防挤压装置及高空作业机械的制作方法

1.本发明涉及安全防护装置，具体地，涉及一种防挤压装置。此外，还涉及一种具有上述防挤压装置的高空作业机械。


背景技术：

2.升降作业机械上通常安装工作平台，工作平台用于容纳操作者，工作平台上通常会安装操作台，并且操作台固定在工作平台沿机械主要运动方向朝前方的一侧，便于操作者进行相应的作业。
3.对于这种类型的设备，在运行过程中，存在对操作者造成挤压伤害的风险；例如，高空作业机械(塔吊、升降机等)，在作业平台移动过程中，如果操作不慎，未注意到后方大尺寸障碍物，或者后方存在意外脱落物撞击时，会发生操作人员在运行时被周边障碍物挤压伤害的情况。
4.针对上述风险，本领域技术人员设计了多种类型的移动操作台防挤压装置，以减轻或避免对操作者的伤害。例如：(1)柔性绳索配合磁性吸附式断路开关，操作人员受挤压伤害时，磁性吸附开关断路；(2)摆杆式防挤压装置，操作人员受挤压伤害时，摆杆旋转运动达到运动终点，以提供一定的避让空间。但是，上述现有技术的移动操作台防挤压装置，在实际应用中存在一定不足。
5.例如，对于采用柔性绳索配合磁性吸附式断路开关的柔性拉线防挤压装置，在触发过程中，拉线与人体在受力状态相对滑动可能造成人体损伤；对于摆杆式防挤压装置，摆杆达到运动终点后仍占用人体冗余安全空间，且未留出装置触发到设备停止的滞后反应运动空间。
6.有鉴于此，需要设计一种能够克服上述技术难题、有效解决或缓解上述技术难题的新型防挤压装置。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种防挤压装置，该防挤压装置被触发时能够使碰撞杆直接脱离为自由状态，不会对人体构成影响，而且，不占用冗余安全空间，留有滞后反应运动空间。
8.本发明还要解决的技术问题是提供一种高空作业机械，该高空作业机械的防挤压装置被触发时能够使碰撞杆直接脱离为自由状态，不会对人体构成影响，而且，不占用冗余安全空间，留有滞后反应运动空间。
9.为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种防挤压装置，包括活动机构、固定机构和位置信号检测机构，所述活动机构包括夹持件和碰撞杆，所述碰撞杆的两端分别与一个所述夹持件卡夹连接，所述夹持件与所述固定机构枢接，以能够使所述碰撞杆响应于操作者所受挤压推力而使所述碰撞杆从初始状态朝向远离所述操作者的方向移动枢转，且使所述碰撞杆枢转到设定位置而从所述夹持件的开口脱落；
10.所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输所述碰撞杆的脱落状态信号，以使得控制单元能够基于所述脱落状态信号进行控制操作。
11.可选地，所述碰撞杆的轴线与所述夹持件的枢转轴线平行。
12.可选地，所述夹持件包括用于安装所述位置信号检测机构的安装座和用于与所述碰撞杆的端部卡夹连接的卡夹部，所述夹持件通过旋转结构与所述固定机构枢接。
13.进一步地，所述旋转结构包括安装在所述夹持件与所述固定机构两者中一者上的通孔以及另一者上与所述通孔能够枢转配合的销轴。
14.具体地，所述销轴穿出所述通孔的轴段上设置有弹性挡圈。
15.具体地，所述卡夹部为卡爪，所述卡爪的端部设置为向内弯折，以对所述碰撞杆的端部卡夹。
16.可选地，所述夹持件与所述固定机构之间设置有阻尼。
17.可选地，所述夹持件与所述固定机构之间设置有限位装置，以限定所述夹持件的旋转角度。
18.可选地，所述位置信号检测机构包括信号检测器件，所述信号检测器件能够检测并传输所述碰撞杆的脱落状态信号给所述控制单元，以使所述控制单元控制作业平台制动或向安全方向移动。
19.进一步地，所述信号检测器件包括信号触发元件，所述信号触发元件安装在所述夹持件上，以能够检测所述碰撞杆受到挤压推力脱落时产生的脱落状态信号。
20.本发明另一方面提供一种高空作业机械，设置有上述技术方案中任一项所述的防挤压装置。
21.通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
22.本发明的防挤压装置安装在作业平台上，位于控制台的上方，通过固定机构安装在作业平台上，碰撞杆的两端分别与一个夹持件卡夹连接，夹持件与固定机构枢接；操作人员在经历后方不同方向的挤压压力的各种危险情况时，在夹持件的旋转运动带动下，碰撞杆仅需较小回转半径，就能够从夹持件的开口脱落，形成自由状态；而且，位置信号检测机构同时检测到碰撞杆处于脱落状态，使得控制单元能够基于脱落状态信号进行相应的防护操作，极大地提高了安全性。相对于现有的柔性拉线防挤压装置，不会对人体构成影响，没有较长运动过程，可避免异物造成运动过程受限而影响装置性能。相对于现有的摆杆式防挤压装置，预留有滞后反应运动空间，具有更大的冗余安全空间，占用操作人员操作空间较小。
23.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
24.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：
25.图1是本发明具体实施方式中的防挤压装置的结构示意图；
26.图2是本发明具体实施方式中的防挤压装置的装配示意图；
27.图3是本发明具体实施方式中的固定机构的结构示意图；
28.图4是本发明具体实施方式中的夹持件的结构示意图；
29.图5是本发明具体实施方式中的卡夹部的结构示意图；
30.图6是本发明具体实施方式中的碰撞杆的结构示意图。
31.附图标记说明
32.1固定机构
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11基部
33.12通孔
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2夹持件
34.21销轴
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22卡夹部
35.23安装座
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3碰撞杆
36.31碰撞杆的端部
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4信号触发元件
37.5弹性挡圈
具体实施方式
38.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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
39.首先需要说明的是，本发明的作业平台泛指各类机械或设备上具有的供操作人员控制、驾驶、操纵台位或区域，包括但不限于高空作业机械的操作平台、混凝土设备的中控台、工厂或其他场合采用的叉车等的驾驶操作区等，只要其具有上述类型的作业平台，并且采用了本发明的防挤压装置的技术方案，其均应当属于本发明的保护范围。
40.如图1至图6所示，本发明基本实施方式提供一种防挤压装置，包括活动机构、固定机构1和位置信号检测机构，所述活动机构包括夹持件2和碰撞杆3，所述碰撞杆3的两端分别与一个所述夹持件2卡夹连接，所述夹持件2与所述固定机构1枢接，以能够使所述碰撞杆3响应于操作者所受挤压推力而使所述碰撞杆3从初始状态朝向远离所述操作者的方向移动枢转，且使所述碰撞杆3枢转到设定位置而从所述夹持件2的开口脱落；
41.所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输所述碰撞杆3的脱落状态信号，以使得控制单元能够基于所述脱落状态信号进行控制操作。
42.为了便于理解本发明的防挤压装置的技术方案，以下将其应用于作业平台中来具体说明本发明的防挤压装置的技术效果。
43.高空作业机械设备属于载人设备，通常采用作业平台搭载操作人员，在作业平台上会安装有控制台，如图1所示，本发明的防挤压装置安装在控制台上方，具体地，可以安装在作业平台上，如扶手、防护栏等位置上安装固定机构1，固定机构1与对应的夹持件2枢接，碰撞杆3的两端分别与一个夹持件2卡夹连接，使碰撞杆3位于控制台的上方。这种固定机构1与夹持件2枢接以及夹持件2与碰撞杆3的端部卡夹连接的设计方式，当操作人员在经历后方不同方向的挤压压力的各种危险情况时，使得夹持件2回转的半径较小，就可以带动碰撞杆3来到设定位置，此时挤压压力的方向基本上朝向夹持件2的开口，使碰撞杆3在外部的挤压压力的作用下从夹持件2的开口脱落，形成一种自由状态。碰撞杆3从被触发到脱落，整个过程时间较短，没有较长的运动过程，位置信号检测机构用于检测碰撞杆3是否发生脱落，当位置信号检测机构检测碰撞杆3发生脱落时，将检测到的脱落状态信息及时反馈给控制单元，使得控制单元能够基于脱落状态信号进行相应的防护操作。如此，由于碰撞杆3从被触发到脱落整个过程较短，因此，不会对人体构成影响，也可以避免异物造成运动过程受限
所带来的装置性能的影响；由于碰撞杆3脱离了控制台的上方的空间，因此，不会占用冗余安全空间，也能够留出足够的装置触发到设备停止的滞后反应运动空间，碰撞杆3转动角度较小，占用操作人员操作空间也相应较小。
44.作为固定机构1的一种具体实施例，参照图2和图3，固定机构1可以为板形结构，具体地，由基部11构成，基部11为一种安装板，基部11安装在作业平台的扶手、防护栏等位置上，在基部11上设置有通孔12，通孔12用于与夹持件2枢接，基于结构强度的考虑，通孔12所在位置的厚度可以大于基部11的厚度。或者，基部11也可以为其它结构形式，只要能够达到将固定机构1安装在作业平台的扶手、防护栏等位置上的目的即可。其中，基部11与工作平台的扶手、防护栏等的连接方式可以为焊接、螺栓连接、铆接、粘接等多种方式。
45.作为夹持件2的一种具体实施例，参照图4和图5，夹持件2包括卡夹部22和安装座23，卡夹部22能够用于与碰撞杆3的端部31卡夹连接，安装座23用于安装位置信号检测机构，如此设计，在夹持件2旋转运动时，位置信号检测机构与碰撞杆3之间的相对位置关系保持不变，从而当碰撞杆3发生脱落时能够被精准检测到，结构布置简洁。
46.在具体实施例中，固定机构1与夹持件2之间通过旋转结构实现两者之间的相对枢转，具体地，夹持件2还包括销轴21，销轴21安装在卡夹部22上方安装位置的一侧，安装座23安装在与之相对的另一侧，夹持件2的销轴21与固定机构1的通孔12构成一种旋转结构。或者，也可以将销轴21与通孔12的安装位置进行互换，即在卡夹部22上方安装位置开设通孔12，在基部11上设置有销轴21，同样能够实现固定机构1与夹持件2的枢接。其中，通孔12与销轴21之间可以增加轴承等利于相对旋转的构件。或者，固定机构1与夹持件2之间也可以采用其它适合形式的旋转结构实现两者之间的相对枢转。
47.基于上述技术方案，碰撞杆3的轴线与夹持件2的旋转轴线，即碰撞杆3的轴线与通孔12的轴线相平行，使得碰撞杆3的轴线与夹持件2的旋转轴线具有一定偏心距，在碰撞杆3受到不同方向身体压力时，碰撞杆3可以旋转至挤压压力方向朝向夹持件2开口的位置，从夹持件2开口脱落。
48.为了防止固定机构1与夹持件2之间发生轴向的相对移动，可以采用弹性挡圈5进行位置限定，具体地，可以在销轴21穿出通孔12的轴段上设置轴槽或孔槽，将弹性挡圈5安装在轴槽或孔槽内，以阻止销轴21相对于通孔12发生移动，从而能够限制固定机构1与夹持件2的相对位置。
49.作为卡夹部22的一种具体实施例，参照图4和图5，卡夹部22可以为卡爪，卡爪使用弹性材料制备，如橡胶等，卡爪的爪设置为向内弯折，以形成一定的夹持力，对碰撞杆3的端部31形成卡合夹持的作用。在具体操作中，需要考虑人体承受的压力以及装置容易被误触发两个方面而设计卡夹部22需要具有的具体夹持力，在实际测试中，当人体在外部挤压压力作用下受到损伤，碰撞杆3刚好从卡夹部22脱落时，卡夹部22所具有的夹持力作为最大值，当装置发生误触发，碰撞杆3刚好从卡夹部22脱落时，卡夹部22所具有的夹持力作为最小值，在设计卡夹部22的具体夹持力时，可以从上述最大值与最小值之间进行选择。
50.参照图6，碰撞杆3的端部31可以设置有环形槽，以便与卡夹部22相卡夹。为了避免高空坠物，碰撞杆3可以与工作平台柔性连接，例如，碰撞杆3的一端通过绳索与工作平台柔性连接。
51.此外，卡夹部22不局限于上述弹性卡爪的具体结构形式，例如，将卡爪的两个爪设
计为可以向外转动的结构，在两个爪之间安装弹簧，约束两个爪，从而使卡爪具有一定夹持力，同样能够实现对碰撞杆3的端部31卡夹。或者，卡夹部22也可为弹簧装置、气动装置、液压装置等可提供特定夹持力的装置。
52.为了避免在重力和移动过程中的惯性作用下而产生无序抖动，可以在夹持件2与固定机构1之间设置有阻尼，例如，在销轴21与通孔12之间设置扭簧等作为阻尼，使得销轴21与通孔12之间施加一定的预紧力，这对于操作人员无意识的误操作也是能够具有一定预防作用的，有效地提升了作业平台的工作稳定性，确保了作业平台的正常施工作业。
53.在本发明的上述实施方式的基础上，位置信号检测机构可以采用多种形式，其可以采用单一的信号检测器件，对碰撞杆3的位置变化进行监测，或者，也可以采用多个信号检测器件，对碰撞杆3的位置变化同时进行监测，当达到触发状态时，传输信号，使控制单元控制作业平台制动或朝安全方向运动，例如典型地反向运动。
54.具体地，参照图5，信号检测器件可以包括信号触发元件4，信号触发元件4可以安装在夹持件2的安装座23上，当碰撞杆3受到挤压推力时，会推动夹持件2旋转，由于信号触发元件4安装在夹持件2的安装座23上，因此，信号触发元件4与碰撞杆3之间的相对位置在被触发到碰撞杆3脱落的过程中保持不变，在碰撞杆3脱落后，信号触发元件4检测到其与碰撞杆3的相对位置发生变化，从而产生脱落状态信号，并将脱落状态信号传输给控制单元，控制单元根据移动位置信号控制作业平台制动或朝安全方向运动。
55.其中，信号触发元件4可以为感应式或者接触式传感器，例如光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器、激光传感器等。有关光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器和激光传感器等位置检测传输技术，目前应用普遍，应用形式多样，其线路连接和应用相对较为成熟，不再作过多的应用形式举例赘述。
56.在图1的实施例中，信号触发元件4具有外接数据线，在旋转中，信号触发元件4的数据线可能发生缠绕在碰撞杆3上的情况，从而对碰撞杆3的脱落产生影响，因此，可以在夹持件2与固定机构1之间设置有限位装置，用于限定夹持件2的旋转角度，例如，在固定机构1的基部11上一定位置设置凸起结构，当夹持件2旋转到一定角度后，形成对夹持件2的阻挡，或者，在夹持件2的边缘设置凸起结构，当夹持件2旋转到一定角度后，凸起结构与固定机构1的基部11发生碰撞，形成对夹持件2的阻挡。
57.需要说明的是，作业平台属于移动式作业机械或者移动设备，其控制单元在移动式作业机械或移动设备一般属于常规部件，在此基础上，将本发明的位置信号检测机构电连接到控制单元，并使得控制单元基于位置信号检测机构的检测信号进行控制操作，在本发明技术构思的启示之下，这在控制技术的实现上是相对成熟的。其中，控制单元根据逻辑判断进行预警控制、或者阀输出电流减小、或者直接切断、或者反向电流输出，以控制移动操作台减速、制动或者朝向安全方向运动，例如反向或者偏转方向运动。
58.在本发明上述防挤压装置的技术方案的基础上，本发明还提供一种高空作业机械，其中，其包括上述任一技术方案所述的防挤压装置。
59.为了更加深刻理解本发明防挤压装置的技术构思和优点，以下结合图1至图6描述本发明相对优选特征相对全面的防挤压装置的结构形式。
60.两个固定机构1分别安装在作业平台两侧的扶手、防护栏等位置上，固定机构1由基部11构成，在基部11上设置有通孔12。夹持件2由销轴21、卡夹部22及安装座23组成，卡夹
部22优选为卡爪，卡爪由弹性材料制备而成，卡爪的爪的长度和截面通过设计可提供特定夹持力，碰撞杆3的两端分别与一个卡夹部22卡夹连接，卡夹部22上方安装位置的一侧安装销轴21，相对的另一侧安装安装座23，安装座23用于安装信号触发元件4，销轴21穿过通孔12的轴段上安装有弹性挡圈5，使得夹持件2与固定机构1枢接，
61.当操作人员在经历后方不同方向的挤压压力的各种危险情况时，操作人员身体与碰撞杆3发生挤压接触，迫使夹持件2相对于固定机构1发生旋转，并使碰撞杆3旋转至身体所受挤压压力方向朝向卡夹部22开口，碰撞杆3脱离卡夹部22，并触发信号触发元件4发送信号，通过控制单元紧急停止设备运行或反向运动(此时设备将不能再前进，只能进行安全、反向的移动，避免进一步挤压，出现二次伤害)，同时设备报警，避免人体被挤压在障碍物与操控台间造成人员伤亡，同时碰撞杆3脱离也能为操作人员提供紧急避让空间。
62.相对于现有的柔性拉线防挤压装置，其触发过程拉线与人体在受力状态相对滑动可能造成人体损伤，且设备使用时间较长后，拉线沾染异物后柔性降低可能影响装置性能。本发明的防挤压装置触发过程，碰撞杆3直接脱离卡夹部22成为自由状态，不对人体构成影响，且触发过程仅为碰撞杆3与卡夹部22的脱离，没有较长运动过程，可避免异物造成运动过程受限而影响装置性能。
63.相对于现有的摆杆式防挤压装置，其摆杆达到运动终点后仍占用人体冗余安全空间，且为留出装置触发到设备停止的滞后反应运动空间，摆杆摆动半径一般较大，占用操作人员操作空间较多。本发明的防挤压装置触发时，碰撞杆3直接脱离卡夹部22成为自由状态，从触发点至控制台均为冗余安全空间，且使挤压力方向朝向卡夹部22开口仅需较小回转半径，碰撞杆3摆动半径较小，占用操作人员操作空间较小。
64.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。
65.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。
66.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。