CN105148425B - 一种消防人员使用的智能安全气囊系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种消防人员使用的智能安全气囊系统。包括距离感应装置、气囊触发装置和腰带卡扣装置；距离感应装置在一定条件下启动气囊触发装置，气囊触发装置安装在腰带上，腰带卡扣装置将腰带捆绑于消防员身上。消防人员在较高建筑物上执行任务时，出现建筑物塌陷或消防人员踩空情况时，这种智能安全气囊系统会自动弹射出气囊，保护消防人员的生命安全。

Description

一种消防人员使用的智能安全气囊系统

技术领域

本发明涉及消防穿戴配件领域，特别是涉及一种用于消防人员身上使用的智能安全气囊系统。

背景技术

消防人员在执行任务过程中，特别是处于较高建筑物上时，由于现场环境复杂，消防人员会有踩空坠落的危险，媒体已经多次报道消防人员踩空坠落的新闻。

消防人员坠落有一个特点，就是发生时间非常短，来不及做挽回措施就已经坠落到地面，造成人员伤亡事故，所以依靠人自身反应后做出自救措施难以实现。利用相关传感器搭配其它保护设备，制作出一种消防员使用的智能保护装置系统，就可以解决这一问题，对保护消防人员的生命安全具有重要意义。

发明内容

为了保障从高层建筑踩空的消防救援人员的人身安全，本发明提供一种消防人员使用的智能安全气囊系统，它原理简单，安全可靠，消防人员在高层建筑上进行救援工作时，遇到建筑物坍塌或者消防员自己踩空情况，这种消防人员使用的智能安全气囊系统会在消防员身体设备上自动释放出安全气囊，将消防员包裹在内，保护消防人员坠地也不会受伤。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种消防人员使用的智能安全气囊系统，包括两只穿于消防人员脚上的消防靴（1），在消防靴（1）底部各放置一距离传感器（2）；

还包括设置于消防人员系带的腰带上的气囊触发装置，所述气囊触发装置包括电池板（5）、中央处理器（6）、气囊触发器（7）、外置电线（8）、安全气囊（9），所述中央处理器（6）实时接收距离传感器（2）传递来的数据并作运算处理，只有当两只消防靴底面距离支撑物的距离，都大于人体双脚跳起时脚底距离支撑物的垂直距离极限值H0时，中央处理器（6）才触发气囊触发器（7），否则不触发；

所述气囊触发装置装配于腰带卡扣壳体中，电池板（5）、中央处理器（6）、气囊触发器（7）、外置电线（8）位于壳体后侧部位，安全气囊（9）通过气囊覆盖片（13）密封在壳体前侧空隙内，气囊覆盖片（13）粘贴于腰带卡扣壳体上，受压后自然脱落；中央处理器（6）的左端嵌入连接电池板（5），中央处理器（6）通过外置电线（8）连接气囊触发器（7）；气囊触发器（7）包括点燃器（7a）、叠氮化钠（7b）、过滤器（7c），点燃器（7a）接收到触发电信号后发出电火花，叠氮化钠（7b）随后发生化学反应，生成钠和氮气，过滤器（7c）将钠吸收，氮气释放到安全气囊9内，将安全气囊9撑开。

进一步讲，所述距离传感器（2）有内置纽扣电池，距离传感器（2）上有光波发射器（2a）、光波接收器（2b）、信号发射器（2c）以及内置处理器，光波发射器（2a）发射出光波，光波接收器（2b）接收到支撑物反射回来的光波，距离传感器（2）的内置处理器以此计算出距离支撑物的垂直距离，随后通过信号发射器（2c）将数据发射给中央处理器（6）。

进一步讲，所述中央处理器（6）上有信号接收器（6a）、运算处理器（6b），信号接收器（6a）接收距离传感器（2）上信号发射器（2c）传送过来的数据，运算处理器（6b）进行数据运算，满足气囊触发条件后，传递电信号给气囊触发器（7），打开安全气囊（9）。

进一步讲，所述腰带卡扣壳体包括前置腰带卡扣壳体（4a）和后置腰带卡扣壳体（4b），每一个壳体中都放置气囊触发装置；所述前置腰带卡扣壳体（4a）和后置腰带卡扣壳体（4b）在腰带环周上互成180°。

进一步讲，所述前置腰带卡扣壳体（4a）中设置腰带卡扣装置，包括卡扣基座（10）、卡扣弹簧（11）、卡扣按钮（12），具体装配为：

腰带前置卡扣壳体（4a）的侧面开设有槽孔，槽孔内部设有双孔，卡扣基座（10）包括内外两个圆柱端，进入槽孔后，恰好装配于双孔内；卡扣基座（10）内侧圆柱端带有螺纹孔，腰带前置卡扣壳体（4a）的前面开设有圆孔，卡扣按钮（12）穿过圆孔通过螺纹拧在卡扣基座（10）的内侧圆柱端上；卡扣弹簧（11）安装于所述双孔的内侧孔内，并且抵在卡扣基座（10）的内侧圆柱端底部；

按压卡扣按钮（12）时，卡扣基座（10）的两个圆柱端同时陷入双孔，此时将腰带卡扣片插入到腰带前置卡扣壳体（4a）侧面的槽孔中；然后松开卡扣按钮（12），在卡扣弹簧（11）的作用下卡扣基座（10）的两个圆柱端同时弹出双孔，卡扣基座（10）的外侧圆柱端穿过腰带卡扣片的圆孔直到顶住前置卡扣壳体的槽孔的前侧面，将腰带卡扣片锁定于腰带前置卡扣壳体内部。

进一步讲，所述安全气囊（9）的外侧开设有气孔，安全气囊（9）打开将消防人员包裹后，坠落遇到支撑物后，安全气囊（9）内部的氮气会从气孔中释放，起到缓冲作用。

本发明的工作原理主要是：这种消防人员使用的智能安全气囊系统，消防靴底部安装有距离传感器，左消防靴距离支撑物的垂直距离为H1，右消防靴距离支撑物的垂直距离为H2，人体的双脚跳起时脚底距离支撑物的垂直距离的极限值为H0，两只消防靴中的距离传感器实时向中央处理器传输数据，当H1大于H0并且同时H2大于H0时，中央处理器不发出信号，否则则启动气囊触发器，然后安全气囊爆开包裹住人体。

本发明提供了一种消防人员使用的智能安全气囊系统，具有如下优点：

（1）消防靴和腰带为消防人员的正常工作装备，此发明并未额外增加负重；

（2）此发明不需人为控制，智能工作；

（3）结构原理简单实用。

所以，这种消防人员使用的智能安全气囊系统能方便的用于消防人员在高层建筑的救援工作，避免建筑物塌陷或消防员踩空造成人员伤亡，对于维护消防人员的生命安全具有重要意义。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的原理图。

图2是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的消防靴结构示意图。

图3是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的消防靴拆解示意图。

图4是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的距离传感器结构示意图。

图5是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的腰带装配示意图。

图6是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的内盖板和卡扣按钮的拆解示意图。

图7是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的中央处理器所在腰带位置示意图。

图8是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的电池板、中央处理器图和气囊触发器的位置示意图。

图9是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的气囊触发器剖视图。

图10是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的腰带的卡扣按钮处结构剖视图。

图11是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的腰带的前卡扣壳体在卡扣处的剖视图。

图12是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的卡扣基座、卡扣弹簧、卡扣按钮的仰视视角的拆解图。

图13是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的卡扣基座、卡扣弹簧、卡扣按钮的俯视视角的拆解图。

图14是本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统的前后气囊撑开状态示意图。

图中标号：1-消防靴、2-距离传感器、2a-光波发射器、2b-光波接收器、2c-信号发射器、3-内六角螺钉、4-腰带、4a-腰带前置卡扣壳体、4b-腰带后置卡扣壳体、4c-腰带卡扣片、5-电池板、6-中央处理器、6a-信号接收器、6b-运算处理器、7-气囊触发器、7a-点火器、7b-叠氮化钠、7c过滤器、8-外置电线、9-安全气囊、10-卡扣基座、11-卡扣弹簧、12-卡扣按钮、13-气囊覆盖片、14-内盖板、15-十字螺钉、16-人体。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种消防人员使用的智能安全气囊系统作进一步的详细描述，但本发明保护范围并不限定于此。

一种消防人员使用的智能安全气囊系统，比较具体地讲，主要由消防靴1、距离传感器2、内六角螺钉3、腰带4、电池板5、中央处理器6、气囊触发器7、外置电线8、安全气囊9、卡扣基座10、卡扣弹簧11、卡扣按钮12、气囊覆盖片13、内盖板14、十字螺钉15组成。内六角螺钉3将距离传感器2装在消防靴1的底部的孔洞内，组成距离感应装置；电池板5、中央处理器6、气囊触发器7、外置电线8、安全气囊9组成气囊触发装置；卡扣基座10、卡扣弹簧11、卡扣按钮12组成腰带卡扣装置。距离感应装置在一定条件下启动气囊触发装置，气囊触发装置安装在腰带4上，腰带卡扣装置将腰带4捆绑于消防员身上。

如图1所示系统原理，假设左消防靴距离支撑物的垂直距离为H1，右消防靴距离支撑物的垂直距离为H2，人体的双脚跳起时脚底距离支撑物的垂直距离的极限值为H0，两只消防靴中的距离传感器2实时向中央处理器6传输数据，当H1大于H0并且同时H2大于H0时，中央处理器6才发出触动信号，然后安全气囊9爆开包裹住人体；否则不启动气囊触发器7。

如图2和图3所示，消防靴1的底部设有孔洞，孔洞底部开设有螺纹孔，两个内六角螺钉3分别穿过距离传感器2的两端圆孔，将距离传感器2安装在消防靴1的孔洞内部，消防靴1分为左消防靴和右消防靴，两者装配结构相同。

距离传感器2有内置纽扣电池，如图4所示，距离传感器2上的光波发射器2a发射出光波，光波接收器2b接收到支撑物反射回来的光波，距离传感器2的内置处理器以此计算出距离支撑物的垂直距离，随后通过信号发射器2c将数据发射给中央处理器6。

如图5、图6和图7所示，电池板5、中央处理器 6、气囊触发器7依次排布在腰带4的腰带前置卡扣壳体4a后侧，中央处理器6的左端嵌入连接电池板5，中央处理器6通过外置电线8连接气囊触发器7。

进一步讲，内盖板14通过十字螺钉15装配于腰带前置卡扣壳体4a后侧，用以保护电池板5、中央处理器 6、气囊触发器7、外置电线8这些元件。

如图8所示，中央处理器6上的信号接收器6a接收距离传感器2传递来的数据，运算处理器6b进行数据运算，满足气囊触发条件后，传递电信号给气囊触发器7，然后安全气囊9爆开。

如图9所示，气囊触发器7包括点燃器7a、叠氮化钠7b、过滤器7c，点燃器7a接收到电信号后发出电火花，叠氮化钠7b随后发生化学反应，生成钠和氮气，过滤器7c将钠吸收，氮气释放到位于的腰带前置卡扣壳体4a前侧的安全气囊9内，将安全气囊9撑开。

进一步讲，气囊覆盖片13将安全气囊9密封在腰带4的腰带前置卡扣壳体4a前侧空隙内，气囊覆盖片13粘贴于腰带前置卡扣壳体4a上，受到一定压力后就会脱落。

进一步讲，安全气囊9的外侧开设有气孔，安全气囊9将消防人员包裹后，坠落遇到支撑物后，安全气囊9内部的氮气会从气孔中释放，起到缓冲作用，保证消防人员不会受到激烈碰撞而受伤。

如图10、图11、图12和图13所示，腰带4的腰带前置卡扣壳体4a的侧面开设有槽孔，槽孔内部设有双孔。卡扣基座10，包括内外两个圆柱端，进入孔洞后，恰好装配于壳体双孔内；卡扣基座10内侧圆柱端带有螺纹孔，腰带4的腰带前置卡扣壳体4a的前面开设有圆孔，卡扣按钮12穿过圆孔拧在卡扣基座10的内侧圆柱端上；卡扣弹簧11安装于前置卡扣壳体所述双孔的内侧孔内，并且抵在卡扣基座10的内侧圆柱端底部。

按压卡扣按钮12，卡扣基座10的外侧圆柱端跟随着陷入前置卡扣壳体所述双孔的外侧孔内，此时可将腰带4的腰带卡扣片4c插入到腰带前置卡扣壳体4a的侧面的槽孔内，如图6、图7所示，松开卡扣按钮12，卡扣弹簧11将卡扣基座10从双孔中推出，卡扣基座10的外侧圆柱端将穿过腰带卡扣片4c的圆孔直到顶住前置卡扣壳体的槽孔的前侧面，此时腰带卡扣片4c将被锁定于腰带前置卡扣壳体4a内部。

进一步讲，腰带4的腰带后置卡扣壳体4b内没有腰带卡扣装置，只具有气囊触发装置，气囊触发装置同在前置卡扣壳体4a中设置一样，也包括电池板5、中央处理器6、气囊触发器7、外置电线8、安全气囊9。前后两个气囊触发装置同时感应距离传感器2传递来的数据并作处理。再进一步讲，在腰带环腰系上后，前置卡扣壳体4a和后置卡扣壳体4b最佳是互呈180°位置，当两个气囊都打开时，正好能全面包围住人体16，如图14所示。

进一步讲，腰带4的布组部分采用弹性布料，保障消防人员在使用腰带4时的舒适性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种消防人员使用的智能安全气囊系统，其特征在于：它包括两只穿于消防人员脚上的消防靴（1），在消防靴（1）底部各放置一距离传感器（2）；

还包括设置于消防人员系带的腰带上的气囊触发装置，所述气囊触发装置包括电池板（5）、中央处理器（6）、气囊触发器（7）、外置电线（8）、安全气囊（9），所述中央处理器（6）实时接收距离传感器（2）传递来的数据并作运算处理，只有当两只消防靴底面距离支撑物的距离，都大于人体双脚跳起时脚底距离支撑物的垂直距离极限值H0时，中央处理器（6）才启动气囊触发器（7），否则不启动；

所述气囊触发装置装配于腰带卡扣壳体中，电池板（5）、中央处理器（6）、气囊触发器（7）、外置电线（8）位于壳体后侧部位，安全气囊（9）通过气囊覆盖片（13）密封在壳体前侧空隙内，气囊覆盖片（13）粘贴于腰带卡扣壳体上，受压后自然脱落；中央处理器（6）的左端嵌入连接电池板（5），中央处理器（6）通过外置电线（8）连接气囊触发器（7）；气囊触发器（7）包括点燃器（7a）、叠氮化钠（7b）、过滤器（7c），点燃器（7a）接收到触发电信号后发出电火花，叠氮化钠（7b）随后发生化学反应，生成钠和氮气，过滤器（7c）将钠吸收，氮气释放到安全气囊（9）内，将安全气囊（9）撑开。

2.根据权利要求1所述的消防人员使用的智能安全气囊系统，其特征在于：所述距离传感器（2）有内置纽扣电池，距离传感器（2）上有光波发射器（2a）、光波接收器（2b）、信号发射器（2c）以及内置处理器，光波发射器（2a）发射出光波，光波接收器（2b）接收到支撑物反射回来的光波，距离传感器（2）的内置处理器以此计算出距离支撑物的垂直距离，随后通过信号发射器（2c）将数据发射给中央处理器（6）。

3.根据权利要求1或2所述的消防人员使用的智能安全气囊系统，其特征在于：所述中央处理器（6）上有信号接收器（6a）、运算处理器（6b），信号接收器（6a）接收距离传感器（2）上信号发射器（2c）传送过来的数据，运算处理器（6b）进行数据运算，满足气囊触发条件后，传递电信号给气囊触发器（7），打开安全气囊（9）。

4.根据权利要求1所述的消防人员使用的智能安全气囊系统，其特征在于：所述的腰带卡扣壳体包括前置腰带卡扣壳体（4a）和后置腰带卡扣壳体（4b），每一个壳体中都放置气囊触发装置；所述的前置腰带卡扣壳体（4a）和后置腰带卡扣壳体（4b）在腰带环周上互成180°。

5.根据权利要求4所述的消防人员使用的智能安全气囊系统，其特征在于：所述前置腰带卡扣壳体（4a）中设置腰带卡扣装置，包括卡扣基座（10）、卡扣弹簧（11）、卡扣按钮（12），具体装配为：

腰带前置卡扣壳体（4a）的侧面开设有槽孔，槽孔内部设有双孔，卡扣基座（10）包括内外两个圆柱端，进入槽孔后，恰好装配于双孔内；卡扣基座（10）内侧圆柱端带有螺纹孔，腰带前置卡扣壳体（4a）的前面开设有圆孔，卡扣按钮（12）穿过圆孔通过螺纹拧在卡扣基座（10）的内侧圆柱端上；卡扣弹簧（11）安装于所述双孔的内侧孔内，并且抵在卡扣基座（10）的内侧圆柱端底部；

按压卡扣按钮（12）时，卡扣基座（10）的两个圆柱端同时陷入双孔，此时将腰带卡扣片插入到腰带前置卡扣壳体（4a）侧面的槽孔中；然后松开卡扣按钮（12），在卡扣弹簧（11）的作用下卡扣基座（10）的两个圆柱端同时弹出双孔，卡扣基座（10）的外侧圆柱端穿过腰带卡扣片的圆孔直到顶住前置卡扣壳体的槽孔的前侧面，将腰带卡扣片锁定于腰带前置卡扣壳体内部。

6.根据权利要求1所述的消防人员使用的智能安全气囊系统，其特征在于：所述安全气囊（9）的外侧开设有气孔，安全气囊（9）打开将消防人员包裹后，坠落遇到支撑物后，安全气囊（9）内部的氮气会从气孔中释放，起到缓冲作用。