安全觸須的制作方法
【專利摘要】在裝備的插入端設(shè)置似貓的胡須功用的觸碰感知元件可以避免插入體碰撞被插入體，本實(shí)用新型采用一個(gè)即可以擺動(dòng)又可以移動(dòng)的物件作為觸須，將擺角轉(zhuǎn)換成位移，通過測(cè)量位移感知碰撞，采用似方向盤的結(jié)構(gòu)件作為觸須，在觸須側(cè)擺或軸向竄動(dòng)時(shí)，傳感器可以發(fā)訊。
【專利說明】安全觸須

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種專用傳感器，兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的做相對(duì)穿插動(dòng)作的物體，尤其是不允許相互碰撞的情況下，為避免意外碰撞，在插入裝備的前端安裝一個(gè)似貓胡須功能的觸碰元件可以感知，及時(shí)停車，避免事故發(fā)生，可應(yīng)用于各種裝備、設(shè)備上。

【背景技術(shù)】
[0002]在鋼卷生產(chǎn)過程中，有時(shí)會(huì)需求將鋼卷抬起，其方法之一是由心部挑起，挑起鋼卷的設(shè)備在其調(diào)杠伸入卷眼(卷取形成的內(nèi)孔，行業(yè)上俗稱卷眼)時(shí)，一旦調(diào)杠沒有對(duì)正卷眼就會(huì)發(fā)生碰撞的事故，造成鋼卷或設(shè)備損壞，當(dāng)調(diào)杠與鋼卷間有人時(shí)，更可能發(fā)生人身傷亡事故。目前正在使用的技術(shù)是在調(diào)杠的前端安裝一個(gè)盤狀零件，盤狀零件的上方再設(shè)置一個(gè)可以沿著盤狀零件徑向移動(dòng)的零件，盤狀零件與徑向零件共同承擔(dān)觸須的功能，插入前，觸須的徑向零件與盤狀零件共同構(gòu)成大于調(diào)杠外形的輪廓(小于卷眼)，插入后挑起鋼卷時(shí)，徑向零件下的彈簧被壓縮，使徑向零件避免與鋼卷強(qiáng)頂，在沒有對(duì)正(或其間有人)的情況下，徑向零件因彈力作用伸出，觸須徑向零件的前端面碰撞鋼卷，觸須連帶盤狀零件沿著調(diào)杠的軸向壓縮彈簧并觸發(fā)傳感器從而感知發(fā)訊，保護(hù)設(shè)備或人身安全，這種結(jié)構(gòu)形式的盤狀零件需要依靠直線導(dǎo)向支承保持其正面與插入方向垂直，直線導(dǎo)向支承的導(dǎo)向長(zhǎng)度與碰撞點(diǎn)相對(duì)導(dǎo)向支承的距離之比接近或小于2倍摩擦系數(shù)時(shí)，滑動(dòng)副發(fā)生自鎖現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)失效不起保護(hù)作用，為此，導(dǎo)向長(zhǎng)度需要盡可能長(zhǎng)，這樣就使得結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較大，即便如此，因?qū)蛑文p，導(dǎo)向長(zhǎng)度會(huì)逐漸變短，最終或有可能發(fā)生自鎖現(xiàn)象，在事故現(xiàn)象發(fā)生時(shí)不起保護(hù)作用，且因必須保持徑向零件在盤狀零件的上方，所以導(dǎo)向支撐在采用圓柱導(dǎo)桿的情況下必須用一對(duì)導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，避免事故發(fā)生并簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型采用的方法是使用盤狀零件作為觸須(I)，盤狀零件具有2維轉(zhuǎn)動(dòng)和一維移動(dòng)自由度，盤狀零件可以相對(duì)調(diào)杠發(fā)生偏擺以取代上述徑向零件避免強(qiáng)頂?shù)墓δ埽梢砸蜉S向受力沿軸向移動(dòng)，偏擺或移動(dòng)的同時(shí)能使傳感元件感知，達(dá)到發(fā)訊的目的，具體方法是在裝備的插入端前端面設(shè)置一個(gè)大于插入件插入方向的橫段面外形輪廓的零件作為觸須(I)，后端連接一個(gè)擺盤(2)，擺盤(2)的后端有一個(gè)彈性元件￠)，擺盤(2)與彈性元件(6)共同置于一個(gè)型腔內(nèi)，型腔的側(cè)壁為擺盤⑵的導(dǎo)向支撐，型腔前端面中心有孔，與擺盤⑵連接的觸須⑴的頸部由前端孔中心穿過，彈性元件(6)的前端或直接或間接壓在擺盤(2)上，使得擺盤(2)能夠依靠彈性元件(6)的彈性貼靠在型腔的前端蓋(4)內(nèi)壁面上，當(dāng)觸須(I)遇阻發(fā)生偏擺或軸向移動(dòng)時(shí)，感知擺盤(2)的偏擺或移動(dòng)即可得到訊息；進(jìn)一步為了更方便的感知偏擺，在擺盤(2)與彈性元件(6)之間設(shè)置一個(gè)似活塞的零件，可以軸向往復(fù)移動(dòng)，活塞(3)的前端緊貼擺盤(2)后端面，后端與彈性元件(6)的端面緊貼，活塞(3)與擺盤(2)同由型腔側(cè)壁支撐，活塞(3)可沿著型腔側(cè)壁滑移，無論觸須(I)遇阻是發(fā)生偏擺或是軸向移動(dòng)，活塞(3)都會(huì)移動(dòng)，這樣只要檢測(cè)活塞(3)的位移便可得知觸須(I)遇阻。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是可多方位感知碰撞，動(dòng)作靈活，可靠性更高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于加工制作，同時(shí)還可以作為調(diào)杠調(diào)起物體或下降落放物體時(shí)調(diào)杠接觸到了被挑起物體的位置檢測(cè)，節(jié)省原技術(shù)在這兩個(gè)方向上設(shè)置的位置傳感器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]下面針對(duì)附圖對(duì)本實(shí)用新型所采納的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明:
[0005]圖1是本實(shí)用新型基本結(jié)構(gòu)圖
[0006]圖2是本實(shí)用新型在基本結(jié)構(gòu)上為方便檢測(cè)實(shí)施的方案之一
[0007]圖3是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案——初始位置(安全位)
[0008]圖4是圖3實(shí)施例的發(fā)訊位置——側(cè)向感知
[0009]圖5是圖3實(shí)施例的發(fā)訊位置——正向感知
[0010]圖中代號(hào)說明:
[0011]1.觸須；2.擺盤；3.活塞；4.前端蓋；5.殼體；6.彈性元件；7.后蓋；8.傳感器

【具體實(shí)施方式】
[0012]作為觸須功用的盤狀零件其外形必須小于被插入物體相應(yīng)位置的形狀，同時(shí)需要大于隨后插入的物體的外形，在前述鋼卷生產(chǎn)上使用的裝備上即是調(diào)杠的外形，也可以應(yīng)用到開卷機(jī)卷取軸的端部，以前述調(diào)杠為例，鋼卷因卷眼是圓形的，所以觸須做成圓環(huán)最為簡(jiǎn)便，為了將觸須(I)與擺盤(2)聯(lián)結(jié)在一起，觸須(I)上還需要包含聯(lián)結(jié)所需的部分，圖1所示實(shí)施例觸須(I)好像方向盤一樣，它包括一個(gè)圓環(huán)(下稱觸須環(huán))、支撐觸須環(huán)的輻條和一個(gè)聯(lián)結(jié)件，輻條用以支撐觸須環(huán)，以觸須環(huán)形心呈放射狀均布布置，輻條的放射端連接到觸須環(huán)上，輻條的內(nèi)斂走向由徑向轉(zhuǎn)向軸向構(gòu)成觸須的頸部，其根部連接到一個(gè)聯(lián)結(jié)件(下稱觸須聯(lián)結(jié)端)上，觸須頸部需要一定的長(zhǎng)度，使觸須環(huán)和觸須聯(lián)結(jié)端軸向拉開，以便于動(dòng)作時(shí)可以伸入到型腔中，觸須聯(lián)結(jié)端用于聯(lián)結(jié)擺盤(2)，觸須頸部的外切圓小于觸須聯(lián)結(jié)端，觸須聯(lián)結(jié)端的外徑小于型腔前端孔，擺盤(2)外徑大于前端孔，擺盤(2)與觸須環(huán)被前端孔隔離，本實(shí)施例型腔的前、后端分別由兩個(gè)零件構(gòu)成——前端蓋(4)和后蓋(7)，前端孔在前端蓋(4)上，圖1中前端蓋(4)、殼體(5)、后蓋(7)組合后內(nèi)部構(gòu)成了一個(gè)型腔，在型腔內(nèi)擺盤(2)的后端面和后蓋(7)之間設(shè)置彈性元件￠)，彈性元件(6)可以用彈簧如圓柱螺旋壓簧等，還可以使用氣囊，彈性元件￠)的作用是使擺盤(2)始終壓在前端蓋(4)上，當(dāng)觸須(I)受外力偏擺或沿著軸向退縮時(shí)，彈性元件(6)可壓縮讓位，采用氣囊的情況下，還可以因氣囊壓縮氣壓變化，采用感知?dú)鈮旱膫鞲衅?，圖1中所示傳感器(8)為波感傳感器(光波、聲波等)，波感傳感器即可以感知角度也可以感知位移。本實(shí)用新型附圖中前端蓋(4)外形很大其目的是用以兼做法蘭作為本實(shí)用新型的安裝固定端口(安裝到裝備上比如調(diào)杠前端)。
[0013]圖2是在圖1基礎(chǔ)上為了進(jìn)一步擴(kuò)大傳感器的應(yīng)用種類，方便各種不同環(huán)境、工況的應(yīng)用，在擺盤(2)與彈性元件(6)間增設(shè)了一個(gè)活塞(3)，這里所說的活塞(3)不求塞(密封)，好像氣缸中的活塞沒裝密封，同時(shí)這一實(shí)施例的活塞(3)不帶活塞桿，活塞(3)具有一定的厚度，以靈活導(dǎo)向移動(dòng)，活塞(3)在型腔中具有一個(gè)位置自由度，在擺盤(2)擺動(dòng)時(shí)，活塞(3)端面上任意直徑位置上受到擺盤(2)作用活塞(3)都可以自由移動(dòng)，當(dāng)觸須(I)外力消除后，彈性元件(6)壓迫活塞(3)使擺盤(2)復(fù)位，此實(shí)施例與圖1所示實(shí)施例比較，彈性元件(6)對(duì)觸須(I)的作用力增加了一倍，活塞(3)位置的檢測(cè)還可以在殼體(5)外殼上設(shè)置傳感器，比如在殼體(5)上設(shè)置接近開關(guān)，可以感應(yīng)活塞(3)是否后退，或采用非導(dǎo)磁材料制作殼體(5)，在殼體(5)外纏繞線圈，感知電感的變化，或用兩組線圈，通過次級(jí)線圈的電流變化感知活塞(3)的位置。
[0014]圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)更具體的實(shí)施例，圖2實(shí)施例的進(jìn)步作品，傳感器⑶采用市面上可以方便采購(gòu)的U形光電開關(guān)(如歐姆龍凹槽型光電開關(guān)E3Z-G型)，活塞(3)帶活塞桿，活塞(3)因有活塞桿可以很薄，活塞(3)的導(dǎo)向依活塞和活塞桿共同實(shí)現(xiàn)，活塞在型腔內(nèi)，活塞桿由后蓋(7)中心孔穿過，后蓋(7)中心孔與活塞桿為滑動(dòng)配合，作為活塞桿的導(dǎo)向支撐，活塞桿由后蓋(7)穿出到外側(cè)，后蓋(7)外側(cè)面上安裝一個(gè)U形光電開關(guān)，活塞桿可從U形懷中穿過，U形臂上一側(cè)有光波發(fā)射源和另一側(cè)為光波接收端，光軸在活塞桿伸出時(shí)可被遮住，在觸須(I)未受外力時(shí)的初始位置光波可被接收端感知，圖3所示活塞
(3)的位置是初始位置，其活塞桿沒有遮住光軸，圖4和圖5分別是圖3實(shí)施例觸須(I)受到橫向力和軸向力時(shí)活塞(3)的狀態(tài)，活塞桿穿過U形光電開關(guān)，光軸被遮蓋。
[0015]本實(shí)用新型除了插入時(shí)可作為安全保護(hù)發(fā)訊外，插入完成后，在調(diào)杠挑起鋼卷時(shí)還可以作為已受卷發(fā)訊作為下一個(gè)動(dòng)作的條件，具體到調(diào)杠來說，插入動(dòng)作時(shí)如果發(fā)訊是事故，升降動(dòng)作時(shí)為行程開關(guān)，前提不同，結(jié)果不同，一舉多得。
[0016]在某些應(yīng)用工況下僅需檢測(cè)橫向碰觸，可以在圖2所示實(shí)施例的活塞(3)的端部設(shè)置一個(gè)傳感器，傳感器的感知面與活塞前端面平行、共面或隱于前端面內(nèi)，傳感器的感知面在活塞整個(gè)面緊貼擺盤(2)后端面時(shí)，能夠感知到擺盤(2)后端面，在觸須受到橫向外力時(shí)，擺盤偏轉(zhuǎn)，活塞與擺盤間閃出縫隙，從而傳感器感知發(fā)生變化(感知不到擺盤后端面)。
【權(quán)利要求】
1.一種安全觸須，在插入或伸進(jìn)過程中感知兩物體是否會(huì)發(fā)生碰撞的感知器件，在插入端前端面有一個(gè)大于插入件插入方向橫截面外形輪廓的觸須，其特征在于，觸須(I)后端連接有一個(gè)擺盤(2)，擺盤(2)的后端有一個(gè)彈性元件￠)，擺盤(2)與彈性元件(6)共同置于一個(gè)型腔內(nèi)，型腔的側(cè)壁為擺盤(2)的導(dǎo)向支撐，型腔前端面中心有孔，與擺盤(2)連接的觸須(I)的頸部由前端孔中心穿過，彈性元件(6)的前端或直接或間接壓在擺盤(2)上，使得擺盤⑵能夠依靠彈性元件(6)的彈性貼靠在型腔的前端蓋⑷內(nèi)壁面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全觸須，其特征在于觸須(I)由觸須環(huán)、數(shù)根支撐觸須環(huán)的輻條和觸須聯(lián)結(jié)端組成，輻條用以支撐觸須環(huán)，以觸須環(huán)形心放射均布布置，輻條的放射端連接到觸須環(huán)上，輻條的內(nèi)斂走向由徑向轉(zhuǎn)向軸向構(gòu)成觸須的頸部，其根部連接到觸須聯(lián)結(jié)端上，觸須頸部需要一定的長(zhǎng)度，使觸須環(huán)和觸須聯(lián)結(jié)端軸向拉開，以便于動(dòng)作時(shí)可以伸入到型腔中，觸須聯(lián)結(jié)端用于聯(lián)結(jié)擺盤(2)，觸須頸部的外切圓小于觸須聯(lián)結(jié)端，觸須聯(lián)結(jié)端的外徑小于型腔前端孔，擺盤(2)外徑大于前端孔，擺盤(2)與觸須環(huán)被前端孔隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全觸須，其特征在于所述彈性元件(6)是彈簧或氣囊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全觸須，其特征在于擺盤(2)與彈性元件(6)之間有一個(gè)可以軸向往復(fù)移動(dòng)的零件為活塞(3)，活塞(3)的前端緊貼擺盤(2)后端面，后端與彈性元件￠)的端面緊貼，活塞(3)與擺盤(2)同由型腔側(cè)壁支撐，活塞(3)可沿著型腔側(cè)壁滑移。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全觸須，其特征在于活塞(3)似油缸活塞桿，前端為大直徑盤狀活塞，后端為小直徑桿，桿與前端盤狀活塞同軸，型腔的后端面中心有孔，活塞桿穿過后端面中心孔并由其支撐，與活塞共同承擔(dān)滑動(dòng)支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全觸須，其特征在于活塞桿由后端中心孔穿出到外端面夕卜，外端面上安裝有傳感器，活塞(3)整個(gè)前端面緊貼擺盤⑵后端面時(shí)，亦即擺盤⑵前端面緊貼型腔前端內(nèi)壁面時(shí)，活塞桿的伸出量最小，其伸出端恰不能被傳感器感知，但當(dāng)擺盤(2)軸向發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，各面不再緊貼而是相互斜撐，活塞桿伸出量加大，伸出端能夠被傳感器感知。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全觸須，其特征在于在安全觸須型腔外殼上纏繞有感應(yīng)線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全觸須，其特征在于在安全觸須型腔后端面上安裝有可以感知內(nèi)腔容積變化的傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全觸須，其特征在于在活塞上有傳感器，傳感器的感知面與活塞前端面平行、共面或隱于前端面內(nèi)，傳感器的感知面在活塞整個(gè)面緊貼擺盤(2)后端面時(shí)，能夠感知到擺盤(2)后端面，否則，不能感知。
【文檔編號(hào)】G01D21/00GK203964944SQ201420289029
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】劉明利 申請(qǐng)人:機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司