CN116271601A - 安全带坠落检测挂扣、安全带坠落监测预警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全设备技术领域，是一种安全带坠落检测挂扣、安全带坠落监测预警装置及方法，包括监测预警装置和安全带坠落检测挂扣，监测预警装置包括壳体和固定带，在壳体内设置有告警单元、定位单元和中控传输单元，中控传输单元分别与定位单元、告警单元和安全带坠落检测挂扣连接。本发明能够准确判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态，且能对发生坠落悬挂的高处作业人员进行准确定位，并在前端和远端同时告警，既可以在前端寻求附近维护人员救援，也可以由远端根据位置信息及告警信息快速进行救援部署，有效降低了高处作业人员长期悬挂造成的各类安全问题以及二次伤害风险的概率。

Description

安全带坠落检测挂扣、安全带坠落监测预警装置及方法

技术领域

本发明涉及一种安全设备技术领域，是一种安全带坠落检测挂扣、安全带坠落监测预警装置及方法。

背景技术

根据《高处作业分级标准》（GB/T 3608-20082），在距坠落高度基准面2m或2m以上有可能坠落的高度进行的作业，即为高处作业。《国家电网公司电力安全工作规程》（Q/GDW-2013）要求，高处作业人员在作业过程中，应随时检查安全带是否拴牢。高处作业人员在作业位置转移时不得失去安全保护。并且电力高处作业与其他行业高处作业存在较大差别，电力高处作业因其作业种类较多（包含登杆作业、线路作业、设备攀爬、登高车作业等）、作业环境复杂（包括复杂的电磁环境、复杂的设备环境、巨大的感电环境、多人员交叉作业等），极大的增加了电力高处作业的风险。虽然安全带的使用能够减少高处作业人员高坠伤害，但是如果不能快速开展救援，将坠落人员脱离悬挂状态，在电力复杂的作业环境下，仍存在二次伤害的风险。

目前已有智能安全带，重点放在“防”的层面，即重点多在于对安全带佩戴状态、挂接状态进行监测，主要依托红外传感器、重力加速度传感器、视频传感器等进行相关监测。但电力高处作业环境更加复杂，做好防止高处坠落固然重要，但是还应做好坠落快速营救工作，避免作业人员长期悬挂造成的各类安全问题以及二次伤害。

发明内容

本发明提供了一种安全带坠落检测挂扣、安全带坠落监测预警装置及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有智能安全带的监测重点在于佩戴及挂接状态，存在不能对作业人员是否发生坠落悬挂的情况进行监测的问题，进一步的不能在作业人员在发生坠落、悬挂事故时准确告警及定位。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种安全带坠落检测挂扣，包括连接杆、内部中空的主体外壳，在主体外壳的上端面设置有第一连通孔，在主体外壳的下端面与第一连通孔相对应的位置处设置有第二连通孔，主体外壳通过第一连通孔和第二连通孔套装在连接杆上，在连接杆顶部固定连接有连接环，且连接环的外径大于第一连通孔的直径，在连接杆的底部固定连接有安全挂扣，在主体外壳内部设置有能够检测安全挂扣所承受拉力值的检测控制单元。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述检测控制单元包括拉力传感器、信号发生器、检测电源和检测电源开关，拉力传感器设置在位于主体外壳内部的连接杆上，信号发生器和检测电源均设置在主体外壳内部，检测电源开关设置的主体外壳的上端面，检测电源分别与检测电源开关和信号发生器连接，拉力传感器分别与检测电源开关和信号发生器连接。

上述连接杆和安全挂扣一体成型。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种安全带坠落监测预警装置，包括监测预警装置和安全带坠落检测挂扣，监测预警装置包括壳体和固定带，壳体设置在固定带上，在固定带上设置有对固定带固定松紧度进行调节的紧束组件，在壳体内设置有告警单元、装置电源、定位单元和能与安全带坠落检测挂扣通信的中控传输单元，装置电源分别与告警单元、定位单元和中控传输单元连接，中控传输单元分别与定位单元、告警单元和安全带坠落检测挂扣连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述中控传输单元包括信号接收器、通讯模块和控制模块，安全带坠落检测挂扣与信号接收器连接，信号接收器和定位单元均与控制模块连接，控制模块分别与通讯模块和告警单元连接。

上述告警单元包括多个声光报警模块，多个声光报警模块沿壳体四周设置，且在壳体上端面与各个声光报警模块相对应的位置处设置有多个扩音孔；或/和，在壳体上还设置有装置电源开关和控制开关，装置电源通过电源开关与告警单元、定位单元和中控传输单元连接，控制开关串联在信号接收器和控制模块之间。

上述紧束组件包括束带、卡扣和多个卡扣固定孔，多个卡扣固定孔左右间隔设置在壳体一侧的固定带上，卡扣固定设置在壳体另一侧的固定带的一端，束带套装在壳体与卡扣之间的固定带上。

上述固定带包括左固定带和右固定带，在壳体的左右两侧相同位置处均设有固定槽，在固定槽内均设有固定轴，左固定带的右端套装在壳体左侧固定槽的固定轴上，右固定带的左端套装在壳体右侧固定槽的固定轴上；或/和，在壳体的左右两侧下部设置有相对应的贯通孔，壳体通过贯通孔套装在固定带上。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种安全带坠落监测预警方法，其特征在于，包括：

高处作业人员将安全带坠落检测挂扣的连接环与安全绳连接，将安全挂扣挂接在安全带的背部挂接位置处，将监测预警装置利用固定带固定在安全带胸带处或腰带处；

检测控制单元实时检测安全挂扣所承受的拉力值，并发送至监测预警装置；

监测预警装置中的中控传输单元将安全挂扣所承受的拉力值与设定阈值进行比较，判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态；

响应于是，则中控传输单元控制告警单元在前端发出告警，并将定位单元的位置信息和坠落悬挂状态告警信息发送至远端。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述高处作业人员处于坠落悬挂状态后，还包括：

高处作业人员判断是否能自行摆脱坠落悬挂状态；

响应于是，则高处作业人员自行摆脱坠落悬挂状态，并利用电源开关和控制开关手动解除告警单元的前端告警和中控传输单元的远端告警；

响应于否，则告警单元的前端告警和中控传输单元的远端告警持续进行，高处作业人员等待救援。

本发明结构简单、使用成本和维护成本低，采用模块化结构，可拆卸，维护方便，并且本发明能够准确判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态，且能对发生坠落悬挂的高处作业人员进行准确定位，并能在前端和远端同时告警，既可以在前端寻求附近维护人员救援，也可以由远端根据位置信息及告警信息快速进行救援部署，有效降低了高处作业人员长期悬挂造成的各类安全问题以及二次伤害风险的概率。

附图说明

附图1为本发明中安全带坠落检测挂扣的外部结构示意图。

附图2为本发明中安全带坠落检测挂扣的内部结构示意图。

附图3为本发明中安全带坠落检测挂扣的电路结构示意图。

附图4为本发明中安全带坠落监测预警装置的正面结构示意图。

附图5为本发明中安全带坠落监测预警装置的背面结构示意图。

附图6为本发明中安全带坠落监测预警装置的内部结构示意图。

附图7为本发明中安全带坠落监测预警装置中壳体的立体结构示意图。

附图8为本发明中安全带坠落监测预警装置的电路结构示意图。

附图9为本发明的方法流程示意图。

附图10为本发明的又一种方法流程示意图。

附图中的编码分别为：101为连接杆，102为主体外壳，103为连接环，104为安全挂扣，105为检测电源开关，106为拉力传感器，107为信号发生器，108为检测电源，201为壳体，202为固定带，203为告警单元，204为装置电源，205为定位单元，206为信号接收器，207为通讯模块，208为控制模块，209为声光报警模块，210为扩音孔，211为装置电源开关，212为控制开关，213为束带，214为卡扣，215为卡扣固定孔，216为固定槽。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落检测挂扣，包括连接杆101、内部中空的主体外壳102，在主体外壳102的上端面设置有第一连通孔，在主体外壳102的下端面与第一连通孔相对应的位置处设置有第二连通孔，主体外壳102通过第一连通孔和第二连通孔套装在连接杆101上，在连接杆101顶部固定连接有连接环103，且连接环103的外径大于第一连通孔的直径，在连接杆101的底部固定连接有安全挂扣104，在主体外壳102内部设置有能够检测安全挂扣104所承受拉力值的检测控制单元。

该实施例在使用时，连接环103与安全绳连接，安全挂扣104与高处作业人员的安全带背带挂接位置处连接，检测控制单元用于检测安全挂扣104所承受的拉力值。通过上述描述可以得出，该实施例结构简单、成本低，通过检测安全挂扣104所承受的拉力值，确定高处作业人员是否处于坠落悬挂状态，为快速发现高处作业人员处于坠落悬挂状态及快速展开救援提供有效帮助。

实施例2：如附图1、2、3所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落检测挂扣，包括连接杆101、内部中空的主体外壳102，在主体外壳102的上端面设置有第一连通孔，在主体外壳102的下端面与第一连通孔相对应的位置处设置有第二连通孔，主体外壳102通过第一连通孔和第二连通孔套装在连接杆101上，在连接杆101顶部固定连接有连接环103，且连接环103的外径大于第一连通孔的直径，在连接杆101的底部固定连接安全挂扣104，在主体外壳102内部设置有能够检测安全挂扣104所承受拉力值的检测控制单元，其中检测控制单元包括拉力传感器106、信号发生器107、检测电源108和检测电源开关105，拉力传感器106设置在位于主体外壳102内部的连接杆101上，信号发生器107和检测电源108均设置在主体外壳102内部，检测电源开关105设置的主体外壳102的上端面，检测电源108分别与检测电源开关105和信号发生器107连接，拉力传感器106分别与检测电源开关105和信号发生器107连接。

该实施例中，如附图3所示，检测电源108、检测电源开关105、拉力传感器106、信号发生器107构成检测回路，通过检测电源开关105控制检测回路的通断，检测电源为检测回路提供稳定的电源，拉力传感器106检测安全挂扣104所承受的拉力值，信号发生器107可以是蓝牙模块，将安全挂扣104所承受的拉力值进行传输。由此检测控制单元中的整个检测回路简单有效、维护成本低，且检测控制单元位于密封的主体外壳102内部，能有效防尘防水，延长检测控制单元的使用时限。

该实施例中，连接杆101可以是金属连接杆，进一步的连接杆101和安全挂扣104可以一体成型，保证安全挂扣104所承受的拉力值的测量准确性。

实施例3：如附图4、5、6、7、8所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，包括监测预警装置和安全带坠落检测挂扣，监测预警装置包括壳体201和固定带202，壳体201设置在固定带202上，在固定带202上设置有对固定带202固定松紧度进行调节的紧束组件，在壳体201内设置有告警单元203、装置电源204、定位单元205和能与安全带坠落检测挂扣通信的中控传输单元，装置电源204分别与告警单元203、定位单元205和中控传输单元连接，中控传输单元分别与定位单元205、告警单元203和安全带坠落检测挂扣连接。

该实施例中，壳体201可以包括上壳体和底座，上壳体和底座通过螺栓固定安装在一起。由此在维护时便于拆卸，便于更换内部元件。

该实施例中，使用时将监测预警装置利用固定带202固定在安全带胸带处或腰带处；定位单元205可以是北斗定位模块，采集高处作业人员的位置信息，中控传输单元接收安全带坠落检测挂扣中信号发生器107实时发送的安全挂扣104所承受的拉力值，并将该压力值与设定的阈值进行比较，判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态，在发生坠落悬挂时，将位置信息与告警信息发送至远端进行远端告警，且告警可以根据所设定的时间间隔持续发送，并控制告警单元203在前端进行前端告警。

结合上述描述，本实施例能够准确判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态，且能对发生坠落悬挂的高处作业人员进行准确定位，并能在前端和远端同时告警，既可以在前端寻求附近维护人员救援，也可以由远端根据位置信息及告警信息快速进行救援部署，有效降低了高处作业人员长期悬挂造成的各类安全问题以及二次伤害风险的概率。

实施例4：如附图8所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中中控传输单元包括信号接收器206、通讯模块207和控制模块208，安全带坠落检测挂扣与信号接收器206连接，信号接收器206和定位单元205均与控制模块208连接，控制模块208分别与通讯模块207和告警单元203连接。

该实施例中，信号接收器206可以是蓝牙模块，接收信号发生器107实时发送的安全挂扣104所承受的拉力值，控制模块208接收安全带坠落检测挂扣中信号发生器107实时发送的安全挂扣104所承受的拉力值，并将该压力值与设定的阈值进行比较，判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态，通讯模块207将位置信息与告警信息发送至远端进行远端告警。

实施例5：如附图4、6、7、8所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中告警单元203包括多个声光报警模块209，多个声光报警模块209沿壳体201四周设置，且在壳体201上端面与各个声光报警模块209相对应的位置处设置有多个扩音孔210。

该实施例中，设置多个声光报警模块209及多个扩音孔210，使得告警能够更加明显，同时扩音孔210的设置还可以散热。

实施例6：如附图4、6、7、8所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中在壳体上还设置有装置电源开关211和控制开关212，装置电源204通过电源开关211与告警单元203、定位单元205和中控传输单元连接，控制开关212串联在信号接收器206和控制模块208之间。

该实施例中，电源开关211控制是否正常供电，控制开关212则是向控制模块208发送信号，使得控制模块208解除告警单元203的告警，并控制通讯模块207不进行远端告警。使得在高处作业人员能自行摆脱坠落悬挂状态时及时解除告警，避免重复和非必要的救援人员安排。

实施例7：如附图4、5、6所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中紧束组件包括束带213、卡扣214和多个卡扣固定孔215，多个卡扣固定孔215左右间隔设置在壳体201一侧的固定带202上，卡扣214固定设置在壳体201另一侧的固定带202的一端，束带套装在壳体201与卡扣214之间的固定带202上。

该实施例中，束带213、卡扣214和多个卡扣固定孔215的结构能有灵活调节固定带202的松紧度。

实施例8：如附图4、5、6、7所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中固定带202包括左固定带和右固定带，在壳体201的左右两侧相同位置处均设有固定槽216，在固定槽218内均设有固定轴，左固定带的右端套装在壳体201左侧固定槽的固定轴上，右固定带的左端套装在壳体201右侧固定槽的固定轴上。

实施例9：本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中在壳体201的左右两侧下部设置有相对应的贯通孔，壳体201通过贯通孔套装在固定带202上。

实施例10：如附图9所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警方法，包括：

步骤S101，高处作业人员将安全带坠落检测挂扣的连接环103与安全绳连接，将安全挂扣104挂接在安全带的背部挂接位置处，将监测预警装置利用固定带202固定在安全带胸带处或腰带处；

步骤S102，检测控制单元实时检测安全挂扣104所承受的拉力值，并发送至监测预警装置；

步骤S103，监测预警装置中的中控传输单元将安全挂扣104所承受的拉力值与设定阈值进行比较，判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态；

步骤S104，响应于是，则中控传输单元控制告警单元203在前端发出告警，并将定位单元205的位置信息和坠落悬挂状态告警信息发送至远端，响应于否，则不动作。

上述步骤S103中监测预警装置中的中控传输单元将安全挂扣104所承受的拉力值与设定阈值进行比较，具体可以是：可以设定阈值为300N（成年作业人员体重超过30千克），若大于阈值且持续时间超过10秒，判定作业人员处于坠落悬挂状态；或者设定阈值为500N在拉力值超过500N（发生坠落瞬间，成年人坠落拉力值超过成年人体重），则判定作业人员处于坠落状态。

上述步骤S104，中控传输单元控制告警单元203在前端发出告警，并将定位单元205的位置信息和坠落悬挂状态告警信息发送至远端。在展开救援时，通过为止信息确定作业人员的大概位置，告警单元203发出的告警，能够进一步确定作业人员具体位置。救援成功后可以解除所有告警。

实施例11：如附图10所示，本发明实施例公开了一种安全带坠落监测预警装置，对于上述实施例进行进一步优化，其中高处作业人员处于坠落悬挂状态后，还包括：

步骤S201，高处作业人员判断是否能自行摆脱坠落悬挂状态；

步骤S202，响应于是，则高处作业人员自行摆脱坠落悬挂状态，并利用电源开关211和控制开关212手动解除告警单元203的前端告警和中控传输单元的远端告警；

步骤S203，响应于否，则告警单元203的前端告警和中控传输单元的远端告警持续进行，高处作业人员等待救援。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种安全带坠落检测挂扣，其特征在于，包括连接杆、内部中空的主体外壳，在主体外壳的上端面设置有第一连通孔，在主体外壳的下端面与第一连通孔相对应的位置处设置有第二连通孔，主体外壳通过第一连通孔和第二连通孔套装在连接杆上，在连接杆顶部固定连接有连接环，且连接环的外径大于第一连通孔的直径，在连接杆的底部固定连接有安全挂扣，在主体外壳内部设置有能够检测安全挂扣所承受拉力值的检测控制单元。

2.根据权利要求1所述的安全带坠落检测挂扣，其特征在于，所述检测控制单元包括拉力传感器、信号发生器、检测电源和检测电源开关，拉力传感器设置在位于主体外壳内部的连接杆上，信号发生器和检测电源均设置在主体外壳内部，检测电源开关设置的主体外壳的上端面，检测电源分别与检测电源开关和信号发生器连接，拉力传感器分别与检测电源开关和信号发生器连接。

3.根据权利要求1或2所述的安全带坠落检测挂扣，其特征在于，所述连接杆和安全挂扣一体成型。

4.一种安全带坠落监测预警装置，其特征在于，包括监测预警装置和权利要求1至4中任意一项所述的安全带坠落检测挂扣，监测预警装置包括壳体和固定带，壳体设置在固定带上，在固定带上设置有对固定带固定松紧度进行调节的紧束组件，在壳体内设置有告警单元、装置电源、定位单元和能与安全带坠落检测挂扣通信的中控传输单元，装置电源分别与告警单元、定位单元和中控传输单元连接，中控传输单元分别与定位单元、告警单元和安全带坠落检测挂扣连接。

5.根据权利要求4所述的安全带坠落监测预警装置，其特征在于，所述中控传输单元包括信号接收器、通讯模块和控制模块，安全带坠落检测挂扣与信号接收器连接，信号接收器和定位单元均与控制模块连接，控制模块分别与通讯模块和告警单元连接。

6.根据权利要求4或5所述的安全带坠落监测预警装置，其特征在于，所述告警单元包括多个声光报警模块，多个声光报警模块沿壳体四周设置，且在壳体上端面与各个声光报警模块相对应的位置处设置有多个扩音孔；或/和，在壳体上还设置有装置电源开关和控制开关，装置电源通过电源开关与告警单元、定位单元和中控传输单元连接，控制开关串联在信号接收器和控制模块之间。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的安全带坠落监测预警装置，其特征在于，所述紧束组件包括束带、卡扣和多个卡扣固定孔，多个卡扣固定孔左右间隔设置在壳体一侧的固定带上，卡扣固定设置在壳体另一侧的固定带的一端，束带套装在壳体与卡扣之间的固定带上。

8.根据权利要求4至6中任意一项所述的安全带坠落监测预警装置，其特征在于，所述固定带包括左固定带和右固定带，在壳体的左右两侧相同位置处均设有固定槽，在固定槽内均设有固定轴，左固定带的右端套装在壳体左侧固定槽的固定轴上，右固定带的左端套装在壳体右侧固定槽的固定轴上；或/和，在壳体的左右两侧下部设置有相对应的贯通孔，壳体通过贯通孔套装在固定带上。

9.一种应用权利要求4至8中任意一项所述装置的安全带坠落监测预警方法，其特征在于，包括：

高处作业人员将安全带坠落检测挂扣的连接环与安全绳连接，将安全挂扣挂接在安全带的背部挂接位置处，将监测预警装置利用固定带固定在安全带胸带处或腰带处；

检测控制单元实时检测安全挂扣所承受的拉力值，并发送至监测预警装置；

监测预警装置中的中控传输单元将安全挂扣所承受的拉力值与设定阈值进行比较，判断高处作业人员是否处于坠落悬挂状态；

响应于是，则中控传输单元控制告警单元在前端发出告警，并将定位单元的位置信息和坠落悬挂状态告警信息发送至远端。

10.根据权利要求9所述的安全带坠落监测预警方法，其特征在于，高处作业人员处于坠落悬挂状态后，还包括：

高处作业人员判断是否能自行摆脱坠落悬挂状态；

响应于是，则高处作业人员自行摆脱坠落悬挂状态，并利用电源开关和控制开关手动解除告警单元的前端告警和中控传输单元的远端告警；

响应于否，则告警单元的前端告警和中控传输单元的远端告警持续进行，高处作业人员等待救援。

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