CN112943027B - 具有防夹手功能的开关装置及舱体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有防夹手功能的开关装置及舱体，包括动力机构、第一功能件、弹性组件、第一传感器组件、功能支撑件以及第二功能件，所述第一功能件、第二功能件分别可转动或可滑动的安装所述功能支撑件上，动力机构能够驱使第一功能件在第一位置和第二位置之间运动，第一功能件在第一位置和第二位置之间运动过程中能够通过弹性组件柔性驱使第二功能件在第三位置和第四位置之间运动，第二功能件能够在有外力阻挡时停留在第三位置和第四位置之间的第五位置，本发明中的开关装置在整个运动轨迹上采用柔性驱动结构，当有异物或手指阻挡时能够避免产生手指被夹伤的风险，结构设计巧妙，实用性强。

Description

具有防夹手功能的开关装置及舱体

技术领域

本发明涉及机器人制造技术领域，具体地，涉及一种具有防夹手功能的开关装置及舱体。

背景技术

机器人储物仓开关门的时候，如有异物或者手指挡在舱门的运行轨迹上，带来舱门运行卡阻风险，另外，也会造成手指被夹风险，如不进行防夹手的设计，极易造成人体伤害，同时也极可能造成舱门部件的损坏。

专利文献CN211524485U公开了一种舱门开关装置，包括：联动摇臂，其一端为固定端，另一端为联动端；固定端用以与舱门连接；传动摇臂，其一端为传动端，另一端为连接端；传动端与联动端以可拆卸方式连接；连接端用以与作动器连接，以使传动摇臂能够在作动器的带动下摆动，以此带动联动摇臂摆动，从而使舱门打开或关闭。但该方案没有防夹手功能，若有异物或者手指挡在舱门的运行轨迹上会造成舱门卡阻或夹伤手指。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有防夹手功能的开关装置。

根据本发明提供的一种具有防夹手功能的开关装置，包括动力机构、第一功能件、弹性组件、第一传感器组件、功能支撑件以及第二功能件；

所述第一功能件、第二功能件的端部分别可转动或可滑动的安装所述功能支撑件上；

所述动力机构能够驱使所述第一功能件在第一位置和第二位置之间运动；

所述第一功能件在第一位置和第二位置运动过程中通过弹性组件柔性驱使所述第二功能件在第三位置和第四位置之间运动；

当所述第二功能件在第三位置时，所述第一功能件在第一位置，当所述第二功能件在第四位置时，所述第一功能件在第二位置；

所述第二功能件能够在有外力阻挡时停留在第五位置，其中，所述第五位置位于所述第三位置和第四位置之间；

所述第一传感器组件与所述动力机构信号连接。

优选的，所述动力机构能够采用如下任一种驱动形式：

-电动驱动；

-气动驱动；

-液压驱动。

优选的，所述弹性组件包括第一弹簧以及第二弹簧；

所述第一弹簧、第二弹簧的一端分别连接所述第一功能件，所述第一弹簧的另一端连接所述第二功能件的一侧，所述第二弹簧的另一端连接所述第二功能件的另一侧。

优选的，所述第一传感器组件包括第一行程开关以及第二行程开关；

所述第一行程开关、第二行程开关均安装在所述第二功能件上且分别设置在第一功能件的两侧。

优选的，所述功能支撑件采用转动座，所述第一功能件、第二功能件的端部分别通过转轴可转动的安装在所述转动座上。

优选的，所述功能支撑件采用滑轨结构。

根据本发明提供的一种舱体，包括具有防夹手功能的开关装置，盛装件以及门体；

所述功能支撑件、第二传感器组件均安装在所述盛装件上，所述门体通过第二功能件可转动的安装在所述盛装件上；

所述第二传感器组件与所述动力机构信号连接。

当所述第二功能件运动到第三位置时，所述门体处于完全打开状态；

当所述第二功能件运动到第四位置时，所述门体处于关闭状态。

优选的，所述门体朝向所述盛装件的一面为平面或曲面，所述盛装件设置有开口，所述开口匹配所述门体。

优选的，所述第二功能件的数量为两个；

所述门体的上端、下端分别通过所述第二功能件可转动的安装在所述盛装件上。

优选的所述第二传感器组件采用光电开关。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过动力机构与弹性组件以及各个功能件的配合，能够实现门体在整个运动轨迹上的柔性驱动并在有异物或手指阻挡时停止关闭或打开运动，避免产生运行卡阻以及手指被夹伤的风险。

2、本发明在异物移走或者手指拿开后门体能继续自动打开或关闭。

3、本发明能针对不同运动原理(如左右旋转开关门和左右滑动开关门)，均能够实现防夹手功能，实用性强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中具有防夹手功能的开关装置的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图2为本发明中舱体的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图3为本发明中舱体门体打开的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图4为本发明中舱体门体关闭的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图5为本发明中第二功能件为两个时，舱体的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图6为本发明中舱体开门过程的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图7为本发明中舱体开门过程异物挡住门体的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图8为本发明中舱体关闭过程的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图9为本发明中舱体关闭过程异物挡住门体的结构示意图，其中功能支撑件采用转动座；

图10为本发明中具有防夹手功能的开关装置的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构；

图11为本发明中舱体的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构；

图12为本发明中舱体门体打开的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构；

图13为本发明中舱体门体关闭的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构；

图14为本发明中舱体开门过程异物挡住门体的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构；

图15为本发明中舱体关闭过程异物挡住门体的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构；

图16为本发明中第二功能件为两个时舱体的结构示意图，其中功能支撑件采用滑轨结构。

图中示出：

1-第一弹簧

2-第二弹簧

3-第一行程开关

4-第二行程开关

5-转动座

6-盛装件

7-门体

8-电动推杆

9-推杆座

10-摆杆

11-扇形板

12-锁紧垫片

13-方形板

14-滑轨结构

15-摆杆滑轨

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种具有防夹手功能的开关装置，包括动力机构、第一功能件、弹性组件、第一传感器组件、功能支撑件以及第二功能件，所述动力机构能够根据实际的应用场景采用多种驱动方式，以满足实际产品的需求，例如气动驱动，采用气缸驱动；再例如采用液压驱动，如采用液压油缸驱动的方式；又例如电动驱动，采用电机驱动丝杠转动实现驱动的形式，都能够满足本发明的需求。

在一个具体实施例中，所述动力机构包括电动推杆8、锁紧螺钉以及推杆座9，第一功能件优选采用摆杆10，电动推杆8的一端通过锁紧螺钉安装在推杆座9上，另一端通过锁紧螺钉可转动的连接第一功能件，在电动推杆8的驱使下第一功能件能够在第一位置和第二位置之间运动，如图1所示，第一位置为摆杆10的运动轨迹中距离电动推杆8最近的位置，第二位置为摆杆10的运动轨迹中距离电动推杆8最远的位置，当摆杆10运动过程中触发到第一传感器组件时，第一传感器组件将触发信号传输给电动推杆8进而使电动推杆8停止动作。

所述弹性组件包括第一弹簧以及第二弹簧，所述第一弹簧1、第二弹簧2的一端分别连接所述第一功能件，所述第一弹簧1的另一端连接所述第二功能件的一侧，所述第二弹簧2的另一端连接所述第二功能件的另一侧。

在一个优选例中，所述功能支撑件采用转动座5(如图1所示)，所述第一功能件、第二功能件的端部分别通过转轴可转动的安装在所述转动座5上，为延长设备的使用寿命，转动轴还可以配合锁紧垫片12使用，将锁紧垫片12布置在转动座5和摆杆10之间，以满足减少转动座5和摆杆10相对转动时产生的摩擦。在所述动力机构动作时能够推动第一功能件在第一位置与第二位置间转动，而第二功能件也在第一功能件驱使的弹性组件的作用下，在第三位置和第四位置间转动。

在所述功能支撑件采用转动座5的优选例中(如图1所示)，第二功能件优选为扇形板11，当所述第二功能件在第三位置时，所述第一功能件在第一位置，当所述第二功能件在第四位置时，所述第一功能件在第二位置，其中，第三位置对应开关装置的关闭位置，第四位置对应开关装置的打开位置。

所述第二功能件能够在有外力阻挡时停留在第五位置，即开关装置的从完全打开状态到关闭状态或从关闭状态到完全打开状态的过程中被异物阻挡进而停止在第五位置，此时动力机构的驱动力被弹性组件弹性吸收，其中，所述第五位置位于所述第三位置和第四位置之间，当异物阻挡力消除后在弹性组件的弹力作用下，第二功能件继续驱使朝向第三位置或第四位置运动。

在一个优选例中，所述第一传感器组件包括第一行程开关以及第二行程开关，它们均与所述动力机构信号连接，且所述第一行程开关、第二行程开关均安装在所述第二功能件上且分别设置在第一功能件的两侧。

进一步的，所述功能支持件除了采用转动座5形式，还可以采用滑轨结构14(如图10所示)，所述动力机构推动第一功能件在第一位置与第二位置间滑动，而第二功能件也在第一功能件驱使的弹性组件的作用下，在第三位置和第四位置间滑动。此时第二功能件优选为方形板13，当所述第二功能件在第三位置时，所述第一功能件在第一位置，当所述第二功能件在第四位置时，所述第一功能件在第二位置，其中，第三位置对应开关装置的关闭位置，第四位置对应开关装置的打开位置。值得注意的是，在一个优选例中，所述方形板13上还设置有摆杆滑轨15，所述摆杆10的滑动在所述摆杆滑轨15内移动，这样可以有效的减少摆杆10与方形板13之间的摩擦，使摆杆10运动更加顺滑。

本发明还提供了一种舱体，采用所述具有防夹手功能的开关装置，还包括盛装件6以及门体7，所述门体7朝向所述盛装件6的一面为平面或曲面，所述盛装件设置有开口，所述开口匹配所述门体。

本发明中的盛装件6可以采用多种结构，如具有一定容纳空间的箱体等，门体7用于匹配盛装件6，以实现盛装件6的关闭与打开，具体根据实际的应用场景进行设计，以满足实际产品的需求。

在所述功能支撑件采用转动座的优选例中(如图2所示)，所述盛装件开口可为曲面；若所述功能支撑件采用滑轨结构14，所述盛装件开口可为平面(如图11所示)。此种设计能使门体形状与所述具有防夹手功能的开关装置更为匹配，门体开启与关闭更为顺畅。

所述功能支撑件、第二传感器组件均安装在所述盛装件上，所述门体通过第二功能件可转动的安装在所述盛装件上；所述第二传感器优选采用光电开关，光电开关用于感应门体的开启/关闭动作是否完成，并将开关信号传输给动力机构，进而动力机构输出动作实现门体的开启与关闭。

如图3所示和图12所示，当所述第二功能件运动到第三位置时，所述门体处于完全打开状态。

如图4所示和图13所示，当所述第二功能件运动到第四位置时，所述门体处于关闭状态。

如图5所示，在一个所述舱体的优选例中，所述第二功能件的数量为两个，均采用扇形板11，所述门体的上端、下端分别通过所述第二功能件与锁紧垫片12可转动的安装在所述盛装6上。

如图16所示，在所述功能支持件采用滑轨结构14的优选例中，所述第二功能件的数量为两个，所述门体的上端、下端分别安装有所述第二功能件及所述滑轨结构14。

所述功能支持件采用转动座5形式的舱门开关，工作原理如下：

开门过程:

电动推杆8得电，电动推杆推出，推动摆杆10转动，将力传动给第一弹簧1和第二弹簧2，在第一弹簧1和第二弹簧2作用下，将力传动到扇形板11上，从而带动门体7转动部分转动(如图6所示)。

当运行中，出现手指或者其他异物挡在门体7转动路径上，门体7被外力作用，停止不动时，电动推杆8继续推动摆杆10运动，此时门体7阻力大于弹簧力时，第二弹簧2不断压缩，当压缩到摆杆10碰到第二行程开关4时，开关给出停止信号，电动推杆8停止不动。此时为自动检测夹手状态(如图7所示)。

当异物拿走或者手指拿开，舱门没有外力阻挡时，第二弹簧2由于过度压缩，力作用在扇形板11上，带动门体7继续转动，此时电动推杆8是静止的，摆杆10跟着静止，从而脱离第二行程开关4，第二行程开关4给出异物解除信号，此时电动推杆8继续动作，推动摆杆10转动，摆杆10通过弹簧推动扇形板11转动，扇形板11带动门体7转动，从而实现继续打开门体7动作。

关门过程：

电动推杆8得电，电动推杆缩回，推动摆杆10转动，将力传动给第一弹簧1和第二弹簧2，在第一弹簧1和第二弹簧2作用下，将力传动到扇形板11上，从而带动舱门转动部分转动(如图8所示)。

当运行中，出现手指或者其他异物挡在门体7转动路径上，门体7被外力作用，停止不动时，电动推杆8继续缩回带动摆杆10运动，此时门体7阻力大于弹簧力时，第一弹簧1不断压缩，当压缩到摆杆碰到第一行程开关3时，开关给出停止信号，电动推杆停止不动。此时为自动检测夹手状态(如图9所示)。

当异物拿走或者手指拿开，门体7没有外力阻挡时，第一弹簧1由于过度压缩，力作用在扇形板11上，带动门体7继续转动，此时电动推杆8是静止的，摆杆10跟着静止，从而脱离第一行程开关3，第一行程开关3给出异物解除信号，此时电动推杆8继续动作，推动摆杆10转动，摆杆10通过弹簧推动扇形板11转动，扇形板11带动门体7转动，从而实现继续关闭门体7动作。

所述功能支持件采用滑轨结构14形式的舱门开关，工作原理如下：

开门过程:

电动推杆8得电，电动推杆推出，推动摆杆10滑动，将力传动给第一弹簧1和第二弹簧2，在第一弹簧1和第二弹簧2作用下，将力传动到方形板13上，从而带动门体7滑动。

当运行中，出现手指或者其他异物挡在门体7转动路径上，门体7被外力作用，停止不动时，电动推杆8继续推动摆杆10运动，此时门体7阻力大于弹簧力时，第二弹簧2不断压缩，当压缩到摆杆10碰到第二行程开关4时，开关给出停止信号，电动推杆8停止不动。此时为自动检测夹手状态(如图14所示)。

当异物拿走或者手指拿开，舱门没有外力阻挡时，第二弹簧2由于过度压缩，力作用在方形板13上，带动门体7继续滑动，此时电动推杆8是静止的，摆杆10跟着静止，从而脱离第二行程开关4，第二行程开关4给出异物解除信号，此时电动推杆8继续动作，推动摆杆10滑动，摆杆10通过弹簧推动方形板13滑动，扇形板11带动门体7滑动，从而实现继续打开门体7动作。

关门过程：

电动推杆8得电，电动推杆缩回，推动摆杆10滑动，将力传动给第一弹簧1和第二弹簧2，在第一弹簧1和第二弹簧2作用下，将力传动到方形板13上，从而带动舱门滑动。

当运行中，出现手指或者其他异物挡在门体7滑动路径上，门体7被外力作用，停止不动时，电动推杆8继续缩回带动摆杆10运动，此时门体7阻力大于弹簧力时，第一弹簧1不断压缩，当压缩到摆杆碰到第一行程开关3时，开关给出停止信号，电动推杆停止不动。此时为自动检测夹手状态(如图15所示)。

当异物拿走或者手指拿开，门体7没有外力阻挡时，第一弹簧1由于过度压缩，力作用在方形板13上，带动门体7继续滑动，此时电动推杆8是静止的，摆杆10跟着静止，从而脱离第一行程开关3，第一行程开关3给出异物解除信号，此时电动推杆8继续动作，推动摆杆10滑动，摆杆10通过弹簧推动方形板13滑动，方形板11带动门体7滑动，从而实现继续关闭门体7动作。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种具有防夹手功能的开关装置，其特征在于，包括动力机构、第一功能件、弹性组件、第一传感器组件、功能支撑件以及第二功能件；

所述第一功能件、第二功能件均可转动或可滑动的安装所述功能支撑件上；

所述动力机构能够驱使所述第一功能件在第一位置和第二位置之间运动，所述第一功能件在第一位置和第二位置运动过程中通过弹性组件柔性驱使所述第二功能件在第三位置和第四位置之间运动；当所述第二功能件在第三位置时，所述第一功能件在第一位置，当所述第二功能件在第四位置时，所述第一功能件在第二位置；

所述第二功能件能够在有外力阻挡时停留在第五位置，其中，所述第五位置位于所述第三位置和第四位置之间；

所述第一功能件采用摆杆（10）；

所述功能支撑件采用转动座（5），所述第二功能件为扇形板（11）；或者所述功能支撑件采用滑轨结构（14），所述第二功能件为方形板（13）；

所述动力机构包括电动推杆（8），所述第一位置为摆杆（10）的运动轨迹中距离电动推杆（8）最近的位置，第二位置为摆杆（10）的运动轨迹中距离电动推杆（8）最远的位置；所述第三位置对应开关装置处于关闭状态时的位置，第四位置对应开关装置处于完全打开状态时的位置；

所述第五位置为开关装置从完全打开状态到关闭状态或从关闭状态到完全打开状态的过程中被异物阻挡进而停止的位置，此时动力机构的驱动力被弹性组件弹性吸收；当异物阻挡力消除后在弹性组件的弹力作用下，第二功能件继续驱使朝向第三位置或第四位置运动；

所述弹性组件包括第一弹簧（1）以及第二弹簧（2），所述第一弹簧（1）、第二弹簧（2）的一端分别连接所述第一功能件，所述第一弹簧（1）的另一端连接所述第二功能件的一侧，所述第二弹簧（2）的另一端连接所述第二功能件的另一侧；

所述第一传感器组件与所述动力机构信号连接。

2.根据权利要求1所述的具有防夹手功能的开关装置，其特征在于，所述动力机构能够采用如下任一种驱动形式：

- 电动驱动；

- 气动驱动；

- 液压驱动。

3.根据权利要求1所述的具有防夹手功能的开关装置，其特征在于，所述第一传感器组件包括第一行程开关（3）以及第二行程开关（4）；

所述第一行程开关（3）、第二行程开关（4）均安装在所述第二功能件上且分别设置在第一功能件的两侧。

4.根据权利要求1所述的具有防夹手功能的开关装置，其特征在于，所述功能支撑件采用转动座（5），所述第一功能件、第二功能件的端部分别通过转轴可转动的安装在所述转动座（5）上。

5.一种舱体，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的具有防夹手功能的开关装置，包括盛装件（6）、第二传感组件以及门体（7）；

所述功能支撑件、第二传感器组件均安装在所述盛装件（6）上，所述门体（7）通过第二功能件可转动的安装在所述盛装件（6）上；

所述第二传感器组件与所述动力机构信号连接；

当所述第二功能件运动到第三位置时，所述门体（7）处于完全打开状态；

当所述第二功能件运动到第四位置时，所述门体（7）处于关闭状态。

6.根据权利要求5所述的舱体，其特征在于，所述门体（7）朝向所述盛装件（6）的一面为平面或曲面，所述盛装件（6）设置有开口，所述开口匹配所述门体（7）。

7.根据权利要求5所述的舱体，其特征在于，所述第二功能件的数量为两个；

所述门体（7）的上端、下端分别通过所述第二功能件可转动的安装在所述盛装件（6）上。

8.根据权利要求5所述的舱体，其特征在于，所述第二传感器组件采用光电开关。