一种智能安全带装置的制作方法

本实用新型属于人员安全防护技术领域，具体涉及一种智能安全带装置。

背景技术：

安全带是用来保护高空及高处作业人员人身安全的重要防护用品之一，正确使用安全带是防止现场高空工作人员高空跌落伤亡事故、保证人身安全的重要措施之一。但是传统的安全带使用过程中安全带过短不方便移位使用，若是过长多余部分容易缠绕绊脚，非常不便于使用，也非常不安全。因此现如今缺少一种结构简单、设计合理的智能安全带装置，不仅能检测环境参数，还能及时锁紧，提高施工安全系数，实用性强。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能安全带装置，其结构简单、设计合理，不仅能检测环境参数，还能及时锁紧，提高施工安全系数，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能安全带装置，其特征在于：包括安全带本体和防坠落装置，所述安全带本体包括背带和束腿带，以及设置在连接背带和束腿带的连接带，所述连接带之间设置有胸部保护板，所述胸部保护板内设置有第一电子线路板，所述第一电子线路板上集成有第一单片机和传感器组；

所述防坠落装置包括壳体、设置在所述壳体内的安装座、设置在所述安装座上且供伸缩带缠绕的安全带伸缩锁紧机构和设置在壳体上的锁钩，所述伸缩带与所述安全带本体固定连接；

所述安装座包括设置在壳体内的底板和两个对称设置在底板两端的竖直圆板，所述安全带伸缩锁紧机构包括卷收机构和锁紧部件，所述卷收机构包括两端伸出竖直圆板且供伸缩带缠绕的卷轴和两个对称设置竖直圆板外侧且一端与卷轴端部固定连接的卷簧，所述卷簧的另一端与竖直圆板固定连接；

所述锁紧部件包括对称套装在卷轴两端且位于竖直圆板内侧的棘轮、两个对称设置在两个竖直圆板远离底板圆周边的转动块和安装在两个转动块之间的止动杆，所述底板上设置有第二电子线路板，所述第二电子线路板上集成有第二单片机，所述第一单片机和第二单片机均为stc89c52单片机。

上述的一种智能安全带装置，其特征在于：所述竖直圆板上设置有供转动块转动安装的转轴和驱动转轴带动转动块转动的电机模块，所述电机模块包括与第二单片机输出端相接的电机驱动模块和与电机驱动模块输出端相接且与转轴传动连接的电机；

所述竖直圆板的外侧设置有供电机安装的电机座。

上述的一种智能安全带装置，其特征在于：所述电机驱动模块包括型号为uln2003a的芯片u20，所述电机为型号为42byg450-34的步进电机m1，所述芯片u20的第1引脚-第4引脚分别与第二单片机的p1.0-p1.3引脚相接，所述芯片u20的第16引脚与步进电机m1第一绕组的一端相接，所述芯片u20的第13引脚与步进电机m1第一绕组的另一端相接，所述芯片u20的第14引脚与步进电机m1第二绕组的一端相接，所述芯片u20的第15引脚与步进电机m1第二绕组的另一端相接，所述芯片u20的第9引脚与5v电源输出端相接，所述步进电机m1第一绕组的公共端和步进电机m1第二绕组的公共端均与12v电源输出端相接。

上述的一种智能安全带装置，其特征在于：所述第二单片机的输入端接有测速编码器，所述测速编码器与卷轴传动连接，所述测速编码器为hn38-06-n增量型旋转编码器，所述hn38-06-n增量型旋转编码器的vcc引脚接5v电源，所述hn38-06-n增量型旋转编码器的gnd引脚接地，所述n38-06-n增量型旋转编码器的a相引脚分三路，一路与芯片74ls74的clk2引脚相接，另一路经电阻r2接5v电源输出端，第三路与第二单片机的p3.4引脚相接；所述n38-06-n增量型旋转编码器的b相引脚分两路，一路经电阻r1接5v电源输出端，另一路与芯片74ls74的d2引脚相接；所述芯片74ls74的引脚与第二单片机的p3.3引脚相接；所述芯片74ls74的q2引脚与第二单片机的p3.2引脚相接，所述芯片74ls74的pr2引脚、clr2引脚和vcc引脚接5v电源。

上述的一种智能安全带装置，其特征在于：所述传感器组包括温湿度传感器和风速传感器，所述温湿度传感器和风速传感器的输出端均与第一单片机的输入端相接。

上述的一种智能安全带装置，其特征在于：所述风速传感器为dp-fs485风速传感器p1和型号为sp485een-l/tr的通信芯片u3，所述dp-fs485风速传感器p1的gnd引脚接地，所述dp-fs485风速传感器p1的vcc引脚接12v电源输出端，所述dp-fs485风速传感器p1的485-b引脚分三路，一路与电阻r8的一端相接，另一路经电阻r6接地，第三路与通信芯片u3的第7引脚相接；所述dp-fs485风速传感器p1的485-a引脚分三路，一路与电阻r8的另一端相接，另一路经电阻r14接3.3v电源输出端，第三路与通信芯片u3的第6引脚相接；所述通信芯片u3的第1引脚与第一单片机的p3.0引脚相接，所述通信芯片u3的第2引脚和所述通信芯片u3的第3引脚的连接端与第一单片机的p1.7引脚相接，所述通信芯片u3的第4引脚与第一单片机的p3.1引脚相接，所述通信芯片u3的第5引脚接地，所述通信芯片u3的第8引脚分两路，一路接3.3v电源输出端，另一路经电容c16接地。

上述的一种智能安全带装置，其特征在于：所述温湿度传感器为sht20数字温湿度传感器，所述sht20数字温湿度传感器的vcc引脚接3.3v电源，所述sht20数字温湿度传感器的scl引脚分两路，一路经电阻r5接5v电源，另一路与第一单片机的p0.0引脚；所述sht20数字温湿度传感器的sda引脚分两路，一路经电阻r4接5v电源，另一路与第一单片机的p0.1引脚；所述sht20数字温湿度传感器的gnd引脚接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理，成本低且体积小。

2、本实用新型安全带本体包括背带和束腿带，背带和束腿带之间有连接带，从而将背带和束腿带连接为一体，便于作业人员佩戴。

3、本实用新型连接带之间设置有胸部保护板，且胸部保护板内设置有传感器组，从而实现对施工中的温度、湿度、风速等环境参数检测。

4、本实用新型连接带之间设置有伸缩带和卷收机构，设置伸缩带且伸缩带与连接带固定连接，是为了作业人员根据自身需求拉动伸缩带伸长，便于作业人员施工过程的移动；也是为了通过卷收机构带动伸缩带收缩，避免伸缩带过长多余部分造成作业人员的缠绕绊脚，避免不必要的事故发生。

5、本实用新型设置有锁紧部件，是为了在作业人员施工过程中，当作业人员跌落时，锁紧部件中转动块转动带动止动杆转动，以使止动杆卡住棘轮，从而使得卷轴无法转动，伸缩带无法拉出，从而实现对安全带本体的锁紧，提高施工安全系数。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，不仅能检测环境参数，还能及时锁紧，提高施工安全系数，实用性强。

下面经附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型安全带本体中的电路原理框图。

图3为本实用新型防坠落装置中的电路原理框图。

图4为本实用新型防坠落装置(除去壳体)的结构示意图。

图5为本实用新型电机驱动模块与电机的电路连接示意图。

图6为本实用新型测速编码器的电路原理图。

图7为本实用新型风速传感器的电路原理图。

图8为本实用新型温湿度传感器的电路原理图。

附图标记说明:

1—连接带；2—束腿带；3—胸部保护板；

4—第一电子线路板；5—背带；6—吊扣；

7—伸缩带；8—壳体；9—锁钩；

10—第一单片机；11—温湿度传感器；13—风速传感器；

18—测速编码器；19—电机驱动模块；21—第二单片机；

23—底板；24—竖直圆板；25—电机座；

26—电机；27—转轴；28—止动杆；

29—转动块；30—棘轮；

31—卷轴；32—卷簧。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括安全带本体和防坠落装置，所述安全带本体包括背带5和束腿带2，以及设置在连接背带5和束腿带2的连接带1，所述连接带1之间设置有胸部保护板3，所述胸部保护板3内设置有第一电子线路板4，所述第一电子线路板4上集成有第一单片机10和传感器组；

所述防坠落装置包括壳体8、设置在所述壳体8内的安装座、设置在所述安装座上且供伸缩带7缠绕的安全带伸缩锁紧机构和设置在壳体8上的锁钩9，所述伸缩带7与所述安全带本体固定连接；

所述安装座包括设置在壳体8内的底板23和两个对称设置在底板23两端的竖直圆板24，所述安全带伸缩锁紧机构包括卷收机构和锁紧部件，所述卷收机构包括两端伸出竖直圆板24且供伸缩带7缠绕的卷轴31和两个对称设置竖直圆板24外侧且一端与卷轴31端部固定连接的卷簧32，所述卷簧32的另一端与竖直圆板24固定连接；

所述锁紧部件包括对称套装在卷轴31两端且位于竖直圆板24内侧的棘轮30、两个对称设置在两个竖直圆板24远离底板23圆周边的转动块29和安装在两个转动块29之间的止动杆28，所述底板23上设置有第二电子线路板，所述第二电子线路板上集成有第二单片机21，所述第一单片机10和第二单片机21均为stc89c52单片机。

如图4所示，本实施例中，所述竖直圆板24上设置有供转动块29转动安装的转轴27和驱动转轴27带动转动块29转动的电机模块，所述电机模块包括与第二单片机21输出端相接的电机驱动模块19和与电机驱动模块19输出端相接且与转轴27传动连接的电机26；

所述竖直圆板24的外侧设置有供电机26安装的电机座25。

如图5所示，本实施例中，所述电机驱动模块19包括型号为uln2003a的芯片u20，所述电机26为型号为42byg450-34的步进电机m1，所述芯片u20的第1引脚-第4引脚分别与第二单片机21的p1.0-p1.3引脚相接，所述芯片u20的第16引脚与步进电机m1第一绕组的一端相接，所述芯片u20的第13引脚与步进电机m1第一绕组的另一端相接，所述芯片u20的第14引脚与步进电机m1第二绕组的一端相接，所述芯片u20的第15引脚与步进电机m1第二绕组的另一端相接，所述芯片u20的第9引脚与5v电源输出端相接，所述步进电机m1第一绕组的公共端和步进电机m1第二绕组的公共端均与12v电源输出端相接。

如图6所示，本实施例中，所述第二单片机21的输入端接有测速编码器18，所述测速编码器18与卷轴31传动连接，所述测速编码器18为hn38-06-n增量型旋转编码器，所述hn38-06-n增量型旋转编码器的vcc引脚接5v电源，所述hn38-06-n增量型旋转编码器的gnd引脚接地，所述n38-06-n增量型旋转编码器的a相引脚分三路，一路与芯片74ls74的clk2引脚相接，另一路经电阻r2接5v电源输出端，第三路与第二单片机21的p3.4引脚相接；所述n38-06-n增量型旋转编码器的b相引脚分两路，一路经电阻r1接5v电源输出端，另一路与芯片74ls74的d2引脚相接；所述芯片74ls74的引脚与第二单片机21的p3.3引脚相接；所述芯片74ls74的q2引脚与第二单片机21的p3.2引脚相接，所述芯片74ls74的pr2引脚、clr2引脚和vcc引脚接5v电源。

如图2所示，本实施例中，所述传感器组包括温湿度传感器11和风速传感器13，所述温湿度传感器11和风速传感器13的输出端均与第一单片机10的输入端相接。

如图7所示，本实施例中，所述风速传感器13为dp-fs485风速传感器p1和型号为sp485een-l/tr的通信芯片u3，所述dp-fs485风速传感器p1的gnd引脚接地，所述dp-fs485风速传感器p1的vcc引脚接12v电源输出端，所述dp-fs485风速传感器p1的485-b引脚分三路，一路与电阻r8的一端相接，另一路经电阻r6接地，第三路与通信芯片u3的第7引脚相接；所述dp-fs485风速传感器p1的485-a引脚分三路，一路与电阻r8的另一端相接，另一路经电阻r14接3.3v电源输出端，第三路与通信芯片u3的第6引脚相接；所述通信芯片u3的第1引脚与第一单片机10的p3.0引脚相接，所述通信芯片u3的第2引脚和所述通信芯片u3的第3引脚的连接端与第一单片机10的p1.7引脚相接，所述通信芯片u3的第4引脚与第一单片机10的p3.1引脚相接，所述通信芯片u3的第5引脚接地，所述通信芯片u3的第8引脚分两路，一路接3.3v电源输出端，另一路经电容c16接地。

如图8所示，本实施例中，所述温湿度传感器11为sht20数字温湿度传感器，所述sht20数字温湿度传感器的vcc引脚接3.3v电源，所述sht20数字温湿度传感器的scl引脚分两路，一路经电阻r5接5v电源，另一路与第一单片机10的p0.0引脚；所述sht20数字温湿度传感器的sda引脚分两路，一路经电阻r4接5v电源，另一路与第一单片机10的p0.1引脚；所述sht20数字温湿度传感器的gnd引脚接地。

本实施例中，所述背带5和连接带1的连接处设置有吊扣6，所述伸缩带7的伸出端与吊扣6固定连接。

本实施例中，所述第一单片机10和第二单片机21均为stc89c52单片机，实现对传感器数据的采集和电机的控制，成本较低。

本实施例中，设置sht20数字温湿度传感器，基于数字传感器技术，具有很高的可靠性和长期稳定性，可与单片机直接相连，简化外围电路并降低费用，此外，体积微小，低能耗，抗干扰能力强、温湿度一体，检测便捷。

本实施例中，设置测速编码器18，是为了对卷轴31的转速进行检测，并将检测到的转速发送至第二单片机21，以便于当第二单片机21检测到的转速大于设定转速时，第二单片机21通过电机驱动模块19控制电机26转动，电机26转动带动转动块29转动，转动块29转动带动止动杆28转动，以使止动杆28卡住棘轮30，从而使得卷轴31无法转动，伸缩带7无法拉出，从而实现对安全带本体的锁紧。

本实施例中，实际使用过程中，为了便于查看环境参数，可在胸部保护板3外部设置显示屏，便于工作人员查看。

本实施例中，实际使用过程中，所述胸部保护板3上设置有报警器，是为了当检测到的温度不符合温度设定值、湿度不符合湿度设定值或者风速不符合湿度设定值时，第一单片机10控制报警器报警提醒。

本实用新型使用时，将安全带本体佩戴在作业人员身上，并将锁钩9钩挂在一个固定位置，在作业人员施工过程中，当作业人员远离锁钩9时，作业人员根据自身需求会拉动伸缩带7和卷轴31转动，以使伸缩带7伸长，便于作业人员施工过程的移动，在卷轴31转动的过程中，卷簧32收缩；当作业人员靠近锁钩9时，伸缩带7松弛时，收缩的卷簧32为卷轴31提供反向的驱动力，带动卷轴31反向转动，在卷轴31反向转动过程中带动伸缩带7收缩，避免伸缩带7过长多余部分造成作业人员的缠绕绊脚，避免不必要的事故发生。

同时，在作业人员佩戴安全带本体施工过程中，温湿度传感器11对作业人员所处的环境温度和湿度进行检测，并将检测到的温度和湿度发送至第一单片机10，风速传感器13对作业人员所处的环境风速进行检测，并将检测到的风速发送至第一单片机10，从而获取温度、湿度和风速等环境参数，便于调整施工任务；

测速编码器18对卷轴31的转速进行检测，并将检测到的转速发送至第二单片机21，以便于当第二单片机21检测到的转速大于设定转速时，第二单片机21通过电机驱动模块19控制电机26转动，电机26转动带动转动块29转动，转动块29转动带动止动杆28转动，以使止动杆28卡住棘轮30，从而使得卷轴31无法转动，伸缩带7无法拉出，从而实现对安全带本体的锁紧，提高施工安全系数，实用性强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。