CN203964944U - 安全触须 - Google Patents

Abstract

在装备的插入端设置似猫的胡须功用的触碰感知元件可以避免插入体碰撞被插入体，本实用新型采用一个即可以摆动又可以移动的物件作为触须，将摆角转换成位移，通过测量位移感知碰撞，采用似方向盘的结构件作为触须，在触须侧摆或轴向窜动时，传感器可以发讯。

Description

安全触须

技术领域

一种专用传感器，两个相对运动的做相对穿插动作的物体，尤其是不允许相互碰撞的情况下，为避免意外碰撞，在插入装备的前端安装一个似猫胡须功能的触碰元件可以感知，及时停车，避免事故发生，可应用于各种装备、设备上。

背景技术

在钢卷生产过程中，有时会需求将钢卷抬起，其方法之一是由心部挑起，挑起钢卷的设备在其调杠伸入卷眼(卷取形成的内孔，行业上俗称卷眼)时，一旦调杠没有对正卷眼就会发生碰撞的事故，造成钢卷或设备损坏，当调杠与钢卷间有人时，更可能发生人身伤亡事故。目前正在使用的技术是在调杠的前端安装一个盘状零件，盘状零件的上方再设置一个可以沿着盘状零件径向移动的零件，盘状零件与径向零件共同承担触须的功能，插入前，触须的径向零件与盘状零件共同构成大于调杠外形的轮廓(小于卷眼)，插入后挑起钢卷时，径向零件下的弹簧被压缩，使径向零件避免与钢卷强顶，在没有对正(或其间有人)的情况下，径向零件因弹力作用伸出，触须径向零件的前端面碰撞钢卷，触须连带盘状零件沿着调杠的轴向压缩弹簧并触发传感器从而感知发讯，保护设备或人身安全，这种结构形式的盘状零件需要依靠直线导向支承保持其正面与插入方向垂直，直线导向支承的导向长度与碰撞点相对导向支承的距离之比接近或小于2倍摩擦系数时，滑动副发生自锁现象，结构失效不起保护作用，为此，导向长度需要尽可能长，这样就使得结构长度较大，即便如此，因导向支撑磨损，导向长度会逐渐变短，最终或有可能发生自锁现象，在事故现象发生时不起保护作用，且因必须保持径向零件在盘状零件的上方，所以导向支撑在采用圆柱导杆的情况下必须用一对导向，结构复杂，加工精度要求高。

发明内容

为解决上述问题，避免事故发生并简化结构，本实用新型采用的方法是使用盘状零件作为触须(1)，盘状零件具有2维转动和一维移动自由度，盘状零件可以相对调杠发生偏摆以取代上述径向零件避免强顶的功能，可以因轴向受力沿轴向移动，偏摆或移动的同时能使传感元件感知，达到发讯的目的，具体方法是在装备的插入端前端面设置一个大于插入件插入方向的横段面外形轮廓的零件作为触须(1)，后端连接一个摆盘(2)，摆盘(2)的后端有一个弹性元件(6)，摆盘(2)与弹性元件(6)共同置于一个型腔内，型腔的侧壁为摆盘(2)的导向支撑，型腔前端面中心有孔，与摆盘(2)连接的触须(1)的颈部由前端孔中心穿过，弹性元件(6)的前端或直接或间接压在摆盘(2)上，使得摆盘(2)能够依靠弹性元件(6)的弹性贴靠在型腔的前端盖(4)内壁面上，当触须(1)遇阻发生偏摆或轴向移动时，感知摆盘(2)的偏摆或移动即可得到讯息；进一步为了更方便的感知偏摆，在摆盘(2)与弹性元件(6)之间设置一个似活塞的零件，可以轴向往复移动，活塞(3)的前端紧贴摆盘(2)后端面，后端与弹性元件(6)的端面紧贴，活塞(3)与摆盘(2)同由型腔侧壁支撑，活塞(3)可沿着型腔侧壁滑移，无论触须(1)遇阻是发生偏摆或是轴向移动，活塞(3)都会移动，这样只要检测活塞(3)的位移便可得知触须(1)遇阻。本实用新型与现有技术相比具有的优点是可多方位感知碰撞，动作灵活，可靠性更高，结构简单便于加工制作，同时还可以作为调杠调起物体或下降落放物体时调杠接触到了被挑起物体的位置检测，节省原技术在这两个方向上设置的位置传感器。

附图说明

下面针对附图对本实用新型所采纳的技术方案做进一步的说明：

图1是本实用新型基本结构图

图2是本实用新型在基本结构上为方便检测实施的方案之一

图3是本实用新型的最佳实施方案——初始位置(安全位)

图4是图3实施例的发讯位置——侧向感知

图5是图3实施例的发讯位置——正向感知

图中代号说明：

1.触须；2.摆盘；3.活塞；4.前端盖；5.壳体；6.弹性元件；7.后盖；8.传感器

具体实施方式

作为触须功用的盘状零件其外形必须小于被插入物体相应位置的形状，同时需要大于随后插入的物体的外形，在前述钢卷生产上使用的装备上即是调杠的外形，也可以应用到开卷机卷取轴的端部，以前述调杠为例，钢卷因卷眼是圆形的，所以触须做成圆环最为简便，为了将触须(1)与摆盘(2)联结在一起，触须(1)上还需要包含联结所需的部分，图1所示实施例触须(1)好像方向盘一样，它包括一个圆环(下称触须环)、支撑触须环的辐条和一个联结件，辐条用以支撑触须环，以触须环形心呈放射状均布布置，辐条的放射端连接到触须环上，辐条的内敛走向由径向转向轴向构成触须的颈部，其根部连接到一个联结件(下称触须联结端)上，触须颈部需要一定的长度，使触须环和触须联结端轴向拉开，以便于动作时可以伸入到型腔中，触须联结端用于联结摆盘(2)，触须颈部的外切圆小于触须联结端，触须联结端的外径小于型腔前端孔，摆盘(2)外径大于前端孔，摆盘(2)与触须环被前端孔隔离，本实施例型腔的前、后端分别由两个零件构成——前端盖(4)和后盖(7)，前端孔在前端盖(4)上，图1中前端盖(4)、壳体(5)、后盖(7)组合后内部构成了一个型腔，在型腔内摆盘(2)的后端面和后盖(7)之间设置弹性元件(6)，弹性元件(6)可以用弹簧如圆柱螺旋压簧等，还可以使用气囊，弹性元件(6)的作用是使摆盘(2)始终压在前端盖(4)上，当触须(1)受外力偏摆或沿着轴向退缩时，弹性元件(6)可压缩让位，采用气囊的情况下，还可以因气囊压缩气压变化，采用感知气压的传感器，图1中所示传感器(8)为波感传感器(光波、声波等)，波感传感器即可以感知角度也可以感知位移。本实用新型附图中前端盖(4)外形很大其目的是用以兼做法兰作为本实用新型的安装固定端口(安装到装备上比如调杠前端)。

图2是在图1基础上为了进一步扩大传感器的应用种类，方便各种不同环境、工况的应用，在摆盘(2)与弹性元件(6)间增设了一个活塞(3)，这里所说的活塞(3)不求塞(密封)，好像气缸中的活塞没装密封，同时这一实施例的活塞(3)不带活塞杆，活塞(3)具有一定的厚度，以灵活导向移动，活塞(3)在型腔中具有一个位置自由度，在摆盘(2)摆动时，活塞(3)端面上任意直径位置上受到摆盘(2)作用活塞(3)都可以自由移动，当触须(1)外力消除后，弹性元件(6)压迫活塞(3)使摆盘(2)复位，此实施例与图1所示实施例比较，弹性元件(6)对触须(1)的作用力增加了一倍，活塞(3)位置的检测还可以在壳体(5)外壳上设置传感器，比如在壳体(5)上设置接近开关，可以感应活塞(3)是否后退，或采用非导磁材料制作壳体(5)，在壳体(5)外缠绕线圈，感知电感的变化，或用两组线圈，通过次级线圈的电流变化感知活塞(3)的位置。

图3是本实用新型的一个更具体的实施例，图2实施例的进步作品，传感器(8)采用市面上可以方便采购的U形光电开关(如欧姆龙凹槽型光电开关E3Z-G型)，活塞(3)带活塞杆，活塞(3)因有活塞杆可以很薄，活塞(3)的导向依活塞和活塞杆共同实现，活塞在型腔内，活塞杆由后盖(7)中心孔穿过，后盖(7)中心孔与活塞杆为滑动配合，作为活塞杆的导向支撑，活塞杆由后盖(7)穿出到外侧，后盖(7)外侧面上安装一个U形光电开关，活塞杆可从U形怀中穿过，U形臂上一侧有光波发射源和另一侧为光波接收端，光轴在活塞杆伸出时可被遮住，在触须(1)未受外力时的初始位置光波可被接收端感知，图3所示活塞(3)的位置是初始位置，其活塞杆没有遮住光轴，图4和图5分别是图3实施例触须(1)受到横向力和轴向力时活塞(3)的状态，活塞杆穿过U形光电开关，光轴被遮盖。

本实用新型除了插入时可作为安全保护发讯外，插入完成后，在调杠挑起钢卷时还可以作为已受卷发讯作为下一个动作的条件，具体到调杠来说，插入动作时如果发讯是事故，升降动作时为行程开关，前提不同，结果不同，一举多得。

在某些应用工况下仅需检测横向碰触，可以在图2所示实施例的活塞(3)的端部设置一个传感器，传感器的感知面与活塞前端面平行、共面或隐于前端面内，传感器的感知面在活塞整个面紧贴摆盘(2)后端面时，能够感知到摆盘(2)后端面，在触须受到横向外力时，摆盘偏转，活塞与摆盘间闪出缝隙，从而传感器感知发生变化(感知不到摆盘后端面)。

Claims (9)

1.一种安全触须，在插入或伸进过程中感知两物体是否会发生碰撞的感知器件，在插入端前端面有一个大于插入件插入方向横截面外形轮廓的触须，其特征在于，触须(1)后端连接有一个摆盘(2)，摆盘(2)的后端有一个弹性元件(6)，摆盘(2)与弹性元件(6)共同置于一个型腔内，型腔的侧壁为摆盘(2)的导向支撑，型腔前端面中心有孔，与摆盘(2)连接的触须(1)的颈部由前端孔中心穿过，弹性元件(6)的前端或直接或间接压在摆盘(2)上，使得摆盘(2)能够依靠弹性元件(6)的弹性贴靠在型腔的前端盖(4)内壁面上。 

2.根据权利要求1所述的安全触须，其特征在于触须(1)由触须环、数根支撑触须环的辐条和触须联结端组成，辐条用以支撑触须环，以触须环形心放射均布布置，辐条的放射端连接到触须环上，辐条的内敛走向由径向转向轴向构成触须的颈部，其根部连接到触须联结端上，触须颈部需要一定的长度，使触须环和触须联结端轴向拉开，以便于动作时可以伸入到型腔中，触须联结端用于联结摆盘(2)，触须颈部的外切圆小于触须联结端，触须联结端的外径小于型腔前端孔，摆盘(2)外径大于前端孔，摆盘(2)与触须环被前端孔隔离。 

3.根据权利要求1或2所述的安全触须，其特征在于所述弹性元件(6)是弹簧或气囊。 

4.根据权利要求1或2所述的安全触须，其特征在于摆盘(2)与弹性元件(6)之间有一个可以轴向往复移动的零件为活塞(3)，活塞(3)的前端紧贴摆盘(2)后端面，后端与弹性元件(6)的端面紧贴，活塞(3)与摆盘(2)同由型腔侧壁支撑，活塞(3)可沿着型腔侧壁滑移。 

5.根据权利要求3所述的安全触须，其特征在于活塞(3)似油缸活塞杆，前端为大直径盘状活塞，后端为小直径杆，杆与前端盘状活塞同轴，型腔的后端面中心有孔，活塞杆穿过后端面中心孔并由其支撑，与活塞共同承担滑动支撑。 

6.根据权利要求5所述的安全触须，其特征在于活塞杆由后端中心孔穿出到外端面外，外端面上安装有传感器，活塞(3)整个前端面紧贴摆盘(2)后端面时，亦即摆盘(2)前端面紧贴型腔前端内壁面时，活塞杆的伸出量最小，其伸出端恰不能被传感器感知，但当摆盘(2)轴向发生偏转时，各面不再紧贴而是相互斜撑，活塞杆伸出量加大，伸出端能够被传感器感知。 

7.根据权利要求3所述的安全触须，其特征在于在安全触须型腔外壳上缠绕有感应线圈。 

8.根据权利要求3所述的安全触须，其特征在于在安全触须型腔后端面上安装有可以感知内腔容积变化的传感器。 

9.根据权利要求4所述的安全触须，其特征在于在活塞上有传感器，传感器的感知面与活塞前端面平行、共面或隐于前端面内，传感器的感知面在活塞整个面紧贴摆盘(2)后端面时，能够感知到摆盘(2)后端面，否则，不能感知。