CN213852838U - 深基坑作业救援系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了深基坑作业救援系统，涉及救援领域。电网基建深基坑作业现场危险性大，事故频发。本实用新型包括井口支架、气体检测仪、鼓风机、卷扬机、便携设备及安全控制装置，气体检测仪、便携设备通过通讯模块将信息发送至安全控制装置，安全控制装置接收信息并通过继电器控制鼓风机、卷扬机的工作，井口支架上设有卷扬机挂点；便携设备设有用于检测是否运动的姿态感应仪、用于报警的报警模块及控制卷扬机动作的卷扬机控制模块；所述鼓风机的出风口设于井中，所述卷扬机的提升装置位于井口上方，提升装置的绳索下降后能伸入井底。在本技术方案中，通过检测井底的气体及作业人员的动作实现安全监控，提高人员的工作安全性。

Description

深基坑作业救援系统

技术领域

本实用新型涉及救援领域，尤其涉及深基坑作业救援系统。

背景技术

深基坑作业是输电线路工程基础施工中常见的作业场景，其风险点包括基坑坍塌、有毒有害气体侵害、高处坠落、物体打击等，近年来深基坑作业安全事故发生率呈上升趋势。

电网基建深基坑作业现场危险性大，事故频发，亟需研发一套能够实现深基坑作业气体实时监测并具备自救、他救功能的救援系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供深基坑作业救援系统，以达到提升工作安全性的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

深基坑作业救援系统，包括井口支架、气体检测仪、鼓风机、卷扬机、便携设备及与气体检测仪、鼓风机、卷扬机、便携设备通讯相连的安全控制装置，气体检测仪、便携设备通过通讯模块将信息发送至安全控制装置，安全控制装置接收信息并通过继电器控制鼓风机、卷扬机的工作，所述的井口支架上设有所述的卷扬机挂点；所述的便携设备设有用于检测是否运动的姿态感应仪、用于报警的报警模块及控制卷扬机动作的卷扬机控制模块；所述鼓风机的出风口设于井中，所述卷扬机的提升装置位于井口上方，提升装置的绳索下降后能伸入井底。在本技术方案中，气体检测仪用于检测井底的有害气体浓度和氧气浓度，当有害气体浓度大于预警值时或氧气浓度小于预警值时，安全控制器控制鼓风机工作，将井口外的空气抽入并鼓向井底，以改善井底的环境；智能安全带发出预警提示，语音提醒作业人员系好智能安全带，做好撤离准备。当姿态感应仪在设定时间内不进行动作时，则安全控制器控制卷扬机工作，以将人员撤离出井底。从而实现对井底工作人员的救援。

作为优选技术手段：还包括摄像头，所述的摄像头设于井口支架上，且摄像头朝向井口。摄像头更有助于了解井底发生的情况，以便实现远程救援。

作为优选技术手段：还包括报警器，所述的报警器设于井口支架顶上。报警器位置高，有利于使周边的人员及时发现情况。

作为优选技术手段：所述的安全控制装置包括箱体，设于箱体中的显示器、控制主板、电源模块、报警器控制电路、鼓风机控制电路、卷扬机控制电路，所述的控制主板通过报警器控制电路控制报警器的得失电；所述的控制主板通过鼓风机控制电路控制鼓风机的得失电；所述的控制主板通过卷扬机控制电路控制卷扬机的工作状态，卷扬机的工作状态包括正反转及停止；所述的电源模块设有电源适配器以为显示器、控制主板提供低压电。报警器控制电路、鼓风机控制电路、卷扬机控制电路可以通过继电器、交流接触器来完成控制主板对插座的得电情况的控制。

作为优选技术手段：所述的安全控制装置设有与报警器控制电路相连的报警器插座、与鼓风机控制电路相连的鼓风机插座、与卷扬机控制电路相连的卷扬机插座，所述的控制主板通过报警器控制电路控制报警器插座的得失电；所述的控制主板通过鼓风机控制电路控制鼓风机插座的得失电；所述的控制主板通过卷扬机控制电路控制卷扬机插座的得电情况，卷扬机的工作状态包括正反转及停止；所述的电源模块设有电源适配器以为显示器、控制器、继电器提供低压电；报警器的电源插头与报警器插座相配，鼓风机的电源插头与鼓风机插座相配，卷扬机的电源插头与卷扬机插座相配。当然还可以增加预备用插座等。

作为优选技术手段：安全控制装置的进线设有进线漏电保护开关，所述的插座设有设备漏电保护开关。以提高工作的稳定性。

作为优选技术手段：所述的卷扬机设有操作手柄，以手动对卷扬机进行控制，所述的操作手柄包括报警器控制键、卷扬机上行键、卷扬机下行键、鼓风机控制键；所述的安全控制装置设有与操作手柄相连的接口。操作手柄既可以通过安全控制装置进行自动控制，还可以直接通过操作手柄进行手动操作，有效提高工作的可靠性。

作为优选技术手段：所述的气体检测仪设于便携设备中，所述的便携设备设有无线通讯模块，所述的姿态感应仪、气体检测仪通过无线通讯模块与安全控制装置通讯相连。气体检测仪直接设于便携设备中，减少携带物品。

作为优选技术手段：所述便携设备的通讯模块为lora发送器；所述安全控制装置的通讯模块包括用于接收气体检测仪的数据信息的蓝牙接收器、用于接收便携设备信息的lora接收器、用于将安全控制装置内数据上传至服务器并接收控制信息的4G模块。采用lora可在无公网条件下执行救援模块及卷扬机控制，提高工作的可靠性。

有益效果：在本技术方案中，气体检测仪用于检测井底的有害气体浓度和氧气浓度，当有害气体浓度大于预警值时或氧气浓度小于预警值时，安全控制器控制鼓风机工作，将井口外的空气抽入并鼓向井底，以改善井底的环境；智能安全带发出预警提示，语音提醒作业人员系好智能安全带，做好撤离准备。当姿态感应仪在设定时间内不进行动作时，则安全控制器控制卷扬机工作，以将人员撤离出井底。从而实现对井底工作人员的救援，提高工作的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的安全控制装置控制电路图。

图4是本实用新型的继电器控制电路图。

图中：1、井口支架；2、鼓风机；3、卷扬机；4、安全控制装置；5、摄像头；6、报警器；7、便携设备。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2所示，本实用新型包括井口支架1、气体检测仪、鼓风机2、卷扬机3、便携设备7及与气体检测仪、鼓风机2、卷扬机3、便携设备7通讯相连的安全控制装置4，气体检测仪、便携设备7通过通讯模块将信息发送至安全控制装置4，安全控制装置4接收信息并通过继电器控制鼓风机2、卷扬机3的工作，井口支架1上设有卷扬机3挂点；便携设备7设有用于检测是否运动的姿态感应仪、用于报警的报警模块及控制卷扬机3动作的卷扬机3控制模块；鼓风机2的出风口设于井中，卷扬机3的提升装置位于井口上方，提升装置的绳索下降后能伸入井底。在本技术方案中，气体检测仪用于检测井底的有害气体浓度和氧气浓度，当有害气体浓度大于预警值时或氧气浓度小于预警值时，安全控制器控制鼓风机2工作，将井口外的空气抽入并鼓向井底，以改善井底的环境；智能安全带发出预警提示，语音提醒作业人员系好智能安全带，做好撤离准备。当姿态感应仪在设定时间内不进行动作时，则安全控制器控制卷扬机3工作，以将人员撤离出井底。从而实现对井底工作人员的救援。便携设备7可以为佩戴设备、手持设备等，如手环方式。

为更好地实现救援：还包括摄像头5、报警器6，摄像头5设于井口支架1上，且摄像头5朝向井口。摄像头5更有助于了解井底发生的情况，以便实现远程救援。报警器6设于井口支架1顶上。报警器6位置高，有利于使周边的人员及时发现情况。

为方便控制，安全控制装置4包括箱体，设于箱体中的显示器、控制主板、电源模块、报警器控制电路、鼓风机控制电路、卷扬机控制电路，控制主板通过报警器控制电路控制报警器的得失电；控制主板通过鼓风机控制电路控制鼓风机的得失电；控制主板通过卷扬机控制电路控制卷扬机的工作状态，卷扬机的工作状态包括正反转及停止；电源模块设有电源适配器以为显示器、控制主板提供低压电。报警器控制电路、鼓风机控制电路、卷扬机控制电路可以通过继电器、交流接触器来完成控制主板对插座的得电情况的控制。

为了方便电连接，安全控制装置设有与报警器控制电路相连的报警器插座、与鼓风机控制电路相连的鼓风机插座、与卷扬机控制电路相连的卷扬机插座，控制主板通过报警器控制电路控制报警器插座的得失电；控制主板通过鼓风机控制电路控制鼓风机插座的得失电；控制主板通过卷扬机控制电路控制卷扬机插座的得电情况，卷扬机的工作状态包括正反转及停止；电源模块设有电源适配器以为显示器、控制器、继电器提供低压电；报警器6的电源插头与报警器插座相配，鼓风机2的电源插头与鼓风机插座相配，卷扬机3的电源插头与卷扬机插座相配；当然还可以根据需要增加连接预备用插座等。

如图3所示，控制主板通过继电器与插座相连以控制插座的得电。

如图4所示，涉及交流接触器触点部分，用于模拟三相卷扬机3手柄。控制主板通过交流接触器控制卷扬机3的工作。

为提高工作的安全性，安全控制装置4的进线设有进线漏电保护开关，插座设有设备漏电保护开关。以提高工作的稳定性。

为了进一步提高工作的可靠性，卷扬机3设有操作手柄，以手动对卷扬机3进行控制，操作手柄包括报警器6控制键、卷扬机3上行键、卷扬机3下行键、鼓风机2控制键；安全控制装置4设有与操作手柄相连的接口。操作手柄既可以通过安全控制装置4进行自动控制，还可以直接通过操作手柄进行手动操作，有效提高工作的可靠性。

为方便携带，气体检测仪设于便携设备7中，便携设备7设有无线通讯模块，姿态感应仪、气体检测仪通过无线通讯模块与安全控制装置4通讯相连。气体检测仪直接设于便携设备7中，减少携带物品。

为实现可靠通讯，便携设备7的通讯模块为lora发送器；安全控制装置4的通讯模块包括用于接收气体检测仪的数据信息的蓝牙接收器、用于接收便携设备7信息的lora接收器、用于将安全控制装置4内数据上传至服务器并接收控制信息的4G模块。采用lora可在无公网条件下执行救援模块及卷扬机3控制，提高工作的可靠性。

以下就部分装置及工作过程进行解释。

1、便携式气体检测仪功能：可放置坑口，也可由作业人员带入坑底，对坑底氧气、二氧化碳、硫化氢、可燃气体等多种气体进行实时监测并上传数据至基坑作业安全控制装置4。如气体含量超阈值可自主设定，安全控制装置4执行气体超限模式下的各种设备的操作。

2、坑底作业人员便携设备7功能：①感应坑底作业人员姿态，实时将数据回传安全控制装置4，当姿态感应装置感应到作业人员完全静止十五秒后时间可调，判断作业人员发生危险，发送救援信号至安全控制装置4执行姿态感应报警模式下的各种设备的操作。②作为卷扬机3控制器遥控使用卷扬机3。③具备一键报警功能。坑底作业人员若感觉身体不适，按下一键报警按钮，安全控制装置4执行姿态感应报警模式下的各种设备的操作。

3、救援模式：救援模式是指坑底作业人员佩戴全方位安全绳，卷扬机3挂钩一直佩戴在安全绳上。日常工作模式：卷扬机3挂钩用于日常施工提土使用。

首次使用，将卷扬机3固定在井口支架上盖板上，组装井口支架1。将声光电报警器6、鼓风机2、摄像头5等设备固定在井口支架上1。将各设备电源接入安全控制装置，打开安全控制装置开关。

每次开机，安全控制装置先执行卷扬机速度及坑深确定模块，手动将卷扬机3吊钩放至坑底，自动记录卷扬机下降速度及坑深。以保证救援模块启动时吊钩位置的正确。

1深基坑作业人员工作时需佩戴或携带深基坑作业智能自救安全带，气体检测仪实时监测坑内有毒有害气体及氧气浓度；为方便携带气体检测仪、便携设备等均可设在智能自救安全带上。

2当有毒有害气体浓度大于预警值时或氧气浓度小于预警值时，气体检测仪发出预警提示，语音提醒作业人员系好智能安全带，做好撤离准备。同时自动加大坑口鼓风机送风量。同时摄像头启动拍摄即时视频并上传装备平台。

3鼓风机2自动加大送风量，若有毒有害气体含量降低至预警值以下，则预警解除；若有毒有害气体含量进一步上升至警戒值，智能安全带语音提醒坑下作业人员立即戴好氧气面罩，坑口声光电一体警报器发出报警，提醒坑口监护人立即组织救援，同时救援提升机自动放下救援挂钩，坑下救援人员将挂钩钩在智能安全带上，按下智能安全带上的救援按键，通过救援提升机脱困至坑口。

4实时监测施工人员作业状态，当发生意外，施工作业人员昏迷倒地十秒内，坑口声光电一体警报器发出报警，实施他救模块。同时摄像头启动拍摄即时视频并上传装备平台。

以上图1-4所示的深基坑作业救援系统是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (10)

1.深基坑作业救援系统，其特征在于：包括井口支架（1）、气体检测仪、鼓风机（2）、卷扬机（3）、便携设备（7）及与气体检测仪、鼓风机（2）、卷扬机（3）、便携设备（7）通讯相连的安全控制装置（4），气体检测仪、便携设备（7）通过通讯模块将信息发送至安全控制装置（4），安全控制装置（4）接收信息并通过继电器控制鼓风机（2）、卷扬机（3）的工作，所述的井口支架（1）上设有所述的卷扬机（3）挂点；所述的便携设备（7）设有用于检测是否运动的姿态感应仪、用于报警的报警模块及控制卷扬机（3）动作的卷扬机（3）控制模块；所述鼓风机（2）的出风口设于井中，所述卷扬机（3）的提升装置位于井口上方，提升装置的绳索下降后能伸入井底。

2.根据权利要求1所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：还包括摄像头（5），所述的摄像头（5）设于井口支架（1）上，且摄像头（5）朝向井口。

3.根据权利要求2所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：还包括报警器（6），所述的报警器（6）设于井口支架（1）顶上。

4.根据权利要求1所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：所述的安全控制装置（4）包括箱体，设于箱体中的显示器、控制主板、电源模块、报警器控制电路、鼓风机控制电路、卷扬机控制电路，所述的控制主板通过报警器控制电路控制报警器的得失电；所述的控制主板通过鼓风机控制电路控制鼓风机的得失电；所述的控制主板通过卷扬机控制电路控制卷扬机的工作状态，卷扬机的工作状态包括正反转及停止；所述的电源模块设有电源适配器以为显示器、控制主板提供低压电。

5.根据权利要求4所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：所述的安全控制装置设有与报警器控制电路相连的报警器插座、与鼓风机控制电路相连的鼓风机插座、与卷扬机控制电路相连的卷扬机插座，所述的控制主板通过报警器控制电路控制报警器插座的得失电；所述的控制主板通过鼓风机控制电路控制鼓风机插座的得失电；所述的控制主板通过卷扬机控制电路控制卷扬机插座的得电情况，卷扬机的工作状态包括正反转及停止；所述的电源模块设有电源适配器以为显示器、控制器、继电器提供低压电；报警器（6）的电源插头与报警器插座相配，鼓风机（2）的电源插头与鼓风机插座相配，卷扬机（3）的电源插头与卷扬机插座相配。

6.根据权利要求5所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：安全控制装置（4）的进线设有进线漏电保护开关，所述的插座设有设备漏电保护开关。

7.根据权利要求6所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：所述的卷扬机（3）设有操作手柄，以手动对卷扬机（3）进行控制，所述的操作手柄包括报警器（6）控制键、卷扬机（3）上行键、卷扬机（3）下行键、鼓风机（2）控制键；所述的安全控制装置（4）设有与操作手柄相连的接口。

8.根据权利要求7所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：所述的气体检测仪设于便携设备（7）中，所述的便携设备（7）设有无线通讯模块，所述的姿态感应仪、气体检测仪通过无线通讯模块与安全控制装置（4）通讯相连。

9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：所述便携设备（7）的通讯模块为lora发送器；所述安全控制装置（4）的通讯模块包括用于接收气体检测仪的数据信息的蓝牙接收器、用于接收便携设备（7）信息的lora接收器、用于将安全控制装置（4）内数据上传至服务器并接收控制信息的4G模块。

10.根据权利要求9所述的深基坑作业救援系统，其特征在于：所述的姿态感应仪设有陀螺仪以进行姿态判断。

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