CN112704827A - 一种作业安全智能防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于计算机领域，提供了一种作业安全智能防护系统，包括腰绳扣锁公头监测模块、地面监控中心、通讯模块、腰绳扣锁母头监测模块、延时保护模块。腰绳扣锁公头监测模块、地面监控中心以及通讯模块之间构成安全监测子系统，能够对腰绳的使用情况进行实时监控，保证腰绳的使用处于安全状态，进而保证腰绳使用者的安全；腰绳扣锁母头监测模块、延时保护模块以及电磁吸力安全带构成安全保障子系统，能够在腰绳使用发生异常的情况下，减轻高空作业人员的手臂负重，延长救援时间，对高空作业人员的安全又添一道保障。

Description

一种作业安全智能防护系统

技术领域

本发明属于计算机领域，尤其涉及一种作业安全智能防护系统。

背景技术

建筑施工中事故频发，屡禁不止。而在所有建筑工人遭受的致命事件中，高处坠落的死亡率最高。高处坠落是每个国家都面对的重点和难点，也是很难根除和改善的。高空作业通常指的是高处作业，指人在一定位置为基准的高处进行的作业。建筑施工中的高处作业主要包括临边、洞口、攀登、悬空、交叉等五种基本类型，这些类型的高处作业是高处作业伤亡事故可能发生的主要地点。

其中攀登作业是指：借助建筑结构或脚手架上的登高设施或采用梯子或其他登高设施在攀登条件下进行的高处作业。进行攀登作业时作业人员由于没有作业平台，只能攀登在可借助物的架子上作业，要借助一手攀，一只脚勾或用腰绳来保持平衡，身体重心垂线不通过脚下，作业难度大，危险性大，若有不慎就可能坠落。

除了手臂之外，腰绳作为连接工作人员与脚手架之间的“桥梁”，是保证工作人员安全施工的“生命线”，因此确保腰绳的牢固连接，以及即使在腰绳发生损毁或者脱扣的情况下，腰绳也具有一定的备用安全措施来保证工作人员的安全，是减少高空作业坠亡的有效途径。

发明内容

本发明实施例提供一种作业安全智能防护系统，旨在解决腰绳连接不牢固，导致使用者高空作业坠亡的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种作业安全智能防护系统包括：

腰绳扣锁公头监测模块，用于监测扣锁公头与扣锁母头是否扣合，当扣锁公头处于扣合状态时，实时监测扣锁公头的承载重力值，将所述承载重力值与设定的最低重力值作比较，当所述承载重力值小于所述最低重力值时，向地面监控中心传递危险信息；

地面监控中心，用于接收来自腰绳扣锁公头监测模块传递的所述危险信息，并通过通讯模块与腰绳使用者建立通讯通道，确认腰绳使用者的安全；

腰绳扣锁母头监测模块，用于监测扣锁母头与扣锁公头的扣合状态，当扣合状态改变时，向延时保护模块传递触发信息；

延时保护模块，用于接收所述腰绳扣锁母头监测模块传递的所述触发信息，并触发腰绳使用者身上佩戴的电磁吸力安全带，所述电磁吸力安全带用于将腰绳使用者吸附在脚手架上，减少腰绳使用者手臂悬挂负重。

作为本发明的一种改进方案：所述腰绳扣锁公头监测模块包括：

扣合判断单元，用于判断扣锁公头与扣锁母头是否扣合，当扣锁公头与扣锁母头没有扣合，腰绳扣锁公头监测模块中的其余单元不工作；当扣锁公头与扣锁母头扣合，将扣合信息传递给实时监测单元。

实时监测单元，接收来自所述扣合判断单元的扣合信息后，开始实时监测扣锁公头的承载重力值，并将所述承载重力值传递给比较单元。

比较单元，用于接收来自所述实时监测单元传递的承载重力值，并在比较单元中设置最低重力值，将所述承载重力值与所述最低重力值作比较，当承载重力值大于最低重力值时，腰绳使用正常；当承载重力值小于最低重力值时，腰绳使用异常，向所述地面监控中心传递危险信息。

所述比较单元具有用于设定最低重力值的输入面板，所述最低重力值不小于腰绳使用者的体重。

作为本发明的又一种改进方案：所述通讯模块包含总通讯单元和多个子通讯单元，所述总通讯单元与多个所述子通讯单元建立无线语音通讯通道。

作为本发明的另一种改进方案：所述腰绳扣锁母头监测模块包括：

扣合状态监测单元，用于判断扣锁母头与扣锁公头所处的扣合状态，根据不同的扣合状态向信息处理单元发送相应的扣合状态信息。

信息处理单元：接收来自扣合状态监测单元发送的扣合状态信息，并将扣合状态信息转化为触发信息传递给延时保护模块。

作为本发明的进一步方案：所述扣合状态包括一级扣合状态、二级扣合状态和三级扣合状态；

所述一级扣合状态表示扣锁母头与扣锁公头的扣合很紧，此状态下使用腰绳安全，此时所述扣合状态监测单元不传递触发信息；

所述二级扣合状态表示表示扣锁母头与扣锁公头的扣合微松，此状态下使用腰绳存在较低危险，此时所述扣合状态监测单元向信息处理单元传递一级扣合状态信息；

所述三级扣合状态表示表示扣锁母头与扣锁公头的扣合很松，此状态下使用腰绳存在较高危险，此时所述扣合状态监测单元向信息处理单元传递二级扣合状态信息。

作为本发明的再进一步方案：所述信息处理单元将接收到的一级扣合状态信息和二级扣合状态信息分别转化为一级触发信息和二级触发信息，并传递给延时保护模块。

作为本发明的优化方案：所述延时保护模块包括：

触发单元，用于接收来自所述信息处理单元发送的触发信息，并将触发信息转化为控制信号，所述控制信号控制电力输出单元输出电流；其中一级触发信息和二级触发信息分别对应第一控制信号和第二控制信号。

电力输出单元，用于接收触发单元传递的控制信号，并根据控制信号向电磁吸力安全带输出电流；其中第一控制信号和第二控制信号分别控制电力输出单元输出一档电流和二档电流。

作为本发明的又一种方案：所述一档电流在所述电磁吸力安全带中产生一级吸力；所述二档电流在所述电磁吸力安全带中产生二级吸力。

所述一级吸力和二级吸力能够减少腰绳使用者手臂悬挂负重，延长救援时间。

本发明的有益效果：

腰绳扣锁公头监测模块、地面监控中心以及通讯模块之间构成安全监测子系统，能够对腰绳的使用情况进行实时监控，保证腰绳的使用处于安全状态，进而保证腰绳使用者的安全；腰绳扣锁母头监测模块、延时保护模块以及电磁吸力安全带构成安全保障子系统，能够在腰绳使用发生异常的情况下，减轻高空作业人员的手臂负重，延长救援时间，对高空作业人员的安全又添一道保障。

附图说明

图1是一种作业安全智能防护系统应用架构图；

图2是一种作业安全智能防护系统中腰绳扣锁公头监测模块的结构框图；

图3是一种作业安全智能防护系统中腰绳使用情况监控流程图；

图4是一种作业安全智能防护系统中腰绳扣锁母头监测模块的结构框图；

图5是一种作业安全智能防护系统中安全保障流程控制图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，作为本发明的一种实施例，一种作业安全智能防护系统包括：

腰绳扣锁公头监测模块，用于监测扣锁公头与扣锁母头是否扣合，当扣锁公头处于扣合状态时，实时监测扣锁公头的承载重力值，将所述承载重力值与设定的最低重力值作比较，当所述承载重力值小于所述最低重力值时，向地面监控中心传递危险信息。

地面监控中心，用于接收来自腰绳扣锁公头监测模块传递的所述危险信息，并通过通讯模块与腰绳使用者建立通讯通道，确认腰绳使用者的安全；除此之外，还可以增设视频通话功能，在绳索使用者的安全帽上增设摄像设备并与地面控制中心建立无线通讯，能够切实了解和观察到高空作业人员的工作状况和所处具体位置，当作业人员发生危险的时候，能够进一步缩短施救时间。

所述腰绳扣锁公头监测模块、地面监控中心以及通讯模块之间构成安全监测子系统，能够对腰绳的使用情况进行实时监控，保证腰绳的使用处于安全状态，进而保证腰绳使用者的安全。

腰绳扣锁母头监测模块，用于监测扣锁母头与扣锁公头的扣合状态，当扣合状态改变时，向延时保护模块传递触发信息。

延时保护模块，用于接收所述腰绳扣锁母头监测模块传递的所述触发信息，并触发腰绳使用者身上佩戴的电磁吸力安全带。

所述电磁吸力安全带用于将腰绳使用者吸附在脚手架上，减少腰绳使用者手臂悬挂负重。电磁吸力安全带内部带有电磁线圈，当通入电流，能够产生磁性，利用脚手架的材质通常是铁或者含铁的合金材质，磁铁能够吸附的特性，当腰绳发生松动的时候，电磁吸力安全带通电具有磁性，能够吸附在脚手架上，减少高空作业人员手臂的负重，使得高空作业人员有余力调整腰绳锁扣公头和母头的扣合状态，当锁扣公头和母头不能进行调整的时候，由于手臂负重减轻，高空作业人员能够坚持较长的时间等待救援，使得救援时间充足。腰绳扣锁母头监测模块、延时保护模块以及电磁吸力安全带构成安全保障子系统，能够在腰绳使用发生异常的情况下，减轻高空作业人员的手臂负重，延长救援时间，对高空作业人员的安全又添一道保障。

请参阅图2和图3，作为本发明的一种优化实施例，所述腰绳扣锁公头监测模块包括：扣合判断单元、实时监测单元和比较单元，各单元之间的工作流程可以参见图3中步骤S101-S105。

步骤S101：扣合判断单元判断扣锁公头与扣锁母头是否扣合。

当判断结果为否，整个流程结束。腰绳扣锁公头监测模块中的其余单元不工作，避免无效的信息传递，减少系统无意义的工作，为有效信息的传递做准备，另外减少其余单元的工作也能够延长系统的使用寿命；

当判断结果为是，进入步骤S102：将扣合信息传递给实时监测单元。

接着进行步骤S103：实时监测单元实时监测扣锁公头的承载重力值，并将所述承载重力值传递给比较单元。这里之所以实时监测扣锁公头的承载重力值是因为随着施工状态的不同，高空作业人员身上可能会携带不同的工具，并且工具在施工过程中也会随时增加或者减少，使得承载重力值一直处于波动的状态。实时监测该承载重力值也能够侧面反映高空作业人员的工作状态和工作进度，有助于地面监控中心掌握不同位置的工程进度。

步骤S104：比较单元判断承载重力值是否大于最低重力值。

当判断结果为是，整个流程结束，说明腰绳使用正常；

当判断结果为否，进步步骤S105：向所述地面监控中心传递危险信息。此时说明腰绳使用异常。之所以这样设置是因为，腰绳使用者身上会携带的工具不同，不同的工具重量不同，但是承载重力值只会在最低重力值的基础上增大，正常使用的情况下不会比最低重力值低，如果出现承载重力值小于最低重力值，只能是腰绳的公扣与母扣脱口或者腰绳卡在某个位置使得腰绳腰绳中间的某个位置集中受力使得公扣与母扣处的受力减小，不论何种情况，都代表腰绳使用异常，需要向所述地面监控中心传递危险信息，告知底面监控中心该腰绳使用者出现危险状况，以便于地面控制中心做出积极的应对措施，例如，及时与腰绳使用者沟通或者通知巡查人员到腰绳使用者所在位置巡查、甚至是直接派出救援人员进行施救。

所述比较单元具有用于设定最低重力值的输入面板，所述最低重力值不小于腰绳使用者的体重。即使高空作业人员不携带任何工具，腰绳最低也要承载高空作业人员自身体重，因此最低重力值不能小于腰绳使用者的体重。由于高作作业人员的体重不同，因此最低重力值会有相应的变化，为了监控精准，设置输入面板，但是对于输入面板的操控权需要设定一定的权限，例如对输入面板的操作设定操作密码，只有相应级别的人员才能够修改最低重力值，防止任何人员随意修改最低重力值或者在施工过程中误触操作面板，使得最低重力值改变，导致比较单元输出结果不准确，不能达到保护高空作业人员的目的。

请参阅图2和图3，作为本发明的又一种优化实施例，所述通讯模块包含总通讯单元和多个子通讯单元，所述总通讯单元与多个所述子通讯单元建立无线语音通讯通道；所述总通讯单元位于所述地面控制中心，所述子通讯单元位于腰绳上。通讯模块中的“一对多”模式，方便地面监控中心的通讯工作开展，地面监控中心只需打开与子通讯单元对应的控制开关，就能够使得总通讯单元与子通讯单元无线连通。并且当某一腰绳使用者身上的子通讯单元失灵，地面控制中心可以通过与其附近的高空作业人员沟通，了解其安全状况，并传达相应的施工指令。

请参阅图图4和图5，作为本发明的进一步优化实施例，所述腰绳扣锁母头监测模块包括：

扣合状态监测单元，用于判断扣锁母头与扣锁公头所处的扣合状态，根据不同的扣合状态向信息处理单元发送相应的扣合状态信息；公头内具备三道卡扣，均能够与母头配合使用，三道卡扣与母头之间接触时能够产生相应的扣合状态信息。

信息处理单元：接收来自扣合状态监测单元发送的扣合状态信息，并将扣合状态信息转化为触发信息传递给延时保护模块。这里所述的扣合状态信息其实就是一个电信号，三道卡扣与母头之间接触时能够均能够产生单独的电信号，三道电信号分别对应扣合状态中的一级扣合状态、二级扣合状态和三级扣合状态。

所述一级扣合状态表示扣锁母头与扣锁公头的扣合很紧，此状态下使用腰绳安全，此时所述扣合状态监测单元不传递触发信息。

所述二级扣合状态表示表示扣锁母头与扣锁公头的扣合微松，此状态下使用腰绳存在较低危险，此时所述扣合状态监测单元向信息处理单元传递一级扣合状态信息。

所述三级扣合状态表示表示扣锁母头与扣锁公头的扣合很松，此状态下使用腰绳存在较高危险，此时所述扣合状态监测单元向信息处理单元传递二级扣合状态信息。

由于信息处理单元只传送一级扣合状态信息和二级扣合状态信息，所以信息处理单元只将接收到的一级扣合状态信息和二级扣合状态信息分别转化为一级触发信息和二级触发信息，并传递给延时保护模块。

请参阅图图4和图5，作为本发明的又一种优选实施例，所述延时保护模块包括：

触发单元，用于接收来自所述信息处理单元发送的触发信息，并将触发信息转化为控制信号，所述控制信号控制电力输出单元输出电流；其中一级触发信息和二级触发信息分别对应第一控制信号和第二控制信号。

电力输出单元，用于接收触发单元传递的控制信号，并根据控制信号向电磁吸力安全带输出电流；其中第一控制信号和第二控制信号分别控制电力输出单元输出一档电流和二档电流。

上述腰绳扣锁母头监测模块和延时保护模块之间的主要工作流程总结为如图5所示的流程图。

步骤S201：扣合状态监测单元获取扣锁母头与扣锁公头所处的扣合状态，根据不同的扣合状态向信息处理单元发送相应的扣合状态信息；

步骤S202：信息处理单元将扣合状态信息转化为触发信息传递给延时保护模块；

步骤S203：触发单元将触发信息转化为控制信号；

步骤S204：电力输出单元根据控制信号向电磁吸力安全带输出电流。

所述一档电流在所述电磁吸力安全带中产生一级吸力；当扣锁母头与扣锁公头的扣合微松，此状态下使用腰绳存在较低危险，腰绳本身仍具备一定的承载能力，可以悬挂腰绳使用者的较多重量，此时一级吸力不大，只起到辅助作用，节省腰绳使用者较少的臂力。

所述二档电流在所述电磁吸力安全带中产生二级吸力；当扣锁母头与扣锁公头的扣合很松，此状态下使用腰绳存在较高危险，腰绳本身具备的承载能力较弱，难以承受腰绳使用者的重量，此时二级吸力较大，承担主要负重功能，能够抵消腰绳使用者大部分的重量，腰绳使用者的手臂只需承载小部分重量，起到支点固定的作用。

所述一级吸力和二级吸力能够减少腰绳使用者手臂悬挂负重，延长救援时间。

本应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种作业安全智能防护系统，其特征在于，包括：

腰绳扣锁公头监测模块，用于监测扣锁公头与扣锁母头是否扣合，当扣锁公头处于扣合状态时，实时监测扣锁公头的承载重力值，将所述承载重力值与设定的最低重力值作比较，当所述承载重力值小于所述最低重力值时，向地面监控中心传递危险信息；

地面监控中心，用于接收来自腰绳扣锁公头监测模块传递的所述危险信息，并通过通讯模块与腰绳使用者建立通讯通道，确认腰绳使用者的安全；

腰绳扣锁母头监测模块，用于监测扣锁母头与扣锁公头的扣合状态，当扣合状态改变时，向延时保护模块传递触发信息；

延时保护模块，用于接收所述腰绳扣锁母头监测模块传递的所述触发信息，并触发腰绳使用者身上佩戴的电磁吸力安全带，所述电磁吸力安全带用于将腰绳使用者吸附在脚手架上，减少腰绳使用者手臂悬挂负重。

2.根据权利要求1所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述腰绳扣锁公头监测模块包括：

扣合判断单元，用于判断扣锁公头与扣锁母头是否扣合，当扣锁公头与扣锁母头没有扣合，腰绳扣锁公头监测模块中的其余单元不工作；当扣锁公头与扣锁母头扣合，将扣合信息传递给实时监测单元；

实时监测单元，接收来自所述扣合判断单元的扣合信息后，开始实时监测扣锁公头的承载重力值，并将所述承载重力值传递给比较单元；

比较单元，用于接收来自所述实时监测单元传递的承载重力值，并在比较单元中设置最低重力值，将所述承载重力值与所述最低重力值作比较，当承载重力值大于最低重力值时，腰绳使用正常；当承载重力值小于最低重力值时，腰绳使用异常，向所述地面监控中心传递危险信息。

3.根据权利要求2所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述比较单元具有用于设定最低重力值的输入面板，所述最低重力值不小于腰绳使用者的体重。

4.根据权利要求1所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述通讯模块包含总通讯单元和多个子通讯单元，所述总通讯单元与多个所述子通讯单元建立无线语音通讯通道。

5.根据权利要求1所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述腰绳扣锁母头监测模块包括：

扣合状态监测单元，用于判断扣锁母头与扣锁公头所处的扣合状态，根据不同的扣合状态向信息处理单元发送相应的扣合状态信息；

信息处理单元：接收来自扣合状态监测单元发送的扣合状态信息，并将扣合状态信息转化为触发信息传递给延时保护模块。

6.根据权利要求5所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述扣合状态包括一级扣合状态、二级扣合状态和三级扣合状态；

所述一级扣合状态表示扣锁母头与扣锁公头的扣合很紧，此状态下使用腰绳安全，此时所述扣合状态监测单元不传递触发信息；

所述二级扣合状态表示表示扣锁母头与扣锁公头的扣合微松，此状态下使用腰绳存在较低危险，此时所述扣合状态监测单元向信息处理单元传递一级扣合状态信息；

所述三级扣合状态表示表示扣锁母头与扣锁公头的扣合很松，此状态下使用腰绳存在较高危险，此时所述扣合状态监测单元向信息处理单元传递二级扣合状态信息。

7.根据权利要求6所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述信息处理单元将接收到的一级扣合状态信息和二级扣合状态信息分别转化为一级触发信息和二级触发信息，并传递给延时保护模块。

8.根据权利要求7所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，所述延时保护模块包括：

触发单元，用于接收来自所述信息处理单元发送的触发信息，并将触发信息转化为控制信号，所述控制信号控制电力输出单元输出电流；其中一级触发信息和二级触发信息分别对应第一控制信号和第二控制信号；

电力输出单元，用于接收触发单元传递的控制信号，并根据控制信号向电磁吸力安全带输出电流；其中第一控制信号和第二控制信号分别控制电力输出单元输出一档电流和二档电流。

9.根据权利要求8所述的一种作业安全智能防护系统，其特征在于，

所述一档电流在所述电磁吸力安全带中产生一级吸力；

所述二档电流在所述电磁吸力安全带中产生二级吸力；

所述一级吸力和二级吸力能够减少腰绳使用者手臂悬挂负重，延长救援时间。

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