УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РУК ПРИ РАБОТЕ НА СТАНКЕ Российский патент 1995 года по МПК F16P3/12 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, обеспечивающим оптимальные условия для техники безопасности, а именно, к устройствам для предотвращения травмирования оператора, например, пресса в межштамповом пространстве.

Известно устройство тревожной сигнализации (1), содержащие инфракрасные излучатели и приемники инфракрасного излучения. При пересечении светового луча каким-либо объектом уровень излучения, падающий на фотоприемник, снижается, и включается тревожная сигнализация.

Недостаток известного устройства низкая помехозащищенность, так как данная сигнализация срабатывает на все объекты, пересекающие луч. При использовании данного устройства для защиты рук оператора пресса срабатывание устройства будет происходить при пересечении луча заготовками или щипцами, что создает неудобства в работе, либо вообще сделает невозможным проведение определенных работ.

Известно предохранительное устройство для станков (2), содержащее источник УФ-излучений, освещающий опасную зону и приемник оптического излучения, перчатку из флуоресцирующего материала на руке оператора, а также устройство сигнализации и блокировки станка. При попадании руки оператора в опасную зону, перчатка излучает сигналы в оптическом диапазоне, принимаемые приемником оптического излучения, который приводит в действие устройство сигнализации и блокировки станка.

Недостатком этого устройства является низкая надежность и помехозащищенность, вследствие возможного наличия в опасной зоне посторонних источников оптического излучения, а также нестабильности излучения перчатки в процессе работы из-за запыленности, загрязненности ее поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является система безопасности работников механообрабатывающего предприятия (3), содержащая связанные с антенной генератор радиосигналов, соединенный со схемой контроля и блокировки станка. Генератор с антенной постоянно находятся при работнике. Опасная зона окружена оградой, к верхней части которой прикреплен экран. Приемная антенна расположена под экраном. В случае вхождения работника в опасную зону на выходе схемы контроля и блокировки формируется сигнал. Станок останавливается.

Недостатком этой системы является низкая надежность и помехозащищенность, обусловленные необходимостью наличия при работнике активного передатчика радиосигналов в виде генератора с автономным источником питания. При этом для обеспечения защиты объектов, например, рук оператора, генератор радиосигналов с автономным источником питания должен иметь малые габариты, что сокращает время без отказной работы. Кроме того, сигнал генератора, не связанный с приемником, сложно выделить на фоне промышленных помех.

Задача изобретения повышение надежности и помехозащищенности.

Это достигается тем, что в устройстве для защиты рук, содержащем связанные с антенной генератор радиосигналов и приемник радиосигналов, соединенный со схемой тревожной сигнализации и блокировки станка, на руке оператора закреплен пассивный электроакустический приемо-передатчик (радиоответчик), связанный с антенной и выполненный, например, в виде линии задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Работоспособность предлагаемого устройства основана на том обстоятельстве, что все сигналы отраженные от близ расположенных посторонних объектов, приемником не регистрируются, поскольку он выполнен таким образом, что реагирует лишь на задержанные во времени (например, на 1 или 2 мкс) радиосигналы. Сигналы же, отраженные от посторонних объектов, расположенных вдали, не регистрируются приемником ввиду их значительного ослабления. Кроме того, помехозащищенность в предлагаемом устройстве может быть повышена за счет применения методов корреляционной обработки сигналов, поскольку сигналы, вырабатываемые передатчиком, и сигналы, обрабатываемые приемником, могут быть очень близким по частотному спектру.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема антенны приемопередатчика радиосигналов; на фиг. 3 ее эквивалентная схема; на фиг. 4 конструкция пассивного приемопередатчика с антенной.

Устройство содержит генератор 1 радиосигналов, связанный через развязывающее устройство 2 с антенной 3 и приемником 4 радиосигналов, соединенным со схемой 5 контроля и блокировки станка. Элементы 1, 2, 4, 5 расположены вне опасной зоны, например, в шкафу управления станком. Антенна 3 расположена на границе опасной зоны и может быть выполнена в виде двух металлических пластин 8 и 9 (фиг. 2), расположенных параллельно друг другу. Излучающая пластина 9 соединена с внутренней жилой кабеля через последовательно соединенные катушку индуктивности 10, резистор 11. Заземляющая пластина 8 соединена с внешней оплеткой кабеля. Внутренняя жила кабеля соединена через последовательно соединенные резистор 12 и контур из катушки индуктивности 13, конденсатора 14.

Антенна 6 и соединенный с нею пассивный приемопередатчик 7 закреплены на руке оператора, например, в виде браслета. При этом антенна 6 выполнена в виде двух гибких металлических пластин 15 и 16 (фиг. 4), расположенных параллельно друг другу и разделенных гибкой диэлектрической пластиной 17. К пластинам 15 и 16 подключен пассивный приемопередатчик 7, в качестве которого может быть использована линия задержки на ПАВ или резонатор. Использование линии задержки за ПАВ предпочтительней, поскольку, будучи широкопо- лосным устройством она переизлучает с задержкой сигнал генератора без частотных искажений, что позволяет эффективно применять корреляционные методы обработки сигналов. Один вход линии задержки 7 соединен непосредственно с экранирующей пластиной 15, обращенной к поверхности руки, а другой вход линии задержки 7 соединен с экранирующей пластиной 15 через катушку индуктивности 18 и одновременно через катушку индуктивности 19 с переизлучающей пластиной 16, обращенной наружу. Линия задержки 7 выполнена в виде, например, пластины ниобата лития, на поверхности которой расположены преобразователи ПАВ, и помещена в герметический корпус. Антенна 6 и приемопередатчик 7 заключены в диэлектрический корпус 20.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает зондирующие радиосигналы, которые излучаются антенной 3 в пределах опасной зоны. В случае, если руки оператора находится в опасной зоне, часть зондирующего сигнала принимается антенной 6, поступает на вход линии задержки 7 и переизлучается ею без существенных искажений с задержкой. Задержанный сигнал посредством антенны 6 излучается в пространство. Часть этого сигнала через антенну 3 попадает на вход приемника 4. Приемник 4 включается только через интервал времени и на время, равное времени посылки радиосигнала. Причем приемник работает в режиме накопления сигнала (вид корреляционной обработки). Таким образом, приемник 4 определяет наличие задержанных во времени сигналов генератора 1 и при наличии таковых, устройство 5 вырабатывает сигнал блокировки станка.

При удалении рук из опасной зоны расстояние между антеннами 3 и 6 становится большим, величина ответного зондирующего сигнала становится ниже порогового значения чувствительности приемника 4 станок разблокировывается.

Описанная электрическая схема не является единственно возможной. По-разному могут быть выполнены корреляционные схемы обработки сигналов и устройство пассивного приемопередатчика, например, в виде перчатки и т.п.

Предлагаемое устройство не имеет носимых активных элементов и автономных источников питания, обладает высокой надежностью, стабильностью и удобством в работе.

Использование: приборостроение, техника безопасности. Сущность изобретения: в устройстве для защиты рук при работе на станке генератор 1 радиосигналов и приемник 4 связаны с антенной 3. Приемник 4 соединен со схемой 5 контроля и блокировки станка. На руке оператора закреплен пассивный электроакустический приемопередатчик 7, выполненный, например, в виде линии задержки на поверхностных акустических волнах, и связанных с антенной 6. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РУК ПРИ РАБОТЕ НА СТАНКЕ, содержащее связанные с антенной генератор радиосигналов и приемник радиосигналов, соединенный со схемой контроля и блокировки станка, отличающееся тем, что введен пассивный электроакустический приемопередатчик для закрепления на руке, связанный с антенной.