，该声学发射器-接收器发射声波并且从一系列延伸横跨该物品的上表面的点检测所述声波的反射，并且从检测到的反射来产生对应于到该物品的上表面上的各点距离的信号；该信号处理器从所述距离信号计算该上表面在该支承表面上的高度以及在该物品上的各点之处的该物品的截面的横截面的轮廓。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，还包括温度感测器，它感测周围温度并且产生对应于该周围温度的信号，该信号处理器接收所述信号，以便针对温度变化的影响来补偿该计算。
33.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述柱塞分别具有相邻于每个柱塞的侧部的光学发射器-接收器阵列，每个发射器朝向该相关的柱塞的侧部发射射束，每个接收器设置成从各自柱塞的侧部接收反射的射束，以及信号处理器，用于从该发射器-接收器所收到的信号来确定该相关的柱塞收缩的距离，由此可以确定该相关的柱塞接触该物品上表面的点的高度。
34.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括一系列感测器，它安装在沿着该感测器棒延伸的列中。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，该感测器配置包括两个或多个相邻的感测器列。
36.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括特定物品类型的所储存的密度以及每单位重量的价格值，所述值被该信号处理器所利用以确定该物品部段的总价格，并且在该感测器棒沿着该物品而通过该物品之上时，该显示器显示通过该信号处理器所确定的在该感测器棒的每个位置处所限定的每个部段的总价格。
37.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括特定物品的所储存的密度值，该值通过该信号处理器所利用以确定每个物品部段的总重量，并且在该感测器棒沿着该物品而通过该物品之上时，该显示器显示通过该信号处理器所确定的在该感测器棒的每个位置处所限定的每个部段的总重量。
38.如权利要求36所述的装置，其特征在于，还包括数据输入/输出口，它用于选择性地接收及储存密度或每单位重量的价格值以供该信号处理器使用并且从其输出数据。
39.如权利要求36所述的装置，其特征在于，还包括用于接收及传送数据信号的数据输入/输出口。
40.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括安装在该感测器棒上的可垂直运动的切割刀片装置，它可选择性地运作，使得可以沿着该感测器棒的方向从该物品切开一个部段。
41.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括旋转刀片切割器，它安装在该感测器棒上，使得可以从该物品切开一个部段。
42.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括切割器装置，它包括安装到该感测器棒上的激光射束。
43.如权利要求24所述的装置，其特征在于，该标记器配置包括能够在该物品的上表面上打印标记的至少两个喷墨打印机装置。
44.如权利要求43所述的装置，其特征在于，该喷墨打印机装置能够用多种墨水色彩中之一来标记该物品。
45.如权利要求43所述的装置，其特征在于，还包括在该感测器棒上检测该物品的色彩的色彩感测器，该喷墨打印机装置能够切换墨水色彩，从而采用与该感测出的物品色彩成对比的墨水色彩标记该物品。
46.如权利要求24所述的装置，其特征在于，该标记器配置包括多个沿着该感测器棒安装的标记器装置，并且其中每个标记器装置包括安装在可收缩柱塞上的热标记器，该热标记器可选择性地运作以在该物品于该感测器棒下方的上表面之上烧灼一个标记。
47.如权利要求24所述的装置，其特征在于，该标记器装置包括激光划线的标记器。
48.如权利要求24所述的装置，其特征在于，该标记器装置包括安装在可收缩的柱塞上的用于划线该物品的尖锐仪器。
49.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述柱塞中的至少两个柱塞分别具有安装其上的标记器装置，并且该标记器装置可选择性地运作以标记该物品的上表面。
50.如权利要求46所述的装置，其特征在于，每个标记器装置在相关的柱塞的尖端处包括尖锐工具，并且还包括用于将该柱塞锁紧在多个延伸位置的任一位置上的锁紧机构，以使得该标记器装置的尖锐工具能够施加压力。
51.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括安装在相邻的柱塞之间的标记器装置，每个标记器装置安装在标记器柱塞上，该标记器柱塞可延伸地被安装到该感测器棒上并且可选择性地运作来标记该物品的上表面。
52.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少两个沿着该感测器棒安装的标记器装置，它可选择性地运作来标记该物品的上表面，从而一起提供至少两个标记，以有助于切开该物品。
53.如权利要求52所述的装置，其特征在于，每个标记器装置包括安装在可收缩到该感测器棒中的柱塞上的喷墨打印机。
54.如权利要求53所述的装置，其特征在于，每个喷墨打印机包括喷嘴以及安装到该喷嘴上的隔离环，该隔离环防止与该物品的接触，由此防止来自该物品的碎片阻挡该喷嘴。
55.如权利要求51所述的装置，其特征在于，当该标记器装置未使用且该标记器柱塞收缩以保持该标记器装置不会挡到时，该标记器柱塞选择性地被锁住。
56.如权利要求53所述的装置，其特征在于，所述喷墨打印机装置分别包括安装到可收缩到该感测器棒中的柱塞上的压电喷墨打印机装置。
57.如权利要求53所述的装置，其特征在于，所述喷墨打印机分别包括热气泡式墨水打印机装置。
58.如权利要求52所述的装置，其特征在于，每个标记器装置安装成可在该感测器棒上延伸和收缩。
59.如权利要求58所述的装置，其特征在于，还包括与每个标记器装置相关的感测器，该感测器检测该标记器装置与该物品接触的延伸位置以及该标记器装置的收缩位置。
60.如权利要求58所述的装置，其特征在于，还包括可选择性地运作的锁紧装置，该锁紧装置防止该标记的装置从其每个位置收缩或者延伸。
61.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括横向地与该所提及的第一对支承柱隔开的第二对支承柱，该第二对支承柱从该感测器棒向下延伸来接触该支承表面，这提供该感测器棒一种四角的稳定支承。
62.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括安装在该感测器棒上的控制器-信号处理器盒，该盒具有连接到该信号处理器的触觉的控制，它选择性地控制该感测器棒的操作。
63.如权利要求62所述的装置，其特征在于，该控制器-信号处理器盒包括键盘，该键盘用于输入有关物品的特征值，以供该信号处理器在确定物品部段的价格数值时使用。
64.如权利要求63所述的装置，其特征在于，物品的密度值可以通过该键盘选择性地输入到该信号处理器的存储器中。
65.如权利要求63所述的装置，其特征在于，物品的每单位重量的价格值通过该键盘选择性地输入到该信号处理器的存储器中。
66.如权利要求62所述的装置，其特征在于，该控制器-信号处理器盒可分开地安装在该感测器棒上，并且该控制器-信号处理器盒还包括在该感测器棒与控制器信号处理器之间传送信号的无线联接。
67.如权利要求66所述的装置，其特征在于，该无线联接包括射频发送器-接收器。
68.如权利要求66所述的装置，其特征在于，该无线联接包括全向的红外线通讯装置。
69.如权利要求66所述的装置，其特征在于，还包括经由无线联接在该可分离的控制器信号处理器盒与例如销售点显示器、收据打印机或者收银机的外部装置之间传送信号。
70.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述感测器分别包括发射波束到该物品的发射器以及响应该射束撞击该物品的上表面的相关的接收器。
71.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述感测器分别包括发射波束到该物品的发射器，并且该感测器还包括设置成检测该物品反射波的二维接收器阵列。
72.如权利要求71所述的装置，其特征在于，该信号处理器利用在该二维阵列中具有最强信号的接收器来确定在该物品上的一个点的高度。
73.如权利要求70所述的装置，其特征在于，该感测器的发射器中的至少某些发射器在不同的时间运作，以最小化每个感测器的接收器对于来自其它发射器的射束撞击造成的响应。
74.如权利要求73所述的装置，其特征在于，在该感测器列中的连续发射器操作之间设置一个时间间隔，该时间间隔足以防止对于多个发射器同时操作所产生的射束撞击作出响应。
75.如权利要求71所述的装置，其特征在于，由所有接收器所产生的信号进行处理以确定与来自一个相关的发射器的射束的撞击最为共线的接收器，来自该最为共线的接收器的信号被该信号处理器在计算该物品的上表面的一个点高度时使用。
76.如权利要求34所述的装置，其特征在于，至少两个感测器列沿着该感测器棒安装。
77.如权利要求71所述的装置，其特征在于，该二维接收器阵列安装在透明片上，该透明片安装在该感测器棒上。
78.如权利要求1所述的装置，其特征在于，可用手握的手柄固定在该感测器棒的一个端部上。
79.如权利要求62所述的装置，其特征在于，该控制信号处理器盒包括进行附接以便在该感测器棒之上投射的显示器屏幕。
80.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括警报，该警报指出例如该感测器棒以及支承柱的倾斜脱离垂直到预定不允许程度的不允许操作。
81.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括相对于该感测器棒固定的水平指示器，该水平指示器指出该所附接的支承柱的倾斜状态。
82.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括安装在该感测器棒上的切开装置以及用于沿着该感测器棒驱动该切开装置的动力驱动器。
83.如权利要求70所述的装置，其特征在于，每个接收器偏离与其相关的发射器，并且它包括位置灵敏的检测器，以便横向定位由该位置灵敏的检测器看到的射束撞击在该物品上的影像，由此通过三角测量来确定从该发射器至该发射射束被引导到该物品上表面上的撞击点的距离。
84.如权利要求30所述的装置，其特征在于，每个感测器的接收器偏离与其相关的发射器，并且它包括位置灵敏的检测器，以便确定由该位置灵敏的检测器看到的所述射束撞击的影像位置，由此确定到达该发射射束被投射到该物品上表面上的撞击点的距离。
85.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在该感测器棒通过该物品上并且沿着该物品通过时，该显示器持续地被该信号处理器更新。
86.如权利要求34所述的装置，其特征在于，每个所述感测器同时产生信号。
87.一种显示对应于不规则形状的物品的部段的体积的数值的方法，包括如下步骤将该物品设置在支承表面上；将细长感测器棒支承在该表面之上足以让该物品通过的预定高度处；相对运动该感测器棒以及该支承表面，以使得该感测器棒从该物品的侧部沿着该物品而通过该物品之上；当该感测器棒通过该物品上时，产生对应于在该感测器棒下方通过的该物品连续截面轮廓的信号；当该感测器棒沿着该物品而通过该物品上时，检测该感测器棒相对于该表面的位移，并且产生对应的信号；处理所产生的感测器与检测器的信号，以从所述信号计算该感测器棒所通过的该物品部段的累计体积；导出对应于由该感测器棒的连续位置所限定的每个部段的计算体积的数值；以及显示由此所导出的数值。
88.如权利要求87所述的方法，其特征在于，产生对应于该物品的每个连续截面轮廓的信号的步骤包括当该感测棒通过该物品上时，在该物品的每个截面之上的多个点处感测该物品的上表面在该支承表面上的高度的步骤。
89.如权利要求87所述的方法，其特征在于，感测该物品的每个连续截面轮廓的步骤包括当该感测器棒通过该物品上时，该物品的上表面同时接触由该感测器棒载有的一系列可垂直运动的柱塞的每个柱塞的底端，并且在该感测器棒相对运动期间产生对应于每个柱塞垂直位置的信号的步骤。
90.如权利要求88所述的方法，其特征在于，感测沿着该物品的每个连续截面点的高度的步骤包括当该感测器棒通过该物品上时，从该感测器棒上的一系列发射器的每个发射器引导射束到该物品上表面上的所述点的步骤。
91.如权利要求90所述的方法，其特征在于，沿着该物品的连续截面引导射束到该物品上表面上的所述点的步骤还包括沿着该感测器棒安装一系列影像读取器的步骤，所述影像读取器设置成检测射束撞击在该物品上的影像。
92.如权利要求88所述的方法，其特征在于，产生对应于该物品连续截面轮廓的信号的步骤包括当该感测器棒通过该物品上时，在该物品的每个连续截面处横跨该物品扫描射束，并且在该感测器棒的每个位置处检测该射束撞击的影像，以确定该物品的连续截面轮廓的步骤。
93.如权利要求87所述的方法，其特征在于，还包括在该感测器棒到达所选部段之后，横跨且沿着该物品的截面标记该物品的上表面以作为引导而将该物品切开成部段的步骤。
94.如权利要求93所述的方法，其特征在于，标记该物品的步骤包括将一系列喷墨打印机装置安装在该感测器棒上的步骤。
95.如权利要求93所述的方法，其特征在于，标记该物品的步骤包括将一系列加热元件烙印装置安装在该感测器棒上的步骤。
96.如权利要求93所述的方法，其特征在于，标记该物品的步骤包括将一系列激光射束标记装置安装在该感测器棒上的步骤。
97.如权利要求93所述的方法，其特征在于，标记该物品的步骤包括将一系列尖头标记装置安装在该感测器棒上的步骤。
98.如权利要求88所述的方法，其特征在于，处理所产生的感测器与检测器的信号的步骤包括在连续感测器棒位置处，部分地通过所述对应于该物品截面轮廓的信号来限定一个固体并且计算该所限定固体体积的步骤。
99.如权利要求87所述的方法，其特征在于，确定该数值的步骤包括将该计算体积乘以储存密度因数的步骤，因而显示数值对应于物品部段的重量。
100.如权利要求99所述的方法，其特征在于，确定该数值的步骤还包括将该重量乘以价格因数的步骤，因而该数值包括物品部段的价格。
101.如权利要求89所述的方法，其特征在于，该物品上表面接触该感测器棒载有的柱塞的步骤包括沿着该感测器棒的底面且间隔开地安装一系列可垂直运动的柱塞，并且偏压所述柱塞向下运动以将每个柱塞的一个尖端接触该物品的连续截面的上表面、或者在该柱塞下没有该物品时接触该桌台表面的步骤，并且还包括当该感测器棒相对于该支承表面运动以通过该物品的上表面之上时，同时产生对应于每个柱塞尖端的位置的信号的步骤，其中所述柱塞尖端与该支承表面或者该物品的连续截面的上表面接触。
102.如权利要求101所述的方法，其特征在于，还包括将刀具安装在该感测器棒上，并且选择性地收缩所有的柱塞以露出该刀具的刀刃，以容许用该刀具切开该物品的步骤。
103.如权利要求87所述的方法，其特征在于，还包括将刀片安装在该感测器棒上的步骤，以便用该刀片切开该物品。
104.如权利要求87所述的方法，其特征在于，支承该感测器棒的步骤包括在该感测器棒的每个端部处都安装支承柱的步骤，该支承柱向下突出以接触到该支承表面，以便将该感测器棒支承在该支承表面上。
105.如权利要求87所述的方法，其特征在于，支承该感测器棒的步骤包括将该感测器棒支承在限定该支承表面的桌台上，以便限制该感测器棒在该桌台上的运动，使其运动通过连续平行且对齐的位置的步骤。
106.如权利要求87所述的方法，其特征在于，将该感测器棒支承在该支承表面上的步骤包括将成对的支承柱安装在该感测器棒的两个相对端部的每个端部上，以便将该感测器棒稳固地支承在该支承表面上的步骤。
107.如权利要求87所述的方法，其特征在于，支承该感测器棒的步骤容许该感测器棒在平行于该支承表面的平面中自由运动。
108.如权利要求107所述的方法，其特征在于，支承该感测器棒的步骤还容许该感测器棒被自由地抬起并且离开从该支承表面。
109.如权利要求87所述的方法，其特征在于，相对运动该感测器棒以及支承表面的步骤包括在包括该支承表面的输送带上输送该物品到该感测器棒下方的步骤。
110.一种用于产生对应于不规则形状的物品的表面形态的座标数据的方法，包括如下步骤将该物品设置在支承表面上；将细长感测器棒支承在该表面之上足以让该物品通过的预定高度处；相对运动该感测器棒以及该支承表面，以使得该感测器棒从该物品的侧部沿着该物品而通过该物品之上；当该感测器棒通过该物品上时，产生对应于通过该感测器棒下方的该物品连续截面轮廓的信号；当该感测器棒沿着该物品而通过该物品上时，检测该感测器棒相对于该表面的位移，并且产生对应的信号；以及处理所产生的感测器与检测器的信号，以便从所述信号导出限定该感测器棒通过其上的该物品部段的表面形态的座标数据。
111.如权利要求110所述的方法，其特征在于，当该感测器棒通过该物品上时，该感测器棒是手持的。
112.一种从物品上切开购买者所要重量或价格的部段的方法，包括如下步骤将能够产生信号的感测器棒通过该物品上，从所述信号可以计算每个被通过其上的未切部段的体积；在该感测器棒的每个位置处计算每个部段的体积并且大致同时显示相关的数值，以便容许观看该数值；以及在到达对应于所要的部段的感测器棒位置之际，随后切开该物品以产生对应选择的物品部段，由此在切开之前限定具有所要的重量或价格的准确预先确定的部段。
113.如权利要求112所述的方法，其特征在于，还包括在该感测器棒的位置处标记该物品，以有助于切开该物品，从而产生具有所要重量或价格的部段的步骤。
全文摘要
一种用于显示不规则形状的物品的部段的重量或价格的装置及方法，它涉及将支承在支承表面上的感测器棒通过平放在该表面上的物品之上。该感测器棒的紧凑手持的实施例使得操作者能够在该感测器棒横向地运动横跨该物品表面时，以各种的线性或者非线性运动来在该物品的表面上运动该感测器棒，而该感测器棒支承柱则保持与该支承表面固定的接触。该感测器棒包括一个或多个感测器，所述感测器在该感测器棒横越该物品时产生对应于该物品高度的信号。同时，位移检测器配置产生对应于该感测器棒相对于该支承表面位移的信号。这些信号在信号处理器中处理，以在连续位置处确定该物品平放在该感测器棒后面的未切部段的体积。可以根据特定物品类型的密度因数，这些累计的体积确定可以持续转换成数值的重量值，由此，当该感测器棒划过该物品时，持续显示数值重量与成本值(根据重量)，因此使得操作者能够在该物品被切开之前，根据物品的实际外观、重量及价格，适应旁观消费者对于所要特定部分的特定请求。
文档编号G01B11/28GK1732371SQ200380107418
公开日2006年2月8日 申请日期2003年12月23日 优先权日2002年12月23日
发明者肯尼思·沃冈 申请人:肯尼思·沃冈