CN110200347A - 可降温的相变智能头盔装置 - Google Patents

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熊涛
韩钊
周霖轩
张伟
黄卉
彭绪意
兰丽
唐婕妤
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JIANGXI HONGPING PUMPED STORAGE CO Ltd
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State Grid Xinyuan Group Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种可降温的相变智能头盔装置，包括头盔外壳(100)、相变材料袋(200)、相变复合织物(300)、温度传感器(500)、报警装置(600)以及压力传感器(700)；相变材料袋(200)可以对佩戴人员头部进行降温，温度传感器(500)对人体前额温度的检测可以自动或手动通过报警装置(600)提醒佩戴人员；当有重物落到头盔上时，压力传感器(700)也会也将数据传输至后台控制装置再通过报警装置(600)发出提示音；另外，当发生紧急情况，定位装置(900)可以迅速确定人员所在位置。本发明功能齐全、便于携带、设计人性化，便于推广使用。

Description

可降温的相变智能头盔装置
技术领域
本发明涉及可穿戴设备领域，具体地，涉及一种可降温的相变智能头盔装置。
背景技术
安全头盔广泛地应用于建筑工程、机械制造、电力建设等各个施工现场，用于保护工人的头顶安全。这种头盔通过安全系带紧箍在工人的头部，由于头盔的密封性，人的汗水又无法排出，造成工人头皮、头发长期处于汗水浸湿的高温环境中，一方面影响工人的工作效率并给工人的身体健康造成损害；另一方面，因为工人施工的复杂性和危险性，发生紧急情况时，需要立即展开救援，但现有头盔的设计没有给予救援的有效引导，在这两方面均需要进行改进。
专利文献CN205923069U公开了一种新型头盔。它包括由外至内设置的盔壳层、缓冲层以及制冷层，缓冲层中嵌设有控制盒，控制盒内设有设有制冷芯片，通过盔壳层上的按键组发送信号给单片机继而启动制冷芯片，通过制冷层传热来实现对佩戴者头部的降温。但该实用新型一方面重量太大，不便于工人实际佩戴；另一方面，利用电制冷的模式存在安全隐患，同时该实用新型未考虑紧急情况下的一键呼救装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可降温的相变智能头盔装置。
根据本发明提供的一种可降温的相变智能头盔，包括头盔本体，头盔本体包括头盔外壳(100)、相变材料袋(200)、相变复合织物(300)、调节带(400)、温度传感器(500)、报警装置(600)以及压力传感器(700)；
头盔本体由外向内依次设置有头盔外壳(100)、压力传感器(700)、相变材料袋(200)、相变复合织物(300)；
相变复合织物(300)包括圆形结构(310)和至少两个薄片结构(320)；
调节带(400)包括固定端(410)和调节端(420)；
薄片结构(320)的一端与圆形结构(310)连接；
薄片结构(320)的另一端与固定端(410)连接；
调节端(420)为自由端；
固定端(410)紧固连接在头盔外壳(100)内侧边部；
头盔外壳(100)前部内侧设置有温度传感器(500)；
头盔外壳(100)内侧安装有报警装置(600)；
报警装置(600)分别与温度传感器(500)、压力传感器(700)电连接。
优选地，报警装置(600)主要由报警按钮(610)、电池(620)、蓝牙芯片(630)和扬声器(640)组成；
头盔外壳(100)的一侧设置有通孔(650)；
报警按钮(610)通过通孔(650)并延伸到头盔外壳(100)的外侧；
电池(620)采用纽扣电池。
优选地，温度传感器(500)采用贴片式温度传感器。
优选地，头盔外壳(100)后部外侧贴覆有荧光条(110)。
优选地，相变复合织物(300)采用多层相变纺织纤维相变复合织物；
相变复合织物(300)可随时拆卸。
优选地，相变材料袋(200)中盛装有相变材料，相变材料主要由Na2SO4·10H2O和纳米复合材料组成。
优选地，头盔外壳(100)内侧安装有薄片式定位装置(900)。
优选地，头盔外壳(100)采用超高分子聚乙烯塑料外壳。
优选地，调节端(420)采用棉绳调节端；
固定端(410)外包覆有棉网；
相变材料袋(200)外包覆有棉网；
相变复合织物(300)外包覆有棉网；
温度传感器(500)、压力传感器(700)与报警装置(600)连接的电线均隐藏于头盔内部的棉网中间，不与人体皮肤直接接触。
根据本发明提供的一种可降温的相变智能头盔装置，包括后台控制装置，后台控制装置包括单片机装置800，其特征在于，还包括权利要求1至9中任意一项所述的可降温的相变智能头盔。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明实现对工人头部进行降温，为人体营造舒适良好的工作环境。
2、本发明设置一键报警装置，更有效保障工人的安全和健康。
3、本发明通过温度传感器并可以设置阈值，便于实时监测工人头部温度。
4、本发明通过定位装置可以定位工作人员所在的位置，便于交流和监管，同时也可以用于紧急救援。
5、本发明重量轻，便于长时间佩戴。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种可降温的相变智能头盔，如图1所示，包括头盔本体，头盔本体包括头盔外壳100、相变材料袋200、相变复合织物300、调节带400、温度传感器500、报警装置600以及压力传感器700，头盔本体由外向内依次设置有头盔外壳100、压力传感器700、相变材料袋200、相变复合织物300。在一个优选例中，头盔外壳100采用超高分子聚乙烯塑料外壳，具有耐冲击、耐磨损的优点；头盔外壳100内侧顶部设置有卡槽，相变材料袋200中盛装有相变材料，相变材料袋200外包覆有棉网，相变材料袋200为双层结构，包围在外面的袋子210贴附在头盔外壳100内侧顶部，袋子210上的卡扣与头盔外壳100内侧顶部的卡槽扣紧连接，也可随时开启卡扣将袋子210从头盔外壳100上取下；袋子210设置有可开闭的拉链，可打开用于取出或放入相变材料。在一个优选例中，相变材料采用Na2SO4·10H2O和纳米复合材料组合的相变材料；在一个变化例中，可以根据季节的不同选择合适的相变材料，夏季时可选择相变温度低的相变材料，例如22-25℃的Na2SO4·10H2O和纳米复合材料的复合相变材料，可以让头盔使用者头部降温；冬季时，可选择相变温度高的相变材料，例如40-50℃的碳纤维石蜡相变材料，可以让头盔使用者头部感觉到暖和。
所述的压力传感器700置于头盔顶部四周的内侧，与相变材料袋200、相变复合织物300都有间隙，在一个优选例中，当有重物落到头盔时，由于重物砸到头盔外壳100时产生振动力，压力传感器700此时将监测到的振动数据传输至后台控制装置，此时报警装置600发出警报提示音；所述的温度传感器500、压力传感器700、报警装置600等通过单片机装置800实现电路控制。
如图2所示，相变复合织物300包括圆形结构310和至少两个薄片结构320；在一个优选例中，薄片结构320的数量为6个，相变复合织物300依靠与固定端410的紧固连接安装在头盔外壳100的内部，薄片结构320分别与相变材料袋200、头盔外壳100有一定的间隙，在正常情况下，相变复合织物300紧贴人的头顶，因相变复合织物300采用多层相变纺织纤维相变复合织物且相变复合织物300外包覆有棉网，因具有轻薄、透气、降温且具有弹性的特点，所以使用者佩戴使用时会有舒适的感觉；当有外物砸击到头盔外壳100时，此时头盔外壳会发生变形，此时头盔外壳100拖拽固定端410压力会通过通过薄片结构传递到圆形结构310，因振动压力通过多次的传递与缓冲，当振动通过圆形结构310到达头部时，已经减弱，再加上相变复合织物300整体具有弹性，因此最后到达头部的振动力大大减弱，可保证头部不会直接碰触头盔外壳100发生局部变形的振动力，使头部受到安全保护，因此相变复合织物300起到很好地缓冲减震和分散应力的作用；相变复合织物300可随时拆卸，当因长时间佩戴造成相变复合织物300损坏或污垢较多时，可随时拆卸更换或清洗等。
调节带400包括固定端410和调节端420，固定端410紧固连接在头盔外壳100内侧边部，在一个优选例中，固定端410与调节端420为可拆卸连接，固定端410与头盔外壳100也为可拆卸连接；调节端420可根据使用者的不同进行调节，以适应不同使用者的头部舒适且头盔在头部的稳固，经调节后的调节端420与使用者头的后部接触；同时，因调节端420采用棉绳调节端，固定端410外包覆有棉网，使用者头部接触的部位会感觉比较舒适。在一个变化例中，固定端410与调节端420为一体连接，且整体外面包覆有棉网结构，整体可通过拆卸固定端从头盔外壳100上取下，同时，调节端420的两侧分别相对延伸出一个舌形边，可通过调节两个舌形边的紧固位置调节使用者头部与调节带400的间隙。
在一个优选例中，头盔外壳100内侧紧固安装有报警装置600，报警装置600分别与温度传感器500、压力传感器700电连接且连接的电线均隐藏于头盔内部的棉网中间，不与人体皮肤直接接触。温度传感器500采用贴片式温度传感器，不与使用者的前额直接接触；报警装置600主要由报警按钮610、电池620、蓝牙芯片630和扬声器640组成，头盔外壳100的一侧设置有通孔650，报警按钮610通过通孔650并延伸到头盔外壳100的外侧，电池620采用CR2450纽扣电池，头盔外壳100前部内侧设置有温度传感器500，温度传感器500设置在使用者的前额附近，并不与人体的皮肤进行直接接触，当温度传感器500检测到前额的温度超过设定的阈值时，报警装置600中的蓝牙芯片630通过蓝牙将数据传输到后台控制装置，此时扬声器640发出提示音以指导使用者需要进行休息；同时，使用者当感觉身体不适时，可自行按下报警按钮610，报警装置600将自动发送紧急信息给后台控制装置，扬声器640发出提示音以指导使用者或提醒周围一起作业的同事，以提高警惕，避免中暑等事故的发生。
在另外一个优选例中，头盔外壳100内侧安装有薄片式定位装置900，定位装置900直接在后台控制装置中显示，可提供使用者之间的相对位置关系，可用于工作间的交流合作与监督管理。同时，当发生人身意外而人体失去意识，无法发送紧急信息的情况时，后台可通过定位装置，快速找到发生意外的伤员。
优选地，头盔外壳100后部外侧贴覆有荧光条110，在使用者发生意外而失去知觉时，在夜间或光线较暗的环境中，搜救人员能借助荧光条110的反光迅速找到伤员，提高救援效率。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种可降温的相变智能头盔，包括头盔本体，其特征在于，头盔本体包括头盔外壳(100)、相变材料袋(200)、相变复合织物(300)、调节带(400)、温度传感器(500)、报警装置(600)以及压力传感器(700)；
头盔本体由外向内依次设置有头盔外壳(100)、压力传感器(700)、相变材料袋(200)、相变复合织物(300)；
相变复合织物(300)包括圆形结构(310)和至少两个薄片结构(320)；
调节带(400)包括固定端(410)和调节端(420)；
薄片结构(320)的一端与圆形结构(310)连接；
薄片结构(320)的另一端与固定端(410)连接；
调节端(420)为自由端；
固定端(410)紧固连接在头盔外壳(100)内侧边部；
头盔外壳(100)前部内侧设置有温度传感器(500)；
头盔外壳(100)内侧安装有报警装置(600)；
报警装置(600)分别与温度传感器(500)、压力传感器(700)电连接。
2.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，报警装置(600)主要由报警按钮(610)、电池(620)、蓝牙芯片(630)和扬声器(640)组成；
头盔外壳(100)的一侧设置有通孔(650)；
报警按钮(610)通过通孔(650)并延伸到头盔外壳(100)的外侧；
电池(620)采用纽扣电池。
3.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，温度传感器(500)采用贴片式温度传感器。
4.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，头盔外壳(100)后部外侧贴覆有荧光条(110)。
5.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，相变复合织物(300)采用多层相变纺织纤维相变复合织物；
相变复合织物(300)可随时拆卸。
6.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，相变材料袋(200)中盛装有相变材料，相变材料主要由Na2SO4·10H2O和纳米复合材料组成。
7.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，头盔外壳(100)内侧安装有薄片式定位装置(900)。
8.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，头盔外壳(100)采用超高分子聚乙烯塑料外壳。
9.根据权利要求1所述的可降温的相变智能头盔，其特征在于，调节端(420)采用棉绳调节端；
固定端(410)外包覆有棉网；
相变材料袋(200)外包覆有棉网；
相变复合织物(300)外包覆有棉网；
温度传感器(500)、压力传感器(700)与报警装置(600)连接的电线均隐藏于头盔内部的棉网中间，不与人体皮肤直接接触。
10.一种可降温的相变智能头盔装置，包括后台控制装置，后台控制装置包括单片机装置800，其特征在于，还包括权利要求1至9中任意一项所述的可降温的相变智能头盔。
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