一种霍尔式倾斜报警装置的制作方法

本实用新型涉及一种霍尔式倾斜报警装置，属于监控技术领域。

背景技术：

脚手架是建筑施工和舞台搭建不可缺少的工具，随着建筑物不断高大化和复杂化，这就导致随之而来脚手架故障排查变得越来越困难，脚手架安全事故爆发率越来越高。若是有一套监测设备，在脚手架角度发生很小的倾斜时就能发出报警，施工人员及时排查隐患，则可有效防止脚手架坍塌。

技术实现要素：

针对现有技术的以上技术需求，本实用新型的目的在于提供一种霍尔式倾斜报警装置，能够对物体的倾斜角度进行测量并报警，且测量操作简便易行，准确度高。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种霍尔式倾斜报警装置，其特征在于，包括霍尔传感装置、供电电路、驱动电路、ARM处理器、预警电路和液晶触摸屏；

所述霍尔传感装置由一个霍尔传感器、磁珠、旋转电动机、圆盘Ⅰ、圆盘Ⅱ和支撑轴构成，圆盘Ⅰ和圆盘Ⅱ上下放置且同轴，圆盘Ⅰ与旋转电动机固定连接，旋转电动机可带动圆盘Ⅰ旋转，霍尔传感器固定在圆盘Ⅰ的一侧，圆盘Ⅱ上具有一圈环形凹槽，磁珠可在圆盘Ⅱ的环形凹槽内自由转动，圆盘Ⅱ用支撑轴固定；

所述供电电路由电池、电源转换板及电池充电管理板组成，电池标称电压为5.5V，电源转换板将电池电压转换为5V与3.3V两种电压，电池充电管理板外接充电口，供电电路为霍尔传感装置中的霍尔传感器、驱动电路和ARM处理器提供3.3V电压，供电电路为霍尔传感装置中的旋转电动机、预警电路、液晶触摸屏提供5V电压；

所述驱动电路主要是电压跟随器和分压电路组成，将霍尔传感装置输出的测量信号转换为0V～3.3V波动的电压信号，传送给ARM处理器；

所述预警电路由蜂鸣器、指示灯、驱动电路板组成，当霍尔传感装置检测到异常信号后，ARM处理器控制预警电路中的驱动电路板，驱动电路板驱动蜂鸣器和指示灯，预警电路输出声音预警和灯光闪烁；

所述液晶触摸屏用于启动或停止监测活动以及设备的开机和关机；

霍尔传感装置中的旋转电动机与供电电路相连，霍尔传感装置中的霍尔传感器的输出端与驱动电路相连，驱动电路与ARM处理器相连，ARM处理器与液晶触摸屏相连，ARM处理器输出端与预警电路相连。

更优的，当本装置以任意角度安装在待测物体上时，在初始状态，供电电路给旋转电动机供电，旋转电动机带动圆盘Ⅰ及固定在圆盘Ⅰ上的霍尔传感器旋转，当霍尔传感器旋转到磁珠上方时，此时霍尔传感器输出高电平，旋转电动机停止转动，ARM处理器记录此位置为初始值，当待测物体发生倾斜时，由于磁珠在重力作用下会在圆盘Ⅱ内运动，磁珠运动到最底端，供电电路再次给旋转电动机供电，旋转电动机带动圆盘Ⅰ及固定在圆盘Ⅰ上的霍尔传感器旋转，当霍尔传感器再次旋转到磁珠上方时，此时霍尔传感器输出高电平，驱动电路将霍尔传感装置中感受到的电压信号进行转换和放大处理，并将信号传输给ARM处理器，ARM处理器根据接收到的霍尔传感装置中的高电平的时间变化信息，可综合解算出待测物体的倾斜角度。

更优的，所述ARM处理器设置有倾斜裕度报警值，倾斜裕度报警值为3°，当倾斜角度达到裕度报警值时，预警电路发出警报。

更优的，所述圆盘Ⅱ的凹槽内壁光滑，粗糙度为Ra0.8，且圆盘Ⅱ的内表面还涂敷有DJB-823固体薄膜保护剂。如此设置，可显著降低磁珠在圆盘Ⅱ内的摩擦力，提高磁珠运动的灵敏度。

本实用新型的工作原理如下：

将本实用新型固定在初始状态为任何倾斜角度的待测物体上。

通过液晶触摸屏完成系统开机自检后，系统启动测试工作，在初始状态，供电电路给旋转电动机供电，旋转电动机带动圆盘Ⅰ及固定在圆盘Ⅰ上的霍尔传感器旋转，当霍尔传感器旋转到磁珠上方时，此时霍尔传感器输出高电平，旋转电动机停止转动，ARM处理器记录此位置为初始值，当待测物体发生倾斜时，由于磁珠在重力作用下会在圆盘Ⅱ内运动，磁珠运动到最底端，供电电路再次给旋转电动机供电，旋转电动机带动圆盘Ⅰ及固定在圆盘Ⅰ上的霍尔传感器旋转，当霍尔传感器再次旋转到磁珠上方时，此时霍尔传感器输出高电平，驱动电路将霍尔传感装置中感受到的电压信号进行转换和放大处理，并将信号传输给ARM处理器，ARM处理器根据接收到的霍尔传感装置中的高电平的时间变化信息，可综合解算出待测物体的倾斜角度，当倾斜角度达到预警值时，预警电路工作，发出声音预警和灯光闪烁，提醒相关人员注意。

点击液晶触摸屏上的停止开关，系统进入停止测试模式，停止任何数据的记录和预警动作。

因为采用了以上技术方案，本实用新型的有益技术效果如下：本实用新型可以根据霍尔传感器感受到磁珠位置的时间信息变化，测试出待测物体任意角度的变化，且具有状态复位功能，霍尔传感器可以通过旋转电动机进行调整。

附图说明

图1为本实用新型一种霍尔式倾斜报警装置的组成示意图；

图2为本实用新型的霍尔传感装置组成及安装结构初始状态示意图；

图3为本实用新型的霍尔传感装置组成及安装结构倾斜状态示意图；

图4为本实用新型的磁珠放入圆盘Ⅱ后的状态。

图1～图4中：1—霍尔传感装置、1-1—霍尔传感器、1-2—磁珠、1-3—旋转电动机、1-4—圆盘Ⅰ、1-5—圆盘Ⅱ、1-6—支撑轴、2—供电电路、3—驱动电路、4—ARM处理器、5—预警电路、6—液晶触摸屏。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型的一种霍尔式倾斜报警装置的较佳实施例，如图1所示，包括霍尔传感装置1、供电电路2、驱动电路3、ARM处理器4、预警电路5和液晶触摸屏6；

所述霍尔传感装置1如图2、图3和图4所示，由一个霍尔传感器1-1、磁珠1-2、旋转电动机1-3、圆盘Ⅰ1-4、圆盘Ⅱ1-5和支撑轴1-6构成，圆盘Ⅰ1-4和圆盘Ⅱ1-5上下放置且同轴，圆盘Ⅰ1-4与旋转电动机1-3固定连接，旋转电动机1-3可带动圆盘Ⅰ1-4旋转，霍尔传感器1-1固定在圆盘Ⅰ1-4的一侧，圆盘Ⅱ1-5上具有一圈环形凹槽，磁珠1-2可在圆盘Ⅱ1-5的环形凹槽内自由转动，圆盘Ⅱ1-5用支撑轴1-6固定；

所述供电电路2由电池、电源转换板及电池充电管理板组成，电池标称电压为5.5V，电源转换板将电池电压转换为5V与3.3V两种电压，电池充电管理板外接充电口，供电电路2为霍尔传感装置1中的霍尔传感器1-1、驱动电路3和ARM处理器4提供3.3V电压，供电电路2为霍尔传感装置1中的旋转电动机1-3、预警电路5、液晶触摸屏6提供5V电压；

所述驱动电路3主要是电压跟随器和分压电路组成，将霍尔传感装置1输出的测量信号转换为0V～3.3V波动的电压信号，传送给ARM处理器4；

所述预警电路5由蜂鸣器、指示灯、驱动电路板组成，当霍尔传感装置1检测到异常信号后，ARM处理器4控制预警电路5中的驱动电路板，驱动电路板驱动蜂鸣器和指示灯，预警电路5输出声音预警和灯光闪烁；

所述液晶触摸屏6用于启动或停止监测活动以及设备的开机和关机；

霍尔传感装置1中的旋转电动机1-3与供电电路2相连，霍尔传感装置1中的霍尔传感器1-1的输出端与驱动电路3相连，驱动电路3与ARM处理器4相连，ARM处理器4与液晶触摸屏6相连，ARM处理器4输出端与预警电路5相连。

更优的，当本装置以任意角度安装在待测物体上时，在初始状态，如图2所示，供电电路2给旋转电动机1-3供电，旋转电动机1-3带动圆盘Ⅰ及固定在圆盘Ⅰ1-4上的霍尔传感器1-1旋转，当霍尔传感器1-1旋转到磁珠1-2上方时，此时霍尔传感器1-1输出高电平，旋转电动机1-3停止转动，ARM处理器4记录此位置为初始值，当待测物体发生倾斜时，由于磁珠1-2在重力作用下会在圆盘Ⅱ1-5内运动，磁珠1-2运动到最底端，如运动到图3所示的状态，此时供电电路2再次给旋转电动机1-3供电，旋转电动机1-3带动圆盘Ⅰ1-4及固定在圆盘Ⅰ1-4上的霍尔传感器1-1旋转，当霍尔传感器1-1再次旋转到磁珠1-2上方时，此时霍尔传感器1-1输出高电平，驱动电路3将霍尔传感装置1中感受到的电压信号进行转换和放大处理，并将信号传输给ARM处理器4，ARM处理器4根据接收到的霍尔传感装置1中的高电平的时间变化信息，可综合解算出待测物体的倾斜角度。

更优的，所述ARM处理器4设置有倾斜裕度报警值，倾斜裕度报警值为3°，当倾斜角度达到裕度报警值3°时，预警电路5发出警报。

更优的，所述圆盘Ⅱ1-5的凹槽内壁光滑，粗糙度为Ra0.8，且圆盘Ⅱ1-5的内表面还涂敷有DJB-823固体薄膜保护剂。

本实施例的工作原理如下：

将本装置固定在初始状态为任何倾斜角度的待测物体上。

通过液晶触摸屏6完成系统开机自检后，系统启动测试工作，在初始状态，供电电路2给旋转电动机1-3供电，旋转电动机1-3带动圆盘Ⅰ1-4及固定在圆盘Ⅰ1-4上的霍尔传感器1-1旋转，当霍尔传感器1-1旋转到磁珠1-2上方时，此时霍尔传感器1-1输出高电平，旋转电动机1-3停止转动，ARM处理器4记录此位置为初始值，当待测物体发生倾斜时，由于磁珠1-2在重力作用下会在圆盘Ⅱ1-5内运动，磁珠1-2运动到最底端，供电电路2再次给旋转电动机1-3供电，旋转电动机1-3带动圆盘Ⅰ1-4及固定在圆盘Ⅰ1-4上的霍尔传感器1-1旋转，当霍尔传感器1-1再次旋转到磁珠1-2上方时，此时霍尔传感器1-1输出高电平，驱动电路3将霍尔传感装置1中感受到的电压信号进行转换和放大处理，并将信号传输给ARM处理器4，ARM处理器4根据接收到的霍尔传感装置1中的高电平的时间变化信息，可综合解算出待测物体的倾斜角度，当倾斜角度达到设定的预警值3°时，预警电路5工作，发出声音预警和灯光闪烁，提醒相关人员注意。

点击液晶触摸屏6上的停止开关，系统进入停止测试模式，停止任何数据的记录和预警动作。

本实施例中涉及的具体电路结构和软件程序，本领域技术人员可根据所选器件的具体型号，根据器件的使用说明书，电路设计手册以及实际应用芯片对应的软件编程书籍，手册和说明书等材料，根据实际需要进行自行设计。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。