高空安全系统及其使用方法与流程

本发明涉及一种高空安全系统及其使用方法，且优选地涉及一种这样的高空安全系统，其用于通常在离地面的预定最低高度处或其以上进行的应用中，在这些应用中，存在由于高度而对使用者构成的潜在的坠落或伤害风险。

背景技术：

1、虽然下面的描述几乎只提到了用于攀登墙的高空安全系统，但这仅仅是为了说明的目的，且本领域技术人员会明白，本发明可用于各种不同的高空应用，例如绳索进入应用、树艺家应用、海上平台工作应用、建筑工作应用、桅索具应用、桥梁工作应用、能源行业应用(如风力涡轮机进入、电力线进入)、工业应用、探险公园应用和/或类似应用。

2、攀岩是一种流行的休闲活动且室内人工攀岩墙已成普遍现象。它们允许公众人员在一个相对安全和可控的环境中尝试或练习攀登。出于安全原因，攀登墙上通常使用自动系绳装置，以防止攀登者不小心从墙上掉下时受伤。自动系绳装置可以包括位于攀登墙顶部处的弹簧加载的卷轴，绳索与该卷轴关联。使用者在使用攀登墙时，夹到绳索的下部区域，并且当攀登者上升时，该系绳弥补绳索的松弛，且当攀登者下降时，使用制动系统。这个系统的一个潜在问题是，使用者可能会忘记紧固到自动系绳装置上，从而使使用者如果坠落则面临受伤或死亡的风险。

3、为了缓解上述问题，已知提供一种自动系绳警告系统，如在us8408360中描述的系统。该系统提供了定位在攀登绳的下端处的第一传感器，用于感测绳索是否被固定在攀登墙上并提供第一信号。第二传感器设置在攀登墙上离地面的选定高度处，用于感测攀登者何时达到该选定高度并提供第二信号。该系统还包括警告警报器，并提供处理器，用于接收第一和第二信号，以确定攀登者是否在攀登绳的下端仍然固定在墙上的情况下到达了该选定高度，并且，如果是，则致动警报器，以通知使用者他们没有正确地附接到自动系绳系统。这个系统的一个问题是，使用者可以在攀登墙的底部解开绳索，以提供积极的信号，但仍然忘记将绳索夹到他们的攀登保护带上。这将导致在攀登者到达第二传感器时，警报器也不会被启动。此外，该系统需要将两个或更多的传感器固定地定位在攀登墙上的两个间隔开的位置处，由此使其成为了相对复杂的、侵入性的且昂贵的系统。此外，us8408360中公开的系统局限于攀登墙自动系绳系统，且没有教导如何将该系统用于其它应用。

技术实现思路

1、因此，本发明的一个目的是提供一种高空安全系统和/或其使用方法，其克服了上述问题。

2、本发明的另一个目的是提供一种高空安全系统和/或其使用方法，其在高空应用的更广范围中提供更大的使用灵活性。

3、本发明的另一个目的是提供一种高空安全系统和/或其使用方法，其允许对一个或多个变量和/或参数进行数据收集。

4、根据本发明的第一方面，提供了一种高空安全系统，所述系统包括用于定位在使用中要被监测的至少一个要求的位置处或在至少一个预定区域中的检测设备；设置在使用中要被监测的物品上或与之关联的识别装置；以及其中所述检测设备包括：配置用于检测使用中人的存在的第一检测装置，配置用于使用中检测识别装置的至少第二检测装置，以及用于在使用中处理从第一和/或至少第二检测装置接收的一个或多个信号和/或数据的处理装置。

5、因此，本发明以其最简单的形式提供了检测设备，其包括至少两个检测装置，能够在使用中检测在检测设备的位置处或其预定区域内的人和物品两者。这提供了一种简单且具有成本效益的系统，其需要最小的“现场”或侵入性装置，其克服了现有技术的问题，并确保在检测设备的同一或类似位置处或在检测设备的预定区域内检测物品和人两者。

6、优选地，根据处理的一个或多个信号和/或数据的结果和/或值，和/或根据由第一和/或至少第二检测装置检测到的信号和/或数据，由该系统和/或处理装置产生预定响应。

7、在一个实施例中，检测设备是、包括或含有单一的和/或整体的单元或壳体。

8、在一个实施例中，第一和至少第二检测装置形成单一系统的一部分，但被设置在独立的和/或单独的壳体或单元中。优选地，独立的和/或单独的壳体或单元被设置在彼此的预定距离内。

9、优选地，该高空安全系统用于通常在地面以上的最小预定高度进行的应用和/或活动中，并且通常在那里由于地面以上的高度而对使用者构成潜在的坠落或伤害风险。

10、优选地，该高空安全系统可用于涉及人和/或物品在水平方向、垂直方向和/或其间的一个或多个方向中移动的应用中。

11、在一个实施例中，附接装置被设置在检测设备上和/或与检测设备关联，用于在使用中把检测单元附接或可拆卸地附接到所需位置和/或所需地点。因此，在一个实施例中，检测设备通常被固定在所需位置，并被留作执行一个或多个检测功能。

12、优选地，附接装置包括一个或多个附接构件、螺钉、螺母和螺栓、夹具、系带、相互接合构件、托架、磁体、磁性构件、摩擦配合装置、粘合剂、焊接和/或类似物中的任一种或任意组合。

13、在一个实施例中，检测设备与建筑部件(例如梯子)、建筑物、建筑面板、建筑基块(building block)、结构框架和/或类似物一体地形成。

14、优选地，检测设备使用中位于地面或地板表面以上的高度处(即至少一个所需位置和/或在至少一个预定区域中)，如果使用者在该高度跌落到地面或地板表面，可能会对其造成伤害或有伤害风险。为检测设备的位置所选择的高度优选取决于一个或多个因素，例如：系统的使用者的年龄或身高、使用者可能跌落到其上的地面或地板表面的类型(即，是否其为硬的表面、软的表面、防撞垫、专门的弹簧地板和/或类似物)、系统的使用者的健康和/或活动能力(mobility)和/或类似因素。例如，当系统由儿童使用时，检测单元可位于约1.5米的高度处，或当系统由成人使用时，检测单元可位于约3米的高度处。

15、优选地，检测设备包括壳体，第一和至少第二检测装置位于其中或与之关联使用。

16、优选地，检测设备或单元被制造成和/或配置成能够承受各种环境和/或天气条件，例如：能够耐受极度的热、冷、水、灰尘、风、振动和/或类似条件。例如，检测单元可由金属和/或塑料壳体制成，和/或包括一个或多个密封装置或构件，以将设备、壳体或单元的内部与外部环境条件密封或基本密封。

17、在一个实施例中，该系统包括多个检测设备或单元。优选地，每个检测设备在使用中位于多个可能的和/或不同的位置之一。

18、优选地，多个不同的位置彼此相邻，或彼此分开间隔距离。

19、在一个实施例中，电力供应装置被设置在检测设备上和/或与检测装置相关联，用于在使用中为其提供电力供应。例如，电力供应装置可以包括供电装置、电网电力供应装置(mains power supply means)、一个或多个电池、可充电电池、太阳能装置、风力装置和/或类似物。

20、在一个实施例中，识别装置被设置在其上和/或与之关联的物品是便携式物品，并且使用中相对于检测设备是可移动的，且优选地使用中相对于固定的检测设备是可移动的。

21、优选地，该物品是在使用中需要监测和/或检测的任何物品或物体，通常但不一定完全是为了安全目的，例如为安全设备、高空安全设备、攀登设备的物品，和/或，是在使用中由人穿戴的物品。

22、在一个实施例中，该物品可以包括头盔、攀登保护带、卡环、手电筒、工具、眼镜、安全护目镜、攀岩配件、衣服或鞋类的物品和/或类似物品中的任一种或任意组合。

23、优选地，检测设备能够检测和/或监测人是否存在，物品是否存在，物品是否被使用者或人穿戴，物品是否被使用者或人正确地穿戴和/或使用和/或类似情况。

24、优选地，识别装置是允许在使用中由检测设备的第二检测装置识别自身和/或它设置在其上或与之关联的物品的任何装置或设备。

25、优选地，识别装置包括唯一的识别装置、元件或数据部分或设备，以使每个识别装置和/或识别装置设置在其上或与之关联的物品被唯一地识别。因此，在一个实施例中，在系统包括多个识别装置的情况下，检测设备能够分别地和/或独立地检测、识别和区分多个识别装置中的每一个。这允许在使用中收集关于每个单独的识别装置和/或识别装置被设置在其上或与之关联的每个单独物品的具体数据。

26、在一个实施例中，识别装置是无源的(passive)，因为它在使用中不供电和/或不主动从其传输数据和/或一个或多个信号。在该实施例中，识别装置具有与之关联的数据，在使用中可由至少第二检测装置感测、读取和/或检测。

27、在一个实施例中，识别装置是有源的(active)，因为它在使用中被供电和/或主动从其传输数据和/或一个或多个信号。在该实施例中，识别装置主动传输与之相关的数据，用于在使用中由第二检测装置感测、读取和/或检测。

28、在一个实施例中，识别装置可以是信标、射频识别(rfid)标签、条形码、电子芯片、快速响应(qr)码和/或类似物中的任一种或任意组合。

29、优选地，该系统包括多个识别装置，进一步优选地包括多个唯一可识别的识别装置。

30、在一个实施例中，多个识别装置可以与一个特定使用者关联。例如，一些不同的安全物品可以设置有独特的识别装置，并且可以要求使用者拥有所述数量的不同的安全物品，以满足一定的安全要求。

31、在一个实施例中，可以提供多个识别装置，并且每个识别装置可以与不同的使用者关联。通过这种方式，检测装置可以将一个特定的使用者与另一使用者区分开。

32、优选地，检测设备和/或识别装置的处理装置可被编程，以将某些数据与特定的识别装置关联。这些数据可允许一个识别装置与系统中的一个特定的人或使用者、物品、变量、参数和/或类似物关联。

33、在一个实施例中，第一和至少第二检测装置在形式上是相同或相似的。

34、在一个实施例中，第一和至少第二检测装置在形式上是不同的。

35、在一个实施例中，第一和至少第二检测装置被配置用于在时间上同时地或基本同时地检测人和识别装置。

36、在一个实施例中，第一和至少第二检测装置被配置用于在不同时间或相隔预定时间距离来检测人和识别装置。

37、优选地，第一和/或第二检测装置被配置用于在人和/或识别装置在使用中移动到所述检测装置的预定距离或范围、在所述预定距离或范围之内或者位于所述预定距离或范围时分别感测或检测所述人和/或识别装置。因此，当识别装置和/或人在检测装置的预定距离或范围内移动时，检测装置会检测到识别装置和/或人的存在。

38、优选地，在检测装置能够进行检测的情况下的该预定距离或范围使得错误检测不能够或不可能发生。例如，该范围可以是2米或更少，1米或更少和/或类似范围。

39、在一个实施例中，需要注意，该系统可以被设置为使得检测装置可以明确地检测到一些东西，并因此产生信号来识别这种检测，或者该系统可以被设置为使得没有检测可以导致产生信号。

40、在一个实施例中，第二检测装置是允许在使用中检测、感测、读取和/或监测识别装置的任何检测设备、感测装置或阅读器。

41、在一个实施例中，至少第二检测装置是信标传感器、rfid阅读器、条形码阅读器、qr码阅读器、电子芯片阅读器和/或类似物中的任一种或者任意组合。

42、在一个实施例中，第一检测装置是允许在使用中检测、感测和/或监测人或使用者的任何检测设备或感测装置。

43、在一个实施例中，第一检测装置是至少温度感测装置、热传感器、热成像相机、运动传感器、与人或使用者关联的识别装置、热红外传感器、grid-eye pir传感器和/或类似物中的任一种或者任意组合。

44、在一个实施例中，第一检测装置可以至少部分地根据以下情况中的任一种或者任意组合来检测和/或验证人或使用者的存在：预定范围内的物体的尺寸和/或形状；预定范围内物体的温度或热图像；具有预定图像参数的物体的图像；或在预定参数内的物体的运动。

45、优选地，第一检测装置和/或处理装置被配置为忽略落在一个或者多个预定范围之外的参数、运动、尺寸和/或形状、某些温度或热图像，以防止系统的意外响应。

46、在一个实施例中，设置两个或更多的第一检测装置和/或两个或更多的第二检测装置，以允许检测装置覆盖预定区域。

47、在一个实施例中，第一和/或第二检测装置被配置为覆盖从检测设备开始的大约180度的检测区域的角度。例如，第一检测装置可以覆盖60度的检测区域，并且第一检测装置的数量和排列可以调整以提供所需的检测区域。

48、优选地，软件、一种或多种算法和/或计算机程序与第一和/或第二检测装置和/或处理装置关联，并被配置用于检测人的存在、id数据和/或类似物。

49、优选地，处理装置是微处理装置，其被配置用于处理在使用中从第一和/或至少第二检测装置接收和/或传输的一个或多个信号和/或数据。

50、在一个实施例中，处理装置是可编程的，以允许与第一和/或第二检测装置和/或识别装置有关的数据在最初使用之前或在检测设备使用期间由检测设备存储和/或处理。

51、优选地，该系统或检测设备包括存储装置，例如，数据存储装置、ram和/或类似物，以允许数据被存储在检测设备中。

52、在一个实施例中，处理装置对使用中从第一和/或至少第二检测装置接收的一个或多个信号和/或数据进行处理，并根据所接收的经过处理的信号和/或数据提供响应，并且优选地提供预定响应。

53、优选地，检测设备实时收集数据和/或通信数据。

54、优选地，计时装置和/或时钟与检测设备一起提供或相关联，以允许检测时间，定义要求检测发生的时间段或超过该时间段，定义要求传输数据或记录数据发生的时间段或(超过)该时间段和/或类似情况。

55、优选地，响应或预定响应可以由于第一和/或第二检测装置识别到绝对值(即，例如检测到“是”或“否”信号)而发生，和/或一旦第一和/或第二检测装置已经识别到了预定阈值时发生。

56、优选地，该响应、多个响应中的至少一个，或多个预定响应中的至少一个，可以由于使用中绝对值或预定阈值被第一和/或第二检测装置识别到而发生。

57、优选地，该响应或多个响应可以包括记录响应(recorded response)、录音响应(recording response)、下载响应、警告响应、警报响应、数据收集响应和/或类似响应中的任一种或者任意组合。

58、优选地，与识别装置相关的数据和/或由第一和/或第二检测装置检测的数据可以包括单个变量、多个预定的变量、多个使用者选择的变量和/或类似数据。

59、优选地，一个或多个变量被预先编程到检测设备的处理装置中，和/或由使用者编程到检测设备的处理装置中，以在使用中在由系统监测、感测和/或检测的变量中提供适应性。

60、在一个实施例中，由第一和至少第二检测装置检测、感测和/或监测的一个或多个变量被预先编程到检测设备的处理装置中，和/或由使用者编程到检测设备的处理装置中。

61、在一个实施例中，警告装置在使用中被设置在该系统、检测设备、通信装置和/或识别装置上和/或与之关联。警告装置可用于在使用中警告和/或通知使用者或第三方与该系统有关的特定状态、响应、条件和/或类似情况。

62、优选地，警告装置可以包括视觉警告、听觉警告和/或动觉警告。

63、例如，视觉警告可以包括照明装置、一个或多个灯、leds、书面警告标志、图像、符号、字母、数字和/或在系统已识别出特定状态时被点亮或显示的类似物。例如，如果检测到危险或不安全的情况，则一个或多个红灯可以被点亮。如果检测到安全状况，则一个或多个绿灯可以被点亮。

64、例如，听觉警告可以包括一个或多个警报器、警告声、语音信息、扬声器、麦克风、发声装置和/或类似物。

65、例如，动觉警告可以包括振动装置，其振动来警告使用者特定情况。

66、在一个实施例中，根据被系统检测到的特定状态的严重程度，提供不同级别或层级的警告装置或由警告装置产生的响应。因此，在一个实施例中，在系统中提供了响应的等级，并且处理装置根据由第一和/或至少第二检测装置检测到的数据和/或信号选择多个可能的响应之一。

67、例如，如果该系统已检测到一个非常危险的情况，则警告装置可以产生第一等级警告。这样的示例可能是这样的情况：在第一检测装置已检测到使用者在某一特定高度处，但与安全设备的物品关联的识别装置(如攀登保护带)根本没有被检测到。如果检测到不安全的情况，但可能不会对系统的使用者造成直接的危险，那么警告装置可以提供第二警告等级。这样的示例可能是这样的情况：第一检测装置已检测到使用者处于特定高度出，第二检测装置已检测到与保护带关联的识别装置，但至少第二检测装置没有检测到与安全护目镜关联的识别装置。如果检测到的情况不一定是不安全的，但可能需要由工作人员进行检查，则警告装置可以提供第三警告等级。这样的示例可能是这样的情况：与自动捆绑夹(auto-belay clip)关联的识别装置已被第二检测装置检测到在特定的高度处，但人没有被第一检测装置检测到。该系统的使用者可以检测正在生成的是哪一等级或层级的警告，并因此对其作出响应。

68、在一个实施例中，该系统包括通信装置，用于在使用中允许数据和/或一个或多个信号被通信到检测设备、第一和/或至少检测装置、处理装置和/或类似装置和/或从其通信。

69、在一个实施例中，通信装置包括至少一个通信设备，该通信设备在使用中与检测设备分开并远离检测设备。该通信设备允许使用者或与检测设备远离的第三方在使用中监测检测设备。

70、优选地，该系统包括多个通信设备，每个通信设备能够在使用中与一个或多个检测设备通信。例如，可以为攀登墙的多个工作人员提供通信设备，以允许监测与多条攀登墙路线关联的检测设备。

71、在一个实施例中，通信设备是便携式设备和/或它可以是固定设备。

72、在一个实施例中，电力供应装置被设置在通信设备上或与之关联，用于在使用中向设备提供电力。

73、优选地，通信设备的电力供应装置可以包括电网电力供应、发电机电力供应、一个或多个电池、可充电电池、太阳能供电装置、风力供电装置和/或类似装置中的任一种或任意组合。

74、优选地，至少一个通信设备可以是寻呼机设备、移动电话、计算机、笔记本电脑、平板设备和/或类似物的形式。

75、在一个实施例中，触摸屏显示器和/或一个或多个用户输入装置可以设置在通信装置或设备上或与之关联，以允许一种或多种用户输入。例如，使用者可能希望一旦情况处理完毕就取消警报，使用者可能希望在检测设备和通信设备之间启动数据传输，和/或类似情况。

76、在一个实施例中，通信装置或设备可作为主单元，与检测设备关联的通信装置可作为从单元。主单元可用于在使用中控制从单元的一个或多个参数、数据、信号、操作和/或类似物。另外，或此外，一个通信装置或设备或一个检测设备可以作为主单元，且一个或多个其它通信设备或检测设备可以作为从单元。

77、优选地，通信装置或设备包括发射器和/或接收器，用于在使用中与检测设备发射和/或接收一个或多个信号和/或数据。

78、优选地，至少一个通信装置或设备可以包括用于在其上显示数据的显示屏、用于在其上存储数据的存储装置、用于允许使用者向该设备输入数据的用户输入装置和/或类似物中的任一种或者任意组合。

79、优选地，检测设备包括发射器和/或接收装置，用于在使用中发射和/或接收一个或多个信号和/或数据。检测设备可以在使用中与至少一个通信设备和/或与识别装置发射和/或接收数据。

80、优选地，至少一个通信装置或设备和至少一个检测设备通过有线或无线方式通信，例如通过蓝牙、wifi、射频(rf)、红外线(ir)和/或类似方式。

81、根据本发明的第二方面，提供了一种使用高空安全系统的方法，所述系统包括：用于在使用中被监控的至少一个要求的位置处或在至少一个预定的区域内定位的检测设备；设置在使用中被监控的物品上或与之关联的识别装置；以及其中所述方法包括以下步骤：通过第一检测装置使用该系统检测人的存在；使用至少第二检测装置检测识别装置；使用处理装置处理从第一和/或至少第二检测装置接收的一个或多个信号和/或数据。

82、在一个实施例中，高空安全系统是自动系绳安全系统(an automatic belaysafety system)或攀登系绳安全系统(a climbing tether safety system)。

83、在一个实施例中，检测设备包括数据连接装置或端口，以允许数据收集装置与之连接并在使用中从检测设备下载数据。例如，该数据连接装置或端口可以包括usb连接端口或连接线。

84、根据本发明的另一方面，提供了一种高空安全系统，所述系统包括：至少一个检测设备，其用于位于在使用中要被监测的至少一个所需的位置处或在至少一个区域内；设置在使用中要被监测的物品上或与之关联的识别装置；以及用于允许使用中在通信设备和至少一个检测设备之间进行通信的通信装置；其中，所述检测设备包括：配置用于在使用中检测人的存在的第一检测装置，配置用于在使用中检测识别装置的至少第二检测装置，以及用于在使用中处理从第一和/或至少第二检测装置接收的一个或多个信号和/或数据的处理装置。

85、根据本发明的另一方面，提供了一种包括用于高空安全系统的识别装置的物品。