张力围栏及其报警控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种张力围栏及其报警控制系统，张力围栏包括围栏和控制主机，包括围栏和控制主机，所述围栏包括多个定位柱和张力丝，所述定位柱设有角度传感器、位移计和自动收紧装置，所述张力丝的两端分别与相邻的定位柱连接，张力丝的其中一端与自动收紧装置连接；所述控制主机分别与角度传感器和位移计电性连接，所述控制主机对角度传感器对应定位柱进行编号并标示位置；报警控制系统包括控制主机、角度传感器和位移计；所述控制主机包括数据采集器、服务器、执行器和报警器，所述数据采集器分别与角度传感器和位移计连接；所述服务器分别与数据采集器和执行器连接，所述执行器与报警器连接。当遭受外力时，能够确定张力丝遭受外力的位置点。

【技术实现步骤摘要】
张力围栏及其报警控制系统
本专利技术涉及安防设备
，特别涉及一种张力围栏及其报警控制系统。
技术介绍
在一些特定场所，为了安全有安装周界防范类设备的需要，如看守所、监狱、机场、军事基地、政府机构、重点文物保护单位等，现在有一些企事业单位、工厂、仓库、变电站、水厂、电厂和学校为了加强安全也有安装的需求，随着社会经济发展，人民生活水平提高和财富增多，许多别墅甚至普通居民住宅也开始设置周界防范设备。张力围栏是一种周界防范设备，用于防止非法逾越的障碍物和感应、传输(报警)拉压、剪断障碍物信息的机电装置集合体，是安全、可靠和经济而且数字智能化的周界防入侵报警系统，由于其带有电子式入侵报警器，因此也被称为张力式电子围栏。现有的张力围栏一般包括主机和围栏，围栏包括张力丝线，在张力丝线受到外力时通过传感器把信号输到主机，发出报警信号，提醒可能存在外部入侵情况，以便及时采取相应措施。多数张力围栏都只能提供入侵警示，并不能确定入侵发生的具体位置。专利号为201920343179.9的技术专利，公开了一种张力电子围栏入侵报警系统，包括张力围栏主机和张力围栏前端，张力围栏前端包括多个支撑杆和张紧设置在相邻支撑杆上的张力索以及用于感应张力索张力的多个张力传感器和定位模块，张力围栏主机包括电机模块、张力转换模块、主控模块，由电机模块向张力索提供张力，由张力转换模块向主控模块传送压力信号，主控信号可根据压力信号判断张力围栏前端是否遭到入侵，并根据接收的位置信号可确定遭到入侵的位置。该专利的张力围栏虽然提到可确定遭到入侵的位置，但其实只是能够确定遭到入侵一定范围，确定张力有变化的张力索所连接的支撑杆位置，从而推定入侵发生在哪一段张力索范围内，该范围根据张力索的长度不同，可能范围较小，也可能范围较大，并不能精确指出入侵发生在该张力索段范围中的哪一点，无法给现场查勘提供精准指引。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种张力围栏，包括围栏和控制主机，所述围栏包括多个定位柱和张力丝，所述定位柱设有角度传感器、位移计和自动收紧装置，所述张力丝的两端分别与相邻的定位柱连接，且张力丝的其中一端与自动收紧装置连接；所述控制主机分别与角度传感器和位移计电性连接，所述控制主机对角度传感器对应定位柱一一进行编号并标示定位柱位置；当张力丝遭受外力发生断裂时，自动收紧装置将断裂的张力丝收回，位移计测量张力丝收回长度并传输给控制主机，控制主机根据张力丝的收回长度确定遭受外力的位置点；当张力丝遭受外力但未断裂时，位移计测量张力丝遭受外力时的最大拉伸长度，角度传感器测量张力丝遭受外力时发生的最大偏转角度，两者传输给控制主机，所述控制主机通过计算确定张力丝遭受外力的位置点。可选的，所述定位柱设有内腔和出线孔，所述内腔中固定有相互平行的导杆和齿条；所述自动收紧装置包括滑块、第一齿轮、转盘、导轮和第一弹簧，所述滑块设有导向孔和传动孔，所述导杆和齿条分别穿过导向孔和传动孔，所述第一齿轮位于在传动孔内且与齿条啮合，所述转盘位于滑块侧面且与第一齿轮固定在同一传动轴上，所述第一弹簧的一端与滑块固定连接，所述第一弹簧的另一端与定位柱的内壁固定连接，所述导轮安装在出线孔内侧，所述张力丝缠绕在转盘上并通过导轮和出线孔延伸至定位柱外与另一相邻定位柱连接。可选的，所述自动收紧装置还包括电机、第二齿轮、电磁块、两块移动板和第二弹簧；所述电机固定在滑块背离转盘的侧面，所述电机的输出轴伸入传动孔内，所述第二齿轮位于传动孔内的第一齿轮远离齿条侧，且第二齿轮固定在电机的输出轴上；所述传动孔的两侧设置相互对应的长形孔，所述电磁块位于长形孔远离齿条端且与滑块固定连接，所述滑块的两侧在长形孔位置设有L形耳台，所述移动板放置在L形耳台上，所述移动板设有轴孔，所述传动轴穿过长形孔和轴孔且通过轴承与移动板连接，所述移动板与电磁块正对侧设有吸块，所述第二弹簧位于移动板背离吸块的一侧，所述第二弹簧的两端分别与移动板和L形耳台固定连接，所述导杆设有定位台，所述滑块对应定位台的端面安装有按钮，所述电机和电磁块通过按钮与控制主机电性连接；在第二弹簧的拉力作用下移动板带动传动轴靠近齿条，使得第一齿轮与齿条啮合；当电磁块通电后对吸块产生的吸力带动移动板和传动轴向第二齿轮靠近，使得第一齿轮与齿条脱离，并让第一齿轮与第二齿轮啮合。可选的，所述张力丝遭受外力但未断裂时，所述控制主机采用以下公式确定张力丝遭受外力的位置点：上式中，xi表示张力丝遭受外力的位置点与其角度传感器对应定位柱的距离；d表示张力丝遭受外力时的最大拉伸长度；Lij表示张力丝遭受外力前的长度，预先设定；α表示张力丝遭受外力时发生的最大偏转角度。可选的，每段张力丝的两端都在定位柱上设置角度传感器，当张力丝遭受外力但未断裂时，张力丝两端的角度传感器分别测得不同方向的张力丝最大偏转角度并传输给控制主机；所述控制主机确定张力丝遭受外力的位置点的计算过程如下：通过以下三角形等式：求得xi的两个通解：和当α≥β时，则以xi1和xi2两者中在范围的值作为xi；当α<β时，则以xi1和xi2两者中在范围的值作为xi；其中，xi表示张力丝遭受外力的位置点与定位柱i的距离；α表示张力丝遭受外力时在定位柱i端发生的最大偏转角度；β表示张力丝遭受外力时在定位柱j端发生的最大偏转角度；Lij表示张力丝遭受外力前的长度，预先设定。可选的，所述控制主机对张力丝遭受外力的位置点还进行如下处理：当时，表示同一时刻只存在一个遭受外力的位置点，因此，直接采用xi作为遭受外力的位置点与定位柱i的距离；当时，表示同一时刻可能存在两个以上遭受外力的位置点，采用以下公式计算距离定位柱i最近的遭受外力位置点与定位柱i的距离xi’：再采用以下公式计算距离定位柱j最近的遭受外力位置点与定位柱j的距离xj’：其中，d表示张力丝遭受外力时的最大拉伸长度；xi表示张力丝遭受外力的位置点与定位柱i的距离；α表示张力丝遭受外力时在定位柱i端发生的最大偏转角度；β表示张力丝遭受外力时在定位柱j端发生的最大偏转角度；Lij表示张力丝遭受外力前的长度，预先设定；Δd表示测量精度值。本专利技术还提供了一种张力围栏报警控制系统，用于上述的张力围栏的控制，包括控制主机、角度传感器和位移计；所述控制主机包括数据采集器、服务器、执行器和报警器，所述数据采集器分别与角度传感器和位移计连接；所述服务器分别与数据采集器和执行器连接，用于进行围栏遭受外力的位置点计算和发出控制指令；所述执行器与报警器连接，所述执行器用于根据控制指令控制报警器发出报警提示；所述角度传感器用于测量张力丝遭受外力时发生的最大偏转角度；所述位移计用于测量张力丝遭受外力时的最大拉伸长度或者断裂后回收长度。可选的，所述控制主机还包括显示器，所述显示器与执行器连接，所述服务器内置张力围栏使用场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种张力围栏，其特征在于，包括围栏和控制主机，所述围栏包括多个定位柱和张力丝，所述定位柱设有角度传感器、位移计和自动收紧装置，所述张力丝的两端分别与相邻的定位柱连接，且张力丝的其中一端与自动收紧装置连接；/n所述控制主机分别与角度传感器和位移计电性连接，所述控制主机对角度传感器对应定位柱一一进行编号并标示定位柱位置；/n当张力丝遭受外力发生断裂时，自动收紧装置将断裂的张力丝收回，位移计测量张力丝收回长度并传输给控制主机，控制主机根据张力丝的收回长度确定遭受外力的位置点；/n当张力丝遭受外力但未断裂时，位移计测量张力丝遭受外力时的最大拉伸长度，角度传感器测量张力丝遭受外力时发生的最大偏转角度，两者传输给控制主机，所述控制主机通过计算确定张力丝遭受外力的位置点。/n

【技术特征摘要】
1.一种张力围栏，其特征在于，包括围栏和控制主机，所述围栏包括多个定位柱和张力丝，所述定位柱设有角度传感器、位移计和自动收紧装置，所述张力丝的两端分别与相邻的定位柱连接，且张力丝的其中一端与自动收紧装置连接；
所述控制主机分别与角度传感器和位移计电性连接，所述控制主机对角度传感器对应定位柱一一进行编号并标示定位柱位置；
当张力丝遭受外力发生断裂时，自动收紧装置将断裂的张力丝收回，位移计测量张力丝收回长度并传输给控制主机，控制主机根据张力丝的收回长度确定遭受外力的位置点；
当张力丝遭受外力但未断裂时，位移计测量张力丝遭受外力时的最大拉伸长度，角度传感器测量张力丝遭受外力时发生的最大偏转角度，两者传输给控制主机，所述控制主机通过计算确定张力丝遭受外力的位置点。


2.根据权利要求1所述的张力围栏，其特征在于，所述定位柱设有内腔和出线孔，所述内腔中固定有相互平行的导杆和齿条；所述自动收紧装置包括滑块、第一齿轮、转盘、导轮和第一弹簧，所述滑块设有导向孔和传动孔，所述导杆和齿条分别穿过导向孔和传动孔，所述第一齿轮位于在传动孔内且与齿条啮合，所述转盘位于滑块侧面且与第一齿轮固定在同一传动轴上，所述第一弹簧的一端与滑块固定连接，所述第一弹簧的另一端与定位柱的内壁固定连接，所述导轮安装在出线孔内侧，所述张力丝缠绕在转盘上并通过导轮和出线孔延伸至定位柱外与另一相邻定位柱连接。


3.根据权利要求2所述的张力围栏，其特征在于，所述自动收紧装置还包括电机、第二齿轮、电磁块、两块移动板和第二弹簧；所述电机固定在滑块背离转盘的侧面，所述电机的输出轴伸入传动孔内，所述第二齿轮位于传动孔内的第一齿轮远离齿条侧，且第二齿轮固定在电机的输出轴上；所述传动孔的两侧设置相互对应的长形孔，所述电磁块位于长形孔远离齿条端且与滑块固定连接，所述滑块的两侧在长形孔位置设有L形耳台，所述移动板放置在L形耳台上，所述移动板设有轴孔，所述传动轴穿过长形孔和轴孔且通过轴承与移动板连接，所述移动板与电磁块正对侧设有吸块，所述第二弹簧位于移动板背离吸块的一侧，所述第二弹簧的两端分别与移动板和L形耳台固定连接，所述导杆设有定位台，所述滑块对应定位台的端面安装有按钮，所述电机和电磁块通过按钮与控制主机电性连接；在第二弹簧的拉力作用下移动板带动传动轴靠近齿条，使得第一齿轮与齿条啮合；当电磁块通电后对吸块产生的吸力带动移动板和传动轴向第二齿轮靠近，使得第一齿轮与齿条脱离，并让第一齿轮与第二齿轮啮合。


4.根据权利要求1所述的张力围栏，其特征在于，所述张力丝遭受外力但未断裂时，所述控制主机采用以下公式确定张力丝遭受外力的位置点：



上式中，xi表示张力丝遭受外力的位置点与其角度传感器对应定位柱的距离；d表示张力丝遭受外力时的最大拉伸长度；Lij表示张力丝遭受外力前的长度，预先设定；α表示张力丝遭受外力时发生的最大偏转角度。


5.根据权利要求1所述的张力围栏，其特征在于，每段张力丝的两端都在定位柱上设置角度传感器，当张力丝遭受外力但未断裂时，张力丝两端的角度传感器分别测得不同方向的张力丝最大偏转角度并传输给控制主机...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彦伟，韩健，芦杉，姚正刚，申强，
申请(专利权)人：申强，
类型：发明
国别省市：北京;11