安全防護裝置制造方法
【專利摘要】本發明提出一種安全防護裝置，包括：安全帶、多個MEMS運動感測組件、壓力傳感器、處理器和報警裝置。安全帶的一端具有固定在懸掛物上的第一固定件且另一端具有固定在施工人員身體上的第二固定件。壓力傳感器檢測第一固定件和第二固定件承受的壓力從而判定是否為鎖緊狀態。多個MEMS運動感測組件檢測安全帶的形態參數而判斷安全帶的形態。當第一固定件和第二固定件為鎖緊狀態時，處理器根據安全帶的形態參數判斷安全帶是否正確佩戴。當處理器判斷安全帶未鎖緊和/或未正確佩戴時，報警裝置進行報警。本發明的裝置，結構簡單、易于實現、能夠準確地判斷安全帶是否正確佩戴。
【專利說明】安全防護裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及可穿戴計算機【技術領域】，尤其涉及一種安全防護裝置。
【背景技術】
[0002] 高空作業是指人在一定位置為基準的高處進行的作業。國家標準GB/T3608-2008 《高處作業分級》規定："凡在墜落高度基準面2m以上（含2m)有可能墜落的高處進行作業， 都稱為高處作業。"根據這一規定，在建筑業中涉及到高處作業的范圍是相當廣泛的。在建 筑物內作業時，若在2m以上的架子上進行操作，即為高處作業。根據規定，高空作業必須采 用一定的安全防護措施。個人安全防護裝置有安全帽和安全帶等。安全帶是通過圍繞在固 定構造物上的繩或帶將人體綁定在固定的構造物附近，使作業人員的雙手可以進行其他操 作的安全帶。
[0003] 在水利施工現場，由于普遍存在高差的關系，各種形式的洞口與臨邊性質的作業、 懸空與攀登作業、操作平臺與立體交叉作業，以及在結構主體以外的場地上和通道旁的各 類洞、坑、溝、槽等工程的施工作業中，具體操作人員往往處于高空或懸空作業，所以安全防 護至關重要。因此，在有關安全考核和安全巡查的規章管理制度中強制使用安全繩
[0004] 另外，現階段大型水利施工建筑中操作工多為當地民工，流動性大，安全培訓不到 位，且安全意識薄弱，對高空作業危險認識不夠，自覺性差。當遇到安全繩索給操作造成一 定不便時，有些操作工會采取作弊行為，或者不懸掛安全繩到安全位置，而將安全繩懸掛在 自身；或者不使用安全繩，使安全繩失去作用。一旦發生墜落事故，將造成嚴重的后果。
[0005] 目前，大多施工單位按照相關規定采用簡單的安全繩索進行保護，通常需要人工 監督和個人自覺，但電子化、智能化的設備并未采用，不能從技術手段上有效杜絕災難事故 的發生。
【發明內容】
[0006] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0007] 為此，本發明的目的在于提出一種結構簡單、易于實現的安全防護裝置。
[0008] 為了實現上述目的，本發明提出一種安全防護裝置，包括：安全帶，所述安全帶包 含本體及設置在所述本體上的多個標識點，所述安全帶的一端具有固定在懸掛物上的第一 固定件且另一端具有固定在施工人員身體上的第二固定件；多個MEMS運動感測組件，所述 多個MEMS運動感測組件設置在所述安全帶的所述多個標識點上，用于檢測所述安全帶的 形態參數；壓力傳感器，用于檢測所述第一固定件和所述第二固定件承受的壓力；處理器， 所述處理器分別與所述多個MEMS運動感測組件及所述壓力傳感器連接，用于根據所述第 一固定件和所述第二固定件承受的壓力判斷所述第一固定件和所述第二固定件是否為鎖 緊狀態，并在判斷所述第一固定件和所述第二固定件為鎖緊狀態時，根據所述安全帶的形 態參數判斷所述安全帶是否正確佩戴；以及報警裝置，所述報警裝置與所述處理器連接，用 于當所述處理器判斷所述安全帶未鎖緊和/或未正確佩戴時，進行報警。
[0009] 根據本發明實施例的安全防護裝置，安全帶的一端具有固定在懸掛物上的第一固 定件且另一端具有固定在施工人員身體上的第二固定件；利用壓力傳感器檢測第一固定件 和第二固定件承受的壓力；利用多個MEMS運動感測組件檢測所述安全帶的形態參數；當第 一固定件和第二固定件為鎖緊狀態時，處理器根據安全帶的形態參數判斷安全帶是否正確 佩戴；以及當處理器判斷所述安全帶未鎖緊和/或未正確佩戴時，報警裝置進行報警。本發 明的裝置，結構簡單、易于實現、能夠準確地判斷安全帶是否正確佩戴。
[0010] 在一些示例中，所述安全帶由線性部分和環形部分組成，通過所述多個MEMS運動 感測組件分別檢測所述線性部分的形態參數和所述環形部分的形態參數，所述控制器用于 當所述第一固定件和所述第二固定件為鎖緊狀態時根據所述線性部分的形態參數和所述 環形部分的形態參數判斷：所述線性部分是否形成預定的懸掛狀態；所述環形部分是否形 成符合人體形態的環狀；以及所述線性部分與所述環形部分是否有交叉；若是，則判斷所 述安全帶正確佩戴。
[0011] 在一些示例中，所述形態參數包括：加速度、磁力方向和角速度。
[0012] 在一些示例中，還包括：存儲單元，用于存儲所述多個MEMS運動感測組件檢測的 所述安全帶的形態參數、所述壓力傳感器檢測到的壓力數據和所述處理器所得到的結果數 據。
[0013] 在一些示例中，還包括：接口單元，用于向所述裝置外發送所述存儲單元存儲的數 據。
[0014] 在一些示例中，還包括：電源裝置，用于為所述安全防護裝置提供電能。
[0015] 在一些示例中，所述MEMS運動感測組件為九軸MEMS運動感測組件。
[0016] 本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據本發明一個實施例的安全防護裝置的結構框圖；
[0018] 圖2是本發明一個實施例的安全帶的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0020] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底"、"內"、"外"、"順時 針"、"逆時針"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于 描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特 定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語"第一"、"第二"僅用于 描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。 由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特征。在 本發明的描述中，"多個"的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0021] 在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接。可 以是機械連接，也可以是電連接。可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以 根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0022] 在本發明中，除非另有明確的規定和限定，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觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它 們之間的另外的特征接觸。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，或僅僅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上方和斜上方，或僅僅表 示第一特征水平高度小于第二特征。
[0023] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡 化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重復參考數字和/或參考字母， 這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關 系。此外，本發明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意 識到其他工藝的應用和/或其他材料的使用。
[0024] 請參閱圖1，本發明一個實施例的安全防護裝置10包括安全帶12、多個MEMS運動 感測組件14、壓力傳感器16、處理器18和報警裝置10a。
[0025] 其中，安全帶12包含本體122及設置在本體122上的多個標識點124。本體122 的一端具有固定在懸掛物上的第一固定件1222且另一端具有固定在施工人員身體上的第 二固定件1224。多個MEMS運動感測組件14對應地設置在安全帶12的多個標識點124上， 用于檢測安全帶12的形態參數。壓力傳感器16用于檢測第一固定件1222和第二固定件 1224承受的壓力。處理器18分別與多個MEMS運動感測組件14及壓力傳感器16連接，用 于根據第一固定件1222和第二固定件1224承受的壓力判斷第一固定件1222和第二固定 件1224是否為鎖緊狀態，并在判斷第一固定件1222和第二固定件1224為鎖緊狀態時，根 據安全帶12的形態參數判斷安全帶12是否正確佩戴。報警裝置IOa與處理器18連接，用 于在處理器18判斷安全帶12未正確佩戴時，進行報警。
[0026] 具體地，在本發明一個實施例中，安全帶12由線性部分12a和環形部分12b組成。 其中，典型的形態為：安全帶12的一端具有固定在固定物上第一固件1222。該固定物通常 為相對堅固的橫梁20。安全帶12的另一端具有固定在施工人員身體上的第二固定件1224， 如圖2所示。壓力傳感器16分別設置在第一固件1222和第二固件1224上，用于檢測第一 固件1222和第二固件1224承受的壓力，以便判斷第一固件1222和第二固件1224是否處 于鎖緊狀態，使得處理器18判斷安全帶12是否正確佩戴。
[0027] 進一步地，在本發明的一個實施例中，第一固件1222用于連接固定物，判斷線性 部分12a的安全帶12的懸掛狀態。第二固件1224置于腰間，判斷施工人員的腰間安全帶 12 (環形部分12b)的緊固狀態。當第一固件1222處于鎖緊狀態，且第二固件1224處于鎖 緊狀態時，安全帶12正確佩戴，反之，則安全帶12未正確佩戴。
[0028] 同時，在線性部分12a和環形部分12b分別設置有多個標識點124,如線性部分 12a的SI、S2、S3和環形部分12b的IS1、IS2、IS3。多個MEMS運動感測組件14對應地設 置在多個標識點124上，多個MEMS運動感測組件14分別檢測線性部分12a的形態參數和 環形部分12b的形態參數。
[0029] 在本發明的一個實施例中，MEMS運動感測組件14為九軸MEMS運動感測組件。該 九軸MEMS運動感測組件包括：陀螺儀、加速器和電子羅盤。多個MEMS運動感測組件14檢 測到的安全帶12的形態參數包括：加速度、磁力方向和角速度等。
[0030] 進一步地，處理器18還用于當第一固定件1222和第二固定件1224為鎖緊狀態時 根據線性部分12a的形態參數和環形部分12b的形態參數進行如下判斷：
[0031] (1)線性部分12a是否形成預定的懸掛狀態；
[0032] (2)環形部分12b是否形成符合人體形態的環狀；以及
[0033] (3)線性部分12a與環形部分12b是否有交叉；
[0034] 若（1)-(3)全是，則判斷安全帶12正確佩戴。
[0035] 作為一個具體地示例，本發明實施例的處理器18為數據融合濾波器，結合壓力傳 感器16檢測到的壓力數據和多個MEMS運動感測組件14檢測到的安全帶12的形態參數， 進而獲取安全帶12的空間形態，以便判斷安全帶12是否正確佩戴。
[0036] 作為一個具體地示例，本發明實施例的報警裝置IOa為但不限于壓電式蜂鳴器。 部分壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發光二極管，可以同時給予視、聽兩方面的反饋。
[0037] 例如，安全防護裝置10判斷安全帶12是否處于正確佩戴狀態的過程如下：
[0038] (1)判斷第一固件1222是否鎖緊，若是，轉下一步，否則報警。
[0039] (2)判斷第二固件1224是否鎖緊，若否，且距離上次非鎖緊狀態在預設閾值內，t匕 如1分鐘，記錄狀態，否則報警，其中，預設時間為施工人員鎖緊第二固件1224的平均時間。
[0040] (3)獲取線性部分12a的形態，是否形成有效的線狀，若否，則進行報警；同時獲取 環形部分12b的形態，是否形成有效的環狀，若否，則進行報警。
[0041] (4)判斷的線性部分12a和環形部分12b是否有交叉，若是，進行告警。
[0042] 進一步地，本發明的一個實施例的安全防護裝置，還包括：存儲單元IOb用于存儲 多個MEMS運動感測組件14檢測的安全帶12的形態參數、壓力傳感器16檢測到的壓力數 據和處理器18所得到的結果數據。
[0043] 作為一個具體的示例，存儲單元IOb為不可揮發介質，優選的，如U盤或者TF卡， 存儲的內容例如表1所示。
[0044] 表1存儲內容示例表
[0045]
【權利要求】
1. 一種安全防護裝置，其特征在于，包括： 安全帶，所述安全帶包含本體及設置在所述本體上的多個標識點，所述安全帶的一端 具有固定在懸掛物上的第一固定件且另一端具有固定在施工人員身體上的第二固定件； 多個MEMS運動感測組件，所述多個MEMS運動感測組件對應地設置在所述安全帶的所 述多個標識點上，用于檢測所述安全帶的形態參數； 壓力傳感器，用于檢測所述第一固定件和所述第二固定件承受的壓力； 處理器，所述處理器分別與所述多個MEMS運動感測組件及所述壓力傳感器連接，用于 根據所述第一固定件和所述第二固定件承受的壓力判斷所述第一固定件和所述第二固定 件是否為鎖緊狀態，并在判斷所述第一固定件和所述第二固定件為鎖緊狀態時，根據所述 安全帶的形態參數判斷所述安全帶是否正確佩戴；以及 報警裝置，所述報警裝置與所述處理器連接，用于當所述處理器判斷所述安全帶未鎖 緊和/或未正確佩戴時，進行報警。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述安全帶由線性部分和環形部分組成，通 過所述多個MEMS運動感測組件分別檢測所述線性部分的形態參數和所述環形部分的形態 參數， 所述處理器用于當所述第一固定件和所述第二固定件為鎖緊狀態時根據所述線性部 分的形態參數和所述環形部分的形態參數判斷： 所述線性部分是否形成預定的懸掛狀態； 所述環形部分是否形成符合人體形態的環狀，以及 所述線性部分與所述環形部分是否有交叉， 若是，則判斷所述安全帶正確佩戴。
3. 如權利要求1或2任意一項所述的裝置，其特征在于，所述形態參數包括：加速度、 磁力方向和角速度。
4. 如權利要求1?3任意一項所述的裝置，其特征在于，還包括：存儲單元，用于存儲 所述多個MEMS運動感測組件檢測的所述安全帶的形態參數、所述壓力傳感器檢測到的壓 力數據和所述處理器所得到的結果數據。
5. 如權利要求1?4任意一項所述的裝置，其特征在于，還包括： 接口單元，用于向所述裝置外發送所述存儲單元存儲的數據。
6. 如權利要求1?5任意一項所述的裝置，其特征在于，還包括： 電源裝置，用于為所述安全防護裝置提供電能。
7. 如權利要求1?6任意一項所述的裝置，其特征在于，所述MEMS運動感測組件為九 軸MEMS運動感測組件。
【文檔編號】A62B35/00GK104353199SQ201410465675
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】周紹武, 林鵬, 李慶斌, 陳文夫, 高向友, 鄔昆, 楊寧, 賀春光 申請人:清華大學, 中國長江三峽集團公司