CN113476759A - 一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置及其控制方法，高空坠落安全保护装置包括：穿戴部件、气囊、充气装置、电磁吸附装置和控制装置。气囊连接在所述穿戴部件上，所述气囊具有收缩状态和膨胀状态。所述充气装置和所述气囊相连接。所述电磁吸附装置设置在所述气囊上，所述电磁吸附装置连接有供电线路。所述控制装置分别和所述充气装置和供电线路线电连接，以控制所述供电线路的通断和控制触发所述充气装置。本申请的电磁力的高空坠落安全保护装置能在人体失衡坠落时，气囊快速充气弹出，电磁吸附装置启动，使得包裹气囊的人体形成一个大的磁吸结构，可吸附在附近的金属构件上，从而达到保护人体，避免高空坠落的效果。

Description

一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及建筑工程施工技术领域，尤其涉及一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置及其控制方法。

背景技术

根据对近年来所发生在建筑业的“三大伤害”（高空坠落、坍塌、物体打击）事故的统计，高空坠落事故的发生率最高、危险性极大。高空坠落一般是施工人员在高处施工过程中，由于各种意外导致施工人员失足坠地。

在实际工程中，涉及高空作业的场所包含：楼层周边、屋顶面周边、阳台周边、转料平台周边、楼道周边、顶棚及屋面造型周边等建筑作业面周边，这些场所在施工过程中，均架设有脚手架或爬架。在极端案例中，在清洁高楼外饰面过程中，玻璃幕墙同样是由玻璃结合金属构件组成，这些场合的共通点便是有大量金属构件，现有的安全保护装置并没有利用这些特点，只是通过设置气囊实现对人体的保护，然而在高空坠落时，气囊对人体的保护有限，并不能起到很好的保护效果。

发明内容

本申请提供一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置，能在人体失衡坠落时，气囊快速充气弹出，电磁吸附装置启动，使得包裹气囊的人体形成一个大的磁吸结构，可吸附在附近的金属构件上，从而达到保护人体，避免高空坠落的效果。

为了实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：

本申请第一目的在于提供一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置，包括：

穿戴部件；

气囊，所述气囊连接在所述穿戴部件上，所述气囊具有收缩状态和膨胀状态；

充气装置，所述充气装置和所述气囊相连接；

电磁吸附装置，所述电磁吸附装置设置在所述气囊上，所述电磁吸附装置连接有供电线路；

控制装置，所述控制装置分别和所述充气装置和供电线路线电连接，以控制所述供电线路的通断和控制触发所述充气装置。

可选的，所述气囊包括内囊层和外部绝缘层，所述内囊层和所述外部绝缘层之间形成夹套，所述电磁吸附装置设置在所述夹套内。

可选的，所述电磁吸附装置包括多个电磁部件，各所述电磁部件覆盖在所述内囊层的外表面上。

可选的，所述电磁部件为金属环，各金属环沿内囊层的外表面分布设置，且相邻的多个金属环相套接。

可选的，所述穿戴部件上设置多个气囊，每一所述气囊上分别设置有相应的电磁吸附装置，所述控制装置分别和各所述电磁吸附装置的供电线路电连接。

可选的，利用电磁力的高空坠落安全保护装置包括多个气囊，所述穿戴部件包括腰带，各所述气囊沿所述腰带的长度方向依次设置。

可选的，所述腰带包括多个硬质壳体，相邻两个硬质壳体之间通过连接带连接，所述硬质壳体具有空腔和连通所述空腔的口部，所述气囊安装在所述空腔内，且能伸出所述口部。

可选的，安全保护装置还包括失衡感应仪，所述失衡感应仪和所述控制装置电连接。

本申请第二目的在于提供上述安全保护装置的控制方法，包括：控制装置判断人体是否坠落，并在判断为是时，控制触发所述充气装置并导通所述供电线路。

优选的，控制装置连接有失衡感应仪，所述控制方法包括：

步骤S1、控制装置判断是否接收到失衡感应仪的失衡信号，若判断结果为是，则进入步骤S3，否则进入步骤S2；

步骤S2、进入步骤S1；

步骤S3、控制装置控制触发所述充气装置并导通所述供电线路。

与现有技术相比，本申请的有益效果：

本申请的电磁力的高空坠落安全保护装置能在人体失衡坠落时，气囊快速充气弹出，电磁吸附装置启动，使得包裹气囊的人体形成一个大的磁吸结构，可吸附在附近的金属构件上，从而达到保护人体，避免高空坠落的效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是本申请提供的安全保护装置的穿戴部件的示意图；

图2是本申请提供的安全保护装置的气囊处于膨胀状态的示意图；

图3是本申请提供的安全保护装置的腰带的示意图；

图4是本申请提供的安全保护装置的腰带部分的内部结构示意图；

图5是本申请提供的安全保护装置穿戴在人体上且处于膨胀状态的示意图；

图6是本申请提供的安全保护装置上的电磁部件的局部示意图；

图7是本申请提供的安全保护装置上的电磁部件的另一局部示意图；

图8是模拟工人坠落时，安全保护装置吸附在建筑物的金属构件上的示意图。

图中，1、穿戴部件；11、肩带；12、腿带；13、中心带；14、腰带；141、硬质壳体；142、连接带；2、气囊；21、气囊的充气口；22、气囊固定装置；3、充气装置；31、气体发生器；32、点火装置；4、电磁吸附装置；41、金属环；5、控制装置；6、电池箱。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

参见图1至图8所示，本申请实施例提供一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置，包括：穿戴部件1、气囊2、充气装置3、电磁吸附装置4和控制装置5。穿戴部件1穿戴在人体上，气囊2连接在所述穿戴部件1上，所述气囊2具有收缩状态和膨胀状态。所述充气装置3和所述气囊2相连接。所述电磁吸附装置4设置在所述气囊2上，所述电磁吸附装置4连接有供电线路。所述控制装置5分别和所述充气装置3和供电线路线电连接，以控制所述供电线路的通断和控制触发所述充气装置3。

本申请的电磁力的高空坠落安全保护装置能在人体失衡坠落时，控制装置控制充气装置3快速释放气体，使得气囊2快速充气弹出，同时电磁吸附装置4启动，使得包裹气囊2的人体形成一个大的磁吸结构，可吸附在附近的金属构件上，从而达到保护人体，避免高空坠落的效果。

所述气囊2包括内囊层和外部绝缘层，所述内囊层和所述外部绝缘层之间形成夹套，所述电磁吸附装置4设置在所述夹套内。外部绝缘层起到保护电磁吸附装置4，且保护人体不被电流伤害的作用。

在一种可能的实施方案中，所述电磁吸附装置4包括多个电磁部件，各所述电磁部件覆盖在所述内囊层的外表面上。在控制装置5导通所述供电电路时，电磁吸附装置4的各电磁部件通电，产生磁吸力。本申请通过在内囊层的外表面覆盖设置电磁部件能够最大程度地增加电磁部件的数量，以提高磁吸力。

其中，电磁部件可以为线圈，在气囊2充气状态下，各线圈分别绕气囊2设置，形成大的电磁线圈。示例性地，各线圈沿其长度方向上，局部和气囊2连接固定，以便于在气囊2膨胀时，线圈能快速复位到设定的位置，防止各线圈交织冗余。

在一种可能的实施方案中，参见图6和图7所示，所述电磁部件为金属环41，各金属环41沿内囊层的外表面分布设置，且相邻的多个金属环41相套接。这种金属环41套接的方案，在气囊2回缩时，各金属环41能够适应性的整体回缩变小，在气囊2膨胀时，各金属环41能随气囊2展开，整体变大。其中，金属环材质可为钢材或铁材，通电后形成导磁体，对金属物具备强磁性。

进一步的，各金属环41的套接方式可以根据气囊2膨胀形状进行适应性设置。示例性地，在气囊2膨胀状态中，在相对平面位置，每个金属环与相邻四个金属环衔接，且可在金属环范围内滑动，保证了其外型可塑的同时，确保了其在气囊2内夹层完好。在气囊2表面弧度变化处，一个金属环可与相邻三个金属环衔接，（具体衔接的金属环数可根据整体弧度变化而变化），使各金属环形状变化更贴合气囊2的形状。

所述穿戴部件1上设置多个气囊2，每一所述气囊2上分别设置有相应的电磁吸附装置4，所述控制装置5分别和各所述电磁吸附装置4的供电线路电连接。如此，各气囊2上的电磁吸附装置4相互并联，即使某一气囊2上的电磁吸附装置4出现故障时，其他气囊2上的电磁吸附装置4还能处于正常运行状态，从而提高了安全性。

本申请的利用电磁力的高空坠落安全保护装置包括多个气囊2，所述穿戴部件1包括腰带14，各所述气囊2沿所述腰带14的长度方向依次设置。如此，在气囊2膨胀后，各气囊2绕人体腰布一周，全面保护人体。

所述腰带14包括多个硬质壳体141，相邻两个硬质壳体141之间通过连接带142连接，所述硬质壳体141具有空腔和连通所述空腔的口部，所述气囊2安装在所述空腔内，且能伸出所述口部。气囊通过气囊固定装置连接在所述空腔内，气囊2在收缩状态下，则容纳在空腔内，不影响工人穿戴舒适性，气囊2膨胀时，则伸出所述口部，各气囊2包覆人体一周。

安全保护装置还包括失衡感应仪，所述失衡感应仪和所述控制装置5电连接。失衡感应仪用于感应失衡信号，在检测到人体失衡时，失衡感应仪向控制装置5发送失衡信号，控制装置5接收到该信号后，控制导通供电线路和触发充气装置3。

参见图1所示，穿戴部件1具有肩带11、腿带12、中心带13和腰带14，所述中心带13连接所述肩带11和腿带12，所述腰带14设置在所述肩带11和腿带12之间，且所述腰带14和所述中心带13相连接。肩带11穿戴在人体肩部，腿带12穿戴在人体腿部，中心带13位于人体腹部和背部，穿戴部件1和人体连接稳定性好，不易脱落。

安全保护装置还包括电池箱6，所述电池箱6和所述控制装置5电连接，所述电池箱6和所述控制装置5均设置在所述中心带13上。电池箱6能够为充气装置3和电磁吸附装置4提供电能。

在一种可能的实施方案中，所述充气装置3包括高压气罐和连接所述高压气罐的触发器，所述气罐和所述气囊2相连通，所述控制装置5和所述触发器电连接。所述控制装置5能控制所述触发器刺破所述高压气罐的出气端，使得高压气罐向气囊2充气。

其中，对应每一气囊2均设置有相应的高压气罐和触发器，通过设置多个充气装置3提高了安全性，即使某一充气装置3故障，其他充气装置3还能正常运行。

在另一种可能的实施方案中，所述充气装置3设置在硬质壳体141内部，包括连通气囊的充气口21的空腔，所述空腔内设置有气体发生器31和用于加热所述气体发生器31的点火装置32，所述气体发生器31内容纳有叠氮化钠和硝酸钾。控制装置5控制点火装置32点火后，可触发气体发生器31内的叠氮化钠和硝酸钾剧烈反应，而产生氮气，氮气形成的热流会让气囊2迅速膨胀并弹出，形成一个柔软且抗压的气囊2。

实施例二

参见图2、图5和图8所示，本申请实施例二同时提供上述实施例一中的安全保护装置的控制方法，包括：控制装置5判断人体是否坠落，并在判断为是时，控制触发所述充气装置3并导通所述供电线路。

其中，控制装置5连接有失衡感应仪，所述控制方法包括：

步骤S1、控制装置5判断是否接收到失衡感应仪的失衡信号，若判断结果为是，则进入步骤S3，否则进入步骤S2；

步骤S2、进入步骤S1；

步骤S3、控制装置5控制触发所述充气装置3并导通所述供电线路。

工人采用该安全保护装置具体操作步骤如下：

第一步：工人佩戴该安全保护装置正常作业，发生意外坠落时，失衡感应仪感应人体坠落，向控制装置发出信号；

第二步：控制装置控制充气装置启动，以迅速弹出气囊2，电池箱同时迅速释放强电流，使气囊2上的电磁吸附装置4通电，使气囊2瞬间变成大型电磁铁，同时设置在安全保护装置上的求救***对综合办公室发出求救信号，并大音量播放求救语音，对安全员进行求救；

第三步：膨胀的气囊2对周围大型金属构件具有强吸引力，瞬间吸附在最近金属构件上，牢牢保护住人体，避免坠落。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，包括：

穿戴部件；

气囊，所述气囊连接在所述穿戴部件上，所述气囊具有收缩状态和膨胀状态；

充气装置，所述充气装置和所述气囊相连接；

电磁吸附装置，所述电磁吸附装置设置在所述气囊上，所述电磁吸附装置连接有供电线路；

控制装置，所述控制装置分别和所述充气装置和供电线路线电连接，以控制所述供电线路的通断和控制触发所述充气装置。

2.根据权利要求1所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，所述气囊包括内囊层和外部绝缘层，所述内囊层和所述外部绝缘层之间形成夹套，所述电磁吸附装置设置在所述夹套内。

3.根据权利要求2所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，所述电磁吸附装置包括多个电磁部件，各所述电磁部件覆盖在所述内囊层的外表面上。

4.根据权利要求3所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，所述电磁部件为金属环，各金属环沿内囊层的外表面分布设置，且相邻的多个金属环相套接。

5.根据权利要求4所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，所述穿戴部件上设置多个气囊，每一所述气囊上分别设置有相应的电磁吸附装置，所述控制装置分别和各所述电磁吸附装置的供电线路电连接。

6.根据权利要求1所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，包括多个气囊，所述穿戴部件包括腰带，各所述气囊沿所述腰带的长度方向依次设置。

7.根据权利要求6所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，所述腰带包括多个硬质壳体，相邻两个硬质壳体之间通过连接带连接，所述硬质壳体具有空腔和连通所述空腔的口部，所述气囊安装在所述空腔内，且能伸出所述口部。

8.根据权利要求1所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置，其特征在于，还包括失衡感应仪，所述失衡感应仪和所述控制装置电连接。

9.一种如权利要求1-8任一所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置的控制方法，其特征在于，包括：控制装置判断人体是否坠落，并在判断为是时，控制触发所述充气装置并导通所述供电线路。

10.根据权利要求9所述的利用电磁力的高空坠落安全保护装置的控制方法，其特征在于，控制装置连接有失衡感应仪，所述控制方法包括:

步骤S1、控制装置判断是否接收到失衡感应仪的失衡信号，若判断结果为是，则进入步骤S3，否则进入步骤S2；

步骤S2、进入步骤S1；

步骤S3、控制装置控制触发所述充气装置并导通所述供电线路。

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