CN113607217A - 一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置及监督方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置及监督方法，包括建筑体、起吊架、安全带总控制端、主控制器、携带检测器、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块；总控制端可以在施工人员中途出现突发状况后第一时间接收信号并开展救援工作；主控制器实现同时控制多个悬挂状态检测模块；携带检测器实时监测工人施工状况，保证施工安全；震动检测模块监测工人活动状态；距离检测模块起到检测施工人员下降高度的作用；图像检测模块通过上传监测图像便于监督工人安全施工行为，提升施工安全程度；悬挂状态检测模块在施工开始时起到优先监督工人是否佩戴安全带的作用，针对抱有侥幸心理的施工人员进行强制性提醒。

Description

一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置及监督方法

技术领域

本发明涉及高空施工设备领域，具体为一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置及监督方法。

背景技术

用于高层建筑的高空作业安全带是高处作业人员预防坠落伤亡的一种重要的安全防护工具。高空作业安全带又称全身式安全带或坠落悬挂安全带。高空作业安全带通常主要由安全带体、安全挂绳组成；安全带体用于穿戴在作业人员身上；安全挂绳的一端固定连接在安全带体上，另一端连接设置有挂钩，并在使用时通过挂钩挂接在高处的安全固定支撑点位置，从而为作业人员在高处作业不慎坠落时提供安全防护，减少作业人员高空失足而造成的安全事故；

但是在实际施工中，有部分施工人员存在侥幸心理，对安全施工的认知不足，通常不佩戴安全带，直接站在作业平台上开始施工作业，安全风险极大，并且就目前已经发生过部分因为不佩戴安全带而造成的施工事故，社会影响较大，并且对自身安全问题是一种不负责任的表现，现有的普通安全带结构单一，只能简单的进行安全吊挂与防护，对于抱有侥幸心理的施工人员无法强制进行佩戴提醒，并且在施工过程中出现突发状况不易察觉，既存在较大安全隐患也影响施工进度，因此，提出一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置及监督方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置及监督方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，包括起吊架和安全带，起吊架固定安装在建筑体的顶端，且起吊架的顶端设置有吊挂绳，吊挂绳端部连接安全带；还包括总控制端、主控制器、携带检测器、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块；

震动检测模块包括震动检测器和无线通讯模块，震动检测器检测安全带的震动情况，并通过无线通讯模块与主控制器连接；震动检测模块放置在携带检测器内部；

距离检测模块包括距离信号发射器和距离信号接受器，距离信号发射器安装在携带检测器内部，距离信号接受器安装在悬挂状态检测模块端部上；距离检测模块的距离信号接受器通过数据线连接主控制器；距离信号发射器和距离信号接受器检测到安全带与起吊架的距离，并将距离数据传输给主控制器；

图像检测模块包括上端摄像机和携带摄像机，上端摄像机可安装在起吊架上，上端摄像机采集悬挂状态检测模块状态的图像信息，携带摄像机安装在携带检测器上，携带摄像机采集安全带上工人的图像信息，图像检测模块通过数据线连接主控制器；

悬挂状态检测模块安装在建筑体上方，设在起吊架一侧，悬挂状态检测模块一端连接吊挂绳，悬挂状态检测模块可随着吊挂绳摆动；悬挂状态检测模块通过数据线连接主控制器；

携带检测器佩戴在安全带上；

每个吊挂绳均配备一个携带检测器、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块，一个建筑体上的多个携带检测器、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块连接一个主控制器，由主控制器收集信息，多个主控制器均通过无线通讯连接总控制端，总控制端为计算机，可以接受多个主控制器的数据信息。

所述悬挂状态检测模块内设置有悬挂状态感应器。

优选的，位于起吊架前方的所述建筑体上端面固定设置有安装座，所述悬挂状态检测模块转动安装在安装座侧端面上，悬挂状态检测模块内部设置有回转结构，且回转结构的外端设置有牵引孔，所述牵引孔套设在吊挂绳上，所述牵引孔位于转板的外端，且与转板为一体式结构。

优选的，所述回转结构包括齿轮、转板、燕尾滑块、齿条、伸缩杆和弹簧，所述齿轮与安装座的侧端通过转轴固定连接，转板的一端转动安装在齿轮与安装座之间的转轴上，所述转板上与齿轮相邻的一侧端面上水平设置有燕尾滑槽，燕尾滑块滑动安装在燕尾滑槽内，所述齿条的一端固定安装在燕尾滑块的上端，齿条另一端位于齿轮的上方，且下端面与齿轮啮合连接，所述伸缩杆固定安装在齿轮与燕尾滑槽之间的转板侧端面上，且与转板方向一致，弹簧套设在伸缩杆的伸缩轴上，所述悬挂状态感应器固定安装在燕尾滑块的外侧，且伸缩杆的伸缩轴外端部与悬挂状态感应器固定连接，弹簧的另一端支撑在悬挂状态感应器上。

优选的，所述弹簧不受力时，伸缩杆处于伸展打开的状态，此时悬挂状态检测模块处于垂直静止的位置。

优选的，所述转板、燕尾滑块、齿条和伸缩杆均采用轻型塑钢材料制作，且弹簧的弹力大于转板、燕尾滑块、齿条和伸缩杆的重量总和。

优选的，携带检测器、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块其中任何一处监测结果与其他监测结果不同时发出危险预警。

一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督方法，其步骤是：

施工人员穿戴安全带后，通过起吊架将吊挂绳放下，从建筑体的顶端沿着前端墙面向下放落；悬挂状态检测模块通过吊挂绳在牵引孔内的牵引力开始转动至水平位置，其内部的齿条带动燕尾滑块移动，使伸缩杆回缩，悬挂状态感应器感应到结构变化后将状态信息发送到主控制器；

主控制器收到悬挂状态感应器的状态信息后，启动震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块；

在施工人员下降的过程中，通过安全带上设置的携带检测器内的距离信号发射器和悬挂状态检测模块上的距离信号接受器检测安全带与起吊架的距离，并将距离数据传输给主控制器；

在施工过程中通过震动检测模块实时监测工人的活动频率；

通过携带摄像机实时监测工人的活动状态，上端摄像机采集悬挂状态检测模块的状态图像信息，全程的施工过程以及悬挂状态检测模块的状态信息通过图像检测模块进行图像采集，并将数据发送到主控制器；

施工结束并将安全带收回后，悬挂状态检测模块通过其内部的弹簧的自身弹力使伸缩杆支撑展开，通过悬挂状态检测模块向上转动至垂直位置，悬挂状态感应器感应到结构变化后将状态信息发送到主控制器；

主控制器收到悬挂状态感应器的状态信息后，关闭震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块；

多个主控制器的数据信息被总控制端接受，监督人员通过总控制端监督全部安全带的使用情况。

优选的，所述携带检测器内的震动监测分为长时间不震动和短时间内剧烈震动两种频率，且监测到任何一种频率后向主控制器发送报警数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的总控制端；可以在施工人员中途出现突发状况后第一时间接收信号并开展救援工作。

2、本发明主控制器；实现同时控制多个悬挂状态检测模块，其中任何一个不符合安全标准或者检测到出现施工事故可以立即做出应对措施。

3、本发明携带检测器；实时监测工人的施工状况，保证施工安全。

4、本发明震动检测模块；监测工人的活动状态，便于判断施工人员的健康状态。

5、本发明距离检测模块；起到检测施工人员下降高度的作用。

6、本发明图像检测模块；通过上传监测图像便于监督工人的安全施工行为，有效提升施工安全程度。

7、本发明悬挂状态检测模块；在施工开始时起到优先监督工人是否佩戴安全带的作用，有效针对抱有侥幸心理的施工人员进行强制性提醒。

附图说明

图1为本发明安全带绑戴监督装置的主要结构示意图；

图2为本发明安全带绑戴监督装置的监督装置结构示意图；

图3为本发明安全带绑戴监督装置的检测模块结构示意图；

图4为本发明的数据传输示意图；

图5为本发明的各功能部件安装位置示意图。

图中：1、建筑体，11、主控制器，2、起吊架，3、悬挂状态检测模块，31、安装座，32、齿轮，33、转板，34、燕尾滑槽，35、牵引孔，36、燕尾滑块，37、齿条，38、伸缩杆，39、弹簧，40、悬挂状态感应器，4、上端摄像机，5、吊挂绳，6、安全带，61、携带检测器，62、携带摄像机。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，包括起吊架2和安全带6，起吊架2固定安装在建筑体1的顶端，且起吊架2的顶端设置有吊挂绳5，吊挂绳5端部连接安全带6；还包括总控制端、主控制器11、携带检测器61、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块3；通过多个监测模块同时检测施工人员的活动意向，使检测数据更准确，更有效的判断施工过程的安全性。

震动检测模块包括震动检测器和无线通讯模块，无线通讯模块采用无线网络传输，震动检测器采用微型振动传感器，震动检测器检测安全带6的震动情况，并通过无线通讯模块与主控制器11连接；震动检测模块放置在携带检测器61内部。

距离检测模块包括距离信号发射器和距离信号接受器，距离信号发射器和距离信号接受器采用超声波距离传感器、光学距离传感器、红外距离传感器等现有测距离仪器，距离信号发射器安装在携带检测器61内部，距离信号接受器安装在悬挂状态检测模块3端部上；距离检测模块的距离信号接受器通过数据线连接主控制器11；距离信号发射器和距离信号接受器检测到安全带6与起吊架2的距离，并将距离数据传输给主控制器11。

图像检测模块包括上端摄像机4和携带摄像机62，上端摄像机4可安装在起吊架2上，上端摄像机4采集悬挂状态检测模块3状态的图像信息，携带摄像机62安装在携带检测器61上，携带摄像机62采集安全带6上工人的图像信息，图像检测模块通过数据线连接主控制器11，上端摄像机4和携带摄像机62均采用便携式小型摄像机。

悬挂状态检测模块3安装在建筑体1上方，设在起吊架2一侧，悬挂状态检测模块3一端连接吊挂绳5，悬挂状态检测模块3可随着吊挂绳5摆动；悬挂状态检测模块3内设置有悬挂状态感应器40，悬挂状态检测模块3的悬挂状态感应器40通过数据线连接主控制器11；位于起吊架2前方的建筑体1上端面固定设置有安装座31，悬挂状态检测模块3转动安装在安装座31侧端面上，悬挂状态检测模块3内部设置有回转结构，且回转结构的外端设置有牵引孔35，牵引孔35套设在吊挂绳5上，牵引孔35位于转板33的外端，且与转板33为一体式结构。回转结构包括齿轮32、转板33、燕尾滑块36、齿条37、伸缩杆38和弹簧39，齿轮32与安装座31的侧端通过转轴固定连接，转板33的一端转动安装在齿轮32与安装座31之间的转轴上，转板33上与齿轮32相邻的一侧端面上水平设置有燕尾滑槽34，燕尾滑块36滑动安装在燕尾滑槽34内，齿条37的一端固定安装在燕尾滑块36的上端，齿条37另一端位于齿轮32的上方，且下端面与齿轮32啮合连接，伸缩杆38固定安装在齿轮32与燕尾滑槽34之间的转板33侧端面上，伸缩杆38为套筒式伸缩杆，且与转板33方向一致，弹簧39套设在伸缩杆38的伸缩轴上，悬挂状态感应器40固定安装在燕尾滑块36的外侧，且伸缩杆38的伸缩轴外端部与悬挂状态感应器40固定连接，弹簧39的另一端支撑在悬挂状态感应器40上，悬挂状态感应器40采用“B6TS-08NF触碰传感器”。弹簧39不受力时，伸缩杆38处于伸展打开的状态，此时悬挂状态检测模块3处于垂直静止的位置。转板33、燕尾滑块36、齿条37和伸缩杆38均采用轻型塑钢材料制作，且弹簧39的弹力大于转板33、燕尾滑块36、齿条37和伸缩杆38的重量总和。悬挂状态检测模块3具体工作方式为：当吊挂绳5被拉直后，其上套设的牵引孔35带着转板33在齿轮32与安装座31之间的转轴上转动，此时，通过燕尾滑槽34和燕尾滑块36的连接，带动齿条37随着转板33转动，通过齿条37与齿轮32的啮合，让齿条37在转动的过程中向远离牵引孔35的方向移动，迫使伸缩杆38缩回，弹簧39被挤压，悬挂状态感应器39随着燕尾滑块36向远离牵引孔35的方向移动，当悬挂状态感应器39碰到伸缩杆38的套筒部位时，悬挂状态检测模块3与安装座31形成垂直状态，且同时触发悬挂状态感应器39，悬挂状态感应器39向主控制器11发送状态信息；当吊挂绳5被放松后，通过弹簧39弹力，使伸缩杆38拉长回到原来的长度，使得让各部件复位，最后悬挂状态检测模块3与安装座31形成平行状态。

携带检测器61佩戴在安全带6上；每个吊挂绳5均配备一个携带检测器61、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块3，一个建筑体1上的多个携带检测器61、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块3连接一个主控制器11，由主控制器11收集信息，多个主控制器11均通过无线通讯连接总控制端，主控制器11内设有嵌入式控制芯片，用于控制各功能部件，总控制端为计算机，可以接受多个主控制器11的数据信息。

携带检测器61、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块3其中任何一处监测结果与其他监测结果不同时发出危险预警。

一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督方法，其步骤是：

施工人员穿戴安全带6后，通过起吊架2将吊挂绳5放下，从建筑体1的顶端沿着前端墙面向下放落；悬挂状态检测模块3通过吊挂绳5在牵引孔35内的牵引力开始转动至水平位置，悬挂状态检测模块3与安装座31形成垂直状态，其内部的齿条37带动燕尾滑块36移动，使伸缩杆38回缩，悬挂状态感应器40感应到结构变化后将状态信息发送到主控制器11；

主控制器11收到悬挂状态感应器40的状态信息后，启动震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块；

在施工人员下降的过程中，通过安全带6上设置的携带检测器61内的距离信号发射器和悬挂状态检测模块3上的距离信号接受器检测安全带6与起吊架2的距离，并将距离数据传输给主控制器11，使得可以实时检测安全带6与起吊架2之间的距离变化，进而监督安全带6是否被使用，同时可以检测施工人员的位置信息；

在施工过程中通过震动检测模块实时监测工人的活动频率，通过震动检测模块的震动频率，使得可以监督施工人员是否佩戴安全带6施工，如果震动检测模块从始至终没有震动信息，表明施工人员没有佩戴安全带6；携带检测器61内的震动监测还分为长时间不震动和短时间内剧烈震动两种频率，检测到正常频率震动一段时间后长时间不震动表明施工人员遇到休克等危险，检测到短时间内剧烈震动表明施工人员遇到意外，监测到长时间不震动和短时间内剧烈震动任何一种频率后及时向主控制器11发送报警数据。

通过携带摄像机62实时监测工人的活动状态，上端摄像机4采集悬挂状态检测模块3的状态图像信息，全程的施工过程以及悬挂状态检测模块3的状态信息通过图像检测模块进行图像采集，并将数据发送到主控制器11，上端摄像机4可以监督悬挂状态检测模块3是否被人为故意改变状态或外来物体触碰造成改变状态；

施工结束并将安全带6收回后，悬挂状态检测模块3通过其内部的弹簧39的自身弹力使伸缩杆38支撑展开，通过悬挂状态检测模块3向上转动至垂直位置，悬挂状态感应器40感应到结构变化后将状态信息发送到主控制器11；

主控制器11收到悬挂状态感应器40的状态信息后，关闭震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块；

多个主控制器（11）的数据信息被总控制端接受，监督人员通过总控制端监督全部安全带（6）的使用情况。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，包括起吊架（2）和安全带（6），起吊架（2）固定安装在建筑体（1）的顶端，且起吊架（2）的顶端设置有吊挂绳（5），吊挂绳（5）端部连接安全带（6）；其特征在于：还包括总控制端、主控制器（11）、携带检测器（61）、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块（3）；

震动检测模块包括震动检测器和无线通讯模块，震动检测器检测安全带（6）的震动情况，并通过无线通讯模块与主控制器（11）连接；震动检测模块放置在携带检测器（61）内部；

距离检测模块包括距离信号发射器和距离信号接受器，距离信号发射器安装在携带检测器（61）内部，距离信号接受器安装在悬挂状态检测模块（3）端部上；距离检测模块的距离信号接受器通过数据线连接主控制器（11）；距离信号发射器和距离信号接受器检测到安全带（6）与起吊架（2）的距离，并将距离数据传输给主控制器（11）；

图像检测模块包括上端摄像机（4）和携带摄像机（62），上端摄像机（4）可安装在起吊架（2）上，上端摄像机（4）采集悬挂状态检测模块（3）状态的图像信息，携带摄像机（62）安装在携带检测器（61）上，携带摄像机（62）采集安全带（6）上工人的图像信息，图像检测模块通过数据线连接主控制器（11）；

悬挂状态检测模块（3）安装在建筑体（1）上方，设在起吊架（2）一侧，悬挂状态检测模块（3）一端连接吊挂绳（5），悬挂状态检测模块（3）可随着吊挂绳（5）摆动；悬挂状态检测模块（3）通过数据线连接主控制器（11）；

携带检测器（61）佩戴在安全带（6）上；

每个吊挂绳（5）均配备一个携带检测器（61）、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块（3），一个建筑体（1）上的多个携带检测器（61）、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块（3）连接一个主控制器（11），由主控制器（11）收集信息，多个主控制器（11）均通过无线通讯连接总控制端，总控制端为计算机，可以接受多个主控制器（11）的数据信息；

所述悬挂状态检测模块（3）内设置有悬挂状态感应器（40）。

2.根据权利要求1所述的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，其特征在于：位于起吊架（2）前方的所述建筑体（1）上端面固定设置有安装座（31），所述悬挂状态检测模块（3）转动安装在安装座（31）侧端面上，悬挂状态检测模块（3）内部设置有回转结构，且回转结构的外端设置有牵引孔（35），所述牵引孔（35）套设在吊挂绳（5）上，所述牵引孔（35）位于转板（33）的外端，且与转板（33）为一体式结构。

3.根据权利要求2所述的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，其特征在于：所述回转结构包括齿轮（32）、转板（33）、燕尾滑块（36）、齿条（37）、伸缩杆（38）和弹簧（39），所述齿轮（32）与安装座（31）的侧端通过转轴固定连接，转板（33）的一端转动安装在齿轮（32）与安装座（31）之间的转轴上，所述转板（33）上与齿轮（32）相邻的一侧端面上水平设置有燕尾滑槽（34），燕尾滑块（36）滑动安装在燕尾滑槽（34）内，所述齿条（37）的一端固定安装在燕尾滑块（36）的上端，齿条（37）另一端位于齿轮（32）的上方，且下端面与齿轮（32）啮合连接，所述伸缩杆（38）固定安装在齿轮（32）与燕尾滑槽（34）之间的转板（33）侧端面上，且与转板（33）方向一致，弹簧（39）套设在伸缩杆（38）的伸缩轴上，所述悬挂状态感应器（40）固定安装在燕尾滑块（36）的外侧，且伸缩杆（38）的伸缩轴外端部与悬挂状态感应器（40）固定连接，弹簧（39）的另一端支撑在悬挂状态感应器（40）上。

4.根据权利要求3所述的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，其特征在于：所述弹簧（39）不受力时，伸缩杆（38）处于伸展打开的状态，此时悬挂状态检测模块（3）处于垂直静止的位置。

5.根据权利要求4所述的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，其特征在于：所述转板（33）、燕尾滑块（36）、齿条（37）和伸缩杆（38）均采用轻型塑钢材料制作，且弹簧（39）的弹力大于转板（33）、燕尾滑块（36）、齿条（37）和伸缩杆（38）的重量总和。

6.根据权利要求1所述的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督装置，其特征在于：携带检测器（61）、震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块、悬挂状态检测模块（3）其中任何一处监测结果与其他监测结果不同时发出危险预警。

7.根据权利要求1-6任一的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督方法，其特征在于：其步骤是：

施工人员穿戴安全带（6）后，通过起吊架（2）将吊挂绳（5）放下，从建筑体（1）的顶端沿着前端墙面向下放落；悬挂状态检测模块（3）通过吊挂绳（5）在牵引孔（35）内的牵引力开始转动至水平位置，其内部的齿条（37）带动燕尾滑块（36）移动，使伸缩杆（38）回缩，悬挂状态感应器（40）感应到结构变化后将状态信息发送到主控制器（11）；

主控制器（11）收到悬挂状态感应器（40）的状态信息后，启动震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块；

在施工人员下降的过程中，通过安全带（6）上设置的携带检测器（61）内的距离信号发射器和悬挂状态检测模块（3）上的距离信号接受器检测安全带（6）与起吊架（2）的距离，并将距离数据传输给主控制器（11）；

在施工过程中通过震动检测模块实时监测工人的活动频率；

通过携带摄像机（62）实时监测工人的活动状态，上端摄像机（4）采集悬挂状态检测模块（3）的状态图像信息，全程的施工过程以及悬挂状态检测模块（3）的状态信息通过图像检测模块进行图像采集，并将数据发送到主控制器（11）；

施工结束并将安全带（6）收回后，悬挂状态检测模块（3）通过其内部的弹簧（39）的自身弹力使伸缩杆（38）支撑展开，通过悬挂状态检测模块（3）向上转动至垂直位置，悬挂状态感应器（40）感应到结构变化后将状态信息发送到主控制器（11）；

主控制器（11）收到悬挂状态感应器（40）的状态信息后，关闭震动检测模块、距离检测模块、图像检测模块；

多个主控制器（11）的数据信息被总控制端接受，监督人员通过总控制端监督全部安全带（6）的使用情况。

8.根据权利要求7所述的一种高层建筑施工用安全带绑戴状态监督方法，其特征在于：所述携带检测器（61）内的震动监测分为长时间不震动和短时间内剧烈震动两种频率，且监测到任何一种频率后向主控制器（11）发送报警数据。

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