專利名稱：一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器。尤其是一種變電站高層帶電體防施工機(jī)械過(guò)分接近的激光安全掃描器。
背景技術(shù)：
電カ系統(tǒng)安全生產(chǎn)是電力企業(yè)的立身之本。運(yùn)行變電站施工機(jī)械作業(yè)過(guò)程中防止誤碰高層帶電體是變電站安防管理工作的難點(diǎn)和空白點(diǎn)。傳統(tǒng)的遮(圍)欄只能解決施工機(jī)械或人員的前后左右水平面上的安全防護(hù)，而其作業(yè)點(diǎn)上方 高層帶電體如何防施工機(jī)械接近卻是防護(hù)工作的難點(diǎn)。因此需要開(kāi)發(fā)立體的防護(hù)裝置以解決安全生產(chǎn)管理中的薄弱點(diǎn)。從目前國(guó)內(nèi)外了解的情況來(lái)看，變電站作業(yè)中對(duì)高層帶電體的安防尚無(wú)行之有效的解決辦法。因此，開(kāi)發(fā)變電站高層帶電體防接近報(bào)警系統(tǒng)是解決該存在問(wèn)題的有效方法，同時(shí)也是ー項(xiàng)具有科技創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的開(kāi)發(fā)工作。項(xiàng)目的應(yīng)用對(duì)提高電力企業(yè)的安全生產(chǎn)水平有著非常重要的意義。典型的變電站內(nèi)設(shè)備檢修現(xiàn)場(chǎng)包括檢修隔離遮(圍)欄、檢修設(shè)備、人員、吊車等，在該檢修設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，被檢修設(shè)備用安全遮(圍)欄把被檢修設(shè)備圍住，僅在道路位置設(shè)置ー進(jìn)出入口，以控制人員或其他檢修エ機(jī)具進(jìn)入到檢修區(qū)域外鄰近的帶電設(shè)備上。被檢修設(shè)備為已停電的設(shè)備，因此，只要人員不跑出該安全遮(圍)欄，所開(kāi)展的檢修工作相對(duì)就是安全的。但是，往往有的時(shí)候被檢修設(shè)備的上方還有帶電母線在運(yùn)行，正常情況下在檢修該帶電母線下方設(shè)備時(shí)，人與該上方帶電母線的安全距離是可以得到保證的，即無(wú)發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。但當(dāng)該母線下方被檢修設(shè)備需要吊車起吊作業(yè)，如被檢修設(shè)備需更換時(shí)，由于吊車的吊臂上升時(shí)會(huì)接近上方的帶電母線，如無(wú)法確認(rèn)其與之接近的允許距離，有可能導(dǎo)致吊臂離帶電母線過(guò)近而對(duì)吊臂發(fā)生放電，導(dǎo)致人身和設(shè)備重大事故。這就是目前電カ設(shè)備檢修作業(yè)中存在的非常大的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)檢修設(shè)備上方有帶電體吋，對(duì)作業(yè)的施工機(jī)械上升高度進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，一旦被檢測(cè)施工機(jī)械超過(guò)激光安全掃描器的設(shè)定限高，則該激光安全掃描器就會(huì)聲光報(bào)警，提醒監(jiān)護(hù)人員以及作業(yè)人員注意，同時(shí)對(duì)電器的施工機(jī)械還可切斷其工作電源，以保護(hù)作業(yè)人員和設(shè)備的安全。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器，包括高速激光測(cè)距傳感器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路，電池電壓檢測(cè)及電源控制電路，無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊，訊響報(bào)警器及施工電源切除控制電路，高分貝訊響器，控制主板；其中所述的高速激光測(cè)距傳感器通過(guò)RS232電纜與控制主板的RS232串ロ連接，接收和發(fā)送來(lái)自高速激光測(cè)距傳感器的目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)和發(fā)送來(lái)自控制主板的執(zhí)行指令；所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制主板的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路連接，接收控制主板的執(zhí)行指令，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制高速激光測(cè)距傳感器相連，控制高速激光測(cè)距傳感器的掃描范圍，起始角度指令；所述的步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路與控制主板連接，執(zhí)行控制主板的步距指令，實(shí)現(xiàn)步距角調(diào)整信息；所述的無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊與控制主板連接，通過(guò)接收無(wú)線遙控指令，控制該激光安全掃描器的開(kāi)、關(guān)機(jī)，測(cè)量距離、掃描范圍以及角度調(diào)整的設(shè)定；所述的訊響器及施工電源切除控制電路與控制主板連接，接收來(lái)自控制主板的執(zhí)行指令，當(dāng)高速激光測(cè)距傳感器檢測(cè)到目標(biāo)后，通過(guò)控制主板的判斷，向訊響器及施工電源切除控制電路相連的高分貝訊響器發(fā)出聲光報(bào)警指令，同時(shí)由開(kāi)出空接點(diǎn)斷開(kāi)施工作業(yè)機(jī)械設(shè)備的電源；所述的電池電壓檢測(cè)及電源控制電路與控制主板相連，向整個(gè)系統(tǒng)供電的同時(shí)，實(shí)施檢測(cè)電池電壓，在電壓低于設(shè)定的限值時(shí)，及時(shí)斷開(kāi)電源的工作。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明原有地面布 置安全遮(圍)欄措施的基礎(chǔ)上，用激光安全掃描檢測(cè)手段對(duì)施工作業(yè)機(jī)械對(duì)上層帶電物體的限定允許高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)了安全措施的全方位立體布置。變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器通過(guò)在施工機(jī)械作業(yè)區(qū)域內(nèi)對(duì)設(shè)定高度水平面上90°或45°區(qū)域范圍的空間進(jìn)行連續(xù)不斷的掃描，一旦當(dāng)施工作業(yè)機(jī)械上升到該限定高度的扇形檢測(cè)區(qū)域，就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警或切除施工機(jī)械電源，從而保證了吊車類施工機(jī)械可能造成對(duì)上方帶電體的距離檢測(cè)，一旦吊車吊臂上升高度超過(guò)掃描區(qū)域，即可發(fā)出聲光報(bào)警，對(duì)于電動(dòng)施工機(jī)械則可通過(guò)該裝置開(kāi)出空接點(diǎn)來(lái)切斷其電源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高層帶電區(qū)域進(jìn)行限高的安全防護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)了施工作業(yè)的安全。本發(fā)明的設(shè)備科技含量較高，高速激光傳感器與步進(jìn)電機(jī)結(jié)合，采用激光雷達(dá)的水平面掃描原理，解決了被檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的固有物體和出現(xiàn)目標(biāo)物體的可靠區(qū)分，防止發(fā)生誤報(bào)警的問(wèn)題，同時(shí)安裝相對(duì)簡(jiǎn)単，使用電池供電，可有效避免使用場(chǎng)所電磁干擾，使本發(fā)明的激光安全掃描器具備了使用范圍廣的特點(diǎn)，并可用于防盜、車輛、船舶防撞等其他應(yīng)用領(lǐng)域。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本實(shí)施例的一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器，包括高速激光測(cè)距傳感器1，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)2，步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路3，電池電壓檢測(cè)及電源控制電路4，無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊5，訊響報(bào)警器及施工電源切除控制電路6，高分貝訊響器7，控制主板8 ;其中所述的高速激光測(cè)距傳感器I通過(guò)RS232電纜與控制主板8的RS232串ロ連接，接收和發(fā)送來(lái)自高速激光測(cè)距傳感器I的目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)和發(fā)送來(lái)自控制主板8的執(zhí)行指令；所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)2與控制主板8的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路連接，接收控制主板8的執(zhí)行指令，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)2與控制高速激光測(cè)距傳感器I相連，控制高速激光測(cè)距傳感器I的掃描范圍，起始角度指令；所述的步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路3與控制主板8連接，執(zhí)行控制主板8的步距指令，實(shí)現(xiàn)步距角調(diào)整信息；所述的無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊5與控制主板8連接，通過(guò)接收無(wú)線遙控指令，控制該激光安全掃描器的開(kāi)、關(guān)機(jī)，測(cè)量距離、掃描范圍以及角度調(diào)整的設(shè)定；所述的訊響器及施工電源切除控制電路6與控制主板8連接，接收來(lái)自控制主板8的執(zhí)行指令，當(dāng)高速激光測(cè)距傳感器I檢測(cè)到目標(biāo)后，通過(guò)控制主板8的判斷，向訊響器及施エ電源切除控制電路6相連的高分貝訊響器7發(fā)出聲光報(bào)警指令，同時(shí)由開(kāi)出空接點(diǎn)斷開(kāi)施工作業(yè)機(jī)械設(shè)備的電源；所述的電池電壓檢測(cè)及電源控制電路4與控制主板8相連，向整個(gè)系統(tǒng)供電的同時(shí)，實(shí)施檢測(cè)電池電壓，在電壓低于設(shè)定的限值時(shí)，及時(shí)斷開(kāi)電源，保證本設(shè)備能在正常范圍內(nèi)工作，確保無(wú)誤報(bào)警。所述的控制主板8采用嵌入式控制器為美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的ATmegal28高速控制器。該控制器的運(yùn)行速度最高可達(dá)20MIPS，同時(shí)芯片又具有在線編程(ISP)和在線仿真功能。高速激光測(cè)距傳感器I采用深圳精測(cè)科技有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，雖然在性能，體積、重量上與進(jìn)ロ的相比有著較大的差距，但通過(guò)合理的技術(shù)手段，能夠在技術(shù)和性價(jià)比上達(dá)到一個(gè)很好的平衡點(diǎn)，使開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)2主要是對(duì)高速激光測(cè)距傳感器I作扇形掃描運(yùn)動(dòng)?！て溆刹竭M(jìn)電機(jī)及相應(yīng)的附屬機(jī)械機(jī)構(gòu)組成。步進(jìn)電機(jī)采用兩相混合式高扭矩步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行高細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)獲得電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行和步進(jìn)角度，因此測(cè)量和掃描的精度得到了有效保障。系統(tǒng)的報(bào)警音響采用高分貝訊響器，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到水平掃描區(qū)出現(xiàn)物體時(shí)，通過(guò)輸出控制保持信號(hào)使高強(qiáng)音報(bào)警音響連續(xù)鳴響。該保持信號(hào)只有通過(guò)人工才能進(jìn)行復(fù)位。無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊5采用深圳市運(yùn)籌科技有限公司的YCR802WC-PC型接收模塊，該模塊采用最新微電腦編程技術(shù)，具有高保密性，存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)，且使用方便，無(wú)需采用傳統(tǒng)跳線式撥碼開(kāi)關(guān)編碼，只需將遙控器所發(fā)射的無(wú)線信號(hào)讓該接受模塊接收并存貯，即可實(shí)現(xiàn)配套使用。同時(shí)無(wú)線遙控模塊也采用深圳市運(yùn)籌科技有限公司的YCF8512A。該遙控模塊可控制12路設(shè)備。電池電壓檢測(cè)及電源控制電路4主要是通過(guò)嵌入式處理對(duì)電池電壓進(jìn)行不間斷A/D采樣檢測(cè)，當(dāng)電池電壓降低到下限值時(shí)，由控制器判別后自動(dòng)關(guān)斷電源電路。步進(jìn)電機(jī)與激光測(cè)距傳感器電源控制電路3主要是通過(guò)電源分路技術(shù)對(duì)高耗電的部件在不工作時(shí)進(jìn)行電源控制。當(dāng)系統(tǒng)在不監(jiān)控狀態(tài)時(shí)通過(guò)切斷這部分高耗電設(shè)備使電池的使用時(shí)間得到延長(zhǎng)。本實(shí)施例在原有地面布置安全遮(圍)欄措施的基礎(chǔ)上，用激光安全掃描檢測(cè)手段對(duì)施工作業(yè)機(jī)械對(duì)上層帶電物體的限定允許高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)了安全措施的全方位立體布置。首先通過(guò)控制主板8的設(shè)置執(zhí)行指令，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)2控制高速激光測(cè)距傳感器I的掃描范圍，起始角度指令；即變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器通過(guò)在施工機(jī)械作業(yè)區(qū)域內(nèi)對(duì)設(shè)定高度水平面上90°或45°區(qū)域范圍的空間進(jìn)行連續(xù)不斷的掃描，一旦當(dāng)施工作業(yè)機(jī)械上升到該限定高度的扇形檢測(cè)區(qū)域吋，迅速檢測(cè)到上升施工機(jī)械位置相對(duì)于激光傳感器的距離數(shù)據(jù)，同時(shí)該距離數(shù)據(jù)由激光傳感器串ロ高速送入控制主板8，控制主板8將獲得的距離數(shù)據(jù)及該時(shí)刻步進(jìn)電機(jī)所在的位置值與激光安全掃描報(bào)警器開(kāi)機(jī)時(shí)第一次掃描獲取的固有物體距離數(shù)據(jù)及位置值進(jìn)行比較，一旦判別出該位置檢測(cè)到的目標(biāo)距離數(shù)據(jù)與同一位置固有物體的距離數(shù)據(jù)不相符，則由程序控制步進(jìn)電機(jī)停止步進(jìn)，并對(duì)該位置出現(xiàn)的目標(biāo)再次進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量，如果對(duì)目標(biāo)多次連續(xù)測(cè)量獲得的每ー個(gè)數(shù)據(jù)都滿足報(bào)警判據(jù)，則由程序通過(guò)控制主板8對(duì)訊響器及施工電源切除控制電路6進(jìn)行控制，并通過(guò)高分貝訊響器7發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)由繼電器開(kāi)出的空接點(diǎn)切除施工機(jī)械電源。從而保證了吊車類施工機(jī)械可能造成對(duì)上方帶電體的距離檢測(cè)，一旦吊車吊臂上升高度超過(guò)掃描區(qū)域，即可發(fā)出聲光報(bào)警，對(duì)于電動(dòng)施工機(jī)械則可通過(guò)該裝置開(kāi)出空接點(diǎn)來(lái)切斷其電源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高層帶電區(qū)域進(jìn)行限高的安全防護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)了施工作業(yè)的安全。本實(shí)施例的設(shè)備科技含量較高，高速激光傳感器與步進(jìn)電機(jī)結(jié)合，采 用激光雷達(dá)的水平面掃描原理，解決了被檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的固有物體和出現(xiàn)目標(biāo)物體的可靠區(qū)分，防止發(fā)生誤報(bào)警的問(wèn)題，同時(shí)安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，使用電池供電，可有效避免使用場(chǎng)所電磁干擾，使本發(fā)明的激光安全掃描器具備了使用范圍廣的特點(diǎn)，并可用于防盜、車輛、船舶防撞等其他應(yīng)用領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器，其特征在于包括高速激光測(cè)距傳感器(1)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)(2)，步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路(3)， 電池電壓檢測(cè)及電源控制電路(4)，無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊(5)，訊響報(bào)警器及施工電源切除控制電路(6)，高分貝訊響器(7)，控制主板(8);其中所述的高速激光測(cè)距傳感器(I)通過(guò)RS232電纜與控制主板(8)的RS232串口連接，接收和發(fā)送來(lái)自高速激光測(cè)距傳感器(I) 的目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)和發(fā)送來(lái)自控制主板(8)的執(zhí)行指令；所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu) (2)與控制主板(8)的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路連接，接收控制主板(8)的執(zhí)行指令，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)(2)與控制高速激光測(cè)距傳感器(I)相連，控制高速激光測(cè)距傳感器(I)的掃描范圍，起始角度指令；所述的步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路(3)與控制主板(8) 連接，執(zhí)行控制主板(8)的步距指令，實(shí)現(xiàn)步距角調(diào)整信息；所述的無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊(5)與控制主板(8)連接，通過(guò)接收無(wú)線遙控指令，控制該激光安全掃描器的開(kāi)、關(guān)機(jī)，測(cè)量距離、掃描范圍以及角度調(diào)整的設(shè)定；所述的訊響器及施工電源切除控制電路(6)與控制主板(8)連接，接收來(lái)自控制主板(8)的執(zhí)行指令，當(dāng)高速激光測(cè)距傳感器(I)檢測(cè)到目標(biāo)后，通過(guò)控制主板(8)的判斷，向訊響器及施工電源切除控制電路(6)相連的高分貝訊響器(7)發(fā)出聲光報(bào)警指令，同時(shí)由開(kāi)出空接點(diǎn)斷開(kāi)施工作業(yè)機(jī)械設(shè)備的電源；所述的電池電壓檢測(cè)及電源控制電路(4 )與控制主板(8 )相連，向整個(gè)系統(tǒng)供電的同時(shí)，實(shí)施檢測(cè)電池電壓，在電壓低于設(shè)定的限值時(shí)，及時(shí)斷開(kāi)電源的工作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種變電站高層帶電體防接近激光安全掃描報(bào)警器，包括高速激光測(cè)距傳感器，所述的高速激光測(cè)距傳感器通過(guò)RS232電纜與控制主板的RS232串口連接；所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制主板的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路連接；所述的步進(jìn)電機(jī)與激光傳感器電源控制電路與控制主板連接；所述的無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊與控制主板連接；所述的訊響器及施工電源切除控制電路與控制主板連接；所述的電池電壓檢測(cè)及電源控制電路與控制主板相連。本發(fā)明能對(duì)作業(yè)的施工機(jī)械上升高度進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，一旦被檢測(cè)施工機(jī)械超過(guò)激光安全掃描器的設(shè)定限高，則會(huì)聲光報(bào)警，同時(shí)對(duì)電器的施工機(jī)械還可切斷其工作電源，以保護(hù)作業(yè)人員和設(shè)備的安全。
文檔編號(hào)B66C23/88GK102701090SQ20121019937
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者丁可為, 凌玲, 姚建生, 楊光權(quán), 祁煒雯, 茹惠東, 酈于杰 申請(qǐng)人:紹興電力局