CN115068853B - 一种防高坠安全型安全带 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力作业技术领域，公开了一种防高坠安全型安全带，包括一种防高坠安全型安全带，包括腰带、锁扣装置和安全系统；腰带连接有安全绳和后尾绳，锁扣装置包括设置于腰带上的腰部锁扣、设置于安全绳上的安全锁扣以及设置于后尾绳上的后尾锁扣；安全系统包括；控制器、压力检测器组、高度检测器组和报警器，压力检测器组与控制器数据连接；高度检测器组与控制器数据连接；报警器与控制器数据连接；控制器根据腰带的压力、安全绳的压力、腰带的高度、安全绳的高度以及后尾绳的高度控制报警器进行报警。该防高坠安全型安全带保证工作人员正确使用安全带，让安全带充分为杆上的作业人员保障作业安全。

Description

一种防高坠安全型安全带

技术领域

本发明涉及电力作业技术领域，尤其涉及一种防高坠安全型安全带。

背景技术

在电网企业，登杆作业是电网工作人员在基层供电所经常开展的一项作业任务，为保障作业人员的安全，登杆作业必须要使用安全带，有些工作人员会违规操作不戴安全带就擅自登杆作业，在失去安全带的保护下作业是非常危险的行为。

现有的电网作业的安全带由金属锁扣和安全绳、后尾绳等构件组成，一般安全带在作业登杆的过程中，当登杆的高度超过2米时就要使用腰带，跨越障碍物就需要用到安全绳(二次保护绳)。

然而，在登杆过程中作业人员会忘记腰部围上腰带，直到上去电线杆上才突然意识到要扣上腰带，如果在电线杆上操作没扣上腰带是非常危险，这时候工作人员一只手要抱住电线杆，另外一只手要来操作腰带，如果在登杆前就已经完成腰带的扣合操作就不会有存在这种风险；同样安全带的安全绳对于保护电线杆上的作业人员也是非常重要，有时候工作人员也会疏忽大意，忘记把拿上的安全绳用上，或者作业人员将两个安全带都解锁，特别是在跨越横担或者其他障碍物的时候就需要用到安全绳来转换腰带，没有遵循安全带的高挂低用的原则或者将安全带挂靠在锋利的铁件上，这些操作都是非常危险的作业。如何保证工作人员正确使用安全带，让安全带充分为杆上的作业人员保障作业安全，让穿戴的时候每个金属扣件都锁上，在登杆的过程中不会忘记扣上安全绳，不会出现在电线杆上的时候才突然想起要用安全绳这些错误的操作，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防高坠安全型安全带，保证工作人员正确使用安全带，让安全带充分为杆上的作业人员保障作业安全。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防高坠安全型安全带，包括腰带、锁扣装置和安全系统；所述腰带连接有安全绳和后尾绳，所述锁扣装置包括设置于所述腰带上的腰部锁扣、设置于所述安全绳上的安全锁扣以及设置于所述后尾绳上的后尾锁扣；

所述安全系统包括控制器、压力检测器组、高度检测器组和报警器；

所述压力检测器组与所述控制器数据连接，所述压力检测器组包括设置于所述腰带上的腰部压力传感器以及设置于所述安全绳上的安全压力传感器，所述腰部压力传感器用于检测所述腰带的压力，所述安全压力传感器用于检测所述安全绳的压力；

所述高度检测器组与所述控制器数据连接，所述高度检测器组包括设置于所述腰带上的腰部高度传感器、设置于所述安全绳上的安全高度传感器以及设置于所述后尾绳上的后尾高度传感器，所述腰部高度传感器用于检测所述腰带的高度，所述安全高度传感器用于检测所述安全绳的高度，所述后尾高度传感器用于检测所述后尾绳的高度；

所述报警器用于报警，所述报警器与所述控制器数据连接；

所述控制器根据所述腰带的压力、所述安全绳的压力、所述腰带的高度、所述安全绳的高度以及所述后尾绳的高度控制所述报警器进行报警。

作为优选，所述控制器设置有互锁系统，所述控制器通过所述互锁系统控制所述安全锁扣与所述后尾锁扣中的仅一个解锁。

作为优选，其特征在于，所述防高坠安全型安全带还包括有语音提示装置，所述语音提示装置与所述控制器数据连接，所述语音提示装置用于对工作人员进行语音提醒。

作为优选，所述报警器包括声光报警装置。

作为优选，所述声光报警装置能够显示黄灯、绿灯以及红灯三种状态，所述控制器控制所述声光报警装置在所述三种状态中切换。

作为优选，所述控制器连接有电源模块，所述电源模块设置有太阳能光伏发电板。

作为优选，所述控制器数据连接有授权确认系统，所述授权确认系统与脚扣闭锁装置数据连接，所述授权确认系统确认后所述脚扣闭锁装置才可以解锁。

作为优选，所述控制器数据连接有手机APP，所述授权确认系统设置于所述手机APP上。

作为优选，所述控制器数据连接有监控台，所述监控台用于监控所述控制器的数据。

作为优选，所述手机APP、所述监控台均与所述控制器之间通过5G通信模块数据连接

本发明的有益效果：

本发明中防高坠安全型安全带，压力检测器组和高度检测器组安装在相应的位置上，用于检测各个部位的压力信号和高度信号，一旦安全带没有带上或者上锁报警器就会自动报警，如果登杆作业人员上到设定高度，如2米以上还没有戴安全绳也会自动报警，如果登杆作业人员在跨越障碍物时，没有先用安全绳挂在牢固的物体上再转换腰带也会自动报警，或者锁扣装置没有锁上就开始进行登杆操作也是会自动报警，这样就可以有效的防止登杆作业人员误操作导致的失去安全带的保护作用，充分发挥安全带的作用，防止一些工作人员凭以往的工作经验，麻痹大意，造成误操作，失去安全带的保护，保证工作人员正确使用安全带，让安全带充分为杆上的作业人员保障作业安全，提高了电网工作人员的安全性。

附图说明

图1是本发明中防高坠安全型安全带的安全系统的示意图；

图2是本发明中防高坠安全型安全带的结构示意图；

图3是本发明中脚扣及脚扣闭锁装置的结构示意图；

图4是本发明中脚扣及脚扣闭锁装置的另一个结构示意图；

图5是本发明中防高坠安全型安全带的手机APP的示意图。

图中：

1、腰带；11、腰部锁扣；12、肩带；2、安全绳；21、安全锁扣；3、后尾绳；31、后尾锁扣；4、控制器；41、电源模块；42、手机APP；43、监控台； 44、5G通信模块；5、压力检测器组；51、腰部压力传感器；52、安全压力传感器；53、肩部压力传感器；54、后尾压力传感器；6、高度检测器组；61、腰部高度传感器；62、安全高度传感器；63、后尾高度传感器；7、报警器；8、语音提示装置；9、脚扣；91、脚扣闭锁装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图1-5并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例提供了一种防高坠安全型安全带，包括腰带1、锁扣装置和安全系统；腰带1连接有安全绳2和后尾绳3，锁扣装置包括设置于腰带 1上的腰部锁扣11、设置于安全绳2上的安全锁扣21以及设置于后尾绳3上的后尾锁扣31；安全系统包括控制器4、压力检测器组5、高度检测器组6和报警器7；压力检测器组5与控制器4数据连接，压力检测器组5包括设置于腰带1 上的腰部压力传感器51以及设置于安全绳2上的安全压力传感器52，腰部压力传感器51用于检测腰带1的压力，安全压力传感器52用于检测安全绳2的压力；高度检测器组6与控制器4数据连接，高度检测器组6包括设置于腰带1 上的腰部高度传感器61、设置于安全绳2上的安全高度传感器62以及设置于后尾绳3上的后尾高度传感器63，腰部高度传感器61用于检测腰带1的高度，安全高度传感器62用于检测安全绳2的高度，后尾高度传感器63用于检测后尾绳3的高度；报警器7用于报警，报警器7与控制器4数据连接；控制器4根据腰带1的压力、安全绳2的压力、腰带1的高度、安全绳2的高度以及后尾绳3的高度控制报警器7进行报警。

压力检测器组5和高度检测器组6安装在相应的位置上，用于检测各个部位的压力信号和高度信号，一旦安全带没有带上或者上锁报警器7就会自动报警，如果登杆作业人员上到设定高度，如2米以上还没有戴安全绳2也会自动报警，如果登杆作业人员在跨越障碍物时，没有先用安全绳2挂在牢固的物体上再转换腰带1也会自动报警，或者锁扣装置没有锁上就开始进行登杆操作也是会自动报警，这样就可以有效的防止登杆作业人员误操作导致的失去安全带的保护作用，充分发挥安全带的作用。

如图2所示，在本实施例中，腰带1通过腰部锁扣11能够固定在工作人员的腰部，腰带1连接有安全绳2和后尾绳3，后尾绳3的后尾锁扣31内侧设置有后尾压力传感器54，用于检测后尾锁扣31是否挂靠锁上。为了增加安全带的安全效果，腰带1固定连接有肩带12，肩带12内侧固定有肩部压力传感器53。安全带和后尾绳3禁止挂靠在锋利的金属铁件上，防止安全带被割烂，通过检测压力检测器组5中压力传感器受力的个数，以及检测压力传感器的压强大小，一般安全带挂靠在牢固的电杆上，接触面积比较大，压强小，如果是挂靠在锋利的金属铁件接触面积比较小，压强大，只需检测压力信号和高度信号就可以判断安全带是否是挂靠在牢固的电杆上。

具体地，控制器4设置有互锁系统，控制器4通过互锁系统控制安全锁扣 21与后尾锁扣31中的仅一个解锁。锁扣装置类似于汽车上的安全带的安全锁，具体结构为现有技术，此处不再赘述，锁扣装置保障杆上作业人员的安全性，受控制器4PLC控制，安全绳2的安全锁扣21与后尾绳3的后尾锁扣31构成互锁系统，只能打开其中一个锁，二者不同同时打开。

防高坠安全型安全带还包括有语音提示装置8，语音提示装置8与控制器4 数据连接，语音提示装置8用于对工作人员进行语音提醒。当作业人员没有规范使用安全带时，如锁扣装置中的任何一个锁扣拆除，或者将安全绳2靠在锋利的铁件上，或者没有遵循高挂低用的原则，就会进行语音提醒，防止作业人员违规作业。

高挂低用原则要求安全带挂在高于人站立的地方，即后尾高度传感器63的检测到高度应高于腰部高度传感器61和安全高度传感器62的高度。高度检测器组6中的安全高度传感器62和后尾高度传感器63用于检测安全绳2和后尾绳3的高度，将检测到的高度信号传输给控制器4PLC进行逻辑运算，比较两者的高度，当后尾绳3的高度低于安全绳2的高度时就会进行相应的报警，语音提示装置8和报警器7报警，说明没有遵循高挂低用的原则。语音提示装置8 也设置有麦克风，可以用于向控制器4传输语音信号。

本实施例中，高度传感器采用BME280/BMP280，具有功耗小、安装方便、精度高和抗干扰性强等优点，可以精确的将作业人员的登杆高度检测出来，与压力传感器配合使用，一旦检测到违规作业就会迅速启动报警。

报警器7包括声光报警装置，声光报警装置安装在腰带1的侧边，用于实时显示作业人员杆上作业状态，即便在夜间作业，也可以实时掌握杆上作业人员使用安全带的状态。具体地，声光报警装置能够显示黄灯、绿灯以及红灯三种状态，控制器4控制声光报警装置在三种状态中切换。声光报警装置能够显示黄、绿、红三种颜色，以便在夜间作业可以方便显示安全带的作业状态。显示绿色的状态表示安全带正在规范使用，此时安全绳2和后尾绳3同时牢固挂靠在电杆上，且满足高挂低用的状态；显示黄色的状态表示安全带中的安全绳2 和后尾绳3中只有一个绳挂高在电杆上；显示红色的状态表示安全带和后尾绳3 都没有牢固挂靠在电杆上，或此时不满足高挂低用的使用要求。

在本实施例中，控制器4连接有电源模块41，电源模块41设置有太阳能光伏发电板。电源模块41给整个系统供电，由太阳能光伏发电板组成，可以满足系统正常工作时的电能供应，在其他实施例中也可以选用电池等。

具体地，如图1、图3和图4所示，控制器4数据连接有授权确认系统，授权确认系统与脚扣闭锁装置91数据连接，授权确认系统确认后脚扣闭锁装置91 才可以解锁。用于防止作业人员没有佩戴安全带就登杆作业，只有作业人员正确佩戴安全带和做了安全带的冲击试验合格之后才可以申请授权确认，脚扣闭锁装置91才能解锁使用，若控制器4失去与电源模块41的连接，或电源模块 41的供电量不足，授权确认系统无法确认，脚扣闭锁装置91不能开启，即控制器4具有断电自锁功能，控制器4没电时，脚扣闭锁装置91无法强制开启，避免作业人员拆卸或破坏电源模块41以躲避监督。在另外一个实施例中，控制器 4连接的电源模块41设置为内置式可充电电池，作业人员无法将电源模块41拆下，同样能够起到避免作业人员拆卸或破坏电源模块41以躲避监督的效果。脚扣闭锁装置91的工作原理类似于共享单车的智能锁，在传统脚扣9的基础上进行改进加工，此处不再赘述。脚扣闭锁装置91锁住脚扣8时，其直径缩到最小，无法放进电杆，不能进行登杆作业。利用腰部压力传感器51检测作业人员是否有穿戴安全带，与脚扣闭锁装置91配合使用，防止作业没有穿戴登杆作业。

具体地，如图1和图5所示，控制器4数据连接有手机APP42，授权确认系统设置于手机APP42上，点击允许表达授权确认。手机APP42由工作负责人控制，进行作业的授权确认按钮确认和显示、以及作业人员在电杆上作业状态的显示。手机APP42使用时注意以下步骤：开机，登高人确认杆塔无倒杆危险，通过语音提示装置8对着控制器4发送语音信号给工作负责人进行作业请求登杆作业，工作负责人用手机APP42接收到信号后，进行手机点击确认授权作业许可，工作人员一旦点击确认允许，许可授权，可以登杆，就会自动发送命令给脚扣上的脚扣闭锁装置91进行开锁，错过以上任何一个操作，安全带无法扣住，即无法登杆；扣住锁扣装置中的每个锁扣均需要做一个冲击动作，否则不认定为已锁扣；其中每个动作或状态都设置对应的语音提示，当只有一个锁扣被锁上时，语音提示三遍；工作负责人在手机APP42中确认登杆后，登高人无法同时解开安全锁扣21和后尾锁扣31，只有一个绳体保护的情况下，自动锁定；特殊情况需要解开自锁系统，需要工作负责人通过手机APP42控制；一旦工作负责人授权登高，登高人无法关闭安全带以上的的保护功能；手机APP42显示和储存具体授权时间和工作时间，以备安监监管登杆工作的具体情况。工作负责人通过手机APP42可以实现远程遥控控制授权，防止杆上作业人员擅自解锁，失去安全带的保护

控制器4数据连接有监控台43，监控台43用于监控控制器4的数据。监控台43安装在电网监控大楼的显示屏上，用于接收现场各个施工地点的作业的人员作业过程，包括各工作人员是否正确使用安全带，如果出现违规使用安全带的情况，监控台43可以监控到违规作业情况，便于通知现场的工作负责人及时纠正。

手机APP42、监控台43均与控制器4之间通过5G通信模块44数据连接， 5G通信模块44用于实时传输的传输PLC控制器4检测到各种传感器信号，用于传输给手机app和远程的监控台43显示。

下面介绍一下本实施例的防高坠安全型安全带的工作原理：

首先将系统的各个模块集成一体，封装在一个透明的绝缘塑料盒子里面，外部设计挂件，通过挂件可以安装在安全带上，同时将各压力传感器和高度传感器安装在相应的位置上，用于检测各个部位的压力信号和高度信号。首先作业人员检测作业位置的电杆的杆根是否牢固，杆身是否有裂痕，检查电杆满足作业条件后，作业人员穿戴安全带做安全带的冲击试验，一旦作业人员佩戴好安全带，肩带12和腰带1位置上的肩部压力传感器53和腰部压力传感器51就会检测到作业人员肩膀上的压力信号和腰部的压力信号传输给控制器4PLC，说明作业人员已经穿戴好安全带；

当作业人员佩戴好安全带后就可以通过语音提示装置8对着控制器4发送语音信号给工作负责人进行作业请求登杆作业，工作负责人用手机APP42接收到信号后，进行手机点击确认授权作业许可，工作人员一旦点击确认许可授权，就会自动发送命令给脚扣上的脚扣闭锁装置91进行开锁；

杆上的作业人员全过程作业只能解开安全锁扣21和后尾锁扣31中一个锁扣，即便是跨越障碍物，也只能先将后尾绳3挂靠在牢固的电杆上才能解锁安全绳2的安全锁扣21，防止作业人员同时解开两个锁，失去安全带的保护。当安全带只是闭锁了其中的一个锁扣时，声光报警装置这时就会显示黄色的状态，由控制器4以及压力传感器和高度传感器检测到的信号进行逻辑运算，结果通过语音提示装置8和声光报警装置显示，当作业人员穿戴好安全带时，压力检测器组5将检测到的压力传感器信号发送到控制器4上，说明有作业人员正在使用安全带在登杆作业，自动检测安全绳2和后尾绳3的对应锁扣装置是否上锁，如果检测到没有上锁，就会触发相应状态的报警，以提示作业启动声光报警装置，同时会有相应的语音提醒语，进行安全作业的语音提醒，从而保证作业人员的安全性；

防高坠安全型安全带融入语音控制技术，通过听觉传送违规作业的警示语，更加的高效迅速地传递到作业人员，保障作业人员的安全；利用传感器之间的互锁技术，当后尾绳3和安全绳2只要同时开锁，就会自动的检测信号，快速启动报警；整个装置集成一个小的模块，轻便小巧，可以很容易地安装在安全带上，安装牢固，作业完成时，也可以轻松的拿下来，可以应用到不同工作场合；整个装置制作成本费用低，可应用在不同安全带使用场合，可广泛应用在基层一线的生产作业领域，减少违规作业的次数，提高作业人员的安全水平。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防高坠安全型安全带，其特征在于，包括腰带(1)、锁扣装置和安全系统；所述腰带(1)连接有安全绳(2)和后尾绳(3)，所述锁扣装置包括设置于所述腰带(1)上的腰部锁扣(11)、设置于所述安全绳(2)上的安全锁扣(21)以及设置于所述后尾绳(3)上的后尾锁扣(31)；

所述安全系统包括控制器(4)、压力检测器组(5)、高度检测器组(6)和报警器(7)；

所述压力检测器组(5)与所述控制器(4)数据连接，所述压力检测器组(5)包括设置于所述腰带(1)上的腰部压力传感器(51)以及设置于所述安全绳(2)上的安全压力传感器(52)，所述腰部压力传感器(51)用于检测所述腰带(1)的压力，所述安全压力传感器(52)用于检测所述安全绳(2)的压力；

所述高度检测器组(6)与所述控制器(4)数据连接，所述高度检测器组(6)包括设置于所述腰带(1)上的腰部高度传感器(61)、设置于所述安全绳(2)上的安全高度传感器(62)以及设置于所述后尾绳(3)上的后尾高度传感器(63)，所述腰部高度传感器(61)用于检测所述腰带(1)的高度，所述安全高度传感器(62)用于检测所述安全绳(2)的高度，所述后尾高度传感器(63)用于检测所述后尾绳(3)的高度；

所述报警器(7)用于报警，所述报警器(7)与所述控制器(4)数据连接；

所述控制器(4)根据所述腰带(1)的压力、所述安全绳(2)的压力、所述腰带(1)的高度、所述安全绳(2)的高度以及所述后尾绳(3)的高度控制所述报警器(7)进行报警；

所述控制器(4)数据连接有授权确认系统，所述授权确认系统与脚扣闭锁装置(91)数据连接，所述授权确认系统确认后所述脚扣闭锁装置(91)才可以解锁；所述脚扣闭锁装置(91)锁住脚扣(9)时，其直径缩到最小，无法放进电杆，不能进行登杆作业。

2.根据权利要求1所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述控制器(4)设置有互锁系统，所述控制器(4)通过所述互锁系统控制所述安全锁扣(21)与所述后尾锁扣(31)中的仅一个解锁。

3.根据权利要求1-2任一项所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述防高坠安全型安全带还包括有语音提示装置(8)，所述语音提示装置(8)与所述控制器(4)数据连接，所述语音提示装置(8)用于对工作人员进行语音提醒。

4.根据权利要求1或2任一项所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述报警器(7)包括声光报警装置。

5.根据权利要求4所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述声光报警装置能够显示黄灯、绿灯以及红灯三种状态，所述控制器(4)控制所述声光报警装置在所述三种状态中切换。

6.根据权利要求1或2任一项所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述控制器(4)连接有电源模块(41)，所述电源模块(41)设置有太阳能光伏发电板。

7.根据权利要求1所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述控制器(4)数据连接有手机APP(42)，所述授权确认系统设置于所述手机APP(42)上。

8.根据权利要求7所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述控制器(4)数据连接有监控台(43)，所述监控台(43)用于监控所述控制器(4)的数据。

9.根据权利要求8所述的防高坠安全型安全带，其特征在于，所述手机APP(42)、所述监控台(43)均与所述控制器(4)之间通过5G通信模块(44)数据连接。

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