挤压检测

挤压风险防御：现代工业中的关键安全屏障

在追求高效生产的工业环境中，人与机器、物料与设备之间的交互日益紧密。这种紧密性在提升效率的同时，也潜藏着挤压伤害的重大风险——一种可能导致严重肢体损伤甚至致命后果的事故类型。挤压检测技术应运而生，成为现代安全防护体系中不可或缺的“感知神经”和“快速制动器”。

一、无处不在的挤压风险与防护需求

挤压伤害通常发生在：

• 运动部件交汇处： 如冲压机模具合模点、注塑机合模区、剪板机刀口、折弯机工作区域。
• 线性运动路径： 如机床滑台移动范围、自动化输送线（如辊道、链式输送机）、升降平台边缘。
• 旋转设备间隙： 齿轮啮合处、传送带与滚筒接触点、旋转机械的夹点。
• 重型负载下方： 起重机吊物下方、液压支撑设备（如维修地沟举升机）工作区。

这些区域一旦发生人员肢体或身体被意外卷入、压住，后果往往极其严重。因此，主动、快速、可靠地检测到挤压风险并触发保护动作，是保障人员安全的最后一道技术防线。

二、核心原理：感知与响应的双重奏

挤压检测技术的核心在于实时感知危险区域内的侵入或异常压力，并在极短时间内（通常要求远小于人体反应时间）触发安全响应（如停机、反转、释放压力）。主要技术路线包括：

1. 非接触式检测（主动预防）：

   • 安全光幕/光栅： 在危险区域周围形成一道或多道不可见的光一道或多道不可见的光束屏障。当光束被任何物体（包括人体部位）中断时，立即发出停机信号。适用于需要频繁进出的区域防护。
   • 安全激光扫描仪： 通过旋转激光束扫描设定区域（保护区域、警告区域），精确探测侵入物体的大小和位置，可动态调整保护范围，适用于AGV、大型机械周边防护。
   • 安全摄像头/3D视觉系统： 利用视觉分析技术识别危险区域内的人员或物体，可提供更复杂的区域监控和场景分析能力。

2. 接触式/压力感应式检测（被动响应）：
   检测（被动响应）：*

   • 安全边/安全缓冲器： 安装在设备运动部件（如门、滑台）边缘的柔性条状装置。当受到轻微压力（远低于造成伤害的阈值）时，内部传感器触发，设备立即停止或反向运动。适用于存在挤压或剪切风险的移动部件。
   • 压敏垫/地毯： 铺设在危险区域（如大型压力机前方、重型负载可能坠落区域）的地面传感器。当检测到人员踩踏或重物压迫产生的压力时，发出停机信号。
   • 力/力矩传感器： 直接集成在设备驱动系统或执行机构中，监测工作过程中的力或力矩变化。当检测到异常阻力（可能由挤压引起）超过安全阈值时，触发保护动作。常用于协作机器人或需要精确力控的场景。

三、构建有效防护的关键考量

部署挤压检测并非简单安装设备，而是一个系统工程，需综合考量：

• 风险评估先行： 精确识别所有潜在的挤压点、风险等级（严重性、可能性）、人员暴露频率和时间，是选择合适检测技术和确定安全等级（PL/SIL）的基础。
• 技术选型匹配： 根据风险等级、防护区域特点（大小、形状、环境如粉尘、油污）、所需响应速度、人员操作模式（如是否需要允许特定模式下的接近）选择最合适的检测技术或组合。
• 安全距离计算： 对于光幕、扫描仪等，必须精确计算并确保设备从检测到侵入到完全停止或达到安全状态所需的最小安全距离，防止“刹不住车”。这涉及设备制动性能、侵入物（如手 vs 身体）运动速度等复杂因素。
• 响应时间与可靠性： 整个安全回路（传感器+逻辑单元+执行机构）的响应时间必须极快（通常<100ms），且具备高可靠性（通过冗余设计、自诊断、高MTTFd值实现），避免误动作或失效。
• 符合安全标准： 设计、选型、安装、验证必须严格遵循相关的机械安全国际标准（如ISO 13849, IEC 62061）和国家标准中对防护装置的具体要求（如针对光幕的IEC 61496，针对安全边的ISO 13856）。
• 人机工程与可操作性： 防护装置不应过度妨碍必要的操作和维护，需考虑复位便利性、状态指示清晰度，并与安全门锁、双手控制等其他防护措施有效协同。

防护措施有效协同。

四、未来趋势：更智能、更融合的防护

挤压检测技术正朝着更高水平发展：

• AI赋能： 利用人工智能（如机器学习、计算机视觉）提升侵入物识别的准确性和速度，区分人员、工具、物料，减少误停，实现更智能的“柔性”防护。
• 多传感器融合： 结合视觉、雷达、激光、力传感等多种技术，构建更全面、鲁棒性更强的安全感知网络，覆盖复杂场景。
• 预测性维护集成： 检测系统自身状态数据用于预测性维护，提升系统长期可靠性。
• 协作应用深化： 在协作机器人领域，更灵敏、更精确的力/触觉检测技术是实现安全、高效人机协作的关键。

结语
挤压检测技术是现代工业安全防护的基石之一。它不仅是符合法规的强制要求，更是对“以人为本”安全理念的切实贯彻。通过科学的风险评估、恰当的技术选型、严谨的工程实施和持续的维护管理，构建起快速、可靠的挤压风险防御屏障，能有效预防严重伤害事故，为操作人员创造一个更安全、更安心的生产环境，最终实现生产效率与人员安全的和谐统一。持续的技术创新将推动这道屏障变得更加智能、无形且坚不可摧。