机械安全防护培训实验装置的制作方法

本实用新型属于机械实验设备领域，特别是一种机械安全防护培训实验装置。

背景技术：

机械设备作为制造业进行生产经营使用最为广泛的重要工具之一，在企业的运营中扮演着越来越重要的角色。然而随着机械设备技术的日新月异，机械的构成越来越复杂，对机械产品的可靠性、安全性提出了越来越高的要求。通常复杂的机械设备往往由数以万计的元件组成，同时元件之间的关系错综复杂，在研制和使用这些元件的过程中常常包含能量的控制问题，微细的差错就可能导致异常能量的意外释放，从而引发严重的机械设备伤害事故。事故的起因来自人的意识判断，判断上的错误导致人的不安全行为，如果不安全行为触发了潜藏的危险，则会导致事故发生。因此人的不安全行为是事故发生的直接原因，根本原因则是设备设计、制造存在安全缺陷也即设备本质安全化程度不够。

因此，产品在设计阶段就应当按照严格的标准进行安全设计，通过安全防护系统提高机械的安全性。安全防护系统的作用是保护工业现场的工作人员和加工设备的安全，避免工作人员出现人身安全事故，避免现场的加工设备受到损坏，减少企业因安全事故所造成的损失。

高等学校作为高等人才培养的主要场所，毕业生将成为企业研发、设计产品的主力军，因此在高等工程教育中引入安全教育与安全设计理念，对培养高素质的人才具有重要的现实与战略意义。可通过构建机械安全防护培训系统，培养学生或初级研发人员在产品设计时即考虑安全防护问题的能力，提高产品的本质安全水平，从而保障使用者的安全，而目前还没有专门针对机械安全防护训练相关的实验装置。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种机械安全防护培训实验装置，以使学生或初级研发人员通过实验台的操作训练，掌握机械安全防护控制系统的设计方法，具备安全防护问题的意识。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种机械安全防护培训实验装置，包括工件搬运系统、安全防护控制系统；

所述工件搬运系统包括码垛机器人、操控盒、安全围栏；所述码垛机器人、安全围栏均固定在地面上，码垛机器人安装在安全围栏的内部；所述操控盒与码垛机器人相连；

所述安全防护控制系统包括安全输入模块、安全控制模块与安全输出模块；所述安全输入模块用于检测是否有人员接近危险源；所述安全输出模块用于当安全输入设备检测到存在危险源时，安全输出设备输出报警；所述安全控制模块用于对安全输入设备的检测信息进行读取、运算，对安全输出设备进行控制。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

(1)较为全面的安装培训装置：通过工件搬运系统、安全防护控制系统、电气控制系统等多种机械运动与安全防护系统的结合，能够使学生或初级研发人员更加全面的掌握机械安全防护控制系统的设计方法。

(2)符合实际应用场合：设置的码垛机器人、安全围栏等更加符合工厂的加工环境，使得学生或初级研发人员的培训环境更加符合实际应用场合。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1是机械安全防护培训实验装置的总体结构示意图。

图2为安全防护控制系统部分连接结构示意图。

发明方式

为了说明本实用新型的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

结合图1-2，本实用新型的一种机械安全防护培训实验装置，包括工件搬运系统、安全防护控制系统、电气控制系统；

所述工件搬运系统包括码垛机器人1、操控盒12、安全围栏16；所述码垛机器人1、安全围栏16均固定在地面上，码垛机器人1安装在安全围栏16的内部，并与安全控制器10相连，有危险时安全控制器10控制码垛机器人1停止工作；所述操控盒12与码垛机器人1相连；所述操控盒12固定在安全围栏16上或采用手持，操控盒12控制机器人的启动、运行等；所述安全围栏16为三面封闭、一面开放的矩形框结构；安全围栏16开放的一面作为入口。

所述安全防护控制系统包括安全输入模块、安全控制模块与安全输出模块；所述安全输入模块用于检测是否有人员接近危险源；所述安全输出模块用于当安全输入设备检测到存在危险源时，安全输出设备输出报警；所述安全控制模块用于对安全输入设备的检测信息进行读取、运算，对安全输出设备进行控制。

所述安全输入模块包括安全光幕4、安全垫5、安全连锁开关13、解锁按钮14、安全激光扫描仪15；所述安全光幕4安装在安全围栏16的入口处并与安全控制器10相连，用于检测入口处是否有操作人员的进出，当码垛机器人1工作时，如存在操作人员的进出入口，则会触发安全光幕4，码垛机器人1停止工作；所述安全垫5设置在安全围栏16的入口的外侧，安全垫5与安全控制器10相连；所述安全垫5内设有压力传感器，当有操作人员进入安全垫5上时，将触发安全垫5，码垛机器人1停止工作；通过安全光幕4和安全垫5的双重检测，能够更加有效的检测到安全源；

为了便于维护，所述安全围栏16上还设有侧门，所述安全连锁开关13、解锁按钮14均安装在安全围栏16的侧门上，并均与安全控制器10相连；当安全围栏16的侧门处于打开时，将触发安全连锁开关13，码垛机器人1停止工作；当安全围栏16的侧门处于打开状态时，必须按动解锁按钮14才能使得侧门再次关闭。

所述安全激光扫描仪15固定在地面上，并安装在安全围栏16内，安全激光扫描仪15与安全控制器10相连，激光扫描仪15通过扫描周围环境，判断是否有人进入危险区域，如果人进入了危险区域，则安全控制器10将使机器人停止工作。；

所述安全输出模块包括多层警示灯6，多层警示灯与安全控制器10相连；当操作人员或外部触发安全光幕4或安全垫5，或安全围栏16的侧门处于打开状态时，将启动多层警示灯15的红色警示灯，同时报警声响起；

所述安全控制模块包括安全控制器10、急停按钮8、复位按钮7；所述安全控制器10安装在总控制柜9内；所述急停按钮8、复位按钮7均与安全控制器10相连，并设置在中控制柜9上。

优选的，为了便于操作和观察，所述总控制柜9安装安全围栏16入口的一端；所述多层警示灯6安装在总控制柜9的上端。

所述电气控制系统包括总控制柜9和电源指示灯6；所述电源指示灯6安装在总控制柜9上，以显示是否为供电状态；所述总控制柜9为工件搬运系统、安全防护控制系统进行供电。上述机械安全防护培训实验装置也可与外部的电气控制系统相连，实现对实验装置的通断电控制。

工作时，电气控制系统进行供电，电源指示灯6和复位按钮7指示灯亮，多层警示灯11红色警报灯亮；按下复位按钮7，复位按钮7与多层警示灯11红色报警灯灭；操作操控盒12启动码垛机器人1，码垛机器人1将第一物块2搬运至第二物块3处，将将第二物块3搬运至第一物块2处，往复码垛动作；当触发安全垫5时，码垛机器人1将立刻停止工作，多层警示灯11红色警示灯亮起，并发出警报声；按下复位按钮7，多层警示灯11红色警示灯灭，码垛机器人1恢复原状态；同理，当触发安全光幕4、安全联锁开关、急停按钮8、安全激光扫描仪15、将触发安全防护系统，使码垛机器人1停止工作。

本实用新型的机械安全防护培训实验装置通过工件搬运系统、安全防护控制系统、电气控制系统等多种机械运动与安全防护系统的结合，能够使学生或初级研发人员更加全面的掌握机械安全防护控制系统的设计方法；设置的码垛机器人、安全围栏等更加符合工厂的加工环境，使得学生或初级研发人员的培训环境更加符合实际应用场合。