一种自动升降实时安全监控装置的制作方法

本实用新型涉及脚手架监控设备技术领域，具体为一种自动升降实时安全监控装置。

背景技术：

脚手架为在施工现场为工人操作并解决高出作业而搭设的各种支架，为建筑领域的通用术语，主要在建筑工地上用在外墙、内部装修或层高较高无法直接施工的地方。传统的脚手架都是直接使用电动葫芦对建筑材料进行吊取，不能检测到物料升降的高度以及重量，其吊取高度是根据人为经验进行确定。

在现有的建筑市场迅猛发展的今天，在脚手架的实际运行及安全控制方面，现有的控制系统一般是联接件连接制动杆，安装测力传感器、信号控制器和电气控制台，能够使处于危险状态的脚手架停止升降，但是对于一些工程量较大、工况较为复杂的施工现场，脚手架动作时需要实时对其承受拉力值、拉绳位移信号值、角度值等信息进行精确检测，而上述传统脚手架控制系统是一种被动控制系统，不能很好地主动控制脚手架的安全运行，不能在工程系统运转中实时对工作中的设备状态及工作环境进行监控，同时每个设备之间的监控都是孤立的，在实际操作过程中操作者不能整体对工作设备的状态、使用情况、分布情况进行了解和分析，为此本申请设计一种自动升降实时安全监控装置，由安装在各分设备上的多个分机结合主机组成，各分机和主机之间通过CAN无线通讯模块连接，通过各分机内设置的检测单元将各运行设备各项监测参数进行检测并传给各分机内置的控制器，各分控制器通过无线通讯模块将数据传送至主机，主机对各分机监测数据进行实时监控，当设备工作异常时报警单元发出报警信号，主机通过触摸显示屏掌握故障设备的报警信息并作及时处理，实现了设备在运行过程中的自动控制和实时监控。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动升降实时安全监控装置，由安装在各分设备上的多个分机结合主机组成，各分机和主机之间通过CAN无线通讯模块连接，通过各分机内设置的检测单元将各运行设备各项监测参数进行检测并传给各分机内置的控制器，各分控制器通过无线通讯模块将数据传送至主机，主机对各分机监测数据进行实时监控，当设备工作异常时报警单元发出报警信号，主机通过触摸显示屏掌握故障设备的报警信息并作及时处理，实现了设备在运行过程中的自动控制和实时监控。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种自动升降实时安全监控装置，包括主机1以及与主机1连接的多个智能分机2，其特征在于：所述主机1与多个智能分机2之间通过CAN无线通讯模块电连接，主机1包括主机壳体101，主机壳体101上设有触摸显示屏102，主机壳体101一侧设有触摸屏接口103、USB接口104，主机壳体101内设有处理器、第一电源、与处理器输出端分别电性连接的触摸屏接口模块、USB接口模块、和与触摸显示屏102电性连接的存储器，触摸显示屏102通过触摸屏接口103与触摸屏接口模块电连接，USB接口104与USB接口模块电连接，其中处理器与第一电源连接给主机1供电；所述分机2包括分机壳体201，分机壳体201上设有显示屏202、第一报警灯203a、第二报警灯203b、第三报警灯203c，分机壳体201内设有控制器、第二电源、与控制器信号输入端分别电性连接的拉力检测单元、拉绳位移检测单元、角度检测单元，拉力检测单元、拉绳位移检测单元、角度检测单元另一端接电动单元，其中控制器的信号输出端还分别连接摄像单元和报警单元，报警单元包括拉力报警单元、位移报警单元、角度报警单元，控制器的输出端还与显示屏202、CAN无线通讯模块的信号输入端分别电连接，CAN无线通讯模块的信号输出端接处理器的信号输入端，控制器还与第二电源电连接给智能分机2供电。

所述电动单元为电动葫芦。

所述拉力检测单元由拉力检测传感器结合前置放大器和信号滤波电路组成，其中拉力检测传感器的信号输出端接电容C4后分两支路，一路接前置放大器U5的正极端，另一路接电阻R16后接地，前置放大器U5的负极端接电阻R17后接地，前置放大器U5的输出端接电阻R19后分两支路，一路接电容C6后接地，另一路接电阻R20，电阻R20另一端接电压比较器U2的正极端，电压比较器U6的负极端接电阻R21后接地，电压比较器U6的负极端的另一分支接电阻R22后接电压比较器U6的输出端，电压比较器U6的输出端接接A/D转换器的信号输入端IN1端，A/D转换器的信号输出端OUT1端接控制器的信号输入端P1.2口，其中前置放大器U5的型号为AD620，电压比较器U6的型号为UA741,控制器型号为STC89C52，A/D转换器型号为ADC0809。

所述拉绳位移检测单元由拉绳位移检测传感器结合滤波电路和过零电路组成，电阻R9与电容C3组成RC滤波环节，滤除检测信号中的谐波干扰，其中拉力检测传感器接电阻R9后分成两路，一路接电压比较器U3的正极端，另一路经电容C3后接地，电压比较器U3的负极端接输出端后接电阻R10；电阻R10另一端接电压比较器U4正极端，电压比较器U4的负极端接地，电压比较器U4的“5”端与“6”端连接，电压比较器U4的“8”端和“4”端分别接12V电源的正极和负极，实现过零比较，同时，电阻R12、R13与电压比较器U4的负极端形成一滞环来抑制干扰和信号的振荡，电压比较器U4的输出端接A/D转换器的信号输入端IN2端，A/D转换器的信号输出端OUT2端接控制器的信号输入端P1.3口，电压比较器U3的型号为LM124，电压比较器U4型号为LM311。

所述角度检测单元由角速度检测传感器结合积分检测电路和修正比较电路组成，积分检测电路由放大器U1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、电容C1、可调电阻RP1组成，修正比较电路由放大器U2、电阻R7、R8、电容C2、可调电阻RP2组成，其中角速度检测传感器的信号输出端接电阻R1，电阻R1另一端分两支路，其中一支路接电阻R2后接放大器U1的输出端，另一支路接电容C1,电容C1接放大器U1的负极端后接电阻R3，放大器U1的正极端接地，电阻R3另一端其中一支路接电阻R4，电阻R4接可调电阻RP1,另一支路接电阻R5后接地，放大器U1的输出端接电阻R6后接放大器U2的负极端，放大器U2的负极端和输出端间并接电容C2，放大器U2的输出端接A/D转换器的信号输入端IN3端，A/D转换器的信号输出端OUT3端接控制器的信号输入端P1.4口，放大器U2的正极端分两支路，一支路接电阻R7，电阻R7一端接可调电阻RP2，另一支路接电阻R8后接地，放大器U1、放大器U2为LF353。

所述报警单元包括拉力报警单元、位移报警单元、角度报警单元，分为三路报警，第一路为拉力上限报警，第二路为位移报警，第三路为角度报警，其中控制器的信号输出端P2.7口接电阻R13，电阻R13的另一端一路分支接继电器K1，继电器K1接第一报警灯203a，继电器K1两端并接二极管D1，第二路分支接继电器K2，继电器K2接第二报警灯203b，继电器K2两端并接二极管D2，第三路分支接继电器K3，继电器K3接第三报警灯203c，继电器K3两端并接二极管D3。

所述摄像单元包括摄像头和摄像头控制器，其中控制器的信号输出端P2.6口接摄像头控制器，摄像头控制器接摄像头，摄像头与显示屏202电性连接。

实用新型的有益效果在于：提供一种自动升降实时安全监控装置，由安装在各分设备上的多个分机结合主机组成，各分机和主机之间通过CAN无线通讯模块连接，通过各分机内设置的检测单元将各将设备各项监测参数进行检测并传给各分机内置的控制器，各分控制器通过无线通讯模块将数据传送至主机，主机对各分机监测数据进行实时监控，当设备工作异常时报警单元发出报警信号，主机通过触摸显示屏掌握故障设备的报警信息并作及时处理，实现了设备在运行过程中的自动控制和实时监控。

附图说明

图1为本实用新型装置控制原理框图；

图2为装置内部各电路接线总图；

图3为本实用新型装置结构示意图。

图中所示：主机1、智能分机2、主机壳体101、触摸显示屏102、触摸屏接口103、USB接口104、显示屏202、第一报警灯203a、第二报警灯203b、第三报警灯203c。

具体实施方式

以下结合附图1、附图2、附图3对本实用新型的结构及其有益效果进一步说明。

一种自动升降实时安全监控装置，其结构示意图如图3所示：包括主机1以及与主机1连接的多个智能分机2，所述主机1与多个智能分机2之间通过CAN无线通讯模块电连接，主机1包括主机壳体101，主机壳体101上设有触摸显示屏102，主机壳体101一侧设有触摸屏接口103、USB接口104，主机壳体101内设有处理器、第一电源、与处理器输出端分别电性连接的触摸屏接口模块、USB接口模块、和与触摸显示屏102电性连接的存储器，触摸显示屏102通过触摸屏接口103与触摸屏接口模块电连接，触摸显示屏102将检测单元监测到的数据保存在存储器内，实现数据建档，USB接口104与USB接口模块电连接，通过USB接口104实现对控制器内部监测数据导入导出，处理器与第一电源连接给主机1供电；所述分机2包括分机壳体201，分机壳体201上设有显示屏202、第一报警灯203a、第二报警灯203b、第三报警灯203c，分机壳体201内设有控制器、第二电源、与控制器信号输入端分别电性连接的拉力检测单元、拉绳位移检测单元、角度检测单元，拉力检测单元、拉绳位移检测单元、角度检测单元另一端接电动单元，控制器的信号输出端分别连接摄像单元和报警单元，报警单元包括拉力报警单元、拉绳位移报警单元、角度报警单元，控制器的输出端还与显示屏202、CAN无线通讯模块的信号输入端分别电连接，CAN无线通讯模块的信号输出端接处理器的信号输入端，拉力检测单元、位移检测单元、角度检测单元将检测到的数据发送至控制器，控制器将监测到的数据经显示屏202进行显示，同时，控制器将检测到的数据发送至CAN无线通讯模块的信号输入端，CAN无线通讯模块的信号输出端将传送过来的检测数据传给设置在主机1内的处理器，处理器将数据发送至触摸显示屏102，控制器还与第二电源连接给智能分机2供电。其主机1与各智能分机2之间的控制原理图如图2所示，其中处理器信号为MSP430，控制器型号为STC89C52。

所述电动单元为电动葫芦。

如图1所示：所述拉力检测单元由拉力检测传感器结合前置放大器和信号滤波电路组成，拉力检测单元将检测到的电动葫芦所承载的拉力信号发送至控制器，控制器将接收到的拉力值与控制器内部设定的拉力值大小进行比较，若检测到的拉力值大于控制器内部的设定值，报警单元的第一路报警电路发出报警信号，第一报警灯报警灯203a闪烁，意为电动葫芦此时承载的重物的载荷超过了它的承载力，若检测到的拉力值小于控制器内部的设定值，则电动葫芦所吊起的重量在其所承受载荷之内，设备可以正常运转，拉力检测传感器的型号为LKL-119，其拉力测量量程为0～70T。

所述拉绳位移检测单元由拉绳位移检测传感器结合滤波电路和过零电路组成，拉绳位移检测单元将检测到的电动葫芦拉绳的位移大小值传给控制器，控制器将接收到的拉绳位移信号与控制器内部设定的位移信号值进行比较，若检测到的拉绳位移值大于控制器内部的设定值，报警单元的第二路报警电路发出报警信号，第二报警灯203b闪烁，意为电动葫芦此时的位移超过了它的最大位移值，若检测到的拉绳位移值值小于控制器内部的设定值，则电动葫芦的拉绳位移值在其范围之内，设备可以正常运转，拉绳位移检测传感器的型号为JF-407L，其拉伸位移量程为10mm～7000mm；

所述角度检测单元由角速度检测传感器结合积分检测电路和修正比较电路组成，角度检测单元将脚手架动作过程中电动葫芦检测到的角度值传给控制器，控制器将接收到的角度信号值与控制器内部设定的角度值进行比较，若检测到的角度信号值大于控制器内部的设定值，报警单元的第三路报警电路发出报警信号，第三报警灯203c闪烁，意为电动葫芦此时的角度超过了它的极限角度值，若检测到的角度信号值小于控制器内部的设定值，则电动葫芦的角度值在其范围之内，设备可以正常运转，角速度检测传感器的型号为WFM-1型。

所述摄像单元包括摄像头和摄像头控制器，其中控制器的信号输出端P2.6口接摄像头控制器，摄像头控制器接摄像头，摄像头与显示屏202电性连接，摄像头控制器驱动摄像头动作，摄像头将设备在运行过程中的画面进行实时拍摄后传给显示屏202，操作者通过显示屏202对物料吊取的整个过程进行监控，防止在吊物过程中发生碰撞等其他意外，加强了设备运行过程中的操作安全性。

以上实施例仅为本实用新型其中的一些实施方式，其描述较为具体，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。