CN105096517B - 机器人绳索疲劳智能检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种机器人绳索疲劳智能检测装置，其包括：绳索检测入口装置，绳索检测入口装置设有绳索滑道；信号发射模块，其安装于绳索检测入口装置中；与信号发射模块适配的信号接收模块，其安装于绳索检测入口装置中；报警模块，其安装于绳索检测入口装置中；MCU控制模块，其安装于绳索检测入口装置中，并与信号发射模块、信号接收模块及报警模块电性连接；MCU控制模块发送检测信号到信号发射模块，信号发射模块发出红外信号，且红外信号穿透穿过绳索滑道的绳索，信号接收模块接收穿透绳索的红外信号，并将信号处理后反馈到MCU控制模块；当MCU控制模块根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率合格，报警模块不工作，否则启动报警模块工作以报警。

Description

机器人绳索疲劳智能检测装置
技术领域：
本发明涉及自动检测器材技术领域，特指一种机器人绳索疲劳智能检测装置，该机器人绳索疲劳智能检测装置用于检测爬绳机器人使用的绳索的疲劳度，并判断疲劳度超标或者存在安全隐患时，会自动发出报警。
背景技术：
随着社会经济的发展，现有技术中，绳索应急逃生的装置或绳索高空作业的装置都比较很多，而爬绳机器人作为代表性的装置，其被广泛使用。
爬绳机器人在升降使用的绳索的安全性至关重要，该绳索关系到使用者的人身安全，因而必须要对绳索的疲劳度进行检测，而目前缺乏实用，且性价比高的产品。
有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机器人绳索疲劳智能检测装置，该机器人绳索疲劳智能检测装置用于检测爬绳机器人使用的绳索的疲劳度，并判断疲劳度超标或者存在安全隐患时，会自动发出报警。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该机器人绳索疲劳智能检测装置包括：绳索检测入口装置，该绳索检测入口装置中设置有供绳索穿过的绳索滑道；信号发射模块，其安装于绳索检测入口装置中，并显露于绳索滑道内壁；与所述信号发射模块适配的信号接收模块，其以与信号发射模块对称装配的方式安装于绳索检测入口装置中，并显露于绳索滑道内壁；报警模块，其安装于绳索检测入口装置中；MCU控制模块，其安装于绳索检测入口装置中，并与所述信号发射模块、信号接收模块及报警模块电性连接；所述MCU控制模块发送检测信号到信号发射模块，信号发射模块发出红外信号，且该红外信号穿透穿过所述绳索滑道的绳索，所述信号接收模块接收穿透绳索的红外信号，并将该信号处理后反馈到MCU控制模块；当MCU控制模块根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率合格，报警模块不工作；当MCU控制模块根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率不合格，启动报警模块工作以实现报警。
进一步而言，上述技术方案中，所述的绳索检测入口装置包括相互配合的底壳及上壳，该底壳及上壳相对的面分别形成有第一、第二滑槽，该底壳及上壳对接后，该第一、第二滑槽组合形成所述的绳索滑道。
进一步而言，上述技术方案中，所述信号发射模块设置于上壳中，且该信号发射模块显露于上壳的第一滑槽中；所述信号接收模块设置于底壳中，且该信号发射模块显露于底壳的第二滑槽中。
进一步而言，上述技术方案中，所述的信号发射模块包括一红外发光二极管DS1、连接于红外发光二极管DS1两端的MOS管Q2和限流电阻R4，该限流电阻R4连接电源VCC，该MOS管Q2的栅极通过一限流电阻R3与所述MCU控制模块连接。
进一步而言，上述技术方案中，所述的信号接收模块包括一光敏晶体管Q1、与光敏晶体管Q1连接的运算放大器U3A以及连接于运算放大器U3A周边的电阻R7、电阻R12、电阻R11和可调电阻RP10，该运算放大器U3A还通过一耦合电容C8连接所述MCU控制模块。
进一步而言，上述技术方案中，所述的报警模块包括喇叭LS1以及与该喇叭LS1连接的MOS管Q3，该MOS管Q3的栅极通过一限流电阻R6连接所述MCU控制模块。
进一步而言，上述技术方案中，所述MCU控制模块包括一MCU芯片U1以及设置于MCU芯片U1周边的外部时钟电路和上电复位电路，该MCU芯片U1中具有检测信号发送端口、检测信号接收端口以及报警信号发送端口。
进一步而言，上述技术方案中，所述MCU控制模块还连接有电源模块，该电源模块包括一电压差稳压芯片U2以及与电压差稳压芯片U2输入端连接的电容C2、电容C3和与电压差稳压芯片U2输出端连接的电容C4、电容C5，其中，该电容C3、电容C5均为高频滤波电容。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明可对机器人用绳索的疲劳度进行实时检测，对存在断裂安全隐患的绳索进行报警，令使用者可及时停止使用存在断裂安全隐患的绳索或更换绳索，以保证使用者的人身安全。另外，本发明结构较为简单、成本低、实用性强、性价比高，并可实现智能自动化检测，且具有良好的检测功效。此外，本发明还可适用于不同规格的绳索，令本发明具有极高的市场竞争力。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的方框图；
图3是本发明的电路图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
见图1-3所示，为一种机器人绳索疲劳智能检测装置，其包括：一绳索检测入口装置1、安装于绳索检测入口装置1中的信号发射模块2、与信号发射模块2适配的信号接收模块3以及报警模块4、MCU控制模块5和电源模块6，该信号发射模块2、信号接收模块3、报警模块4、电源模块6均与所述MCU控制模块5电性连接。
所述电源模块6包括一电压差稳压芯片U2以及与电压差稳压芯片U2输入端连接的电容C2、电容C3和与电压差稳压芯片U2输出端连接的电容C4、电容C5，其中，该电容C3、电容C5均为高频滤波电容。电压差稳压芯片U2输入端为电源VCC，电压差稳压芯片U2输出端为+5V端口。
所述绳索检测入口装置1中设置有供绳索100穿过的绳索滑道10，且该绳索滑道10可适用于不同规格的绳索100穿过。所述信号发射模块2和信号接收模块3对称设置于绳索检测入口装置1中，并显露于绳索滑道10内壁。具体而言，所述的绳索检测入口装置1包括相互配合的底壳11及上壳12，该底壳11及上壳12相对的面分别形成有第一、第二滑槽111、112，该底壳11及上壳12对接后，该第一、第二滑槽111、112组合形成所述的绳索滑道10。其中，所述信号发射模块2设置于上壳12中，且该信号发射模块2显露于上壳12的第一滑槽111中；所述信号接收模块3设置于底壳11中，且该信号发射模块2显露于底壳11的第二滑槽112中。
所述的信号发射模块2包括一红外发光二极管DS1、连接于红外发光二极管DS1两端的MOS管Q2和限流电阻R4，该MOS管Q2控制红外发光二极管DS1工作，所述限流电阻R4连接电源VCC，该MOS管Q2的栅极通过一限流电阻R3与所述MCU控制模块5连接，该MOS管Q2的栅极还连接一保护电阻R8后接地，该MOS管Q2的源极接地。所述MCU控制模块5控制MOS管Q2导通，以控制红外发光二极管DS1工作，使红外发光二极管DS1发出红外信号。
所述的信号接收模块3包括一光敏晶体管Q1、与光敏晶体管Q1连接的反馈电阻R13、与光敏晶体管Q1连接的运算放大器U3A以及连接于运算放大器U3A周边的电阻R7、电阻R12、电阻R11和可调电阻RP10，该运算放大器U3A还通过一耦合电容C8连接所述MCU控制模块5。其中，该电阻R11和可调电阻RP10连接于运算放大器U3A和光敏晶体管Q1之间，且该运算放大器U3A和光敏晶体管Q1还分别连接电源VCC。
所述光敏晶体管Q1用于接收穿透绳索红外信号，并配合反馈电阻R13将变化的红外信号送到运算放大器U3A进行放大处理，其中，运算放大器U3A的放大倍数可通过电阻R7、电阻R12、电阻R11、可调电阻RP10进行调节设定，以实现对不同规格绳索的疲劳检测，最后通过耦合电容C8将放大的交流信号传送至MCU控制模块5。
所述的报警模块4包括喇叭LS1以及与该喇叭LS1连接的MOS管Q3，该MOS管Q3控制该喇叭LS1工作，该MOS管Q3的栅极通过一限流电阻R6连接所述MCU控制模块5，且MOS管Q3的栅极还连接一保护电阻R9后接地，该喇叭LS1还连接一电阻R5后连接电源VCC。
所述MCU控制模块5包括一MCU芯片U1以及设置于MCU芯片U1周边的外部时钟电路51和上电复位电路52，该MCU芯片U1中具有检测信号发送端口、检测信号接收端口以及报警信号发送端口，该检测信号发送端口、检测信号接收端口以及报警信号发送端口分别连接所述的信号发射模块2、信号接收模块3以及报警模块4，且所述MCU芯片U1还连接所述电源模块6的+5V端口。
所述外部时钟电路51包括与MCU芯片U1连接的晶振Y1以及连接于晶振Y1两端的电容C1和电容C6。所述上电复位电路52包括相互串联的电阻R1和电阻R2以及连接于电阻R1和电阻R2之间的电容C7，该电阻R1连接+5V端口，电阻R2连接MCU芯片U1，电容C7接地。
本发明工作时，所述MCU控制模块5发送检测信号到信号发射模块2，信号发射模块2发出红外信号，且该红外信号穿透穿过所述绳索滑道10的绳索100，所述信号接收模块3接收穿透绳索的红外信号，并将该信号处理后反馈到MCU控制模块5；当MCU控制模块5根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率合格，报警模块4不工作；当MCU控制模块5根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率不合格，启动报警模块4工作以实现报警。
综上所述，本发明可对机器人用绳索的疲劳度进行实时检测，对存在断裂安全隐患的绳索进行报警，令使用者可及时停止使用存在断裂安全隐患的绳索或更换绳索，以保证使用者的人身安全。另外，本发明结构较为简单、成本低、实用性强、性价比高，并可实现智能自动化检测，且具有良好的检测功效。此外，本发明还可适用于不同规格的绳索，令本发明具有极高的市场竞争力。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：包括：
绳索检测入口装置(1)，该绳索检测入口装置(1)中设置有供绳索穿过的绳索滑道(10)；
信号发射模块(2)，其安装于绳索检测入口装置(1)中，并显露于绳索滑道(10)内壁；
与所述信号发射模块(2)适配的信号接收模块(3)，其以与信号发射模块(2)对称装配的方式安装于绳索检测入口装置(1)中，并显露于绳索滑道(10)内壁；
报警模块(4)，其安装于绳索检测入口装置(1)中；
MCU控制模块(5)，其安装于绳索检测入口装置(1)中，并与所述信号发射模块(2)、信号接收模块(3)及报警模块(4)电性连接；
所述MCU控制模块(5)发送检测信号到信号发射模块(2)，信号发射模块(2)发出红外信号，且该红外信号穿透穿过所述绳索滑道(10)的绳索，所述信号接收模块(3)接收穿透绳索的红外信号，并将该信号处理后反馈到MCU控制模块(5)；当MCU控制模块(5)根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率合格，报警模块(4)不工作；当MCU控制模块(5)根据接收到的数据判断绳索对红外光的透光率不合格，启动报警模块(4)工作以实现报警；
所述的信号接收模块(3)包括一光敏晶体管Q1、与光敏晶体管Q1连接的运算放大器U3A以及连接于运算放大器U3A周边的电阻R7、电阻R12、电阻R11和可调电阻RP10，该运算放大器U3A还通过一耦合电容C8连接所述MCU控制模块(5)。
2.根据权利要求1所述的机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：所述的绳索检测入口装置(1)包括相互配合的底壳(11)及上壳(12)，该底壳(11)及上壳(12)相对的面分别形成有第一、第二滑槽(111、112)，该底壳(11)及上壳(12)对接后，该第一、第二滑槽(111、112)组合形成所述的绳索滑道(10)。
3.根据权利要求2所述的机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：所述信号发射模块(2)设置于上壳(12)中，且该信号发射模块(2)显露于上壳(12)的第一滑槽(111)中；所述信号接收模块(3)设置于底壳(11)中，且该信号发射模块(2)显露于底壳(11)的第二滑槽(112)中。
4.根据权利要求1所述的机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：所述的信号发射模块(2)包括一红外发光二极管DS1、连接于红外发光二极管DS1两端的MOS管Q2和限流电阻R4，该限流电阻R4连接电源VCC，该MOS管Q2的栅极通过一限流电阻R3与所述MCU控制模块(5)连接。
5.根据权利要求1所述的机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：所述的报警模块(4)包括喇叭LS1以及与该喇叭LS1连接的MOS管Q3，该MOS管Q3的栅极通过一限流电阻R6连接所述MCU控制模块(5)。
6.根据权利要求1所述的机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：MCU控制模块(5)包括一MCU芯片U1以及设置于MCU芯片U1周边的外部时钟电路(51)和上电复位电路(52)，该MCU芯片U1中具有检测信号发送端口、检测信号接收端口以及报警信号发送端口。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的机器人绳索疲劳智能检测装置，其特征在于：所述MCU控制模块(5)还连接有电源模块(6)，该电源模块(6)包括一电压差稳压芯片U2以及与电压差稳压芯片U2输入端连接的电容C2、电容C3和与电压差稳压芯片U2输出端连接的电容C4、电容C5，其中，该电容C3、电容C5均为高频滤波电容。
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