CN109908507A - 智能高空作业安全带 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种智能高空作业安全带，包括安全带本体、设置在安全带本体一端的可拆卸地与栓挂支撑物连接的栓挂扣、设置在安全带本体另一端的可拆卸地与腰带连接的腰带连接扣和高低位监测单元；所述高低位监测单元包括固定设置于安全带本体一侧且中空软管，所述软管平行于安全带本体且软管的长度尺寸与安全带本体的长度尺寸相等；所述软管内设置有若干结构和尺寸相同的滚珠；所述软管靠近腰带连接扣一端设置有压力传感器，用于感应滚珠施加的压力；本发明通过设置双重的安全带两端高低状态检测装置，保证精确检测安全带的使用情况，能够及时有效地提醒高空作业人员注意安全保障措施的正确实行，避免低挂高用，减少高空作业的安全事故。

Description

智能高空作业安全带

技术领域

本发明涉及高空作业安全带技术领域，具体涉及一种智能高空作业安全带。

背景技术

在施工现场高空作业中，如果未防护，防护不好或作业不当都可能发生人或物的坠落。根据近年来所发生在建筑业“三大伤害”(高处坠落、坍塌、物体打击)事故中，高处坠落事故的发生率最高、危险性极大。因此，减少和避免高处坠落事故的发生，是降低建筑业伤亡事故的关键。

安全带主要用于防止人体坠落的防护用品，凡在坠落高度基准面2m以上(含2m)的，按规定均需佩戴安全带，且安全带应栓挂牢固，防止摆动，并高挂低用。若安全带未栓挂牢固或低挂高用，一旦发生坠落，将增加冲击力，带来危险。但在实际施工作业中，存在大量的未系安全带或未正确使用安全带(主要为未高挂低用、未栓挂牢固等)情况，造成了高空坠落伤害事故居高不下。以往智能防坠落安全带并没有防止违规使用安全带(如低挂高用等)的作用，而违规使用安全带在高空坠落事故中占有相当大比例

因此，需要提出一种新的智能高空作业安全带。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能高空作业安全带，通过设置双重的安全带两端高低状态检测装置，保证精确检测安全带的使用情况，能够及时有效地提醒高空作业人员注意安全保障措施的正确实行，避免低挂高用，减少高空作业的安全事故。

本发明提供一种智能高空作业安全带，包括安全带本体、设置在安全带本体一端的可拆卸地与栓挂支撑物连接的栓挂扣、设置在安全带本体另一端的可拆卸地与腰带连接的腰带连接扣和高低位监测单元；

所述高低位监测单元包括固定设置于安全带本体一侧且中空软管，所述软管平行于安全带本体且软管的长度尺寸与安全带本体的长度尺寸相等；所述软管内设置有若干结构和尺寸相同的滚珠；所述软管靠近腰带连接扣一端设置有压力传感器，用于感应滚珠施加的压力；

还包括角度监测单元，所述角度监测单元包括长度可伸缩的橡皮绳和一端与橡皮绳一端固定连接的支撑块，所述支撑块的另一端与安全带本体靠近腰带连接扣一端铰接；所述橡皮绳的另一端与安全带本体靠近栓挂扣一端铰接；所述支撑块上固定设置有倾角传感器；所述倾角传感器，用于监测角度监测单元与水平方向的夹角；

还包括控制单元和报警单元；所述报警单元与控制单元连接；所述控制单元与压力传感器连接，用于接收压力传感器发送的滚珠压力信号；所述控制单元与倾角传感器连接，用于接收倾角传感器发送的倾角信号；

所述控制单元，用于根据滚珠压力信号和倾角信号判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端是否高于安全带本体靠近栓挂扣的一端，并根据判断结果向报警单元发送报警控制信号。

进一步，所述软管包括可弯曲金属外管和可弯曲的内管；所述金属外管同轴固定套接于内管外；所述滚珠设置于内管内；所述内管采用柔性材料制成。

进一步，所述金属外管由若干金属节扣相互连接而成，所述金属节扣左右两侧具有内翻边和外翻边，金属节扣之间通过内翻边和外翻边相互扣接。

进一步，在橡皮绳松弛状态下，所述角度监测单元的长度尺寸小于安全带本体长度尺寸的0.25倍。

进一步，所述滚珠直径尺寸小于内管的直径尺寸，且滚珠直径尺寸大于内管的半径尺寸。

进一步，所述软管内的所有滚珠的直径尺寸之和小于软管的长度尺寸。

进一步，所述软管内的所有滚珠的直径尺寸之和大于软管的长度尺寸与单个滚珠半径尺寸的差值。

进一步，控制单元根据接收滚珠压力信号和倾角信号，判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端是否高于安全带本体靠近栓挂扣的一端，并根据判断结果向报警单元发送报警控制信号，具体方法如下：

将滚珠压力信号与预先设置的压力阈值进行比较，将倾角信号与预先设置的倾角阈值进行比较：

若滚珠压力信号小于压力阈值和/或者倾角信号大于倾角阈值，则判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端高于安全带本体靠近栓挂扣一端，报警单元发送报警控制信号；

若滚珠压力信号大于或等于压力阈值，且倾斜角度信号小于或等于倾角阈值，则判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端不高于安全带本体靠近栓挂扣一端，不作处理。

进一步，所述压力阈值为0。

进一步，所述倾角阈值为0°。

本发明的有益效果：本发明通过设置双重的安全带两端高低状态检测装置，保证精确检测安全带的使用情况，能够及时有效地提醒高空作业人员注意安全保障措施的正确实行，避免低挂高用，减少高空作业的安全事故。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为控制单元、报警单元、压力传感器和倾角传感器的连接示意图；

图3为软管结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种智能高空作业安全带，包括安全带本体1、设置在安全带本体1一端的可拆卸地与栓挂支撑物连接的栓挂扣2、设置在安全带本体1另一端的可拆卸地与腰带连接的腰带连接扣3和高低位监测单元4；

所述高低位监测单元4包括固定设置于安全带本体1一侧且中空软管41，所述软管41平行于安全带本体1且软管41的长度尺寸与安全带本体1的长度尺寸相等；所述软管41内设置有若干结构和尺寸相同的滚珠42；所述软管41靠近腰带连接扣3一端设置有压力传感器43，用于感应滚珠42施加的压力；软管41可随安全带本体1的弯曲而弯曲，保持与安全带本体1相同的形态，当安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端低于安全带本体1靠近栓挂扣2的一端时，软管41中的滚珠42在重力的重力下往安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端滑动，挤压压力传感器43，安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端与安全带本体1靠近栓挂扣2的一端的高差越大，压力传感器43感应到的压力越大。图1中软管为剖视图。

还包括角度监测单元5，所述角度监测单元5包括长度可伸缩的橡皮绳51和一端与橡皮绳51一端固定连接的支撑块52，所述支撑块52的另一端与安全带本体1靠近腰带连接扣3一端铰接；所述橡皮绳51的另一端与安全带本体1靠近栓挂扣2一端铰接；所述支撑块52上固定设置有倾角传感器53；所述倾角传感器53，用于监测角度监测单元5与水平方向的夹角；在使用时，角度监测单元5处于绷直状态，用于度量安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端与高于安全带本体1靠近栓挂扣2的一端连线的倾斜角度(连线与水平方向的夹角)，根据倾斜角度可以判断安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端与高于安全带本体1靠近栓挂扣2孰高孰低，从而监测安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端是否高于安全带本体1靠近栓挂扣2的一端。设置支撑块52随橡皮绳51的转动角度而转动，由于支撑块52是刚性，保证了倾角传感器53检测角度时，是监测的直线角度，提高了检测的准确性。所述水平方向是指地平面方向。

如图2所示，还包括控制单元和报警单元；所述报警单元与控制单元连接；所述控制单元与压力传感器43连接，用于接收压力传感器43发送的滚珠42压力信号；所述控制单元与倾角传感器53连接，用于接收倾角传感器53发送的倾角信号；所述报警单元采用蜂鸣器，将蜂鸣器设置在安全带本体1靠近栓挂扣2的一端，在此不对报警单元具体设置的位置进行限定。控制单元采用现有处理器，例如：控制器芯片或者单片机等，在此不赘述。此外，还包括供电单元，例如蓄电池，为压力传感器43、控制单元、倾角传感器53和报警单元供电。

所述控制单元，用于根据滚珠42压力信号和倾角信号判断安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端是否高于安全带本体1靠近栓挂扣2的一端，并根据判断结果向报警单元发送报警控制信号。通过上述结构，保证精确检测安全带本体1的使用情况，能够及时有效地提醒高空作业人员注意安全保障措施的正确实行，避免低挂高用，减少高空作业的安全事故。

如图3所示，所述软管41包括可弯曲金属外管411和可弯曲的内管412；所述金属外管411同轴固定套接于内管412外；所述滚珠42设置于内管412内；所述内管412采用柔性材料制成。所述内管412随着金属外管411弯曲而弯曲，保证了高空作业人员在使用安全带本体1能改变高空作业的操作方向。

所述金属外管411由若干金属节扣4111相互连接而成，所述金属节扣4111左右两侧具有内翻边和外翻边，金属节扣4111之间通过内翻边和外翻边相互扣接。收缩或拉伸时的相邻金属节扣4111的节距值设定为金属外管411直径的0.2～0.3倍，金属节扣4111之间通过内翻边和外翻边相互扣接，相互扣接的内翻边和外翻边的长度为金属外管411直径的0.08～0.09倍。所述内管412随着金属外管411弯曲而弯曲，上述的金属外管411结构保证了软件能够弯曲，但不会弯折，保证了滚珠42能在安全带本体1两端的高差在重力的作用下，向安全带本体1高度更低的一端顺利滑动。

进一步，在橡皮绳51松弛状态下，所述角度监测单元5的长度尺寸小于安全带本体1长度尺寸的0.25倍，保证高空作业时，角度监测单元5始终处于绷直状态，进一步保证倾角传感器53监测的始终是安全带本体1两端连线(直线)与水平方向的夹角，所述安全带本体1靠近栓挂扣2一端高于安全带本体1靠近腰带连接扣3一端，则倾角传感器53监测到的倾角大于0°，此时，安全带本体1处于正常使用状态；所述安全带本体1靠近栓挂扣2一端低于或等于安全带本体1靠近腰带连接扣3一端，则倾角传感器53监测到的倾角小于0°或等于0°，此时，安全带本体1处于“低挂高用”或者安全带本体1两端高度相等的使用状态。

所述滚珠42直径尺寸小于内管412的直径尺寸，且滚珠42直径尺寸大于内管412的半径尺寸。上述结构，保证了在软管41内滚珠42相互之间不能越过，滚珠42始终按相同的顺序在软管41中滑动，避免了滚珠42相互之间越过，将内管412内的滑动通道阻塞，保证了滚珠42在安全带本体1两端存在高差的情况下，在重力的作用下，在软件内滑动。

所述软管41内的所有滚珠42的直径尺寸之和小于软管41的长度尺寸。

所述软管41内的所有滚珠42的直径尺寸之和大于软管41的长度尺寸与单个滚珠42半径尺寸的差值。上述结构，保证了滚珠42在重力作用下滑动的路径短，能在最快的时间到达压力传感器43向其施压，及时向高空作业人员发出警报，且避免了滚珠42晃动造成了高低位监测单元4的损伤，延长了智能高空作业安全带的使用寿命。

控制单元根据接收滚珠42压力信号和倾角信号，判断安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端是否高于安全带本体1靠近栓挂扣2的一端，并根据判断结果向报警单元发送报警控制信号，具体方法如下：

将滚珠42压力信号与预先设置的压力阈值进行比较，将倾角信号与预先设置的倾角阈值进行比较：

若滚珠42压力信号小于压力阈值和/或者倾角信号小于倾角阈值，则判断安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端高于安全带本体1靠近栓挂扣2一端，报警单元发送报警控制信号；

若滚珠42压力信号大于或等于压力阈值，且倾斜角度信号大于或等于倾角阈值，则判断安全带本体1靠近腰带连接扣3的一端不高于安全带本体1靠近栓挂扣2一端，不作处理。通过高低位监测单元4和角度监测单元5的双重监测，对安全带本体1两端的高差进行双重判断，保证了其中一种监测单元的失灵的情况下，另一种监测单元能够补充监测，提高了整个智能高空作业安全带监测安全带本体1“低挂高用”现象的灵敏度和准确性，进一步，确保了高空作业人员能“高挂低用”的正确使用安全带本体1，减小或避免高空作业安全事故。

所述压力阈值为0。当压力传感器43检测到的压力信号为0时，滚珠42不接触压力传感器43，或接触压力传感器43但不给压力传感器43失压，此时，滚珠42主要是向安全带本体1靠近栓挂扣2的一端滑动或者安全带本体1两端高度相等，处于“高挂低用”或者安全带本体1两端等高的状态。

所述倾角阈值为0°。当倾角传感器53监测到的倾角为0°时，安全带本体1两端高度相等，当倾角小于0°，则安全带本体1靠近栓挂扣2一端低于靠近腰带连接扣3一端，处于“低挂高用”的使用状态，当倾角大于0°，则安全带本体1靠近栓挂扣2一端高于靠近腰带连接扣3一端，处于“高挂低用”的使用状态。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种智能高空作业安全带，其特征在于：包括安全带本体、设置在安全带本体一端的可拆卸地与栓挂支撑物连接的栓挂扣、设置在安全带本体另一端的可拆卸地与腰带连接的腰带连接扣和高低位监测单元；

所述高低位监测单元包括固定设置于安全带本体一侧且中空软管，所述软管平行于安全带本体且软管的长度尺寸与安全带本体的长度尺寸相等；所述软管内设置有若干结构和尺寸相同的滚珠；所述软管靠近腰带连接扣一端设置有压力传感器，用于感应滚珠施加的压力；

还包括角度监测单元，所述角度监测单元包括长度可伸缩的橡皮绳和一端与橡皮绳一端固定连接的支撑块，所述支撑块的另一端与安全带本体靠近腰带连接扣一端铰接；所述橡皮绳的另一端与安全带本体靠近栓挂扣一端铰接；所述支撑块上固定设置有倾角传感器；所述倾角传感器，用于监测角度监测单元与水平方向的夹角；

还包括控制单元和报警单元；所述报警单元与控制单元连接；所述控制单元与压力传感器连接，用于接收压力传感器发送的滚珠压力信号；所述控制单元与倾角传感器连接，用于接收倾角传感器发送的倾角信号；

所述控制单元，用于根据滚珠压力信号和倾角信号判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端是否高于安全带本体靠近栓挂扣的一端，并根据判断结果向报警单元发送报警控制信号。

2.根据权利要求1所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述软管包括可弯曲金属外管和可弯曲的内管；所述金属外管同轴固定套接于内管外；所述滚珠设置于内管内；所述内管采用柔性材料制成。

3.根据权利要求2所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述金属外管由若干金属节扣相互连接而成，所述金属节扣左右两侧具有内翻边和外翻边，金属节扣之间通过内翻边和外翻边相互扣接。

4.根据权利要求3所述智能高空作业安全带，其特征在于：在橡皮绳松弛状态下，所述角度监测单元的长度尺寸小于安全带本体长度尺寸的0.25倍。

5.根据权利要求1所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述滚珠直径尺寸小于内管的直径尺寸，且滚珠直径尺寸大于内管的半径尺寸。

6.根据权利要求5所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述软管内的所有滚珠的直径尺寸之和小于软管的长度尺寸。

7.根据权利要求6所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述软管内的所有滚珠的直径尺寸之和大于软管的长度尺寸与单个滚珠半径尺寸的差值。

8.根据权利要求7所述智能高空作业安全带，其特征在于：控制单元根据接收滚珠压力信号和倾角信号，判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端是否高于安全带本体靠近栓挂扣的一端，并根据判断结果向报警单元发送报警控制信号，具体方法如下：

将滚珠压力信号与预先设置的压力阈值进行比较，将倾角信号与预先设置的倾角阈值进行比较：

若滚珠压力信号小于压力阈值和/或者倾角信号大于倾角阈值，则判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端高于安全带本体靠近栓挂扣一端，报警单元发送报警控制信号；

若滚珠压力信号大于或等于压力阈值，且倾斜角度信号小于或等于倾角阈值，则判断安全带本体靠近腰带连接扣的一端不高于安全带本体靠近栓挂扣一端，不作处理。

9.根据权利要求8所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述压力阈值为0。

10.根据权利要求8所述智能高空作业安全带，其特征在于：所述倾角阈值为0°。