阅读说明：本技术 防挤压装置及高空作业机械 (Anti-extrusion device and aerial work machine ) 是由 任会礼 顾俊杰 龙冶国 徐运海 朱后 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种防挤压装置,包括活动机构、固定机构和位置信号检测机构,所述活动机构包括滑动机构和碰撞杆,所述碰撞杆的两端分别与一个滑动机构铰接,所述滑动机构与碰撞杆的铰接杆段之间设有第一弹性元件,所述滑动机构与固定机构可滑动连接且与固定机构之间设有第二弹性元件,以能够使碰撞杆响应操作者所受挤压推力而使碰撞杆从初始状态朝远离操作者方向移动枢转,且在所受挤压推力消失后随滑动机构自动恢复到初始状态；所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输碰撞杆移动位置信号,以使得控制单元能够基于移动位置信号进行控制操作。本发明还公开一种高空作业机械。本发明防挤压装置能够全方位触发,具备自动复位功能,成本低、可靠性高。(The invention discloses an anti-extrusion device, which comprises a movable mechanism, a fixed mechanism and a position signal detection mechanism, wherein the movable mechanism comprises a sliding mechanism and an impact rod, two ends of the impact rod are respectively hinged with the sliding mechanism, a first elastic element is arranged between the sliding mechanism and a hinged rod section of the impact rod, the sliding mechanism is connected with the fixed mechanism in a sliding manner, and a second elastic element is arranged between the sliding mechanism and the fixed mechanism, so that the impact rod can respond to extrusion thrust applied to an operator to enable the impact rod to move and pivot from an initial state to a direction away from the operator, and automatically recover to the initial state along with the sliding mechanism after the extrusion thrust disappears; the position signal detecting mechanism is installed to be able to detect and transmit a collision bar movement position signal so that the control unit can perform a control operation based on the movement position signal. The invention also discloses an aerial work machine. The anti-extrusion device can be triggered in all directions, has an automatic reset function, and is low in cost and high in reliability.)

防挤压装置及高空作业机械

技术领域

本发明涉及一种安全防护装置，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

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。

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。

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。现有技术的移动操作台防挤压装置大致包括如下类型：(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)按压式开关，压力达到设定值时，发出信号，同时刚性杆掉落；(3)红外激光感应器，光线被阻断时会发出信号；(4)后背设置高度较高的防护栏杆，实现部分空间的物理防护；(5)通过挤压触发的压触式开关断路进行防护；(6)采用具有刚性压触式部件的防雨罩等。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。

例如，对于采用柔性绳索配合磁性吸附式断路开关的防挤压装置，往往在断路开关脱落后，需要人工手动将断路开关重新吸附到磁铁上，有些操作人员为了避免麻烦，甚至自行拔掉吸附式断路开关，无法起到保护作用；对于采用按压式开关，在压力达到设定值时刚性杆自动掉落的防挤压装置或者采用挤压触发压触式开关断路的防挤压装置而言，此类机构本质上应用的是压力检测，这类防挤压装置在达到压力设定值时，一般使得刚性杆自动脱落，同样需要人工手动使刚性杆复位；对于在操作人员后背设置较高的防护栏杆的防挤压装置，当需要将防护栏杆降低到缩回位置中时，必须对锁定器件进行解锁，使操作者能够将防护栏杆降低到缩回位置，复位操作复杂；对于采用防雨罩的防挤压装置，虽然在一定程度上可以较为方便地将防雨罩恢复到关闭位置，但是，触发方位单一，当操作者受到其它方向的撞击力时，并不能在发生碰撞时主动避免进一步挤压，最终不仅是操作人员、乃至整个设备或机械均会遭受严重伤害。

也就是说，上述现有技术的移动操作台防挤压装置不同时具有自动复位功能和多方位触发防护功能。

再如，对于采用红外激光感应器的防挤压装置，虽然，可以做到具有自动复位功能和多方位触发防护功能，但是，相对来说，成本高、可靠性低。

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。

发明内容

本发明所要解决的基本技术问题是提供一种防挤压装置，该防挤压装置不仅能够全方位触发，而且，具备自动复位功能，成本低、可靠性高。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种高空作业机械，该高空作业机械的作业平台能够有效地防挤压，防护角度范围大。

为了实现上述目的，本发明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，所述活动机构包括滑动机构和碰撞杆，所述碰撞杆的两端分别与一个所述滑动机构铰接，所述滑动机构与所述碰撞杆的铰接杆段之间设有第一弹性元件，所述滑动机构与所述固定机构可滑动连接且与所述固定机构之间设有第二弹性元件，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，且在所述所受挤压推力消失后随所述滑动机构自动恢复到初始状态；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移动位置信号，以使得控制单元能够基于所述移动位置信号进行控制操作。

优选地，所述滑动机构包括移动架，所述移动架与所述固定机构之间设有传动部件，以能够使所述移动架与所述固定机构相对移动。

具体地，所述第一弹性元件数量为两个，两个所述第一弹性元件沿所述碰撞杆枢转方向且布置于所述碰撞杆的铰接杆段两侧，且所述第一弹性元件一端与所述碰撞杆的铰接杆段固定连接，另一端与所述移动架连接。

可选择地，所述传动部件为啮合传动部件、滑动传动部件或滚动传动部件。

具体地，所述固定机构内形成有用于容纳所述移动架的安装腔，所述传动部件包括安装在所述移动架和所述固定机构两者中一者上的滑块以及另一者上与所述滑块可滑动连接的滑轨。

优选地，所述第二弹性元件沿所述移动架与所述固定机构相对移动的方向布置于所述移动架与所述安装腔的内壁之间。

优选地，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移动位置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。

更优选地，所述信号检测器件包括第一信号触发元件，所述第一信号触发元件安装在所述安装腔的内壁上，以能够检测所述碰撞杆受到挤压推力时所述移动架接近所述固定机构产生的移动位置信号。

更优选地，所述信号检测器件包括第二信号触发元件，所述第二信号触发元件沿所述碰撞杆枢转方向布置于触发位置。

具体优选地，所述信号检测器件包括两个第二信号触发元件，两个所述第二信号触发元件沿所述碰撞杆枢转方向且布置于所述碰撞杆的两侧；其中，一个所述第二信号触发元件布置于预警位置，另一个所述第二信号触发元件布置于触发位置；或者，两个所述第二信号触发元件均布置于触发位置。

具体地，所述滑块通过轴承套设在所述滑轨上。

在上述防挤压装置的技术方案基础上，本发明还提供一种高空作业机械，其包括上述任一技术方案的所述防挤压装置。

通过上述技术方案，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；具体地，碰撞杆的两端延伸至控制台两端的侧面，并与对应的固定机构连接，通过碰撞杆与滑动机构铰接以及滑动机构与固定机构可滑动连接的独特设计，并且，碰撞杆的铰接杆段与对应的滑动机构之间设置有第一弹性元件，滑动机构与对应的固定机构之间设置有第二弹性元件；这样，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，均能够有效触发防护功能，使作业平台停止或向安全方向移动；这主要依赖于上述碰撞杆、滑动机构以及固定机构三者之间的独特设计，即使挤压力的角度与碰撞杆枢转要求的受力方向存在偏差，也能够迫使滑动机构与固定机构之间相对移动，从而带动碰撞杆移动，使得控制单元能够基于移动位置信号进行相应的防护操作，极大地提高了安全性；而且，在外部挤压力消除后，第一弹性元件与第二弹性元件能够使碰撞杆和滑动机构恢复到初始状态，即实现自动复位。由于采用机械式设计，成本较低，结构可靠性较高。

此外，在对信号检测器件进行布置设计时，可以将一个第二信号触发元件布置在预警位置，另一个第二信号触发元件布置在触发位置，在初始状态下，预警位置距离碰撞杆更近，这种布置方式能够避免误操作，安全级别更高，具备了预警功能。

本发明的其他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

下列附图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，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是本发明具体实施方式的防挤压装置的安装示意图；

图2是本发明具体实施方式的防挤压装置的立体结构示意图；

图3是本发明具体实施方式的防挤压装置的主视图；

图4是本发明具体实施方式的防挤压装置的俯视图；

图5是图3中沿A-A线的剖视图，其中，碰撞杆处于初始状态；

图6是以图5为初始状态的动态示意图；

图7是本发明防挤压装置的位置信号检测机构采用的一种具体形式的电路原理图。

附图标记说明

1固定机构 11安装腔

2碰撞杆 3第一弹性元件

4第二弹性元件 5控制单元

6移动架 71滑块

72滑轨 73轴承

81第一信号触发元件 82第二信号触发元件

9控制台 100销轴

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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

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。

如图1至图7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，活动机构包括滑动机构和碰撞杆2，碰撞杆2的两端分别与一个滑动机构铰接，滑动机构与碰撞杆2的铰接杆段之间设有第一弹性元件3，滑动机构与固定机构1可滑动连接且与固定机构1之间设有第二弹性元件4，以能够使碰撞杆2响应于操作者所受挤压推力而使碰撞杆2从初始状态朝向远离操作者的方向移动枢转，且在所受挤压推力消失后随滑动机构自动恢复到初始状态；位置信号检测机构安装为能够检测并传输碰撞杆2的移动位置信号，以使得控制单元5能够基于移动位置信号进行控制操作。

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。

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与对应的滑动机构可滑动连接，碰撞杆2的两端延伸至控制台两端的侧面，且碰撞杆2的两端分别与对应的滑动机构铰接，使碰撞杆2位于控制台的上方，其中，滑动机构与碰撞杆2的铰接杆段之间设有第一弹性元件3，滑动机构与固定机构1之间设置第二弹性元件4；正是上述碰撞杆2与滑动机构铰接以及滑动机构与固定机构1可滑动连接的这种独特设计，使得碰撞杆2不受受力方向的限制，即使挤压压力的角度与碰撞杆2枢转要求的受力方向存在偏差，也能够迫使滑动机构与固定机构1之间相对移动，从而带动碰撞杆2移动，使得控制单元5能够基于移动位置信号进行相应的防护操作，实现全方位触发防护的功能，极大地提高了安全性，而且，还避免了操作人员受到障碍物挤压而对控制台9进行误操作，从而导致二次伤害；同时，第一弹性元件3与第二弹性元件4的设置，在外部挤压力消除后，能够使碰撞杆2和滑动机构恢复到初始状态，即实现自动复位。

具体地，滑动机构包括移动架6，移动架6与固定机构1之间通过传动部件连接，使得移动架6与固定机构1能够相对移动。

由于碰撞杆2的两端与滑动机构以及固定机构1的连接结构相同，为此，在具体实施方式中，以其中一端为例进行说明，如图5和图6所示，固定机构1内形成有安装腔11，移动架6为与安装腔11内，并且，移动架6上设置滑块71，相应地，安装腔11内形成有滑轨72，滑块71与滑轨72相互配合能够实现相对滑动；进一步地，可以在滑块71与滑轨72之间设置轴承73，使滑块71通过轴承73套设在滑轨72上，轴承73优选为直线轴承。

更具体地，如图6所示，碰撞杆2端部通过销轴100与对应的移动架6铰接；采用两个第一弹性元件3，沿着碰撞杆2枢转方向，将两个第一弹性元件3布置在碰撞杆2的铰接杆段两侧，并且每个第一弹性元件3一端与碰撞杆2的铰接杆段固定连接，另一端与移动架6连接，在危险源解除后，即在外部挤压力消除后，可以辅助碰撞杆2复位。

同样地，沿着移动架6与固定机构1相对移动的方向，第二弹性元件4布置在移动架6与安装腔11的内壁之间，具体优选地，两个第二弹性元件4分别套设在对应的滑轨72上，且第二弹性元件4两端分别与移动架6的端面以及安装腔11的内壁相连，这样，不仅便于第二弹性元件4的装配，而且，能够保证第二弹性元件4的使用性；移动架6向安装腔11的内壁滑动时，第二弹性元件4受到压缩，在危险源解除后，即在外部挤压力消除后，可以辅助移动架6复位。当然，第二弹性元件4不局限于移动架6的端面以及安装腔11的内壁之间，也可以设置在安装腔11的外壁的内表面与移动架6的端面之间，这里“安装腔11的外壁”是指图6中安装腔11的靠近第一弹性元件3一端的壁板，当第二弹性元件4设置安装腔11的外壁的内表面与移动架6的端面之间时，移动架6在挤压力作用下，会拉伸第二弹性元件4，在外部挤压力消除后，在第二弹性元件4的拉力作用下，使移动架6远离安装腔11的内壁并最终复位。

由上可见，在第一弹性元件3与第二弹性元件4共同作用下，使本发明的防挤压装置具有较好地自动复位功能。

为了避免在重力和移动过程中的惯性作用下，碰撞杆2产生晃动，在装配时，可以对第一弹性元件3与第二弹性元件4施加一定的预紧力，使碰撞杆2不会发生误触发。这对于操作人员无意识的误操作是能够有效预防的，无意识的误操作或者多余动作、无心动作基本均比较轻微，操作人员在误碰触到碰撞杆2，会及时发觉到弹性阻力的存在，从而会及时纠正自己的误操作或多余动作、无心动作，这使得操作人员的误操作基本能够得到防止，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。

需要说明的是，在上述实施方式中，主要对传动部件采用滑动传动的方式进行了描述；传动部件还可以为其它形式，例如啮合传动形式，齿轮传动是典型的啮合传动，使移动架6与固定机构1之间通过齿轮的作用相对移动；又如滚动传动形式，具体可以采用滚珠丝杠，实现移动架6与固定机构1之间的相对移动；此外，在上述实施方式中，具体采用滑块71是设置在移动架6上以及滑轨72设置在固定机构1上的滑动传动的方式，然而，也可以将滑块71与滑轨72的安装位置进行互换，即在移动架6上设置滑轨72，在固定机构1上相应地设置滑块71，也可以实现两者之间的相对移动。

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，对滑动机构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2的枢转运动以及滑动机构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5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。

具体地，参照图5，信号检测器件可以包括第一信号触发元件81，第一信号触发元件81可以安装在安装腔11的内壁上，当碰撞杆2受到挤压推力时，会推动移动架6接近固定机构1的安装腔11的内壁，从而使第一信号触发元件81检测到移动位置信号，并将移动位置信号传输给控制单元5，控制单元5根据移动位置信号控制作业平台制动或朝安全方向运动。

在实际设计中，根据碰撞杆2枢转的角度，会限定出一个触发位置，当碰撞杆2枢转到该触发位置，即认为操作人员存在受到挤压的风险，需要控制作业平台制动或朝安全方向运动；为此，参照图6，信号检测器件还可以包括第二信号触发元件82，沿着碰撞杆2枢转方向，可以仅布置一个第二信号触发元件82在触发位置，当检测碰撞杆2枢转到触发位置时，将碰撞杆2枢转运动所产生的移动位置信号传输给控制单元5，使控制单元5根据移动位置信号控制作业平台制动或朝安全方向运动；或者，沿着碰撞杆2枢转方向，可以布置两个第二信号触发元件82，两个第二信号触发元件82布置于碰撞杆2的上下两侧；其中，两个第二信号触发元件82可以均设置在触发位置，或者，一个第二信号触发元件82布置于触发位置，另一个所述第二信号触发元件82布置于预警位置，这里“预警位置”是指碰撞杆2还未枢转到触发位置，但是为了防止操作人员无意识的误操作而设置的，能够有效避免误操作，安全级别更高。

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。

此外，第一信号触发元件81和第二信号触发元件82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。

参见图7所示，图7显示了本发明防挤压装置的位置信号检测机构采用的一种具体形式，控制单元5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。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。

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。

为了便于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7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。

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，碰撞杆2的两端延伸至作业平台两侧，并通过移动架6与对应固定机构1连接，使碰撞杆2位于控制台9上方；碰撞杆2的端部通过销轴100与对应的移动架6铰接，沿着碰撞杆2的枢转方向，在碰撞杆2的上下两侧分别安装有一个第一弹性元件3，第一弹性元件3一端与碰撞杆2的铰接杆段连接，另一端与移动架6连接；移动架6设有滑块71，滑块71通过轴承73套装在对应的固定机构1的安装腔11内的滑轨72上，且滑轨72上还套设有第二弹性元件4，第二弹性元件4的一端与移动架6是端面连接，另一端与固定机构1的安装腔11的内壁连接；其中，第一弹性元件3与第二弹性元件4可以采用弹簧、气弹簧等，一方面，第一弹性元件3与第二弹性元件4可以施加一定的预紧力，避免在重力和移动过程中的惯性作用下，由于碰撞杆2晃动导致误触发，或者，避免操作人员无意识的误操作；另一方面，在外部的挤压力消除后，第一弹性元件3与第二弹性元件4可以驱动碰撞杆2与移动架6恢复到初始状态，实现自动复位，这可以有效地避免现有技术的防挤压装置需要重新进行安装或复位的麻烦，这种现有技术的防挤压装置有时检修迟延或者操作人员怠于重新安装，将会使得操作人员的安全更加无法获得保障；安装腔11的内壁上设置有第一信号触发元件81，沿着碰撞杆2的枢转方向，在碰撞杆2的上下两侧分别布置一个第二信号触发元件82，其中一个第二信号触发元件82布置于触发位置，另一个所述第二信号触发元件82布置于预警位置，当操作人员无意识的误操作推动碰撞杆2枢转时，碰撞杆2枢转到预警位置，第二信号触发元件82会发出预警信号，通过控制台9提醒操作人员，保证正常的作业活动，其中，第一信号触发元件81和第二信号触发元件82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。

通过本发明的上述描述可以看出，在操作人员受到来自背后障碍物挤压时，操作人员会对碰撞杆2施加一个挤压推力，由于上述碰撞杆2、移动架6以及固定机构1之间的独特结构设计，使得碰撞杆2不仅能够枢转，还可以随移动架6一起相对固定机构1移动，这种结构设计能够不受挤压压力的角度与碰撞杆2枢转要求的受力方向存在偏差的限制，具有的防护角度范围大，实现全方位触发，有效避免对操作人员造成的伤害，安全性更高，稳定性更好；而且，本发明的防挤压装置采用机械式，结构可靠，成本低，适用范围广，部件选型多，例如弹簧、传感器、传动部件等选型范围宽。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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，包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。