CN109589517A - 一种安全锁、控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全锁、控制系统及控制方法，包括锁体、电控装置和锁止机构；锁止机构安装在锁体的固定部，位于锁体的活动部的运动方向上；电控装置包括处理器、功能按键、传感器组件、电源模块和驱动模块；功能按键与处理器连接；传感器组件与处理器连接；电源模块与处理器连接；驱动模块与处理器连接，驱动模块与锁止机构连接，通过电控信号驱动锁止机构运动。本发明通过在传统的机械式的安全锁上集成电控装置和锁止机构，通过电控装置中的传感器监测高度的变化，可实现安全锁的锁死状态与可打开状态的自动切换，从而避免了作业工人擅自开锁脱掉安全绳的行为，提升了高空作业的安全性与可控性。

Description

一种安全锁、控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及安全锁领域，尤其涉及一种安全锁、控制系统及控制方法。

背景技术

随着社会经济的发展进步，摩天大楼等高层建筑设施越来越多，为保障高空作业工人的生命安全，安全锁作为与安全绳配套的一种防护救生装置必不可少。

现有的一种安全锁如图1所示，为单纯的机械结构，锁具分为固定部分10和可活动部分11，可活动部分11与固定部分10通常铰接连接，通过铰接部位的扭簧使可活动部分11复位自锁。

然而，由于某些工人安全意识淡薄、存在侥幸心理，不按作业规范佩戴安全锁，在高空作业时擅自打开安全锁脱掉安全绳，增大了高空作业的坠落风险，并且施工单位难以监控安全锁的工作状态。

发明内容

本发明提供一种安全锁、控制系统及控制方法，以避免高空作业人员擅自打开安全锁，提高高空作业安全性和可控性。

根据本发明的第一方面，提供了一种安全锁，所述安全锁包括锁体、电控装置和锁止机构；

所述锁止机构安装在所述锁体的固定部，位于所述锁体的活动部的运动方向上；

所述电控装置包括处理器、功能按键、传感器组件、电源模块和驱动模块；所述功能按键的输出端与所述处理器的输入端连接；所述传感器组件的输出端与所述处理器的输入端连接；所述电源模块的输出端与所述处理器的输入端连接；所述驱动模块的输入端与所述处理器的输出端连接，所述驱动模块的输出端与所述锁止机构连接，通过电控信号驱动所述锁止机构运动。

根据本发明的第二方面，提供了一种安全锁控制系统，所述控制系统包括后台管理服务器和前述的安全锁，其中，所述电控装置还包括移动端无线通信模块，所述移动端无线通信模块与所述处理器连接；

所述后台管理服务器设置有与所述移动端无线通信模块对应的服务器端无线通信模块；

所述移动端无线通信模块与所述服务器端无线通信模块通过无线网络双向通讯。

根据本发明的第三方面，提供了一种安全锁控制方法，应用于前述的安全锁，所述控制方法包括：

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度超过预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于锁死状态；

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于可打开状态。

本发明还提供了另一种安全锁控制方法，应用于前述的安全锁控制系统，所述控制方法包括：

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度超过预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于锁死状态，并将所述锁止机构的动作信息上报给所述后台管理服务器；

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于可打开状态，并将所述锁止机构的动作信息上报给所述后台管理服务器；

当所述功能按键被触发后，所述处理器向所述移动端无线通信模块传递一触发信号；根据所述触发信号，所述移动端无线通信模块向所述后台管理服务器请求开锁指令；所述移动端无线通信模块根据接收到的所述开锁指令，通知所述处理器向所述驱动模块传递开锁控制指令；所述驱动模块根据所述开锁控制指令驱动所述锁止机构运动，以使所述安全锁处于可打开状态。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明通过在传统的机械式的安全锁上集成电控装置和锁止机构，通过电控装置中的传感器监测高度的变化，可实现安全锁的锁死状态与可打开状态的自动切换，从而避免了作业工人擅自开锁脱掉安全绳的行为，提升了高空作业的安全性与可控性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明现有技术的一种安全锁的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种安全锁的结构示意图；

图3是本发明实施例的一种电控装置的组成示意图；

图4是本发明实施例的又一种电控装置的组成示意图；

图5是本发明实施例的另一种电控装置的组成示意图；

图6是本发明实施例的一种安全锁控制系统的示意图

图7是本发明实施例的一种安全锁控制方法的流程图；

图8是本发明实施例的另一种安全锁控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

参照图2和图3，示出了本发明提供的一种安全锁的结构示意图，所述安全锁2包括锁体20、电控装置21和锁止机构22；

所述锁止机构22安装在所述锁体20的固定部，位于所述锁体20的活动部的运动方向上；

所述电控装置21包括处理器210、功能按键211、传感器组件212、电源模块213和驱动模块214；所述功能按键211的输出端与所述处理器210的输入端连接；所述传感器组件212的输出端与所述处理器210的输入端连接；所述电源模块213的输出端与所述处理器210的输入端连接；所述驱动模块214的输入端与所述处理器210的输出端连接，所述驱动模块214的输出端与所述锁止机构22连接，通过电控信号驱动所述锁止机构22运动。

具体而言，如图2所示，本发明提供的一种安全锁2包括锁体20、电控装置21和锁止机构22。锁止机构22安装在锁体20的固定部，位于锁体20的活动部的运动方向上，从而使得锁体20的活动部的运动受到锁止机构22的影响，只有当锁止机构22收回时，锁体20的活动部才可正常运动实现开锁。如图3所示，电控装置21包括处理器210、功能按键211、传感器组件212、电源模块213和驱动模块214，处理器210即该电控装置21的中央处理单元，用于对来自各个功能模块的指令信号处理并输出，协调管理各个模块的功能；功能按键211的输出端与处理器210的输入端连接，功能按键211一方面既作为该安全锁的电源开关，用于启动电控装置21，另一方面还可兼具紧急开锁按钮的功能，比如，作业工人短按一下开关启动电源，持续长按开关可触发紧急开锁请求；传感器组件212的输出端与处理器210的输入端连接，传感器组件212可感知检测安全锁2的运动参数(比如大气压强、加速度、锁具的方向等)，根据这些运动参数，经过处理器210的分析处理，可得知安全锁2的工人的工作状态，比如根据加速度大小与锁具的方向可判断得知工人是处于升降或者静止状态；电源模块213的输出端与处理器210的输入端连接，电源模块213一方面为整个电控装置21供电，另一方面，其自带的电源管理芯片还可调节分配供给各个功能模块的电能；驱动模块214的输入端与处理器210的输出端连接，驱动模块214的输出端与锁止机构22连接，通过电控信号驱动锁止机构22运动，驱动模块214通常为与锁止机构22对应的驱动电路，其含有相应的驱动芯片，该驱动模块214可接收来自处理器210的电控信号，通过电控信号驱动与其连接的锁止机构22运动，若电控信号为开锁的信号，则锁止机构22收回，安全锁处于可打开状态，若电控信号为锁死的信号，则锁止机构22伸出，安全锁处于锁死状态。

本发明通过在传统的机械式的安全锁上集成电控装置和锁止机构，通过电控装置中的传感器监测高度的变化，可实现安全锁的锁死状态与可打开状态的自动切换，从而避免了作业工人擅自开锁脱掉安全绳的行为，提升了高空作业的安全性与可控性。

可选的，参照图2，所述锁止机构22包括电机220和推杆221；

所述电机220与所述推杆221通过传动机构连接，其中，所述传动机构为将圆周运动转换为直线运动的机构。

具体而言，如图2所示，锁止机构22包括电机220和推杆221。电机220与推杆221通过传动机构连接，其中，传动机构为将圆周运动转换为直线运动的机构。电机220为推杆221的直线伸缩运动提供驱动力，则电机220可与前述的驱动模块214连接在一起。通过传动机构的传动作用，可将电机220圆周运动转换为推杆221的直线伸缩运动，当推杆221伸出时，推杆221阻挡住安全锁活动部的运动，使安全锁处于锁死状态，当推杆221收回时，安全锁活动部的运动不受阻碍，安全锁处于可打开状态，

可选的，所述传动机构为曲柄滑块机构、丝杠螺母机构、齿轮齿条机构中任意一种。

具体而言，对于前述的传动机构可以为曲柄滑块机构、丝杠螺母机构、齿轮齿条机构中任意一种，技术人员可根据安全锁的实际结构设计及布置空间灵活选择其中任意一种。

可选的，所述传感器组件212包括加速度传感器、气压传感器和陀螺仪传感器，各个传感器与所述处理器210连接。

具体而言，前述的传感器组件212包括加速度传感器、气压传感器和陀螺仪传感器，各个传感器与所述处理器210连接。由于安全锁与安全绳配合使用，当安全绳运动时，安全锁随之运动，加速度传感器可监测安全锁运动的加速度；由于不同高度的大气压强不同，根据气压传感器监测到的气压变化，可得知安全锁所处的高度；陀螺仪传感器可对安全锁的方向进行检测，判断其方向是否发生变化，上述各个传感器均与处理器210连接，基于所获取到的参数，可以确定安全锁的工作状态，进而确定作业人员是否具有安全风险。

可选的，参照图4，所述电控装置21还包括信息指示模块215，所述信息指示模块215与所述处理器210连接。

具体而言，如图4所示，前述的电控装置21还包括信息指示模块215，该信息指示模块215与处理器210连接，信息指示模块215可以是一些声光显示器件(比如：蜂鸣器、LED等)。当安全锁的工作状态发生变化时，处理器210可将这样的变化信息通过信息指示模块215展示给作业人员，比如，作人员从安全高度上升到高空之后，LED灯可以持续闪烁，蜂鸣器可以周期性蜂鸣以提醒作业人员注意安全。当然，信息指示模块215还可兼具剩余电量指示功能，以提示用户安全锁低电量需要及时充电。

参照图5，所述电控装置21还包括移动端无线通信模块216，所述移动端无线通信模块216与所述处理器210连接。

具体而言，如图5所示，前述的电控装置21还包括移动端无线通信模块216，移动端无线通信模块216与处理器210连接。该移动端无线通信模块216可以为功耗较低较为省电的NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things，窄带物联网)通信模块，NB-IoT通信模块可接收来自处理器210的信息，发出无线信号传递信息，也可接收来自外部的信息传送给处理器210。

参照图6，本发明提供了一种安全锁控制系统，所述控制系统包括后台管理服务器3和如图5所给出的安全锁2；

所述后台管理服务器3设置有与所述移动端无线通信模块216对应的服务器端无线通信模块；

所述移动端无线通信模块216与所述服务器端无线通信模块通过无线网络双向通讯。

具体而言，如图6所示，本发明还提供了一种安全锁控制系统，该控制系统包括后台管理服务器3和如图5所给出的安全锁2，则相应的电控装置21中还包括移动端无线通信模块216，移动端无线通信模块216与处理器210连接。在后台管理服务器3设置有与移动端无线通信模块216对应的服务器端无线通信模块；移动端无线通信模块216与服务器端无线通信模块通过无线网络双向通讯。从而通过移动端无线通信模块216与服务器端无线通信模块的信息交互，可实现后台对安全锁工作状态的集中监控管理，并根据安全锁的请求向相应的安全锁下发开锁指令。

本发明通过在传统的机械式的安全锁上集成电控装置和锁止机构，通过电控装置中的传感器监测高度的变化，可实现安全锁的锁死状态与可打开状态的自动切换，从而避免了作业工人擅自开锁脱掉安全绳的行为，提升了高空作业的安全性与可控性，并且可通过无线通信模块实现安全锁与后台管理服务器之间的信息交互，可实现后台对安全锁工作状态的集中监控管理，并根据安全锁的请求向相应的安全锁下发开锁指令。

参照图7，本发明还提供了一种安全锁控制方法，应用于图2至图4所示的安全锁2，所述控制方法包括：

步骤S101，当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度超过预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于锁死状态；

对于图2至图4所示的安全锁2，其中所设置的传感器组件可以对安全锁高度进行监测，传感器将实时高度数据传递给处理器210，处理器210将实时高度数据与预设安全高度比较，一旦安全锁的高度超过预设安全高度时，处理器210可以向驱动模块214发送一驱动信号，触发锁止机构运动以使安全锁处于锁死状态，防止作业人员擅自打开安全锁。

步骤S102，当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于可打开状态。

对于图2至图4所示的安全锁2，其中所设置的传感器组件可以对安全锁高度进行监测，传感器将实时高度数据传递给处理器210，处理器210将实时高度数据与预设安全高度比较，一旦安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，处理器210可以向驱动模块214发送一驱动信号，触发锁止机构运动以使安全锁处于可打开状态，以便作业人员自主开锁。

参照图8，本发明还提供了另一种安全锁控制方法，应用于图6所示的安全锁控制系统，所述控制方法包括：

步骤S201，当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度超过预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于锁死状态，并将所述锁止机构的动作信息上报给所述后台管理服务器；

对于图6所示的安全锁2，其中所设置的传感器组件可以对安全锁高度进行监测，传感器将实时高度数据传递给处理器，处理器将实时高度数据与预设安全高度比较，一旦安全锁的高度超过预设安全高度时，处理器可以向驱动模块发送一驱动信号，触发锁止机构运动以使安全锁处于锁死状态，防止作业人员擅自打开安全锁，同时移动端无线通信模块可将锁止机构的动作信息上报给后台管理服务器。从而后台管理服务器可记录统计锁止机构的动作次数，可用于判断其是否达到报废寿命，确保安全性。

步骤S202，当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于可打开状态，并将所述锁止机构的动作信息上报给所述后台管理服务器；

对于图6所示的安全锁2，其中所设置的传感器组件可以对安全锁高度进行监测，传感器将实时高度数据传递给处理器，处理器将实时高度数据与预设安全高度比较，一旦安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，处理器可以向驱动模块发送一驱动信号，触发锁止机构运动以使安全锁处于可打开状态，以便作业人员自主开锁，同时移动端无线通信模块可将锁止机构的动作信息上报给后台管理服务器。从而后台管理服务器可记录统计锁止机构的动作次数，可用于判断其是否达到报废寿命，确保安全性。

步骤S203，当所述功能按键被触发后，所述处理器向所述移动端无线通信模块传递一触发信号；

由于本发明所提供的安全锁中还包括功能按键，该功能按键可承担紧急开锁功能，比如，在工人高空作业过程中，突发火灾、大风等需要紧急开锁避险的情况时，作业人员可通过触发功能按键，向处理器传递这样的信息，由处理器向移动端无线通信模块传递一触发信号，以便于向后台管理服务器传送，供后台管理人员进行甄别管理。

步骤S204，根据所述触发信号，所述移动端无线通信模块向所述后台管理服务器请求开锁指令；

当移动端无线通信模块收到触发信号之后，可根据该信号向后台管理服务器请求开锁指令，以实现后台远程开锁。

步骤S205，所述移动端无线通信模块根据接收到的所述开锁指令，通知所述处理器向所述驱动模块传递开锁控制指令；

后台管理人员可根据紧急情况是否属实决定是否向移动端无线通信模块下发开锁指令，当移动端无线通信模块接收开锁指令后，可通知处理器向驱动模块传递开锁控制指令以触发锁止机构的动作。

步骤S206，所述驱动模块根据所述开锁控制指令驱动所述锁止机构运动，以使所述安全锁处于可打开状态。

驱动模块根据来自于处理器的开锁控制指令驱动锁止机构运动，使锁止机构的位置状态发生变化，以使安全锁处于可打开状态，供作业人员自由开锁紧急避险。

本发明所提供的安全锁控制方法的有益效果可参照前述相应安全锁及安全锁控制系统的部分，对此不再赘述。对于上述方法实施例而言，由于其与安全锁及安全锁控制系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见安全锁及安全锁控制系统实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种安全锁，其特征在于，所述安全锁包括锁体、电控装置和锁止机构；

所述锁止机构安装在所述锁体的固定部，位于所述锁体的活动部的运动方向上；

所述电控装置包括处理器、功能按键、传感器组件、电源模块和驱动模块；所述功能按键的输出端与所述处理器的输入端连接；所述传感器组件的输出端与所述处理器的输入端连接；所述电源模块的输出端与所述处理器的输入端连接；所述驱动模块的输入端与所述处理器的输出端连接，所述驱动模块的输出端与所述锁止机构连接，通过电控信号驱动所述锁止机构运动。

2.根据权利要求1所述的安全锁，其特征在于，所述锁止机构包括电机和推杆；

所述电机与所述推杆通过传动机构连接，其中，所述传动机构为将圆周运动转换为直线运动的机构。

3.根据权利要求2所述的安全锁，其特征在于，

所述传动机构为曲柄滑块机构、丝杠螺母机构、齿轮齿条机构中任意一种。

4.根据权利要求1所述的安全锁，其特征在于，所述传感器组件包括加速度传感器、气压传感器和陀螺仪传感器，各个传感器与所述处理器连接。

5.根据权利要求1所述的安全锁，其特征在于，所述电控装置还包括信息指示模块，所述信息指示模块与所述处理器连接。

6.根据权利要求1所述的安全锁，其特征在于，所述电控装置还包括移动端无线通信模块，所述移动端无线通信模块与所述处理器连接。

7.一种安全锁控制系统，其特征在于，所述控制系统包括后台管理服务器和如权利要求6所述的安全锁；

所述后台管理服务器设置有与所述移动端无线通信模块对应的服务器端无线通信模块；

所述移动端无线通信模块与所述服务器端无线通信模块通过无线网络双向通讯。

8.一种安全锁控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的安全锁，所述控制方法包括：

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度超过预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于锁死状态；

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于可打开状态。

9.一种安全锁控制方法，其特征在于，应用于如权利要求7所述的安全锁控制系统，所述控制方法包括：

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度超过预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于锁死状态，并将所述锁止机构的动作信息上报给所述后台管理服务器；

当所述传感器组件监测到所述安全锁的高度小于或等于预设安全高度时，触发所述锁止机构运动以使所述安全锁处于可打开状态，并将所述锁止机构的动作信息上报给所述后台管理服务器；

当所述功能按键被触发后，所述处理器向所述移动端无线通信模块传递一触发信号；根据所述触发信号，所述移动端无线通信模块向所述后台管理服务器请求开锁指令；所述移动端无线通信模块根据接收到的所述开锁指令，通知所述处理器向所述驱动模块传递开锁控制指令；所述驱动模块根据所述开锁控制指令驱动所述锁止机构运动，以使所述安全锁处于可打开状态。