CN117734609A - 一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统及方法，包括监控主机，便携终端，静电接地装置，静电接地监控模块，执行模块；所述静电接地监控模块与静电接地装置电连接，用于采集静电接地装置的状态监控信息；所述监控主机与所述静电接地监控模块无线通信，用于根据状态监控信息判断静电接地装置是否脱落和/或是否接触不良；所述监控主机在判断出现脱落和/或接触不良时，向便携终端发送报警信息，并发出联锁控制指令停止车辆装卸作业。本发明能够综合多种监测手段智能化地判断出静电接地装置的异常情况，能够准确判断出脱落部位和接触不良的部位，为维修人员快速定位异常位置，提高静电接地装置的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及静电接地监测控制技术领域，尤其涉及一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统及方法。
背景技术
在车辆装卸液体化工品作业过程中，介质的流动、分离、聚合等会造成电荷分布不均衡，从而产生静电，当静电积累到一定程度时易发生静电放电现象，对易燃易爆化工品的装卸带来极大安全隐患，现有技术中常通过静电接地装置来将静电导入大地。但是现有技术中的静电接地装置存在诸多技术问题。
首先，静电接地装置一端连接车辆另一端连接大地，两个连接端均会出现连接异常的情况，比如连接端脱落或接触不良，而一旦出现连接异常的现象，则无法保证静电的顺利导出，如果仍然继续进行装卸作业则会带来极大的安全隐患。
其次，现有技术中也有对静电接地装置进行状态监测的方案，但是其监测重点在于对静电接地装置内部进行监测，无法检测连接异常的情况，更无法判断是哪一端出现脱落或接触不良，需要维修人员到现场后再排查异常。
此外，车辆装卸作业的现场环境复杂，现有技术中的报警信号单一，不能有效引起工作人员注意，并且即使接收到报警信号也无法快速定位是哪个静电接地装置出现了异常，导致处理效率低下。
现有技术中发明专利CN111517261A提出一种静电导除装置及防静电灌装容器，所述静电导除装置包括接地线，静电接地夹；静电接地夹包括：第一夹体、第二夹体、扭簧、扣紧装置；第一夹体与第二夹体间安装有扭簧，第一夹体与第二夹体夹持端互相接触一侧分别设有啮合齿；扣紧装置包括：转轴、第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、弧形挡板；转轴贯穿第一夹体夹持端两侧侧壁，转轴两端分别与第一连接杆的一端及第二连接杆的一端连接；第一连接杆及第二连接杆另一端分别与第三连接杆两端连接；第二夹体远离其啮合面设有通槽，通槽的边缘靠近第二夹体夹持端的一侧设有弧形挡板。该发明中通过设置检测模块用于检测接地端与所述静电接地夹之间的电阻值，从而判断是否接触不良。但是该检测模块检测的是夹持端与接地端之间的电阻值，实际上只要两端之间的导线正常连接，即使在两端出现脱落或接触不良时，该电阻值也并不会出现实质性改变，因此该发明无法监测两端出现脱落或接触不良现象，更无法为维修人员快速定位出现异常的装置位置以及部位。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统及方法。
技术方案：
第一方面，本发明提出一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统，包括监控主机，便携终端，静电接地装置，静电接地监控模块，执行模块；
所述静电接地装置用于连接作业车辆，导出静电；
所述执行模块用于控制车辆装卸作业的启停；
所述便携终端用于接收监控主机发送的报警信息；
优选地，所述静电接地监控模块与静电接地装置电连接，用于采集静电接地装置的状态监控信息；
所述监控主机与所述静电接地监控模块无线通信，用于根据状态监控信息判断静电接地装置是否脱落和/或是否接触不良；
所述监控主机在判断出现脱落和/或接触不良时，向便携终端发送报警信息，并发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
优选地，所述静电接地装置包括静电夹持端、接地端、弹力拉绳；
所述系统还包括定位模块，用于采集作业车辆的位置；
所述静电接地监控模块包括在静电夹持端设置的多个压力传感器、在弹力拉绳上设置的拉力传感器、在接地端设置接地电阻检测模块、以及微处理器MCU、无线传输模块。
优选地，所述监控主机包括第一连接状况判断模块，第二连接状况判断模块，第三连接状况判断模块；
所述第一连接状况判断模块用于根据弹力拉绳上拉力值判断静电接地装置的连接情况；
所述第二连接状况判断模块用于根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况；
所述第三连接状况判断模块用于根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况。
第二方面，本发明还提供了一种基于静电接地装置的智能化状态监控方法，该方法包括：
步骤1、获取作业车辆与静电接地装置的距离s；
步骤2、判断s与第一临界阈值S0的关系；
步骤21、若s小于第一临界阈值S0，则进入步骤3；
步骤22、若s等于第一临界阈值S0，则进入步骤4；
步骤23、若s大于第一临界阈值S0，则进入步骤5；
步骤3、根据弹力拉绳上拉力值大小判断静电接地装置的连接情况；
步骤4、根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况；
步骤5、根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况；
步骤6、判断静电接地装置的脱落部位；
步骤7、判断静电接地装置是否接触不良；
步骤8、报警及联锁控制。
优选地，所述步骤3包括：
步骤31、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器的数值f，判断f与第一拉力阈值F0的关系；
步骤32、若f小于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤33、若f等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
其中，所述第一临界阈值S0的计算方式为：
；
所述第一拉力阈值F0的计算方式为：
；
其中M为静电夹持端的质量，m为弹力拉绳的质量，g为重力加速度，k为弹力拉绳的弹性系数。
优选地，所述步骤4包括：
步骤41、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器在预设时间段T内的数值f，分析f的变化情况；
步骤42、若f在预设时间段T内均等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤43、若f在预设时间段T内出现连续n次均不等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6。
优选地，所述步骤5包括：
步骤51、根据作业车辆与静电接地装置的距离s计算动态拉力阈值；
步骤52、判断弹力拉绳上拉力值f与动态拉力阈值Fd的关系；
步骤53、若f小于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
步骤54、若f大于等于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
其中，动态拉力阈值Fd的计算方式为：
。
优选地，所述步骤6包括：
步骤61、判断接地端是否脱落，包括：
获取接地端的接地电阻值Rg，若Rg大于第一电阻预设值，则判断接地端脱落；
步骤62、判断静电夹持端是否脱落，包括：
获取静电夹持端的压力传感器的压力值，若小于预设值，则判断静电夹持端脱落。
优选地，所述步骤7包括：
步骤71、判断接地端是否接触不良，包括：
获取接地端的接地电阻值Rg，若Rg大于第二电阻预设值和/或Rg处于波动状态，则判断接地端接触不良；
步骤72、判断静电夹持端是否接触不良，包括：
获取静电夹持端的多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)；
对多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)从小到大进行排序；
获取小于预设值p0的压力值的数量m；
或m小于预设值m0，则判断静电夹持端接触不良。
优选地，所述步骤8包括：
在监控到静电接地装置出现脱落和/或接触不良的异常情况时，向便携终端发送报警信息；
所述报警信息包括出现异常情况的静电接地装置的编号以及位置；
同时监控主机发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
第三方面，本发明还提供了一种基于静电接地装置的智能化状态监控方法，该方法中通过测量接地柱两端的电阻值Rb来判断接地端的连接情况。该方法包括步骤：
步骤1、获取计算作业车辆与静电接地装置的距离s，包括：
获取作业车辆的位置与静电接地装置的编号，根据静电接地装置的编号查询静电接地装置的位置，根据作业车辆的位置与静电接地装置的位置计算作业车辆与静电接地装置的距离s；
步骤2、判断s与第一临界阈值S0的关系；
步骤21、若s小于第一临界阈值S0，则进入步骤3；
步骤22、若s等于第一临界阈值S0，则进入步骤4；
步骤23、若s大于第一临界阈值S0，则进入步骤5；
其中第一临界阈值S0的计算方式为：
；
其中M为静电夹持端的质量，m为弹力拉绳的质量，g为重力加速度，k为弹力拉绳的弹性系数；
步骤3、根据弹力拉绳上拉力值大小判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤31、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器的数值f，判断f与第一拉力阈值F0的关系；
步骤32、若f小于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤33、若f等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
其中，所述第一拉力阈值F0的计算方式为：
；
步骤4、根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤41、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器在预设时间段T内的数值f，分析f的变化情况；
步骤42、若f在预设时间段T内均等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤43、若f在预设时间段T内出现连续n次均不等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
步骤5、根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤51、根据作业车辆与静电接地装置的距离s计算动态拉力阈值；
步骤52、判断弹力拉绳上拉力值f与动态拉力阈值Fd的关系；
步骤53、若f小于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
步骤54、若f大于等于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
其中，动态拉力阈值Fd的计算方式为：
；
在车辆与静电装置的距离较大时，根据f与动态拉力阈值的关系即可判断出是否出现脱落现象；而此处的动态拉力阈值则是与距离s正相关的。
步骤6、判断静电接地装置的脱落部位；
步骤61、判断接地端是否脱落，包括：
获取接地柱两端的电阻值Rb，若Rb大于第三电阻预设值，则判断接地端脱落；
步骤62、判断静电夹持端是否脱落，包括：
获取静电夹持端的压力传感器的压力值，若小于预设值，则判断静电夹持端脱落；
步骤7、判断静电接地装置是否接触不良；
步骤71、判断接地端是否接触不良，包括：
获取接地柱两端的电阻值Rb，若Rb大于第四电阻预设值和/或Rb处于波动状态，则判断接地端接触不良；
步骤72、判断静电夹持端是否接触不良，包括：
获取静电夹持端的多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)；
对多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)从小到大进行排序；
获取小于预设值p0的压力值的数量m；
或m小于预设值m0，则判断静电夹持端接触不良；
步骤8、报警及联锁控制；
在监控到静电接地装置出现脱落和/或接触不良的异常情况时，向便携终端发送报警信息；
所述报警信息包括出现异常情况的静电接地装置的编号以及位置；
同时监控主机发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明能够实时监控静电接地装置的连接状态，通过综合采用多种监测手段智能判断是否出现脱落以及接触不良的情况，安全高效。
2、本发明在判断静电接地装置是否出现脱落时，根据作业车辆与静电接地装置的距离进行区分处理，在不同的距离范围内采用不同的判断逻辑与手段，能够有效避免当距离较小时出现的误判断现象。
3、本发明对于静电接地装置的接触不良现象进行检测时，在静电夹持端独特设置多个压力传感器，克服了现有技术中通过接地电阻检测接触不良时连接操作复杂、以及检测不准确的问题。
4、本发明在监测出静电接地装置的脱落或接触不良异常情况时，能够及时进行联锁控制，停止装卸作业，避免安全隐患；并且通过便携终端快速通知维护人员，精准定位异常位置与异常类型，能够帮助维护人员提高异常处理的效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种静电接地装置夹持端示意图；
图3为本发明实施例提供的一种静电接地装置接地端结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种静电接地装置接地端触发杆结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种基于静电接地装置的智能化状态监控方法流程图。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统，具体请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统结构示意图，系统包括：
监控主机，便携终端，静电接地装置，静电接地监控模块，执行模块；
所述静电接地装置用于连接作业车辆，导出静电；
所述执行模块用于控制车辆装卸作业的启停；所述便携终端用于接收监控主机发送的报警信息；
优选地，所述静电接地监控模块与静电接地装置电连接，用于采集静电接地装置的状态监控信息；
所述监控主机与所述静电接地监控模块无线通信，用于根据状态监控信息判断静电接地装置是否脱落和/或是否接触不良；
所述监控主机在判断出现脱落和/或接触不良时，向便携终端发送报警信息，并发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
所述状态监控信息包括静电夹持端的压力信息，弹力拉绳的拉力信息，接地电阻值信息。
优选地，所述静电接地装置包括静电夹持端、接地端、弹力拉绳；
具体请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种静电接地装置夹持端示意图，在静电夹持端的设置多个弹片1，在每个弹片的安装部设置一个压力传感器；
所述系统还包括定位模块，用于采集作业车辆的位置；
所述静电接地监控模块包括在静电夹持端设置的多个压力传感器、在弹力拉绳上设置的拉力传感器、在接地端设置接地电阻检测模块、以及微处理器MCU、无线传输模块。
优选地，所述监控主机包括第一连接状况判断模块，第二连接状况判断模块，第三连接状况判断模块；
所述第一连接状况判断模块用于根据弹力拉绳上拉力值判断静电接地装置的连接情况；
所述第二连接状况判断模块用于根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况；
所述第三连接状况判断模块用于根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况。
优选地，所述第一连接状况判断模块获取弹力拉绳上设置的拉力传感器的数值f，判断f与第一拉力阈值F0的关系；若f小于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落；若f等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落；
其中，所述第一拉力阈值F0的计算方式为：
；
所述第一临界阈值S0的计算方式为：
；
其中M为静电夹持端的质量，m为弹力拉绳的质量，g为重力加速度，k为弹力拉绳的弹性系数。
优选地，所述第二连接状况判断模块获取弹力拉绳上设置的拉力传感器在预设时间段T内的数值f，分析f的变化情况；若f在预设时间段T内均等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落；若f在预设时间段T内出现连续n次均不等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落；
优选地，所述第三连接状况判断模块根据作业车辆与静电接地装置的距离s计算动态拉力阈值；判断弹力拉绳上拉力值f与动态拉力阈值Fd的关系；若f小于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置脱落；
若f大于等于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置未脱落；
其中，动态拉力阈值Fd的计算方式为：
。
优选地，所述监控主机还包括脱落部位判断模块，接触不良部位判断模块；
所述脱落部位判断模块用于判断是静电夹持端出现脱落还是接地端出现脱落；
所述接触不良部位判断模块用于判断是静电夹持端还是接地端出现接触不良；
优选地，所述监控主机还包括距离计算模块，用于获取作业车辆与静电接地装置的距离s；具体地，获取作业车辆的位置与静电接地装置的编号；
根据静电接地装置的编号查询静电接地装置的位置；
根据作业车辆的位置与静电接地装置的位置计算作业车辆与静电接地装置的距离s。
优选地，静电接地装置的接地端采用如图3所述的结构，图3为本发明实施例提供的一种静电接地装置接地端结构示意图。接地端的部件包括：把手11、开关固定板12、第一加强杆13、第二加强杆14、接地棒15、行程开关16、开关罩板17、触发杆18。
根据图3，静电接地装置主要有2根直径Φ14mm接地棒、POM绝缘把手、行程开关及触发杆组成。开关固定板及开关罩板固定在绝缘把手和第一加强杆上，行程开关固定在开关固定板上。非工作状态下，触发杆依靠弹簧弹力压在第二加强杆上，行程开关处于自由断开状态；工作状态下，触发杆地面支座接触地面，受力向上运动，当接地棒插入地面深度（≥700mm）满足要求时，行程开关刚好处于触发状态，触发杆此时向上运动10mm。在行程开关触发后会发送到位信号，基于上述接地端的结构，本申请能够保证接地端插入地面的足够的深度，从而使接地棒与大地接触良好，能够有效保证静电导入大地。
进一步地，通过测量接地柱两端的电阻值，通过RS485通信方式，将检测的电阻值信息发送至静电接地装置的显示控制单元，在电阻值超出阈值范围时进行报警。
优选地，接地端的触发杆的结构示意图如图4所示。触发杆的部件包括：触发板21、导向杆22、导向柱23、导向柱板24、活动垫片25、弹簧26、活动垫片27、螺母28、支腿29；
触发板、导向柱板与导向杆焊接，导向柱安装在POM加强杆上，防止导向杆扭转，压缩弹簧6处于两个活动垫片直接，预施加一定压力，保证导向杆自由状态下，支腿处于最低端位置，螺母8与导向杆拧紧起限位作用。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种基于静电接地装置的智能化状态监控方法，具体请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种基于静电接地装置的智能化状态监控方法流程图，该方法包括步骤：
步骤1、获取计算作业车辆与静电接地装置的距离s，包括：
获取作业车辆的位置与静电接地装置的编号，根据静电接地装置的编号查询静电接地装置的位置，根据作业车辆的位置与静电接地装置的位置计算作业车辆与静电接地装置的距离s；
步骤2、判断s与第一临界阈值S0的关系；
步骤21、若s小于第一临界阈值S0，则进入步骤3；
步骤22、若s等于第一临界阈值S0，则进入步骤4；
步骤23、若s大于第一临界阈值S0，则进入步骤5；
其中第一临界阈值S0的计算方式为：
；
其中M为静电夹持端的质量，m为弹力拉绳的质量，g为重力加速度，k为弹力拉绳的弹性系数；
在车辆的装卸作业过程中，静电接地装置的夹持端是应当夹持固定在车辆上的，而另一端应当与地牢固连接，这样才能够将产生的静电顺利导入大地，降低安全隐患。通常静电接地装置与作业车辆之间存在一定的距离长度，因此在正常作业时静电接地装置的弹力拉绳上产生了一定的拉力，如果静电接地装置的夹持端或者接地端出现了脱落现象，则会导致拉力出现明显的变化，通常会明显降低，因此可通过对弹力拉绳上的拉力的变化来判断是否出现脱落现象。但是，每辆作业车辆与静电接地装置的距离并不是固定不变的，当作业车辆与静电接地装置的距离较小的时候，弹力拉绳上的拉力也比较小，甚至会出现脱落后的拉力值要高于脱落前的拉力值，导致难以判断脱落现象。本发明在判断静电接地装置是否出现脱落时，根据作业车辆与静电接地装置的距离进行区分处理，在不同的距离范围内采用不同的判断逻辑与手段，能够有效避免当距离较小时出现的误判断现象。
具体地，本发明以第一临界阈值作为距离分区的依据，其中的第一临界阈值是根据夹持端的重力以及弹力拉绳的重力导致的拉绳形变量所对应的临界距离。
步骤3、根据弹力拉绳上拉力值大小判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤31、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器的数值f，判断f与第一拉力阈值F0的关系；
步骤32、若f小于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤33、若f等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
其中，所述第一拉力阈值F0的计算方式为：
；
在车辆与静电接地装置距离小于第一临界阈值时，只要f的值是小于第一拉力阈值的，则表明弹力拉绳的两端都是固定良好的，未发生脱落现象；而在静电夹持端出现脱落时，f的值等于第一拉力阈值；此外，若f大于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置的拉力绳被干扰拉扯。
步骤4、根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤41、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器在预设时间段T内的数值f，分析f的变化情况；
步骤42、若f在预设时间段T内均等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤43、若f在预设时间段T内出现连续n次均不等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
在车辆与静电接地装置距离等于第一临界阈值时，理论上来讲无论是否出现夹持端的脱落，f的稳态值均为第一拉力阈值，但是若未出现脱落则f则会稳定保持第一拉力阈值，若出现脱落则f会出现数值的变化跳动，即从第一拉力阈值变化到其他值，然后再经过一定时间后再稳定为第一拉力阈值；因此，根据f的变化情况可以判断出夹持端是否脱落。
步骤5、根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤51、根据作业车辆与静电接地装置的距离s计算动态拉力阈值；
步骤52、判断弹力拉绳上拉力值f与动态拉力阈值Fd的关系；
步骤53、若f小于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
步骤54、若f大于等于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
其中，动态拉力阈值Fd的计算方式为：
；
在车辆与静电装置的距离较大时，根据f与动态拉力阈值的关系即可判断出是否出现脱落现象；而此处的动态拉力阈值则是与距离s正相关的。
步骤6、判断静电接地装置的脱落部位；
步骤61、判断接地端是否脱落，包括：
获取接地端的接地电阻值Rg，若Rg大于第一电阻预设值，则判断接地端脱落；
步骤62、判断静电夹持端是否脱落，包括：
获取静电夹持端的压力传感器的压力值，若小于预设值，则判断静电夹持端脱落；
这里，参见图2可知，由于静电夹持端存在多个压力传感器，而在脱落时，所有压力传感器的值应当都非常小，因此优选地，步骤62中若判断静电夹持端中全部压力传感器的压力值均小于预设值，则判断静电夹持端脱落。
步骤7、判断静电接地装置是否接触不良；
步骤71、判断接地端是否接触不良，包括：
获取接地端的接地电阻值Rg，若Rg大于第二电阻预设值和/或Rg处于波动状态，则判断接地端接触不良；
步骤72、判断静电夹持端是否接触不良，包括：
获取静电夹持端的多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)；
对多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)从小到大进行排序；
获取小于预设值p0的压力值的数量m；
或m小于预设值m0，则判断静电夹持端接触不良；
步骤8、报警及联锁控制；
在监控到静电接地装置出现脱落和/或接触不良的异常情况时，向便携终端发送报警信息；
所述报警信息包括出现异常情况的静电接地装置的编号以及位置；
同时监控主机发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
实施例三：
优选地，本发明实施例还提供了一种基于静电接地装置的智能化状态监控方法，本实施例的方法中通过测量接地柱两端的电阻值Rb来判断接地端的连接情况。
该方法包括步骤：
步骤1、获取计算作业车辆与静电接地装置的距离s，包括：
获取作业车辆的位置与静电接地装置的编号，根据静电接地装置的编号查询静电接地装置的位置，根据作业车辆的位置与静电接地装置的位置计算作业车辆与静电接地装置的距离s；
步骤2、判断s与第一临界阈值S0的关系；
步骤21、若s小于第一临界阈值S0，则进入步骤3；
步骤22、若s等于第一临界阈值S0，则进入步骤4；
步骤23、若s大于第一临界阈值S0，则进入步骤5；
其中第一临界阈值S0的计算方式为：
；
其中M为静电夹持端的质量，m为弹力拉绳的质量，g为重力加速度，k为弹力拉绳的弹性系数；
在车辆的装卸作业过程中，静电接地装置的夹持端是应当夹持固定在车辆上的，而另一端应当与地牢固连接，这样才能够将产生的静电顺利导入大地，降低安全隐患。通常静电接地装置与作业车辆之间存在一定的距离长度，因此在正常作业时静电接地装置的弹力拉绳上产生了一定的拉力，如果静电接地装置的夹持端或者接地端出现了脱落现象，则会导致拉力出现明显的变化，通常会明显降低，因此可通过对弹力拉绳上的拉力的变化来判断是否出现脱落现象。但是，每辆作业车辆与静电接地装置的距离并不是固定不变的，当作业车辆与静电接地装置的距离较小的时候，弹力拉绳上的拉力也比较小，甚至会出现脱落后的拉力值要高于脱落前的拉力值，导致难以判断脱落现象。本发明在判断静电接地装置是否出现脱落时，根据作业车辆与静电接地装置的距离进行区分处理，在不同的距离范围内采用不同的判断逻辑与手段，能够有效避免当距离较小时出现的误判断现象。
具体地，本发明以第一临界阈值作为距离分区的依据，其中的第一临界阈值是根据夹持端的重力以及弹力拉绳的重力导致的拉绳形变量所对应的临界距离。
步骤3、根据弹力拉绳上拉力值大小判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤31、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器的数值f，判断f与第一拉力阈值F0的关系；
步骤32、若f小于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤33、若f等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
其中，所述第一拉力阈值F0的计算方式为：
；
在车辆与静电接地装置距离小于第一临界阈值时，只要f的值是小于第一拉力阈值的，则表明弹力拉绳的两端都是固定良好的，未发生脱落现象；而在静电夹持端出现脱落时，f的值等于第一拉力阈值；此外，若f大于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置的拉力绳被干扰拉扯。
步骤4、根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤41、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器在预设时间段T内的数值f，分析f的变化情况；
步骤42、若f在预设时间段T内均等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤43、若f在预设时间段T内出现连续n次均不等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
在车辆与静电接地装置距离等于第一临界阈值时，理论上来讲无论是否出现夹持端的脱落，f的稳态值均为第一拉力阈值，但是若未出现脱落则f则会稳定保持第一拉力阈值，若出现脱落则f会出现数值的变化跳动，即从第一拉力阈值变化到其他值，然后再经过一定时间后再稳定为第一拉力阈值；因此，根据f的变化情况可以判断出夹持端是否脱落。
步骤5、根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况，包括：
步骤51、根据作业车辆与静电接地装置的距离s计算动态拉力阈值；
步骤52、判断弹力拉绳上拉力值f与动态拉力阈值Fd的关系；
步骤53、若f小于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
步骤54、若f大于等于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
其中，动态拉力阈值Fd的计算方式为：
；
在车辆与静电装置的距离较大时，根据f与动态拉力阈值的关系即可判断出是否出现脱落现象；而此处的动态拉力阈值则是与距离s正相关的。
步骤6、判断静电接地装置的脱落部位；
步骤61、判断接地端是否脱落，包括：
获取接地柱两端的电阻值Rb，若Rb大于第三电阻预设值，则判断接地端脱落；
优选地，静电接地装置的接地端采用如图3所述的结构，图3为本发明实施例提供的一种静电接地装置接地端结构示意图。接地端的部件包括：把手11、开关固定板12、第一加强杆13、第二加强杆14、接地棒15、行程开关16、开关罩板17、触发杆18。
根据图3，静电接地装置主要有2根直径Φ14mm接地棒、POM绝缘把手、行程开关及触发杆组成。开关固定板及开关罩板固定在绝缘把手和第一加强杆上，行程开关固定在开关固定板上。非工作状态下，触发杆依靠弹簧弹力压在第二加强杆上，行程开关处于自由断开状态；工作状态下，触发杆地面支座接触地面，受力向上运动，当接地棒插入地面深度（≥700mm）满足要求时，行程开关刚好处于触发状态，触发杆此时向上运动10mm。在行程开关触发后会发送到位信号，基于上述接地端的结构，本申请能够保证接地端插入地面的足够的深度，从而使接地棒与大地接触良好，能够有效保证静电导入大地。
进一步地，通过测量接地柱两端的电阻值，通过RS485通信方式，将检测的电阻值信息发送至静电接地装置的显示控制单元，在电阻值超出阈值范围时进行报警。
步骤62、判断静电夹持端是否脱落，包括：
获取静电夹持端的压力传感器的压力值，若小于预设值，则判断静电夹持端脱落；
这里，参见图2可知，由于静电夹持端存在多个压力传感器，而在脱落时，所有压力传感器的值应当都非常小，因此优选地，步骤62中若判断静电夹持端中全部压力传感器的压力值均小于预设值，则判断静电夹持端脱落。
步骤7、判断静电接地装置是否接触不良；
步骤71、判断接地端是否接触不良，包括：
获取接地柱两端的电阻值Rb，若Rb大于第四电阻预设值和/或Rb处于波动状态，则判断接地端接触不良；
步骤72、判断静电夹持端是否接触不良，包括：
获取静电夹持端的多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)；
对多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)从小到大进行排序；
获取小于预设值p0的压力值的数量m；
或m小于预设值m0，则判断静电夹持端接触不良；
步骤8、报警及联锁控制；
在监控到静电接地装置出现脱落和/或接触不良的异常情况时，向便携终端发送报警信息；
所述报警信息包括出现异常情况的静电接地装置的编号以及位置；
同时监控主机发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应该认为超出本发明的范围。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系属于仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (10)
1.一种基于静电接地装置的智能化状态监控系统，包括监控主机，便携终端，静电接地装置，静电接地监控模块，执行模块；所述静电接地装置用于连接作业车辆，导出静电；所述执行模块用于控制车辆装卸作业的启停；所述便携终端用于接收监控主机发送的报警信息；
其特征在于，所述静电接地监控模块与静电接地装置电连接，用于采集静电接地装置的状态监控信息；所述监控主机与所述静电接地监控模块无线通信，用于根据状态监控信息判断静电接地装置是否脱落和/或是否接触不良；所述监控主机在判断出现脱落和/或接触不良时，向便携终端发送报警信息，并发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
2.根据权利要求1所述的基于静电接地装置的智能化状态监控系统，其特征在于，
所述静电接地装置包括静电夹持端、接地端、弹力拉绳；
所述系统还包括定位模块，用于采集作业车辆的位置；
所述静电接地监控模块包括在静电夹持端设置的多个压力传感器、在弹力拉绳上设置的拉力传感器、在接地端设置接地电阻检测模块、以及微处理器MCU、无线传输模块。
3.根据权利要求2所述的基于静电接地装置的智能化状态监控系统，其特征在于，
所述监控主机包括第一连接状况判断模块，第二连接状况判断模块，第三连接状况判断模块；
所述第一连接状况判断模块用于根据弹力拉绳上拉力值判断静电接地装置的连接情况；
所述第二连接状况判断模块用于根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况；
所述第三连接状况判断模块用于根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况。
4.一种应用于权利要求1-3中任一项所述系统的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，该方法包括：
步骤1、获取作业车辆与静电接地装置的距离s；
步骤2、判断s与第一临界阈值S0的关系；
步骤21、若s小于第一临界阈值S0，则进入步骤3；
步骤22、若s等于第一临界阈值S0，则进入步骤4；
步骤23、若s大于第一临界阈值S0，则进入步骤5；
步骤3、根据弹力拉绳上拉力值大小判断静电接地装置的连接情况；
步骤4、根据弹力拉绳上拉力值的变化情况判断静电接地装置的连接情况；
步骤5、根据动态拉力阈值判断静电接地装置的连接情况；
步骤6、判断静电接地装置的脱落部位；
步骤7、判断静电接地装置是否接触不良；
步骤8、报警及联锁控制。
5.根据权利要求4所述的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤31、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器的数值f，判断f与第一拉力阈值F0的关系；
步骤32、若f小于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤33、若f等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
其中，所述第一临界阈值S0的计算方式为：
；
所述第一拉力阈值F0的计算方式为：
；
其中M为静电夹持端的质量，m为弹力拉绳的质量，g为重力加速度，k为弹力拉绳的弹性系数。
6.根据权利要求5所述的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，所述步骤4包括：
步骤41、获取弹力拉绳上设置的拉力传感器在预设时间段T内的数值f，分析f的变化情况；
步骤42、若f在预设时间段T内均等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
步骤43、若f在预设时间段T内出现连续n次均不等于第一拉力阈值F0，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6。
7.根据权利要求6所述的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，所述步骤5包括：
步骤51、根据作业车辆与静电接地装置的距离s计算动态拉力阈值；
步骤52、判断弹力拉绳上拉力值f与动态拉力阈值Fd的关系；
步骤53、若f小于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置脱落，进入步骤6；
步骤54、若f大于等于动态拉力阈值Fd，则判断静电接地装置未脱落，进入步骤7；
其中，动态拉力阈值Fd的计算方式为：
。
8.根据权利要求7所述的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，所述步骤6包括：
步骤61、判断接地端是否脱落，包括：
获取接地端的接地电阻值Rg，若Rg大于第一电阻预设值，则判断接地端脱落；
步骤62、判断静电夹持端是否脱落，包括：
获取静电夹持端的压力传感器的压力值，若小于预设值，则判断静电夹持端脱落。
9.根据权利要求8所述的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，所述步骤7包括：
步骤71、判断接地端是否接触不良，包括：
获取接地端的接地电阻值Rg，若Rg大于第二电阻预设值和/或Rg处于波动状态，则判断接地端接触不良；
步骤72、判断静电夹持端是否接触不良，包括：
获取静电夹持端的多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)；
对多个压力传感器的压力值序列(p1,p2,…,pn)从小到大进行排序；
获取小于预设值p0的压力值的数量m；
或m小于预设值m0，则判断静电夹持端接触不良。
10.根据权利要求9所述的基于静电接地装置的智能化状态监控方法，其特征在于，所述步骤8包括：
在监控到静电接地装置出现脱落和/或接触不良的异常情况时，向便携终端发送报警信息；
所述报警信息包括出现异常情况的静电接地装置的编号以及位置；
同时监控主机发出联锁控制指令，停止车辆装卸作业。
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