CN112363541A - 防止架体倾倒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止架体倾倒装置。包括防倾倒控制系统，所述防倾倒控制系统包括水平检测器，以及控制报警电路，所述控制报警电路包括微电脑控制电路，声光报警电路，以及姿态修正执行器，所述水平检测器的输出端连接于微电脑控制电路的相应输入端，所述声光报警电路和姿态修正执行器的输入端分别连接于该微电脑控制电路的相应输出端。该防止架体倾倒装置能够在出现安全问题或苗头时予以警示，当相关防倾倒安全结构装置失效时，能够声光报警提醒，以便及时采取相应的安全防护措施，防范于未能。

Description

防止架体倾倒装置

技术领域

本发明涉及一种密集架，尤其涉及用于密集架等安全运行的一种防止架体倾倒装置。

背景技术

随着技术的进步，其密集架的自动化控制程度、使用的安全性、实用性和可靠性、及其管理集中度也越来越高，存放管理的功能越来越强。然而，设备的运行安全性，既是基本的、也是至关重要的。在这方面，现有的密集架多设置防倾倒安全保护装置，而现有的防倾倒装置主要为全机械结构模式，以一定的机械方式防护，当运行出现问题，其最大的缺陷就是不能及时警示、提醒，无法及时采取必要的相应措施。比如，既无现场报警警示、更无没运行管理控制室等终端提醒功能，尤其当防倾倒装置出现诸如相关安全装置机械结构发生锈蚀、变形或超过力矩负载等问题时，无法进行预警或及时采取有效防护措施，严重时可能发生生命安全及财产安全等重大事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种防止架体倾倒装置。该防止架体倾倒装置能够在出现安全问题或苗头时予以警示，当相关防倾倒安全结构装置失效时，能够声光报警提醒，以便及时采取相应的安全防护措施，防范于未能。

本发明防止架体倾倒装置的技术方案包括防倾倒控制系统，所述防倾倒控制系统包括水平检测器，以及控制报警电路，所述控制报警电路包括微电脑控制电路，声光报警电路，以及姿态修正执行器，所述水平检测器的输出端连接于微电脑控制电路的相应输入端，所述声光报警电路和姿态修正执行器的输入端分别连接于该微电脑控制电路的相应输出端。

本发明防止架体倾倒装置通过设置声光等报警电路，在架体运行发生不稳定，可通过信号检测装置进行实时检测，并通过微电脑控制电路实现就地报警警示，并实时将信号传输至密集架运行监控管理系统等实施控制室或异地声光等报警，同时，根据现场架体运行情况结合相应的防倾倒机构作出相应的校正举措，有效避免和降低安全隐患，减少或避免事故发生率，提高架体安全运行率。且其防倾倒系统构成简单、安全警示控制方式合理，运行稳定、可靠，其相应的控制报警电路组成简单、合理，运行稳定。适用于可移动书架或档案室、图书馆、博物馆、医院、学校等密集架、书架。

附图说明

图1为本发明防止架体倾倒装置一实施例控制原理方框图；

图2为本发明的控制报警电路一实施例结构示意图；

图3为防止架体倾倒装置的防倾倒机构一实施例的立体结构示意图；

图4为图3侧视方向的调节杆与制约式调节器等连接结构示意图；

图5为其微电脑控制电路的防倒控制器一实施例原理框图；

图6为本发明的防倾倒机构的另一实施例结构示意图；

图7为本发明的智能自适应滚动式受力器另一实施例结构示意图；

图8为本发明的智能自适应滚动式受力器再一实施例结构示意图；

图9为本发明防倾倒机构的再一实施例结构示意图。

具体实施方式

为进一步理解本发明的技术方案，现通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。如图1-5所示。本发明防止架体倾倒装置包括防倾倒机构，水平检测器，以及相应的控制报警电路等。本例中其控制报警电路包括微电脑控制电路2，声光报警电路3，姿态修正执行器，报警信号传输电路6，以及防倾倒控制系统的相关工作电源电路1等。

其姿态修正执行器包括防倒调整电机，及其电机驱动电路5，其水平检测器包括水平检测电路4，其水平检测电路的输出端连接于微电脑控制电路2的相应输入端，声光报警电路3、电机驱动电路5、以及报警信号传输电路6的输入端分别连接于微电脑控制电路的各相应输入端。

本实施例中其微电脑控制电路主要由SN8P2722单片机构成。其SN8P2722单片机的脚18构成声光报警信号的输出端。同时SN8P2722单片机的脚16、脚17 的输出信号连接至报警信号传输电路的输入端。微电脑控制电路2设置有设定模块，通过设定模块对其输出信号控制初始值（控制报警动作起始值）进行设置。

本例中，其水平检测电路主要由MPU6050芯片（姿态传感器）及其相应的滤波等外围电路构成。其MPU6050芯片呈水平状设置于架体相应部位，也可通过相应的控制报警电路机体呈水平状设置于相应的架体。

MPU6050芯片的SCL和SDA通过相应的插接件连接于SN8P2722的脚2和脚3。由SN8P2722的脚3构成其微电脑控制电路的水平检测信号的输入端。

电机驱动电路主要由多个晶体三极管等分立元件构成差动式功率驱动电路，电机驱动电路的晶体三极管Q1和晶体三极管Q4基极分别经串接电阻R4和R7与SN8P2722单片机的脚10和脚12连接，由晶体管Q1和晶体管Q4构成电机驱动电路的输入端。由SN8P2722单片机的脚10和脚12构成其驱动控制信号的输出端。

电源电路1分别为控制报警电路的各电路部分提供相应的 VCC和/或VDD工作电源。其主要包括U1（HT7133）三端稳压器芯片，以及U2（3.3VLDO）电压调整器芯片。其中微电脑控制电路2的VDD由U1提供，水平检测电路的VCC等由U2提供。

工作过程：在架体处于安全运行状态时，其水平检测电路的检测元件或其MPU6050芯片处于水平状态，其无水平检测信号输出，控制报警电路的微电脑控制电路、声光报警电路、电机驱动电路、以及报警信号传输电路等处于静态。而无论架体是否处于运行状态，当其发生倾斜、并且其倾斜度大于微电脑控制电路设定的控制报警动作起始值时，微电脑控制电路在比较设定值后，将输出报警信号至声光报警电路，声光报警电路工作发出声光等报警警示；同时，微电脑控制电路将通过报警信号传输电路输出相应的报警控制信号至远程或相应的监控管理系统7的系统控制器、或相关管理系统的后台终端电脑，进行相应的报警提示；并且，微电脑控制电路还通过其脚10、脚12 输出一驱动控制信号到电机驱动电路，由电机驱动电路将该控制信号进行功率放大，以驱动防倾倒机构的相应防倒调整电机作相应运行（旋转），以及时对架体进行姿态补偿调整。

在架体校正恢复正常后，其水平检测电路无检测信号输出，微电脑控制电路将无相关输出信号，整个控制报警电路进入静态。本例中其起始控制设定值为架体2-3度的倾斜度，当检测水平度大于2-3度，微电脑控制电路将实施控制。

其防倾倒机构包括同步平衡传动装置，制衡调节装置等，其制衡调节装置包括成对设置的调节杆，对应于对调节杆所设的制约式调节器，以及滚动式受力器，构成每对的两调节杆分别设置于架体相对两侧。

制约式调节器包括分别连接于对调节杆上端与相应同步平衡传动装置之间的制约式螺纹连接装置。制约式螺纹连接装置包括内螺纹套14，及其螺纹杆13，平面轴承15等。架体一侧的调节杆的内螺纹套及其螺纹杆的连接螺纹、与架体另一侧的调节杆的内螺纹套及其螺纹杆的连接螺纹相互反丝（反向）。

调节杆设有安全运行自保安装，安全运行自保安装包括限位内螺纹套14与其螺纹杆的连接螺纹限长设置，以及螺纹套14的非螺纹部的内径大于其螺纹杆13的螺纹部的最大外径，且螺纹杆的螺纹部的长度与最大允许倾斜度可调节量对应。当内螺纹套的旋转量大于架体最大允许倾斜度可调节量时，螺纹杆将脱出内螺纹套的螺纹部分，失去调节作用，可防止因电机等失控故障出现过度旋转，达到保护作用。

其滚动式受力器为智能自适应滚动式受力器，其智能自适应滚动式受力器包括分别连接于行走导轨相应壁面与调节杆下端之间的多能滚动装置。其多能滚动装置包括两滚轮装置或轴承装置，本例为两轴承装置。两轴承装置分别包括滚动式连接于行走导轨的相应上下壁面的两轴承8及其轴承轴9等。智能自适应滚动式受力器同时具有特别的功能作用，即，在架体正常移动运行的情况下，其通过两侧调节杆及其两侧轨道的上下壁面的滚动体对架体的相互扶助和夹持配合，对运行中的架体的平衡稳定性可起到特别好、特别重要的作用，其效果突出。

本例中，其架体设置有两对调节杆11，其两对调节杆分别设置于架体两端的左右相对两侧框架立柱23的内腔内。架体两端各构成一对的左右两调节杆11，其每根调节杆的下端分别固定连接于上下两轴承轴9，其相应的上下两轴承8分别滚动式连接于行走导轨19的上壁面19a和相应一侧的下壁面19b。一对的左右两调节杆11的上端分别固定连接于螺纹杆13，螺纹杆的上端螺接于内螺纹套14，内螺纹套的上端与锥形齿轮传动机构18连接。两相互相向对应的平面轴承15分别套设于转换传接体上部的内螺纹套、以及转换传接体的下部，且该两平面轴承15分别固定连接于架体顶部和架体的底架上。由两相向对应的平面轴承15构成双向作用调节力的承载。其确保两侧的调节杆分别根据运行需要既可向上顶抵架体上端，也可向下拉拽架体上端。确保垂直方向的拉拽力和/或顶抵力稳定，确保架体倾斜度校正运行准确稳定可靠。行走轮21分别设置于相应轴承的内侧。在架体的底架的框架立柱对应部位开设有套设于调节杆下部的定位导向孔22。调节杆为刚性钢杆构成。

同步平衡传动装置包括防倒驱动电机12，减速器16，调节驱动主轴17，以及两平衡同步轴25等，其调节驱动主轴横架体通过相应的定位轴承装置24设置于架体顶壁10a的中部，平衡同步轴分别通过相应的定位轴承装置24设置于架体顶部左右相对两侧。两平衡同步轴的两端分别通过锥形齿轮传动机构18与架体两端的左右两侧调节杆传动连接。两侧的平衡同步轴中间断开构成两半轴，两侧的各两半轴分别通过相应的锥形齿轮传动机构与调节驱动主轴17的两端传动连接。驱动主轴的中部通过减速器等与防倒驱动电机传动连接。与调节杆连接的锥形齿轮传动机构18由连接于调节杆的内螺纹套的呈竖向的锥形齿轮与连接于平衡同步轴连接的呈水平向的锥形齿轮，其余锥形齿轮传动机构均为呈水平向设置。防倒调整电机连接于微电脑控制电路的相应输出端。

微电脑控制电路的防倒控制器包括基准比较方向识别器31，水平基准设定器30，起始控制设定器32，以及连接于基准比较方向识别器的平衡校正器33，水平基准设定器的设定值通常为架体倾斜度为零度，即架体呈垂直或相应水平状，其重心平衡。水平检测电路4和水平基准设定器的输出端、以及平衡校正器的输入端分别与基准比较方向识别器的输入端以及输出端连接，起始控制设定器的输出端连接于平衡校正器的输入端，平衡校正器的输出端连接于防倒调整电机。

架体向一侧倾斜设置其倾斜角度为正角度，架体向相对另一侧倾斜，设置其倾斜角度为负角度，基准比较方向识别器输出代表角度正负的正负角度值信号，再由微电脑控制电路的平衡校正器将基准比较方向识别器输出的正负值角度信号与起始控制设定器的设定值进行比较，并根据比较结果大于或小于零，通过其驱动电路输出控制信号控制防倒调整电机作相应的正转或反转。当输出的正负角度值信号绝对值等于起始控制设定值时，微电脑控制电路无输出控制信号，则不需要进行姿态校正。比如架体倾斜正负2度，起始控制设定值为3度，微电脑控制电路无输出，防倒调整电机不动作，当倾斜正3.2度，则微电脑控制电路输出控制信号控制防倒调整电机正转往一侧校正架体，相反，当倾斜负3.2度，则输出相应控制信号控制防倒调整电机反转往另一侧校正架体。

在架体运行发生倾斜时，左右两侧调节杆的防倒调整电机的旋转驱动下，通过其两侧调节杆的正反向旋转配合作用下，其一侧调节杆将使架体顶部相对于轨道往下拉拽，另一侧调节杆将使架体顶部相对于轨道往上顶起，架体两侧形成的合力使架体被姿态扶正，重新达到重心平衡稳定运行。其架体可以于两轨道侧方向设置若干组左右两侧调节杆等平衡机构。

本发明通过其架体相对两侧相互对应的调节杆的相约平衡适配器的相互反螺纹的耦合螺纹连接的调节结构，实施架体两侧调节作用力相互制约式同步调节控制。其可以确保平衡校正的始终高安性和全高可靠性。

实施例2中，如图6和7所示。其架体设置一对调节杆11，构成一对的左右两侧调节杆分别设置于架体两端之间的任意左右两侧立柱23内腔或其外部。其智能自适应滚动式受力器设置于密集架的相应一端的行走导轨。其左右两侧的调节杆分别各设置与内螺纹套传动连接的防倒调整电机12。分别与架体两侧的两防倒调整电机12连接的内螺纹套及其平面轴承分别设置于顶架顶部。其具有特别灵敏和响应快速的调节功能效果。而且结构构成也相对特别简单。由于架体的调节是在运行中实施，因此调节能够满意预期的效果。其微电脑控制电路可由密集架等集中管理控制系统的主控制器的相应控制模块构成。

其螺纹杆13的螺纹部13a的上下端、或者平衡调节杆的螺纹部的上下端，分别设置有缩径部13b，缩径部的外径小于内螺纹套管14的螺纹部的最小内径，其构成相应的安全自保装置。当调节电机旋转使内螺纹套管的转动行程达到或大于架体最大允许调节倾斜度时，内螺纹套管将与耦合螺纹杆或平衡调节杆的螺纹部相脱离而空转。本例其余结构和相应的运行工作方式等可与上述实施例类同。

实施例3中，相互对应的左右两侧调节杆分别设置于架体内的任意位置的左右两侧立柱内，左右两侧调节杆的下端分别连接于联动杆，其智能自适应滚动式受力器包括分别对应滚动式连接于密集架靠两端的两行走导轨相应壁面，两行走导轨的轴承或滚动体8轴承轴或滚动轴通过9相应的联动杆连接连接于调节杆的下端。其既能够获得快速的姿态校正调节反应，又能特别稳定可靠，而且结构相对简单，运行效果特别好。本例其余结构和相应的运行工作方式等可与上述实施例类同。

实施例4中，如图8所示。其行走导轨为一多能式行走导轨，其智能自适应滚动式受力器包括一个双作用滚动装置，多能式行走导轨为其横截面形状呈工字形的多能式行走导轨19-1，多能式行走导轨19-1的一侧或相对两侧设有侧向工作凹槽19c，双作用滚动装置由一个轴承装置构成，轴承装置的轴承滚动式连接于多能式行走导轨19-1的相应一侧的侧向工作凹槽19c内，其轴承8可于侧向工作凹槽内的上下壁面滚动式连接，轴承轴9与调节杆下端固定连接。其智能自适应滚动式受力器的校正运行调节作用方式与上述实施例1类同。但其结构构成特别简单、合理，作用方式合理，运行效果特别好。本例其余结构和相应的运行工作方式等可与上述任一实施例类同。

实施例5中，如图9所示。其架体相对两侧分别各设置有一调节杆11，两侧的调节杆分别设置于接近两端的行走导轨的相应一框架立柱23内，两侧的两调节杆相互相向呈斜向对应，其同步平衡传动装置包括一个防倒驱动电机12，相应的减速器16，两锥形齿轮传动机构18，以及调节驱动主轴17等，其调节驱动主轴和防倒驱动电机12沿架体左右两侧方向呈倾向设置，调节驱动主轴的两端分别通过相互呈斜向对应的两锥形齿轮传动机构18与左右两调节杆上端的内螺纹套连接。防倒驱动电机12通过减速器16与调节驱动主轴17传动连接。其既可使整个架体的防倒装置变得更加简单，其以架体的两侧靠两端的调节杆的同时拉和顶配合作用的平衡原理，能够获得非常好的平衡调节控制效果。本例其余结构和相应的运行工作方式等可与上述任一实施例类同。

实施例6中，其滚动式受力器包括一个轴承装置，其轴承装置的轴承滚动式与行走导轨的相应一侧下壁面连接。其调节杆由钢丝绳或钢条构成。其内螺纹套通过一个平面轴承连接于架体。运行时，当架体发生倾斜度超出设定值，微电脑控制电路根据倾斜的方向输出控制信号控制两侧防倒调整电机正向或反向旋转，两侧铜丝绳或钢条调节杆通过其正反螺纹连接结构分别拉紧和松驰，即防倒调整电机旋转使一侧调节杆拉紧，另一侧调节杆松驰，使架体及时得到校正，重新获得重心平衡，避免倾覆。水平检测器或其MPU6050检测芯片4a等设置于架体顶部。本例其余结构和相应的运行工作方式等可与上述任一实施例类同。

实施例7中，其于架体水平面相对两侧、相互相向对应分别设置左右水平检测电路（如MPU6050芯片或相应的倾角传感器电路）。左右水平检测电路通过地址分配器（I/O芯片）连接于微电脑控制电路的MCU处理器相应输入端。左水平检测电路和右水平检测电路以及水平基准设定器分别连接于基准比较方向识别器（左右水平检测电路取值方向相同（或统一取正或负值）。基准比较方向识别器分别对左右水平检测电路进行比较，再根据比较结果输出相应的信号控制防倒调整电机的正、反转。本例其余组成结构和相应的运行工作方式等可与上述实施例类同。

实施例8，本例中其防倾倒机构包括仅一个设置于架体顶壁上的防倒调整电机，其防倒调整电机通过蜗轮蜗杆传动机构分别连接于架体两侧的调节杆的内螺纹套，其蜗轮蜗杆传动机构为与现有类似的直角变向等传动结构和原理方式类同。其螺纹杆由调节杆上端部分的螺纹段构成。本例其余组成结构和相应的运行工作方式等可与上述任一实施例类同。

本发明的行走导轨的同一滚动壁面或各部位的滚动式受力器的滚动轴承装置可以并列设置多个，并列设置的滚动轴承装置的轴承轴同时固定于相应的调节杆。

Claims (1)

1.一种防止架体倾倒装置，包括防倾倒控制系统，其特征是所述防倾倒控制系统包括水平检测器，以及控制报警电路，所述控制报警电路包括微电脑控制电路，声光报警电路，以及姿态修正执行器，所述水平检测器的输出端连接于微电脑控制电路的相应输入端，所述声光报警电路和姿态修正执行器的输入端分别连接于该微电脑控制电路的相应输出端。

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