一种防作业人员触电的智能化电力作业围栏装置的制作方法

本实用新型属于安全防护作业设备技术领域，特别涉及一种防作业人员触电的智能化电力作业围栏装置。

背景技术：

在供电施工、电力设备高电压试验或检修等现场，尤其是人员众多、工作人员种类复杂、交叉作业多的现场均需设置安全围栏，以及将检修设备与非检修设备进行隔离，明确工作地点，防止误入带电间隔和误碰带电设备，以隔离闲杂人员及阻止人员接近高压带电部位等危险区域。目前的电力围栏主要采用非固定式临时围栏作为检修设备的作业现场。但是由于传统的电力围栏只是起到简单的隔离作用，作业人员在检修设备时，还是会误入带电区域，使得检修过程极具危险，对于作业人员而言充满了触电的安全隐患。

为此，需要研究一种新型防作业人员触电型的安全电子围栏监视系统，以便轻松的解决这一技术难题，防作业人员触电型安全电子围栏监视系统能够监视作业人员的位置，并且作业人员在进行工作时误入带电区域或将触碰到带电设备时，能够马上发出警报，提醒工作人员，减少作业人员触电的危险，保障作业人员的生命安全，避免人身伤害事故的发生。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供了一种防作业人员触电的智能化电力作业围栏装置，根据本实用新型的围栏装置可进行快速提醒和报警，对现场的作业人员安全起到强有力的保障作用，减轻了工作人员负担，进而提高了工作效率。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一方面，提供了一种防作业人员触电的智能化电力作业围栏装置，所述安全作业围栏监控系统包括电子监测单元以及两根或三根以上的立柱，所有所述立柱相互串接且任意摆放包围设置围成一个警示区域，在相邻所述立柱之间设置有警示带，相邻所述立柱之间通过警示带相互串接，所述立柱的底端设置有支撑座，所述立柱为中空结构且顶端开口，该中空结构形成中空腔体，在每根立柱的中空腔体内且靠近立柱的顶端处设置所述电子监测单元，在立柱的顶端设置有卷栏盒，所述卷栏盒的底部从所述立柱的顶端开口处竖直插入中空腔体内，使所述卷栏盒的底部位于所述电子监测单元上部。

上述方案进一步优选的，所述电子监测单元包括支撑架、固定在支撑架上的发射模块、接收模块、监测控制模块和直流供电电源，所述支撑架从立柱的顶端置入中空腔体内，所述卷栏盒从立柱的顶端插入且与支撑架的上方抵触，所述接收模块与所述监测控制模块电气连接，所述监测控制模块的电源端、发射模块的电源端和接收模块的电源端分别与所述直流供电电源的电源输出端电气连接。

上述方案进一步优选的，所述支撑架包括支撑筒、上十字形支撑板和下十字形支撑板，所述上十字形支撑板和下十字形支撑板均呈十字交叉状，所述上十字形支撑板的中心水平固定设置在支撑筒上筒口，所述下十字形支撑板的中心水平固定设置在支撑筒下筒口，所述上十字形支撑板与所述下十字形支撑板相互平行且正对设置；所述支撑筒的内部被分隔成上腔体和下腔体，所述监测控制模块设置在上腔体内，所述直流供电电源设置在下腔体内。

上述方案进一步优选的，在所述上十字形支撑板的两个端部和下十字形支撑板的两个端部之间设置有第一支撑杆、第二支撑杆，该第一支撑杆和第二支撑杆分别位于支撑筒的两侧且呈竖直水平设置上十字形支撑板和下十字形支撑板之间，在所述第一支撑杆的上分别设置一组所述发射模块，在所述第二支撑杆的上分别设置一组所述接收模块。

上述方案进一步优选的，在所述立柱的中空腔体的内壁上至少设置有一个沿轴线方向且中心对称的卡槽，所述上十字形支撑板的两正对端部和下十字形支撑板和的两正对端部分别对应卡合在所述卡槽内。

上述方案进一步优选的，在所述第一支撑杆上分别套设有可转动的第一支撑块，在所述第二支撑杆上分别套设有可转动的第二支撑块，在靠近第一支撑块上下两端的侧壁上设置第一通孔，在靠近第二支撑块上下两端的侧壁上分别设置有第二通孔，在第一通孔内设置所述发射模块，在第二通孔内设置所述接收模块。

上述方案进一步优选的，在所述上十字形支撑板的两端端部截面和下十字形支撑板的两端端部截面分别设置有螺孔。

上述方案进一步优选的，所述监测控制模块包括微控制器、第一蓝牙通信模块和蜂鸣器，所述发射模块、第一蓝牙通信模块和蜂鸣器分别与所述微控制器连接。

上述方案进一步优选的，在卷栏盒的外侧壁上设置有连接件，该连接件为挂钩或插接槽。

综上所述，本实用新型由于采用了以上技术方案，本实用新型具有如下显著效果：

(1)、本实用新型的围栏装置具有跨越报警的功能，可实现对作业人员的安全进行检测，当有人跨越围栏时，发射模块发出的红外对射信号被遮挡而中断，接收模块则不能接收到红外线信号，则电子监测单元立即发出信号并给智能接收单元发出报警信号，电子监测单元通过蓝牙模块发送信号到智能接收单元的蓝牙模块，智能接收单元收到信号随即发出语音警报；从而保证作业人员无触电危险，当人员发生跨越时，系统可进行快速提醒和报警，对现场的作业人员安全起到强有力的保障作用，减轻了工作人员负担，进而提高了工作效率。

(2)、本实用新型不仅可拆卸、方便携带和对准方便，提高了工作效率，而且本发明具有声音报警的功能，有效防止人员穿越安全围栏，有效减小人员误入作业危险，提高了对带电区域的安全防护，更好地保障作业人员的安全，可广泛用于需设置安全围栏以及将检修设备与非检修设备进行隔离现场、变电站检修、试验和施工现场。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种电力安全作业围栏监控系统的结构原理图；

图2是本实用新型的由多根相立柱互摆放围成一个警示区域的结构示意图；

图3是本实用新型的立柱的结构示意图；

图4是本实用新型的支撑架的第一实施例结构示意图；

图5是本实用新型的支撑筒的结构示意图；

图6是本实用新型的立柱与支撑架的俯视结构关系示意图；

图7是本实用新型的支撑架的第二实施例结构示意图

图8是本实用新型的电子监测单元与智能接收单元的通信原理结构图；

图9是本实用新型的监测控制模块的监测电路原理图；

图10是本实用新型的智能接收单元的电路原理图；

附图中，立柱1，警示带2，支撑座3，电子监测单元4，卷栏盒5，智能接收单元6，卡槽10，连接扣20，连接件50，插接杆51，螺栓52，支撑架40，发射模块41，接收模块42，监测控制模块43，直流供电电源44，接收控制器60，第二蓝牙通信模块61，报警单元62，显示单元63，警示区域100，支撑筒400，上腔体400a，下腔体400b，上十字形支撑板401，下十字形支撑板402，第一支撑杆403，第一支撑块403a，第一通孔403b，第二支撑杆404，第二支撑块404a，第二通孔404b，螺孔412，微控制器430，第一蓝牙通信模块431，蜂鸣器432。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实例中的附图，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作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。

如图1、图2和图3所示，根据本实用新型提供的一种防作业人员触电的智能化电力作业围栏装置，所述安全作业围栏监控系统包括电子监测单元(4)以及两根或三根以上的立柱1，所有所述立柱1相互串接且任意摆放包围设置围成一个警示区域100，在相邻所述立柱1之间设置有警示带2，相邻所述立柱1之间通过警示带2相互串接，所述立柱1的底端设置有支撑座3，所述立柱1为中空结构且顶端开口，该中空结构形成中空腔体，在每根立柱1的中空腔体内且靠近立柱1的顶端处设置所述电子监测单元4，在立柱1的顶端设置有卷栏盒5，所述卷栏盒5的底部从所述立柱1的顶端开口处竖直插入中空腔体内，使所述卷栏盒5的底部位于所述电子监测单元4上部，在本实用新型中，在所述卷栏盒5底部设置有插接杆51，在所述立柱1顶部开设有插接孔且与所述中空腔体相通，所述插接杆51经所述立柱1的顶端开口处竖直插入所述立柱1中空腔体内，所述插接杆51位于所述电子监测单元4上部，从而使卷栏盒5可拆卸插接在立柱1顶端的中空腔体内；所述警示带2设置在卷栏盒5内，所述警示带2可设置成荧光带，提高了警示更加醒目。在卷栏盒5的外侧壁上设置有连接件50，卷栏盒5采用现有的结构，主要在卷栏盒5内设置卷簧和转轴，所述卷簧与警示带2一端连接在一起，警示带2的另一端伸出卷栏盒5外后设置有连接扣20，当警示带2从卷栏盒5拉出并伸长后，该警示带2上的连接扣20(或插接部件)与所述相邻的立柱1上的连接件50(挂接件、挂钩或插接槽)进行串联连接，从而重复多根立柱1上的警示带2相互串联连接并根据需要摆放围成一个警示区域100，本实用新型采用4根立柱1相互连接围成一个警示的警示区域100，作业人员从而可以在警示区域内进行安全作业，电子监测单元4监测是否有人跨越警示带进入警示区域100，为了进行远程监控作业围栏装置是否有人跨越围栏，此时电子监测单元4能够马上发出警报并将所监测到的信号发送至智能接收单元6进行远程报警，从而提醒工作人员，减少作业人员触电的危险。保障作业人员的生命安全。

在本实用新型中，结合图4和图5所示，所述电子监测单元4包括支撑架40、固定在支撑架40上的发射模块41、接收模块42、监测控制模块43和直流供电电源44，所述支撑架40从立柱1的顶端置入中空腔体内，所述卷栏盒5从立柱1的顶端插入且与支撑架40的上方抵触，所述接收模块42与所述监测控制模块43电气连接；结合图6所示，所述监测控制模块43的电源端、发射模块41的电源端和接收模块42的电源端分别与所述直流供电电源44的电源输出端电气连接，由于在卷栏盒5的下端设置一个圆形的插接杆51，该卷栏盒5通过插接杆51从立柱1的顶端插入至支撑架40的上端，先将支撑架40以及固定在支撑架40上的发射模块41、接收模块42、监测控制模块43和直流供电电源44放入立柱1的顶端置入中空腔体内后，调节发射模块41和接收模块42的角度分别对准相对应的立柱1，再将插接杆51从立柱1的顶端插入至支撑架40的上端，并且将插接杆51与所述支撑架40的顶部表面保持接触或抵触，然后再使用螺栓52穿入立柱1的顶端侧壁将插接杆51进一步固定在立柱1的中空腔体内，从而使卷栏盒5稳定地固定在所述立柱1的顶端；当通过立柱1上的启动开关(未图示)接通电源后，发射模块41源源不断第向相邻的立柱1上发射信号(红外线信号或激光)的同时也接收信号(红外线或激光信号)，接收模块42能接收到相邻的立柱1发出的信号，说明无人跨越警示带2进入警示区域100内，若接收模块42不能接收到相邻的立柱1发出的信号，则监测控制模块43输出报警信号并进行报警，同时将报警信号发送至智能接收单元6进行远程报警。

在本实用新型中，如图4所和图5示，所述支撑架40包括支撑筒400、上十字形支撑板401和下十字形支撑板402，所述上十字形支撑板401和下十字形支撑板402均呈十字交叉状，所述上十字形支撑板401的中心水平固定设置在支撑筒400上筒口，所述下十字形支撑板402的中心水平固定设置在支撑筒400下筒口，所述上十字形支撑板401与所述下十字形支撑板402相互平行且正对设置；所述支撑筒400的内部被分隔成上腔体400a和下腔体400b，所述监测控制模块43设置在上腔体400a内，所述直流供电电源44设置在下腔体400b内，在所述上十字形支撑板401和所述下十字形支撑板402之间且位于支撑筒400的外侧设置一组所述发射模块41和一组所述接收模块42,从而通过上腔体400a和下腔体400b分别通过上十字形支撑板401和下十字形支撑板402将监测控制模块43、直流供电电源44密封在支撑筒400内；在本实用新型中，如图6所示，在所述立柱1的中空腔体的内壁上至少设置有一个沿轴线方向且中心对称的卡槽10，所述上十字形支撑板401的两正对端部和下十字形支撑板402和的两正对端部分别对应卡合在所述卡槽10内，将上十字形支撑板401和下十字形支撑板402沿立柱1的卡槽10放入中空腔内，还可以立柱1的螺栓与上十字形支撑板401和下十字形支撑板402的螺孔412将整个支撑架40作近一步固定。

在本实用新型中，如图4和图5所示，在所述上十字形支撑板401的两个端部和下十字形支撑板402的两个端部之间设置有第一支撑杆403、第二支撑杆404，该第一支撑杆403和第二支撑杆404分别位于支撑筒400的两侧且呈竖直水平设置上十字形支撑板401和下十字形支撑板402之间，在所述第一支撑杆403的上分别设置一组所述发射模块41，在所述第二支撑杆404的上分别设置一组所述接收模块42，所述发射模块41和接收模块42分别采用扣件或粘贴方式设置这两个支撑杆上，而且发射模块41和接收模块42所发出的信号方向分别与相邻所在的立柱1对准，即发射模块41和接收模块42在空间上形成一定夹角设置，并保证发射模块41和接收模块42位于支撑筒400的外侧(两侧)。

在本实用新型中，作为本实用新型的另一实施例，结合图5和图7所示，在所述第一支撑杆403上分别套设有可转动的第一支撑块403a，在所述第二支撑杆404上分别套设有可转动的第二支撑块404a，在靠近第一支撑块403a上下两端的侧壁上设置第一通孔403b，在在靠近第二支撑块404a上下两端的侧壁上分别设置有第二通孔404b，在第一通孔403b内设置所述发射模块41，在第二通孔404b内设置所述接收模块42，在本实用新型中，分别过转动第一支撑块403a和第二支撑块404a使第一通孔403b与第二通孔404b在空间上呈一定夹角设置，使其与对应的立柱1保持对直，从而保证发射模块41和接收模块42在空间上呈一定夹角并对准(对直)立柱1状态设置，确保了发射模块41发出的信号(红外线或激光)与相邻的立柱1保持对直，以便接收模块42接收到相对应的发射模块41发出的信号，在立柱1内所放置发射模块41和接收模块42处分别设置透明的发射窗口和接收窗口，以保证发射或接收信号的强度。

在本实用新型中，结合图4、图5、图6、图7和图8所示，所述监测控制模块43包括微控制器430、第一蓝牙通信模块431和和蜂鸣器432，所述发射模块41、第一蓝牙通信模块431和蜂鸣器432分别与所述微控制器430连接，直流供电电源44的电源输出端分别与所述微控制器430的电源端、第一蓝牙通信模块431的电源端连接，直流供电电源44利用18650锂电池通过稳压得到+5v直流电，为整个电路提供工作所需的直流电源，在本实用新型中，为了实现远程监测控制而采用了智能接收单元6，所述智能接收单元6包括接收控制器60、第二蓝牙通信模块61、报警单元62和显示单元63，所述接收控制器60分别与所述第二蓝牙通信模块61、报警单元62和显示单元63，所述微控制器430通过第一蓝牙通信模块431、第二蓝牙通信模块61与所述接收控制器60进行无线通信连接。在本实用新型中，所述微控制器430和接收控制器60主要采用以型号为iap15w4k58s4的单片机芯片组成的最小单片机系统，发射模块41采用红外线发射模块或激光对射模块，接收模块42采用红外线接收模块或激光对射模块,更为具体的，所述发射模块41和接收模块42分别采用m18激光对射光电开关，该m18激光对射光电开关可发出红外线信号或感应红线线信号，还可以感测反光物体，能感测的距离范围0-30米，当接收模块42检测到有人跨越围栏信号时，则传送信号到微控制器430，微控制器430通过第一蓝牙通信模块431、第二蓝牙通信模块61发送信号至接收控制器60，第一蓝牙通信模块431和第一蓝牙通信模块61所采用的型号为hc-08蓝牙芯片，其穿透能力强，接收信号的距离远。如图9所示，所述iap15w4k58s4单片机芯片u1的gnd引脚与接收模块42的gnd引脚相连接，iap15w4k58s4单片机芯片u1的vcc引脚与接收模块42的vcc引脚相连接，iap15w4k58s4单片机芯片u1的p5.5引脚与接收模块42的ck引脚相连接，第一蓝牙通信模块431(hc-08蓝牙芯片u2)的vcc引脚接到iap15w4k58s4单片机芯片u1的vcc引脚，第一蓝牙通信模块431(hc-08蓝牙芯片u2)的gnd引脚接到iap15w4k58s4单片机芯片u1的gnd引脚，第一蓝牙通信模块431(hc-08蓝牙芯片u2)的tx引脚接到iap15w4k58s4单片机芯片u1的p1.0引脚，第一蓝牙通信模块431(hc-08蓝牙芯片u2)的rx引脚接到iap15w4k58s4单片机芯片u1的p1.1引脚；当接收控制器60(iap15w4k58s4单片机芯片u3)接收到第二蓝牙通信模块61(hc-08蓝牙芯片u4)传来有人跨越围栏的信号时，接收控制器60(iap15w4k58s4单片机芯片u3)通过报警单元62(由语音模块u5和扬声器u6组成,该语音模块u5采用的型号为fs-k63语音模块芯片)发出语音警报，提醒工作人员已经跨越围栏。如图10所示：所述接收控制器60(iap15w4k58s4单片机芯片u3)的p3.0引脚连接到语音模块u5的k1引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.1引脚连接到语音模块u5的k2引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.2引脚连接到语音模块u5的k3引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.3引脚连接到语音模块u5的k4引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.4引脚连接到语音模块u5的k5引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.5引脚连接到语音模块u5的k6引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.6引脚连接到语音模块u5的k7引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的p3.7引脚连接到语音模块u5的k8引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的vcc引脚连接到语音模块u5的vcc引脚，iap15w4k58s4单片机芯片u3的gnd引脚连接到语音模块u5的gnd引脚，语音模块u5的正极引脚与扬声器u6的正极相连接，语音模块u5的负极引脚与扬声器u6的负极相连接，报警信号通过iap15w4k58s4单片机芯片u3输出至语音模块u5和扬声器u6进行报警。通过电子监测单元4和智能接收单元组成的监控系统可实现对作业人员的安全进行检测，作业人员发生跨越时，系统可进行快速提醒和报警。

结合图1、图2、图7所示，对本实用新型的工作原理作进一步阐述，所述直流供电电源44给整个柱子供电，当a立柱1上的发射模块41发射红外线到b立柱1的接收模块，b立柱1内的发射模块发射红外线到c立柱1的接收模块，c立柱1内的发射模块发射红外线到d立柱1的接收模块，从而对形成串联的立柱1之间对是否有人跨越围栏进入警示区域100进行监测，当然d立柱1发射模块可以发射红外线到a立柱1的接收模块42，形成一个开放的环状连接方式，当微控制器430检测不到接收模块42的红外线信号时，蜂鸣器432发出滴滴滴的响声，同时第一蓝牙通信模块431发送信号至智能接收单元6中的第二蓝牙通信模块61，(信号如下：假设a立柱1的接收模块未能接收到红外线信号，a立柱1内的微控制器430向蜂鸣器432发出报警信号进行警示，与此同时，a立柱1内的微控制器430将通过第一蓝牙通信模块431发送“a立柱1处有人跨越围栏”的文字信号至智能接收单元6的第二蓝牙通信模块61，智能接收单元的接收制器60接收到第二蓝牙通信模块61的信号时，通过报警单元62中的语音模块u5并通过用扬器u6播报出第二蓝牙通信模块61接收过来的报警信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。