CN110390847B - 远程学习安全回缩系索 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“远程学习安全回缩系索”。本发明公开了涉及机械地耦合到边界标测表面上的固定锚定点的远程学习安全回缩装置(DLSRD)的设备和相关方法，DLSRD包括与承载在使用者身上的发射器可操作地通信的两个接收器。在一个示例性示例中，DLSRD可以确定联接到使用者的系索与两个接收器之间的竖直平面之间的角度。DLSRD可以包括例如检测系索的提取长度的提取检测器。例如，DLSRD可以基于系索的当前提取长度和与系索的当前角度相关联的学习提取长度的差值来确定使用者与安全操作区域边界的接近度。各种DLSRD可被配置为在运行模式中将制动效果施加到系索并且/或者基于使用者与边界的接近度来激活警告装置。

Description

远程学习安全回缩系索
技术领域
各种实施方案整体涉及个人防护设备。
背景技术
在世界范围内，每个人为了生存而从事着各种工作。许多工作包括从轻微割伤和擦伤到更严重危险(诸如生命损失)的各种危险。在一些示例中，高速公路建筑工人可能与飞驰的汽车擦肩而过。焊工可能受到可能导致眼睛损伤的强光照射。建筑工人可能被坠落的物体砸到。在一些示例中，垃圾和回收收集人员可能会接触到磨蚀性、尖锐或腐蚀性废物。
在危险环境中，工人可能穿戴个人防护设备(PPE)。PPE可以保护工人免受各种危险的有害影响。例如，高速公路建筑工人可以穿着颜色鲜艳的背心，以便驾车人士高度可见。焊工可以佩戴带有保护性滤光镜片的面罩，以滤除焊接电弧破坏光的影响。在建筑业中，工人可以佩戴各种头盔(诸如安全帽)以免被掉落的物体砸到。在一些情况下，系索可以在各种类型的自回缩装置(SRD)中实现。
发明内容
设备和相关方法涉及机械地耦合到边界标测表面上的固定锚定点的远程学习安全回缩系统(DLSRS)，DLSRS包括与承载在使用者身上的发射器可操作地通信的两个接收器。在一个示例性示例中，DLSRS可以确定联接到使用者的系索与两个接收器之间的竖直平面之间的角度。DLSRS可以包括例如检测系索的提取长度的提取检测器。例如，DLSRS可被配置为在学习模式中在使用者走过边界标测表面的边界时存储提取长度和角度的一组关联。
设备和相关方法涉及机械地耦合到边界标测表面上的固定锚定点的远程学习安全回缩系统(DLSRS)，DLSRS包括与承载在使用者身上的发射器可操作地通信的两个接收器。在一个示例性示例中，DLSRS可以确定联接到使用者的系索与两个接收器之间的竖直平面之间的角度。DLSRS可以包括例如检测系索的提取长度的提取检测器。例如，DLSRS可以基于系索的当前提取长度和与系索的当前角度相关联的学习提取长度的差值来确定使用者与安全操作区域边界的接近度。各种DLSRS可以被配置为在运行模式中将制动效果施加到系索并且/或者基于使用者与边界的接近度来激活警告装置。
各种实施方案可实现一个或多个优点。例如，一些DLSRS可以基于安全操作区域的学习周边来检测预坠落状况，并且可以提供对进一步系索提取的阻力。一些DLSRS可以在产生制动效果之前向系索提供各种触觉反馈，以警告使用者接近潜在危险区域。一些DLSRS可以与牵索和横向传感器组合以扩大受保护工地的区域。一些DLSRS可以在工地和工地之间运输，并且可被重新配置以学习新的保护区域。
各种实施方案的细节在附图和以下说明书中阐述。其他特征和优点将根据说明书和附图以及根据权利要求书而显而易见。
附图说明
图1示出了附接到沿着屋顶的边缘行走的工人的示例性远程学习安全回缩系统(DLSRS)的透视图，DLSRS在学习模式期间学习到屋顶边缘的距离，并且在运行模式期间抵抗附加的系索提取。
图2示出了距锚定点的三个示例性距离的平面图，每个距离与相对于与一对接收器等距的水平轴的唯一角度相关联。
图3示出了附接到朝向屋顶的边缘行走的工人的示例性远程学习安全回缩装置(DLSRD)的透视图，DLSRD沿着牵索平移以延伸横向范围。
图4示出了从横向平移锚定点沿牵索的六个示例性距离的平面图，每个距离与独特角度和独特横向平移长度相关联。
图5示出了示例性DLSRS的框图视图。
图6示出了示例性DLSRD过程的流程图视图。
图7A示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的线性函数700A的示例性制动效果的曲线图。
图7B示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的指数函数的示例性制动效果的曲线图。
图7C示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的分段线性函数的示例性制动效果的曲线图。
图7D示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的阶梯函数的示例性制动效果的曲线图。
各附图中的类似的参考符号表示类似的元件。
具体实施方式
为了帮助理解，本文档的组织如下。首先，参考图1至图4简要介绍静止锚定点和横向平移锚定点处的示例性远程学习安全回缩系统(DLSRS)。其次，参考图5，转而讨论示出电耦合和机械地耦合关系的示例性DLSRS的框图。接下来，参考图6，讨论示出控制示例性DLSRS的方法的流程图。最后，参考图7A、图7B、图7C和图7D，呈现了各种示例性制动效果函数。
图1示出了附接到沿着屋顶的边缘行走的工人的示例性远程学习安全回缩系统(DLSRS)的透视图，系统在学习模式期间学习到屋顶边缘的距离，并且在运行模式期间抵抗附加的系索提取。在所示的示例中，远程学习安全回缩系统(DLSRS)100包括远程学习安全回缩装置(DLSRD)105。DLSRD 105机械地耦合到屋顶锚定件110。DLSRS 100包括邻近屋顶锚定件110的一对接收器115A和115B。在一些实施方案中，该对接收器115A和115B可以机械地耦合到屋顶锚定件110。该对接收器115A和115B是空间上独立的并接收无线信号120。无线信号120由发射器125生成。DLSRS 100包括发射器125。安全系索130的近侧端部联接到DLSRD 105。屋顶工人135联接到安全系索130的远侧端部。发射器125邻近屋顶工人135。在该示例性配置中，发射器125从屋顶工人135的位置发射无线信号120。安全系索130可以联接到卷绕卷轴并且缠绕在卷绕卷轴上，该卷绕卷轴能够可旋转地联接到DLSRD 105。在一些具体实施中，DLSRD 105可以确定安全系索130与同该对接收器115A和115B等距的竖直平面之间的角度θ。DLSRD 105可以接合制动器以基于所学的安全操作区域的周边抵抗对安全系索130的附加的提取。DLSRD 105可以接收表示与先前通过将发射器定位在沿着表面的边界的多个位置处确定的角度相关联的一个或多个存储的提取长度的信息。DLSRD 105可以根据使用者与安全操作区域边界的接近度生成制动信号。
在各种具体实施中，发射器125可以是超声发生器，并且接收器115A和115B可以是例如超声麦克风。在各种具体实施中，发射器125可以是电磁(EM)发生器，并且接收器115A和115B可以包括电耦合到EM检测电路的EM天线。例如，EM无线系统，诸如射频(RF)发射器和RF接收器，可以有利地在刮风和/或下雨的环境条件下提供准确的结果。在各种具体实施中，发射器125可以是光学发生器，并且接收器115A和115B可以包括电耦合到检测电路的光学传感器。例如，光学无线系统，诸如激光发射器和激光接收器，可以有利地在EM污染环境中提供准确的结果。
在一些具体实施中，如果屋顶工人135从屋顶坠落，则可以检测到从DLSRD 105拉出的安全绳的快速增加并且可以接合制动机构。DLSRD的各种示例可以允许对应于各种工作平台的边界标测的校准(例如，学习、训练)。DLSRD可以通过测量从DLSRD延伸的线缆的长度并通过确定工人相对于延伸穿过锚定点(诸如屋顶锚定点110)的固定轴所形成的角度来确定工人(诸如屋顶工人135)的位置。DLSRD 105可以包括制动器，当屋顶工人135接近工作平台的边缘(诸如屋顶边缘)时，该制动器可以越来越多地应用以有利地增加安全系索130上的曳力。
图2示出了距锚定点的三个示例性距离的平面图，每个距离与相对于与一对接收器等距的水平轴的唯一角度相关联。屋顶200包括坠落防护锚定点205。锚定点205固定地耦合到屋顶200。一对接收器210A和210B相对于锚定点205处于固定的空间关系。水平轴215与该对接收器210A和210B等距并且穿过锚定点205。该对接收器210A和210B可操作以接收来自发射器220的无线信号。在各种具体实施中，该对接收器210A和210B可以响应于接收到无线信号来产生一对基带信号。当针对基带信号的时间内容进行处理时，该对基带信号可以指示角度θ1。角度θ1形成于起始于锚定点205并且遵循水平轴215的第一射线和起始于锚定点205并且指向发射器220的第二射线之间。
承载发射器220的使用者可以拴系到远程学习安全回缩系统(DLSRS)。DLSRS可以包括机械地耦合到锚定点205的远程学习安全回缩装置(DLSRD)。使用者可定位于距锚定点205的距离d1处。DLSRD可以包括控制器。控制器能够可操作以接收来自该对接收器210A和210B的该对基带信号以确定角度θ。可以从DLSRD提取系索的提取长度。控制器能够可操作以接收指示从提取长度传感器的提取长度的提取长度信号以确定距离d。例如，在角度θ1处，控制器可以确定距离d1。在角度θ2处，控制器可以确定距离d2。最后，在角度θ3处，控制器可以确定距离d3。在各种示例性具体实施中，控制器可以从各种位置检测器接收位置距离，诸如d1、d2和d3。
在学习模式中，当使用者沿着屋顶边缘225行走时，控制器可以确定角度θ和距离d。该角度可以例如通过使用射频(RF)发射器和RF接收器的到达角方法来确定。控制器可以将距离d和角度θ存储在存储器阵列中。所存储的阵列可以表示学习边界。因此，控制器可以有利地在学习模式中学习任意边界。
在一些示例中，DLSRS可以有利地重新学习边界，例如，当DLSRS被重定位时。在一些实施方案中，每当DLSRS检测到重定位时，DLSRS可以强制进入学习模式。例如，无论何时控制器的电源关闭时，DLSRS都可以检测重定位。在一些具体实施中，DLSRS可以包括锚附接机构中的电子开关，使得当附接机构打开时，DLSRS可以检测重定位。当DLSRS检测到重定位时，DLSRS可以施加制动来警示使用者需要重新学习保护边界并防止意外使用。例如，可以施加制动直到使用者按下学习按钮。在一些具体实施中，当DLSRS检测到重定位时，DLSRS可以产生听觉警告、视觉警告和/或触觉警告，以警示使用者需要重新学习保护边界。
在示例性示例中，其中发射器220可以是超声发生器，并且该对接收器210A和210B可以是超声麦克风，例如，到达两个麦克风的超声信号的时间差δt(Δt)可以描述为：
cδt＝L sinθ
其中c是声速，并且L是两个超声麦克风之间的距离(三角测量基线)。因此，处理器可以使用以下公式来确定到达角θ：
θ＝sin-1(cδt/L)
在所示配置中，当安全系索的远侧端部追踪屋顶边缘225时，到达角θ变化。此外，当安全系索的远侧端部追踪屋顶边缘225时，距离d变化。因此，屋顶边缘225的边缘距离dE可以是到达角θ的函数：
dE＝f(θ)
在学习模式中，安全系索的远侧端部可以追踪屋顶边缘225。处理器可记录多个到达角θ(例如θ2)的边缘距离dE(例如d2)。多个到达角θ的边缘距离dE的这种关联可以表征屋顶边缘的形状和/或边界。
在运行模式中，通过从学习模式到位的屋顶边缘特征，使用者可以随意地在屋顶的边界行走，同时处理器连续地检查从例如提取长度传感器接收的到达角θ和当前距离d。
在各种示例中，DLSRS可以包括制动器。制动器可以由控制器控制。如果控制器确定边缘距离和当前距离之间的差值小于预定余量，则控制器可以施加制动。制动器的强度可以是边缘距离和当前距离之间的差值的预定函数。在各种示例中，边缘距离和当前距离之间的差值可以是接近度。
图3示出了附接到朝向屋顶的边缘行走的工人的示例性远程学习安全回缩装置(DLSRD)的透视图，DLSRD沿着牵索平移以延伸横向范围。屋顶工地300包括屋顶维护工人305。发射器310联接到屋顶维护工人305的背部。屋顶维护工人305可拴系地联接到远侧端部处的系索315。系索315在近侧端部上联接到DLSRD 320。例如，DLSRD 320以可平移的关系机械地耦合到牵索325。牵索325固定地耦合到一对锚定柱330A和330B。锚定柱330A和330B固定地耦合到屋顶335。锚定柱330A和330B中的每个锚定柱分别例如在顶部端部处联接到一个或多个横向信标340。在一些示例中，一个锚定柱可以联接到一个信标。在一些示例中，每个柱可以联接到一个信标。
DLSRD 320可操作以通过检测该DLSRD与横向信标340的距离来感测该DLSRD沿牵索325的位置。在一些示例中，横向信标340可以是由DLSRD 320接收的光束。在一些示例中，光束可以由DLSRD 320发起，并且可以瞄准可以是回射器的横向信标340。在一些示例中，横向信标340可以发射无线信号，诸如超声波或射频电磁波。因此，DLSRD 320可以被配置为接收一个或多个信号并确定该DLSRD与横向信标340的距离。DLSRD 320可以接收表示与先前通过将发射器定位在沿着表面的边界的多个位置处确定的角度相关联的一个或多个存储的提取长度的信息。DLSRD 320可以根据使用者与安全操作区域边界的接近度生成制动信号。
在各种示例中，当DLSRD 320可以处于锚定柱330A和330B之间的中间位置时，包括在DLSRD 320中的控制器可以假设系索315相对于牵索325的角度是90度。当DLSRD 320处于牵索325的极限处时(例如，在锚定柱330A或330B中的一个锚定柱处)，DLSRD 320可以确定系索315的角度。被配置为沿牵索325平移的DLSRD 320可以有利地增大工人的跌倒防护区域。
图4示出了从横向平移锚定点沿牵索的六个示例性距离的平面图，每个距离与特定角度和特定横向平移长度相关联。示例性DLSRS功能描绘400包括示例性DLSRD位置点405。示例性DLSRD位置点405可以描绘沿着牵索410平移的DLSRD(诸如DLSRD 320(图3))的横向位置。牵索410由两个横向锚定杆415A和415B支撑。横向平移长度L1可以由DLSRS结合横向信标(例如，如参考图3所述的横向信标340)确定。DLSRS可以确定沿着牵索410的从各个DLSRD位置点的距离d(例如，d2、d3、d4、d5)。因此，DLSRS可通过保存与相应DLSRD位置点相关联的距离d来学习屋顶边缘420。
当DLSRD处于沿着牵索410行进的极限时，诸如在锚定柱415A或415B中的一个锚定柱处，可以如参考图2所讨论的那样确定角度。因此，DLSRS可通过保存距离d(例如d6)与沿着牵索410的相关联的DLSRD位置点L(例如L1)，和相关联的角度θ(例如θ2)结合来学习屋顶边缘420。屋顶边缘420可以是受保护的周边。被配置为沿牵索410平移的DLSRD可以有利地增大使用者的坠落防护周边。
图5示出了示例性DLSRS的框图视图。DLSRS包括DLSRD。DLSRD包括DLSRD控制器500。DLSRD控制器500包括处理器505。处理器505可操作地耦合到接收器510和接收器515。接收器(510,515)可操作以接收来自发射器520的信号。处理器505可以执行角度确定引擎525的预编程指令，以基于接收器510接收信号与接收器515接收信号之间的时间来确定发射器520的角度位置。
处理器505可操作地耦合到提取长度检测器530。提取长度检测器530可操作以产生DLSRD卷轴535的编码提取长度。处理器505可以从编码提取长度确定DLSRD卷轴535的提取长度。
处理器505可操作地耦合到非易失性随机存取存储器(NVRAM)540。NVRAM 540包括程序存储器545。程序存储器545包括由处理器505执行的预编程指令。预编程指令包括角度确定引擎525、学习模式550和运行模式555。由处理器505确定的DLSRD的角度位置值和相关联的提取长度值可以在学习模式550中配对并存储在NVRAM 540中。处理器505耦接到随机存取存储器(RAM)560。处理器505可以采用RAM 560进行一般执行和计算。
处理器505可操作地耦合到制动器接口565。制动器接口565可操作以致动制动器570。当处理器505确定与当前角度相关联的当前提取长度在与当前角度相关联的存储的提取长度的预定范围内时，制动器570可操作以限制DLSRD卷轴535在运行模式555中的旋转。
处理器505可操作地耦合到听觉换能器575。在各种具体实施中，处理器505可以例如在制动器570激活时激活听觉换能器575。在一些示例中，听觉换能器575可以产生唯一音调以指示进入学习模式550和/或运行模式555。处理器505可操作地耦合到视觉换能器580。在一些具体实施中，视觉换能器580可以包括一个或多个灯(例如LED)。处理器505可例如致动一个或多个视觉换能器580以指示DLSRD控制器500何时处于学习模式550和/或运行模式555。处理器505可操作地耦合到触觉换能器585。在一些具体实施中，触觉换能器585可以包括振动模块。处理器505可激活触觉换能器585以将振动转换到系索上，例如，以指示使用者何时接近和/或处于学习边界处。触觉换能器585可以产生触觉反馈。例如，当使用者越来越接近学习边界时，触觉反馈可变得更加强烈。例如，触觉反馈特征部可以有利地向可能听力受损或者可能在声音嘈杂和/或刮风的环境中工作的使用者发出警告。在各种具体实施中，触觉反馈可以包括脉冲编码消息。例如，对于在公共工地中工作的一组使用者，工头可以接收独特的触觉脉冲编码消息，该消息可以指示工头的团队中的一人正在接近不安全边界。DLSRD控制器500可以接收表示与先前通过将发射器定位在沿着表面的边界的多个位置处确定的角度相关联的一个或多个存储的提取长度的信息。DLSRD控制器500可以根据使用者与安全操作区域边界的接近度生成制动信号。
图6示出了示例性DLSRD过程的流程图视图。DLSRD过程流程图600在过程步骤605处开始。在过程步骤605处，启动学习模式。在学习模式中，使用者可例如走到屋顶的任意边缘。使用者可被栓系在系索的远侧端部并且可以佩戴发射器。拴系件可以在近侧端部处固定地耦合到DLSRD，该DLSRD在距屋顶的边缘固定距离处锚定到屋顶。图6中所示的左侧过程将从DLSRD系索的提取长度的值存储到由水平平面中的固定轴确定的角度编索引的存储器阵列。这样，DLSRD可以学习屋顶的任意边缘的空间位置。
在过程步骤605处，DLSRD从接收器1和接收器2接收时间差分信号(源自发射器)。接着，在过程步骤610处，DLSRD将学习模式角度确定为所接收的时间差分信号的预定函数。接着，在过程步骤615处，DLSRD从耦接到系索卷轴的距离编码器接收学习提取长度。接着，在过程步骤620处，DLSRD将学习提取长度存储到由学习角度编索引的学习距离存储器阵列625中。接着，在过程步骤630处，DLSRD确定学习模式的完成状态。如果学习模式未完成，则返回到过程步骤605。如果学习模式完成，则执行过程步骤635，该过程步骤启动运行模式。在各种示例中，完成状态可以由使用者指示。例如，使用者可以急剧地拉扯系索以向DLSRD指示学习完成。DLSRD可例如通过向使用者发送听觉信号来确认拉扯。在一些示例中，使用者可以选择DLSRD上的按钮以指示学习模式的终止。在一些示例中，当例如DLSRD确定使用者已经走进比当前正在学习的边界更近的位置时，DLSRD可以确定学习模式的结束。
在运行模式中，使用者可以在锚定到屋顶的DLSRD和屋顶的边缘之间任意移动。如在学习模式中，使用者可以被栓系在系索的远侧端部并且可以佩戴发射器。拴系件可以在近侧端部处固定地耦合到DLSRD，该DLSRD在距屋顶的边缘固定距离处锚定到屋顶。图6中所示的右侧过程从由水平平面中的固定轴的当前运行模式角度编索引的存储器阵列检索来自DLSRD的学习系索的提取长度。DLSRD将检索到的当前运行模式角度的学习提取长度与当前运行模式提取长度进行比较。可以根据比较结果来控制制动力强度。DLSRD可以响应于使用者与屋顶的边缘的贴近度来控制制动器的制动力。
在过程步骤635处，DLSRD从接收器1和接收器2接收时间差分信号(源自发射器)。接着，在过程步骤640处，DLSRD将运行模式角度确定为所接收的时间差分信号的预定函数。接着，在过程步骤645处，DLSRD从系索卷轴接收运行模式提取长度。接着，在过程步骤650处，DLSRD从由所确定的运行模式角度编索引的学习距离存储器阵列625检索学习提取距离。接着，在过程步骤655处，如果运行模式提取长度与特定运行模式角度的检索到的学习距离之间的差值大于预定阈值，则继续执行过程步骤660，在该步骤中DLSRD施加制动并且/或者发出警告。可以根据所确定的差值来控制制动力强度。
图7A示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的线性函数700A的示例性制动效果的曲线图。线性函数700A可以由各种控制器使用，以根据使用者与安全操作区域边界的接近度来产生制动信号。
图7B示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的指数函数700B的示例性制动效果的曲线图。指数函数700B可以由各种控制器使用，以根据使用者与安全操作区域边界的接近度来产生制动信号。
图7C示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的分段线性函数700C的示例性制动效果的曲线图。分段线性函数700C可以由各种控制器使用，以根据使用者与安全操作区域边界的接近度来产生制动信号。
图7D示出了作为使用者与边界标测表面的边界的接近度的阶梯函数700D的示例性制动效果的曲线图。阶梯函数700D可以由各种控制器使用，以根据使用者与安全操作区域边界的接近度来产生制动信号。
虽然已参考附图描述了各种实施方案，但其他实施方案也是可能的。例如，安全系索模块(SLM)可机械地耦合到待边界标测的表面上的固定锚定点，SLM可以包括两个接收器，该两个接收器与由使用者穿戴的个人保护设备(PPE)制品上承载的发射器可操作地通信，SLM可被配置为在学习模式中在使用者走过待边界标测的表面的边界时存储提取长度和角度的一组关联。SLM可被配置为在运行模式中基于使用者与边界标测表面的边界的接近度将制动效果应用于系索，该接近度基于系索的当前提取长度和与系索的当前角度相关联的学习提取长度的差值来确定。在该角度处的提取长度可以表示安全操作区域的边界极限。
在各种示例中，制动器可以包括棘爪机构。当积极地接合时，棘爪机构可以停止从SLM卷轴进一步提取系索。例如，各种棘爪机构可以将SLM卷轴放置成与SLM壳体锁定接合。因此，各种DLSRD控制器可以根据使用者与安全操作区域边界的接近度产生与棘爪机构接合的制动信号。在各种示例中，棘爪机构可以单独使用或与可变制动机构组合使用。
在各种实施方案中，DLSRS可以在没有系索的情况下进行操作。DLSRS可以包括无线距离传感器，例如，激光使能距离测量。在穿过保护区域可能不危及生命的部署中，例如，在水箱前面的行动者和/或演示者，发射器可以包括触觉反馈。例如，当演示者在露天看台上对观众讲话时，他/她可能不会意识到站在水的边缘。发射器可以响应于演示者与水的边缘的贴近度产生触觉振动。
在各种示例中，角度可以由3D加速度计感测。例如，各种DLSRD可以响应于系索角度倾斜。通过移除接收器，3D加速度计可以有利地减小各种DLSRD部署的总体尺寸。3D加速度计可以有利地移除发射器，诸如发射器220。在各种具体实施中，DLSRD可以包括倾斜仪。
预坠落检测系统诸如DLSRS可以包括连接到锚定件的自回缩救生索，以用于保护工人免于从例如危险高度坠落。该系统可以包括电子控制模块，该电子控制模块例如可确定工人在平台上的位置。如果工人即将面临从平台的边缘坠落的危险，则可以激活制动机构以避免坠落。制动机构可以开始预制动(例如，部分地接合)，以提供增加的阻力水平，但仍允许工人在平台边缘附近工作时受益于DLSRD安全线的全部范围。如果工人从平台坠落，则可以通过DLSRD检测到被拉出的安全线的快速增加，并且可以完全接合制动机构。
在各种示例性具体实施中，控制器可以从各种检测器接收位置距离。在一些示例中，高度传感器可以确定距离。例如，可以对上升到危险区域的梯子上的工人进行距离监测，以确定与吊扇的接近度。在一些示例中，工人可以正在下降到危险区域，例如螺旋钻坑。高度传感器可以检测工人与危险的接近度。在一些示例中，光探测和测距(LIDAR)可以确定距离。LIDAR可以有利地提供高分辨率。各种示例性旋转传感器可确定距离。例如，各种安全系索装置(SRD)可以将旋转传感器结合在集成的卷绕卷轴上。例如，旋转传感器可以确定系索的提取长度以确定使用者位置。
实施方案的一些方面可以实现为计算机系统。例如，各种实施方式可以包括数字电路和/或模拟电路、计算机硬件、固件、软件、或它们的组合。设备元件可以在有形地体现在信息载体中的计算机程序产品中实现，例如在机器可读存储装置中实现，以用于由可编程处理器执行；并且可以由执行指令程序的可编程处理器来执行方法，以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行各种实施方案的功能。一些实施方案可以有利地在可编程系统上可执行的一个或多个计算机程序中实现，该可编程系统包括至少一个可编程处理器，该至少一个可编程处理器经耦接以从数据存储系统、至少一个输入设备和/或至少一个输出设备接收数据和指令，并将数据和指令发射到数据存储系统、至少一个输入设备和/或至少一个输出装置。计算机程序是一组指令，该指令可以直接或间接地在计算机中用以执行某种活动或产生某种结果。计算机程序可以用任何形式的编程语言写入，包括编译或解译语言，并且该计算机程序可以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或其他适用于计算环境中的单元。
用于执行指令程序的合适的处理器包括作为示例而非限制，通用微处理器和专用微处理器两者，所述微处理器可以包括任何类型的计算机的单个处理器或多个处理器中的一个处理器。一般来讲，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器。适合于有形地体现计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性存储器，包括(以举例的方式)半导体存储器装置，诸如EPROM、EEPROM和闪存存储器装置。处理器和存储器可由ASIC(专用集成电路)补充或结合到ASIC中。在一些实施方案中，处理器和构件例如可以由硬件可编程设备(诸如FPGA)补充或结合到硬件可编程装置中。
在一些实施方式中，每个系统可以用相同或类似的信息编程和/或用存储在易失性存储器和/或非易失性存储器中的基本上相同的信息初始化。例如，一个数据接口可以被配置为在耦接到适当的主机装置(诸如台式计算机或服务器)时执行自动配置、自动下载和/或自动更新功能。
在各种实施方式中，系统可使用合适的通信方法、设备和技术来进行通信。例如，系统可以使用点对点通信与兼容装置(例如，能够向系统传送数据和/或从系统传送数据的装置)进行通信，其中消息通过专用物理链路(例如，光纤链路、点对点布线、菊花链)直接从源输送到第一接收器。系统的部件可通过任何形式或介质的模拟数据通信或数字数据通信交换信息，包括通信网络上的基于分组的消息。通信网络的示例包括例如LAN(局域网)、WAN(广域网)、MAN(城域网)、无线网络和/或光学网络，以及形成互联网的计算机和网络。其他实施方式可以通过广播向通过通信网络耦接在一起的所有或基本上所有装置来输送消息，例如通过使用全向射频(RF)信号。其他实施方式可以输送以高方向性为特征的消息，诸如使用定向(即，窄波束)天线发射的RF信号或可以可选地与聚焦光学器件一起使用的红外信号。还可以使用适当的接口和协议来实现其他实施方式，所述适当的接口和协议为诸如作为示例而非旨在限制：USB 2.0、火线、ATA/IDE、RS-232、RS-422、RS-485、802.11a/b/g/n、Wi-Fi、WiFi-Direct、Li-Fi、蓝牙、以太网、IrDA、FDDI(光纤分布式数据接口)、令牌环网络，或基于频率、时间或码分的多路复用技术。一些实施方式可以可选地包括特征，诸如用于数据完整性的错误检查与校正(ECC)，或者安全措施诸如加密(例如，WEP)和密码保护。
在各种实施方案中，计算机系统可以包括非暂态存储器。存储器可连接到一个或多个处理器，该一个或多个处理器可被配置用于编码数据和计算机可读指令，包括处理器可执行程序指令。数据和计算机可读指令可以是一个或多个处理器可访问的。处理器可执行程序指令在由一个或多个处理器执行时可以致使一个或多个处理器执行各种操作。
在各种实施方案中，计算机系统可以包括物联网(IoT)装置。IoT装置可以包括嵌入有电子器件、软件、传感器、致动器和网络连接性的物体，该电子器件、软件、传感器、致动器和网络连接性使这些对象能够收集和交换数据。IoT装置可以通过将数据通过接口发送到另一个装置来与有线装置或无线装置一起使用。IoT装置可收集有用的数据，并且然后自主地使数据在其他装置之间流动。
在示例性方面，安全系索系统可以包括发射器，该发射器被配置为从使用者的位置发射信标信号。安全系索系统可以包括设置在竖直取向平面的相对侧上的第一接收器和第二接收器。第一接收器和第二接收器中的每个接收器能够可操作以接收信标信号并分别生成第一接收信号和第二接收信号。安全系索系统可以包括提取长度检测器，该提取长度检测器可被配置为生成提取长度信号，该提取长度信号指示从系索卷轴系索的提取长度。安全系索系统可以包括控制器，该控制器可操作地耦合到第一接收器和第二接收器以接收第一接收信号和第二接收信号，并且耦合到提取长度检测器以接收提取长度信号。安全系索系统可以包括可操作地耦合到控制器的数据存储器。
数据存储器可以包括指令程序，该指令在由控制器执行时可以致使控制器执行操作以在使用者接近安全操作区域边界时向系索施加预制动器张力。该操作可以包括基于第一接收信号和第二接收信号的比较结果来确定竖直取向平面和系索之间的角度。该操作可以包括基于提取长度信号确定系索的提取长度。该操作可以包括确定使用者与安全操作区域边界的接近度。该操作可以包括响应于接近度确定来生成制动信号。
安全系索系统可以包括制动器，该制动器能够可操作地耦合到控制器以接收制动信号，并且能够被配置为响应于制动信号来延迟从系索卷轴提取系索。安全系索系统可以包括可以包含卷轴和制动器的壳体。制动器能够可操作地耦合以选择性地接合卷轴。
确定使用者与安全操作区域边界的接近度的操作可以包括从数据存储器接收表示与先前通过将发射器定位在沿着表面的边界的两个或更多个位置处确定的角度相关联的一个或多个存储的提取长度的信息。所接收的信息可以包括与竖直取向平面和系索之间的当前角度相关联的存储的提取长度。确定使用者与安全操作区域边界的接近度的操作可以包括确定所确定的提取长度和与当前角度相关联的存储的提取长度之间的差值。
在各种示例性具体实施中，提取长度检测器可以包括光学编码器。在一些示例中，提取长度检测器可以包括磁耦合编码器。该系统可以包括可操作地耦合到控制器的听觉输出装置，并且该操作可以包括响应于接近度确定来生成用于发射到听觉输出装置的听觉通知信号。该系统可以包括可操作地耦合到控制器的触觉输出装置，并且该操作可以包括响应于接近度确定来生成用于发射到触觉输出装置的触觉通知信号。该系统可以包括可操作地耦合到控制器的视觉输出装置，并且该操作可以包括响应于接近度确定来生成用于发射到视觉输出装置的视觉通知信号。壳体可被配置为沿着水平延伸的导丝以可平移的接合方式联接。
在示例性方面，安全系索系统可以包括用于根据使用者与安全操作区域边界的接近度来生成制动信号的制动器生成模块。安全系索系统可以包括制动器，该制动器能够可操作地耦合到制动器生成模块以接收制动信号，并且能够被配置为响应于制动信号来延迟从系索卷轴提取系索。制动器生成模块还可以用于接收表示与先前通过将发射器定位在沿着表面的边界的两个或更多个位置处确定的角度相关联的一个或多个存储的提取长度的信息。
已经描述了多个实施方式。然而，应当理解可进行各种修改。例如，如果所公开的技术的步骤以不同的顺序执行，或者如果所公开的系统的部件以不同的方式组合，或者如果部件补充有其他部件，则可以实现有利的结果。因此，其他具体实施在以下权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种安全系索系统，包括：
发射器(125)，所述发射器被配置为从使用者(135)的位置发射信标信号(120)；
第一接收器(115A)和第二接收器(115B)，所述第一接收器和所述第二接收器设置在竖直取向平面的相对侧上，所述第一接收器和所述第二接收器(115B)中的每个接收器可操作以接收所述信标信号(120)并分别生成第一接收信号和第二接收信号；
提取长度检测器(530)，所述提取长度检测器被配置为生成提取长度信号，所述提取长度信号指示从系索卷轴(535)的系索(130)的提取长度；
控制器(500)，所述控制器可操作地耦合到所述第一接收器和所述第二接收器(115B)以接收所述第一接收信号和所述第二接收信号，并且耦合到所述提取长度检测器(530)以接收提取长度信号；
数据存储器(540, 560)，所述数据存储器可操作地耦合到所述控制器(500)，其中所述数据存储器(540, 560)包括指令(545)程序，所述指令在由所述控制器(500)执行时致使所述控制器(500)在使用者(135)接近安全操作区域边界(225)时执行操作以向所述系索(130)施加预制动器(570)张力，所述操作包括：
基于所述第一接收信号和所述第二接收信号的比较结果来确定所述竖直取向平面和所述系索(130)之间的角度；
基于所述提取长度信号确定所述系索(130)的所述提取长度；
确定所述使用者(135)与所述安全操作区域边界(225)的接近度；以及
响应于所述接近度确定来生成制动信号；和
制动器(570)，所述制动器可操作地耦合到所述控制器(500)以接收所述制动信号，并且被配置为响应于所述制动信号来延迟从所述系索卷轴(535)提取所述系索(130)；和
壳体(320)，所述壳体包括所述系索卷轴(535)和所述制动器(570)，其中所述制动器(570)可操作地耦合以选择性地接合所述系索卷轴(535)。
2.根据权利要求1所述的安全系索系统，其中确定所述使用者(135)与所述安全操作区域边界(225)的所述接近度的操作还包括：
从所述数据存储器(540, 560)接收表示与先前通过将所述发射器(125)定位在沿着所述安全操作区域边界的多个位置处确定的角度相关联的一个或多个存储的提取长度的信息。
3.根据权利要求2所述的安全系索系统，其中所接收的信息包括与所述竖直取向平面和所述系索(130)之间的当前角度相关联的存储的提取长度。
4.根据权利要求3所述的安全系索系统，其中确定所述使用者(135)与所述安全操作区域边界(225)的所述接近度的操作还包括：
确定所确定的提取长度和与所述当前角度相关联的所述存储的提取长度之间的差值。
5.根据权利要求1所述的安全系索系统，其中所述提取长度检测器(530)包括光学编码器。
6.根据权利要求1所述的安全系索系统，其中所述提取长度检测器(530)包括磁耦合编码器。
7.根据权利要求1所述的安全系索系统，还包括听觉输出装置(575)，所述听觉输出装置可操作地耦合到所述控制器(500)，并且所述操作还包括：
响应于所述接近度确定来生成用于发射到所述听觉输出装置(575)的听觉通知信号。
8.根据权利要求1所述的安全系索系统，还包括触觉输出装置(585)，所述触觉输出装置可操作地耦合到所述控制器(500)，并且所述操作还包括：
响应于所述接近度确定来生成用于发射到所述触觉输出装置(585)的触觉通知信号。
9.根据权利要求1所述的安全系索系统，还包括视觉输出装置(580)，所述视觉输出装置可操作地耦合到所述控制器(500)，并且所述操作还包括：
响应于所述接近度确定来生成用于发射到所述视觉输出装置(580)的视觉通知信号。
10.根据权利要求1所述的安全系索系统，其中所述壳体(320)被进一步配置为沿着水平延伸的导丝(325)以可平移的接合方式联接。
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