一种具有延时解锁功能的叉车边界防撞保护装置的制作方法

本发明涉及叉车防撞保护，具体涉及一种具有延时解锁功能的叉车边界防撞保护装置。

背景技术：

1、目前，工业厂区所用叉车防撞保护系统普遍采用全自动运行模式，主要依托ai摄像头、边界感应设备完成区域入侵识别，可实现人员闯入时自动停机、人员离开后自动上电的安全防护逻辑，无需人工操作即可完成防撞保护与设备复位，广泛应用于厂区叉车安全作业场景。

2、然而，现有叉车防撞保护系统全程自动化启停，未设置人工可控干预通道与延时缓冲机制，容错性极低。在复杂的厂区作业环境中，人员短暂误入叉车防护边界、短时近距离经过作业区域的情况频发，系统会频繁触发停机、重启动作，导致叉车工作不稳定，不仅容易造成叉车电气结构损耗、缩短设备使用寿命，还会打乱连续作业节奏，严重影响作业效率。同时，全自动瞬时上电复位模式无确认缓冲过程，设备突然启动易引发碰撞、夹伤等安全生产事故，存在极大的安全隐患，无法适配厂区高频、连续、安全化的叉车作业需求。

3、因此，亟需设计一种具有延时解锁功能的叉车边界防撞保护装置，以解决上述技术弊端。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种具有延时解锁功能的叉车边界防撞保护装置，能够有效克服现有技术所存在的设备频繁启停、安全性不佳的缺陷。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种具有延时解锁功能的叉车边界防撞保护装置，包括以下电路模块：

6、宽压电源适配模块，对高压输入进行降压输出，为主控延时计时核心模块、延时解锁按键输入模块和动力切断继电器驱动模块提供稳定的弱电电源，消除整车电压浪涌对延时计时精度的干扰；

7、主控延时计时核心模块，内置独立硬件定时器作为延时计时核心，接收来自延时解锁按键输入模块的按键动作信号，并在按键触发后启动定时器，延时计时未完成前向动力切断继电器驱动模块持续输出锁定电平，同时硬件屏蔽来自ai视觉采集模块的边界入侵信号；延时计时结束后向动力切断继电器驱动模块输出上电使能信号；

8、延时解锁按键输入模块，作为驾驶员的延时解锁触发入口，采用rc防抖电路，稳定采集按键动作并发送至主控延时计时核心模块，作为定时器启动唯一触发源，仅在系统处于入侵锁止状态时按键才具备信号使能；

9、动力切断继电器驱动模块，作为延时解锁执行末端，接收来自主控延时计时核心模块的锁定电平，通过三极管+mos两级隔离继电器持续切断叉车动力，并在接收到来自主控延时计时核心模块的上电使能信号后，通过继电器吸合使得叉车恢复动力；

10、ai视觉采集模块，采集边界入侵信号发送至主控延时计时核心模块，仅作为系统处于入侵锁止状态的判断依据，并在延时计时过程中被主控延时计时核心模块硬件屏蔽；

11、边界灯光驱动模块、声光报警模块，分别用于提示驾驶员系统当前处于入侵锁止状态、延时计时过程。

12、优选地，所述主控延时计时核心模块包括主控mcu uc3，所述主控mcu uc3接入弱电电源vcc3v3，电源滤波电容c1、c2接地，所述主控mcu uc3的引脚gpio18通过信号隔离电阻r26接收来自延时解锁按键输入模块的按键动作信号，所述主控mcu uc3内置的定时器与按键动作信号联动，在按键触发后自动启动进行延时计时；

13、在延时计时未完成前，所述主控mcu uc3通过延时锁定信号线car_en_c向动力切断继电器驱动模块持续输出锁定电平；

14、在延时计时结束后，所述主控mcu uc3通过延时锁定信号线car_en_c向动力切断继电器驱动模块输出上电使能信号。

15、优选地，所述主控mcu uc3内置独立硬件定时器作为延时计时核心，精确计时15s，延时计时过程不受程序、电压波动干扰，分配引脚gpio18为按键动作信号输入口，硬件逻辑锁存来自ai视觉采集模块的边界入侵信号，并在延时计时过程中对边界入侵信号进行硬件屏蔽；

16、所述电源滤波电容c1、c2稳定主控mcu uc3供电，保证定时器的延时计时精度；

17、所述信号隔离电阻r26串联主控mcu uc3的引脚gpio18与延时解锁按键输入模块，隔离后端按键杂波，防止干扰定时器。

18、优选地，所述延时解锁按键输入模块包括按键、header9h对接插座p2、上拉电阻r5和防抖滤波电容c7，所述header9h对接插座p2的irq信号引脚通过上拉电阻r5接入弱电电源vcc3v3，所述header9h对接插座p2的irq信号引脚通过信号隔离电阻r26连接主控mcuuc3的引脚gpio18，所述按键一端连接irq信号线，另一端接地，所述防抖滤波电容c7并联在按键两端与上拉电阻r5形成rc防抖电路。

19、优选地，所述按键为定时器启动唯一触发源，仅在系统处于入侵锁止状态时才具备信号使能；

20、所述上拉电阻r5与防抖滤波电容c7组成rc防抖电路，消除按键机械抖动，保证单次按键仅触发一次延时计时，避免多次误启动定时器；

21、所述header9h对接插座p2对接主控mcu uc3的引脚gpio18，独立布线不与ai视觉采集模块共用线路，防止信号串扰造成延时计时异常。

22、优选地，所述动力切断继电器驱动模块包括三极管q9和mos管qy4，所述三极管q9的基极通过限流电阻r91接入延时锁定信号线car_en_c，所述三极管q9的集电极连接mos管qy4的栅极，所述mos管qy4控制继电器jdq的线圈供电，所述继电器jdq的主触点连接叉车动力回路；

23、在延时计时未完成前，所述主控mcu uc3通过延时锁定信号线car_en_c向动力切断继电器驱动模块持续输出低电平的锁定电平，所述三极管q9和mos管qy4截止，所述继电器jdq的线圈失电，叉车动力回路断开，持续切断叉车动力；

24、在延时计时结束后，所述主控mcu uc3通过延时锁定信号线car_en_c向动力切断继电器驱动模块输出高电平的上电使能信号，所述三极管q9和mos管qy4工作，所述继电器jdq的线圈得电吸合，叉车动力回路导通，叉车恢复动力。

25、优选地，所述三极管q9和mos管qy4为三极管+mos两级隔离器件，能够对锁定电平进行放大，保证继电器jdq持续断开，窗口期不受工业电压波动影响；

26、所述动力切断继电器驱动模块还包括续流二极管d11，所述续流二极管d11保护延时锁定回路器件，避免频繁通断产生反向电动势损坏延时锁定回路。

27、（三）有益效果

28、与现有技术相比，本发明所提供的一种具有延时解锁功能的叉车边界防撞保护装置，具有以下有益效果：

29、1）解决设备频繁启停问题：通过15秒延时解锁机制，避免人员短暂误入、快速穿行导致的叉车频繁停机、重启的问题，大幅提升作业连续性与生产效率；

30、2）可控解锁，安全性更高：改变传统系统“人走即自动上电复位”的被动逻辑，转为驾驶员人工确认+延时缓冲上电，杜绝人员未完全撤离、场景未稳定时的被动复位风险；

31、3）适配复杂工业场景：针对厂区人员密集、交叉作业、频繁过路的复杂工况，提供人工干预通道，兼顾智能防撞安全与作业灵活性；

32、4）控制逻辑清晰、容错性强：延时解锁窗口期内可屏蔽短时误触发信号，有效规避视觉识别误判、人员瞬时闯入带来的误动作，设备运行稳定性更高；

33、5）结构简单、改装通用性强：仅新增延时解锁按键输入模块与延时解锁控制逻辑，无需对原有防撞硬件与车辆结构进行改动，适配各类带视觉边界防撞的叉车设备升级改造。