全文摘要
本实用新型由多组一字线性激光器和多个接收管组成，使对应的接收管接收到激光信号，在待测区域交叉叠加，从而使连续光幕信号全面覆盖待测区域，使位于各路接收管能够准确实时将光强信号反馈给主控电路，并对数据进行分析计算，通过光强数据的偏差对比从而确定待测区是否存在障碍物，并通过连续数据识别障碍物的形状及轨迹，及时作出响应和产生相关安全指令，实现高精度高效率的实时安全监测。本实用新型公开提供了一种无识别盲区的安全连续光幕，通过采用线性激光形成的连续光幕以单点向多点辐射结构的测量方式，能够大幅提高测量精度、效率，降低成本，提高测量覆盖率，更高的安全可靠性，具有极高的应用价值。
主设计要求
1.一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，包括：一字线性激光器、阵列接收管和控制电路；所述一字线性激光器与所述阵列接收管相对设置，且处于同一平面；所述阵列接收管与所述控制电路电性连接；所述一字线性激光器至少包括两个，两个所述一字线性激光器对角设置；所述阵列接收管以两个所述一字线性激光器的连线中点中心对称，且所述阵列接收管接收异侧的所述一字线性激光器发射的激光；所述控制电路包括：主控电路、AD转换电路和通信电路；所述接收管通过AD转换电路与所述主控电路的输入端连接；所述主控电路的输出端与所述通信电路连接。
设计方案
1.一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，包括：一字线性激光器、阵列接收管和控制电路；所述一字线性激光器与所述阵列接收管相对设置，且处于同一平面；所述阵列接收管与所述控制电路电性连接；所述一字线性激光器至少包括两个，两个所述一字线性激光器对角设置；所述阵列接收管以两个所述一字线性激光器的连线中点中心对称，且所述阵列接收管接收异侧的所述一字线性激光器发射的激光；所述控制电路包括：主控电路、AD转换电路和通信电路；所述接收管通过AD转换电路与所述主控电路的输入端连接；所述主控电路的输出端与所述通信电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，每个所述阵列接收管包括N个接收管；N个所述接收管的基极朝向异侧的所述一字线性激光器。
3.根据权利要求2所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，N个所述接收管纵向排布。
4.根据权利要求2所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，N个所述接收管相邻间距大于或等于1mm。
5.根据权利要求1所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，所述控制电路还包括警报装置、应急电源和稳压电路；所述主控电路分别与所述警报装置、稳压电路连接。
6.根据权利要求5所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，所述主控电路控制三极管导通过继电器驱动所述警报装置。
7.根据权利要求1所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，所述一字线性激光器发射的激光信号频率与所述阵列接收管接收的频率相同。
8.根据权利要求5所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，还包括应急启动装置；所述应急启动装置与所述控制电路连接，所述应急电源为所述应急启动装置提供电源。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种无识别盲区的安全连续光幕，其特征在于，还包括上位机；所述上位机与通信电路连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及安全生产技术领域，更具体的说是涉及一种无识别盲区的安全连续光幕。
背景技术
随着工业自动化的高速发展，安全保护装置成为安全生产、工程作业中不可或缺的重要设备，已大量应用于工业现场、保护人身和设备、财产安全。诸如电梯轿厢门、禁区、风险区域、机床、升降台等都是具有潜在安全风险的设备。目前市面上采用的安全光幕主要由发射器和接收器两部分组成。发射器发射的激光，由接收器接收，一发一收匹配作为一组，多组成排组成一套安全光幕。其安装于保护区域形成一个保护网，当有物体进入保护网时，有光线被物体挡住，接收器电路马上就能识别异常，整套系统可报警，可采取相应措施。
当前的安全光幕采用一发一收的方式成组控制，通过缩减相邻两组间距可增加安全光幕的辨识精度，此项会大幅增加设备成本。由于发射器和接收器存在一定的尺寸，相邻两组发射器、接收器间的间隙无法完全消除，因此不能实现连续的安全光幕，整套系统必然存在一定的识别盲区。行业内的安全光幕行间距仅能控制20mm左右。
因此，如何提供一种无识别盲区的安全连续光幕是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种无识别盲区的安全连续光幕，通过采用线性激光形成的连续光幕以单点向多点辐射结构的测量方式，能够大幅提高测量精度、效率，降低成本，提高测量覆盖率，更高的安全可靠性，具有极高的应用价值。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种无识别盲区的安全连续光幕，包括：一字线性激光器、阵列接收管和控制电路；所述一字线性激光器与所述阵列接收管相对设置，且处于同一平面；所述阵列接收管与所述控制电路电性连接；所述一字线性激光器至少包括两个，两个所述一字线性激光器对角设置；所述阵列接收管以两个所述一字线性激光器的连线中点中心对称，且所述阵列接收管接收异侧的所述一字线性激光器发射的激光；所述控制电路包括：主控电路、AD转换电路、通信电路；所述接收管通过AD转换电路与所述主控电路的输入端连接；所述主控电路的输出端与所述稳压电路连接。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：由至少两个一字线性激光器和至少两个阵列接收管；一字线性激光器对角设置，每个一字线性激光器发线性激光照准在异侧的阵列接收管上，并通过控制电路进行分析光强数据的偏差对比从而确定待测区是否存在障碍物，另外通过连续数据识别障碍物的形状及轨迹，及时作出响应和产生相关安全指令，实现高精度高效率的实时安全监测。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，N个所述接收管相邻间距大于或等于1mm。N个所述接收管纵向排布。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：接收管的间距小于1mm，接收一字线性激光器发射的线性信号时，达到无盲区。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，控制电路还包括警报装置和稳压电路；所述主控电路分别与警报装置、稳压电路连接。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，所述主控电路控制三极管导通过继电器驱动所述警报装置。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：主控电路通过电阻驱动三极管导通使继电器得电吸合，为警报装置提供驱动指令，从而实现障碍物出现时的快速指令动作的目的。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，所述一字线性激光器发射的激光信号频率与所述阵列接收管接收的频率相同。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：保证了其他信号的干扰，阵列接收管仅接收一字线性激光器发射的相同频率的信号，进一步提高了安全性。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，每个所述阵列接收管包括N个接收管；N个所述接收管的基极朝向异侧的所述一字线性激光器。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：保证阵列接收管的每一个接收管能够接收到线性激光。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，还包括上位机；所述上位机与通信电路连接。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：将数据分析结果上传到上位机；或与上位机中内置的可视化软件相配合，部分识别障碍物的运动轨迹和特征判断，有助于大幅提升障碍物的辨别能力及提高响应措施的可靠性。
优选的，在上述的一种无识别盲区的安全连续光幕中，还包括应急启动装置；所述应急启动装置与所述控制电路连接；所述应急电源为应急启动装置提供电能。
通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果在于：当发生断电情况时，应急电源为应急启动装置提供电能，使安全连续光幕继续正常工作。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种无识别盲区的安全连续光幕，通过采用线性激光形成的连续光幕以单点向多点辐射结构的测量方式，能够大幅提高测量精度、效率，降低成本，提高测量覆盖率，更高的安全可靠性，具有极高的应用价值。本实用新型由多组一字线性激光器和多个接收管组成，每个一字线性激光器发线性激光照准在相对的多个接收管，并使对应的接收管接收到激光信号，在待测区域交叉叠加，从而使连续光幕信号全面覆盖待测区域，使位于各路接收管能够准确实时将光强信号反馈给主控电路，并对数据进行分析计算，通过光强数据的偏差对比从而确定待测区是否存在障碍物，并通过连续数据识别障碍物的形状及轨迹，及时作出响应和产生相关安全指令，实现高精度高效率的实时安全监测。
本实用新型的有益效果：
1、一字线性激光器为线性激光，可形成连续光幕，从而提供连续的信号源；阵列接收器尺寸小，其间距可轻松控制在1mm以内，整套装置可获得连续的安全光幕。
2、以线性激光作为的激光测试发射源，可以实现单点对多点的大范围测量，减少了发射源的数量，本方案采用的接收器尺寸小，成本很低。本实用新型仅需要两个激光发生器便可以全面覆盖整个测量区域，大大提高了安全光幕的分辨率和有效降低了设备成本。
3、采用AD采集电路，获取的数据大且全，保证测量精度更高，障碍物识别更精准，测量结果更真实准确。
4、由于接收管阵列分布，通过接收管的序号可精确获得异常数据的相对位置信息，再并行高频采集所有数据。本实用新型装置可部分识别障碍物的运动轨迹和特征判断，有助于大幅提升障碍物的辨别能力及提高响应措施的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本实用新型的实施例1的结构示意图；
图2附图为本实用新型的控制电路框架图；
图3附图为本实用新型的控制电路原理图；
图4附图为本实用新型的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种无识别盲区的安全连续光幕，通过采用线性激光形成的连续光幕以单点向多点辐射结构的测量方式，能够大幅提高测量精度、效率，降低成本，提高测量覆盖率，更高的安全可靠性，具有极高的应用价值。
一种无识别盲区的安全连续光幕，包括：一字线性激光器1、阵列接收管2和控制电路3；一字线性激光器1与阵列接收管2相对设置，且处于同一平面；阵列接收管2与控制电路3电性连接；一字线性激光器1至少包括两个，两个一字线性激光器1对角设置；阵列接收管2以两个一字线性激光器1的连线中点中心对称，且阵列接收管2接收异侧的一字线性激光器1发射的激光；控制电路3包括：主控电路、AD转换电路、通信电路、稳压电路和警报装置；接收管通过AD转换电路与主控电路的输入端连接；主控电路的输出端分别于稳压电路、通信电路和警报装置连接。
为了进一步优化上述技术方案，N个接收管相邻间距小于1mm，N个接收管纵向排布。
为了进一步优化上述技术方案，还包括应急电源和应急启动装置，应急电源为应急启动装置提供电能。
为了进一步优化上述技术方案，主控电路控制三极管导通过继电器驱动警报装置。
为了进一步优化上述技术方案，一字线性激光器1发射的激光信号频率与阵列接收管2接收的频率相同。
为了进一步优化上述技术方案，每个阵列接收管2包括N个接收管；N个接收管的基极朝向异侧的一字线性激光器1。
为了进一步优化上述技术方案，还包括上位机；上位机与通信电路连接。
一字线性激光器发射连续的连续光幕，该光幕准确照准阵列接收管2，按照一定时间以及时序，通过主控电路对每个接收管进行AD采样获取所有数据反馈至主控电路。主控电路进行数据分析及反馈结果至上位机或通讯上传。
实施例1：
以两组一字线性激光器1和阵列接收管为例就实现原理进行说明：
1#一字线性激光器位于待测区域的左上角，调整激光至照准并覆盖所有接收管(R-R1,R-R2,…，R-R10)，即能够覆盖△ABC区域。同理完成另一组。如图1所示。
阵列接收管2按照需求布设在一字线性激光器相对的一侧接收来自一字线性激光器的激光信号，激光信号的强弱有无与障碍物信息密切相关。依托主控电路进行高频采集，每次采集通过AD采集电路获取分压依据，最终通过主控电路得到每路接收管的信号强弱。
具体实施方式，如图3所示，本实施例设置10个接收管，接收管分别连接到STM32的10个AD采集端口上，但实际测量根据实际需求增加更多数量的接收管，如果超过16个，由于STM32只有16个AD采集通道，可通过分组的分时复用技术采集。当PA01置低时，电阻R17、R18分压使MOS管的栅极和漏极之间形成压差从而导通，使10路接收管(S1、S2…S10)的集电极得到正电位3.3V，当光信号照射到接收管上时，会在接收管的集射极形成电流通路，经过电阻进行分压，输送给STM32的GPIO口，为接下来的AD采集奠定基础。
采集原理是，接收管的基极根据感应到不同的红外激光强度产生不同的基极驱动电流，使集射极之间电流就会发生变化，经过串联电阻(R1、R2…R10)，其两端的电压就会发生改变，测量ADC_IN0、ADC_IN0…ADC_IN19处的电压，即得到不同红外激光强度对应的比例电压，从而确定哪个接收管的激光强度相对于环境光强有变化而确定障碍物出现，产生快速响应指令，进行相关保护装置的启动和指示灯的提示。
当待测区域出现障碍物时，指示灯会动作，方式是由R28驱动Q5导通，使指示灯LED1的负极拉低形成供电通路从而点亮，反之，当待测区域的障碍物离开后，接收端的主控电路会产生低电位将LED1的负极拉到，起到关闭指示灯提示的目的。
进一步地，当障碍物出现在待测区域时，主控电路同时会驱动警报装置响应指令，具体方式是主控电路通过电阻R27驱动三极管Q4导通使继电器REL1得电吸合，为警报装置提供驱动指令，从而实现障碍物出现时的快速指令动作的目的。
实施例2：
以四组一字线性激光器1和阵列接收管2为例就实现原理进行说明：
1#一字线性激光器位于待测区域的左上角，2#一字线性激光器位于待测区域的右上角，3#一字线性激光器位于待测区域的左下角，4#一字线性激光器位于待测区域的右下角，调整激光至照准并覆盖所有接收管即能够覆盖三角区域，如图4所示。
阵列接收管2按照需求布设在一字线性激光器相对的一侧接收来自一字线性激光器的激光信号，激光信号的强弱有无与障碍物信息密切相关。依托主控电路进行高频采集，每次采集通过AD采集电路获取分压依据，最终通过主控电路得到每路接收管的信号强弱。增加一字线性激光器进行交叉测量，进一步提高了监控精度，安全性大大提高。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920056550.3
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209856756U
授权时间:20191227
主分类号:F16P3/14
专利分类号:F16P3/14
范畴分类:申请人:成都大亦科技有限公司
第一申请人:成都大亦科技有限公司
申请人地址:610000 四川省成都市青羊区双清南路1号嘉逸花园2A1003
发明人:吕龙一;吕科验;黎昌波;李奕成
第一发明人:吕龙一
当前权利人:成都大亦科技有限公司
代理人:李冉
代理机构:11465
代理机构编号:北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11465
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计