一种具有检测功能的安全带的制作方法

1.本实用新型涉及安全带技术领域，特别涉及一种具有检测功能的安全带。


背景技术：

2.在高空作业中，防护不当或者操作不规范都可能发生作业人员的坠落意外。安全带是高处作业人员必备装备，安全带主要分为全身系带、安全绳、安全扣和挂钩等，其中安全绳的两端分别与全身系带和挂钩连接，而挂钩则固定于固定点，安全扣则装配于全身系带。按规定凡在坠落高度基准面2m或以上，必须按规定使用、穿戴安全带，且挂钩栓挂牢固点。同时还必须将安全绳挂在高于人站立的地方，人员工作的地方要低于安全绳挂的位置，这种状态也称为安全绳的高挂低用。若作业人员未正确使用安全带，或者将钩体挂在低于人体站立的固定点(也称为安全绳的低挂高用)，一旦作业人员发生坠落将造成严重的伤亡。然而在实际施工作业中，存在大量的未正确使用安全带情况，造成高空坠落伤害事故居高不下。
3.因此，针对现有技术不足，提供一种具有检测功能的安全带及以解决现有技术不足甚为必要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种具有检测功能的安全带。该具有检测功能的安全带具有检测使用者是否正确使用安全带的功能。
5.本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现：
6.提供一种具有检测功能的安全带,设置有用于检测挂钩状态的挂钩监测组件、用于检测安全扣状态的安全扣监测组件和根据挂钩状态及检测安全扣状态得到的安全带使用状态的主控组件，所述挂钩监测组件和所述安全扣监测组件分别与所述主控组件信号连接。
7.优选的，上述安全带使用状态包括安全扣的扣接状态、挂钩的钩接状态、安全绳的挂接状态和全身系带的穿戴状态中的至少一种。
8.优选的，上述主控组件设置有用于得到安全带使用状态的第一控制器、用于检测与所述挂钩监测组件的距离的第一测距模块、用于进行数据交换的数据交互模块和用于检测全身系带移动状态的第一移动检测模块，所述第一测距模块、所述数据交互模块和所述第一移动检测模块均与所述第一控制器连接，所述数据交互模块与所述挂钩监测组件和所述安全扣监测组件信号连接。
9.优选的，上述挂钩监测组件设置有用于得到挂钩状态的第二控制器、用于与所述数据交互模块数据传输的第一无线通信器、用于检测与所述第一测距模块之间距离的第二测距模块、用于检测挂钩位置移动状态的第二移动检测模块和用于检测挂钩的钩接状态的第一锁扣状态传感器，所述第一无线通信器、所述第二测距模块、所述第二移动检测模块和所述第一锁扣状态传感器分别与所述第二控制器连接，所述第一无线通信器与所述数据交
互模块无线连接，所述第二测距模块与所述第一测距模块无线连接。
10.优选的，上述安全扣监测组件设置有用于得到安全扣状态的第三控制器、用于与所述数据交互模块数据传输的第二无线通信器、用于检测安全扣的位置移动的第三移动检测模块和用于检测安全扣的扣接状态的第二锁扣状态传感器，所述第二无线通信器、所述第三移动检测模块和所述第二锁扣状态传感器分别与所述第三控制器，所述第二无线通信器与所述数据交互模块无线连接。
11.优选的，上述第一测距模块设置有两个，其中一个所述第一测距模块装配于安全绳，另一所述第一测距模块装配于安全绳与全身系带的固定连接点。
12.优选的，上述第一移动检测模块装配于全身系带的背部区域。
13.优选的，上述第二测距模块、所述第二移动检测模块和所述第一锁扣状态传感器均装配于挂钩。
14.至少两个安全扣设置于全身系带的腿带处，且每个安全扣均装配有所述第三移动检测模块和第二锁扣状态传感器。
15.优选的，上述数据交互模块设置有第三无线通信器、用于定位的gnss通信器和用于与后台数交换的远传通信器，第三无线通信器与所述第一无线通信器和所述第二无线通信器无线连接。
16.优选的，上述主控组件还设置有第一供电控制模块、按键模块、时钟模块、蜂鸣模块、第一电池电量指示模块和第一充电管理模块。
17.优选的，上述第一控制器的电源输入端与所述第一供电控制模块连接，所述第一控制器的gpio1端与所述按键模块连接，所述第一控制器的gpio2端与所述蜂鸣模块连接，所述第一控制器的rtc端与所述时钟模块连接，所述第一电池电量指示模块串连外部电池与所述第一供电控制模块连接，所述第一充电管理模块与外部电池连接，所述第一控制器的uwb模块接口与两个所述第一测距模块连接；所述第一控制器的spi端与所述第三无线通信器连接，所述第一控制器的i2c端与所述第一移动检测模块连接，所述第一控制器的uart1端与所述gnss通信器连接，所述第一控制器的uart2端与所述远传通信器连接。
18.优选的，上述挂钩监测组件还设置有第二供电控制模块和第二电池电量指示模块，所述第二控制器的电源输入端与所述第二供电控制模块连接，所述第二电池电量指示模块串连外部电池与所述第二供电控制模块连接，所述第二控制器的spi端与所述第一无线通信器连接，所述第二控制器的gpio1端与所述第一锁扣状态传感器连接，所述第二控制器的i2c端与所述第二移动检测模块连接，所述第二控制器的数据读取接口与所述第二测距模块连接。
19.优选的，上述安全扣监测组件还设置有第三供电控制模块和第三电池电量指示模块，所述第二控制器的电源输入端与所述第三供电控制模块连接，所述第三电池电量指示模块串连外部电池与所述第三供电控制模块连接，所述第三控制器的spi端与所述第二无线通信器连接，所述第三控制器的gpio1端与所述第二锁扣状态传感器连接，所述第三控制器的i2c端与所述第三移动检测模块连接。
20.优选的，上述第一供电控制模块、所述第二供电控制模块和所述第三供电控制模块的型号为tpl5110，所述第一电池电量指示模块、所述第一充电管理模块的型号均为ip5332芯片。
21.优选的，上述第一无线通信器、所述第二无线通信器、所述第三无线通信器的型号为si24r1。
22.优选的，上述gnss通信器的型号为atgm336h。
23.优选的，上述远传通信器的型号为esp-01wifi。
24.优选的，上述第一移动检测模块、所述第二移动检测模块和所述第三移动检测模块的型号为mou9255陀螺仪传感器。
25.优选的，上述第一控制器、所述第二控制器和第三控制器的型号为stm32t103。
26.优选的，上述第一测距模块、所述第二测距模块的型号为 jzm01。
27.优选的，上述第一锁扣状态传感器和所述第二锁扣状态传感器为微动开关。
28.优选的，上述第二电池电量指示模块和所述第三电池电量指示模块的型号为hx7oa。
29.本实用新型的一种具有检测功能的安全带，设置有用于检测挂钩状态的挂钩监测组件、用于检测安全扣状态的安全扣监测组件和根据挂钩状态及检测安全扣状态得到的安全带使用状态的主控组件，所述挂钩监测组件和所述安全扣监测组件分别与所述主控组件信号连接。本实用新型通过挂钩监测组件检测挂钩的状态，而安全扣监测组件则检测安全扣状态，最后主控组件得到安全带使用状态，实现安全带的智能检测，从而判断使用者是否正确佩戴安全带。
附图说明
30.利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
31.图1为实施例1的一种具有检测功能的安全带的信号传输图。
32.图2为安全绳为高挂低用时的状态示图。
33.图3为安全绳为低挂高用时的状态示图。
34.图4为主控组件的连接示意图。
35.图5为挂钩监测组件的连接示意图。
36.图6为安全扣监测组件的连接示意图。
37.图7为实施例4的安全扣锁合检测装置的结构示意图。
38.图8为图7中夹体的透视图。
39.图9为夹体的结构示意图。
40.图10为安全扣在扣接时的状态图。
41.图11为安全扣在扣接后的状态图。
42.在图1至图11中，包括有：
43.挂钩监测组件10、第二控制器11、第一无线通信器12、第二测距模块13、第二移动检测模块14、第一锁扣状态传感器15、第二供电控制模块16、第二电池电量指示模块17、
44.安全扣监测组件20、第三控制器21、第二无线通信器22、第三移动检测模块23、第二锁扣状态传感器24、第三供电控制模块 25、第三电池电量指示模块26、
45.主控组件30、第一控制器31、第一测距模块32、第一移动检测模块33、第三无线通信器34、gnss通信器35、远传通信器36、第一供电控制模块37、按键模块38、时钟模块39、蜂
鸣模块310、第一电池电量指示模块311、第一充电管理模块312、
46.安全绳40、全身系带50、挂钩60；
47.装配部100、夹体110、第一夹臂111、第二夹臂112、弹性体113、容纳腔130、
48.感应部200、装配盒210、触动开关220、
49.母扣300、子扣400。
具体实施方式
50.结合以下实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
51.实施例1。
52.一种具有检测功能的安全带，如图1所示，设置有用于检测挂钩状态的挂钩监测组件10、用于检测安全扣状态的安全扣监测组件20和根据挂钩状态及检测安全扣状态得到的安全带使用状态的主控组件30，挂钩监测组件10和安全扣监测组件20分别与主控组件30信号连接。
53.主控组件30设置有用于得到安全带使用状态的第一控制器 31、用于检测与挂钩监测组件10的距离的第一测距模块32、数据交互模块和用于检测全身系带50移动状态的第一移动检测模块 33，第一测距模块32、数据交互模块和第一移动检测模块33均与第一控制器31连接，数据交互模块与挂钩监测组件10和安全扣监测组件20信号连接。
54.其中，数据交互模块设置有第三无线通信器34、用于定位的 gnss通信器35和用于与后台数交换的远传通信器36，第三无线通信器34与第一无线通信器12和第二无线通信器22无线连接。第三无线通信器34用于接收挂钩监测组件10的挂钩状态信号和安全扣监测组件20的安全扣状态信号。gnss通信器35用于定位安全带使用者工作位置的定位，从而进行工作区域管理、人员定位管理等。远传通信器36用于将主控组件30采集到的数据及接收到的挂钩状态信号和安全扣状态信号发送至外部后对服务器，或者收到后台的数据。第一测距模块32用于检测与挂钩监测组件 10之间的第一距离信号，并发送至第一控制器31。第一移动检测模块33用于识别全身系带50的位置移动，得到全身系带50移动信号，并发送至第一控制器31。第一控制器31作用是根据挂钩监测组件10的挂钩状态信号、安全扣监测组件20的安全扣状态信号、第一测距模块32的第一距离信号、第一移动检测模块33的全身系带50移动信号，得到安全带使用状态。
55.挂钩监测组件10设置有用于得到挂钩状态的第二控制器11、用于与数据交互模块数据传输的第一无线通信器12、用于检测与第一测距模块32之间距离的第二测距模块13、用于检测挂钩60 位置移动状态的第二移动检测模块14和用于检测挂钩60的钩接状态的第一锁扣状态传感器15，第一无线通信器12、第二测距模块13、第二移动检测模块14和第一锁扣状态传感器15分别与第二控制器11连接，第一无线通信器12与数据交互模块无线连接，第二测距模块13与第一测距模块32无线连接。
56.其中，第二测距模块13用于检测与第一测距模块32之间的距离，得到第二距离信号，并发送至第二控制器11。第一锁扣状态传感器15用于检测挂钩60的钩接状态，得到钩接信号，并发送至第二控制器11。第二移动检测模块14用于识别挂钩60的位置移动，得到挂钩60扣移动信号，并发送至第二控制器11。第一无线通信器12用于将挂钩状态信号发送至第三无线通信器34。第二控制器11用于将第二测距模块13检测到的第二距离信号和第二移动
检测模块14的挂钩60移动信号和第一锁扣状态传感器15 的钩接信号进行处理，得到挂钩状态信号，并发送至第二控制器 11。
57.安全扣监测组件20设置有用于得到安全扣状态的第三控制器 21、用于与数据交互模块数据传输的第二无线通信器22、用于检测安全扣的位置移动的第三移动检测模块23和用于检测安全扣的扣接状态的第二锁扣状态传感器24，第二无线通信器22、第三移动检测模块23和第二锁扣状态传感器24分别与第三控制器21，第二无线通信器22与数据交互模块无线连接。
58.其中，第二锁扣状态传感器24用于检测安全扣的扣接状态，得到扣接信号，并发送至第三控制器21。
59.第三移动检测模块23用于识别安全扣的位置移动，得到安全扣移动信号，并发送至第三控制器21。第一无线通信器12用于将挂钩状态信号发送至第三无线通信器34。第三控制器21用于根据第三移动检测模块23的安全扣移动信号和第二锁扣状态传感器 24的扣接信号进行处理，得到安全扣状态信号。
60.其中，第一测距模块32设置有两个，其中一个第一测距模块 32装配于安全绳40，另一第一测距模块32装配于安全绳40与全身系带50的固定连接点。第一移动检测模块33装配于全身系带 50的背部区域。第二测距模块13、第二移动检测模块14和第一锁扣状态传感器15均装配于挂钩60。
61.本实用新型的具有检测功能的安全带，至少两个安全扣设置于全身系带50的腿带处，且每个安全扣均装配有第三移动检测模块23和第二锁扣状态传感器24。
62.本实用新型时第一移动检测模块33、第二移动检测模块14 和第三移动检测模块23均为陀螺仪传感器。第一锁扣状态传感器 15和第二锁扣状态传感器24为微动开关。
63.需要说明的是，本实用新型的第一移动检测模块33设置于全身系带50的背部区域，第二移动检测模块14装配于挂钩60，第三移动检测模块23装配于安全扣。
64.本实用新型的安全带使用状态包括安全扣的扣接状态、挂钩 60的钩接状态、安全绳40的挂接状态和全身系带50的穿戴状态中的至少一种。
65.本实用新型的安全扣可以为子母扣形式的安全扣，而第二锁扣状态传感器24则装配于子扣或母扣处，当子扣与母扣扣合时对第二锁扣状态传感器24造成压迫并触动第二锁扣状态传感器24；安全扣也可以为独立结构的扣体，而第二锁扣状态传感器24则装配于该扣体，当全身系带50穿过于扣体时，对第二锁扣状态传感器24造成压迫并触动第二锁扣状态传感器24。只需要在安全扣在固定或收紧时能触动第二锁扣状态传感器24的安全扣均能作为本实用新型的安全扣，均在本实用新型的保护范围内，而安全扣的结构并不是本实用新型发明的重点，在此不再一一累述。
66.其中本实用新型的全身系带50的穿戴状态原理如下；第一移动检测模块33检测全身系带50的背部区域的移动数据，因为安全带未穿戴时与穿戴后位置数据存在差异，第一控制器31将这两种数据进行对比，即可判断出安全带是否穿戴于身上。第二移动检测模块14检测挂钩60的移动数据，即检测挂钩60未挂接及已挂接的数据，第二控制器11将这两种数据进行对比，即可判断出挂钩60是否已挂接。第三移动检测模块23检测安全扣移动的数据，因为安全带未穿戴时与穿戴后位置数据存在差异，第三控制器21这两组数据进行对比，即可判断出安全扣的在全身系带50 是否穿戴于身上。通过上述第一移动检测模块33、第二
移动检测模块14和第三移动检测模块23的数据即判断全身系带50的穿戴状态。
67.其中本实用新型的挂钩60的钩接状态原理如下：第一锁扣状态传感器15装配于挂钩60，具体可以为挂钩60的内周表面，当挂钩60挂接于固定点时，则固定点对第一锁扣状态传感器15压迫，从而触动第一锁扣状态传感器15，能够识别到挂钩60已经挂接，反之则挂钩60未被挂接，从而得到挂钩60的钩接状态。
68.其中本实用新型的安全扣的扣接状态原理如下：第二锁扣状态传感器24装配于安全扣，当安全扣在扣接时触动第二锁扣状态传感器24或者全身系带50触动第二锁扣状态传感器24则能识别该安全扣已经扣上，反之则安全扣未被扣接，从而得到安全扣的扣接状态。
69.其中本实用新型的安全绳40的挂接状态原理如下：本实用新型的其中一个第一测距模块32装配于安全绳40，另一个第一测距模块32装配于安全绳40与全身系带50的固定连接点，而第二测距模块13则装配于挂钩60，将位于安全绳40与全身系带50的固定连接点的第一测距模块32定义为l2，另一个第一测距模块32 定义为l3，而l2和l3的在安全绳40间距范围是[0.15米，0.60 米]，第二测距模块13则定义为l1。第二测距模块13检测至第一测距模块32的距离l
1-2
及至第一测距模块32的距离l
1-3
，第一控制器31根据l
1-2
与l
1-3
之间的大小识别安全绳40的挂接状态。具体当l
1-2
≤l
1-3
时，则识别安全绳40当前挂接状态为高挂低用状态，如图2；当l
1-2
＞l
1-3
，则识别安全绳40当前挂接状态为低挂高用状态，如图3。
[0070]
该具有检测功能的安全带，通过挂钩监测组件10检测挂钩60 的状态，而安全扣监测组件20则检测安全扣状态，最后主控组件 30得到安全带使用状态，实现安全带的智能检测，从而判断使用者是否正确佩戴安全带。
[0071]
实施例2。
[0072]
一种具有检测功能的安全带，如图4至6，其他特征与实施例1相同，还具有如下特征：主控组件30还设置有第一供电控制模块37、按键模块38、时钟模块39、蜂鸣模块310、第一电池电量指示模块311和第一充电管理模块312。
[0073]
其中，第一控制器31的uwb模块接口与两个第一测距模块连接；第一控制器31的spi端与第三无线通信器34连接，第一控制器31的i2c端与第一移动检测模块33连接，第一控制器31的 uart1端与gnss通信器35连接，第一控制器31的uart2端与远传通信器36连接，第一控制器31的电源输入端与第一供电控制模块37连接，第一控制器31的gpio1端与按键模块38连接，第一控制器31的gpio2端与蜂鸣模块310连接，第一控制器31的 rtc端与时钟模块39连接，第一电池电量指示模块311串连外部电池与第一供电控制模块37连接，第一充电管理模块312与外部电池连接。
[0074]
本实用新型的第一供电控制模块37的作用是定时导通外部电池与第一控制器31的电源输入端，例如定时间隔为1分钟，这样主要作用是使主控组件30能够实现低功耗运行，在安全带没有被正常穿戴时，只有短时约几秒的正常运行，然后就进入低功耗运行。等待第一供电控制模块37下一个唤醒周期。当主控组件30 监测到全身系带50穿戴于身上时，就进行监测模式，进行连续运行，直到主控组件30检测到全身系带50不再穿戴为止。
[0075]
其中按键模块38实现与主控组件30人机交互，蜂鸣模块310 的作用是根据检测到的安全带使用状态进行声音提示，第一电池电量指示模块311的作用进行电量的提示，第一充电管理模块312 的作用是控制电池的充电管理。
[0076]
本实用新型的挂钩监测组件10还设置有第二供电控制模块 16和第二电池电量指
示模块17。
[0077]
其中第二控制器11的电源输入端与第二供电控制模块16连接，第二电池电量指示模块17串连外部电池与第二供电控制模块 16连接，第二控制器11的spi端与第一无线通信器12连接，第二控制器11的gpio1端与第一锁扣状态传感器15连接，第二控制器11的i2c端与第二移动检测模块14连接，第二控制器11的数据读取接口与第二测距模块13连接。
[0078]
需要说明的是，第二供电控制模块16的作用是定时导通外部电池与第二控制器11的电源输入端，例如定时间隔为1分钟，这样主要作用是使挂钩监测组件10能够实现低功耗运行，在挂钩60 没有被挂接时，只有短时约几秒的正常运行，然后就进入低功耗运行。等待第二供电控制模块16下一个唤醒周期。当挂钩监测组件10监测到挂钩60被挂接时，就进行监测模式，进行连续运行，直到挂钩监测组件10监测到挂钩60不再挂接为止。
[0079]
本实用新型的安全扣监测组件20还设置有第三供电控制模块25和第三电池电量指示模块26。
[0080]
第二控制器11的电源输入端与第三供电控制模块25连接，第三电池电量指示模块26串连外部电池与第三供电控制模块25 连接，第三控制器21的spi端与第二无线通信器22连接，第三控制器21的gpio1端与第二锁扣状态传感器24连接，第三控制器21的i2c端与第三移动检测模块23连接。
[0081]
需要说明的是，第三供电控制模块25的作用是定时导通外部电池与第三控制器21的电源输入端，例如定时间隔为1分钟，这样主要作用是使安全扣监测组件20能够实现低功耗运行，在安全扣没有被扣接时，只有短时约几秒的正常运行，然后就进入低功耗运行。等待第三供电控制模块25下一个唤醒周期。当安全扣监测组件20监测到安全扣被扣接时，就进行监测模式，进行连续运行，直到安全扣监测组件20检测至安全扣不再扣接为止。
[0082]
与实施例1相比，本实施例的具有检测功能的安全带还具有通电定时控制，实现节能目的。同时本实用新型的安全带还能根据检测到的安全带使用状态进行声音提示。
[0083]
实施例3。
[0084]
一种具有检测功能的安全带，其他特征与实施例2相同，还具有如下特征：第一供电控制模块37、第二供电控制模块16和第三供电控制模块25的型号为tpl5110，第一电池电量指示模块311、第一充电管理模块312的型号均为ip5332芯片。
[0085]
第一无线通信器12、第二无线通信器22、第三无线通信器 34的型号为si24r1。
[0086]
gnss通信器35的型号为atgm336h。
[0087]
远传通信器36的型号为esp-01wifi。
[0088]
第一移动检测模块33、第二移动检测模块14和第三移动检测模块23的型号为mou9255陀螺仪传感器。
[0089]
第一控制器31、第二控制器11和第三控制器21的型号为 stm32t103。
[0090]
第一测距模块32、第二测距模块13的型号为jzm01。
[0091]
第一锁扣状态传感器15和第二锁扣状态传感器24为微动开关。
[0092]
第二电池电量指示模块17和第三电池电量指示模块26的型号为hx7oa。
[0093]
本实施例的安全带的模块及器件的型号均属于常见的型号，也均能够通过市售途径得到，所以该安全带的生产成本较低。
[0094]
实施例4。
[0095]
一种具有检测功能的安全带，其他特征与实施例1相同，本实施例提供一个具体的安全扣，具体设置有安全扣锁合检测装置、母扣300和子扣400，安全扣锁合检测装置可拆卸夹持于母扣300 的两对边，子扣400可拆卸装配于母扣300。
[0096]
安全扣锁合检测装置具体设置有用于可拆卸装配于的装配部 100和用于感应安全扣锁合动作的感应部200，感应部200活动装配于装配部100。
[0097]
感应部200设置有装配盒210和用于在锁合动作时进行识别的触动开关220，触动开关220贯穿于装配盒210的一底面，且触动开关220凸出于装配盒210，装配盒210可旋转装配于装配部 100的一末端。本实用新型的触动开关220可以微动开关。
[0098]
本实用新型的触动开关220在安全扣进行锁合动作时，对触动开关220产生挤压，从而触发触动开关220，而装配盒210用于放置与触动开关220配套的电路。
[0099]
装配部100设置有用于对安全扣两对边进行夹持的夹体110，夹体110与装配盒210活动装配。夹体110设置有第一夹臂111、第二夹臂112和弹性体113，弹性体113的两端面分别与第一夹臂 111和第二夹臂112连接，且第一夹臂111与第二夹臂112相对而设且相互装套，装配盒210可旋转装配于第一夹臂111的一末端。第一夹臂111、第二夹臂112和感应部200之间设置有用于容纳安全扣的容纳腔130，触动开关220朝向容纳腔130。
[0100]
本实用新型的工作原理如下：当子扣400通过母扣300时，与母扣300垂直，此时子扣400对触动开关220造成挤压，从而触发触动开关220，实现安全扣的扣合状态检测，如图10；当子扣400整体进入容纳腔130后，子扣400与母扣300叠合，而子扣400不与触动开关220接触，如图11。
[0101]
与实施例1相比，本实施例的安全扣通过结构的简单，实现了安全扣的扣接状态检测。
[0102]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。