安全带违规作业提醒装置和安全带的制作方法

本发明实施例涉及带电作业技术领域，尤其涉及一种安全带违规作业提醒装置和安全带。

背景技术：

在电网企业，登杆作业是电网员工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，电网作业的安全带通常包括腰带和安全绳。由于作业人员的疏忽大意，在登杆前会忘记扣腰带或佩戴安全绳，或者在跨越横担或者其他障碍物时，由于误操作而无法正确转换安全绳和腰带的使用，这为登杆作业带来了极大的安全风险，使得安全带失去了保护作用，无法保证作业人员的人身安全，不利于登杆作业的开展。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种安全带违规作业提醒装置和安全带，以实现在作业人员违规佩戴安全带进行登杆作业时，提醒作业人员正确佩戴安全带，提升作业人员的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种安全带违规作业提醒装置，所述安全带违规作业提醒装置安装于安全带上，所述安全带包括腰带及其扣件，以及安全绳及其扣件；所述安全带违规作业提醒装置包括：控制模块，以及与所述控制模块连接的高度检测模块、报警模块和多个扣件感应模块；

所述高度检测模块用于检测所述安全带的高度；

所述扣件感应模块安装在所述扣件上，用于感应所述扣件的上锁状态和解锁状态；

所述报警模块用于报警，以对作业人员进行提醒；

所述控制模块用于在所述安全带的高度超过设定高度时，根据所述扣件的上锁状态或解锁状态控制所述报警模块进行报警。

可选地，所述扣件包括金属钩扣和金属扣环；

所述扣件感应模块包括磁感应传感器和磁体，所述磁感应传感器安装在所述金属钩扣上，所述磁体安装在所述金属扣环上，所述磁感应传感器用于感应与其对应的所述磁体以确定所述扣件的上锁状态和解锁状态。

可选地，所述控制模块用于在所述安全带的高度超过设定高度，且所述腰带的扣件和所述安全绳的扣件中的至少一个所述扣件处于解锁状态时，控制所述报警模块进行报警。

可选地，所述控制模块用于在所述安全带的高度超过设定高度，且所述腰带的扣件和所述安全绳的扣件中的一个所述扣件由上锁状态变为解锁状态，另一个所述扣件处于解锁状态时，控制所述报警模块进行报警。

可选地，所述控制模块包括无线信号接收单元，所述扣件感应模块包括无线信号发射单元，所述控制模块和所述扣件感应模块通过所述无线信号接收单元和所述无线信号发射单元通信连接。

可选地，所述高度检测模块包括高度传感器。

可选地，所述报警模块包括控制单元、扬声器和警示灯，所述控制单元与所述控制模块、所述扬声器和所述警示灯连接。

可选地，还包括外壳及固定在所述外壳上的挂件，所述控制模块、所述高度检测模块和所述报警模块封装在所述外壳内，所述外壳通过所述挂件安装于所述安全带上。

第二方面，本发明实施例还提供了一种安全带，包括如第一方面所述的安全带违规作业提醒装置。

可选地，所述安全绳的两端均设置有扣件，所述安全绳的一端用于通过所述扣件连接在固定物体上，所述安全绳的另一端用于通过所述扣件连接在所述安全带上，所述安全绳两端的所述扣件上均安装有所述扣件感应模块；

所述控制模块还用于在所述安全带的高度超过设定高度，且所述安全绳连接所述固定物体一端的所述扣件处于解锁状态时，控制所述报警模块进行报警。

本发明实施例的技术方案，设置安全带违规作业提醒装置安装于安全带上，以在作业人员佩戴安全带进行登杆作业时，通过高度检测模块检测安全带的高度，通过扣件感应模块感应扣件的上锁状态和解锁状态，以确定作业人员是否正确佩戴安全带中的腰带和安全绳。当安全带的高度超过设定高度时，控制模块可以根据扣件的上锁状态或解锁状态来控制报警模块进行报警。本发明实施例的技术方案，解决了登杆作业中，由于作业人员的疏忽大意或误操作而违规佩戴安全带，使得安全带失去保护作用的问题，实现了在作业人员违规佩戴安全带进行登杆作业时，提醒作业人员正确佩戴安全带，使得安全带能够充分保障作业人员的安全，提升了作业人员的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种安全带违规作业提醒装置的模块结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种安全带的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种安全带违规作业提醒装置的模块结构示意图；

图4是本发明实施例提供的安全带的部分结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种安全带违规作业提醒装置的电路结构示意图。

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。

实施例一

本发明实施例提供了一种安全带违规作业提醒装置，图1是本发明实施例提供的一种安全带违规作业提醒装置的模块结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种安全带的结构示意图。结合图1和图2，本实施例所提供的安全带违规作业提醒装置安装于安全带100上，安全带100包括腰带110及其扣件130，以及安全绳120及其扣件130；安全带违规作业提醒装置包括：控制模块10，以及与控制模块10连接的高度检测模块20、报警模块30和多个扣件感应模块40；高度检测模块20用于检测安全带100的高度；扣件感应模块40安装在扣件130上，用于感应扣件130的上锁状态和解锁状态；报警模块30用于报警，以对作业人员进行提醒；控制模块10用于在安全带100的高度超过设定高度时，根据扣件130的上锁状态或解锁状态控制报警模块30进行报警。

具体地，参考图2，安全带100为应用于登杆作业中的电工安全带，作业人员佩戴安全带100进行登杆作业时，可将安全带100的一部分穿戴在腰间，通过腰带110围绕电线杆和作业人员的腰间后，利用腰带110上的扣件130将腰带110固定在安全带100上，起到保护作用。安全绳120的一端可通过扣件130连接在安全带100上，安全绳120的另一端可通过扣件130固定在牢固物体上，进一步起到保护作用。其中，扣件130包括扣件130包括金属钩扣130a和金属扣环130b，金属钩扣130a扣在对应的金属扣环130b上时，扣件130处于上锁状态，安全带100可以起到保护作用。金属钩扣130a未扣在对应的金属扣环130b上时，扣件130处于解锁状态，安全带100无法起到保护作用。

结合图1和图2，作业人员佩戴安全带100进行登杆作业时，高度检测模块20持续检测安全带100的高度，并将安全带100的高度信息发送至控制模块10。多个扣件感应模块40持续感应对应的扣件130当前的状态，并将扣件130的上锁状态信息或解锁状态信息发送至控制模块10。控制模块10将安全带100当前的高度与设定高度进行对比，其中，设定高度可预先通过控制模块10根据需要进行设置，例如设置设定高度为2米。示例性地，当作业人员登高至2米及以上高度时，若扣件感应模块40感应到安全带100上的任一扣件130处于解锁状态，控制模块10则控制报警模块30进行报警，提示作业人员正确佩戴安全带100，将腰带110和/或安全绳120穿戴牢固，以防作业人员忘记扣上腰带110或者忘记佩戴安全绳120而出现危险。作业人员登杆过程中，在跨越横担或者其他障碍物的时候，需要转换使用腰带110和安全绳120，若扣件感应模块40感应到腰带110和安全绳120同时处于解锁状态，控制模块10则控制报警模块30进行报警，提示作业人员将腰带110或安全绳120穿戴牢固，以防出现危险。

本发明实施例的技术方案，设置安全带违规作业提醒装置安装于安全带上，以在作业人员佩戴安全带进行登杆作业时，通过高度检测模块检测安全带的高度，通过扣件感应模块感应扣件的上锁状态和解锁状态，以确定作业人员是否正确佩戴安全带中的腰带和安全绳。当安全带的高度超过设定高度时，控制模块可以根据扣件的上锁状态或解锁状态来控制报警模块进行报警。本发明实施例的技术方案，解决了登杆作业中，由于作业人员的疏忽大意或误操作而违规佩戴安全带，使得安全带失去保护作用的问题，实现了在作业人员违规佩戴安全带进行登杆作业时，提醒作业人员正确佩戴安全带，使得安全带能够充分保障作业人员的安全，提升了作业人员的安全性。

实施例二

图3是本发明实施例提供的另一种安全带违规作业提醒装置的模块结构示意图，图4是本发明实施例提供的安全带的部分结构示意图。结合图2至图4，示例性地，扣件130包括金属钩扣130a和金属扣环130b；扣件感应模块40包括磁感应传感器41和磁体42，磁感应传感器41安装在金属钩扣130a上，磁体42安装在金属扣环130b上，磁感应传感器41用于感应与其对应的磁体42以确定扣件130的上锁状态和解锁状态。

图4示意性地示出了图2所示安全带100的部分结构，具体可以是腰带110的部分结构及其扣件130，或者是安全绳120的部分结构及其扣件130，且图4示意出了磁感应传感器41和磁体42在扣件130上的安装位置的一种情况。具体地，结合图2至图4，金属钩扣130a扣在磁体42上时，扣件130处于上锁状态，此时该扣件130对应的腰带110或安全绳120连接于安全带100上，能够对佩戴安全带100的作业人员起到保护作用。磁感应传感器41和磁体42构成了磁感应开关，当扣件130处于上锁状态时，磁感应传感器41可感测到磁体42，相当于磁感应开关闭合，使得扣件感应模块40能够发送扣件130处于上锁状态的信息至控制模块10。金属钩扣130a未扣在磁体42上时，扣件130处于解锁状态，此时该扣件130对应的腰带110或安全绳120未连接在安全带100上，无法对佩戴安全带100的作业人员起到保护作用。当扣件130处于解锁状态时，磁感应传感器41无法感测到磁体42，相当于磁感应传感器41和磁体42构成的磁感应开关打开，使得扣件感应模块40能够发送扣件130处于解锁状态的信息至控制模块10。

结合图1至图4，示例性地，设置控制模块10用于在安全带100的高度超过设定高度，且腰带110的扣件130和安全绳120的扣件130中的至少一个扣件130处于解锁状态时，控制报警模块30进行报警。本实施例提供的技术方案，可适用于作业人员佩戴安全带100进行登高作业的应用场景中，具体地，当高度检测模块20检测到安全带100的高度超过设定高度，例如超过2米时，若作业人员未将腰带110的金属钩扣130a扣在对应的磁体42上，扣件感应模块40将感应到腰带110的扣件130处于解锁状态，控制模块10可控制报警模块30进行报警，以及时提示作业人员。或者，当安全带100的高度超过2米，且作业人员未将安全绳120的金属钩扣130a扣在对应的磁体42上，扣件感应模块40将感应到安全绳120的扣件130处于解锁状态，控制模块10可控制报警模块30进行报警，以及时提示作业人员。又或者，当安全带100的高度超过2米，且作业人员既未正确佩戴腰带110，也未正确佩戴安全绳120，扣件感应模块40将感应到腰带110和安全绳120的扣件130均处于解锁状态，控制模块10可控制报警模块30进行报警，以及时提示作业人员。

结合图1至图4，示例性地，设置控制模块10用于在安全带100的高度超过设定高度，且腰带110的扣件130和安全绳120的扣件130中的一个扣件130由上锁状态变为解锁状态，另一个扣件130处于解锁状态时，控制报警模块30进行报警。本实施例提供的技术方案，可适用于作业人员佩戴安全带100进行登高作业的应用场景中，具体地，当作业人员在变压器台架上作业时，需要跨越横担或者其他障碍物，此时需要配合使用腰带110和安全绳120，解开腰带110时，必须保证安全绳120的扣件130处于上锁状态，解开安全绳120时，必须保证腰带110的扣件130处于上锁状态，这样才能保证作业人员在跨越障碍物时，安全绳120和腰带110中的至少一个起到保护作用，保障作业人员的安全性。如果在此过程中，作业人员违规使用安全带，在跨越障碍物时，扣件感应模块40感应到腰带110的扣件130已经处于解锁状态，安全绳120的扣件130由上锁状态变为解锁状态，即作业人员在已经解开了腰带110的情况下，又解开了安全绳120，控制模块10将控制报警模块30进行报警，以及时提示作业人员正确佩戴安全带。或者，扣件感应模块40感应到安全绳120的扣件130已经处于解锁状态，腰带110的扣件130由上锁状态变为解锁状态，即作业人员在已经解开了安全绳120的情况下，又解开了腰带110，控制模块10将控制报警模块30进行报警，以及时提示作业人员正确佩戴安全带，从而保证作业人员的安全性。

参考图3，示例性地，设置高度检测模块20包括高度传感器21。具体地，高度传感器21可以是大气压传感器，设置于安全带上的高度传感器21可以实时检测安全带当前所处位置的大气压值，以根据大气压值确定安全带的高度。示例性地，高度传感器21可以是bme280/bmp280型号的高度检测传感器，该高度检测传感器具有功耗小，安装方便，精度高，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，与设置在安全带上的扣件感应模块40配合使用，使得控制模块10在作业人员违规佩戴安全带时迅速启动报警。

继续参考图3，示例性地，设置报警模块30包括控制单元31、扬声器32和警示灯33，控制单元31与控制模块10、扬声器32和警示灯33连接。具体地，在安全带的高度超过设定高度，且扣件感应模块40感应到作业人员违规佩戴安全带时，控制模块10向报警模块30中的控制单元31发送控制信号，通过控制单元31启动扬声器32和警示灯33进行声光报警，例如，控制警示灯33闪烁，并通过扬声器32发出语音提示“系统已检测到您登杆超过2米未使用腰带，请注意安全”。本实施例的技术方案，在安全带违规作业提醒装置中融入了语音控制技术，通过听觉及视觉传送违规作业的警示信息，更加高效迅速传递到作业人员，保障作业人员的安全。

结合图2至图4，示例性地，控制模块10包括无线信号接收单元11，扣件感应模块40包括无线信号发射单元43，控制模块10和扣件感应模块40通过无线信号接收单元11和无线信号发射单元43通信连接。具体地，扣件感应模块40可以将其感应到的扣件的上锁状态信息或解锁状态信息发送至无线信号发射单元43，通过无线信号发射单元43将该信息发送至控制模块10中的无线信号接收单元11。这样设置的好处在于，在安全带违规作业提醒装置中融入了无线通信技术，由于安全带中的磁感应传感器41和磁体42的体积通常较小，本方案可以使得扣件感应模块40能够与控制模块10、高度检测模块20及报警模块30分体设置，以便安全带违规作业提醒装置的安装。

示例性地，安全带违规作业提醒装置还包括外壳及固定在外壳上的挂件(图中未示出)，控制模块10、高度检测模块20和报警模块30封装在外壳内，外壳通过挂件安装于安全带100上。这样设置的好处在于，整个装置可集成与一个小模块中，轻便小巧，可以很容易的安装在安全带上，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。并且，根据上述实施例的内容，安全带违规作业提醒装置中还可融入无线通信技术，使得扣件感应模块40能够安装在安全带违规作业提醒装置的外壳之外，进一步缩小了安全带违规作业提醒装置的体积。本实施例的技术方案，降低了整个装置的制作成本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。

实施例三

图5是本发明实施例提供的一种安全带违规作业提醒装置的电路结构示意图，结合图3至图5，该安全带违规作业提醒装置包括：控制模块10，以及与控制模块10连接的高度检测模块20、报警模块30和多个扣件感应模块40；其中，控制模块10包括中央处理器12，该中央处理器12为arm控制器；高度检测模块20包括由高度检测芯片21构成的高度检测电路，以及高度检测电路与控制模块10连接的外端接口模块22，高度检测芯片21可以是型号为bme280/bmp280的高度检测传感器；报警模块30包括控制单元31、扬声器32和警示灯33，控制单元31为报警模块30的控制芯片；扣件感应模块40包括安装在扣件130的金属钩扣130a上的磁感应传感器41，以及安装在金属扣环130b上的磁体42。

具体地，结合图3至图5，控制模块10中的vcc端口接入电源，gnd端口接地，通信端口rxd1连接高度检测模块20的通信端口ct，通信端口txd1连接高度检测模块20的通信端口dr，端口p1.0与一个扣件感应模块40通信连接，端口p2.0与另一个扣件感应模块40通信连接，通信端口txd2连接控制单元31的通信端口rx，通信端口rxd2连接控制单元31的通信端口tx。高度检测模块20的vdd端口接入电源，gnd端口接地，vio端口为数字信号端口或通信接口，sdo端口为串行数据输出端口，连接电阻r4，csb端口为芯片选择端口，连接电阻r1，sdi端口为串行数据输入端口，连接电阻r2，sck端口为串行时钟输入端口，连接电阻r3。电阻r1-r4起到限流的作用，电阻r1-r3还可作为上拉电阻，上拉电阻将不确定的信号通过电阻嵌位在高电平，向电路注入电流，芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。电阻r4还可作为下拉电阻，下拉电阻将不确定的信号通过电阻嵌位在低电平，向电路外输出电流。电容c1和c2为旁路电容去耦，提高总线的抗电磁干扰能力。控制单元31的vpp端口接入电源，busy端口为忙信号脚，控制单元31启动语音播放时busy端口的信号为高电平，其他为低电平，spk+和spk-端口接入扬声器32，a端口和b端口接入警示灯33。

参考图3至图5，对本实施例提供的安全带违规作业提醒装置的工作原理进行说明。首先将控制模块10、高度检测模块20和报警模块30集成一体，封装在一个透明的绝缘塑料盒子里面，外部设计一个挂件，安装在安全带100上。扣件感应模块40中的磁感应传感器41安装在金属钩扣130a上，磁体42安装在金属扣环130b上。作业人员佩戴安全带100进行登杆作业时，若作业人员违规使用安全带违规作业提醒装置，如当登杆高度超过预设高度(例如2米)时，如果作业人员还没有将腰带110的金属钩扣和金属扣环锁上。高度检测芯片21将其检测到的高度值发送至中央处理器12，扣件感应模块40将其检测到的扣件130处于解锁状态的信号发送至中央处理器12，中央处理器12将当前高度与预设的2m高度警戒线值对比，在当前高度超过2米时，如果腰带110的扣件还未处于上锁状态，中央处理器12则发送命令启动控制单元31，以使控制单元31启动扬声器32和警示灯33，进行声光报警，同时会发出语音提示“系统已检测到您登杆超过2米未使用腰带，请注意安全”。同理，到作业人员在变压器台架上作业，跨越杆上的障碍物，需要配合使用腰带110和安全绳120，解开腰带110时，必须保证安全绳120的扣件处于上锁状态，解开安全绳120时，必须保证腰带110的扣件处于上锁状态，这样才能保证作业人员在跨越障碍物时，腰带110和安全绳120中的至少一个能够起到保护作用，保障作业人员的安全性。如果在此过程中，作业人员违规使用安全带，在跨越障碍物时，同时解开腰带110和安全绳120的扣件，腰带110和安全绳120的扣件上设置的扣件感应模块40就会同时检测到两扣件处于解锁状态的信号，两个扣件感应模块40发送信号至中央处理器12，通过中央处理器12控制控制单元31来启动声光报警，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。

实施例四

本发明实施例还提供了一种安全带，参考图1和图2，本发明实施例提供的安全带，包括本发明上述任意实施例所提供的安全带违规作业提醒装置。因此，本发明实施例提供的安全带具备安全带违规作业提醒装置相应的功能结构及有益效果，这里不再赘述。

结合图1、图2和图4，示例性地，安全绳120的两端均设置有扣件130，安全绳120的一端用于通过扣件130连接在固定物体上，安全绳120的另一端用于通过扣件130连接在安全带100上，安全绳120两端的扣件130上均安装有扣件感应模块40；控制模块10还用于在安全带100的高度超过设定高度，且安全绳120连接固定物体一端的扣件130处于解锁状态时，控制报警模块30进行报警。

具体地，登杆作业人员佩戴安全带100跨越障碍物时，需要将安全绳120一端挂在固定物体上，并通过扣件130固定，将安全绳120的另一端通过扣件130连接在安全带100上，若作业过程中出现危险事故，挂在固定物体上的安全绳120能够对作业人员起到保护作用，防止作业人员从高空坠落。若登杆作业人员没有预先将安全绳120连接在固定物体上，即安全带100的高度超过设定高度，且安全绳120连接固定物体一端的扣件130处于解锁状态时，控制模块10可控制报警模块30进行报警，这样即可有效防止登杆作业人员的误操作导致安全带失去保护作用，以充分发挥安全带的作用，提高了作业人员的安全性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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