CN107233674A - 一种红外监测的高空坠落安全防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于安全防护领域，提出了一种红外监测的高空坠落安全防护系统，包括红外监测系统、多个气垫弹射装置和中央处理系统，多个气垫弹射装置在坠落区底层地面分区设置，红外监测系统包括供电电源和多个安全光栅，多个安全光栅设置在坠落区外的各个楼层顶板边缘处；红外监测系统与中央处理系统连接，用于监测坠落区的挡光信号并传输给中央处理系统，中央处理系统与气垫弹射装置连接，用于根据红外监测系统传输的挡光信号，判断出发生挡光的位置以及对应的坠落位置，并发送弹射信号给坠落位置对应的气垫弹射装置，气垫弹射装置根据中央处理系统发送的弹射信号，进行点火充气。本发明可以对高空坠落人员进行气垫保护，可应用于安全防护领域。

Description

一种红外监测的高空坠落安全防护系统

技术领域

本发明设计一种安全防护系统，具体涉及一种红外监测的高空坠落安全防护系统。

背景技术

高处作业在建筑施工中较为常见，其危险性不但与施工人员素质、施工管理、施工方法有关，而且与施工作业的环境、施工使用的工具、施工作业的难度有关。造成的危害主要为高处坠落，高处作业严重威胁着施工作业人员的人身安全，近几年经常看到一些新闻媒体有关施工作业现场高空人员坠亡的报道，有施工过程中不慎从电梯井坠落死亡事故，有从墩台上操作平台上不慎坠落的死亡事故，有从深基坑边缘坠落的死亡事故等。若是防护措施不落实，未按要求设置护栏、立网、展满架板、盖好洞口，未按规程规定架设安全平网，往往容易导致非常严重的后果，此外，即使在工程施工中，护栏、防抛网等临边防护都做的非常规范，但总是存在因施工占用而无法进行有效防护的一些特殊部位，成为高空坠落的重大安全隐患部位。为此，有必要对高处事故进行预防监控，以便采取相应的措施，减少事故的发生。还有一些关于公共场所人员坠亡的新闻报道，这类的高空坠亡的悲惨事故，给家庭和社会带来巨大的灾难和抹不去的伤痕。当前公众的眼球都关注在护栏、防抛网的设置及护栏的高度上，而忽略了这类场所更应该要设置一些有效应急安全设施。

发明内容

本发明为了解决施工现场深基坑、电梯、楼梯口、高空作业平台等处以及公共场所的天井、电梯等处发生人员坠亡问题，提供了一种可以对意外坠落人员进行安全防护的高空坠落安全防护系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种红外监测的高空坠落安全防护系统，包括红外监测系统、多个气垫弹射装置和中央处理系统，多个所述气垫弹射装置在坠落区底层地面分区设置，所述红外监测系统包括供电电源和多个安全光栅，所述多个安全光栅设置在坠落区外的各个楼层顶板边缘处，所述中央处理系统设置在后台操控中心；所述红外监测系统与所述中央处理系统连接，用于监测坠落区的挡光信号并传输给中央处理系统，所述中央处理系统与所述气垫弹射装置连接，用于根据红外监测系统传输的挡光信号，判断出发生挡光的位置以及对应的坠落位置，并发送弹射信号给该坠落位置对应的气垫弹射装置，所述气垫弹射装置根据所述中央处理系统发送的弹射信号，进行点火充气。

所述供电电源通过同轴传输线路给所述多个安全光栅供电，所述多个安全光栅被分为两组，所述两组安全光栅通过数据传输线路与所述中央处理系统连接，其中一组安全光栅设置在坠落区的一对相对边上，另一组安全光栅设置在坠落区的另一对相对边上，且两组安全光栅的光幕互相垂直设置。

进一步地，每组安全光栅的光轴间距为15cm，每组安全光栅包括多个紧密设置的安全光栅，每个安全光栅的发射器和接收器相对设置在坠落区的两侧。

所述多个安全光栅依次沿所述坠落区边缘设置在个楼层顶板边缘处。

进一步地，所述每个安全光栅的发射端和接收端的距离为3~4米，同一方向上，相邻两个安全光栅的发射端和接收端交错设置。

所述气垫弹射装置包括电控单元、气体发生器和气垫，所述电控单元的输入端与所述中央处理系统连接，所述电控单元的输出端与所述气体发生器连接，所述电控单元用于接收所述中央处理系统发送的弹射信息，并根据所述弹射信号发送点火信号给所述气体发生器，所述气体发生器用于根据所述点火信号迅速点火并产生大量气体给所述气垫充气。

所述中央处理系统包括交换机、主控单元、信号传输单元和监控服务器，所述主控单元通过交换机接收红外监测系统传输的热源坠落信号，判断出热源坠落信号对应的坠落位置后，通过所述信号传输单元发送弹射信号给对应的气垫弹射装置，所述监控服务器与所述主控单元连接，用于记录显示热源坠落信号。

所述气垫充气后其长为4m，宽为3m，厚度为0.5~0.8m，所述红外监测系统接收坠落信号至气垫充气打开所需时间小于0.3s。

当所述中央处理系统判断出坠落位置距离气垫有效区域边缘小于1m时，所述中央处理系统同时发送弹射信号给与坠落位置相邻的两个气垫弹射装置。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的高空坠落安全防护系统包括红外监测系统、多个气垫弹射装置和中央处理系统，多个所述气垫弹射装置在坠落区底层地面分区设置，所述红外监测系统设置在坠落区外的各个楼层顶板边缘处，所述中央处理系统设置在后台操控中心；所述红外监测系统与所述中央处理系统连接，所述中央处理系统与所述气垫弹射装置连接，当发生人员坠落时，位于楼层顶板边缘处的红外监测系统可以监测到挡光信号，并传输给中央处理系统，中央处理系统根据红外监测传输的挡光信号，可以判断出发生挡光的位置，以及对应的坠落位置，并发送弹射信号给该坠落位置对应的气垫弹射装置，气垫弹射装置根据所述中央处理系统发送的弹射信号，进行点火充气，对坠落人员进行安全防护。则本发明的高空坠落安全防护系统可以对坠落人员进行气垫保护，减轻坠落伤害。

2、安装简单，方便，不影响美观。气垫弹射装置设置在底层的座椅下，并且分区设置，红外传感器安装在天井处各楼层吊顶内，外露部分小，不影响公共场所容貌，形成较好的隐形安全应急措施。

3、气垫充气后其长为4m，宽为3m，厚度为0.5~0.8m，所述红外监测系统接收坠落信号至气垫充气打开所需时间小于0.3s。坠落人员一般为自由落体，设计气垫宽3m，长4m，厚度0.5m~0.8m，可以满足接住坠落人员要求。当识别到坠落位置距离气垫有效区域边缘小于1m时，相邻气垫同时弹射，不会导致坠落人员部分身体落在气垫上，部分身体落到地上。

4、气垫弹射，伤人概率小，底层天井处或者电梯空隙处人员经过时间很短、经过的时间相比总时间概率不大，再考虑人员坠落概率很小，故人员经过和坠落时间同时发生的概率更小，基本不会影响到底层通过人员的安全。即使小概率事件发生，合理确定气垫充气压力，弹射力度适当，经过人员受到气垫弹射撞击最多只是受到轻伤，比起能接住坠落人员，利远大于弊。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种高空坠落安全防护系统的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提出的一种高空坠落安全防护系统的安装示意图；

图3为本发明一种实施例中红外监测系统的安装示意图；

图4为本发明另一种实施例中红外监测系统的安装示意图；

图中：1为安全光栅发射器，2为安全光栅接收器，3为气垫弹射装置，4为气垫弹射装置对应的气垫弹射区，5为楼层顶板边缘，7为1层楼（底层），8为二层楼，9为三层楼，10为各楼层立柱，11为各楼层天井护栏。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中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的一部分实施例，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作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。

如图1和图2所示，本发明实施例提出了一种红外监测的高空坠落安全防护系统，包括红外监测系统、多个气垫弹射装置和中央处理系统，多个所述气垫弹射装置在坠落区底层地面分区设置，所述红外监测系统所述红外监测系统包括供电电源和多个安全光栅，所述多个安全光栅设置在坠落区外的各个楼层顶板边缘处，所述中央处理系统设置在后台操控中心；所述红外监测系统与所述中央处理系统连接，用于监测坠落区的挡光信号并传输给中央处理系统，所述中央处理系统与所述气垫弹射装置连接，用于根据红外监测系统传输的挡光信号，判断出发生挡光的位置以及对应的坠落位置，并发送弹射信号给该坠落位置对应的气垫弹射装置，所述气垫弹射装置根据所述中央处理系统发送的弹射信号，进行点火充气。

作为一种优选的实施方式，所述供电电源通过同轴传输线路给所述多个安全光栅供电，所述多个安全光栅通过数据传输线路与所述中央处理系统连接，所述多个安全光栅被分为两组，其中一组安全光栅依次排列设置在坠落区的一对相对边上，另一组安全光栅依次排列设置在坠落区的另一对相对边上，且两组安全光栅的光幕互相垂直设置。如图3所示，1a和2a构成第一组安全光栅，1b和2b构成第二组安全光栅，其中，1a和1b为发射器，2a和2b为接收器，第一组安全光栅和第二组安全光栅的光幕互相垂直设置，则有人员坠落时，两组安全光栅都会有挡光信号，根据两组安全光栅中的挡光光轴所在位置，即可以得到挡光物体，也就是坠落物体在安全光栅所在水平面的坠落位置，进而得到坠落物体在底层地面的坠落位置。

进一步地，每组安全光栅的光轴间距为10~15cm，每组安全光栅包括多个紧密设置的安全光栅，每个安全光栅的发射器和接收器相对设置在坠落区的两侧。将光轴间距设置为10~15cm，并且每次同一方向有两个光轴被挡时才输出坠落信号，则可以对非人员坠落的挡光信号进行筛选，防止误判。

作为另一种优选的实施方式，如图4所示，所述多个安全光栅依次沿所述坠落区边缘设置在个楼层顶板边缘处。图中，1a，1b……1o为各个安全光栅的发射器，2a，2b……2o为各个安全光栅的接收器，其中，1a发射器与2a接收器对应，1b发射器与2b发射器对应，以此类推，1o发射器与2o接收器对应。

进一步地，所述每个安全光栅的发射器和接收器的距离为3~4米，同一方向上，相邻两个安全光栅的发射器和接收器交错设置，此时，为了避免发射器与接收器互相挡光，相邻两个安全光栅的高度稍微错开。每一个安全光栅对应一个气垫弹射装置，每一个安全光栅的探测区域投影到底层地面，即为对应的气垫弹射装置的保护覆盖区域，前一个安全光栅的接收器与后一个安全光栅的发射器之间构成共同识别区，当这两个安全光栅都有挡光信号时，对应的两个气垫弹射装置都打开，可以避免坠落人员落在气垫边缘。

其中，安全光栅的原理与现有技术中的安全光栅原理一致，例如可以为型号为GT80型的安全光栅，不过，其光轴间距需要另行设计的更为大一点。

进一步地，如图1所示，所述中央处理系统包括交换机、主控单元、信号传输单元和监控服务器，所述主控单元通过交换机接收红外监测系统传输的热源坠落信号，判断出热源坠落信号对应的坠落位置后，通过所述信号传输单元发送弹射信号给对应的气垫弹射装置，所述监控服务器与所述主控单元连接，用于记录显示热源坠落信号。

进一步地，如图1所示，所述气垫弹射装置包括电控单元、气体发生器、气垫，所述电控单元的输入端与所述中央处理系统连接，所述电控单元的输出端与所述气体发生器连接，所述电控单元用于接收所述中央处理系统发送的弹射信息，并根据所述弹射信号发送点火信号给所述气体发生器，所述气体发生器用于根据所述点火信号迅速点火并产生大量气体给所述气垫充气。

进一步地，所述气垫充气后的长为4m，宽为3m，厚度为0.5~0.8m，所述红外监测系统接收坠落信号至气垫充气打开所需时间小于0.3s。以坠落人员从二楼护栏标高处发生坠落为例，假设气垫高度为50cm，护栏高为1m，楼层高为3.5m，其从发生坠落到碰到红外传感器的时间约为0.447s，从发生坠落到触碰到气垫的时间为0.894s，则坠落人员从触碰红外传感器至坠落到气垫上，需要的时间为0.45s，安全光栅的感应时间可达0.015s，本发明中，从所述红外监测系统接收坠落信号至气垫充气打开时间应小于0.3s，则气垫完全可以在人员坠落之前充气完毕，可以对坠落人员起到保护作用。此外，底层气垫弹射区可以限制设置商铺或展销区，同时可以限制人员长时间停留，并设置提示标语。

本发明的工作原理为：当发生人员从二楼或其它楼层掉落时，该楼层的安全光栅可以接收到挡光信号，通过传输线路将该信号传输至中央处理系统后，中央处理系统对该挡光信号对应的安全光栅所在的位置分析，可以判断出挡光位置以及对应的坠落位置，并发射弹射信号给坠落位置对应的气垫弹射装置2，气垫弹射装置2内的电控单元接收到弹射信号后，发送点火信号给气体发生器，气体发生器根据所述点火信号迅速点火并产生大量气体给所述气垫充气。此外，当设置在上一楼层顶板边缘处的红外传感器发出红外信号时，中央处理系统可以对下一楼层顶板边缘处的同一位置的红外传感器发送的红外信号不进行处理分析。

进一步地，当所述中央处理系统判断出坠落位置距离气垫有效区域边缘小于1m时，所述中央处理系统同时发送弹射信号给与坠落位置相邻的两个气垫弹射装置。相邻两个气垫弹射装置同时打开，可以避免坠落人员落到气垫边缘。

虽然图2的实施例仅示出了本发明的红外监测的高空坠落安全防护系统应用在天井的示意图，但是，本领域的技术人员完全可以在不付出创造性劳动情况下，将本发明的安全防护系统应用在其它地方，例如商场的扶手电梯处，或者建筑施工现场等等。

本发明提供了一种红外监测的高空坠落安全防护系统，通过在易发生坠落区域安装红外监测系统来监测坠落人员和坠落区域，并将信息传回中央处理系统，由中央处理系统立即发出指令，将地面该区域安全气囊打开，接住坠落人员。该装置可以安装在易发生人员高空坠落的商场、超市、车站等公共场所的天井、电梯等处，也同样适用于某些高空作业建筑施工现场，确保坠落人员的生命安全。本发明将红外监测系统、中央处理系统、弹射安全气垫装置结合在一起，可有效降低高空坠落人员伤亡事故，具有很大的实用价值和广阔的发展空间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，包括红外监测系统、多个气垫弹射装置和中央处理系统，多个所述气垫弹射装置在坠落区底层地面分区设置，所述红外监测系统包括供电电源和多个安全光栅，所述多个安全光栅设置在坠落区外的各个楼层顶板边缘处，所述中央处理系统设置在后台操控中心；所述红外监测系统与所述中央处理系统连接，用于监测坠落区的挡光信号并传输给中央处理系统，所述中央处理系统与所述气垫弹射装置连接，用于根据红外监测系统传输的挡光信号，判断出发生挡光的位置以及对应的坠落位置，并发送弹射信号给该坠落位置对应的气垫弹射装置，所述气垫弹射装置根据所述中央处理系统发送的弹射信号，进行点火充气。

2.根据权利要求1所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，所述供电电源通过同轴传输线路给所述多个安全光栅供电，所述多个安全光栅被分为两组，所述两组安全光栅通过数据传输线路与所述中央处理系统连接，其中一组安全光栅设置在坠落区的一对相对边上，另一组安全光栅设置在坠落区的另一对相对边上，且两组安全光栅的光幕互相垂直设置。

3.根据权利要求2所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，每组安全光栅的光轴间距为15cm，每组安全光栅包括多个紧密设置的安全光栅，每个安全光栅的发射器和接收器相对设置在坠落区的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，所述多个安全光栅依次沿所述坠落区边缘设置在个楼层顶板边缘处。

5.根据权利要求4所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，所述每个安全光栅的发射端和接收端的距离为3~4米，同一方向上，相邻两个安全光栅的发射端和接收端交错设置。

6.根据权利要求1所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，所述气垫弹射装置包括电控单元、气体发生器和气垫，所述电控单元的输入端与所述中央处理系统连接，所述电控单元的输出端与所述气体发生器连接，所述电控单元用于接收所述中央处理系统发送的弹射信息，并根据所述弹射信号发送点火信号给所述气体发生器，所述气体发生器用于根据所述点火信号迅速点火并产生大量气体给所述气垫充气。

7.根据权利要求1所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，所述中央处理系统包括交换机、主控单元、信号传输单元和监控服务器，所述主控单元通过交换机接收红外监测系统传输的热源坠落信号，判断出热源坠落信号对应的坠落位置后，通过所述信号传输单元发送弹射信号给对应的气垫弹射装置，所述监控服务器与所述主控单元连接，用于记录显示热源坠落信号。

8.根据权利要求7所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，所述气垫充气后其长为4m，宽为3m，厚度为0.5~0.8m，所述红外监测系统接收坠落信号至气垫充气打开所需时间小于0.3s。

9.根据权利要求1所述的一种红外监测的高空坠落安全防护系统，其特征在于，当所述中央处理系统判断出坠落位置距离气垫有效区域边缘小于1m时，所述中央处理系统同时发送弹射信号给与坠落位置相邻的两个气垫弹射装置。