CN113559434A - 智能气囊安全作业带及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能气囊安全作业带及其使用方法,涉及施工现场智能防护领域。包括作业带主体；安全气囊，安全气囊安装于作业带主体内部；高压气瓶，高压气瓶安装于作业带主体内部；电子电路信息模块，电子电路信息模块安装于作业带主体上，所述电子电路信息模块通讯连接有可视化智慧管理平台；安全锁止装置，安全锁止装置与电子电路信息模块电连接，安全锁止装置连接于作业带主体外侧；蓄电池，蓄电池安装于作业带主体内部。本发明以安全气囊和作业带主体为设备载体，以控制单元为控制核心，以通讯模块为通信手段，以可视化智慧管理平台为管理系统，以安全锁止装置为保障，实现对工人高坠情况的预防和防护双重保障。

Description

智能气囊安全作业带及其使用方法

技术领域

本发明涉及施工现场智能防护领域，具体涉及智能气囊安全作业带及其使用方法。

背景技术

随着社会的快速发展，我国的建筑行业也随之发展，高空建筑的施工量也越来越大。

建筑施工现场环境复杂，项目工期紧，交叉作业多，现场管理难度大，安全事故时有发生。在所有的安全事故中，高处坠落事故占据总量第一，从2015年至2019年各年占比分别为53.17％、52.52％、47.83％、52.20％、53.69％。

安全事故会给个人、企业带来不可估量的损失，加强施工现场安全风险防范工作刻不容缓，防止高空坠落事故的发生也是各施工企业的迫切需求，目前建筑工人的安全保护措施主要以安全带为主，但安全带的安全防护性有一定的局限性，时而发生作业人员意外的发生，不能对工人提供更全面的安全防护。

为了能在高坠意外事故发生时给予高坠者多一份安全保护，将高坠事故的致残、致死率降到最低，有必要提供一种在危险情况发生时利用电控元件控制气囊充气且实时监测工人安全情况的智能气囊安全作业带。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

智能气囊安全作业带，包括：

作业带主体；

安全气囊，所述安全气囊安装于所述作业带主体内部；

高压气瓶，所述高压气瓶安装于所述作业带主体内部，所述高压气瓶与所述安全气囊连接；

电子电路信息模块，所述电子电路信息模块安装于所述作业带主体上，所述电子电路信息模块与所述高压气瓶电连接，所述电子电路信息模块通讯连接有可视化智慧管理平台，所述可视化智慧管理平台用于接收所述电子电路信息模块发出的信号；

安全锁止装置，所述安全锁止装置与所述电子电路信息模块电连接，所述安全锁止装置连接于所述作业带主体外侧，用于在意外情况发生时将作业带主体预紧收缩；

蓄电池，所述蓄电池安装于所述作业带主体内部，所述蓄电池与所述电子电路信息模块电连接。

进一步地，所述电子电路信息模块包括插扣式磁吸导通装置、控制单元、通讯模块和触发装置，所述插扣式磁吸导通装置、所述通讯模块和所述触发装置均与所述控制单元电连接，所述触发装置与所述高压气瓶固定连接。

进一步地，所述控制单元包括智能算法数据处理模块、识别装置和判别模块，所述智能算法数据处理模块用于处理所述识别装置发出的识别信息，所述判别模块用于将智能算法数据处理模块处理得到的信息进行危险判别，所述识别装置依次与所述智能算法数据处理模块和所述判别模块电连接。

进一步地，所述识别装置包括重力传感器、陀螺仪传感器和线性加速度传感器，所述重力传感器用于检测人体的失重或超重状态，所述陀螺仪传感器用于检测人体的方向变化，所述线性加速度用于检测人体的加速度，所述重力传感器、所述陀螺仪传感器和所述线性加速度传感器分别与所述判别模块电连接。

进一步地，还包括人体监测装置，所述人体监测装置安装于所述作业带主体内部，所述人体监测装置与所述控制单元电连接，用于监测人体的温度、心率、血压和血脂。

进一步地，所述插扣式磁吸导通装置包括壳体、工作检测模块、报警装置和显示器，所述壳体安装于所述作业带主体一侧，所述工作检测模块、所述报警装置和所述显示器均安装于所述壳体内，所述工作检测模块分别于所述控制单元，所述报警装置和所述显示器电连接。

进一步地，还包括定位装置，所述定位装置安装于所述防护服主体内部，所述定位装置与所述通讯模块电连接，所述定位装置采用WIFI定位装置、蓝牙定位装置和GPS定位装置中的一种或几种组合。

进一步地，所述作业带主体为多点式连接结构，采用高强度聚酯纤维材料；所述安全气囊采用高强纤维和硅酮橡胶材料中的一种或两种，并采用一体式编制方法成型。

智能气囊安全作业带的使用方法，包含以下操作步骤：

A、正确穿戴智能气囊安全作业带，接通插扣式磁吸导通装置后，智能气囊安全作业带开始工作；

B、工作过程中，人体感应系统实时监测使用者的温度、心率、血压和血脂，并通过通讯模块将人体感应系统实时监测的数据传输给可视化智慧管理平台，对使用者的身体状况和工作状态情况实时监测；

C、若出现意外坠落的情况，控制单元及时作出危险判断，判定为危险情况时，安全锁止装置将作业带进行预紧卷收，触发装置控制高压气瓶打开并对安全气囊充气，智能气囊安全作业带及时工作对使用者进行防护，可视化智慧管理平台根据定位装置发送给通讯模块的定位信号，及时对使用者进行施救；

D、高空作业结束后或施救完成后，将插扣式磁吸导通装置断开，将智能气囊安全作业带脱下；

E、检查展开后的安全气囊囊袋是否完好，安全锁止装置内的火药是否充足以及安全锁止装置的内部构件是否损坏；

F、检查无误后，将智能气囊安全作业带折叠好放入指定位置，并根据使用情况进行充电。

有益效果

本发明提供了智能气囊安全作业带及其使用方法，应用于施工现场个体防护领域，通过在作业带主体内部设置安全气囊和电子电路信息模块，电子电路信息模块包括磁吸导通装置、控制单元、通讯模块和触发装置，利用控制单元判断工人的工作安全情况，在工人从高空坠落后控制单元做出判断并发出指令，利用安全锁止装置将作业带进行预紧卷收，控制触发装置接通高压气瓶，高压气瓶对安全气囊快速充气及时对工人进行防护；利用人体感应系统与通讯模块电连接，实时监测工人的身体状况；通过在通讯模块内设置定位装置，在危险情况发生后可通过定位装置及时对工人定位并施救，对高空施工的工作人员提供更有效的安全防护。

附图说明

图1为智能气囊安全作业带立体示意图。

图2为智能气囊安全作业带工作系统示意图。

图3为智能气囊安全作业带五点式作业带主体示意图。

图4为智能气囊安全作业带安全锁止装置总成的结构示意图。

图5为智能气囊安全作业带安全锁止装置卷筒组件的结构示意图。

图6为智能气囊安全作业带安全锁止装置扭力杆的结构示意图。

图7为智能气囊安全作业带安全锁止装置卷筒组件的结构示意图。

图8为智能气囊安全作业带安全锁止装置紧急锁止组件的结构示意图。

图9为智能气囊安全作业带安全锁止装置预紧总装的分解图。

图10为智能气囊安全作业带安全锁止装置预紧轮组件的结构示意图。

图11为智能气囊安全作业带安全气囊打开示意图。

其中1-作业带主体；2-安全气囊；3-高压气瓶；4-安全锁止装置；5-插扣式磁吸导通装置；6-电子电路信息模块；7-固定卡扣；8-纽带；9-安全钩；10-发条组件；11-预紧总装；12-机架组件；13-卷筒组件；14-扭力杆；15-紧急锁止组件；16-卷筒凹槽；17-扭力头第二凹槽；18-扭力头；19-预紧轮罩；20-预紧轮组件；21-钢珠管路；22-钢珠；23-气体发生器；24-弹珠收集盒；25-方形转轴；26-齿轮带动盘；27-预紧轮内芯；28-预紧轮外芯；29-回旋腔；30-预紧轮齿轮内孔；31-钢珠限位卡件；32-压簧；33-扭力头定位孔；34-扭力头定位凸起；35-紧急锁止定位块；36-紧急锁止定位凹槽。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

结合图1-11本发明提供了智能气囊安全作业带，如图1-3所示，包括作业带主体1、安全气囊2、高压气瓶3、电子电路信息模块6、安全锁止装置4和蓄电池，所述安全气囊2安装于所述作业带主体1内部，所述高压气瓶3安装于所述作业带主体1内部，所述高压气瓶3与所述安全气囊2连接，所述电子电路信息模块6安装于所述作业带主体1上，所述电子电路信息模块6与所述高压气瓶3电连接，所述电子电路信息模块6通讯连接有可视化智慧管理平台，所述可视化智慧管理平台用于接收所述电子电路信息模块6发出的信号；本实施例中，所述安全锁止装置4安装于所述作业带主体1靠近腰部的一侧并与所述电子电路信息模块6电连接，所述蓄电池安装于所述作业带主体1内部并与所述电子电路信息模块6电连接。

所述作业带主体1为多点式连接结构，采用高强度聚酯纤维材料制成；所述安全气囊2采用高强纤维和硅酮橡胶材料中的一种或两种，并采用一体式编制方法成型，高强纤维和硅酮橡胶材料具有良好的防裂性，并且可以承受较大的力。

所述电子电路信息模块6包括插扣式磁吸导通装置5、控制单元、通讯模块和触发装置，所述插扣式磁吸导通装置5、所述通讯模块和所述触发装置均与所述控制单元电连接，所述触发装置与所述高压气瓶固定连接，所述触发装置与所述高压气瓶3固定连接；所述插扣式磁吸导通装置5包括壳体、工作检测模块、报警装置和显示器，所述壳体安装于所述作业带主体一侧，所述工作检测模块、所述报警装置和所述显示器均安装于所述壳体内，所述工作检测模块分别于所述控制单元，所述报警装置和所述显示器电连接，所述工作检测模块用于监测所述电子电路信息模块的工作情况，当出现异常情况或安全带未正常佩戴时，所述报警装置进行报警，显示器显示异常状况。

所述控制单元包括智能算法数据处理模块、识别装置和判别模块，所述智能算法数据处理模块用于处理所述识别装置发出的识别信息，所述判别模块用于将智能算法数据处理模块处理得到的信息进行危险判别，所述识别装置依次与所述智能算法数据处理模块和所述判别模块电连接；所述识别装置包括重力传感器、陀螺仪传感器和线性加速度传感器，所述重力传感器用于检测人体的失重或超重状态，所述陀螺仪传感器用于检测人体的方向变化，所述线性加速度用于检测人体的加速度，所述重力传感器、所述陀螺仪传感器和所述线性加速度传感器分别与所述判别模块电连接；当各个监测数值出现异常时，识别装置可及时对信号的异常情况进行分析识别，在通过判别模块对危险情况作出判断，及时作出保护措施；所述控制单元判断危险情况的过程分为一级预判、二级中判和三级终判三个过程，其中，一级预判为识别装置的信息识别过程，时间控制在100ms以内，二级中判为智能算法数据处理模块的数据处理过程，时间控制在50ms以内，三级终判为判别模块的危险判定过程，时间控制在50ms以内，配合安全气囊2的囊袋在60ms内完成充气并完全展开，整个保护过程严格控制在260ms以内，通过控制各个过程的时间来提高控制单元的灵敏度，且多级判定过程能有效降低装置的判定失误率，提高防护服的保护性能。

还包括人体监测装置，所述人体监测装置安装于所述作业带主体内部，所述人体监测装置与所述控制单元电连接，用于监测人体的温度、心率、血压和血脂；人体监测装置将使用者身体状况的电信号传输至通讯模块，所述通讯模块再将工人身体状况的信息传送至可视化智慧管理平台，实现实时监测工人身体情况的功能。

还包括定位装置，所述定位装置安装于所述作业带主体内部并与所述通讯模块电连接，所述定位装置采用WIFI定位装置、蓝牙定位装置和GPS定位装置中的一种或几种组合；通过定位装置经过通讯模块将位置信息传送至可视化智慧管理平台，可以实时获得工人的位置信息，方便有情况时及时施救。

如图4-10所示，本实施例中所述安全锁止装置包括：发条组件10、预紧总装11、机架组件12、卷筒组件13、扭力杆14和紧急锁止组件15，所述卷筒组件13旋转安装于所述机架组件12内，所述紧急锁止组件15一端与所述卷筒组件13连接；所述卷筒组件13内部设有卷筒凹槽16，所述紧急锁止组件15中心设有扭力头第二凹槽17，所述扭力杆14两头设有扭力头18，所述扭力杆14一端的扭力头18嵌入到所述卷筒凹槽16内，另一端的扭力头12嵌入到所述扭力头第二凹槽17内，增设扭力杆结构，使得在紧急锁止情况下泄掉作业带给人造成过大的力，从而提高安全带使用安全性。

所述预紧总装11包括预紧轮罩19、设在所述预紧轮罩19内的预紧轮组件20、绕在所述预紧轮组件20外围的钢珠管路21、设在钢珠管路21内的钢珠22、设在所述钢珠管路22端部的气体发生器23和弹珠收集盒24；所述卷筒组件4靠近所述预紧总装2的一侧设有与所述发条组件1相连接的方形转轴25，所述方形转轴25套设有齿轮带动盘26，所述预紧轮组件20包括预紧轮内芯27和设在所述预紧轮内芯27外的预紧轮外芯28，所述预紧轮内芯27和所述预紧轮外芯28之间形成有用于所述钢珠22滚动的回旋腔29，所述预紧轮内芯27内设有与所述齿轮带动盘26相配合的预紧轮齿轮内孔30；增设预紧总装，使得在紧急情况下，卷收器能将作业带收紧，防止由于高坠情况导致安全带无法绑住乘客的问题发生，安全性能大大提升。

所述预紧总装2还包括设在所述钢珠管路21端部的钢珠限位卡件31和设在所述钢珠管路21另一端的压簧32，在预紧总装不工作时防止弹珠溢出以及防止弹珠抖动产生异响。

所述扭力头18中心设有扭力头定位孔33，所述扭力头第二凹槽17中心设有与所述扭力头定位孔33相对应的扭力头定位凸起34，使得扭力杆的定位更准确、固定牢靠。

所述卷筒组件16端面上设有紧急锁止定位块35，所述紧急锁止组件15上设有与所述紧急锁止定位块35相对应的紧急锁止定位凹槽36，定位准确、固定牢靠。

发生紧急情况，气体发生器触发，钢珠管路内的弹珠在强大的冲击力下将钢珠管路端部的钢珠限位卡件破坏掉，弹珠进入到回旋腔内带动预紧轮组件转动，从而带动卷筒组件将安全带回收实现预紧功能，另一方面，当作业带的拉力达到指定大小时，卷筒组件上的紧急锁止定位块受到旋转力的作用断裂，此时卷筒组件与紧急锁止组件仅通过扭力杆连接，卷筒组件可以做小幅度的旋转，通过卷筒组件缓慢小幅的带动安全带向外释放，从而卸掉肩带给人体过量的力，由于卷筒组件的转动使得扭力杆产生扭力，发生形变，以保障扭力杆与紧急锁止组件连接部的稳定，从而达到在紧急锁止情况下还能限力的作用。

作为优化，本发明所述电子电路信息模块还设置智能语音通话系统，所述智能语音通话系统与所述通讯模块电连接，所述智能语音通话系统用于可视化智慧管理平台与使用者进行沟通、安全使用提醒等操作。

如图3所示，本实施例所述的智能气囊安全作业带可采用五点式作业带主体。

智能气囊安全作业带的使用方法如下：

A、正确穿戴智能气囊安全作业带，接通插扣式磁吸导通装置后，显示屏和报警装置无异常反应，智能气囊安全作业带开始工作；

B、工作过程中，人体监测装置实时监测使用者的温度、心率、血压和血脂，并通过通讯模块将人体感应系统实时监测的数据传输给可视化智慧管理平台，对使用者的身体状况和工作状态情况实时监测；

C、若出现意外坠落的情况，控制单元及时作出危险判断，控制单元的识别装置、智能算法数据处理模块和判别模块对监测数值依次进行数据收集、数据处理和危险判别，及时对危险情况作出保护措施，当判别模块判定为危险情况后，控制单元将信号传输给通讯模块、触发装置和安全锁止装置，安全锁止装置将作业带进行预紧卷收，触发装置控制高压气瓶的电子触发开关打开并对安全气囊充气，智能气囊安全作业带及时对使用者进行防护，可视化智慧管理平台根据定位装置发送给通讯模块的定位信号，及时对使用者进行施救；

D、高空作业结束后，将插扣式磁吸导通装置断开，将智能气囊安全作业带脱下；

E、检查展开后的安全气囊囊袋是否完好，安全锁止装置内的火药是否充足以及安全锁止装置的内部构件是否损坏；

F、检查无误后，将智能气囊安全作业带折叠好放入指定位置，并根据使用情况对智能气囊安全作业带的蓄电池进行充电。

需要说明的是，当安全气囊2充气防护后，安全气囊2囊袋再检查过程中发现破损必须报废处理,安全锁止装置内的零件有损坏必须更换；另外根据作业高度设置不同尺寸安全气囊2囊袋厚度及高压气瓶3的容量，缓冲和吸收不同高度的跌落的能量，避免或减少致死或致残概率。

本发明所述的智能气囊安全作业带正常工作时，插扣式导通装置接通后装置开始工作，控制单元内的重力传感器监测工人的失重情况，陀螺仪传感器监测工人的方向变化速度情况，线性加速度传感器监测工人的加速度情况，当各个监测数值出现异常时，控制单元的智能算法数据处理模块、识别装置和判别模块对监测数值依次进行计算、数据处理、数据识别和危险判别，及时对危险情况作出保护措施，当判别模块判定为危险情况后，控制单元先控制安全锁止装置将作业带进行预紧卷收，防止使用者与作业带主体脱离，触发装置通过控制电子触发开关将高压气瓶3打开，向安全气囊2充气，并通过定位装置和人体感应系统实时监测工人的身体情况和位置情况，方便在危险情况发生时及时对工人进行施救。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.智能气囊安全作业带，其特征在于，包括：

作业带主体；

安全气囊，所述安全气囊安装于所述作业带主体内部；

高压气瓶，所述高压气瓶安装于所述作业带主体内部，所述高压气瓶与所述安全气囊连接；

电子电路信息模块，所述电子电路信息模块安装于所述作业带主体上，所述电子电路信息模块与所述高压气瓶电连接，所述电子电路信息模块通讯连接有可视化智慧管理平台，所述可视化智慧管理平台用于接收所述电子电路信息模块发出的信号；

安全锁止装置，所述安全锁止装置与所述电子电路信息模块电连接，所述安全锁止装置连接于所述作业带主体外侧，用于在意外情况发生时将作业带主体预紧收缩；

蓄电池，所述蓄电池安装于所述作业带主体内部，所述蓄电池与所述电子电路信息模块电连接。

2.根据权利要求1所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，所述电子电路信息模块包括插扣式磁吸导通装置、控制单元、通讯模块和触发装置，所述插扣式磁吸导通装置、所述通讯模块和所述触发装置均与所述控制单元电连接，所述触发装置与所述高压气瓶固定连接。

3.根据权利要求2所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，所述控制单元包括智能算法数据处理模块、识别装置和判别模块，所述智能算法数据处理模块用于处理所述识别装置发出的识别信息，所述判别模块用于将智能算法数据处理模块处理得到的信息进行危险判别，所述识别装置依次与所述智能算法数据处理模块和所述判别模块电连接。

4.根据权利要求3所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，所述识别装置包括重力传感器、陀螺仪传感器和线性加速度传感器，所述重力传感器用于检测人体的失重或超重状态，所述陀螺仪传感器用于检测人体的方向变化，所述线性加速度用于检测人体的加速度，所述重力传感器、所述陀螺仪传感器和所述线性加速度传感器分别与所述判别模块电连接。

5.根据权利要求2所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，还包括人体监测装置，所述人体监测装置安装于所述作业带主体内部，所述人体监测装置与所述控制单元电连接，用于监测人体的温度、心率、血压和血脂。

6.根据权利要求2所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，所述插扣式磁吸导通装置包括壳体、工作检测模块、报警装置和显示器，所述壳体安装于所述作业带主体一侧，所述工作检测模块、所述报警装置和所述显示器均安装于所述壳体内，所述工作检测模块分别于所述控制单元，所述报警装置和所述显示器电连接。

7.根据权利要求1所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，还包括定位装置，所述定位装置安装于所述作业带主体内部并与所述通讯模块电连接，所述定位装置采用WIFI定位装置、蓝牙定位装置和GPS定位装置中的一种或几种组合。

8.根据权利要求1所述的智能气囊安全作业带，其特征在于，所述作业带主体为多点式连接结构，采用高强度聚酯纤维材料；所述安全气囊采用高强纤维和硅酮橡胶材料中的一种或两种，并采用一体式编制方法成型。

9.智能气囊安全作业带的使用方法，其特征在于，包含以下操作步骤：

A.正确穿戴智能气囊安全作业带，接通插扣式磁吸导通装置后，智能气囊安全作业带开始工作；

B.工作过程中，人体感应系统实时监测使用者的温度、心率、血压和血脂，并通过通讯模块将人体感应系统实时监测的数据传输给可视化智慧管理平台，对使用者的身体状况和工作状态情况实时监测；

C.若出现意外坠落的情况，控制单元及时作出危险判断，判定为危险情况时，安全锁止装置将作业带进行预紧卷收，触发装置控制高压气瓶打开并对安全气囊充气，智能气囊安全作业带及时工作对使用者进行防护，可视化智慧管理平台根据定位装置发送给通讯模块的定位信号，及时对使用者进行施救；

D.高空作业结束后或施救完成后，将插扣式磁吸导通装置断开，将智能气囊安全作业带脱下；

E.检查展开后的安全气囊囊袋是否完好，安全锁止装置内的火药是否充足以及安全锁止装置的内部构件是否损坏；

F.检查无误后，将智能气囊安全作业带折叠好放入指定位置，并根据使用情况进行充电。

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