CN215726078U - 一种坠落状态监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种坠落状态监测仪，包括采集单元、处理单元和报警单元，采集单元实时采集待测对象的加速度值、和/或待测对象与绑缚物之间的压力值、和/或绑缚物上所承受的拉力值、和/或绑缚物的断裂信号值，处理单元与采集单元连接，处理单元被配置的对采集单元输出的加速度值、和/或压力值、和/或拉力值、和/或断裂信号值进行处理，判断待测对象是否处于坠落状态，报警单元与处理单元连接，报警单元接收处理单元输出的控制信号，并根据控制信号进行报警。本申请的坠落状态监测仪，其设有多种采集装置，可通过多参数采集来判定待测对象所处的状态，并能够在监测到待测对象处于坠落状态时及时的报警或向远程终端发送报警信号。

Description

一种坠落状态监测仪

技术领域

本实用新型涉及安全设备技术领域，尤其涉及一种对物品或人员坠落状态监测仪。

背景技术

在各行各业的作业中，尤其是高空作业，存在着人员需要悬空悬挂作业的情况。其中还包含了救援，物资配送等等。这些操作在某些情况下，需要检测垂直的下坠情况，特别是人员的高空作业，一旦产生短时间的顿挫或者下坠，即使没有产生直接坠落，由于绳索的牵引也会极大的威胁人员安全。类似其他的情况，还会存在以下威胁：(1)高空作业人员的大动脉阻塞；(2)短暂性失重造成的血压过高或过低，继而引发头晕，严重者失去意识；(3)直接坠落造成的人员或物资伤亡和损失；(4)对牵引节点的瞬间冲击破坏。

因此，有必要提出一种新的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种坠落状态监测仪，能够通过多参数采集来判定待测对象所处的状态，并能够在监测到待测对象处于坠落状态时及时的报警或向远程终端发送报警信号。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种坠落状态监测仪，其包括采集单元、处理单元和报警单元，所述采集单元被配置的实时采集待测对象的加速度值、和/或被配置的实时采集待测对象与绑缚物之间的压力值、和/或被配置的实时采集所述绑缚物上所承受的拉力值、和/或被配置的实时采集所述绑缚物的断裂信号值，所述处理单元与所述采集单元连接，所述处理单元被配置的对所述采集单元输出的加速度值、和/或压力值、和/或拉力值、和/或断裂信号值进行处理，判断所述待测对象是否处于坠落状态，所述报警单元与所述处理单元连接，所述报警单元被配置的接收所述处理单元输出的控制信号，并根据所述控制信号进行报警。

进一步的，所述采集单元包括加速度采集装置、和/或压力采集装置、和/或拉力采集装置、和/或断线采集装置，所述加速度采集装置被配置的实时采集待测对象的重力加速度值，所述压力采集装置被配置的实时采集待测对象与绑缚物之间的接触压力值，所述拉力采集装置被配置的实时采集绑缚物上所承受的拉力值，所述断线采集装置被配置的实时采集绑缚物的断裂信号值。

进一步的，所述处理单元内设置有加速度阈值、和/或压力阈值、和/或拉力阈值，所述处理单元被配置的能够将所述加速度采集装置采集到的重力加速度值与所述加速度阈值比较，若所述加速度采集装置采集到的重力加速度值小于所述加速度阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态；所述处理单元被配置的能够将所述压力采集装置采集到的压力值与所述压力阈值比较，若所述压力采集装置采集到的压力值小于所述压力阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态；所述处理单元被配置的能够将所述拉力采集装置采集到的拉力值与所述拉力阈值比较，若所述拉力采集装置采集到的拉力值小于所述拉力阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态。

进一步的，其还包括电路板，所述电路板上设置有检测电路，所述加速度采集装置、压力采集装置、拉力采集装置和断线采集装置分别通过所述电路板与所述处理单元连接。

进一步的，所述断线采集装置包括导电丝，所述导电丝预设于所述绑缚物上，所述导电丝与所述电路板导通，在所述导电丝断裂时，所述处理单元被配置的判定所述待测对象处于坠落状态。

进一步的，在所述处理单元被配置的判定所述待测对象处于坠落状态时，所述处理单元被配置的记录待测对象的坠落时间，并实时计算所述待测对象的坠落速度。

进一步的，所述报警单元包括声光报警装置，所述声光报警装置通过所述电路板与所述处理单元连接，所述处理单元被配置的能够在判定待测对象处于坠落状态时控制所述声光报警装置报警。

进一步的，其还包括复位按键，所述复位按键与所述电路板连接，所述复位按键被配置的能够复位电路；其还包括储电装置，所述储电装置与所述电路板连接，所述储电装置被配置的能够给整个坠落状态监测仪供电。

进一步的，其还包括收发装置，所述收发装置与所述处理单元通讯连接，所述收发装置能够被配置的给远程终端发送信号和/或被配置的接收远程终端发出的信号。

进一步的，其还包括外壳，所述外壳的外侧包覆有硅胶层。

与现有技术相比，本申请的坠落状态监测仪具有如下一个或多个有益效果：

(1)本申请的坠落状态监测仪，其设有多种采集装置，可通过多参数采集来判定待测对象所处的状态，并能够在监测到待测对象处于坠落状态时及时的报警或向远程终端发送报警信号；

(2)本申请的坠落状态监测仪，其能够检测待测对象在下坠的过程中所经历的时间和坠落速度，给予明确的指示，并通过远程数据进行提示或报警；

(3)本申请的坠落状态监测仪，其设有储电装置，可以在没有电源的情况下自由的给设备供电，使设备可以应用于多种工作环境；

(4)本申请的坠落状态监测仪，其外壳外包覆有硅胶层，在保护设备的同时还具有一定的防爆能力；

(5)本申请的坠落状态监测仪，其可重复利用。

附图说明

图1为本申请实施例提供的坠落状态监测仪的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的坠落状态监测仪导电丝的连接示意图；

图3为本申请实施例提供的坠落状态监测仪导电丝的断线示意图。

其中，1-电路板，2-加速度采集装置，3-压力采集装置，4-断线采集装置，41-导电丝，5-声光报警装置，6-复位按键，7-储电装置，8-外壳，9-待测对象，10-绑缚物。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1至图3，图1为本申请实施例提供的坠落状态监测仪的结构示意图；图2为本申请实施例提供的坠落状态监测仪导电丝的连接示意图；图3为本申请实施例提供的坠落状态监测仪导电丝的断线示意图。

实施例

本实施例提供一种坠落状态监测仪，其包括采集单元、处理单元和报警单元。所述采集单元与所述处理单元连接，所述报警单元与所述处理单元连接。

所述采集单元包括加速度采集装置2、压力采集装置3和断线采集装置4。所述加速度采集装置2优选为加速度传感器，所述压力采集装置3优选为压力传感器。如图1所示，所述加速度采集装置2、压力采集装置3和断线采集装置4集成在一块电路板1上，所述电路板1上设有检测电路，所述加速度采集装置2、压力采集装置3和断线采集装置4分别通过所述电路板1与所述处理单元连接。所述断线采集装置4由导电丝41构成，所述导电丝41优选采用一根较细的2芯铜丝，所述导电丝41的一端与所述电路板1导通。在具体实施时，本申请的坠落状态监测仪可以安装在待测对象9和绑缚物10之间。所述加速度采集装置2被配置的能够实时采集待测对象9的重力加速度值，所述压力采集装置3被配置的实时采集待测对象9与绑缚物10之间的接触压力值。所述导电丝41预设于所述绑缚物10上，所述断线采集装置4被配置的实时采集绑缚物10的断裂信号值，即在所述绑缚物10发生断裂时，所述导电丝41被扯断，所述导电丝41上的电回路被破坏，所述断线采集装置4给所述处理单元发送断裂信号值。

所述处理单元优选采用集成处理芯片，同样集成在所述电路板1上，所述处理单元为常规元器件，因此在图中并未画出。所述处理单元被配置的对所述采集单元输出的加速度值、压力值和断裂信号值进行处理，判断所述待测对象9是否处于坠落状态。所述处理单元内设置有加速度阈值和压力阈值。

所述处理单元被配置的能够将所述加速度采集装置2采集到的重力加速度值与所述加速度阈值比较，若所述加速度采集装置2采集到的重力加速度值小于所述加速度阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态。通过直接检测待测对象9比如人或物的重力加速度，可根据重力值和变化量，变化时间换算出下坠的严重程度。例如，当人被绳索悬挂或做慢速运动时，人在空中受到的重力加速度为1个标准重力加速度，也就是9.8N，当物体自然下坠时，重力转换成重力加速度，也就是所谓的失重，此时人受到的重力就是0N，加速度传感器就是依据这个原理，检测作用在待测对象9上的重力加速度值，当这个值很小的时候，说明待测对象9正在进行下坠运动。

所述处理单元还可以被配置的能够将所述压力采集装置3采集到的压力值与所述压力阈值比较，若所述压力采集装置3采集到的压力值小于所述压力阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态。

当所述处理单元检测到所述导电丝41上的电通路被破坏，即收到断裂信号值时，所述处理单元被配置的判定所述待测对象9处于坠落状态。

以上三种检测方式均可判定待测对象9是否处于坠落状态，且只要任意一种检测待测对象9处于坠落状态，则坠落状态检测装置判定待测对象9处于坠落状态，并给所述报警单元发送报警信号，所述报警单元报警。

在进一步的实施例中，在所述处理单元被配置的判定所述待测对象9处于坠落状态时，所述处理单元被配置的记录待测对象9的坠落时间，并实时计算所述待测对象9的坠落速度。

在进一步的实施例中，所述报警单元被配置的接收所述处理单元输出的控制信号，并根据所述控制信号进行报警。所述报警单元包括声光报警装置5，所述声光报警装置5通过所述电路板1与所述处理单元连接，所述处理单元被配置的能够在判定待测对象9处于坠落状态时控制所述声光报警装置5报警。如图1所示，所述声光报警器集成在所述电路板1上，所述声光报警器在收到所述处理单元发出的报警信号后可以进行声音报警或灯光报警，即所述声光报警器有蜂鸣器和LED灯构成，所述蜂鸣器用于发出报警声音，所述LED灯用于发出报警灯光，且该灯光的亮光形式可以设计为多种模式，比如长亮模式和闪烁模式。需要知道的是，所述LED灯也可以设置为多个，亦或所述LED灯采用多彩LED灯，可以发出不同颜色的光，用来分别表示不同的检测状态。

在进一步的实施例中，所述采集单元还可以设置拉力采集装置。所述拉力采集装置优选为拉力传感器。在具体实施时，一般情况下，人或物等待测对象9是由类似安全带一样的绑缚物10牵引或悬挂在高空，比如绑缚物为绳索时，可以在绳索的中间部位设置拉力传感器，所述拉力传感器被配置的实时采集绑缚物10上所承受的拉力值，之后通过传输线等有线方式或无线方式将实施采集的拉力值发送至所述处理单元。由于人或物一般是缓慢移动或升降，因此在拉力传感器上感应到的是人的重量，并且在一定范围内做浮动。当出现下坠情况，那么由于失重的原因，绳索上的拉力减小。同样的，在所述处理单元中预置有拉力阈值，所述处理单元被配置的能够将所述拉力采集装置采集到的拉力值与所述拉力阈值比较，若所述拉力采集装置采集到的拉力值小于所述拉力阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态。

需要知道的是，在具体实施时，所述坠落状态监测仪中也可以仅设置加速度采集装置2、压力采集装置3、拉力采集装置和断线采集装置4中的一种或几种。比如，所述坠落状态监测仪中仅设置有断线采集装置4，则所述坠落状态监测仪可以设置在悬吊端，而所述断线采集装置4的电导丝的另一端点延伸至待测对象9，如图2所示。比如所述绑缚物10为安全绳索时，当人或物资等待测对象9下坠或向下施压超过一定极限值的情况，导致所述安全索绳展开或断裂，绳索两端距离必然变远，然后扯断所述断线采集装置4的电导丝，如图3所示，则所述处理单元在接收到断线信号后，给所述报警单元发送报警信号，从而得知安全绳索已经展开或断开。

在进一步的实施例中，坠落状态监测仪还包括复位按键6，所述复位按键6与所述电路板1连接，所述复位按键6被配置的能够复位电路。如图1所示，所述复位按键6亦可集成在所述电路板1上。比如，当设备报警时，当按下所述复位按键6可以复位整个系统，包括报警复位，之后可开始下一轮的检测。

在进一步的实施例中，坠落状态监测仪还包括储电装置7，所述储电装置7与所述电路板1连接，所述储电装置7被配置的能够给整个坠落状态监测仪供电。所述储电装置7可以为干电池、充电电池或其他储电元器件。

在进一步的实施例中，坠落状态监测仪还包括收发装置，比如天线。所述收发装置与所述处理单元通讯连接，所述收发装置能够被配置的给远程终端发送信号和/或被配置的接收远程终端发出的信号。

在进一步的实施例中，坠落状态监测仪还包括外壳8，所述外壳8可以为塑料或金属材质，所述坠落状态监测仪所用元器件，比如传感器、储电装置7、电路板1、报警装置等均设于所述外壳8内，如图1所示。为了能够使得所述报警装置能够更好的报警，在所述外壳8的对应部分还开设有通孔，用于指示和观察。所述外壳8可以起到绝缘和保护作用。

在进一步的实施例中，在所述外壳8的外侧包覆有硅胶层，在保护坠落状态监测仪的同时还具有一定的防爆作用。

当然，需要知道的是，本申请的坠落状态监测仪有用来测量加速度，压力等参数的电路系统，环境变量包含但不限于振动，加速度，压力，陀螺仪等。即在所述坠落状态监测仪含有加速度传感器，拉力传感器或压力传感器，可以测量震动，加速度和压力。

与现有技术相比，本申请的坠落状态监测仪具有如下一个或多个有益效果：

(1)本申请的坠落状态监测仪，其设有多种采集装置，可通过多参数采集来判定待测对象所处的状态，并能够在监测到待测对象处于坠落状态时及时的报警或向远程终端发送报警信号；

(2)本申请的坠落状态监测仪，其能够检测待测对象在下坠的过程中所经历的时间和坠落速度，给予明确的指示，并通过远程数据进行提示或报警；

(3)本申请的坠落状态监测仪，其设有储电装置，可以在没有电源的情况下自由的给设备供电，使设备可以应用于多种工作环境；

(4)本申请的坠落状态监测仪，其外壳外包覆有硅胶层，在保护设备的同时还具有一定的防爆能力；

(5)本申请的坠落状态监测仪，其可重复利用。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种坠落状态监测仪，其特征在于，

其包括采集单元、处理单元和报警单元，

所述采集单元被配置的实时采集待测对象(9)的加速度值、和/或被配置的实时采集待测对象(9)与绑缚物(10)之间的压力值、和/或被配置的实时采集所述绑缚物(10)上所承受的拉力值、和/或被配置的实时采集所述绑缚物(10)的断裂信号值，

所述处理单元与所述采集单元连接，所述处理单元被配置的对所述采集单元输出的加速度值、和/或压力值、和/或拉力值、和/或断裂信号值进行处理，判断所述待测对象(9)是否处于坠落状态，

所述报警单元与所述处理单元连接，所述报警单元被配置的接收所述处理单元输出的控制信号，并根据所述控制信号进行报警。

2.根据权利要求1所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

所述采集单元包括加速度采集装置(2)、和/或压力采集装置(3)、和/或拉力采集装置、和/或断线采集装置(4)，所述加速度采集装置(2)被配置的实时采集待测对象(9)的重力加速度值，所述压力采集装置(3)被配置的实时采集待测对象(9)与绑缚物(10)之间的接触压力值，所述拉力采集装置被配置的实时采集绑缚物(10)上所承受的拉力值，所述断线采集装置(4)被配置的实时采集绑缚物(10)的断裂信号值。

3.根据权利要求2所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

所述处理单元内设置有加速度阈值、和/或压力阈值、和/或拉力阈值，

所述处理单元被配置的能够将所述加速度采集装置(2)采集到的重力加速度值与所述加速度阈值比较，若所述加速度采集装置(2)采集到的重力加速度值小于所述加速度阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态；

所述处理单元被配置的能够将所述压力采集装置(3)采集到的压力值与所述压力阈值比较，若所述压力采集装置(3)采集到的压力值小于所述压力阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态；

所述处理单元被配置的能够将所述拉力采集装置采集到的拉力值与所述拉力阈值比较，若所述拉力采集装置采集到的拉力值小于所述拉力阈值，则所述处理单元被配置的判定所述待测物体处于坠落状态。

4.根据权利要求2所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

其还包括电路板(1)，所述电路板(1)上设置有检测电路，所述加速度采集装置(2)、压力采集装置(3)、拉力采集装置和断线采集装置(4)分别通过所述电路板(1)与所述处理单元连接。

5.根据权利要求4所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

所述断线采集装置(4)包括导电丝(41)，所述导电丝(41)预设于所述绑缚物(10)上，所述导电丝(41)与所述电路板(1)导通，在所述导电丝(41)断裂时，所述处理单元被配置的判定所述待测对象(9)处于坠落状态。

6.根据权利要求3或5所述的坠落状态监测仪，其特征在于，在所述处理单元被配置的判定所述待测对象(9)处于坠落状态时，所述处理单元被配置的记录待测对象(9)的坠落时间，并实时计算所述待测对象(9)的坠落速度。

7.根据权利要求4所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

所述报警单元包括声光报警装置(5)，所述声光报警装置(5)通过所述电路板(1)与所述处理单元连接，所述处理单元被配置的能够在判定待测对象(9)处于坠落状态时控制所述声光报警装置(5)报警。

8.根据权利要求4所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

其还包括复位按键(6)，所述复位按键(6)与所述电路板(1)连接，所述复位按键(6)被配置的能够复位电路；

其还包括储电装置(7)，所述储电装置(7)与所述电路板(1)连接，所述储电装置(7)被配置的能够给整个坠落状态监测仪供电。

9.根据权利要求4所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

其还包括收发装置，所述收发装置与所述处理单元通讯连接，所述收发装置能够被配置的给远程终端发送信号和/或被配置的接收远程终端发出的信号。

10.根据权利要求1所述的坠落状态监测仪，其特征在于，

其还包括外壳(8)，所述外壳(8)的外侧包覆有硅胶层。

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