CN103438346A - 安全光幕系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全光幕系统，包括围绕危险区域设置的一发光器、一受光器及一光学反射器组合；所述发光器射出的光线沿第一方向射入光学反射器组合，经过光学反射器组合的反射后再沿第二方向射向受光器，发光器发出的光线的传播路径围绕所述危险区域；该受光器接收经光学反射器组合反射的光线，并在无法接收到光线则发出控制信号使危险区域内的机构停止运作。本发明安全光幕系统可以为设备的危险区域提供多方向的保护，同时具有接线简单，使用成本低廉的优点。

Description

安全光幕系统

技术领域

本发明涉及一种安全光幕系统，特别是涉及一种低成本且可提供多方向安全保护的安全光幕系统。

背景技术

在现代化工厂里，人与机器协同工作，在一些具有潜在危险的机械设备上，如冲压机械、剪切设备、金属切削设备、自动化装配线、自动化焊接线、机械传送搬运设备存在危险区域（机械损伤、有毒、高压、高温等）。为保护人身安全，在这种设备周围通常设置有安全光幕（也称光电安全保护装置、安全保护器、冲床保护器、红外线安全保护装置等）。安全光幕由发光器和受光器两部分组成。发光器发射出调制的红外光，由受光器接收，形成了一个保护网，当有物体进入保护网时，光线被物体阻断，受光器将无法如常接收到红外光信号，这时受光器通过内部控制线路马上作出反应，即在输出部分输出一个信号用于机床如冲床，压力机等紧急刹车，从而防止出现人身伤害事故。

但是传统的安全光幕的发光器发出的光是直接由受光器接收，而只能对机械设备的一个方向（或一侧）进行安全保护，而当需要对机械设备的多个方向（如前方、左方与后方共三个方向）进行安全保护时，则需要如图１所示那样在机械设备的三个方向上设置三组安全光幕１、２、３，每组安全光幕均包括一发光器和一受光器，这样将导致安全光幕的接线复杂与保护成本大幅上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低成本且可提供多方向安全保护的安全光幕系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种安全光幕系统，包括围绕危险区域设置的一发光器、一受光器及一光学反射器组合；所述发光器射出的光线沿第一方向射入光学反射器组合，经过光学反射器组合的反射后再沿第二方向射向受光器，发光器发出的光线的传播路径围绕所述危险区域；该受光器接收经光学反射器组合反射的光线，并在无法接收到光线则发出控制信号使危险区域内的机构停止运作。

进一步地，所述光学反射器组合至少包括一光学反射器，所述光学反射器是平面反射镜或棱镜。

进一步地，所述光学反射器组合包括间隔一段距离设置的第一光学反射器与第二光学反射器，该发光器射出的光线沿第一方向射入第一光学反射器，经过第一光学反射器反射后沿第三方向射出，沿第三方向射出的光线经过第二光学反射器反射后，再沿第二方向射出并被该受光器接收。

进一步地，所述光学反射器组合进一步包括一第三光学反射器，所述发光器、受光器、第一光学反射器、第二光学反射器以及第三光学反射器排列形成一个四边形，所述四边形将危险区域包围在其中；该发光器与该受光器共同设置在四边形的一个顶点，而第一光学反射器、第二光学反射器以及第三光学反射器则分别设置在所述四边形的另外三个顶点。

进一步地，所述发光器、受光器、第一光学反射器以及第二光学反射器的连线呈四边形，该发光器与该受光器分别设置在四边形的相邻的两个顶点，而第一光学反射器与第二光学反射器则分别位于所述四边形的另外两个顶点。

进一步地，所述四边形是矩形，所述第一光学反射器与第二光学反射器相对于入射光线成45度的入射角设置。

进一步地，该设备具有一工作平台与设置在该工作平台上方且面积比工作平台小的顶板，该顶板在该工作平台上的投影空间定义出所述危险区域，该发光器、受光器及光学反射器组合设置在该工作平台的拐角处。

进一步地，该发光器、受光器及光学反射器组合是一长条型元件，所述长条型元件的底部与该工作平台的上表面大致齐平，所述长条型元件的顶部高于该设备的顶板的下表面。

进一步地，该设备是如下加工设备中任意一种：冲压设备、注塑设备，剪切设备、金属切削设备；该工作平台的下方一侧设有与危险区域连通的一出料口。

进一步地，该发光器上设有至少一个光源，其中每个光源均可射出一条光线；该受光器上对应设有至少一个光线感应器，其可对应接收该发光器的各个光源所射出的光线。当发光器射出的全部光线都被该受光器上的光线感应器正常接收时，该设备保持正常运作；而当发光器射出的光线被一意外物体所阻隔，导致受光器不能正常接收到发光器所射出的全部光线时，该受光器将发出控制信号通知设备停止运作和/或发出警报。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：通过将一组发光器、受光器与成本低廉的一光学反射器组合结合使用，即可为设备的危险区域提供多方向的保护，同时具有接线简单，使用成本低廉的优点。

附图说明

图1是传统的安全光幕系统与一设备结合应用的立体视图。

图2是本发明安全光幕系统的第一实施例与一设备结合应用的立体视图。

图3是本发明安全光幕系统的第一实施例的光路示意图。

图4是本发明安全光幕系统的第二实施例的光路示意图。

图5是本发明安全光幕系统的第三实施例的光路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图2至图3示出本发明安全光幕系统的第一实施例，该安全光幕系统用于为一设备6的危险区域66提供安全保护。该设备6可以是诸如冲压设备、注塑设备，剪切设备、金属切削设备之类的加工设备。

该设备6具有工作平台62与设置在该工作平台62上方且面积比工作平台62小的顶板64，该顶板64向下投影在该工作平台62上的投影空间定义出所述的危险区域66，该工作平台62的下方一侧设有与危险区域66下方连通的一出料口68，该设备6具有危险性的机构在危险区域66内对产品进行加工，加工完成后的产品通过出料口68流出设备，从而可以减少由人工来取出成品的危险。

该安全光幕系统包括设置在该危险区域66周边的一发光器40、一受光器42及一光学反射器组合5；该发光器40射出的光线沿第一方向射入光学反射器组合5，经该光学反射器组合5的反射后再沿第二方向射出；该受光器42接收经过该光学反射器组合5反射的光线，并根据接收到的光线发出控制信号来控制设备6的运作。

具体到本发明的第一实施例，该光学反射器组合5包括一第一光学反射器50以及间隔一段距离设置的一第二光学反射器52。该光学反射器50，52较佳是平面反射镜或棱镜；该发光器40上设有多个光源（图未画出，较佳是红外光源），其中每个光源均可射出一条光线；该受光器42上对应设有多个光线感应器（图未画出，较佳是红外光线感应器），以对应接收该发光器40上各个光源所发出的多条光线。

如图3结合图2所示，该安全光幕系统的发光器40、受光器42、第一光学反射器50与第二光学反射器52分别固定设置在该工作平台62的四拐角处，从而排列形成一个直角四边形，所述直角四边形将该设备6的危险区域66包围在其中；该发光器40与该受光器42分别设置在直角四边形的相邻的两个顶点，而第一光学反射器50与第二光学反射器52则分别位于所述直角四边形的另外两个顶点；并且所述第一光学反射器50与第二光学反射器52较佳为一平面反射镜，其相对于入射光线成45度的入射角设置。发光器40射出的光线沿第一方向（垂直向下）射入第一光学反射器50，经第一光学反射器50反射后沿第三方向（水平向左）射出，然后再经第二光学反射器52的反射沿第二方向（垂直向上）射出，位于第二光学反射器52垂直上方的受光器42即可接收到发光器40经过该光学反射器组合5反射后的光线。

本发明第一实施例中的该发光器40、受光器42及第一光学反射器50与第二光学反射器52都是一长条型元件。所述长条型元件的底部与该工作平台62的上表面大致齐平，所述长条型元件的顶部高于该设备6的顶板64的下表面，从而可以在该设备6的顶板64与工作平台62之间的危险区域66的前方、左方与右方的整个高度范围内形成一安全光幕。如果发光器40上的红外光源所射出的所有光线都被该受光器42上的红外光线感应器正常接收时，该设备6保持正常的运作。而当任何意外物体（如人手）从上述的三个方向进入该危险区域66前，都需要穿过该安全光幕，意外物体将会阻挡发光器40所发出的部分甚至全部红外光线，受光器42上的红外光线感应器将不能正常接收到发光器40的红外光源所射出的全部红外光线，此时该受光器42将会发出一控制信号通知设备6停止运作和/或发出警报（如警报铃声或闪光信号），以防止意外事故的发生。本发明第一实施例的安全光幕系统通过使用一组发光器40与受光器42，结合使用两个价格低廉的光学反射器50、52，即可达到传统技术中使用三组发光器与受光器的效果，并且其成本低廉，接线简便。

如图4所示的是本发明安全光幕系统的第二实施例，该安全光幕系统的光学反射器组合5除了包括第一光学反射器50与第二光学反射器52以外，进一步包括一第三光学反射器54，所述发光器40、受光器42、第一光学反射器50、第二光学反射器52以及第三光学反射器54排列形成一个直角四边形，所述直角四边形将该设备6的危险区域66包围在其中；该发光器40与该受光器42共同设置在直角四边形的一个顶点，而第一光学反射器50、第二光学反射器52以及第三光学反射器54则分别设置在所述四边形的另外三个顶点。其中该发光器40与该受光器42的光轴交错成90度，发光器40沿第一方向（垂直向下）射出的光线经光学反射器组合5反射后，沿第二方向（水平向右）射入到受光器42上。这种安全光幕系统在应用到设备6时，即可为危险区域66的前方、左方、右方与后方形成一全方位的保护。

如图5所示的是本发明安全光幕系统的第三实施例，该安全光幕系统的光学反射器组合5仅包括一个第一光学反射器50。发光器40沿第一方向（垂直向下）射出的光线经光学反射器组合5反射后，沿第二方向（水平向左）射入到受光器42上。这种安全光幕系统在应用到设备6时，即可为危险区域66的前方与右方形成两方向的保护。值得一提的是，发光器40、光学反射器组合5及受光器42除了排列成如图3及图4所示的四边形，如图5所示的三角形外，还可以排列成其他多边形从而提供多个方向的安全保护。

本发明的主要创新之处在于，通过将一组发光器40、受光器42与光学反射器组合5结合使用，即可为设备6的危险区域66提供多方向的安全保护，同时具有接线简单，使用成本低廉的优点。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行各种各样的变化、修改、替换和变型，所以本发明的范围应由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种安全光幕系统，其特征在于：其包括围绕危险区域设置的一发光器、一受光器及一光学反射器组合；所述发光器射出的光线沿第一方向射入光学反射器组合，经过光学反射器组合的反射后再沿第二方向射向受光器，发光器发出的光线的传播路径围绕所述危险区域；该受光器接收经光学反射器组合反射的光线，并在无法接收到光线则发出控制信号使危险区域内的机构停止运作。

2.根据权利要求1所述的安全光幕系统，其特征在于：所述光学反射器组合至少包括一光学反射器，所述光学反射器是平面反射镜或棱镜。

3.根据权利要求2所述的安全光幕系统，其特征在于：所述光学反射器组合包括间隔一段距离设置的第一光学反射器与第二光学反射器，该发光器射出的光线沿第一方向射入第一光学反射器，经过第一光学反射器反射后沿第三方向射出，沿第三方向射出的光线经过第二光学反射器反射后，再沿第二方向射出并被该受光器接收。

4.根据权利要求3所述的安全光幕系统，其特征在于：所述光学反射器组合进一步包括一第三光学反射器，所述发光器、受光器、第一光学反射器、第二光学反射器以及第三光学反射器排列形成一个四边形，所述四边形将危险区域包围在其中；该发光器与该受光器共同设置在四边形的一个顶点，而第一光学反射器、第二光学反射器以及第三光学反射器则分别设置在所述四边形的另外三个顶点。

5.根据权利要求3所述的安全光幕系统，其特征在于，所述发光器、受光器、第一光学反射器以及第二光学反射器的连线呈四边形，该发光器与该受光器分别设置在四边形的相邻的两个顶点，而第一光学反射器与第二光学反射器则分别位于所述四边形的另外两个顶点。

6.根据权利要求5所述的安全光幕系统，其特征在于，所述四边形是矩形，所述第一光学反射器与第二光学反射器相对于入射光线成45度的入射角设置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的安全光幕系统，其特征在于：该设备具有一工作平台与设置在该工作平台上方且面积比工作平台小的顶板，该顶板在该工作平台上的投影空间定义出所述危险区域，该发光器、受光器及光学反射器组合设置在该工作平台的拐角处。

8.根据权利要求7所述的安全光幕系统，其特征在于：该发光器、受光器及光学反射器组合是一长条型元件，所述长条型元件的底部与该工作平台的上表面大致齐平，所述长条型元件的顶部高于该设备的顶板的下表面。

9.根据权利要求7所述的安全光幕系统，其特征在于：该设备是如下加工设备中任意一种：冲压设备、注塑设备，剪切设备、金属切削设备；该工作平台的下方一侧设有与危险区域连通的一出料口。

10.根据权利要求1至6任一项所述的安全光幕系统，其特征在于：该发光器上设有至少一个光源，其中每个光源均可射出一条光线；该受光器上对应设有至少一个光线感应器，其可对应接收该发光器的各个光源所射出的光线。

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