本发明专利技术涉及一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，属于实时嵌入式领域。本发明专利技术所述激光投影控制部分，倾角传感器与测量电路相连接，测量电路与偏差和增益电路相连接，偏差和增益电路与功率放大器相连接，功率放大器与单片机控制模块相连接，单片机控制模块分别与显示器、驱动电路、激光红点相连接，驱动电路与步进电机相连接，步进电机与万向调节架相连接，激光红点设置在万向调节架上，激光红点同时与电压转换电路相连接；所述的警示部分，摄像头与视觉识别模块相连接，视觉识别模块与WiFi模块相连接，WiFi模块与震动手环模块相连接。本发明专利技术结构简单，操作简洁，效果醒目，实时有效地避免操作失当，实用性强。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置
本专利技术涉及一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，属于实时嵌入式领域。
技术介绍
随着社会的发展，工地作业和生活搬运越来越多的使用具有旋转式吊臂的机械，如挖掘机、起重机。这些机械大多数工作在环境相对较差的地方如施工工地，施工工地灰尘多、噪声大，视觉和听觉都会受到一定的影响，因此时常会出现操作者因为的视线范围的影响无法看到，周围人提醒无法听到而造成事故的发生，并且这些机械的工作时常要求在一定的范围内工作，如需要起重机将物品放在指定的地方，或者需要通过与起重机端大小相切合的窗口安放物品时，只能对准窗口才能实现，即使操作者经验丰富，也有可能造成误放、误入造成物品的损坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，用来实现旋转式吊臂在高处按照规定范围内安放物品的问题，能将机械移动区域实时显示出来，既能使操作者及时进行调整，也能提醒周围人及时规避。本专利技术的技术方案是：一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，包括激光投影控制部分和警示部分，其中激光投影控制部分包括倾角传感器1、测量电路2、偏差和增益电路3、功率放大器4、单片机控制模块5、显示器6、激光红点11、驱动电路7、步进电机8、万向调节架9、电压转换电路10、车载电源12，警示部分包括摄像头13、视觉识别模块14、WiFi模块15、震动手环模块16；所述的倾角传感器1与测量电路2相连接，测量电路2与偏差和增益电路3相连接，偏差和增益电路3与功率放大器4相连接，功率放大器4与单片机控制模块5相连接，单片机控制模块5分别与显示器6、驱动电路7、激光红点11相连接，驱动电路7与步进电机8相连接，步进电机8与万向调节架9相连接，激光红点11设置在万向调节架8上，激光红点11同时与电压转换电路10相连接，电压转换电路10同时与车载电源12、倾角传感器1相连接，摄像头13与视觉识别模块14相连接，视觉识别模块14与WiFi模块15相连接，WiFi模块15与震动手环模块16相连接。具体地，所述的倾角传感器1为磁性液体倾角传感器，包括电感线圈17、有机玻璃管18、磁性液体19、永久磁铁20；所述电感线圈17均匀对称的缠绕在有机玻璃管18的两侧，匝数相等并且同相串接，磁性液体19装在机玻璃管18内，永久磁铁20浸泡在磁性液体19中，并且悬浮，当倾角传感器1发生倾斜时，永久磁铁20发生的偏移量也增大，倾角传感器1输出电压增大。优选地，所述的永久磁铁20的制作材料为铷铁硼永磁材料。具体地，所述的测量电路2包括运算放大器Op1、Op2、Op3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容器C1、C2、C3、C4、C5，开关S1、S2、S3、S4，所述运算放大器Op1输出端与电阻R3一端连接，Op1的负级与开关S3连接，正级接地，运算放大器Op2输出端与电阻R4一端连接，Op2的负级与开关S4连接，正级接地，运算放大器Op3的负级与电阻R3的一端相连，正级与电阻R4的一端相连，所述电阻R1一端连接在Op1的负级，另一端与Op1的输出端连接，电阻R2一端连接在Op2的负级其另一端与Op2的输出端连接。电阻R5一端连接在运算放大器Op3与电阻R4的连接线上，另一端接地，电阻R6一端连接在运算放大器Op3的负级，另一端连接在Op3的输出端，所述电容C4一端与Op1的负级相连其另一端与Op1的正级连接并接地，电容C5一端与Op2的负级相连其另一端与Op2的正级连接并接地，电容C2一端连接在开关S1和S2的连接线的中部，另一端连接在开关S3和S4的连接线的中部，电容C1和C3的一端分别连接在C2的两边，另一端都接地，所述开关S1和S2相连，S1另一端接电源，S2另一端接地。具体地，所述的偏差和增益电路3包括电阻R7、R8、R9、R10，电阻R7为可变电阻，运算放大器Op4，所述运算放大器Op4的正级接地，运算放大器Op4的负级接电阻R6并且电阻R6另一端接到Op4的输出端，可变电阻R7与电阻R8并联，接到运算放大器Op1的负极，电阻R10与电阻R8串行连接，并且电阻R10一端接地，另一端接电源。具体地，所述的电压转换电路10包括三端稳压器，电容C6、C7，电感线圈L1，二极管D1，所述电容C6的正级与电源连接，另一端接到三端稳压器的FB、ON/OFF管脚，电容C7的正级与电感线圈L1连接，另一端接到二极管D1的负极，二极管D1的负极与三端稳压器的OUT管脚连接，正极接地，电感线圈L1一端与三端稳压器的OUT管脚连接，另一端电源。具体地，所述的步进电机的驱动电路7包括AT89C51单片机，ULN2003芯片，电容C8、C9、C10，电阻R11，放电电阻R12，所述电容C10一端与单片机AT89C51的RST管脚相连，另一端接通电源，电阻R11一端与单片机AT89C51的RST管脚相连，另一端接地，单片机AT89C51的EA管脚接通电源，单片机AT89C51的管脚X1分别与电容C8的一端、放电电阻R12的一端连接，单片机AT89C51的管脚X2分别与电容C9的一端、放电电阻R12的一端连接，电容C8、C9的另一端接地，单片机AT89C51的管脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分别与ULN2003芯片的1B、2B、3B、4B管脚相连接，ULN2003芯片的1C、2C、3C、4C管脚分别与步进电机8的管脚相连接。本专利技术工作原理：如图1所示：倾角传感器1被安装在吊臂上，当吊臂倾角发生变化时，倾角传感器的电压值也随之发生变化，利用测量电路2来检测传感器的电压值，并将测量电路2的输出电压送到偏差和增益电路3中，偏差和增益电路3可以校准零位并调节线路的增益，所输出的电压经过功率放大器4后被送入到单片机控制模块5中，与单片机控制模块5相连的显示器6显示当前的角度和吊臂低端的激光红点的轨迹，该的显示器6采用了LED显示器，单片机控制模块5通过驱动电路7控制步进电机8调节万向调节架9，同时，单片机控制模块5打开激光红点11，实时调节激光红点11的投射位置，摄像头13拍摄机械周围的动态，视觉识别模块14实现设置相关参数，如检测到人并且在一定范围内，发送信号，通过WiFi模块15将信号传到震动手环16，震动手环16佩戴在操作者的手上，震动手环16接收信号后进行震动，提醒操作者前方有人，及时停止操作，避免事故。本专利技术的有益效果是：结构简单、成本低廉，可以根据传感器测量的角度数据控制激光投影红点的位置，使其形成移动区域，便于操作者及时进行调整，也能提醒周围人及时规避。附图说明图1为本专利技术激光投影控制部分的结构连接框图；图2为本专利技术警示部分的结构连接框图；图3为本专利技术的倾角传感器1的结构图；图4为本专利技术的测量电路2的原理图；图5为本专利技术的偏差和增益电路3的原理图；图6为本专利技术的电压转换电路10的原理图。图7为本专利技术的步进电机的驱动电路7的原理图。图中各标号：1-倾角传感器，2-测量电路，3-偏差和增益电路，4-功率放大器，5-单片机控制模块，6-显示器，7-驱动电路，8-步进电机，9-万向调节架，10-电压转换电路，11-激光红点，12-车载电源，13-摄像头，14-视觉识别模块，15-W本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，其特征在于：包括激光投影控制部分和警示部分，其中激光投影控制部分包括倾角传感器（1）、测量电路（2）、偏差和增益电路（3）、功率放大器（4）、单片机控制模块（5）、显示器（6）、激光红点（11）、驱动电路（7）、步进电机（8）、万向调节架（9）、电压转换电路（10）、车载电源（12），警示部分包括摄像头（13）、视觉识别模块（14）、WiFi模块（15）、震动手环模块（16）；所述的倾角传感器（1）与测量电路（2）相连接，测量电路（2）与偏差和增益电路（3）相连接，偏差和增益电路（3）与功率放大器（4）相连接，功率放大器（4）与单片机控制模块（5）相连接，单片机控制模块（5）分别与显示器（6）、驱动电路（7）、激光红点（11）相连接，驱动电路（7）与步进电机（8）相连接，步进电机（8）与万向调节架（9）相连接，激光红点（11）设置在万向调节架（8）上，激光红点（11）同时与电压转换电路（10）相连接，电压转换电路（10）同时与车载电源（12）、倾角传感器（1）相连接，摄像头（13）与视觉识别模块（14）相连接，视觉识别模块（14）与WiFi模块（15）相连接，WiFi模块（15）与震动手环模块（16）相连接。...
【技术特征摘要】
1.一种基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，其特征在于：包括激光投影控制部分和警示部分，其中激光投影控制部分包括倾角传感器（1）、测量电路（2）、偏差和增益电路（3）、功率放大器（4）、单片机控制模块（5）、显示器（6）、激光红点（11）、驱动电路（7）、步进电机（8）、万向调节架（9）、电压转换电路（10）、车载电源（12），警示部分包括摄像头（13）、视觉识别模块（14）、WiFi模块（15）、震动手环模块（16）；所述的倾角传感器（1）与测量电路（2）相连接，测量电路（2）与偏差和增益电路（3）相连接，偏差和增益电路（3）与功率放大器（4）相连接，功率放大器（4）与单片机控制模块（5）相连接，单片机控制模块（5）分别与显示器（6）、驱动电路（7）、激光红点（11）相连接，驱动电路（7）与步进电机（8）相连接，步进电机（8）与万向调节架（9）相连接，激光红点（11）设置在万向调节架（8）上，激光红点（11）同时与电压转换电路（10）相连接，电压转换电路（10）同时与车载电源（12）、倾角传感器（1）相连接，摄像头（13）与视觉识别模块（14）相连接，视觉识别模块（14）与WiFi模块（15）相连接，WiFi模块（15）与震动手环模块（16）相连接。2.根据权利要求1所述的基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，其特征在于：所述的倾角传感器（1）为磁性液体倾角传感器，包括电感线圈（17）、有机玻璃管（18）、磁性液体（19）、永久磁铁（20）；所述电感线圈（17）均匀对称的缠绕在有机玻璃管（18）的两侧，匝数相等并且同相串接，磁性液体（19）装在机玻璃管（18）内，永久磁铁（20）浸泡在磁性液体（19）中，并且悬浮，当倾角传感器（1）发生倾斜时，永久磁铁（20）发生的偏移量也增大，倾角传感器（1）输出电压增大。3.根据权利要求2所述的基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，其特征在于：所述的永久磁铁（20）的制作材料为铷铁硼永磁材料。4.根据权利要求1所述的基于激光投影红点的旋转式吊臂移动区域警示装置，其特征在于：所述的测量电路（2）包括运算放大器Op1、Op2、Op3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容器C1、C2、C3、C4、C5，开关S1、S2、S3、S4，所述运算放大器Op1输出端与电阻R3一端连接，Op1的负级与开关S3连接，正级接地，运算放大器Op2输出端与电阻R4一端连接，Op2的负级与开关S4连接，正级接地，运算放大器Op3的负级与电阻R3的一端相连，正级与电阻R4的一端相连，所述电阻R1一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，周晴晴，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53
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