CN111894346A

CN111894346A - 一种稳定装置及围栏

Info

Publication number: CN111894346A
Application number: CN202010767675.4A
Authority: CN
Inventors: 刘晓洲; 张斌斌; 陈慧聪; 张焕燊; 卢紫薇; 龚演平; 陈正龙; 傅龙伟; 鄢雨候; 韩金越; 李佳奇; 汪东
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Huizhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Huizhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2020-11-06

Abstract

本发明实施例公开了一种稳定装置及围栏。其中，该稳定装置包括：固定连接模块、倾斜状态检测模块、风力产生模块和控制模块，其中，固定连接模块用于放置于一表面上；倾斜状态检测模块用于检测固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态；风力产生模块设置在固定连接模块上，风力产生模块用于产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风；控制模块与倾斜状态检测模块和风力产生模块电连接，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态，控制风力产生模块的工作状态。本发明实施例提供的技术方案可以避免围栏在户外风大时，容易被吹倒的情况发生，从而确保安全围栏正常工作。

Description

一种稳定装置及围栏

技术领域

本发明涉及安全设施技术领域，尤其涉及一种稳定装置及围栏。

背景技术

安全围栏是一种现场常见的安全提醒与保护措施，例如在变电站内设备进行检修时，可防止工作人员误入带电区域，保障作业人员的人身安全，能够有效隔离带电设备，确保电气设备和电网的正常运行。

由于电力检修现场往往在户外街道边，常常出现因风力较大导致安全围栏栏杆被吹倒的现象，使工作人员失去安全防护，给现场施工人员造成很大的安全隐患，也给运行人员的现场管理工作带来了很多不便。同时运行人员要经常到现场扶正安全围栏支架，增大运行人员工作量。而现有的安全围栏分为硬围栏和栏杆加软围网的方式。其中，硬围栏体积大，重量大，搬运困难，同时也无法抵御大风，容易被吹倒。而栏杆加围网的方式，虽然其体积及重量较小，容易搬运，但也存在容易被大风吹倒的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种稳定装置及围栏，可以避免围栏在户外风大时，容易被吹倒的情况发生，从而确保安全围栏正常工作，相对于地面保持竖立状态，进而保障作业人员的人身安全，电气设备和电网的正常运行。

第一方面，本发明实施例提供了一种稳定装置，包括：

固定连接模块，用于放置于一表面上；

倾斜状态检测模块，用于检测固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态；

风力产生模块，设置在固定连接模块上，风力产生模块用于产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风；

控制模块，与倾斜状态检测模块和风力产生模块电连接，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态，控制风力产生模块的工作状态。

进一步地，倾斜状态检测模块包括陀螺仪。

进一步地，风力产生模块包括旋翼和电机，电机与旋翼连接，电机用于驱动旋翼旋转；控制模块与电机连接，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的固定连接模块的底部相对于表面的倾斜角，控制电机的转速。

进一步地，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的固定连接模块的底部相对于表面的倾斜角，确定倾斜角速度；根据倾斜角速度，确定电机的转速。

进一步地，控制模块用于根据倾斜角速度，确定倾斜角加速度；根据倾斜角加速度，确定矫正系数；根据倾斜角速度和矫正系数，确定电机的转速。

进一步地，电机的转速v＝λv_θ,其中，λ为矫正系数，v_θ为倾斜角速度。

进一步地，固定连接模块包括：中心底座和至少三个支撑体，中心底座的底部和至少三个支撑体的底部位于同一平面上，至少三个支撑体沿中心底座的外缘呈等间隔排列；中心底座和至少三个支撑体放置于表面上；

倾斜状态检测模块设置在中心底座内；风力产生模块与支撑体一一对应设置，风力产生模块设置在对应的支撑体上。

进一步地，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的倾斜状态，确定与表面分离的支撑体对应的风力产生模块，并增大其产生的风力。

进一步地，该稳定装置还包括储能模块和充电接口，储能模块的输出端与倾斜状态检测模块、风力产生模块和控制模块电连接，储能模块的输入端与充电接口电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种围栏，包括多个栏杆和多个本发明任意实施例提供的稳定装置，栏杆与稳定装置一一对应，栏杆的底部与对应的稳定装置的固定连接模块连接。

本发明实施例的技术方案中的稳定装置包括：固定连接模块、倾斜状态检测模块、风力产生模块和控制模块。其中，固定连接模块用于放置于一表面上；倾斜状态检测模块用于检测固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态；风力产生模块设置在固定连接模块上，风力产生模块用于产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风；控制模块与倾斜状态检测模块和风力产生模块电连接，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态，控制风力产生模块的工作状态，以在环境中的风力较大时，倾斜状态检测模块检测到固定连接模块的底部相对于地面的倾斜角不为零时，即栏杆倾斜时，控制模块控制风力产生模块工作，风力产生模块产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风时，由于空气的反作用力，使与地面分离的固定连接模块的底部重新贴合地面，从而防止安全围栏的倒下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种稳定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种栏杆与稳定装置连接后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种栏杆发生倾斜时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种稳定装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种栏杆与稳定装置连接后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供一种稳定装置。图1为本发明实施例提供的一种稳定装置的结构示意图。图2为本发明实施例提供的一种栏杆与稳定装置连接后的结构示意图。图3为本发明实施例提供的一种栏杆发生倾斜时的结构示意图。该稳定装置可用于稳定任何容易被风吹到的部件，例如可以是围栏，该稳定装置可起到抗风防倾倒的作用。结合图1至图3所示，该稳定装置100包括：固定连接模块10、倾斜状态检测模块20、风力产生模块30和控制模块40。

其中，固定连接模块10用于放置于一表面1上；倾斜状态检测模块20用于检测固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜状态；风力产生模块30设置在固定连接模块10上，风力产生模块30用于产生由固定连接模块10的底部指向顶部的方向的风；控制模块40与倾斜状态检测模块20和风力产生模块30电连接，控制模块40用于根据倾斜状态检测模块20检测到的固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜状态，控制风力产生模块30的工作状态。

其中，固定连接模块10可与栏杆等需要被固定的部件连接。固定连接模块10与栏杆等需要被固定的部件之间可为可拆卸连接或插装设置，便于搬运和存置。当检修人员在进行检修时，只需要摆置好稳定装置，再插上安全围栏杆，进而撑开安全围栏，实现作业隔离和保护。表面1可以是地面。倾斜状态检测模块20检测固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜状态相当于检测栏杆是否受户外的大风的作用发生倾倒现象。可选的，倾斜状态检测模块20包括陀螺仪。该陀螺仪可为三轴陀螺仪。风力产生模块30可包括风扇等。控制模块40可包括单片机等。示例性的，控制模块可以每秒200次等的计算速度，实时根据陀螺仪检测的倾斜数据，判断是否有倾斜或倾倒的迹象发生。通过实时检测和高速计算，可以精准发现固定连接模块10的底部是否与地面有松动的迹象，并作出快速反应，及时修正倾斜。示例性的，控制模块实时获取陀螺仪中转子的运动参数，计算出陀螺仪中转子的实时角速度，判断陀螺仪平衡轴线与启动值是否一致，若不一致，则判断平衡轴线偏移，稳定装置存在倾倒迹象，以使风力产生模块30工作，使与地面分离的固定连接模块10的一端重新贴合地面，使轴线偏移的陀螺仪重新回归启动值，恢复安全围栏的平衡。若陀螺仪平衡轴线与启动值一致，则继续监测。

如图2所示，若环境中无风，则栏杆200为正常的竖立状态，与地面呈90度，固定连接模块10的底部与表面1贴合，倾斜状态检测模块20将检测到固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜角为零，控制模块40将使风力产生模块30不工作。如图3所示，若环境中的风力很大，栏杆200不能承受环境中的风力而倾斜，固定连接模块10的底部的一端将与表面1分离，固定连接模块10的底部与表面1将呈一角度θ，其中，栏杆倾斜的方向与环境中的风的方向有关，倾斜状态检测模块20将检测到固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜角不为零，控制模块40将使风力产生模块30工作，风力产生模块30将产生由固定连接模块10的底部指向顶部的方向的风，由于空气的反作用力，即风力产生模块30受到由固定连接模块10的顶部指向底部的方向的反作用力F，即稳定装置100和栏杆200整体受到一由固定连接模块10的顶部指向底部的方向的反作用力F，从而使与表面1分离的固定连接模块10的底部重新贴合表面1，从而防止安全围栏的倒下。

本实施例的技术方案中的稳定装置包括：固定连接模块、倾斜状态检测模块、风力产生模块和控制模块。其中，固定连接模块用于放置于一表面上；倾斜状态检测模块用于检测固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态；风力产生模块设置在固定连接模块上，风力产生模块用于产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风；控制模块与倾斜状态检测模块和风力产生模块电连接，控制模块用于根据倾斜状态检测模块检测到的固定连接模块的底部相对于表面的倾斜状态，控制风力产生模块的工作状态，以在环境中的风力较大时，倾斜状态检测模块检测到固定连接模块的底部相对于地面的倾斜角不为零时，即栏杆倾斜时，控制模块控制风力产生模块工作，风力产生模块产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风时，由于空气的反作用力，使与地面分离的固定连接模块的底部重新贴合地面，从而防止安全围栏的倒下。

可选的，在上述实施例的基础上，图4为本发明实施例提供的又一种稳定装置的结构示意图，图5为本发明实施例提供的又一种栏杆与稳定装置连接后的结构示意图，结合风力产生模块30包括旋翼31和电机32，电机32与旋翼31连接，电机32用于驱动旋翼31旋转；控制模块40与电机32连接，控制模块40用于根据倾斜状态检测模块20检测到的固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜角θ，控制电机32的转速v。

其中，旋翼31可包括中心轴和设置在中心轴上的多个叶片。电机32的输出轴与中心轴连接。电机32驱动中心轴转动，以使叶片旋转，产生由固定连接模块的底部指向顶部的方向的风。电机32的转速v越大，旋翼31的转速越大，旋翼31产生的风力越大。可选的，若检测到的倾斜角θ增大，则增大电机32的转速v，以使倾斜的栏杆200尽快恢复至竖立状态。可选的，结合图4和图5所示，电机32通过传动轴33与旋翼31连接。

需要说明的是，若倾斜状态检测模块20为陀螺仪时，在电力检修作业安防布置好后，在初始的稳定状态下，陀螺仪中转子会自动进行高速旋转，在无外力矩作用下，根据惯性，陀螺仪会在定轴不变情况下保持其转子的转动，陀螺仪中转子的转动惯量越大，或，陀螺仪中转子的角速度越大，稳定性越好。其中，陀螺仪中转子的转动惯量为l，初始的角速度为ω，则转矩为L＝lω。当安全围栏保持初始稳定状态不变时，则陀螺仪的转子的转动角速度维持不变。当遇到风力或外力干扰后，获得转矩增量ΔL，则通过控制模块计算得到倾斜角

可选的，在上述实施例的基础上，控制模块40用于根据倾斜状态检测模块20检测到的固定连接模块10的底部相对于表面1的倾斜角θ，确定倾斜角速度v_θ；根据倾斜角速度v_θ，确定电机32的转速v。

其中，倾斜角速度v_θ可为倾斜角θ随时间t的变化率，例如可以是倾斜角速度

其中，Δθ为倾斜角的增量，Δt为时间的增量。若倾斜角速度v_θ增大，则增大电机的转速v。通过根据倾斜角速度v_θ，计算电机32的转速v，相比于根据倾斜角θ，计算电机的转速v的方式，可以提高响应速度，使得环境中刚起风时，在栏杆刚刚出现倾斜时，即倾斜角θ很小时，然而此时风力较大，倾斜角速度v_θ较大，故根据倾斜角速度v_θ，计算得到的所需的电机的转速v较大，从而避免控制不及时，导致栏杆倾斜程度过大的情况发生。可选的，倾斜角速度v_θ与电机32的转速v呈正比例关系。

可选的，在上述实施的基础上，控制模块40用于根据倾斜角速度v_θ，确定倾斜角加速度a_θ；根据倾斜角加速度a_θ，确定矫正系数λ；根据倾斜角速度v_θ和矫正系数λ，确定电机的转速v。

其中，倾斜角加速度a_θ可为倾斜角速度v_θ随时间t的变化率，例如可以是倾斜角加速度

其中，Δv_θ为倾斜角速度的增量。控制模块40还可用于根据倾斜角加速度a_θ，确定环境中的风力的大小。倾斜角加速度a_θ越大，则环境中的风力越大。若环境中的风力增大，则倾斜角加速度a_θ增大，进而可增大矫正系数，从而增大电机的转速v。矫正系数λ可为正数。可根据需要设置环境中的风力的大小与矫正系数的对应关系，示例性的，环境中的风力的大小与矫正系数的对应关系可参见下表：

矫正系数λ	倾斜角加速度a<sub>θ</sub>	环境中的风力等级
			λ＝1	1-30	1-3
λ＝2	31-60	4-6
			λ＝3	61-90	7-9
λ＝4	91-120	9-12
			λ＝5	>120	>12

可选的，在上述实施例的基础上，电机的转速v＝λv_θ，其中，λ为矫正系数，v_θ为倾斜角速度。其中，λ可大于零。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4和图5，固定连接模块10包括：中心底座11和至少三个支撑体12，中心底座11的底部和至少三个支撑体12的底部位于同一平面上，至少三个支撑体12沿中心底座11的外缘呈等间隔排列；中心底座11和至少三个支撑体12放置于表面1上；倾斜状态检测模块20设置在中心底座11内；风力产生模块30与支撑体12一一对应设置，风力产生模块30设置在对应的支撑体12上。

其中，中心底座11可包括用于固定安全围栏的空心结构，以及位于空心结构下方的用于控制稳定装置稳定性的密封结构。倾斜状态检测模块20和控制模块40可设置于密封结构内。支撑体12可以是空心密封支撑体，以降低稳定装置的重量，以方便工作人员搬运、拆卸和安装等。电机32可设置于空心密封支撑体内。支撑体12以中心底座11为圆心呈放射状，用于支撑插放在空心结构中的安全围栏保持竖立状态。可根据需要设置支撑体12的个数，本发明实施例对此不作限定。支撑体12的个数可以是大于或等于3的奇数，相邻的支撑体12之间设为同样间隔角度，确保安全围栏的稳定性。示例性的，空心密封支撑体12的数量为3个时，间隔角度为120°。旋翼31可设置于对应的支撑体12远离中心底座11的一端上。环境中无风或栏杆未发生倾斜时，中心底座11的底部和至少三个支撑体12的底部可与表面1贴合。

其中，采用陀螺仪可以精准的检测到安全围栏是否有倾斜或倾倒状态，并精准计算，实时调整，通过旋翼的旋转，与外界的风力形成力的对抗，进而加强空心密封支撑体与地面的贴合力，确保了任一空心密封支撑体保持稳定，有效保障了安全围栏在作业过程中不倾倒，有效保证了工作人员的人身安全，为电力工作者提供了一个安全稳定的环境，大大提升了检修作业是工作效率。尤其是在发生特大风力的环境下，能有效保证安全围栏不被破环。

可选的，控制模块40还可用于根据倾斜状态检测模块20检测到的倾斜状态，确定与表面1分离的支撑体12对应的风力产生模块30，并增大其产生的风力。

其中，控制模块40获取倾斜状态检测模块20检测的角度偏差数据，判断出存在至少一个支撑体12与地面存在分离时，则发送启动指令至与地面分离的支撑体12对应的电机32，电机32通过传动轴33带动其上方的旋翼31进行转动，以使与地面分离的支撑体重新贴合地面。

其中，控制模块40还可用于控制与表面1贴合的支撑体12对应的风力产生模块30不工作，即保持待定状态，不转动，实现了节能环保效果，也进一步延长了电池和电机的使用寿命。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4和图5，该稳定装置还包括储能模块50和充电接口60。其中，储能模块50的输出端可与倾斜状态检测模块20、风力产生模块30和控制模块40电连接，储能模块50的输入端可与充电接口60电连接。

其中，储能模块50可以包括下述至少一种：电池和超级电容等。充电接口60可以是USB接口，用于与12V的电源连接。充电接口60还可以是其他通用性的充电接口，方便充电。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4，该稳定装置还包括防护盖70，用于在不充电时将充电接口60与外界进行隔离，防止异物堵住充电接口。

本发明实施例提供一种围栏。继续参见图2或图5，该围栏包括多个栏杆200和多个本发明任意实施例提供的稳定装置100，栏杆200与稳定装置100一一对应，栏杆200的底部与对应的稳定装置100的固定连接模块10连接。

其中，图2和图5示例性的画出单根栏杆与稳定装置安装后的结构示意图。可根据需要设置围栏中的多个栏杆的排列和连接方式，本发明实施例对此不作限定。稳定装置可用于支持多种安全围栏的固定作用，且拆卸和安装方便。本发明实施例提供的围栏包括上述实施例中的稳定装置，因此本发明实施例提供的围栏也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种稳定装置，其特征在于，包括：

固定连接模块，用于放置于一表面上；

倾斜状态检测模块，用于检测所述固定连接模块的底部相对于所述表面的倾斜状态；

风力产生模块，设置在所述固定连接模块上，所述风力产生模块用于产生由所述固定连接模块的底部指向顶部的方向的风；

控制模块，与所述倾斜状态检测模块和所述风力产生模块电连接，所述控制模块用于根据所述倾斜状态检测模块检测到的所述固定连接模块的底部相对于所述表面的倾斜状态，控制所述风力产生模块的工作状态。

2.根据权利要求1所述的稳定装置，其特征在于，所述倾斜状态检测模块包括陀螺仪。

3.根据权利要求1所述的稳定装置，其特征在于，所述风力产生模块包括旋翼和电机，所述电机与所述旋翼连接，所述电机用于驱动所述旋翼旋转；所述控制模块与所述电机连接，所述控制模块用于根据所述倾斜状态检测模块检测到的所述固定连接模块的底部相对于所述表面的倾斜角，控制所述电机的转速。

4.根据权利要求3所述的稳定装置，其特征在于，所述控制模块用于根据所述倾斜状态检测模块检测到的所述固定连接模块的底部相对于所述表面的倾斜角，确定倾斜角速度；根据所述倾斜角速度，确定所述电机的转速。

5.根据权利要求4所述的稳定装置，其特征在于，所述控制模块用于根据所述倾斜角速度，确定倾斜角加速度；根据所述倾斜角加速度，确定矫正系数；根据所述倾斜角速度和所述矫正系数，确定所述电机的转速。

6.根据权利要求5所述的稳定装置，其特征在于，所述电机的转速v＝λv_θ，其中，λ为矫正系数，v_θ为倾斜角速度。

7.根据权利要求1所述的稳定装置，其特征在于，所述固定连接模块包括：中心底座和至少三个支撑体，所述中心底座的底部和所述至少三个支撑体的底部位于同一平面上，所述至少三个支撑体沿所述中心底座的外缘呈等间隔排列；所述中心底座和所述至少三个支撑体放置于所述表面上；

所述倾斜状态检测模块设置在所述中心底座内；所述风力产生模块与所述支撑体一一对应设置，所述风力产生模块设置在对应的支撑体上。

8.根据权利要求7所述的稳定装置，其特征在于，所述控制模块用于根据所述倾斜状态检测模块检测到的倾斜状态，确定与所述表面分离的支撑体对应的风力产生模块，并增大其产生的风力。

9.根据权利要求1所述的稳定装置，其特征在于，还包括储能模块和充电接口，所述储能模块的输出端与所述倾斜状态检测模块、所述风力产生模块和所述控制模块电连接，所述储能模块的输入端与所述充电接口电连接。

10.一种围栏，其特征在于，包括多个栏杆和多个如权利要求1-9任一所述的稳定装置，所述栏杆与所述稳定装置一一对应，所述栏杆的底部与对应的稳定装置的固定连接模块连接。