本实用新型涉及工业安全防护领域，尤其涉及一种切割机操作安全防护系统。
背景技术：
随着工业化的发展，切割机在工业生产中扮演着重要的角色。但是日常生产过程中，出现了大量关于切割机的安全事故，例如切割机切割到操作员手指，切割机切进操作员身体等。在这一背景下，必须提高切割机操作员在操作设备时的安全系数，因此，急需一种简单、高效的切割机操作防护系统，来降低安全事故的发生率。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种切割机操作安全防护系统，通过超声波测距设备实时监测操作员与切割机之间的距离，在操作员因疲累或操作不当等原因导致其与切割机之间的距离缩小，并达到其自身安全即将受到威胁的情况时，对操作员进行通知提醒，达到预防安全事故发生的效果，从而降低安全事故发生的几率。
本实用新型提供的一种切割机操作安全防护系统，包括：杆架单元和手套单元；
所述杆架单元包括杆架本体以及设置在所述杆架本体上的输入模块、定时器模块、超声波测距模块、第一单片机模块和第一无线通信模块；
其中，所述输入模块、定时器模块、超声波测距模块和第一无线通信模块均与所述第一单片机模块相连接；
所述手套单元包括手套本体以及设置在所述手套本体上的第二无线通信模块、第二单片机模块、提醒模块和电源模块；
其中，所述第二无线通信模块、第二单片机模块、提醒模块依次相连；
所述电源模块为所述第二无线通信模块、第二单片机模块和提醒模块供电；
所述第一无线通信模块与第二无线通信模块建立无线通信连接。
本实用新型提供的切割机操作安全防护系统包括两个部分：杆架单元和手套单元。将杆架单元的杆架本体安装在现有的切割机上，由市电为杆架单元供电，手套单元戴在操作员手上，由内置电源模块供电。操作员通过输入模块人工设定安全距离值，当杆架单元中的超声波测距模块检测到操作员与切割机之间的距离小于安全距离时，杆架单元的第一单片机模块启动第一无线通信模块，第一无线通信模块向第二无线通信模块发出提醒信号，第二无线通信模块将接收到的信号发送给第二单片机模块，第二单片机模块启动提醒模块对操作员发出危险提醒。
进一步的，所述提醒模块包括灯光提醒子模块、声音提醒子模块和/或微量电击子模块。
为了生产成本考虑，本实用新型的提醒模块可以只包含灯光提醒子模块、声音提醒子模块或微量电击子模块中的一种子模块。但是为了尽可能的提醒操作员危险情况的存在，最佳方案为提醒模块同时包含灯光提醒子模块、声音提醒子模块和微量电击子模块这三个子模块，从视觉、听觉和触觉三个方面全方位提醒操作员，尽可能地避免生产事故的发生。
进一步的，所述微量电击子模块包括7805三端稳压集成器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、输出端正极和输出端负极；
其中，所述7805三端稳压集成器的输入端与所述电源模块的正极相连接，接地端与输出端正极相连接；
所述第一电容的一端与所述7805三端稳压集成器的输入端相连接，另一端与所述电源模块负极相连接；
所述第二电容的一端与所述7805三端稳压集成器的接地端相连接，另一端与所述电源模块负极相连接；
所述第一电阻的一端与所述7805三端稳压集成器的输出端相连接，另一端与输出端正极相连接；
所述第二电阻的一端与所述7805三端稳压集成器的输出端相连接，另一端与输出端负极相连接。
为了避免视觉和听觉上的提醒，无法及时有效地提醒操作员危险情况的存在，本实用新型增加了微量电击子模块。通过手套上的微量电击子模块对操作员的皮肤进行安全范围内的微量电击，使操作员得到触觉上的刺激，比视觉和听觉上的提醒更加直接有效。为了安全起见，微量电击子模块的输入电压控制在15V，输出电压控制在5V以内，输出电流控制为1mA以内恒流。
进一步的，所述灯光提醒子模块包括LED发光二极管。
本实用新型的灯光提醒子模块采用LED发光二极管发出灯光提醒信号，LED发光二极管具有体积小、能耗低、响应时间快、光衰慢、成本低等特点，非常适合本实用新型的应用场景。
进一步的，所述第一单片机模块和第二单片机模块均采用STC12系列单片机芯片实现。
本实用新型采用的STC12系列单片机芯片，价格低廉、功能齐全，可以在完全实现本实用新型所需功能的基础上进一步控制生产成本，从而提高本实用新型提供的防护系统的商业推广价值。
进一步的，所述超声波测距模块采用PIX-MB1212超声波测距仪、PIX-MB1242超声波测距仪或APM-MB1240超声波测距仪实现。
本实用新型的超声波测距模块采用上述三种超声波测距仪中的一种来实现。上述三种超声波测距仪均具有体积小、测距精度高的优点，可以进一步提高本实用新型提供的防护系统的提醒准确性。
有益效果
本实用新型提供了一种切割机操作安全防护系统，通过超声波测距设备实时监测操作员与切割机之间的距离，在操作员因疲累或操作不当等原因导致其与切割机之间的距离缩小，并达到其自身安全即将受到威胁的情况时，对操作员进行通知提醒，达到预防安全事故发生的效果，从而降低安全事故发生的几率。一方面，减少由于操作员工作疲劳导致的切割机生产事故的发生，避免操作员自身身体收到损害；另一方面，减少企业工业事故的发生，减少企业工伤费用支出，有利于加强企业安全文化管理。同时，本实用新型提供的切割机操作安全防护系统，无需对现有切割机本身进行大幅度改造，成本低廉，并且采用的材质轻巧，使用方便，而且超声波感应测距设备误差小，提醒准确率极高。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种切割机操作安全防护系统的结构示意图；
图2是本实用新型提供的系统中微量电击子模块的电路结构示意图；
图3是本实用新型提供的系统的工作信号流转示意图。
具体实施方式
为了方便更好地理解本实用新型的内容，下面结合具体实施例进行详细阐述。
图1所示，本实用新型实施例提供了一种切割机操作安全防护系统，包括：杆架单元100和手套单元200；所述杆架单元100包括杆架本体以及设置在所述杆架本体上的输入模块101、定时器模块102、超声波测距模块103、第一单片机模块105和第一无线通信模块104；其中，所述输入模块101、定时器模块102、超声波测距模块103和第一无线通信模块104均与所述第一单片机模块105相连接；所述手套单元200包括手套本体以及设置在所述手套本体上的第二无线通信模块201、第二单片机模块202、提醒模块203和电源模块204；其中，所述第二无线通信模块201、第二单片机模块202和提醒模块203依次相连；所述电源模块204为所述第二无线通信模块201、第二单片机模块202和提醒模块203供电；所述第一无线通信模块104与第二无线通信模块201建立无线通信连接。
其中，所述提醒模块包括灯光提醒子模块、声音提醒子模块和/或微量电击子模块。为了生产成本考虑，本实用新型的提醒模块可以只包含灯光提醒子模块、声音提醒子模块或微量电击子模块中的一种子模块。但是为了尽可能的提醒操作员危险情况的存在，最佳方案为提醒模块同时包含灯光提醒子模块、声音提醒子模块和微量电击子模块这三个子模块，从视觉、听觉和触觉三个方面全方位提醒操作员，尽可能地避免生产事故的发生。
而为了避免视觉和听觉上的提醒，无法及时有效地提醒操作员危险情况的存在，本实用新型增加了微量电击子模块。如图2所示，所述微量电击子模块包括7805三端稳压集成器301、第一电阻302、第二电阻303、第一电容304、第二电容305、输出端正极306和输出端负极307；其中，所述7805三端稳压集成器301的输入端与所述电源模块的正极相连接；所述第一电容304的一端与所述7805三端稳压集成器301的输入端相连接，另一端与所述电源模块负极相连接；所述第二电容305的一端与所述7805三端稳压集成器301的接地端相连接，另一端与所述电源模块负极相连接；所述第一电阻302的一端与所述7805三端稳压集成器301的输出端相连接，另一端与输出端正极306相连接；所述第二电阻303的一端与所述7805三端稳压集成器301的输出端相连接，另一端与输出端负极307相连接。通过手套上的微量电击子模块对操作员的皮肤进行安全范围内的微量电击，使操作员得到触觉上的刺激，比视觉和听觉上的提醒更加直接有效。为了安全起见，微量电击子模块的输入电压控制在15V，输出电压控制在5V以内，输出电流控制为1mA以内恒流。在本实施例中，第一电阻302的电阻值为5KΩ，第二电阻303的电阻值为200Ω。
本实施例中的灯光提醒子模块采用LED发光二极管发出灯光提醒信号，LED发光二极管具有体积小、能耗低、响应时间快、光衰慢、成本低等特点，非常适合本实用新型的应用场景。
本实施例采用的STC12系列单片机芯片，价格低廉、功能齐全，可以在完全实现本实用新型所需功能的基础上进一步控制生产成本，从而提高本实用新型提供的防护系统的商业推广价值。
本实施例的超声波测距模块采用PIX-MB1212超声波测距仪、PIX-MB1242超声波测距仪或APM-MB1240超声波测距仪实现。上述三种超声波测距仪均具有体积小、测距精度高的优点，可以进一步提高本实用新型提供的防护系统的提醒准确性。
在本实施例中，切割机为J3G-400型切割机,定时器模块为NE555DR通用定时器芯片IC贴片,无线通信模块为nRF24L01+无线通信芯片。
本实用新型的工作原理为将杆架单元的杆架本体安装在现有的切割机上，手套单元戴在操作员手上。操作人员在杆架单元上输入安全距离，杆架单元上的超声波测距模块实时检测切割机与操作员的实际距离：当实际距离大于安全距离时，系统不发出任何指令，继续检测；当实际距离小于(或等于)安全距离时，系统发出指令，激活手套单元上的提醒模块，发出灯光提醒、声音提醒和/或微量电流刺激操作员。从而达到提醒操作员的目的。
图3示出了，本实施例中系统的工作信号流转示意图。首先通过输入模块设置安全距离，杆架上的第一单片机模块根据输入的安全距离信号，启动定时器模块和超声波测距模块，在开始计时的同时发出超声波，待第一单片机模块接收到碰到障碍物反弹回的超声波时，获取定时器模块的计时时长，依据物理学常识，根据时间、声速计算杆架与操作员直接的实际距离。若实际距离小于或等于安全距离，杆架上的第一单片机模块启动杆架上的第一无线通信模块，向手套上的第二无线通信模块发送提醒信号。手套上的第二无线通信模块将接收到的提醒信号发送给第二单片机，第二单片机根据提醒信号启动提醒模块，提醒模块启动声音提醒、警报灯和微量电击，从而实现提醒操作员的功能。
本实用新型提供了一种切割机操作安全防护系统，通过超声波测距设备实时监测操作员与切割机之间的距离，在操作员因疲累或操作不当等原因导致其与切割机之间的距离缩小，并达到其自身安全即将受到威胁的情况时，对操作员进行通知提醒，达到预防安全事故发生的效果，从而降低安全事故发生的几率。一方面，减少由于操作员工作疲劳导致的切割机生产事故的发生，避免操作员自身身体收到损害；另一方面，减少企业工业事故的发生，减少企业工伤费用支出，有利于加强企业安全文化管理。同时，本实用新型提供的切割机操作安全防护系统，无需对现有切割机本身进行大幅度改造，成本低廉，并且采用的材质轻巧，使用方便，而且超声波感应测距设备误差小，提醒准确率极高。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。