CN111623229A - 一种双手操纵安全装置及其操纵系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机械安全防护技术领域，提供了一种双手操纵安全装置及其操纵系统，包括双手控制按钮、操纵箱、与操纵箱固定连接的支撑杆以及安装在操纵箱上的安全装置，所述安全装置包括挡板、滑板和伸缩杆，所述挡板和滑板围成一空腔，所述双手控制按钮设置在挡板和滑板围成的空腔内，所述滑板上开设有可供手部进出的通孔，本发明的一种双手操纵安全装置，通过设置双手按钮控制，限制操作者双手必须同时操作，通过设置由挡板和滑板组成的安全装置，进一步预防操作者单手、单臂或同肘等不当操作的发生，滑板的滑动设计以及通孔的设计则是在预防操作者不当操作的同时使操作的操作过程更加的舒适省力，提高安全舒适度。

Description

一种双手操纵安全装置及其操纵系统

技术领域

本发明属于机器安全技术领域，尤其涉及一种保护操作者人身安全的双手操纵安全装置及其操纵系统。

背景技术

安全是指人或机械在一个环境中不发生危险与不受到损害的状态。在机械工业中，安全涉及到人、机械和环境三个方面，同样导致不安全的原因也是这三个方面，即人的不安全行为、机器不安全状态和环境的缺失。

机械安全是指机械在安全生命周期内，风险被充分减少的情况下，执行其预定功能而对人体不产生损伤或危害健康的能力。也就是说，机械安全是从人的需要出发，在使用机械全过程的各种状态下(包括运输、安装、调试、维护等)，到达人体免受外界因素危害的状态和条件。为确保机械安全，需要从设计(制造)和使用方面采取安全措施。提高人员操作的安全性，防止或减少机械安全事故，是当今人们共同关心的问题。机械安全主要控制环节：设计阶段，操作阶段和管理阶段。

在机械制造行业中，有大量的机器由于加工、上下料的需要，危险区域与操作区域重叠，危险区域无法安全防护，操作者的疏忽很容易造成机械伤害，特别是压力机、注塑机及冲床等机器发生安全事故的概率特别高。为了对危险区域进行安全防护，特别是对操作者手部安全的防护，是一些行业如冲压行业必须要解决的问题，本发明的一种双手操作安全装置，就是保护操作者双手的一种安全装置。

发明内容

本发明提供一种双手操纵安全装置及其操纵系统，旨在减少传统的双手操纵装置上出现不当操作或意外操作的方式，降低因操作者的疏忽造成人身安全事故的概率，尽可能的保护操作者的人身安全。

本发明是这样实现的，一种双手操纵安全装置，包括双手控制按钮10、操纵箱11、与操纵箱11固定连接的支撑杆12以及安装在操纵箱11上的安全装置20，其特征在于：所述安全装置20包括挡板21、滑板22和伸缩杆23，所述挡板21与操纵箱11固定连接，所述滑板22与操纵箱11滑动连接，所述伸缩杆23的一端与挡板21内壁固定连接，另一端与滑板22固定连接，所述挡板21和滑板22围成一空腔，所述双手控制按钮10设置在挡板21和滑板22围成的空腔内，所述滑板22上开设有可供手部进出的通孔。

优选的，所述双手控制按钮10包括左手按钮101和右手按钮102，且左手按钮101与右手按钮102间的距离大于260mm。

优选的，所述操纵箱11上开设有滑槽110，所述滑板22底部两侧设置有滑块221，所述滑板22通过滑槽110、滑块221与操纵箱11滑动连接。

优选的，所述滑板22内壁安装有锁紧机构14，所述锁紧机构14用以限制所述滑板在操纵箱上的滑动。

优选的，所述锁紧机构14由螺栓141和螺杆142组成。

优选的，所述通孔的下底面为弧面，所述弧面上设有软垫。

优选的，所述支撑杆12上固定有一防护环13。

本发明还提供了一种双手操纵安全装置的操纵系统，包括上述任一双手操纵安全装置，还包括电路控制模块，用于接收双手操纵装置的操纵信号并对信号进行处理、传递和响应；延时自锁模块，用于限制双手操纵装置的操作方式和操作时间。

优选的，所述电路控制模块包括信号转换器、信号处理器和逻辑电路。

优选的，所述延时自锁模块包括时间继电器。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种双手操纵安全装置及其操纵系统，通过设置双手按钮控制，限制操作者双手必须同时操作，通过设置由挡板和滑板组成的安全装置，进一步预防操作者单手、单臂或同肘等不当操作的发生，滑板的滑动设计以及通孔的设计则是在预防操作者不当操作的同时使操作的操作过程更加的舒适省力，提高安全舒适度，同时配合相应的操纵系统，进一步的对操作者的使用进行限定，安全系数更高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中的滑动结构示意图；

图3为本发明中的挡板结构示意图；

图4为本发明中的锁紧机构示意图；

图5为本发明中的底座结构示意图；

图6为本发明中的双手操纵安全装置的工作示意图；

图7为本发明中的延时自锁模块的工作电路图；

图8为本发明中的同步操纵情况下的输入信号图；

图中：10、双手控制按钮；101、左手按钮；102、右手按钮；11、操纵箱；110、滑槽；12、支撑杆；13、防护环；14、锁紧机构；141、螺栓；142、螺杆；20、安全装置；21、挡板；211、上板；212、后板；213、下板；22、滑板；221、滑块；23、伸缩杆；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-4，一种双手操纵安全装置，包括双手控制按钮10、操纵箱11、与操纵箱11固定连接的支撑杆12以及安装在操纵箱11上的安全装置20，安全装置20包括挡板21、滑板22和伸缩杆23，挡板21与操纵箱11固定连接，滑板22与操纵箱11滑动连接，伸缩杆23的一端与挡板21内壁固定连接，另一端与滑板22固定连接，挡板21和滑板22围成一空腔，双手控制按钮10设置在挡板21和滑板22围成的空腔内，滑板22上开设有可供手部进出的通孔。

在本实施方式中，双手控制按钮10沿操纵箱11的中线对称安装在操纵箱11的两侧，分为左手按钮101和右手按钮102，左手按钮101与右手按钮102串联，只有当左右手控制按钮都被按下时电路才会被接通；双手控制按钮10外部设置有安全装置20，该安全装置20由挡板21、滑板22和伸缩杆23组成，挡板21、滑板22和操纵箱11一起形成保护空腔，双手控制按钮10置于空腔内，操作者通过滑板22上的通孔将双手伸入空腔内操作双手控制按钮10，避免操作者通过单手操作按钮或者通过同肘同臂来操作双手控制按钮等不当操作的发生。

在本实施方式中，挡板21一体成型，并与操纵箱11固定连接，左右俩侧的挡板21对称设置，分别由后板212、上板211和下板213组成，后板212可以有效防止操作者从操纵装置的后部伸入双手操作控制按钮，上板211则是为了有效避免操作者的单手、单臂或同肘等的不当操作，下板213则是为了有效的避免操作者利用工具例如板条、直尺等条状外物同时按压双手控制按钮的违反规定的操作的发生；滑板22与操纵箱11滑动连接，滑板22与双手控制按钮10间的距离可以滑动调节，操作者可以根据自身手部的大小调节滑板22与双手控制按钮10间的距离；滑板22上开设有可供手部进出的通孔，操作者通过通孔将双手伸入空腔内操作双手控制按钮10，通孔的大小可以完全容纳人的手部，人的手部可以通过通孔自由进出。

进一步的，双手控制按钮10包括左手按钮101和右手按钮102，且左手按钮101与右手按钮102间的距离大于260mm。

在本实施方式中，通过设置双手控制按钮10，操作者应在同一时间段内使用双手，每一个控制按钮用一只手，从而一起激发控制按钮上的输入信号，且只有施加两个输入信号，来自双手控制按钮10的输出信号才能保持，释放一个或者两个控制按钮都会导致输出信号终断，左手按钮101与右手按钮102间的距离大于260mm则是为了进一步避免操作者同肘或同一个手操作的方式。

进一步的，操纵箱11上开设有滑槽110，滑板22底部两侧设置有滑块221，滑板22通过滑槽110、滑块221与操纵箱11滑动连接。

在本实施方式中，滑板22底部两侧设置有滑块221，滑块221与滑板22一体成型，滑块221对应的操纵箱11上表面位置开设有滑槽110，滑块221与滑槽110相互嵌合，滑块221可以在滑槽110上自由滑动，滑板22通过滑槽110、滑块221在操纵箱11上自由滑动。

进一步的，滑板22内壁安装有锁紧机构14，锁紧机构14用以限制所述滑板22在操纵箱11上的滑动，锁紧机构14由螺栓141和螺杆142组成。

在本实施方式中，滑板22靠近伸缩杆23的一侧内壁上安装有锁紧机构14，操作者可以通过调节该锁紧机构14将滑板22固定在操纵箱11上，限制滑板22的滑动；锁紧机构14可以由螺栓141和螺杆142组成，螺栓141固定安装在滑板22上，螺杆142穿过螺栓141并与螺栓141螺接，使用时，通过旋转螺杆142使螺杆的底部与操纵箱11接触锁紧或远离，在其他的实施方式中，锁紧机构14还可以是卡槽结构、齿链结构等，其他用以限制滑板22滑动的锁紧结构都可视为本锁紧机构的可选实施方式。

在本实施方式中，通孔的下底面为弧面，弧面上设有软垫。

进一步的，弧面的设置可以契合手腕，软垫则是为了保护手腕以及增加操作者操作时的舒适度，操作者在进行双手操作时，双手通过通孔进入空腔，利用手掌按压按钮，手腕则可以搭放在滑板弧面上，使操作者的操作者的操作更舒适，也可以减缓操作者长时间操作双手控制按钮对手腕的损伤。

在本实施方式中，支撑杆12上固定有一防护环13。

进一步的，防护环13设置为圆形，一方面可以限制操作者身体与双手操纵装置的距离，另一方面可以用于保持和检查操纵控制器件与危险区之间所要求的安全距离，更好的保护操作者的人身安全。

本发明还提供了一种双手操纵安全装置的操纵系统，包括上述任一实施例的双手操纵安全装置，还包括电路控制模块，用于接收双手操纵装置的操纵信号并对信号进行处理、传递和响应；延时自锁模块，用于限制双手操纵装置的操作方式和操作时间。

请参照图6，在本实施方式中，电路控制模块包括信号转换器、信号处理器和逻辑电路，双手控制按钮和信号转换器、信号处理器依次电连接在逻辑电路中，具体的，信号转换器从控制按钮上接收到输入信号，并将其传送到和(或)转换成信号处理器可以接受的形式，信号处理器则是接收到来自信号转换器传送和(或)转换的信号后对其进行处理并产生一个输出信号，整个信号的传递以电信号的方式在逻辑电路中传递。

在本实施方式中，信号转换器设有2个，与双手控制按钮的左手按钮和右手按钮分别电连接，当按下或松开按钮时，信号转换器会从按钮上接收到一个机械信号，信号转换器会将该信号传送或转换成一个信号处理器可以接受的形式(比如电信号)传递给信号处理器，信号处理器接收到来自2个信号转换器传递的信号后进行处理并产生一个输出信号，执行机构根据信号处理器输出的信号作出响应。

请参照图7、图8，在本实施方式中，延时自锁模块主要包括时间继电器，且时间继电器的延时范围在0.5s以内；在本模块中，任意按下双手按钮之一SB1或SB2，时间继电器KT被激励，在0.5S之内按下另一个按钮，安全继电器KA1被激励，由KA1的执行机构去启动机器，此模块电路只有在两个按钮SB1和SB2都被按下且两个按钮按下的时间差在0.5S内，安全继电器KA1才能被激励，如果仅按下一个按钮或者在一个按钮被按下(如SB1)，而另一个按钮按下的时间差超过0.5S，此电路中的KA1不会被激励，从而也不会启动机器运行，这样防止在实际操作中出现单手按钮启动机器，从而造成危险事件。

在本实施方式中，通过时间继电器来限制双手控制按钮的操作方式和操作时间，一方面保证了操作者必须同步操作双手控制按钮，限定了操作者的操作规范，另一方面有效的预防了由于一个控制按钮锁定而造成的不当使用。具体的，利用时间继电器的延时控制功能和继电器用来接通或切断较高电压、较大电流的电气功能来构建延时自锁电路，实现对双手控制按钮的延时自锁功能，当操作者的操作不合规范或者出现单按钮锁定造成双手控制按钮变成单手控制按钮的情形，此时双手控制按钮会被锁定失效，无法成功激励执行机构，只有两个控制按钮都被释放后重新被同时按下，输出信号才有可能再被激发。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双手操纵安全装置，包括双手控制按钮、操纵箱、与操纵箱固定连接的支撑杆以及安装在操纵箱上的安全装置，其特征在于：所述安全装置包括挡板、滑板和伸缩杆，所述挡板与操纵箱固定连接，所述滑板与操纵箱滑动连接，所述伸缩杆的一端与挡板内壁固定连接，另一端与滑板固定连接，所述挡板和滑板围成一空腔，所述双手控制按钮设置在挡板和滑板围成的空腔内，所述滑板上开设有可供手部进出的通孔。

2.如权利要求1所述的一种双手操纵安全装置，其特征在于：所述双手控制按钮包括左手按钮和右手按钮，且左手按钮与右手按钮间的距离大于260mm。

3.如权利要求1所述的一种双手操纵安全装置，其特征在于：所述操纵箱上开设有滑槽，所述滑板底部两侧设置有滑块，所述滑板通过滑槽、滑块与操纵箱滑动连接。

4.如权利要求1所述的一种双手操纵安全装置，其特征在于：所述滑板内壁安装有锁紧机构，所述锁紧机构用以限制所述滑板在操纵箱上的滑动。

5.如权利要求4所述的一种双手操纵安全装置，其特征在于：所述锁紧机构由螺栓螺杆组成。

6.如权利要求1所述的一种双手操纵安全装置，其特征在于：所述通孔的下底面为弧面，所述弧面上设有软垫。

7.如权利要求1所述的一种双手操纵安全装置，其特征在于：所述支撑杆上固定有一防护环。

8.一种双手操纵安全装置的操纵系统，包括权利要求1-7中的任一双手操纵安全装置，其特征在于：还包括电路控制模块，用于接收双手操纵装置的操纵信号并对信号进行处理、传递和响应；延时自锁模块，用于限制双手操纵装置的操作方式和操作时间。

9.如权利要求8所述的一种双手操纵安全装置的操纵系统，其特征在于：所述电路控制模块包括信号转换器、信号处理器和逻辑电路。

10.如权利要求8所述的一种双手操纵安全装置的操纵系统，其特征在于：所述延时自锁模块包括时间继电器。

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