CN110714659A

CN110714659A - 具有姿态变动报警功能的护栏及警示方法

Info

Publication number: CN110714659A
Application number: CN201911040639.1A
Authority: CN
Inventors: 杨彬; 江刚武; 刘建辉
Original assignee: Information Engineering University of PLA Strategic Support Force
Current assignee: Information Engineering University of PLA Strategic Support Force
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-01-21

Abstract

本发明涉及防护栏技术领域，特别涉及一种具有姿态变动报警功能的护栏及警示方法，该护栏包含：若干护栏架，相邻护栏架之间首尾通过弹性应变组件铰接；及固定于护栏架上的角度传感器和报警设备；所述角度传感器用于采集对应护栏架与水平面夹角信息，并将夹角信息反馈至报警设备进行警示提醒。本发明结构简单、紧凑，设计新颖、合理，通过角度传感器采集对应护栏架与水平面夹角等姿态信息，实现护栏的姿态变动报警功能，护栏架之间非刚性连接，适用于多种非直线型的围栏防护；通过在弹性应变组件上设置与报警设备电连接的应变片，获取护栏架倾斜、扭曲、受外力冲击等详细准确姿态，进而实现其防护报警功能，具有较强实用性和推广应用价值。

Description

具有姿态变动报警功能的护栏及警示方法

技术领域

本发明涉及防护栏技术领域，特别涉及一种具有姿态变动报警功能的护栏及警示方法。

背景技术

防护栏主要用于住宅、公路、商业区、公共场所等场合中对人身安全及设备设施的保护与防护。对于目前广泛使用的防护栏，采用的手段多种多样，有红外线的，也有各种电子措施的防护栏，例如：在纵横杆的连接部位设置传感器，实现有人攀爬等意外该报警的功能，但是，不能有效地检测护栏的平衡状态，即：在不触动纵横感的前提下，即使栏杆倾倒，也不可能报警；或在俩个连接在一起的护栏架之间加装弹簧和位置开关，当护栏移位，拉伸弹簧，触动位置开关而报警，但是，当有人蓄意将延伸在外的弹簧固定以后，该装置就失去了其应有的功效。因此，亟需一种能够实现平衡状态等姿态信息检测和报警的防护栏，以满足实际使用的需要。

发明内容

为此，本发明提供一种具有姿态变动报警功能的护栏及警示方法，设计科学、合理，操作方便，实现防护栏姿态信息变化等的报警防护功能，适用性强。

按照本发明所提供的设计方案，一种具有姿态变动报警功能的护栏，包含：

若干护栏架，相邻护栏架之间首尾通过弹性应变组件铰接；

及固定于护栏架上的角度传感器和报警设备；

所述角度传感器用于采集对应护栏架与水平面夹角信息，并将夹角信息反馈至报警设备进行警示提醒。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述弹性应变组件包含分别对应与相邻的两个护栏架首尾固定的弹簧，及设置于弹簧之间的球形关节连接件。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述球形关节连接件包含球形应变壳和设于球形应变壳内的内球头，所述球形应变壳和内球头分别与相应侧的弹簧固定。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述球形应变壳由四分之一~四分之一三球体球壳制成。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述内球头内设置有应变片；所述球形应变壳和内球头的中部均设置有用于连接应变片的钢丝贯穿孔；所述应变片与报警设备电连接。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述弹簧采用塔形弹簧或压缩弹簧。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，每个护栏架上设置有用于确定其位置和标识信息的标识码。

作为本发明具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述报警设备采用声光报警器。

进一步地，本发明还提供一种护栏姿态变动警示方法，基于上述的具有姿态变动报警功能的护栏实现，实现过程包含如下内容：护栏安装完成后进入工作状态，采集护栏架初始平衡状态和首尾护栏架铰接处承受的张力；当护栏架被移动时，通过实时采集的护栏架平衡状态和铰接处张力数据与预设报警阈值范围进行匹配；当超过预设报警阈值范围时，触发报警设备。

进一步地，所述报警设备集成有触发报警信号时用于向用户发送报警短信的GSM模块。

本发明的有益效果：

本发明结构简单、紧凑，设计新颖、合理，若干相邻护栏架之间首尾通过弹性应变组件铰接；并通过角度传感器采集对应护栏架与水平面夹角信息，并将夹角信息反馈至报警设备进行警示提醒，护栏架之间非刚性连接，能够适用于多种非直线型的围栏防护；进一步通过在弹性应变组件上设置与报警设备电连接的应变片，获取护栏架倾斜、扭曲、受外力冲击等详细准确姿态，进而实现其防护报警功能，具有较强的实用性和推广应用价值。

附图说明：

图1为实施例中护栏示意图；

图2为实施例中球形关节示意图；

图3为实施例中警示方法流程示意。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表护栏架，标号2代表角度传感器，标号3代表报警识别，标号4代表弹簧，标号5代表球形应变壳，标号6代表内球头，标号7代表应变片，标号8代表钢丝，标号9代表传输线。

下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。

针对现有防护栏无法通过采集姿态等实现防护报警的情形，本发明实施例，参见图1所示，提供一种具有姿态变动报警功能的护栏，包含：若干护栏架，相邻护栏架之间首尾通过弹性应变组件铰接；及固定于护栏架上的角度传感器和报警设备；所述角度传感器用于采集对应护栏架与水平面夹角信息，并将夹角信息反馈至报警设备进行警示提醒。若干相邻护栏架之间首尾通过弹性应变组件铰接；并通过角度传感器采集对应护栏架与水平面夹角等姿态信息，并将信息反馈至报警设备进行警示提醒，实现护栏的姿态变动报警功能，且护栏架之间非刚性连接，能够适用于多种非直线型的围栏防护，适用性广。

作为本发明实施例中的具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，参见图1所示，所述弹性应变组件包含分别对应与相邻的两个护栏架首尾固定的弹簧，及设置于弹簧之间的球形关节连接件。弹簧与连接设备之间均为固定连接，不易拆卸，能够有效避免人为故意损坏，弹簧和球形关节的配合，适应于各种线性和非线性围栏防护场合。

作为本发明实施例中的具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，参见图2所示，所述球形关节连接件包含球形应变壳和设于球形应变壳内的内球头，所述球形应变壳和内球头分别与相应侧的弹簧固定。结构简单、紧凑，设计巧妙、灵活，可以在球形面上以一定角度旋转，实现相邻护栏架角度的万向调节，增加防护栏使用场合，使用效果更好。

作为本发明实施例中的具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述球形应变壳由四分之一~四分之一三球体球壳制成，根据实际使用情况设置于内球头相互配合角度旋转的应变壳，以实现相邻护栏架角度的万向调节。

作为本发明实施例中的具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述内球头内设置有应变片；所述球形应变壳和内球头的中部均设置有用于连接应变片的钢丝贯穿孔；所述应变片与报警设备电连接。应变片通过钢丝固定并与报警设备连接，通过应变片采集相邻防护栏倾斜、扭曲、受外力冲击等姿态信息，以提高防护栏防护和报警性能。

作为本发明实施例中的具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述弹簧采用塔形弹簧或压缩弹簧，实现相邻护栏架之间的减震等弹性连接，可根据实际使用情况选取相应的弹簧结构，以较好实现实际应用环境中相邻护栏架的铰接效果。

作为本发明实施例中具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，每个护栏架上设置有用于确定其位置和标识信息的标识码，在电子设备支持下，可以实现控制中心随时掌握护栏架位置及损毁等信息，以利于及时处理和应对。

作为本发明实施例中的具有姿态变动报警功能的护栏，进一步地，所述报警设备采用声光报警器，实现声、光二种警报信号的警示提醒。

进一步地，本发明实施例还提供一种护栏姿态变动警示方法，参见图3所示，基于上述的具有姿态变动报警功能的护栏实现，实现过程包含如下内容：护栏安装完成后进入工作状态，采集护栏架初始平衡状态和首尾护栏架铰接处承受的张力；当护栏架被移动时，通过实时采集的护栏架平衡状态和铰接处张力数据与预设报警阈值范围进行匹配；当超过预设报警阈值范围时，触发报警设备。

进一步地，本发明实施例中，所述报警设备集成有触发报警信号时用于向用户发送报警短信的GSM模块，能够及时通过短信通知相关部门处理，以保障防护场合的安全等。

护栏架上具有由信号及电源传输线连通的角度传感器和集成电源模块的报警设备，护栏架根据实际使用需求，也可设置为弹性伸缩护栏架等，或为图1中所示的多个连杆相互水平和/或垂直焊接固定的结构；相邻护栏架首尾两端可至少设置两个弹性连接件，参见图1和2所示，该弹性连接件通过球形应变壳和其内部配合的内球头互相配合将两组护栏架绞连接为一体，在球形应变壳和内球头内部设置一根将其贯穿的钢丝，在内球头内部的钢丝上装配有应变片，该应变片的信号输出经信号及电源传输线连接至报警设备中。为了准确界定护栏架的姿态，使其能保持在一个合理的位置，角度传感器的预设警示阈值角度控制范围可为与水平面夹角为±5至±10度。为了使护栏的报警功能容易实现，应变片的预设警示阈值应变范围经放大器放大后的张力值可控制在150至250牛顿。将护栏架通过球形连接头和弹性底座连接安装成护栏以后，将当前护栏的位置信息和唯一标识码绑定，电子设备进入工作状态，传感器记录初始的护栏平衡状态和连接处承受的张力状态；护栏被移动时，角度传感器会感受到护栏平衡状态、球形绞连接处的应变片承受的张力状态也会发生变化。如果超过预先设定的阈值（张力变化量超过150至250牛顿（N）时，或者栅栏与地面夹角超过±5至±10），报警设备开启，一方面护栏发出警告声，一方面向相关部门发送报警信息。被移动后的护栏，可以根据它的标识码确定其原本的位置。也可以准确判断是哪一段护栏架发生了问题。护栏通过球形铰链连接，没有特殊的工具无法拆卸，一般只能拆除护栏架以后才能将其拆除，因此固定可靠，通过角度传感器、应变片和报警器实现护栏架倾斜、扭曲、受到外力冲击以及人为翻越、移动等姿态变动的报警和防护功能，结构简单，安装容易，具有较好的实用性和推广应用价值。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims

1.一种具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，包含：

若干护栏架，相邻护栏架之间首尾通过弹性应变组件铰接；

及固定于护栏架上的角度传感器和报警设备；

2.根据权利要求1所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，所述弹性应变组件包含分别对应与相邻的两个护栏架首尾固定的弹簧，及设置于弹簧之间的球形关节连接件。

3.根据权利要求2所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，所述球形关节连接件包含球形应变壳和设于球形应变壳内的内球头，所述球形应变壳和内球头分别与相应侧的弹簧固定。

4.根据权利要求3所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，所述球形应变壳由四分之一~四分之一三球体球壳制成。

5.根据权利要求2所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，所述内球头内设置有应变片；所述球形应变壳和内球头的中部均设置有用于连接应变片的钢丝贯穿孔；所述应变片与报警设备电连接。

6.根据权利要求2所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，所述弹簧采用塔形弹簧或压缩弹簧。

7.根据权利要求1所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，每个护栏架上设置有用于确定其位置和标识信息的标识码。

8.根据权利要求1~7任一项所述的具有姿态变动报警功能的护栏，其特征在于，所述报警设备采用声光报警器。

9.一种护栏姿态变动警示方法，其特征在于，基于权利要求1~8任一项所述的具有姿态变动报警功能的护栏实现，实现过程包含如下内容：护栏安装完成后进入工作状态，采集护栏架初始平衡状态和首尾护栏架铰接处承受的张力；当护栏架被移动时，通过实时采集的护栏架平衡状态和铰接处张力数据与预设报警阈值范围进行匹配；当超过预设报警阈值范围时，触发报警设备。

10.根据权利要求9所述的护栏姿态变动警示方法，其特征在于，所述报警设备集成有触发报警信号时用于向用户发送报警短信的GSM模块。