集装箱吊装偏离F‑TR锁智能报警装置的制作方法

本实用新型涉及集装箱卸载吊装领域，具体是一种集装箱吊装偏离F-TR锁智能报警装置。

背景技术：

用于运输集装箱的F-TR型集装箱铁路专用平车、汽车拖车等设置的F-TR锁角件(以下简称“F-TR锁”)主要作用是将集装箱牢牢锁在车辆上，确保集装箱运输过程中不发生移动。但有些时候因为天气原因或夜晚光线等原因，门吊司机在司机室内无法正确看到落锁情况，或地面人也没有注意到落锁位置，造成集装箱四个角没有全部落入F-TR锁具内，导致其中的一个或两个锁位错位，集装箱实际上没有全部固定，在运输过程中，集装箱极易发生掉落等严重事故。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种集装箱吊装偏离F-TR锁智能报警装置，通过集装箱吊具上的四个激光测距传感器检测集装箱四个角是否落入F-TR锁具内，从而实现报警功能，避免运输中危险事故的发生。

本实用新型的技术方案为：

集装箱吊装偏离F-TR锁智能报警装置，包括四个设置于集装箱吊具四个拐角处的激光测距传感器，四个分别与对应激光测距传感器输出端连接的激光测距传感器测量电路，四个分别与对应的激光测距传感器测量电路输出端连接的测量距离比较电路，以及与四个测量距离比较电路连接的比对报警系统；每个激光测距传感器测量电路均包括有依次连接的用于光电转换的运算放大器IC1、对运算放大器IC1输出的模拟电压信号进行比较处理的驱动模块IC3和用于将模拟电压信号转换成数字信号进行显示的数显模块IC2，运算放大器IC1的正向输入端与对应的激光测距传感器的信号输出端连接；每个激光测距传感器测量电路包括有运算放大器IJ1、NPN三极管VT1，运算放大器IJ1的正向输入端与驱动模块IC3的输出端连接，运算放大器IJ1的输出端与NPN三极管VT1的基极连接；所述的比对报警系统包括有单片机、以及分别单片机连接的指示灯和报警器，所述的四个测量距离比较电路中NPN三极管VT1的集电极均与单片机连接。

所述的激光测距传感器测量电路还包括有三极管VD1、三极管VD2、电容C1、电阻R1和按键SB1，所述的激光测距传感器的信号输出端通过二极管VD2与运算放大器IC1的反向输入端连接，运算放大器IC1的反向输入端通过二极管VD1与激光测距传感器的信号输出端连接，且激光测距传感器的信号输出端依次通过二极管VD2、电容C1后与运算放大器IC1的输出端连接，电容C1上并联有电阻R1，运算放大器IC1的输出端与驱动模块IC3的输入端，驱动模块IC3的输出端与运算放大器IJ1的正向输入端连接，所述的驱动模块IC3的引脚6、引脚1、引脚4、引脚7分别与数显模块IC2的引脚1、引脚3、引脚6、引脚7一一对应连接，数显模块IC2的引脚2通过按键SB1与电源正极连接，数显模块IC2的引脚5连接电源正极。

所述的运算放大器IC1的引脚7连接电源正极，电源正极通过电容C3接地，运算放大器IC1的引脚8通过电容C2后连同运算放大器IC1的引脚1均与可调电阻RW1的一固定接头连接，运算放大器IC1的引脚5与可调电阻RW1的另一固定接头连接，运算放大器IC1的引脚4、可调电阻RW1的可调接头均接地。

所述的测量距离比较电路还包括有电阻R2、电阻R3、可调电阻RP1和稳压管VD3，运算放大器IJ1的反向输入端与可调电阻RP1的可调接头连接，可调电阻RP1的一固定接头通过稳压管VD3与可调电阻RP1的另一固定接头连接，可调电阻RP1的另一固定接头通过电阻R2与电源正极连接，运算放大器IJ1的输出端通过电阻R3与NPN三极管VT1的基极连接。

所述运算放大器IC1选用CC3130集成运算放大器。

本实用新型的优点：

当集装箱四个角完全落入F-TR锁具内时，四个激光测距传感器检测的距离都是激光测距传感器距离铁路平车的距离，四个测量距离基本一致，但是当集装箱落位发生偏离时，至少有一个激光测距传感器检测的距离会发生突变，会转变成激光测距传感器距离平车铁轨的距离，当检测距离发生突变时，本实用新型测量距离比较电路输出突变的距离值给比对报警系统，实在快速报警。本实用新型的激光测距传感器测量电路实现激光测距传感器采集值的光电转换，测量距离比较电路对采集值和设定值进行单独比较，输出突变的距离值给比对报警系统，实在报警功能，提醒工作人员进行重新吊装或检测，避免运输中危险事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型激光测距传感器测量电路的电路图。

图3是本实用新型测量距离比较电路的电路图。

图4是本实用新型比对报警系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1，集装箱吊装偏离F-TR锁智能报警装置，包括四个设置于集装箱吊具四个拐角处的激光测距传感器01，四个分别与对应激光测距传感器01输出端连接的激光测距传感器测量电路02，四个分别与对应的激光测距传感器测量电路02输出端连接的测量距离比较电路03，以及与四个测量距离比较电路03连接的比对报警系统04；

见图2，每个激光测距传感器测量电路均包括有依次连接的用于光电转换的运算放大器IC1(CC3130集成运算放大器)、对运算放大器IC1输出的模拟电压信号进行比较处理的驱动模块IC3、用于将模拟电压信号转换成数字信号进行显示的数显模块IC2、三极管VD1、三极管VD2、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、可调电阻RW1和按键SB1，运算放大器IC1的正向输入端(引脚3)与对应的激光测距传感器的信号输出端连接，激光测距传感器的信号输出端通过二极管VD2与运算放大器IC1的反向输入端(引脚2)连接，运算放大器IC1的反向输入端(引脚2)通过二极管VD1与激光测距传感器的信号输出端连接，且激光测距传感器的信号输出端依次通过二极管VD2、电容C1后与运算放大器IC1的输出端(引脚6)连接，电容C1上并联有电阻R1，运算放大器IC1的输出端(引脚6)与驱动模块IC3的输入端(引脚2)，运算放大器IC1的引脚7连接电源正极，电源正极通过电容C3接地，运算放大器IC1的引脚8通过电容C2后连同运算放大器IC1的引脚1均与可调电阻RW1的一固定接头连接，运算放大器IC1的引脚5与可调电阻RW1的另一固定接头连接，运算放大器IC1的引脚4、可调电阻RW1的可调接头均接地，驱动模块IC3的输出端(引脚5)与运算放大器IJ1的正向输入端(引脚3)连接，驱动模块IC3的引脚6、引脚1、引脚4、引脚7分别与数显模块IC2的引脚1、引脚3、引脚6、引脚7一一对应连接，数显模块IC2的引脚2通过按键SB1与电源正极连接，数显模块IC2的引脚5连接电源正极；

见图3，每个激光测距传感器测量电路包括有运算放大器IJ1、NPN三极管VT1、电阻R2、电阻R3、可调电阻RP1和稳压管VD3，运算放大器IJ1的正向输入端(引脚3)与驱动模块IC3的输出端(引脚5)连接，运算放大器IJ1的反向输入端(引脚2)与可调电阻RP1的可调接头连接，可调电阻RP1的一固定接头通过稳压管VD3与可调电阻RP1的另一固定接头连接，可调电阻RP1的另一固定接头通过电阻R2与电源正极连接，运算放大器IJ1的输出端(引脚1)通过电阻R3与NPN三极管VT1的基极连接；

见图4，比对报警系统包括有单片机41、以及分别单片机41连接的指示灯42和报警器43，四个测量距离比较电路中NPN三极管VT1的集电极均与单片机41连接。

本实用新型的工作原理：

四个激光测距传感器01采集的光信号分别发给对应的激光测距传感器测量电路02，运算放大器IC1的正向输入端(引脚3)接收到测量信号，经过放大后，输出1-10V电压信号，由输出端(引脚6)发送到给驱动模块IC3进行放大、整形、驱动模块，驱动模块IC3输出的信号是标准的和测量距离成正比的模拟电压信号1-10V:1V—1m，2V--2m……10V—10m，IC2是数显模块，用于显示激光传感器直接测量的距离值。同时，按键SB1和驱动模块IC3用于设定测量上限和测量下限，超过测量上限和测量下限范围内的值，都是无效模拟电压信号值，都不能由驱动模块IC3输出，按键SB1第一次按下时，记录测量下限，5秒内按下第二次时，记录的是测量上限。

驱动模块IC3输出的模拟电压信号发送给运算放大器AJ1的同向输入端(引脚3)，运算放大器AJ1的反向输入端(引脚2)电位通过可调电阻RP1调整，集装箱正好落入平车平面上时集装箱吊具距离平车平面的距离大约1.5米—1.8米之间，此距离电压约为2.5V；当运算放大器AJ1的同向输入端(引脚3)接收到测距信号小于2.5V，即集装箱吊具上的激光测距传感器01距离平车平面的距离在1.5米—1.8米之间，运算放大器AJ1的输出端(引脚1)输出低电平，NPN三极管不导通，无数据输出；当运算放大器AJ1的同向输入端(引脚3)接收到测距信号大于2.5V，即集装箱吊具距离平车平面的距离大于1.8米时，运算放大器AJ1输出高电平，经电阻R3控制NPN三极管VT1导通，NPN三极管VT1的集电极CP1端口输出低电平和测量数据；

即采集到的正常数据没有传输给单片机41，采集到的非正常数据传给给了单片机，当单片机41设定时间内未接收到信号采样数据时，自动判定集装箱完全落入F-TR锁具内，单片41驱动指示灯42点亮，提示正常落入；当单片机41设定时间内接收到非正常采样数据时，且与设定正常值的高度差值大于0.5米时，单片41驱动报警器43启动，实现报警，提醒工作人员进行重新吊装或检测，避免运输中危险事故的发生。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。