本發(fā)明屬于電力線路高空建設(shè)與運維領(lǐng)域，尤其是涉及一種高空作業(yè)防墜落系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、在電力運維過程與電力線路的高空建設(shè)及檢修維護中，高空防墜落裝置是對作業(yè)人員人身安全起到保護作用的主要裝置之一，其通過特定的保護原理和保護結(jié)構(gòu)為高空作業(yè)人員提供安全保障。傳統(tǒng)的高空防墜落裝置依賴于簡單的機械結(jié)構(gòu)和作業(yè)者自身安全意識，不僅不能保障流程的規(guī)范且效率低下，存在較大安全隱患。

2、中國專利申請202310142866.5公開了一種防墜安全帶及高空作業(yè)規(guī)范檢測方法，防墜安全帶包括防墜器和安全帶，防墜器包括防墜器設(shè)置有繩長檢測組件用于檢測安全繩被拉出的長度，繩長檢測組件包括殼體和活動掛鉤，霍爾傳感器和若干磁塊，其中霍爾傳感器固定連接于殼體內(nèi)，若干磁塊周向均勻分布并固定連接于繞繩組件，便于測量繞繩組件的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度，進而根據(jù)繞繩組件的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)計算安全繩被拉出防墜器的長度，控制器將防墜器殼體與活動掛鉤之間的高度差數(shù)據(jù)和繩長檢測數(shù)據(jù)進行對比，在異常時控制警報器發(fā)出警示信號。但高空作業(yè)人員的操作習(xí)慣以及對防墜安全帶的正確使用和維護知識掌握程度等因素可能會影響該方法的實際效果，單純的報警功能無法保障高空作業(yè)人員的安全。因此，亟需設(shè)計一種更加智能的高空作業(yè)防墜落系統(tǒng)，進一步保障高空作業(yè)人員的生命安全和工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高空作業(yè)防墜落系統(tǒng)和方法，進一步保障高空作業(yè)人員的生命安全和工作效率。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種高空作業(yè)防墜落系統(tǒng)，包括穿戴設(shè)備、信號處理模塊和安全控制模塊，

4、其中，所述穿戴設(shè)備包括安全繩和多個智能鎖扣，所述智能鎖扣附著在所述安全繩上，所述智能鎖扣處于鎖合狀態(tài)時與所述安全繩鎖死，處于解鎖狀態(tài)時與所述安全繩解除鎖定，所述智能鎖扣包括電磁感應(yīng)自動卡榫、機械卡齒和安裝在所述機械卡齒之間的霍爾距離傳感器，所述電磁感應(yīng)自動卡榫上設(shè)置有導(dǎo)電元件和電流控制模塊，所述電流控制模塊中的電流根據(jù)所述安全控制模塊發(fā)出的指令而變化，從而改變所述導(dǎo)電元件對所述電磁感應(yīng)自動卡榫施加的電磁力，以控制所述智能鎖扣鎖合或解鎖，所述霍爾距離傳感器用于檢測所述導(dǎo)電元件的電勢差并輸出為電信號，發(fā)送至所述信號處理模塊；

5、所述信號處理模塊用于對所述霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號進行閾值判定，以確定各智能鎖扣的實時狀態(tài)；

6、所述安全控制模塊用于接收解鎖請求，并根據(jù)各智能鎖扣的實時狀態(tài)進行邏輯判斷，發(fā)出鎖合指令或解鎖指令。

7、進一步地，所述電流控制模塊包括電磁鐵和電流控制電路，所述電磁鐵包括線圈和鐵芯，所述線圈繞制于所述鐵芯上，并與所述電流控制電路相連，所述電流控制電路包括相連的恒流源和觸發(fā)裝置，所述恒流源用于提供穩(wěn)定電流，所述觸發(fā)裝置用于根據(jù)所述安全控制模塊發(fā)出的指令調(diào)整所述電流控制電路中的電流大小。

8、進一步地，所述觸發(fā)裝置基于脈沖寬度調(diào)制技術(shù)構(gòu)建。

9、進一步地，通過微控制器讀取所述恒流源的電壓，進行電量監(jiān)控。

10、進一步地，所述電流控制模塊、所述信號處理模塊和所述安全控制模塊均設(shè)置帶喚醒功能的通訊芯片，僅當檢測到新的信號或指令時觸發(fā)系統(tǒng)工作，否則，系統(tǒng)處于休眠模式。

11、進一步地，所述霍爾距離傳感器為差分結(jié)構(gòu)，包括兩個相反方向的霍爾元件，通過差分運算將兩個霍爾元件的輸出做差后輸出。

12、進一步地，所述信號處理模塊通過信號處理算法對所述霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號進行處理后再進行閾值判定，所述信號處理算法包括信號放大、濾波和數(shù)字化處理中的一種或多種。

13、進一步地，所述智能鎖扣的個數(shù)為兩個，所述安全控制模塊中，邏輯判斷的具體過程如下：獲取各智能鎖扣的狀態(tài)，若兩個智能鎖扣均為鎖合狀態(tài)，則向其中一個智能鎖扣發(fā)送解鎖指令；若兩個智能鎖扣均為解鎖狀態(tài)，則向其中一個智能鎖扣發(fā)送鎖合指令。

14、進一步地，將所述霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號和所述安全控制模塊發(fā)出的指令按序分段存儲，具體如下：

15、將所述安全控制模塊發(fā)出的鎖合指令或解鎖指令劃分為第一段，長度為指令傳遞的時間延遲；

16、將所述霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號劃分為第二段，長度為電信號傳遞的時間；

17、將因發(fā)送失敗而重新發(fā)送的電信號和/或指令劃分為第三段，長度為重新傳遞所需的時間。

18、本發(fā)明還提供一種基于上述高空作業(yè)防墜落系統(tǒng)的高空作業(yè)防墜落方法，包括以下步驟：

19、獲取霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號并進行閾值判定，以確定各智能鎖扣的實時狀態(tài)；

20、獲取解鎖請求，根據(jù)各智能鎖扣的實時狀態(tài)進行邏輯判斷，發(fā)出鎖合指令或解鎖指令；

21、根據(jù)鎖合指令或解鎖指令改變電流控制模塊中的電流，從而改變導(dǎo)電元件對電磁感應(yīng)自動卡榫施加的電磁力，以控制智能鎖扣的狀態(tài)。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

23、1、本發(fā)明提供一種高空作業(yè)防墜落系統(tǒng)，包括穿戴設(shè)備、信號處理模塊和安全控制模塊，其中，穿戴設(shè)備包括安全繩和多個智能鎖扣，智能鎖扣附著在安全繩上，智能鎖扣處于鎖合狀態(tài)時與安全繩鎖死，處于解鎖狀態(tài)時與安全繩解除鎖定，智能鎖扣包括電磁感應(yīng)自動卡榫、機械卡齒和安裝在機械卡齒之間的霍爾距離傳感器，電磁感應(yīng)自動卡榫上設(shè)置有導(dǎo)電元件和電流控制模塊，電流控制模塊中的電流根據(jù)安全控制模塊發(fā)出的指令而變化，從而改變導(dǎo)電元件對電磁感應(yīng)自動卡榫施加的電磁力，以控制智能鎖扣鎖合或解鎖，霍爾距離傳感器用于檢測導(dǎo)電元件的電勢差并輸出為電信號，發(fā)送至信號處理模塊；信號處理模塊對霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號進行閾值判定，以確定各智能鎖扣的實時狀態(tài)；安全控制模塊接收到解鎖請求后，根據(jù)各智能鎖扣的實時狀態(tài)進行邏輯判斷，發(fā)出鎖合指令或解鎖指令；上述系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，具有較好的可擴展性和靈活性，利用霍爾距離傳感器的位置感應(yīng)原理，可以實時高精度監(jiān)測智能鎖扣的狀態(tài)，通過邏輯判斷響應(yīng)解鎖請求，發(fā)出鎖合指令或解鎖指令至智能鎖扣，實現(xiàn)對智能鎖扣狀態(tài)遠程、自動化的實時控制，可以避免高空作業(yè)人員因失誤操作或忽略預(yù)警而產(chǎn)生安全隱患，可以進一步保障高空作業(yè)人員的生命安全和工作效率。

24、2、本發(fā)明的中設(shè)置有多個智能鎖扣，以兩個智能鎖扣的邏輯判斷過程為例，若兩個智能鎖扣均為鎖合狀態(tài)，則向其中一個智能鎖扣發(fā)送解鎖指令，若兩個智能鎖扣均為解鎖狀態(tài)，則向其中一個智能鎖扣發(fā)送鎖合指令，通過上述高可靠性的安全邏輯，可以保證至少有一個鎖扣處于鎖合狀態(tài)，保障作業(yè)安全。

25、3、本發(fā)明中，霍爾距離傳感器為差分結(jié)構(gòu)，包括兩個相反方向的霍爾元件，通過差分運算將兩個霍爾元件的輸出做差后輸出，可以消除共模噪聲，提高系統(tǒng)的抗干擾能力；信號處理模塊通過信號處理算法對霍爾距離傳感器發(fā)出的電信號進行處理后再進行閾值判定，信號處理算法包括信號放大、濾波和數(shù)字化處理中的一種或多種，可以優(yōu)化信號的清晰度和判讀準確率。

26、4、本發(fā)明在電流控制模塊、信號處理模塊和安全控制模塊中均設(shè)置帶喚醒功能的通訊芯片，僅當檢測到新的信號或指令時觸發(fā)系統(tǒng)工作，否則，系統(tǒng)處于休眠模式，同時，通過微控制器讀取電流控制模塊中恒流源的電壓，進行電量監(jiān)控，可以節(jié)約能耗，進行實時的電源管理。