CN114954347A - 安全带状态监测装置及安全带设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种安全带状态监测装置及安全带设备，包括光源发射模块、光源接收模块、主控模块和报警模块，光源发射模块、光源接收模块和报警模块与主控模块通信连接，光源发射模块和光源接收模块沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座，安全带的卡扣沿第二方向插入扣座，第一方向与第二方向互不平行，光接收模块用于接收光发射模块发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块，主控模块根据光源信号控制报警模块报警。通过光源发射模块和光源接收模块实现非接触式检测，检测结果准确，可以有效保障安全带的安全性能，使用可靠。

Description

安全带状态监测装置及安全带设备

技术领域

本申请涉及安全带技术领域，特别是涉及一种安全带状态监测装置及安全带设备。

背景技术

安全带是在乘坐交通工具、高空作业或进行技艺表演等时，为保障安全所用的带子。安全带的金属配件包含安全扣，用于带体与带体之前的连接，安全扣包括卡扣和扣座，使用时将卡扣插入扣座内锁紧。若安全扣未完全扣紧，或者安全扣由于受到磕碰、冲击等作用影响出现松脱，这些情况如果不能及时发现并处理，将会对人身安全构成严重威胁。

传统的安全带检测方法是在扣座内设置压力传感器，在卡扣插入扣座或未插入扣座时，压力传感器检测到不同的压力，从而检测安全带是否扣紧。但是压力传感器为接触式检测，输出信号较弱，抗干扰能力较差，导致检测结果不准确，从而影响安全带的安全性能，使用不可靠。

发明内容

基于此，有必要针对传统的安全带检测方法使用不可靠的问题，提供一种安全带状态监测装置及安全带设备。

一种安全带状态监测装置，包括光源发射模块、光源接收模块、主控模块和报警模块，所述光源发射模块、所述光源接收模块和所述报警模块与所述主控模块通信连接，所述光源发射模块和所述光源接收模块沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座，安全带的卡扣沿第二方向插入所述扣座；

其中，所述第一方向与所述第二方向为互不平行的两个方向，所述光接收模块用于接收所述光发射模块发出的光源信号，并将所述光源信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述光源信号控制所述报警模块报警。

在其中一个实施例中，所述主控模块根据接收到的所述光源信号的数量控制所述报警模块发出不同程度的报警信息。

在其中一个实施例中，所述光源发射模块和所述光源接收模块的数量为两个以上，各组所述光源发射模块和所述光源接收模块分别设置于不同的扣座，各所述光源接收模块与所述主控模块通信连接。

在其中一个实施例中，所述报警模块的数量为两个以上，各所述报警模块分别设置于不同的扣座，且均与所述主控模块通信连接。

在其中一个实施例中，所述报警模块为声光报警模块。

在其中一个实施例中，所述光源发射模块为红外发射模块。

在其中一个实施例中，还包括与所述主控模块通信连接的输入模块，所述输入模块发送启动指令至所述主控模块，所述主控模块在接收到所述启动指令后，控制所述光源发射模块和所述光源接收模块开始工作。

在其中一个实施例中，还包括与所述主控模块通信连接的无线通信模块。

一种安全带设备，包括安全带和如上述的安全带状态监测装置。

在其中一个实施例中，所述安全带的卡扣为无镂空卡扣。

上述安全带状态监测装置及安全带设备，包括光源发射模块、光源接收模块、主控模块和报警模块，光源发射模块、光源接收模块和报警模块与主控模块通信连接，光源发射模块和光源接收模块沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座，安全带的卡扣沿第二方向插入扣座，第一方向与第二方向互不平行，光接收模块用于接收光发射模块发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块，主控模块根据光源信号控制报警模块报警。在安全带的卡扣沿第二方向插入扣座时，光源接收模块受卡扣的遮挡影响，无法接收到光源发射模块发出的光源信号，当卡扣松脱时，光源接收模块不受卡扣的遮挡影响，可接收到光源发射模块发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块，主控模块根据光源信号控制报警模块报警，以提醒使用人员卡扣松脱，需要及时处理，通过光源发射模块和光源接收模块实现非接触式检测，检测结果准确，可以有效保障安全带的安全性能，使用可靠。

附图说明

图1为一个实施例中安全带状态监测装置的结构框图；

图2为另一个实施例中安全带状态监测装置的结构框图；

图3为一个实施例中安全带状态监测装置的设置位置示意图；

图4为一个实施例中安全带状态监测装置的工作流程图。

具体实施方式

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

在一个实施例中，提供一种安全带状态监测装置，用于检测安全带的使用状态。其中安全带可以为高空作业安全带，例如电网检修作业安全带等，也可以为交通工具安全带，例如汽车安全带或飞机安全带等。请参见图1，安全带状态监测装置包括光源发射模块112、光源接收模块114、主控模块120和报警模块130，光源发射模块112、光源接收模块114和报警模块130与主控模块120通信连接，光源发射模块112和光源接收模块114沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座220，安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220。其中，第一方向与第二方向为互不平行的两个方向，光接收模块用于接收光发射模块发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120，主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警。在安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220时，光源接收模块114受卡扣210的遮挡影响，无法接收到光源发射模块112发出的光源信号，当卡扣210松脱时，光源接收模块114不受卡扣210的遮挡影响，可接收到光源发射模块112发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120，主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警，以提醒使用人员卡扣210松脱，需要及时处理，通过光源发射模块112和光源接收模块114实现非接触式检测，检测结果准确，可以有效保障安全带的安全性能，使用可靠。

具体地，安全带包括安全扣，安全扣包括卡扣210和扣座220。安全带的卡扣210又称为锁舌，一般具有凸起部。安全带的扣座220为卡扣210的容纳件，一般具有凹陷部。卡扣210可以沿第二方向插入或远离扣座220，当需要使用安全带时，将卡扣210沿第二方向插入扣座220中，使凸起部插入凹陷部内，安全带锁紧。

光源发射模块112和光源接收模块114沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座220，设置于扣座220一侧的光源发射模块112发出的光源信号穿过扣座220内开设的孔后，到达设置于扣座220另一侧的光源接收模块114，被光源接收模块114接收到后发送至主控模块120。第一方向和第二方向为互不平行的两个方向，以保证在卡扣210向靠近和远离扣座220的第二方向移动时，卡扣210出现遮挡住光源发射模块112与光源接收模块114之间的光路的情况。在安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220时，光源接收模块114受卡扣210的遮挡影响，无法接收到光源发射模块112发出的光源信号，当卡扣210松脱时，光源接收模块114不受卡扣210的遮挡影响，可接收到光源发射模块112发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120。

光源发射模块112和光源接收模块114的类型并不是唯一的，例如，光源发射模块112可以为激光发射模块，激光接收模块可以为激光接收模块，激光发射模块发射的激光可以经过扣座220内的控到达激光接收模块，被激光接收模块接收。当卡扣210插入扣座220内时，由于卡扣210的遮挡，激光发射模块发射的激光不能到达激光接收模块，从而可以根据激光接收模块是否接收到光判断卡扣210是否插入卡座内。激光散射少，采用激光作为检测光源可以减少环境影响对检测结果的影响，从而有利于提高检测结果的准确性。

主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警，例如，主控模块120在接收到光源信号后，认为光源发射模块112发射的光可以被光源接收模块114接收，扣座220内无遮挡器件，考虑应该是卡扣210没有插入扣座220内。此时，主控模块120发送报警指令至报警模块130，报警模块130在接收到报警指令后进行报警，以提醒使用人员卡扣210松脱，需要及时处理。

在一个实施例中，主控模块120根据接收到的光源信号的数量控制报警模块130发出不同程度的报警信息。

具体地，主控模块120接收到的光源信号可以反映光源接收模块114接收到的光源信号的数量。光源信号的数量可以为0或1，当光源接收模块114未接收到光源信号时，光源接收模块114接收到的光源信号的数量为0，则主控模块120接收到的光源信号的数量为0，卡扣210已经成功插入扣座220，则主控模块120控制报警模块130不发出报警信息。当光源接收模块114接收到光源信号时，光源接收模块114接收到的光源信号的数量为1，则主控模块120接收到的光源信号的数量为1，卡扣210没有插入扣座220，则主控模块120控制报警模块130发出报警信息。进一步地，光源信号的数量还可以为光源的光强，主控模块120根据接收到的不同光强控制报警模块130发出不同程度的报警信息。例如，当主控模块120接收到的光强较大时，考虑此时扣座220内遮挡很少或没有遮挡，此时控制报警模块130发出强报警信息，提高报警效果。当主控模块120接收到的光强较小甚至为0时，考虑此时卡扣210已经插入扣座220内，此时控制报警模块130发出弱报警信息，避免对使用人员造成过多干扰。

在一个实施例中，光源发射模块112和光源接收模块114的数量为两个以上，各组光源发射模块112和光源接收模块114分别设置于不同的扣座220，各光源接收模块114与主控模块120通信连接。

安全带通常具有多组卡扣210和扣座220，每一组卡扣210和扣座220分别设置在安全带的不同位置，例如腰带、腿带、肩带等部分上均设置有至少一组卡扣210和扣座220，对使用人员的不同部位进行固定。对应地，光源发射模块112和光源接收模块114的数量为两个以上，各组光源发射模块112和光源接收模块114分别设置于不同的扣座220，可以对多个扣座220和卡扣210的插入状态进行监测，提高安全带的安全性能。进一步地，光源发射模块112和光源接收模块114组的数量可以与扣座220的数量相等，使每个扣座220上都能设置一组光源发射模块112和光源接收模块114，从而对安全带的每个扣座220和卡扣210的插入状态进行更加全面的监测。

各光源接收模块114与主控模块120通信连接，都可以将接收到的光源信号发送至主控模块120。主控模块120可以在接收到来自任意一光源接收模块114的光源信号后，控制报警模块130进行报警，提醒使用人员及时检查各个扣座220处的卡扣210插入情况。进一步地，主控模块120根据接收到的光源信号的数量控制报警模块130发出不同程度的报警信息，例如，主控模块120在接收到一个光源接收模块114传输的光源信号时，说明有一处安全扣发生松动，发出弱报警信息，在接收到两个光源接收模块114传输的光源信号时，说明有两处安全扣发生松动，发出中等强度的报警信息，在接收到三个光源接收模块114传输的光源信号时，说明有三处安全扣发生松动，发出强报警信息，使用人员可以根据报警的程度了解安全带的使用状态，从而便于使用人员更有针对性地及时解决安全隐患。

在一个实施例中，报警模块130的数量为两个以上，各报警模块130分别设置于不同的扣座220，且均与主控模块120通信连接。将各报警模块130分别设置于不同的扣座220进行报警，方便使用人员及时接收到报警信息。报警模块130的数量可以与扣座220的数量相等，每个扣座220上分别设置有一个报警模块130。各报警模块130均与主控模块120通信连接，主控模块120接收到来自光源接收模块114的光源信号后，根据光源接收模块114所处的位置，控制与光源接收模块114设置在同一扣座220上的报警模块130进行报警，使用人员可以快速定位发生松脱的是哪一个卡扣210和扣座220，便于及时处理。进一步地，主控模块120的数量也可以为两个以上，各主控模块120分别设置于不同的扣座220，当光源接收模块114的数量也为两个以上时，主控模块120与设置在同一个扣座220上的光源接收模块114进行通信连接，当报警的数量也为两个以上时，主控模块120还与设置在同一个扣座220上的报警模块130进行通信连接。基于此，每个扣座220上均设置有一组光源发射模块112、光源接收模块114、主控模块120和报警模块130，设置在各个扣座220上的安全带状态监测装置可以单独对各扣座220与卡扣210的插入情况进行监测，进一步保障了安全带的安全性能。

在一个实施例中，报警模块130为声光报警模块。声光报警模块可以通过声音和光发出报警信息，报警信息好。声光报警模块包括声音报警模块130和光报警模块130，声音报警模块130可以为蜂鸣器或语音装置等，光报警模块130可以为指示灯或显示屏等。主控模块120可以根据接收到的光源信号的数量控制报警模块130发出不同程度的报警信息，当信号接收模块的数量为三个以上，报警模块130为声光报警模块时，若主控模块120接收到了数量≥3的光源接收模块114发送的光源信号，则控制声光报警模块以高频发出报警声，报警器灯光快闪。若主控模块120接收到了两个光源接收模块114发送的光源信号，则控制声光报警模块以正常频率发出报警声，报警器灯光正常频率闪烁。若主控模块120接收到了一个光源接收模块114发送的光源信号，则控制声光报警模块以低频发出报警声，报警器灯光慢闪，从而针对不同的异常安全扣数量执行差异化的报警机制，提高了安全带状态检测装置的智能程度。

在一个实施例中，光源发射模块112为红外发射模块。红外发射模块可以发射红外光作为光源信号，红外光可被光源接收模块114。对应地，光源接收模块114可以为红外接收模块，接收红外光更加灵敏。采用红外发射模块作为光源发射模块112，采用红外光作为检测光，可以实现对卡扣210是否插入的无接触检测，且具有抗干扰能力强、信息传输可靠、功耗低、成本低和易实现等显著优点。

在一个实施例中，请参见图2，安全带状态监测装置还包括与主控模块120通信连接的输入模块140，输入模块140发送启动指令至主控模块120，主控模块120在接收到启动指令后，控制光源发射模块112和光源接收模块114开始工作。

具体地，输入模块140可以设置在扣座220上，或安全带的其他位置，例如可设置在便于使用人员操作的位置。输入模块140与主控模块120通信连接，可以接收来自用户或者其他器件的启动指令，并将接收到的启动指令发送至主控模块120，主控模块120在接收到启动指令后，控制光源发射模块112和光源接收模块114开始工作，可以实现安全带状态监测装置的按需启动，节约能耗。输入模块140的类型并不是唯一的，可以为工作按钮，操作简单。可以理解，在其他实施例中，输入模块140也可以为其他器件，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，请参见图2，安全带状态监测装置还包括与主控模块120通信连接的无线通信模块150。具体地，光源发射模块112、光源接收模块114和报警模块130均可以通过无线通信模块150与主控模块120通信连接，减少布线。进一步地，主控模块120还能通过无线通信模块150与其他器件通信连接，例如可以通过无线通信模块150与后台管理系统通信连接，主控模块120可以将各器件的运行参数、光源信号的数量和强度等参数通过无线通信传输至后台管理系统，便于后台人员通过系统对数据进行查看、下载和分析等，实现对安全带状态监测装置的远程监控。无线通信模块150的类型并不是唯一的，例如可以为蓝牙模块或WIFI模块等，在此不做限定。

此外，安全带状态监测装置还可以包括电源模块，电源模块连接主控模块120和报警模块130，用于给主控模块120和报警模块130供电，保障安全带状态监测装置的正常工作。可以理解，在其他实施例中，电源模块还可以与其他器件连接，为其他器件供电，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

为了更好地理解上述实施例，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。请参见图3，在一个实施例中，安全带状态监测装置包括光源发射模块112、光源接收模块114、主控模块120、报警模块130、无线通信模块150和输入模块140，报警模块130为声光报警模块，输入模块140为工作按钮。光源发射模块112可以为红外发射模块，光源接收模块114可以为红外接收模块，安全带包括安全扣，安全扣包括卡扣210和扣座220，其中，扣座220上设置有光源发射模块112、光源接收模块114、声光报警模块、无线通信模块150、主控模块120及工作按钮。安全带可以为全身式电力作业安全带，通常，全身式电力作业安全带含多组设置在不同部位的安全扣，主要有设置在腰部、肩部及腿部的安全扣。可以在一个部位装设主控模块120和报警模块130，在所有卡扣210处装设光源发射和光源接收模块114判断卡扣210状态即可。

请参见图4，安全带状态监测装置的工作流程和工作机理包括：工作前系好安全带，并按下装置的工作按钮，装置各部件将进行工作，扣座220下部的光源发射模块112可发射光源信号，扣座220上部的光源接收模块114可对光源信号进行接收，并将接收的光源信号传给主控模块120进行分析。每个装置的主控模块120可实现数据交互，主控模块120通过判断光源接收模块114是否接收到光源信号及相应的接收数量，控制声光报警模块执行对应的响应。当卡扣210扣紧时，光源接收模块114受卡扣210的遮挡影响，无法接收到光源发射模块112发出的光源信号，此时主控模块120控制声光报警模块不报警。当卡扣210松脱时，光源接收模块114不受卡扣210的遮挡影响，可接收到光源发射模块112发出的光源信号。

进一步地，某部位的光源接收模块114只要接收到光源发射模块112发出的光源信号，接收数量自动默认为1，反之为0，并将接收的结果反馈给主控模块120，主控模块120将每个部位反馈的结果进行累加，得到接收数量结果，并根据接收数量结果控制报警器执行相应的响应。主控模块120根据不同的接收数量控制声光报警模块执行不同等级的响应，例如，当接受数量≥3时，声光报警模块高频发出报警声，报警器灯光快闪；接收数量＝2时，声光报警模块正常频率发出报警声，报警器灯光正常频率闪烁；接收数量＝1时，声光报警模块低频发出报警声，报警器灯光慢闪。另外，主控模块120可通过无线通信技术将相关数据传输给后台管理系统，后台人员可通过系统对数据进行查看。安全带状态监测装置基于先进光学传感技术，实现了安全带松紧状态的非接触式检测，并且可针对不同的异常安全扣数量执行差异化的报警机制，使用可靠。

上述安全带状态监测装置，包括光源发射模块112、光源接收模块114、主控模块120和报警模块130，光源发射模块112、光源接收模块114和报警模块130与主控模块120通信连接，光源发射模块112和光源接收模块114沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座220，安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220，第一方向与第二方向互不平行，光接收模块用于接收光发射模块发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120，主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警。在安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220时，光源接收模块114受卡扣210的遮挡影响，无法接收到光源发射模块112发出的光源信号，当卡扣210松脱时，光源接收模块114不受卡扣210的遮挡影响，可接收到光源发射模块112发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120，主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警，以提醒使用人员卡扣210松脱，需要及时处理，通过光源发射模块112和光源接收模块114实现非接触式检测，检测结果准确，可以有效保障安全带的安全性能，使用可靠。

在一个实施例中，提供一种安全带设备，包括安全带和如上述的安全带状态监测装置。其中，安全带状态监测装置可设置于安全带的扣座220，安全带状态监测装置的具体工作过程在上文中已做详细说明，在此不再赘述。

在一个实施例中，安全带的卡扣210为无镂空卡扣210。当安全带的卡扣210为无镂空卡扣210时，若卡扣210插入扣座220内，不会因为卡扣210漏光导致光源发射模块112发出的光源信号被光源接收模块114接收，避免误触发报警，提高安全带的工作性能。

上述安全带设备，包括光源发射模块112、光源接收模块114、主控模块120和报警模块130，光源发射模块112、光源接收模块114和报警模块130与主控模块120通信连接，光源发射模块112和光源接收模块114沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座220，安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220，第一方向与第二方向互不平行，光接收模块用于接收光发射模块发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120，主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警。在安全带的卡扣210沿第二方向插入扣座220时，光源接收模块114受卡扣210的遮挡影响，无法接收到光源发射模块112发出的光源信号，当卡扣210松脱时，光源接收模块114不受卡扣210的遮挡影响，可接收到光源发射模块112发出的光源信号，并将光源信号发送至主控模块120，主控模块120根据光源信号控制报警模块130报警，以提醒使用人员卡扣210松脱，需要及时处理，通过光源发射模块112和光源接收模块114实现非接触式检测，检测结果准确，可以有效保障安全带的安全性能，使用可靠。

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。

Claims (10)

1.一种安全带状态监测装置，其特征在于，包括光源发射模块、光源接收模块、主控模块和报警模块，所述光源发射模块、所述光源接收模块和所述报警模块与所述主控模块通信连接，所述光源发射模块和所述光源接收模块沿第一方向相对间隔设置于安全带的扣座，安全带的卡扣沿第二方向插入所述扣座；

其中，所述第一方向与所述第二方向为互不平行的两个方向，所述光接收模块用于接收所述光发射模块发出的光源信号，并将所述光源信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述光源信号控制所述报警模块报警。

2.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，所述主控模块根据接收到的所述光源信号的数量控制所述报警模块发出不同程度的报警信息。

3.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，所述光源发射模块和所述光源接收模块的数量为两个以上，各组所述光源发射模块和所述光源接收模块分别设置于不同的扣座，各所述光源接收模块与所述主控模块通信连接。

4.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，所述报警模块的数量为两个以上，各所述报警模块分别设置于不同的扣座，且均与所述主控模块通信连接。

5.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，所述报警模块为声光报警模块。

6.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，所述光源发射模块为红外发射模块。

7.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，还包括与所述主控模块通信连接的输入模块，所述输入模块发送启动指令至所述主控模块，所述主控模块在接收到所述启动指令后，控制所述光源发射模块和所述光源接收模块开始工作。

8.根据权利要求1所述的安全带状态监测装置，其特征在于，还包括与所述主控模块通信连接的无线通信模块。

9.一种安全带设备，其特征在于，包括安全带和如权利要求1-8任意一项所述的安全带状态监测装置。

10.根据权利要求9所述的安全带设备，其特征在于，所述安全带的卡扣为无镂空卡扣。

Images