CN108525153A - 一种智能挂钩以及智能挂钩的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能挂钩以及智能挂钩的控制系统，包括主体以及封闭柄，封闭柄与主体连接形成一个挂钩孔，封闭柄相对主体进行旋转实现挂钩孔的打开与闭合，主体上设有穿线孔，穿线孔用于固定保护绳；其中，主体上设有线路板，线路板上设有控制模块、红外传感器模块、红外接收模块以及报警模块，红外传感器模块包括红外传感器，红外接收模块包括红外接收头，主体朝向挂钩孔一侧设有开孔，红外传感器与红外接收头均朝向开孔设置，且两者为对应设置，当红外传感器接收到红外传感器输出的信号，控制模块控制报警模块进行报警；本发明具有智能化、监控使用者规范操作、强度高、使用方便等特点。

Description

一种智能挂钩以及智能挂钩的控制系统

技术领域

本发明涉及一种挂钩，主要是用于个人高空坠落防护用的挂钩。

背景技术

随着社会经济的不断发展，现在的高空作业越来越多，例如消防救援、户外攀岩、电力铁路、工业建筑、民用高空等，而在高空作业中，为了保障使用者的生命安全，国家规定，高空作业者必须佩带相应的劳保用品，例如安全挂钩，挂钩与使用者身上的保护绳索连接，通过挂钩的钩子与固定物进行固定，实现人身安全的保证。

然而，在实际使用操作中，使用者在高空作业时，麻痹大意、不按操作流程、存在侥幸心理不挂挂钩，导致事故频发，危及到使用者的生命安全。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种智能挂钩以及智能挂钩的控制系统。

本发明所解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能挂钩，包括主体以及封闭柄，封闭柄与主体连接形成一个挂钩孔，封闭柄相对主体进行旋转实现挂钩孔的打开与闭合，主体上设有穿线孔，穿线孔用于固定保护绳；其中，主体上设有线路板，线路板上设有控制模块、红外传感器模块、红外接收模块以及报警模块，红外传感器模块包括红外传感器，红外接收模块包括红外接收头，主体朝向挂钩孔一侧设有开孔，红外传感器与红外接收头均朝向开孔设置，且两者为对应设置，当红外传感器接收到红外传感器输出的信号，控制模块控制报警模块进行报警。

采用外红传感器与红外接收头对应的设置，当使用者在使用挂钩的过程中，挂钩通常与相应的固定物进行固定，那么此时，红外接收头接收不到红外传感器发射的信号，控制模块不会控制报警模块进行报警；反之，在使用挂钩的过程中，红外接收头一直能够接收到红外传感器发射的信号，那么，控制模块会控制报警模块进行报警，提醒使用者按照规范操作，防止事故的发生。此处报警模块主要通过蜂鸣器进行报警。

其中，挂钩孔为U型孔设置，红外传感器与红外接收头的个数至少为两个，红外传感器与红外接收头呈阵列分布在挂钩孔两侧。

一个红外传感器与一个红外接收头对应设置，检测红外传感器的发射信号是否被阻挡；红外传感器与红外接收头的数量限定，进一步保障检测的精准度，由于挂钩孔为U型孔设置，红外传感器与红外接收头呈阵列分布在挂钩孔两侧，更能保障检测的精准度，防止发生误操作，引发对使用者的恐惧感，危及生命。

其中，还包括磁性传感器模块，封闭柄上设有与磁性传感器模块对应的磁体，当封闭柄运动时，磁性传感器模块检测到信号，传输给控制模块进行判断，是否控制报警模块报警。

封闭柄上设有磁体，主体上设有磁性传感器模块，两者配合实现当封闭柄运动时，磁性传感器模块检测到信号，传输给控制模块进行判断，是否控制报警模块报警。采用此种方式，避免了使用者为了规避挂钩的检测功能，直接将挂钩套设在某个物体上，还是属于违规操作，严重影响其生命安全，那先通过磁性传感器模块检测封闭柄有无运动，在通过红外接收头检测有无信号，两者共同实现监督使用者是否违规操作。

其中，还包括无线通信模块，无线通信模块用于与终端进行通信。

无线通信模块的设置，为了保证控制室或者站在电网架下方的人员能够实时了解使用者是否进行违规操作，通过无线通信模块进行实时汇报，防止意外发生。

其中，还包括电源模块，电源模块为整个线路板进行供电，电源模块包括电池以及充电单元，外部电路通过充电单元向电池进行充电。

采用可充电电池的设置，使得挂钩能够可以可持续使用，无需通过拆装更换电池进行维护。

其中，主体上设有盖板，盖板与主体之间设有空腔，空腔内设有固定柱，线路板套设在固定柱上，盖板将空腔封闭，开孔位于盖板朝向挂钩孔的一侧。

线路板设置在主体内部的空腔内，通过盖板进行固定；盖板上设有开孔，使得线路板的红外传感器与红外接收头能够更好的接收信号。

其中，固定柱为阶梯轴，固定柱包括上端以及下端，上端的横截面积小于下端的横截面积，线路板套设在上端上，且与下端相抵。

固定柱采用阶梯轴的设置，使得线路板套设在固定柱的上端，整体与下端相抵，这样，使得线路板固定更为稳定。同时，通过螺栓穿过将固定柱，将线路板固定在主体内。

其中，还包括驱动件，驱动件与主体呈转动设置，驱动件与封闭柄呈联动设置，按下驱动件，封闭柄朝向挂钩孔运动，实现挂钩孔的打开。

通过驱动件驱动封闭柄，使得挂钩孔打开与封闭更为简单、方便，使用者通过手动按压驱动件实现封闭柄的运动，更为实用。

一种智能挂钩的控制系统，其中，包括上述的任意一项所述的智能挂钩以及终端，终端接收无线通信模块发出的信号，判断使用者有没有进行规范操作。

通过无线通信模块的设置，终端能够实时了解使用者的操作规范，防止使用者发生违规操作。

其中，终端通过无线通信模块驱动控制模块控制报警模块工作。

进行终端控制报警模块工作，提醒使用者应按照正常操作进行挂钩的固定，不要违规操作。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的爆炸图；

图3是本发明实施例1中线路板的正视图；

图4是本发明实施例1中盖板的结构示意图；

图5是本发明实施例1中驱动件的结构示意图；

图6是本发明实施例1的电路框架图；

图7是本发明实施例1中无线模块的电路图；

图8是本发明实施例1中控制模块的电路图；

图9是本发明实施例1的电路图；

图10是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

参照附图1-9所示，一种智能挂钩，包括主体1、盖板2、驱动件3以及封闭柄4，封闭柄4与主体1连接形成一个挂钩孔5，挂钩孔5具体为U型结构，封闭柄4与主体1斜向连接，使得挂钩孔5形成一个可打开与闭合的孔，封闭柄4相对主体1进行旋转实现挂钩孔5的打开与闭合，通过挂钩孔5套设在高空的固定件上，实现挂钩固定。

封闭柄4具体包括转动部41、连接部42以及固定部43，转动部41与固定部43通过连接部42连接，转动部41与手柄部11呈转动连接，具体为转动部41两侧面上设有转轴孔Ⅰ44，手柄部11上设有对应的通孔111，转动部41套设在手柄部11上，使得转轴孔Ⅰ44与通孔111重合，插入转轴，实现两者之间的转动，此处转轴孔Ⅰ44位于转动部41的尾端。转动部41的尾端上还设有与转轴孔Ⅰ44平行的转轴孔Ⅱ45，转轴孔Ⅱ45超出手柄部11与驱动件3连接。连接部42的两个侧面上设有延伸部46，延伸部46与侧面的连接面采用弧面连接，延伸部46的作用防止侧面划伤使用者。固定部43具体为八字形开口设置，顶部上端朝向两侧弯曲，形成与挂钩的尖端13适配的八字形，使得固定部43与挂钩的接触面更多，使得固定部43与挂钩的尖端13固定稳定，固定部43顶端设有磁体431，磁体431与磁性传感器模块14适配，判断固定部43是否发生转动。此处，封闭柄4采用一体成型设置，通过折弯等工艺实现整体的形状，使得加工更为方便，同时一体成型使得整体无连接缝隙，强度更高。

驱动件3与封闭柄4为联动设置，即使用者用手握紧驱动件3，驱动件3运动，同时带动封闭柄4进行转动。其具体结构为，驱动件3上设有连接孔31以及腰型孔32，连接孔31与手柄部11呈转动连接，连接孔31位于驱动件3的顶端位置；驱动件3套设在手柄部11上，腰型孔32的顶端与封闭柄4靠近手柄部11的转轴孔Ⅱ45重合，使得转轴孔Ⅱ45位于腰型孔32内，转轴可以在腰型孔32内滑动，此处具体的结构为，先将驱动件3套设在手柄部11上，再将封闭柄4套设在驱动件3上，形成联动设置；腰型孔32位于驱动件3的中后端，进一步，为了提高转动的效率，防止误操作，腰型孔32的前端设有圆孔33，转轴孔Ⅱ45与圆孔33重合，圆孔33与腰型孔32呈垂直连接。驱动件3与手柄部11为斜向设置，使得驱动件3的中后端与手柄部11产生距离，通过下压中后端形成杠杆效应，驱动封闭柄4转动。为了使用更加符合人机关系，驱动件3尾端设有与人体手指适配的按压槽34，通过手指与按压槽34的配合，使得下压更为轻松。

进一步，驱动件3上设有凸起35，凸起35具体位于连接孔31与腰型孔32之间，手柄部11上设有与凸起35适配的凹槽112，下压的过程中凸起35与凹槽112的底部相抵，防止驱动件3过度下压。

进一步，为了提高使用效率，可通过复位装置实现驱动件3的快速复位，可通过复位弹簧或扭簧实现，具体为在驱动件3的中后端与手柄部11上通过一个复位弹簧，复位弹簧一端与驱动件3相抵，另一端与手柄部11相抵，当下压过程中，复位弹簧收缩发生形变，当使用者的手部施加力解除，复位弹簧恢复形变，使得快速复位；扭簧则是安装在连接孔31的轴上，为常规技术手段，本领域技术人员都知晓，故在此不多加赘述。

主体1上设有手柄部11以及勾部12，手柄部11上设有穿线孔113，穿线孔113用于固定保护绳，防止在发生事故过程中，保护绳可以保护使用者的生命安全，手柄部11底部上为圆弧设置，采用无折角设置，使得表面更为光滑，不易擦伤使用者。勾部12具体为U型结构，故挂钩孔5也为U型孔，勾部12具体用于与固定物进行勾合，使得固定物位于勾部12内。勾部12前端为逐渐减小设置，形成尖端13，用于与固定部43固定。

勾部12上设有一个U型的空腔，空腔内设有卡板121、固定柱122、固定槽Ⅰ123以及固定槽Ⅱ124，卡板121主要用于支撑线路板6，保证其稳定性。固定柱122为阶梯轴，固定柱122包括上端1221以及下端1222，上端1221的横截面积小于下端1222的横截面积，线路板6套设在上端1221上，且与下端1222相抵，具体通过定位孔66套设，固定柱122上设有固定孔Ⅰ1223，盖板2上设有对应的固定孔Ⅱ21，螺栓穿过盖板2与固定孔Ⅰ1223固定，使得盖板2与勾部12进行固定，进一步为了保证固定的稳定性，固定柱122的数量至少为三个，三个固定柱122不能位于U型勾部12的同一侧。固定槽Ⅰ123用于放置电池61，采用嵌入式安装，缩小整体的高度，使得整体的强度提高。固定槽Ⅱ124用于放置蜂鸣器62，蜂鸣器62为朝向外部设置，故固定槽Ⅱ124也朝向外部设置。

盖板2用于封闭空腔，盖板2大小与空腔大小适配。盖板2上设有与固定柱122适配的固定孔Ⅱ21，固定孔Ⅱ21采用沉孔设置，使得螺栓穿过后，拧紧不会显露在表面。盖板2朝向挂钩孔5的一侧设有开孔22，开孔22同样为U型设置，开孔22的大小与红外传感器63以及红外接收头64适配。盖板2上还设有指示灯孔23、蜂鸣器孔24以及蓝牙指示孔25，指示灯用于指示开关、充电中以及充电结束三种指示，蜂鸣器孔24用于蜂鸣器62的发声孔，便于蜂鸣器62发声；蓝牙指示孔25位于无线模块上方，具体为蓝牙模块上方，通过蓝牙指示孔25显示蓝牙是否在工作，同时，通过蓝牙指示孔25的设置，防止盖板2对信号的阻挡，影响传输距离。盖板2内设有加强筋26，加强筋26恰好与线路板的侧面相抵，使得线路板固定更加稳定，此处加强筋26位于盖板外侧板的内侧上，其数量环绕盖板2设置。

线路板6采用双面板设置，朝下一面上设有电池61、蜂鸣器62、红外接收头64以及红外传感器63，朝上一面均为贴片元器件，包括芯片、电阻以及电容等等，采用双面板设置，布局更为合理，走线更加方便，同时线路板的加工也变的更方便；此处线路板6与勾部12形状一致，只是比例不同，采用此种设置，更好的便于线路板6的安装。电池61部分嵌入至固定槽Ⅰ123，蜂鸣器62部分嵌入至固定槽Ⅱ124内，减少占用的空间。红外传感器63与红外接收头64的个数至少为两个，此处以八个为例，红外传感器63与红外接收头64呈阵列分布在挂钩孔5两侧，且朝向挂钩孔5设置。进一步，为了提高整体的检测效果，红外传感器63与红外接收头64采用间隔设置，即两个红外传感器63中间设有一个红外接收头64。

磁性传感器141均位于线路板朝上一面，磁性传感器141的数量不定，此处以三个为例，具体数量为三个，一个位于尖端13、一个位于勾部12的中心位置，另一个位于勾部12与尖端13反方向的一侧上。三个磁性传感器141的设置，使得封闭柄4是否在运动，判断的更为准确，通过封闭柄上的磁体431与磁性传感器141配合，例如，在尖端13位置的磁性传感器141，检测的是封闭柄4未运动的位置，勾部12中心位置的磁性传感器141检测封闭柄4运动到中间位置时的状态，还有一个磁性传感器141检测封闭柄4与勾部相抵时的状态，控制模块7通过磁性传感器141发出的信号进行判断分析。此处磁性传感器141与磁体431的结构为公知技术，故在此不多加赘述，磁性传感器的型号为AH1883-ZG-7。

线路板6上设有控制模块7、红外传感器模块8、红外接收模块9、报警模块10，磁性传感器模块14、压电式传感器模块、无线通信模块15以及电源模块16；

控制模块7主要为单片机，通过单片机进行每个传感器模块检测到的信号，进行判断分析，是否发生违规操作，如发生违规操作，则控制报警模块10进行报警，单片机通过二级电压161进行供电。此处控制模块7还包括复位单元以及振荡单元，复位单元为复位电路，振荡单元通过晶振起到时钟振荡，此均为简单的单片机常规电路，故在此不多加赘述，此处单片机还可采用内部自带晶振的单片机，更为方便。此外，单片机的每个端口连接不同的传感器检测电路以及开关电路，开关电路即控制指示灯或蜂鸣器62工作等，具体的连接关系，在此不多加赘述。

红外传感器模块8包括红外传感器63、分压电阻Ⅰ以及场效应管，红外传感器63、分压电阻Ⅰ以及场效应管串联形成一个回路，场效应管的栅极与单片机端口连接，源级接地，漏级通过一个电阻与红外传感器63的负极连接，红外传感器63的正极与二级电压161连接。当单片机的端口给出信号，则红外传感器63工作。此处共有八组发射单元。

红外接收模块9包括红外接收头64、分压电阻Ⅱ以及电容，红外接收头64包括输入端、输出端以及接地端，输入端通过三级电压162经过一个分压电阻Ⅱ连入，输出端连接单片机的端口，接地端通过一个电容接地。红外接收头64接收到红外传感器63发出的信号，发出信号给单片机。

报警模块10包括蜂鸣器62，通过单片机的一个端口控制蜂鸣器62的工作，具体通过二级电压161进行供电，此为现有公知技术，故不详细描述。此处报警模块10也可不使用蜂鸣器62，通过喇叭也可实现报警效果。

磁性传感器模块14通过二级电压161供电，输出端与单片机的端口相连。

无线通信模块15包括蓝牙模块以及蓝牙指示灯，蓝牙模块通过二级电压161供电，指示灯指示蓝牙模块具体的工作状态，具体的蓝牙模块电路为公知的电路，故不多赘述。无线通信模块15的设置，为了保证控制室或者站在下方的人员能够实时了解使用者是否进行违规操作，通过无线通信模块15进行实时汇报，防止意外发生。

电源模块16包括外部电压、一级电压、二级电压161以及三级电压162，外部电压通过充电管理电路对电池61进行充电，外部电压具体为市电转变过来的。此外，还有保护单元163，具体为保险丝以及二极管，保险丝串联在外部电压的输入端，二极管反向设置，与外部电压输入端连接，即二极管的负极与外部电压输入端连接，正极与地连接。

一级电压为电池61提供的电压，此处电池61为可充电电池61。

二级电压161为一级电压通过稳压器输出的电压，具体通过UM1560S稳压器进行稳压输出电压，提供给单片机、红外发射灯、蓝牙模块等使用。此处也可通过不同的稳压器进行电压的输出，不仅仅限于UM1560S稳压器。

三级电压162为一级电压通过一个功率开关输出的电压，提供给红外接收头64使用。

采用此种智能挂钩，目的是为了规范使用者的正常操作，防止其操作不当，危及其生命。当使用者在使用挂钩的过程中，挂钩通常挂设在固定物上，那么此时，必须先要打开封闭柄4，此时，磁性传感器会检测到磁体431是否在运动，接收到信号，再通过红外接收头64再次进行判断，红外接收头64接收不到红外传感器63发射的信号，控制模块7不会控制报警模块10进行报警；反之，在使用挂钩的过程中，两个传感器必须同时满足情况，控制模块10不会报警，即磁性传感器检测到磁体431在运动，红外接收头64无法接收到红外传感器63发射的信号，反之，控制模块7会控制报警模块10进行报警，提醒使用者按照规范操作，防止事故的发生。进一步，通过多个传感器共同检测，防止数据偏差，造成误报警，引发使用者的恐慌。

实施例2：

参照附图10所示，一种智能挂钩的控制系统，包括智能挂钩17以及终端18，智能挂钩为实施例1中所述的智能挂钩，故在此不多加赘述。

终端18可以接收无线通信模块发出的信号，也可发送无线信号至挂钩的控制模块，地面人员或控制室人员可以通过无线通信模块传输的信号进行对使用者的监控，判断使用者有没有进行规范操作；如其为按正常规范进行操作，则可通过终端控制报警模块工作，提醒使用者应按照正常操作进行固定工作，不要违规操作。

此处终端18也可与对讲机连通，可以通过对讲机通知使用者，或者了解相应的故障问题。

进一步，终端18可以为手机、平板、电脑等设置，还可以通过APP进行数据交互。

Claims (10)

1.一种智能挂钩，包括主体以及封闭柄，封闭柄与主体连接形成一个挂钩孔，封闭柄相对主体进行旋转实现挂钩孔的打开与闭合，主体上设有穿线孔，穿线孔用于固定保护绳；其特征在于：主体上设有线路板，线路板上设有控制模块、红外传感器模块、红外接收模块以及报警模块，红外传感器模块包括红外传感器，红外接收模块包括红外接收头，主体朝向挂钩孔一侧设有开孔，红外传感器与红外接收头均朝向开孔设置，且两者为对应设置，当红外传感器接收到红外传感器输出的信号，控制模块控制报警模块进行报警。

2.如权利要求1所述的一种智能挂钩，其特征在于：挂钩孔为U型孔设置，红外传感器与红外接收头的个数至少为两个，红外传感器与红外接收头呈阵列分布在挂钩孔两侧。

3.如权利要求2所述的一种智能挂钩，其特征在于：还包括磁性传感器模块，封闭柄上设有与磁性传感器模块对应的磁体，当封闭柄运动时，磁性传感器模块检测到信号，传输给控制模块进行判断，是否控制报警模块报警。

4.如权利要求3所述的一种智能挂钩，其特征在于：还包括无线通信模块，无线通信模块用于与终端进行通信。

5.如权利要求4所述的一种智能挂钩，其特征在于：还包括电源模块，电源模块为整个线路板进行供电，电源模块包括电池以及充电单元，外部电路通过充电单元向电池进行充电。

6.如权利要求1所述的一种智能挂钩，其特征在于：主体上设有盖板，盖板与主体之间设有空腔，空腔内设有固定柱，线路板套设在固定柱上，盖板将空腔封闭，开孔位于盖板朝向挂钩孔的一侧。

7.如权利要求6所述的一种智能挂钩，其特征在于：固定柱为阶梯轴，固定柱包括上端以及下端，上端的横截面积小于下端的横截面积，线路板套设在上端上，且与下端相抵。

8.如权利要求1所述的一种智能挂钩，其特征在于：还包括驱动件，驱动件与主体呈转动设置，驱动件与封闭柄呈联动设置，按下驱动件，封闭柄朝向挂钩孔运动，实现挂钩孔的打开。

9.一种智能挂钩的控制系统，其特征在于：包括如权利要求1-8所述的任意一项所述的智能挂钩以及终端，终端接收无线通信模块发出的信号，判断使用者有没有进行规范操作。

10.如权利要求9所述的一种智能挂钩的控制系统，其特征在于：终端通过无线通信模块驱动控制模块控制报警模块工作。