[发明专利]张力围栏及其报警控制系统

权利要求书

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；

其中，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；

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。

2.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，x_i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；L_ij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。

3.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；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x_i的两个通解：

和

当α≥β时，则以x_i1和x_i2两者中在范围的值作为x_i；

当αβ时，则以x_i1和x_i2两者中在范围的值作为x_i；

其中，x_i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；L_ij表示张力丝遭受外力前的长度，预先设定。