УСТРОЙСТВО БЕЗОПАСНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК B25J19/06 F16P3/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обеспечения безопасности оператора как при работе в гибком автоматизированном производстве, так и с отдельным оборудованием.

Известно устройство для обеспечения безопасности работы [1], содержащее настил, установленный на основании, и чувствительные элементы нажимного действия, расположенные на основании с возможностью взаимодействия с настилом и выполненные в виде эластичных трубок, входные отверстия которых соединены с источником сжатого воздуха, а выходные - с элементами блокировки и сигнализации. При этом настил выполнен эластичным и снабжен ребрами, размещенными на его внутренней поверхности поперек эластичных трубок.

Однако данное техническое решение обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, оно является неэкономичным, так как происходит постоянное потребление сжатого воздуха и стравливание его в атмосферу, причем отсутствие сигнала на элементах блокировки и сигнализации соответствует установившемуся максимальному уровню расхода потока воздуха. Во-вторых, известное изобретение имеет большое собственное время срабатывания, так как с момента перекрывания эластичных трубок необходимо достаточно длительное время для того, чтобы стравить сжатый воздух в атмосферу и снизить давление на выходе трубок до нужного для срабатывания элементов блокировки и сигнализации значения. Это приводит к снижению безопасности оператора, что крайне нежелательно для подобных устройств.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является площадка безопасности [2], содержащая неподвижное основание, подвижную платформу, установленную с возможностью вертикального перемещения относительно основания и оснащенную ограничителями вертикального хода, установленными во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, а также выключатели.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, обусловленная необходимостью обеспечения герметичности камеры и поддержания в ней давления, а также наличием дополнительной пневматической системы в устройстве управления площадкой безопасности.

Изобретение направлено на создание устройств безопасности с высокой степенью надежности и безотказностью в работе, обладающих также простой и технологичной конструкцией. Для этого устройство безопасности, содержащее неподвижное основание, подвижную платформу, установленную с возможностью вертикального перемещения относительно основания и оснащенную ограничителями вертикального хода, установленными во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, а также выключатели, снабжено направляющим стаканом, смонтированным на неподвижном основании, шаровой опорой, размещенной в направляющем стакане с возможностью вертикального перемещения и выполненной с хвостовиком для жесткого соединения ее с платформой, и пружинами для обеспечения отжатия подвижной платформы от неподвижного основания. При этом вертикальные плоскости установки ограничителей вертикального хода платформы расположены по осям ее симметрии, а выключатели установлены с возможностью взаимодействия с предусмотренными на основании элементами для передачи сигнала на останов исполнительного механизма. Кроме того, устройство безопасности может быть оснащено упорами, жестко закрепленными по периметру неподвижного основания и выступающими за габариты подвижной платформы.

Аналогов с признаками, сходными с существенными отличительными признаками заявляемого технического решения, не выявлено, следовательно, оно обладает новизной. Изобретение для специалиста явным образом не следует из уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о том, что оно имеет изобретательский уровень. Кроме того, предлагаемое техническое решение является промышленно применимым, так как может быть использовано в различных областях техники, в частности в машиностроении. Из всего этого следует, что заявляемое устройство безопасности соответствует условиям патентоспособности изобретения и ему может быть предоставлена правовая защита.

На фиг. 1 представлен главный вид устройства безопасности; на фиг. 2 - устройство безопасности, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 представлен вид В на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 5.

Устройство безопасности содержит неподвижное основание 1, шаровую опору 2, выполненную с хвостовиком 3, на котором жестко закреплена подвижная платформа 4, пружины 5 и выключатели 6, установленные с помощью кронштейнов 7 и плит 8 на платформе 4 с возможностью взаимодействия с элементами 9, предназначенными для передачи сигнала на останов исполнительного механизма и размещенными на основании 1. На неподвижном основании 1 закреплен направляющий стакан 10, в котором установлена шаровая опора 2 с возможностью вертикального перемещения. Подвижная платформа 4 снабжена ограничителями вертикального хода, каждый из которых выполнен в виде винта 11, установленного на жесткой раме 12 платформы 4 с возможностью перемещения в пазу 13 боковой стенки основания 1. При этом ограничители вертикального хода установлены во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, расположенных по осям симметрии платформы 4, по одному на каждую сторону платформы 4. На основании 1 в гнездах 14 установлены пружины 5, взаимодействующие с регулировочными винтами 15, закрепленными на платформе 4. В исходном положении пружины 5 распирают основание 1 и платформу 4 и обеспечивают постоянство зазора S (фиг. 4), который является величиной вертикального перемещения платформы 4. При необходимости с помощью регулировочных винтов 15 можно отрегулировать величину усилия распирания пружинами 5 платформы 4 и основания 1, т.е. отрегулировать усилие, прикладываемое к платформе в любой ее точке, необходимое для срабатывания выключателей 6.

В случае установки устройства безопасности заподлицо с уровнем пола необходимо обеспечить гарантированный зазор между подвижно платформой 4 и полом, позволяющий платформе 4 свободно перемещаться, не задевая краев пола. Для этого служат упоры 16, жестко закрепленные по периметру основания 1 и выступающие за габариты платформы 4.

Устройство безопасности работает следующим образом.

В исходном состоянии пружины 5 распирают основание 1 и платформу 4, которая при этом находится в крайнем верхнем положении, винты 11 ограничителей вертикального хода занимают верхние положения в пазах 13 и имеют возможность для перемещения вниз по пазам 13 на величину S вертикального хода платформы 4, выключатели 6 разомкнуты.

Под воздействием массы оператора на устройство безопасности сжимаются пружины 5 и платформа 4 начинает опускаться вниз на величину вертикального хода. При этом связанная с платформой 4 через хвостовик 3 шаровая опора 2 перемещается в направляющем стакане 10, а винты 11 - по пазам 13, вследствие чего выбираются зазоры S и S₁, а выключатели 6 входят во взаимодействие с элементами 9, в результате чего на исполнительный механизм (не показан) передается сигнал останова. Причем для нормальной работоспособности устройства, при которой обеспечивается не только вертикальное перемещение шаровой опоры 2, но и ее вращение в стакане 10, величина зазора S₁ должна быть больше или равной величине зазора S. Независимо от того, в каком месте масса оператора воздействует на платформу 4, устройство безопасности немедленно реагирует на это воздействие и отключает исполнительный механизм. При этом наличие у вращающейся в направляющем стакане 10 шаровой опоры 2 возможности вертикального перемещения и размещение ограничителей вертикального хода во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, расположенных по осям симметрии платформы 4, позволяет срабатывать устройству при минимальном размахе качания платформы 4, что сказывается на повышении удобства эксплуатации устройства безопасности и его надежности в работе.

При снятии нагрузки пружины 5 распрямляются, платформа 4 возвращается в исходное положение, шаровая опора 2 и винты 11 занимают свои крайние верхние положения, восстанавливая при этом величину зазоров S и S₁, а выключатели 6 отходят от элементов 9 и размыкаются. В результате устройство безопасности вновь готово к работе.

Таким образом, простая и технологичная конструкция предлагаемого технического решения, обеспечивающая дополнительную степень подвижности шаровой опоры, позволяет достичь высокой степени надежности и безотказности в работе устройства. Кроме того, наличие вариантов исполнения устройства: напольное и встроенное, когда устройство монтируется в фундаментах, полах и т.п. (причем для этого необходима минимальная доработка, а именно установка по периметру основания упоров, выступающих за габариты подвижной платформы), позволяет значительно расширить его область применения.

Изобретение может быть использовано для обеспечения безопасности оператора как при работе в гибком автоматизированном производстве, так и с отдельным оборудованием. На неподвижном основании с возможностью вертикального перемещения установлена подвижная платформа с ограничителями вертикального хода. Последние расположены во вааимноперпендикулярных вертикальных плоскостях, размещенных по осям симметрии платформы. На основании смонтирован направляющий стакан, в котором подвижно установлена шаровая опора с хвостовиком, соединенным с платформой, отжимаемой от основания пружинами. На основании имеются элементы для передачи сигнала на останов исполнительного механизма, с которыми взаимодействуют выключатели. По периметру основания могут быть закреплены упоры, выступающие за габариты платформы. В результате обеспечивается повышение надежности устройства. 1 з.п.ф-лы. 7 ил.

1. Устройство безопасности, содержащее неподвижное основание, подвижную платформу, установленную с возможностью вертикального перемещения относительно основания и оснащенную ограничителями вертикального хода, установленными во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, а также выключатели, отличающееся тем, что оно снабжено направляющим стаканом, смонтированным на неподвижном основании, шаровой опорой, размещенной в направляющем стакане с возможностью вертикального перемещения и выполненной с хвостовиком для жесткого соединения ее с платформой, и пружинами для обеспечения отжатия подвижной платформы от неподвижного основания, вертикальные плоскости установки ограничителей вертикального хода платформы расположены по осям ее симметрии, а выключатели установлены с возможностью взаимодействия с предусмотренными на основании элементами для передачи сигнала на останов исполнительного механизма. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено упорами, жестко закрепленными по периметру неподвижного основания и выступающими за габариты подвижной платформы.