一种远程断电保护方法及装置与流程

1.本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种远程断电保护方法及装置。


背景技术：

2.在建筑行业，建筑施工机器人等的自动化施工设备的应用开始普及。由于，目前市面上的蓄电池的功率密度及能量密度并不太理想，为了减轻建筑施工机器人的整体重量、减小建筑施工机器人的体积、降低生产制造成本，通常采用电源线直接供电的方式为建筑施工机器人等提供电能。
3.由于建筑施工机器人的作业范围要求比较大，建筑施工机器人的电源线长度一般不低于20m，而且建筑施工机器人在工作过程中需要频繁移动，实际应用中建筑施工机器人的电源线有拖拽拉断、接触摩擦损坏等风险，存在造成用电事故的风险。
4.因此，需要在建筑施工机器人上安装远程断电保护装置，以监测建筑施工机器人工作过程中是否供电正常，从而判断建筑施工机器人的电源线是否发生故障。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中建筑施工机器人因电源线故障会造成用电安全事故的缺陷，从而提供一种远程断电保护方法及装置。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提出了一种远程断电保护方法，应用于用电设备，所述用电设备通过线缆连接有为其提供电能的供电端，所述用电设备上安装有发射器，所述供电端上连接有接收器；该方法包括：采集用电设备受电处的电信号；根据采集得到的所述电信号判断用电设备的是否正常供电；若判断结果为是，则通过发射器将电信号转换为无线信号并向外发送，接收器接收所述无线信号并闭合所述供电端的供电回路以使所述用电设备继续得电工作；若判断结果为否，发射器不再向外发送无线信号，接收器在未接收到所述无线信号或接收到的无线信号出现异常时断开所述供电端的供电回路以对所述用电设备进行断电。
8.进一步地，所述根据采集得到的所述电信号判断用电设备的是否正常供电之后，还包括：将用电设备是否正常工作的监测结果与用电设备的控制器进行信息交互。
9.进一步地，所述电信号为交流电信号或直流电信号。
10.进一步地，所述根据监测得到的所述电信号判断用电设备的是否正常供电，包括：对采集到的交流电信号进行整流、降压、滤波处理；判断处理后的交流电信号的电压和相序是否为用电设备正常工作时的电压和相序，输出用电设备的是否正常供电的监测结果。
11.进一步地，所述发射器的振荡器电路采用压控振荡器，所述振荡器电路包括被配置为调节所述振荡器电路的相位和频率的pll锁相环。
12.进一步地，所述发射器的无线发射电路包括被配置为对所述发射器输出的信号进行功率放大的微波管。
13.进一步地，所述发射器的信号输出端耦接有安全单元，所述安全单元用于使用保
密代码对所述信号输出端提供的电信号进行全数字编码以使所述发射器输出射频信号。
14.进一步地，所述发射器和所述接收器均内置有电池。
15.进一步地，所述供电端的供电回路上串联有接触器，所述接收器的触点为常开触点；当所述接收器接收所述无线信号时控制所述接触器的常开触点闭合以使所述用电设备继续得电工作；当所述接收器未接收到无线信号或接收到的无线信号出现异常时控制所述接触器的常开触点以实现远程断电保护。
16.第二方面，本发明还提供了一种远程断电保护装置，包括发射器和接收器，所述发射器安装在用电设备上，所述接收器连接于通过线缆为所述用电设备提供电能的供电端上；当所述用电设备正常供电时，所述发射器向外发送无线信号，所述接收器接收所述发射器发出的无线信号并控制所述供电端的供电回路闭合以使所述用电设备继续得电工作；当所述用电设备供电异常时，所述接收器未接收所述发射器发出的无线信号并断开所述供电端的供电回路以对所述用电设备进行断电。
17.本发明技术方案，具有如下优点：
18.1.本发明提供的远程断电保护方法，通过采集用电设备受电处的电信号，判断用电设备是否处于正常供电状态，若供电正常，用电设备上的发射器发送无线信号，接收器接收到发射器发送的无线信号后，闭合供电端的供电回路，从而使用电设备继续得电工作；若供电不正常，则默认连接用电设备和供电端的线缆发生故障，此时发射器不再发送信号给供电端的接收器，接收器断开供电端的供电回路以对用电设备进行断电，从而实现对用电设备的远程断电保护，而且线缆也不再得电，即使线缆破损也不会造成安全事故。
19.2.本发明提供的远程断电保护方法，在监测到用电设备断电时，发射器不发送信号，此时接收器控制供电端的供电回路断开从而实现断电；这种控制逻与常见的在监测到用电设备出现断电情况时发射器发送信号、接收器接收信号并控制供电回路断开的控制逻辑相比，在用电设备即将启动时，无需先操控接收器闭合供电回路，然后将接收器投入工作，控制逻辑更加简单，简化了操作流程；而且，从安全角度考虑，供电回路应默认为断开状态，这种控制逻辑下，在发射器或接收器出现故障的情况下，供电端的供电回路始终处于断开状态，即用电设置始终无法得电工作；可以避免发射器或接收器出现故障而线缆完好的情况下用电设备仍然可以得电工作的问题，减少用电设备在风险情况下的运行危险，进一步提高用电设备的安全性。
20.3.本发明提供的远程断电保护方法，在判断电信号的电压和相序是否正常前，对采集到的电信号进行整流、降压、滤波等处理，可以提高判断结果的准确率。
21.4.本发明提供的远程断电保护方法，在发射器的振荡器电路配置压控振荡器、pll锁相环等，并通过微波管对发射器输出的信号进行功率放大，可以提高射频信号的输出稳定性和抗干扰能力，使接收器可以稳定地接收到发射器发出的射频信号。
22.5.本发明提供的远程断电保护方法，在发射器的信号输出端耦接安全单元，通过安全单元对信号进行全数字编码，可以提高信号传输过程中的安全性和可靠性。
23.6.本发明提供的远程断电保护方法，在发射器和接收器上内置电池，可以无需外部供电即可进行远程信息传输。
24.7.本发明提供的远程断电保护方法，供电回路上接触器的触点为常开触点，在发射器或接收器出现故障的情况下，供电端的供电回路始终处于断开状态，即用电设置始终
无法得电工作；可以避免发射器或接收器出现故障而线缆完好的情况下用电设备仍然可以得电工作的问题，可以提高用电设备的安全性。
25.8.本发明提供的远程断电保护装置，通过在用电设备上安装发射器，在供电端上连接接收器，在连接用电设备和供电端的线缆处于完好状态的情况下，发射器向外发送无线信号，接收器接收发射器发出的无线信号并控制供电端的供电回路闭合以使用电设备继续得电工作；当用电设备供电异常时，接收器未接收到发射器发出的无线信号，从而断开供电端的供电回路以对用电设备进行远程断电保护，线缆也不再得电，即使线缆破损也不会造成安全事故。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例中远程断电保护方法的实现流程图
28.图2为本发明实施例提供的远程断电保护装置的电路原理图；
29.图3为本发明实施例中发射器的原理图；
30.图4为本发明实施例中接收器的原理图。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示的一种远程断电保护方法，应用于用电设备，用电设备通过线缆连接有为其提供电能的供电端；其中，用电设备上安装有可以发射无线信号发射器，供电端或线缆临近取点点的位置上连接有接收器，接收器可以远程接收发射器发出的无线信号。远程断电保护方法具体包括以下步骤：
33.步骤s100，采集用电设备受电处的电信号。
34.具体的，用电设备受电处所采集的电信号可以是交流电信号或直流电信号。
35.步骤s200，根据采集得到的所述电信号判断用电设备的是否正常供电。
36.具体的，通过对采集到电信号的电压和相序和用电设备正常工作时的电压和相序进行比较，可以得到用电设备是否正常供电的监测结果；若用电设备和供电端之间的线缆发生故障，用电设备受电处采集到的电信号的电压和相序会发生变化，从而可以根据采集到的电信号判断用电设备上连接的线缆是否发生故障。
37.步骤s300，若判断结果为是，则通过发射器将电信号转换为无线信号并向外发送，接收器接收所述无线信号并闭合所述供电端的供电回路以使所述用电设备继续得电工作；若判断结果为否，发射器不再向外发送无线信号，接收器在未接收到所述无线信号或接收到的无线信号出现异常时断开所述供电端的供电回路以对所述用电设备进行断电。
38.这种远程断电保护方法，通过采集用电设备受电处的电信号，判断用电设备是否
处于正常供电状态，若供电正常，用电设备上的发射器发送无线信号，接收器接收到发射器发送的无线信号后，闭合供电端的供电回路，从而使用电设备继续得电工作；若供电不正常，则默认连接用电设备和供电端的线缆发生故障，此时发射器不再发送信号给供电端的接收器，接收器断开供电端的供电回路以对用电设备进行断电，从而实现对用电设备的远程断电保护，而且线缆也不再得电，即使线缆破损也不会造成安全事故。另一方面，该方法在监测到用电设备断电时，发射器不发送信号，此时接收器控制供电端的供电回路断开从而实现断电；这种控制逻与常见的在监测到用电设备出现断电情况时发射器发送信号、接收器接收信号并控制供电回路断开的控制逻辑相比，在用电设备即将启动时，无需先操控接收器闭合供电回路，然后将接收器投入工作，控制逻辑更加简单，简化了操作流程；而且，从安全角度考虑，供电回路应默认为断开状态，这种控制逻辑下，在发射器或接收器出现故障的情况下，供电端的供电回路始终处于断开状态，即用电设置始终无法得电工作；可以避免发射器或接收器出现故障而线缆完好的情况下用电设备仍然可以得电工作的问题，减少用电设备在风险情况下的运行危险，从而提高用电设备的安全性。
39.在本实施例的一种具体实施方式中，用电设备可以为建筑施工机器人，例如用于地面整平打磨施工的地坪研磨机器人，也可以为其它需要通过长线缆连接用电端的机械设备。
40.在步骤s200中，根据监测得到的所述电信号判断用电设备的是否正常供电，以电信号为交流电信号为例，具体包括以下步骤：
41.步骤s210，对采集到的交流电信号进行整流、降压、滤波处理；
42.步骤s220，判断处理后的交流电信号的电压是否为用电设备正常工作时的电压；
43.步骤s230，判断处理后的交流电信号的相序是否为用电设备正常工作时的相序，输出用电设备的是否正常供电的监测结果。
44.其中，步骤s210中对交流电信号进行整流、降压、滤波处理所采集的电路设计，均为常见整流、降压、滤波电路所采用的电路原理图，此处不再赘述。在判断电信号的电压和相序是否正常前，对采集到的电信号进行上述处理，可以提高判断结果的准确率。步骤s220和步骤s230的先后顺序可以调换。用电设备正常工作时的电压和相序可以预先存储在发射器的存储模块中，发射器将受电处采集到的交流电信号进行处理后，通过信号比对得到用电设备的是否正常供电的监测结果。
45.在本实施例的一种实施方式中，发射器将得到的用电设备的是否正常供电的监测结果与用电设备的控制器进行信息交互。发射器直接将监测结果发送到用电设备的控制器的方式，方便控制器根据监测结果及时控制用电设备停止工作，从而可以更及时有效的对用电设备进行保护。
46.具体的，发射器用于发射无线信号的振荡器电路采用低噪声压控振荡器，振荡器电路包括被配置为调节振荡器电路的相位和频率的pll锁相环，结合双重石英稳步技术，以提高发射器和接收器之间的信号传输的抗干扰能力，使接收器可以稳定地接收到发射器发出的射频信号。
47.进一步的，发射器的无线发射部分采用高性能微波管放大信号，并通过安全单元使用保密代码对发射器的电信号进行全数字编码，从而可以输出稳定的射频信号到接收器。具体的，安全单元为耦接于发射器的无线发射部分的高性能单片机，高性能单片机对发
射器的信号输出端提供的电信号经过安全码、汉明码等加密措施进行处理，以提高信号传输过程中的安全性和可靠性。
48.在本实施例中，发射器和接收器上均内置电池，可以无需外部供电即可进行远程信息传输。
49.在本实施例中，供电端的供电回路上串联有交流接触器，交流接触器的触点为常开触点；当接收器接收无线信号时控制接触器的常开触点闭合以使用电设备继续得电工作；当接收器未接收到无线信号或接收到的无线信号出现异常时控制交流接触器的常开触点以实现远程断电保护。将交流接触器的触点设置为常开触点，在启动用电设备时，完成上电前各项检测后，需要将启动信号给发射器，发射器发送信号时接收器处的常开触点闭合用电设备得电，然后发射器的监测电路再投入工作，这一控制逻辑可以避免“用电设备机没电——接收器不闭合供电回路——用电设备始终没电”的死循环。
50.如图2所示，本发明实施例还公开了一种远程断电保护装置，可以应用于建筑施工机器人等需要长线缆连接供电端2的用电设备1上。远程断电保护装置包括发射器4和接收器5，发射器4安装在用电设备1上，接收器5连接于通过线缆3为用电设备1提供电能的供电端2上。当用电设备1正常供电时，发射器4向外发送无线信号，接收器5接收发射器4发出的无线信号并控制所述供电端2的供电回路闭合以使用电设备1继续得电工作；当用电设备1供电异常时，接收器5未接收发射器4发出的无线信号并断开供电端2的供电回路以对用电设备1进行断电。
51.具体的，如图3所示，发射器4包括交流电信号整流、降压、滤波电路41，电压检测、相序检测、异常判断、无线通信电路42和调制振荡器放大射频电路43。其中，交流电信号整流、降压、滤波电路41用于对采集到的交流电信号进行整流、降压、滤波处理，具体的电路设计均为常见整流、降压、滤波电路降压所采用的电路原理图，此处不再赘述。电压检测、相序检测、异常判断、无线通信电路42用于判断处理后的交流电信号的电压和相序是否为用电设备1正常工作时的电压和相序，并输出用电设备1的是否正常供电的监测结果。调制振荡器放大射频电路43采用低噪声压控振荡器和pll锁相环，并结合双重石英稳步技术，用于提高发射器4和接收器5之间的信号传输的抗干扰能力。
52.具体的，如图4所示，接收器5包括功率放大变频中放电路51，调节数字电52和无线通信、逻辑处理无线通信、控制输出电路53。功率放大变频中放电路51通过天线接收发射器4发出的无线信号并增大无线信号的功率；调节数字电路52用于对无线信号进行解码；无线通信、逻辑处理无线通信、控制输出电路53用于对解码后的电信号进行逻辑处理无线通信，并向交流接触器6输出控制结果以控制交流接触器6上触点的启闭。
53.这种远程断电保护在应用在地坪研磨机等需要采用线缆3远距离传输电能的用电设备1上时，通过在用电设备1上安装发射器4，在供电端2上连接接收器5，在连接用电设备1和供电端2的线缆3处于完好状态的情况下，发射器4向外发送无线信号，接收器5接收发射器4发出的无线信号并控制供电端2的供电回路闭合以使用电设备1继续得电工作；当用电设备1供电异常时，接收器5未接收到发射器4发出的无线信号，从而断开供电端2的供电回路以对用电设备1进行远程断电保护，线缆3也不再得电，即使线缆3破损也不会造成安全事故。
54.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是
这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
55.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。