具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种高空作业用的智能安全绳较佳实施例，如图1所示，包括挂钩31和柔性的安全绳本体10，所述安全绳本体10的两端分别为挂端11和系端12。其中，所述系端12，通常用于连接一穿戴于人体上的安全带32，如图2和图3所示；所述挂端11则与所述挂钩31固定连接，通过所述挂钩31在工作时挂于高处的锚点位置，并且挂好后，可以被安全地封闭住，以防止在工作中发生脱落的事故。

本发明较佳实施例还包括至少一固定在所述安全绳本体10上的倾角传感器20，所述倾角传感器20用于实时监测所述安全绳本体10给其自身带来的倾斜角度，并且当所述倾斜角度超过设定阈值时，通过管理电路发出告警信号，或者向上位机传送示警性质的信号，以便上位机进行监控管理和及时检查纠正。

根据实际的安全标准，假设所述挂钩31的上沿与所述系端12之间可容忍的最小高度差为D，则传感器安装固定点和挂端的最小距离为S，满足公式（1）：

（1）

其中，L为所述智能安全绳挂端和系端之间的全长，D为安全标准允许的所述挂端与所述系端之间的最小高度差。D值可以为正数，0或者负数。当D为正数时，只有当挂端比系端高D以上时，才不会报警。当D为0时，只要挂端高于系端就不会报警。当D为负数时，只要挂端高于系端下方绝对值D距离时就不会报警。

倾角传感器测量的是其自身所在的绳段的切线和大地平面的夹角。假设倾角取值范围为-90度至+90度，其中-90度至0度表示传感器位于悬垂最低点和挂端之间，0度至90度表示倾角传感器位于悬垂最低点和系端之间，0度表示传感器处于悬垂最低点。通过倾角是否大于0度来判断挂端相对高度是否降低到了安全标准之下。其他传感器型号的倾角取值范围可以线性变换到-90度至+90度这个范围，不影响专利的实施。

为了保证安全绳的高挂低用，所述倾角传感器20须设置在所述安全绳本体10上能够检测挂端与系端高低位置关系的固定位置上。这样，当使用者在使用安全绳并进行的挂端和系端的连接固定后，包括在使用过程中，随着挂端和系端相对高度的变化，安全绳的挂端和系端高低关系姿态可能随时在改变，而所述倾角传感器20可以感知自身在安全绳上的倾角变化，当倾角超过报警阈值时，予以告警。

在实践中为了防止频繁地反复告警和停报警，通常将阈值设定位两个：报警阈值和停报警阈值，且报警阈值要高于停报警阈值。此时，要根据所设定的报警阈值，适当调整安装位置。

在高空作业安全绳需要处于“高挂低用”的使用状态中时，如图2所示，所述挂钩31应高于所述系端12较大的高度，从而使得所述中点15位于悬垂最低点和所述挂端之间，且位置越高越好，这样即使一旦发生高空坠落，所述系端能够下降的距离就比较短，人体的加速时间也短，末速度也低，安全绳拉住人体时的作用力也相应较小，对人体伤害也就减轻了，安全绳的强度也更安全。相应地，所述倾角传感器20设置在所述安全绳上，可以用来限定高挂低用的程度，也就是将所述倾角传感器20至少要固定设置在所述安全绳的中点偏系端的位置，而在使用过程中，需要将所述倾角传感器20保持在安全绳最低点偏挂端的一侧，也即位于所述挂端侧的角度保持为正向允许姿势，此时所述倾斜角度取为-90度至0度。

而一旦在工作中，发生了倾角传感器20转移到了靠近系端的一侧，也就是认为发生了“低挂高用“的示警场景，如图3所示的示例状态。此时所述倾角传感器20感测角度开始翻转，即监测到的所述倾斜角度开始增大超过报警阈值，此时通过其中的电路处理，就可以做出示警的动作或向上位机发送警示信号，以便监督管理人员进行及时纠正。

具体如图4所示的倾角传感器工作原理，图中I对应于“高挂低用”的允许姿态场景，所述倾角传感器20位于正向位置；随着所述挂钩31的挂扣位置降低，所述倾角传感器20逐步移动至所述系端侧，并逐步翻转。从I的正向姿态，翻转至II的水平姿态，此时，所述倾角传感器20处于所述安全绳的悬垂最低点，而所述挂钩31的上沿与所述系端12之间的高度差，也正好位于标准许可范围D的边界值。

随着所述挂钩31的挂扣位置继续降低，所述挂钩31的上沿与所述系端12之间的高度差进一步缩小，使得所述中点15继续下移，相应地，所述倾角传感器20翻转且沿所述系端侧上移，转移至图4中III的倾角位置。此时，I 与III之间的倾斜角度，也继续增大至大于报警阈值。所述倾角传感器20以及其管理处理电路就会发出告警信号，提醒劳动者注意，已经处于“低挂高用”的危险境地，需要立刻调整所述安全绳的使用方式。

所述倾角传感器20为现有技术所常见，在移动终端如手机等上已经应用普遍，其所输出的信号可以通过一个简单的处理电路进行处理，并有微处理器控制触发告警信号，或者设置更进一步复杂的电路，可以向上位机进行无线通信。所述倾角传感器20在上下文中，实际上包含了独立的处理电路及电源供电，在此不再赘述。其具体可以采用一柔性或塑形的外壳，沿安全绳上进行固定，例如通过编织绳的编织固定。传感器尽量轻、不影响安全绳的悬垂特性，且需要注意该倾角传感器的固定不能影响安全绳的安全性本身。在必要的进一步设计方案中，还可以设置所述倾角传感器采用可调整固定位置的紧固装置，例如在两端设置有安全绳通过的孔部，以及在孔部的侧壁上设置弹性锁固件，以便压紧时调整位置而松开时锁固在安全绳上。所述告警的方式可以采用声光振动中的一种或多种组合，例如在设置无线连接方式时，可以与使用者的智能穿戴设备，如手表或手机进行关联，并由这些智能穿戴设备进行告警提示。所述告警警示装置还可以设置在别处，例如头盔上，通过无线方式连接所述倾角传感器20，在一个更佳的实施例中，还可以将所述警示装置直接设置在所述智能安全绳上，所述告警由所述倾角传感器20的处理电路完成。

当所述倾角传感器20检测到所述智能安全绳处于“低挂高用”的危险状态时，就通过所述告警信号激活所述警示装置，所述警示装置就发出声/光报警，例如设置一发声设备，具体可为扬声器，发出声音告警，或者设置一发光设备，具体可为警示灯，发出灯光告警。或者所述警示装置包括无线通讯模块，利用无线通讯手段，向管理系统发出警示信号，管理系统再通过声/光报警等手段向使用者发出警示。

在一个更佳的实施例中，考虑到需要保证足够的电量驱动所述倾角传感器20，所述倾角传感器20还设置有一活动性检测功能，在检测到所述智能安全绳处于静止状态时，就将自身转变为低功耗休眠状态，以节省电能。在休眠状态下监测到所述智能安全绳有运动时，就回到正常工作状态。具体地，所述倾角传感器20通常采用2D加速度MEMS传感器，或者3D加速度MEMS传感器，配合3D MEMS陀螺仪来实现，能够感知安全绳的运动和静止。也可以在所述倾角传感器20的处理电路上设置开关，以便在使用安全绳前打开，和在使用结束后关闭所述倾角传感器20的电路。这个开关可以和固定夹具联动，一旦固定好就自动打开，一旦取下就自动关闭。

综上所述，本发明所述的高空作业智能安全绳的安全实现方法，如图5的流程图所示，应用在上述安全绳的技术方案实施例中，并包括以下步骤：

a.所述倾角传感器20实时检测自身的倾斜角度；

b.在所述倾斜角度超过设定值时，也即判断所述安全绳的使用状态违背高挂低用要求时，所述倾角传感器20控制发出告警信号。

使用者在受到告警后，就需要主动调整自己的安全绳使用方式，例如可以抬升所述挂钩31的位置或降低自己的系端位置，直至所述倾角传感器感知的倾斜角度小于停报警阈值，也即所述安全绳的使用状态满足高挂低用要求时，所述倾角传感器20的电路停止告警。

在进一步的实施例中，还可以在所述安全绳本体上设置多个倾角传感器，这样形成在所述安全绳本体上的分布，可以更精准地确定所述安全绳本体的姿态，对于使用上位机数据处理的情况下能够更加适用。

本发明所述的高空作业智能安全绳以及其安全实现方法，由于采用了上述倾角传感器固定在安全绳上的技术方案，可以实时地对安全绳的使用方式进行监测，并在违背高挂低用使用方式时发出告警，以提高安全绳的安全使用方式，减少实际使用中的安全事故。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。