CN107156992A - 一种救灾使用的智能安全头盔 - Google Patents

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Abstract

一种能救灾的智能安全头盔，包括头盔外壳(10)，内衬底层(28)和帽箍圈带(14)，头盔外壳(10)和内衬底层(28)之间留有空隙，外壳(10)内壁上部围绕内壁一周安装有固定环，帽箍圈带(14)通过塑料支架与固定环连接，内衬底层(28)和头盔外壳(10)之间设置有容置空间为气囊架构，气囊架构为嵌套式气囊，嵌套式气囊与外壳顶壳(8)之间设置有一个处于压缩状态的弹簧(4)，嵌套式气囊与弹簧(4)之间连接有压力传感器，头盔外壳(10)前后左右设计进排气装置，所述头盔包括用于向所述头盔的内部空间提供气体的通气管道(40)以及用于向所述通气管道(40)提供气体的主机(42)。

Description

一种救灾使用的智能安全头盔
技术领域
本发明涉及消防器材，尤其涉及消防员佩戴的头盔，具体来说就是一种救灾使用的智能安全头盔。
背景技术
在消防抢险任务中，消防头盔是消防战斗员个人防护的必备装备，用于保护消防员头部免受外部撞击、穿刺等伤害。但是，现有的消防头盔一般仅具有基本的防护功能，消防员进入火场时，给消防员配备的照明单元、通话单元等电子元件零散地安装在头盔或消防服外面，安装位置分散、功能单一，并且对电子元件的防护基本没有考虑。
将摄像单元、照明单元等电子元件分散安装在头盔或消防服外侧，这些电子元件既不防砸碰，更没有考虑火灾现场的热防护，因此，这些电子元件在高温环境火灾环境内使用时，其性能会急剧下降甚至功能失效，而且各个电子元件的供电电源，在高温环境下存在爆炸的危险，严重危害消防员的人身安全。另外，这些电子产品单元零散安装、相互独立，没有统一的供配电和控制设计，冗余部件多，这势必增加头盔的整体重量和操作维护难度；头盔重量增加，消防员佩戴时会产生不适；操作维护难度增大，会增加头盔的维护成本，降低用户体验。
因此，针对当前消防任务中火场环境日益复杂、危险因素日益增多、风险越来越大的特点，消防员迫切需要一种防护可靠、功能完善的智能消防头盔。
发明内容
本发明为了克服上述技术的不足和缺陷，提供了一种救灾使用的智能安全头盔，其特征在于，包括头盔外壳，成型于头盔外壳内且由里向外依次设置的内衬底层和帽箍圈带，头盔外壳和内衬底层之间留有空隙，外壳内壁上部围绕内壁一周安装有固定环，帽箍圈带通过塑料支架与固定环连接，内衬底层和头盔外壳之间设置有容置空间为气囊架构，气囊架构为嵌套式气囊，它包括外部气囊和内部气囊，内部气囊嵌入到外部气囊中，嵌套式气囊与外壳顶壳之间设置有一个处于压缩状态的弹簧，嵌套式气囊与弹簧之间连接有压力传感器，头盔外壳前后左右设计进排气装置，所述进排气装置包括排气阀和进出风口和覆盖所述进出风口的柔性膜片，所述进出风口可以自由调节，另有小型三角形、圆形散热孔多个，可保证盔内空气流通，头部舒适，所述头盔包括用于向所述头盔的内部空间提供气体的通气管道以及用于向所述通气管道提供气体的主机。
所述头盔外壳材料包括热塑性高分子材料和纤维增强复合，所述热塑性高分子材料包括尼龙，聚碳酸酯，聚丙烯材料中的一种或几种混合，所述纤维增强材料包括碳纤维，芳纶，玻璃纤维高性能纤维材料中的一种或几种混合，所述防弹头盔通过注塑工艺一体制成。
所述外壳内部的后侧设有头盔控制盒，所述头盔控制盒内设有MCU控制器和分别与其相连的压力传感器、烟雾传感器及电池，所述气囊上设有由MCU控制器控制的气囊开启结构，所述气囊开启结构为点火器，所述头盔控制内还设有与MCU控制器相连的报警装置和GPS定位模块。
所述嵌套式气囊采用TPU材料，可拆缷、外部冲击力分散、多重防护设计，内衬通过魔术贴及扣件与盔体固定。
主面罩通过旋转轴安装在头盔主体上，头盔还包括副面罩，所述副面罩安装在旋转轴上且副面罩整体位于主面罩的下部，左脸部设充气按钮和放气按钮，充气按钮由特殊橡胶制成，只按数下就可以充满气，按住小钮即可放气，达到头围安全牢固定位。
所述头盔外壳设有发光单元，镶嵌于所述头盔壳体的前部，用于照明或报警；头盔外壳(10)还具有摄像单元，镶嵌于所述头盔壳体的前部，用于采集救护现场的图像信息，隔层两侧相对于耳朵的位置设有扬声器，所述隔层上靠近嘴巴的位置设有麦克风。
头盔下部具有护围，护围包括第一部分和第二部分，所述头盔顶部和所述头盔护围的第一部分由热塑性聚合物形成，所述第二部分由ABS形成，其中，所述头盔顶部和所述头盔护围的第一部分由聚碳酸酯形成，所述内壳包括一由可发性聚苯乙烯形成的衬垫，该衬垫与外壳共同模制。
在主面罩罩体的内侧周边有密合框，它是面罩与佩戴者面部贴合的部分或部件，由硅胶材料制成，在双目式和单目式面罩结构中，密合框与罩体主体是一个整体部件；在全脸式面罩结构中，密合框是一个独立的部件，密合框的功能是将面罩内部空间与外部空间隔绝，防止有毒、有害气体漏入面罩内部空间，保障防毒面具的呼吸系统正常工作，确保防毒面具的防护性能，面罩一般由罩体、阻水罩、导流罩、眼窗、通话器、呼吸气活门及头带组成，可根据需要设置有视力矫正镜片。
头盔外壳的后部通过法兰和通气管道相连，通气管道顺着头盔延伸，其出气口外壳(10)内，靠近面罩的上部。
本发明的有益效果：
本发明采用气囊结构作为安全帽壳体，是一种舒适，轻巧，防护范围广，透气性优良的安全帽，其材料采用软性PVC树脂材料，具有抗拉力、抗冲击、抗老化、抗光照、透光性好、防水、阻燃、绝缘、耐酸碱、质轻、减震、软质、耐候性、表面光滑、亮丽透明、无裂缝、无气泡、色泽均匀、使用寿命长等特点。这种嵌套式气囊安全帽，一方面通过充气气囊储藏气体(氨气)对外形成压强，缓冲冲击，吸收冲击能量；另一方面利用气囊内氨气密度比空气小，充入氨气的气囊会对安全帽有竖直向上的浮力，抵消安全帽的重力。这种软性PVC树脂料的嵌套式气囊安全帽包括帽壳和下额带本发明解决了现有技术的安全帽质量大佩戴者不舒服，安全帽没有设计帽沿结构，不能防护后脑、耳部、面部等身体部位；另一方面为兼顾安全帽的坚固性，帽壳开孔数量少、孔径小，导致透气性不好等技术问题。
附图说明
附图1是本发明一种救灾使用的智能安全头盔的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种救灾使用的智能安全头盔，其特征在于，包括头盔外壳10，成型于头盔外壳10内且由里向外依次设置的内衬底层28和帽箍圈带14，头盔外壳10和内衬底层28之间留有空隙，外壳10内壁上部围绕内壁一周安装有固定环，帽箍圈带14通过塑料支架与固定环连接，内衬底层28和头盔外壳10之间设置有容置空间为气囊架构，气囊架构为嵌套式气囊，它包括外部气囊20和内部气囊16，内部气囊16嵌入到外部气囊12中，嵌套式气囊与外壳顶壳8之间设置有一个处于压缩状态的弹簧4，嵌套式气囊与弹簧4之间连接有压力传感器6，头盔外壳10前后左右设计进排气装置，所述进排气装置包括排气阀和进出风口和覆盖所述进出风口的柔性膜片，所述进出风口可以自由调节，另有小型三角形、圆形散热孔多个，可保证盔内空气流通，头部舒适，所述头盔包括用于向所述头盔的内部空间提供气体的通气管道40以及用于向所述通气管道40提供气体的主机42。
所述头盔外壳材料包括热塑性高分子材料和纤维增强复合，所述热塑性高分子材料包括尼龙，聚碳酸酯，聚丙烯材料中的一种或几种混合，所述纤维增强材料包括碳纤维，芳纶，玻璃纤维高性能纤维材料中的一种或几种混合，所述防弹头盔通过注塑工艺一体制成。
所述外壳10内部的后侧设有头盔控制盒，所述头盔控制盒内设有MCU控制器和分别与其相连的压力传感器、烟雾传感器及电池，所述气囊上设有由MCU控制器控制的气囊开启结构，所述气囊开启结构为点火器，所述头盔控制内还设有与MCU控制器相连的报警装置和GPS定位模块。
所述嵌套式气囊采用TPU材料，可拆缷、外部冲击力分散、多重防护设计，内衬通过魔术贴及扣件与盔体固定。
主面罩36通过旋转轴安装在头盔主体上，头盔还包括副面罩44，所述副面罩安装在旋转轴上且副面罩整体位于主面罩的下部，左脸部设充气按钮和放气按钮，充气按钮由特殊橡胶制成，只按数下就可以充满气，按住小钮即可放气，达到头围安全牢固定位。
所述头盔外壳10设有发光单元50，镶嵌于所述头盔壳体10的前部，用于照明或报警；头盔外壳10还具有摄像单元，镶嵌于所述头盔壳体10的前部，用于采集救护现场的图像信息，隔层两侧相对于耳朵的位置设有扬声器，所述隔层上靠近嘴巴的位置设有麦克风。
头盔下部具有护围，护围包括第一部分和第二部分，所述头盔顶部和所述头盔护围的第一部分由热塑性聚合物形成，所述第二部分由ABS形成，其中，所述头盔顶部和所述头盔护围的第一部分由聚碳酸酯形成，所述内壳包括一由可发性聚苯乙烯形成的衬垫，该衬垫与外壳共同模制。
在主面罩罩体的内侧周边有密合框，它是面罩与佩戴者面部贴合的部分或部件，由硅胶材料制成，在双目式和单目式面罩结构中，密合框与罩体主体是一个整体部件；在全脸式面罩结构中，密合框是一个独立的部件，密合框的功能是将面罩内部空间与外部空间隔绝，防止有毒、有害气体漏入面罩内部空间，保障防毒面具的呼吸系统正常工作，确保防毒面具的防护性能，面罩一般由罩体、阻水罩、导流罩、眼窗、通话器、呼吸气活门及头带组成，可根据需要设置有视力矫正镜片。
头盔外壳10的后部通过法兰26和通气管道40相连，通气管道顺着头盔延伸，其出气口32外壳10内，靠近面罩的上部。
头盔壳体制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：S1，根据预设的头盔参数要求制出模具，所述参数包括防弹头盔的形状、大小、厚度；S2，向模具中注塑一定比例的所述头盔的材料，保持一定的注塑温度，压力和时间，所述注塑时间包括向模具中注塑时间和保压时间，模具中注塑时间为15～30秒，所述保压时间为5～7秒；S3，打开模具形成防弹头盔。所述热塑性高分子材料与所述增强纤维材料的质量比例为9∶1到1∶1。
所述头盔的材料包括热塑性高分子材料和纤维增强复合材料。
所述热塑性高分子材料包括尼龙，聚碳酸酯，聚丙烯材料中的一种或几种混合，所述纤维增强材料包括碳纤维，芳纶，玻璃纤维高性能纤维材料中的一种或几种混合。
所述热塑性高分子材料与所述增强纤维材料的质量比例为9∶1到1∶1。
所述注塑温度为250-300℃，所述注塑压力为80-150MPa。
所述的安全气囊装置与顶壳之间设置有一个处于压缩状态的弹簧，还包括压力传感器，所述的安全气囊装置与弹簧间连接有重力传感器，当设置在安全气囊上的弹簧受到的冲击力比较大时，就会对重力传感器产生足够的压力，达到临界点时重力传感器就会产生一个信号传送到安全气囊装置中，安全气囊装置接收到信号后就会激发产生气囊，所生产的气囊的直径为60cm，可以完全覆盖玩一个人的身体。

Claims (9)

1.一种救灾使用的智能安全头盔，其特征在于，包括头盔外壳(10)，成型于头盔外壳(10)内且由里向外依次设置的内衬底层(28)和帽箍圈带(14)，头盔外壳(10)和内衬底层(28)之间留有空隙，外壳(10)内壁上部围绕内壁一周安装有固定环，帽箍圈带(14)通过塑料支架与固定环连接，内衬底层(28)和头盔外壳(10)之间设置有容置空间为气囊架构，气囊架构为嵌套式气囊，它包括外部气囊(20)和内部气囊(16)，内部气囊(16)嵌入到外部气囊(12)中且向后延伸至后脑勺位置，嵌套式气囊与外壳顶壳(8)之间设置有一个处于压缩状态的弹簧(4)，嵌套式气囊与弹簧(4)之间连接有压力传感器，头盔外壳(10)前后左右设计进排气装置，所述进排气装置包括排气阀和进出风口和覆盖所述进出风口的柔性膜片，所述进出风口可以自由调节，另有小型三角形、圆形散热孔多个，可保证盔内空气流通，头部舒适，所述头盔包括用于向所述头盔的内部空间提供气体的通气管道(40)以及用于向所述通气管道(40)提供气体的主机(42)。
2.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：所述头盔外壳材料包括热塑性高分子材料和纤维增强复合，所述热塑性高分子材料包括尼龙，聚碳酸酯，聚丙烯材料中的一种或几种混合，所述纤维增强材料包括碳纤维、芳纶、玻璃纤维高性能纤维材料中的一种或几种混合，所述防弹头盔通过注塑工艺一体制成。
3.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：所述外壳(10)内部的后侧设有头盔控制盒，所述头盔控制盒内设有MCU控制器和分别与其相连的压力传感器、烟雾传感器及电池，所述气囊上设有由MCU控制器控制的气囊开启结构，所述气囊开启结构为点火器，所述头盔控制内还设有与MCU控制器相连的报警装置和GPS定位模块。
4.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：所述嵌套式气囊采用TPU材料，可拆缷、外部冲击力分散、多重防护设计，内衬通过魔术贴及扣件与盔体固定。
5.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：主面罩(36)通过旋转轴安装在头盔主体上，头盔还包括副面罩(44)，所述副面罩安装在旋转轴上且副面罩整体位于主面罩的下部，左脸部设充气按钮和放气按钮，充气按钮由特殊橡胶制成，只按数下就可以充满气，按住小钮即可放气，达到头围安全牢固定位。
6.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：所述头盔外壳(10)设有发光单元(50)，镶嵌于所述头盔壳体(10)的前部，用于照明或报警；头盔外壳(10)还具有摄像单元，镶嵌于所述头盔壳体(10)的前部，用于采集救护现场的图像信息，隔层两侧相对于耳朵的位置设有扬声器，所述隔层上靠近嘴巴的位置设有麦克风。
7.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：头盔下部具有护围，护围包括第一部分和第二部分，所述头盔顶部和所述头盔护围的第一部分由热塑性聚合物形成，所述第二部分由ABS形成，其中，所述头盔顶部和所述头盔护围的第一部分由聚碳酸酯形成，所述内壳包括一由可发性聚苯乙烯形成的衬垫，该衬垫与外壳共同模制。
8.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：在主面罩罩体的内侧周边有密合框，它是面罩与佩戴者面部贴合的部分或部件，由硅胶材料制成，在双目式和单目式面罩结构中，密合框与罩体主体是一个整体部件；在全脸式面罩结构中，密合框是一个独立的部件，密合框的功能是将面罩内部空间与外部空间隔绝，防止有毒、有害气体漏入面罩内部空间，保障防毒面具的呼吸系统正常工作，确保防毒面具的防护性能，面罩一般由罩体、阻水罩、导流罩、眼窗、通话器、呼吸气活门及头带组成，可根据需要设置有视力矫正镜片。
9.根据权利要求1所述的救灾使用的智能安全头盔，其特征在于：头盔外壳(10)的后部通过法兰(26)和通气管道(40)相连，通气管道顺着头盔延伸，其出气口(32)外壳(10)内，靠近面罩的上部。
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