CN109526935A - 电动升降自识别防小动物隔离挡板控制系统 - Google Patents

Abstract

电动升降识别防小动物隔离挡板控制系统，包括支座模块、嵌套挡板模块和控制系统；支座模块包括垂直设置的两个铝型材框架，电动推杆成倒置方式固定在铝型材框架顶部，电动推杆的伸缩端头部连接第三级导轨；一级导轨与铝型材框架底部固定，二级导轨连接一级导轨，三级导轨连接二级导轨；嵌套挡板模块包括自下而上的第一层基板、第二层收合板、第三层收合板，分别固定在铝型材框架上、二级导轨、三级导轨；控制系统包括安装于嵌套挡板模块两侧的铝型材框架上的超声传感器、对射传感器、摄像头、单片机。

Description

电动升降自识别防小动物隔离挡板控制系统

技术领域

本发明涉及用于变电站无人工况环境的防小动物隔离系统。

背景技术

变电站中的输电线路和电力设备等是电网的重要基础设施。输电线路多、覆盖面积广，它们的稳定与安全直接关系着电网的可靠性与安全性。由于工作环境复杂多样，在无人监管的情况下，地面上的野生的动物，例如老鼠、蛇类以及猫等容易进入变电站，造成输电线路和电力设备受到干扰和损害。

变电站集控化和无人值守化成为变电站运行模式的发展趋势，提高了运行效率，节省了人力物力。同时，对变电站防小动物措施也提出了更高的要求。变电站小动物危害是变电运行安全的一个重要隐患，如今变电站通常通过驱赶小动物、硫磺驱蛇、放置粘鼠板、捕猫笼等方式，防止小动物对电力设备的破坏。而通过多年的运行工作经验了解到，此举无法完全保证变电设备免受小动物危害，尤其宁夏地区许多变电站地处野外，鼠类分布区域广，个体数量最多，生命力旺盛、繁殖速度极快、适应能力强，几乎什么都吃。一旦变电站进了老鼠，那么造成的损失将是巨大的。因此，无论任何时候，变电站防鼠都要放在其中。对此，研究一套活物隔离装置并实现人体自识别操控具有重要作用。

小动物造成的输电事故给国家电网造成巨大经济损失，人们的正常生活，工业生产也受到严重影响，电路故障后，工业无法正常生产，人们无法正常上班。国家电网对鼠类的防护工作的重视程度和工作力度逐年提高。对此，本设计提出一种活物隔离装置机构设计与自识别系统，旨在通过活物隔离装置与自动识别系统区别小动物和人，防止鼠类进入变电站，同时又能方便管理人员方便进入变电站。本设计的执行对防止变电站鼠患有着重要实际意义。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种电动升降识别防小动物隔离挡板控制系统，实现在变电站中通过活物隔离装置与自动识别系统区别小动物和人，防止鼠类进入变电站，同时又能方便管理人员方便进入变电站。

电动升降识别防小动物隔离挡板控制系统，包括支座模块、嵌套挡板模块和控制系统；

支座模块包括垂直设置的两个铝型材框架，电动推杆成倒置方式固定在铝型材框架顶部，电动推杆的伸缩端头部朝下，电动推杆的伸缩端头部连接第三级导轨；一级导轨与铝型材框架底部固定，二级导轨在垂直方向可相对移动地连接一级导轨，三级导轨在垂直方向可相对移动地连接二级导轨，二级导轨的端部设有阻止三级导轨移动的阻挡件。

嵌套挡板模块包括自下而上的第一层基板、第二层收合板、第三层收合板。第一层基板的两端固定在铝型材框架上，为第二层收合板和第三层收合板提供固定基础。第二层收合板的两端分别连接两个支座模块的二级导轨，由二级导轨驱动第二层收合板的上下运动。第二层收合板成倒U型从上方套在第一层基板上，其上下运动不会与第一层基板产生接触。第三层收合板的两端分别连接两个支座模块的三级导轨，由三级导轨驱动第三层收合板的上下运动，第三层收合板成倒U型从上方套在第二层收合板上，其上下运动不会与第二层收合板产生接触。

控制系统包括：安装于嵌套挡板模块两侧的铝型材框架上的超声传感器、对射传感器、摄像头、单片机，超声传感器的检测区域是嵌套挡板模块外沿区域；铝型材框架上装有对射传感器，对射传感器相向对射，形成光幕；铝型材框架上装有摄像头；超声传感器、对射传感器、摄像头的输出端均连接单片机，电动推杆的驱动电机的控制信号输入端连接单片机；

当有工作人员移动至嵌套挡板模块外沿区域时，超声传感器发出警报信号传送至单片机；单片机随即启动摄像头跟踪移动的人体，摄像头将人体的图片传输到单片机；单片机中设有用于分析图片中人体的姿态以判断图片中的工作人员是否准备越过嵌套挡板模块的分析判断单元，当工作人员准备越过嵌套挡板模块时，分析判断单元通过单片机的信号输出端发出信号启动电动推杆的驱动电机；

对射传感器检测到被遮挡状态后，向单片机发出被遮挡信号，在接收到被遮挡信号期间，单片机向电动推杆的驱动电机发出停止信号；

在停止接收到被遮挡信号后，单片机向电动推杆的驱动电机发出反转信号，使电动推杆收缩。

嵌套挡板模块平时处于伸长状态，用于隔离小动物。当工作人员通过隔离机构时，首先，超声传感器检测到有物体移动至嵌套挡板模块外沿区域，发送警报信号至单片机，随后单片机启动摄像头开始工作，将图片数据实时传输至单片机，单片机随后通过图像处理技术判断该工作人员是否准备越过嵌套挡板模块，当单片机判断该工作人员准备越过嵌套挡板模块时，触发电动推杆工作。两侧支座模块顶部倒置安装电动推杆，并将电动推杆伸缩端连接三级导轨，可以实现通过电动推杆伸长驱动三级导轨在二级导轨上往下移动，与此同时，两侧三级导轨连接第三层收合板的左右两端，可实现三级导轨带动第三层收合板随三级导轨向下移动，使第三层收合板嵌套于第二层收合板外侧。

当三级导轨在二级导轨上的行程走完、移动到二级导轨的端部后，随着电动推杆的进一步伸长，三级导轨受二级导轨的端部的阻挡件的限制，三级导轨和二级导轨将会在一级导轨上端实现联动，由于左右侧两个二级导轨与第二层收合板左右端连接，二级导轨同时驱动第二层收合板随二级导轨往下移动，使第二层收合板嵌套于在第一层基板上。当第三层收合板和第二层收合板完全嵌套于第一层基板上时，隔离距离高度下降为原高度的三分之一左右，便于人体工作人员通过。

在工作人员越过嵌套挡板模块隔离区域时，对射式传感器检测人体越过嵌套挡板模块上方情况，当对射传感器一直处于被遮挡状态时，单片机将无法驱动电动推杆，使其停止嵌套挡板模块上升，以免发生碰撞。

进一步，当工作人员安全通过嵌套挡板模块监控区域后，超声传感器和对射传感器判断挡板区域无人体要通过时，单片机驱动电动推杆实现收缩，首先驱动三级导轨向上移动，同时带动第三层收合板向上移动，当三级导轨在二级导轨上的行程完成后，二级导轨开始向上移动，同时带动第二层收合板向上移动，最终使第三层收合板和第二层收合板恢复到初始隔离状态。

本发明的有益效果在于：小动物造成的输电事故给国家电网造成巨大经济损失，人们的正常生活，工业生产也受到严重影响，电路故障后，工业无法正常生产，人们无法正常上班。国家电网对鼠类的防护工作的重视程度和工作力度逐年提高。对此，本设计提出一种活物隔离装置机构设计与自识别系统，旨在通过活物隔离装置与自动识别系统区别小动物和人，防止鼠类进入变电站，同时又能方便管理人员方便进入变电站。本设计的执行对防止变电站鼠患有着重要实际意义。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明支座模块示意图。

图3是本发明收合模块示意图。

图4是本发明传感器安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

电动升降识别防小动物隔离挡板控制系统，包括支座模块1、嵌套挡板模块2和控制系统。

所述支座模块1包括垂直设置的铝型材框架15，电动推杆11的底座固定在铝型材框架15顶部，电动推杆11成倒置方式固定在铝型材框架15顶部，电动推杆11的伸缩端头部朝下，电动推杆11的伸缩端头部连接第三级导轨12；一级导轨14与铝型材框架15底部固定，二级导轨13在垂直方向可相对移动地连接一级导轨14，三级导轨12在垂直方向可相对移动地连接二级导轨13，二级导轨13的端部设有阻止三级导轨12移动的阻挡件。

所述嵌套挡板模块2包括自下而上的第一层基板23、第二层收合板22、第三层收合板21。第一层基板23的两端固定在铝型材框架15上，为第二层收合板22和第三层收合板21提供固定基础。第二层收合板22的两端分别连接两个支座模块的二级导轨13，由二级导轨13驱动第二层收合板22的上下运动。第二层收合板22成倒U型从上方套在第一层基板23上，其上下运动不会与第一层基板23产生接触。第三层收合板21的两端分别连接两个支座模块2的三级导轨12，由三级导轨12驱动第三层收合板21的上下运动，第三层收合板21成倒U型从上方套在第二层收合板22上，其上下运动不会与第二层收合板22产生接触。

控制系统包括：安装于嵌套挡板模块两侧的铝型材框架铝型材框架15上的超声传感器4、对射传感器5、摄像头6、单片机7。超声传感器4的检测区域朝向嵌套挡板模块2外沿区域，当有工作人员移动至该区域时，超声传感器4发出警报信号传送至单片机7。采用对射传感器5检测嵌套挡板模块2区域移动物体，两侧的对射传感器5相向对射，形成光幕，当有人体通过形成遮挡时，发出被遮挡信号至单片机7。将摄像头6安装于铝型材框架15中部区域，方向朝外侧，可拍摄嵌套挡板模块2外沿图像，通过超声传感器5获得的嵌套挡板模块2外沿区域信号，启动摄像头6进行移动物体追踪，将图片传至单片机7中，从而判断该物体是否要通过嵌套挡板模块2。

超声传感器4、对射传感器5、摄像头6的输出端均连接单片机7，电动推杆的驱动电机的控制信号输入端连接单片机7；

当有工作人员移动至嵌套挡板模块2外沿区域时，超声传感器4发出警报信号传送至单片机7；单片机7随即启动摄像头6跟踪移动的人体，摄像头6将人体的图片传输到单片机7；单片机7中设有用于分析图片中人体的姿态以判断图片中的工作人员是否准备越过嵌套挡板模块的分析判断单元，当工作人员准备越过嵌套挡板模块2时，分析判断单元通过单片机7的信号输出端发出信号启动电动推杆的驱动电机；

对射传感器4检测到被遮挡状态后，向单片机7发出被遮挡信号，在接收到被遮挡信号期间，单片机7向电动推杆的驱动电机发出停止信号；

在停止接收到被遮挡信号后，单片机7向电动推杆的驱动电机发出反转信号，使电动推杆收缩。

嵌套挡板模块2平时处于伸长状态，用于隔离小动物。当工作人员通过隔离机构时，首先，超声传感器4检测到有物体移动至嵌套挡板模块2外沿区域，发送警报信号至单片机7，随后单片机启动摄像头6开始工作，将图片数据实时传输至单片机7，单片机7随后通过图像处理技术判断该工作人员是否越过嵌套挡板模块2，当单片机7判断该工作人员准备越过嵌套挡板模块2时，触发电动推杆11工作。两侧支座模块1顶部倒置安装电动推杆11，并将电动推杆11伸缩端连接三级导轨12，可以实现通过电动推杆11伸长驱动三级导轨12在二级导轨13上往下移动，与此同时，两侧三级导轨12连接第三层收合板21的左右两端，可实现三级导轨12带动第三层收合21板随三级导轨12向下移动，使第三层收合板21嵌套于第二层收合板22外侧。

当三级导轨12在二级导轨13上的行程走完、移动到二级导轨13的端部后，随着电动推杆11的进一步伸长，三级导轨12受二级导轨13的端部的阻挡件的限制，三级导轨12和二级导轨13将会在一级导轨14上端实现联动，由于左右侧两个二级导轨13与第二层收合板22左右端连接，二级导轨13同时驱动第二层收合板22随二级导轨13往下移动，使第二层收合板22嵌套于在第一层基板23上。当第三层收合板21和第二层收合板22完全嵌套于第一层基板23上时，隔离距离高度下降为原高度的三分之一左右，便于工作人员通过。

在工作人员越过嵌套挡板模块2隔离区域时，对射式传感器5检测人体越过嵌套挡板模块2上方情况，当对射传感器5一直处于被遮挡状态时，单片机6将无法驱动电动推杆11，使其停止嵌套挡板模块2上升，以免发生碰撞。

当人体安全通过挡板监控区域后，超声传感器4和对射传感器5判断嵌套挡板模块2区域无人体要通过时，单片机6驱动电动推杆11实现收缩，首先驱动三级导轨12向上移动，同时带动第三层收合板21向上移动，当三级导轨12在二级导轨13上的行程完成后，二级导轨13开始向上移动，同时带动第二层收合板22向上移动，最终使第三层收合板21和第二层收合板22恢复到初始隔离状态。

本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思所实现形式的列举，本发明的保护范围不应当仅局限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围及于本领域技术人员根据本发明的技术构思所能想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.电动升降识别防小动物隔离挡板控制系统，其特征在于：包括支座模块、嵌套挡板模块和控制系统；

支座模块包括垂直设置的两个铝型材框架，电动推杆成倒置方式固定在铝型材框架顶部，电动推杆的伸缩端头部朝下，电动推杆的伸缩端头部连接第三级导轨；一级导轨与铝型材框架底部固定，二级导轨在垂直方向可相对移动地连接一级导轨，三级导轨在垂直方向可相对移动地连接二级导轨，二级导轨的端部设有阻止三级导轨移动的阻挡件。

嵌套挡板模块包括自下而上的第一层基板、第二层收合板、第三层收合板。第一层基板的两端固定在铝型材框架上，为第二层收合板和第三层收合板提供固定基础。第二层收合板的两端分别连接两个支座模块的二级导轨，由二级导轨驱动第二层收合板的上下运动。第二层收合板成倒U型从上方套在第一层基板上，其上下运动不会与第一层基板产生接触。第三层收合板的两端分别连接两个支座模块的三级导轨，由三级导轨驱动第三层收合板的上下运动，第三层收合板成倒U型从上方套在第二层收合板上，其上下运动不会与第二层收合板产生接触。

控制系统包括安装于嵌套挡板模块两侧的铝型材框架上的超声传感器、对射传感器、摄像头、单片机，超声传感器的检测区域是嵌套挡板模块外沿区域；铝型材框架上装有对射传感器，对射传感器相向对射，形成光幕；铝型材框架上装有摄像头；超声传感器、对射传感器、摄像头的输出端均连接单片机，电动推杆的驱动电机的控制信号输入端连接单片机；

当有工作人员移动至嵌套挡板模块外沿区域时，超声传感器发出警报信号传送至单片机；单片机随即启动摄像头跟踪移动的人体，摄像头将人体的图片传输到单片机；单片机中设有用于分析图片中人体的姿态以判断图片中的工作人员是否准备越过嵌套挡板模块的分析判断单元，当工作人员准备越过嵌套挡板模块时，分析判断单元通过单片机的信号输出端发出信号启动电动推杆的驱动电机；

对射传感器检测到被遮挡状态后，向单片机发出被遮挡信号，在接收到被遮挡信号期间，单片机向电动推杆的驱动电机发出停止信号；

在停止接收到被遮挡信号后，单片机向电动推杆的驱动电机发出反转信号，使电动推杆收缩。