防碰撞装置的制作方法

本发明涉及港口机械领域，具体地，涉及一种防碰撞装置。

背景技术：

在国内外港口机械设备中，例如堆取料机、装船机、链斗卸船机等通常设置有大量的可移动机构，如臂架装置、溜筒装置等。然而这些可移动机构在工作中容易发生碰撞，极易导致设备的损坏，从而影响设备的正常工作，严重时甚至还可能导致人员的伤亡。

为了解决这些可移动机构的碰撞问题，现有技术设计了相应的防碰撞装置，这些防碰撞装置的种类主要为以下几种：

1)在防撞区域布置钢丝绳，钢丝绳的一端与刚性支架固定，另一端安装开关限位，通过外力碰撞刚性支架使钢丝绳的拉力发生变化，从而触发碰撞信号；

2)在防撞区域安装防撞挡板，通过外力碰撞挡板使挡板的角度位移发生变化，从而触发碰撞信号；

3)在防撞区域设置激光扫描或超声波设备，同时安装GPS精确定位设备，通过实时三维扫描后经PLC(可编程逻辑控制器)分析计算触发碰撞信号。

然而，对于现有的防碰撞装置，上述种类1)中的防碰撞装置的防碰撞开关仅在钢丝绳拉紧时才会触发碰撞信号，而在实际碰撞时，除了碰撞使钢丝绳拉紧外，还存在安装支架因碰撞变形导致钢丝绳松弛、钢丝绳绳断裂等情况，此时该防碰撞装置是不会触发碰撞信号的，因此无法进行全面的防碰撞保护。且由于安装支架为刚性，发生碰撞时常导致支架变形或者钢丝绳断裂，当退出碰撞区域后，防碰撞装置无法自动复位，即无法及时修复起到继续保护的效果。

而种类2)中的防撞挡板由于其结构限制，不能做太大，对较大区域的防碰撞需多个防撞挡板组合进行使用，因此占用空间大，信号接收点也较多，对长距离的臂架结构难以实现全面地保护。此外，防撞挡板只能接受特定方向的撞击力，即只能防止特定方向的碰撞，也不能对设备实现全面的保护。

种类3)中的利用GPS精确定位和激光(超声波)扫描的防碰撞装置，虽然精度较高，但是成本较高，控制系统复杂。同时防碰撞的精度和可靠性也受限于现场环境和天气情况。

针对上述现有技术的不足之处，本领域的技术人员迫切需要寻求一种防碰撞装置，其能够在各种碰撞情况下均能准确触发碰撞信号，从而提高防碰撞装置的防碰撞精度，以弥补现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种防碰撞装置，其能够在各种碰撞情况下均能准确触发碰撞信号，从而提高防碰撞装置的防碰撞精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种防碰撞装置，该防碰撞装置包括用于与外部的可移动机构相连的支架，位于支架一侧的弹性碰撞件，以及固定连接在支架另一侧的信号触发组件，弹性碰撞件与信号触发组件通过连接件连接，其中，信号触发组件包括限定有安全信号触发区域的触发开关和能够相对于触发开关运动的触发件，触发件与连接件相连并被其限定于安全信号触发区域内，以使得当弹性碰撞件在受到外部碰撞时，连接件带动触发件超出安全信号触发区域后发出碰撞报警信号，或当连接件断裂时触发件失去限制超出安全信号触发区域后发出碰撞报警信号。

优选地，弹性碰撞件的连接连接件的一端与触发件位于同一水平轴线位置。

优选地，触发件包括与支架固定连接的管状壳体和位于管状壳体内的触发杆，以及位于管状壳体和触发杆之间的弹性件，其中，触发杆的一端穿过支架与连接件连接，触发杆的另一端包括抵压端，弹性件设置在由管状壳体、支架和抵压端限定的区域内。

优选地，触发开关位于管状壳体的内壁。

优选地，触发件包括与支架固定连接的管状壳体和位于管状壳体内的触发杆，以及位于管状壳体和触发杆之间的弹性件，其中，触发杆的一端穿过支架与连接件连接，触发杆的另一端包括抵压端，管状壳体的外壁包括沿轴线方向设置的通槽，抵压端延伸出通槽，弹性件设置在由管状壳体、支架和抵压端限定的区域内。

优选地，触发开关位于管状壳体的外部。

优选地，触发开关所限定的安全信号触发区域位于抵压端对弹性件的有效压缩行程的中间位置，触发开关由抵压端的延伸出通槽的部分触发。

优选地，通槽为对称设置的两个，抵压端的延伸出各通槽的部分均能超出安全信号触发区域以触发碰撞报警信号。

优选地，管状壳体的非连接端设置有用于阻挡抵压端的止挡件。

优选地，弹性碰撞件和弹性件均为弹簧，并且弹性碰撞件的切变模量大于弹性件的弹性模量。

优选地，抵压端对弹性件的有效压缩行程不小于由触发开关所限定的安全信号触发区域的宽度的3倍。

优选地，连接件与触发杆通过花篮螺栓进行连接。

通过上述技术方案，本发明的防碰撞装置通过设置弹性碰撞件，当该弹性碰撞件受到外部碰撞时，弹性碰撞件发生变形，从而带动连接件发生运动，而连接件与触发件相连，连接件的运动也同时带动了触发件的运动，此时，当触发件在由触发开关限定的安全信号触发区域内时，防碰撞装置不会发出碰撞报警，因此处于安全状态，而当触发件超出安全信号触发区域时防碰撞装置会发出碰撞报警信号，因此处于非安全状态，从而提醒操作人员采取相应地措施。在本发明中，由于弹性碰撞件自身的弹性可使其接收各个方向上的碰撞，因此可保证防碰撞装置在各种碰撞情况下均能准确触发碰撞信号，从而提高防碰撞装置的防碰撞精度。同时，弹性碰撞件在碰撞后还能实现自复位，因此能够实现防碰撞装置的多次有效使用。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的防碰撞装置的第一实施例的结构示意图；

图2是根据本发明的防碰撞装置的第二实施例的结构示意图。

附图标记说明

1 支架 2 弹性碰撞件

3 连接件 4 触发开关

5 触发件 51 管状壳体

52 触发杆 53 弹性件

521 抵压端 6 止挡件

7 花篮螺栓

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1显示了根据本发明的防碰撞装置的第一实施例的结构示意图。在如图1所示的实施例中，防碰撞装置包括用于与外部的可移动机构相连的支架1，位于支架1一侧的弹性碰撞件2，以及固定连接在支架1另一侧的信号触发组件，弹性碰撞件2与信号触发组件通过连接件3连接，其中，信号触发组件包括限定有安全信号触发区域的触发开关4和能够相对于触发开关4运动的触发件5，触发件5与连接件3相连并位于安全信号触发区域内，以使得当弹性碰撞件2在受到外部碰撞时，连接件3带动触发件5超出安全信号触发区域后发出碰撞报警信号，或当连接件3断裂时触发件5失去限制超出安全信号触发区域后发出碰撞报警信号。

通过上述技术方案，本发明的防碰撞装置通过设置弹性碰撞件2，当该弹性碰撞件2受到外部碰撞时，弹性碰撞件2发生变形，从而带动连接件3发生运动，而连接件3与触发件5相连，连接件3的运动也同时带动了触发件5的运动，此时，当触发件5在由触发开关4限定的安全信号触发区域内时，防碰撞装置不会发出碰撞报警，因此处于安全状态，而当触发件5超出安全信号触发区域时防碰撞装置会发出碰撞报警信号，因此处于非安全状态，从而提醒操作人员采取相应地措施。

在本发明中，由于弹性碰撞件2自身的弹性可使其能够接收各个方向上的碰撞力，因此可保证防碰撞装置在各种碰撞情况下均能准确触发碰撞信号，从而提高防碰撞装置的防碰撞精度。同时，弹性碰撞件2在碰撞后还能实现自复位，因此能够实现防碰撞装置的多次有效使用，减少了维护时间。

优选地，上述弹性碰撞件2优选为弹簧、橡胶等，其具有良好地拱凸特性，并且其最大弹性极限能满足可移动机构的惯性产生的冲击载荷。连接件3可以是刚性的也可以是柔性的，例如可以是钢丝绳等线状或带状体。触发开关4可以是压力或位移传感器等信号触发器。

根据本发明，优选地，弹性碰撞件2的连接连接件3的一端与触发件5位于同一水平轴线位置。通过该设置，无论弹性碰撞件2的连接连接件3的一端的位置发生任意方向上的改变，触发件4的位置均可快速响应该变化，从而使防碰撞装置对碰撞力的感应更灵敏。但是，值得注意的是，弹性碰撞件2的连接连接件3的一端与触发件5并不限于同一水平轴线安装位置，碰撞件2的连接连接件3的一端与触发件5之间也可通过设置改向装置来使二者之间呈任意角度。

在如图1所示的实施例中，触发件5包括与支架1固定连接的管状壳体51和位于管状壳体51内的触发杆52，以及位于管状壳体51和触发杆52之间的弹性件53，其中，触发杆52的一端穿过支架1与连接件3连接，触发杆52的另一端包括抵压端521，弹性件53设置在由管状壳体51、支架1和抵压端521限定的区域内。优选地，触发杆可选择为T形拉杆，弹性件53可以选择为任意具有伸缩功能的弹性件，例如弹簧，海绵等。还优选地，触发杆52通过花篮螺栓7与连接件3进行连接。

在该实施例中，当弹性碰撞件2发生碰撞时，若连接件3因碰撞拉紧，则触发杆52的抵压端521向左压缩弹性件53，直至抵压端521离开安全信号触发区域，发出碰撞信号；若连接件3因碰撞而松动，则弹性件53向右顶开抵压端521，同样地，抵压端521离开安全信号触发区域后也会发出碰撞信号；而当弹性件53退出碰撞区域后，弹性件53和连接件3恢复到初始状态，弹性件53也相应复位，抵压端521回到安全信号触发区域内，正常状态信号恢复。

优选地，触发开关4位于管状壳体51的内壁，以更好地感应抵压端521的位置变化。

在如图2所示的实施例中，与如图1所示的实施例的不同之处在于，管状壳体51的外壁包括沿轴线方向设置的通槽，抵压端521延伸出通槽。此时，触发开关4位于管状壳体51的外部。优选地，触发开关4所限定的安全信号触发区域位于抵压端521对弹性件53的有效压缩行程的中间位置，触发开关4由抵压端521的延伸出通槽的部分触发。进一步优选地，通槽为对称设置的两个，抵压端521的延伸出各通槽的部分均能超出安全信号触发区域以触发碰撞报警信号。

在该实施方案中，抵压端521延伸出通槽，并可在通槽内轴向运动，使得抵压端521能够更好地感知位于管状壳体51的外部的触发开关4，同时还使触发开关4的安装更为方便。优选地，触发开关4可固定于一伸缩支架上，该伸缩支架固定在支架1上，优选与管状壳体51平行，通过伸缩支架的伸缩，可调节触发开关4的位置以满足不同工况的使用需求。

如图1和图2所示，优选地，管状壳体51的非连接端设置有用于阻挡抵压端521的止挡件6。该止挡件6用于防止抵压端521滑出管状壳体51。

在一个优选地实施方式中，弹性碰撞件2和弹性件53均优选为弹簧，并且弹性碰撞件2的切变模量大于弹性件53的弹性模量，从而确保在发生碰撞时弹性件53首先发生变形以触发碰撞信号。

在另一个优选地实施方式中，抵压端521对弹性件53的有效压缩行程不小于由触发开关4所限定的安全信号触发区域的宽度的3倍，以确保防碰撞装置工作时，抵压端521能可靠的离开由触发开关4限定的安全信号触发区域，发出碰撞信号。优选地，抵压端521对弹性件53的有效压缩行程为由触发开关4所限定的安全信号触发区域的宽度的3倍。

与现有技术相比，本发明的防碰撞装置具备以下优点：

1)本发明的防碰撞装置避免了现有技术中的防碰撞装置的碰撞件在碰撞变形导致钢丝绳松弛、钢丝绳绳断裂等情况下无法触发碰撞信号的问题，因此确保了各种碰撞情况都能准确发出碰撞信号。

2)本发明的防碰撞装置在碰撞后能够实现自动复位，可实现防碰撞装置的多次有效使用，减少维护时间。

3)本发明的防碰撞装置能够满足对碰撞点的三维保护，结合连接件的使用，通过延长连接件的长度可延展防碰撞装置的保护范围。同时，还可通过多个防碰撞装置的灵活组合方式组成更为广阔的三维立体的防撞系统，如多个防碰撞装置组成环形，可对筒体等移动机构等进行全面的三维防撞保护。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。