CN111837169A

CN111837169A - 头盔佩戴用紧急避难警报装置及紧急避难警报系统

Info

Publication number: CN111837169A
Application number: CN201980018572.3A
Authority: CN
Inventors: 野泽真; 益子孝; 新保孝知; 高杉宗一知
Original assignee: Green Security Co ltd
Current assignee: Green Security Co ltd; Midori Anzen Co Ltd
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-10-27
Also published as: EP3767603A4; JPWO2019177007A1; JP7055193B2; EP3767603A1; WO2019177007A1

Abstract

本申请的课题在于提供一种即使隔着头盔也能够有效地向用户的头部传递振动的紧急避难警报装置、紧急避难警报系统。紧急避难警报装置催促作业区的相关人员进行即时避难行动，且具备：箱体，其通过内置的振子的运动振动；弹性固定带，其将上述箱体装卸自如地固定于上述相关人员的头盔，且从该箱体向两个方向伸出，沿着该头盔的表面包围该头盔；以及支撑部，其以通过与通知迫近上述作业区的危险的无线的警告信号连动而运动的上述振子的振动，使上述头盔与上述箱体一起摆动的方式，将上述箱体局部地支撑于上述头盔的表面。

Description

头盔佩戴用紧急避难警报装置及紧急避难警报系统

技术领域

本发明涉及一种头盔佩戴用紧急避难警报装置及紧急避难警报系统。

背景技术

专利文献1、2是在头盔帽体内部的侧面设置有振动器的带警报功能的头盔。在头盔帽体内部的头顶部还具备用于使振动器工作的接收功能。专利文献3是在头盔帽体外部的后脑勺部具备敲击声发生装置的信息传递装置。具备通知作业者的跌倒的接收功能。专利文献4是在高速公路等监视橡胶锥等标识的倾倒等异常的系统。专利文献5是在头盔的帽带具有振动器的防灾警报头盔。作为单体，具备使振动器工作的接收器。这些均研究了在作业现场通知作业者紧急事态的功能和系统，但认为还不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－167587号公报

专利文献2：日本特开2007－247097号公报

专利文献3：日本特开2014－153876号公报

专利文献4：日本特开2013－238058号公报

专利文献5：日本实用新型注册第3200747号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在高速公路内作业、坑道内作业、灭火作业等危险作业、火山喷火、海啸等警戒活动中，必须将危险信息迅速且可靠地通知给最前线的作业者，使其立刻采取避难行动。课题在于制作一种紧急避难警报装置，佩戴于这些人的大部分戴着的头盔，用于通过振动可靠地使其认知危险信息。

其中，最重要的课题是隔着头盔的帽体、内装也能够使作业者可靠地认知佩戴于头盔的帽体的紧急避难警报装置的振动。

其次，课题在于制作一种紧急避难警报系统，包括用于可靠地发送危险信息并使紧急避难警报装置可靠地工作的收发。

用于解决课题的方案

本发明为紧急避难警报装置，其催促作业区的相关人员进行即刻避难行动，该紧急避难警报装置具备：箱体，其通过内置的振子的运动振动；弹性固定带，其将上述箱体装卸自如地固定于上述相关人员的头盔，且从该箱体向两个方向伸出，沿着该头盔的表面包围该头盔；以及支撑部，其以通过与通知迫近上述作业区的危险的无线的警告信号连动而运动的上述振子的振动，上述头盔与上述箱体一起摆动的方式，将上述箱体局部地支撑于上述头盔的表面。

另外，上述支撑部由上述固定带的一部分形成。

另外，上述支撑部介于上述头盔的表面与上述箱体之间，且由在上述头盔的表面中的两个部位支撑上述箱体的第一支撑部及第二支撑部构成。

另外，在朝向上述头盔的表面观察固定于上述头盔的状态的上述箱体的情况下，上述振子配置于上述第一支撑部与上述第二支撑部之间且未被与帽体直接接合的部分夹着的部位。

另外，上述第一支撑部设于上述固定带从上述箱体向一方伸出的位置，上述第二支撑部设于上述固定带从上述箱体向另一方伸出的位置。

另外，上述箱体固定于上述头盔的后脑勺部。

另外，还具备：天线，其接收上述警告信号的电波；以及控制部，当利用上述天线接收到上述警告信号时，使马达工作，该马达使上述振子运动。

另外，上述控制部在由上述天线接收到的上述警告信号含有的识别信息通过配对与预先注册到该控制部的识别信息一致的情况下，使马达工作，该马达使上述振子运动。

另外，还具备向上述控制部供给电力的电源部。

另外，还具备：电源按钮，其用于将上述电源部的电力设为向上述控制部供的供电状态；以及电池检查按钮，其用于确认上述电源部的电池余量。

本发明为一种紧急避难警报系统，其具备：上述的紧急避难警报装置；以及通过无线向上述紧急避难警报装置发送上述警告信号的发送器。

另外，上述发送器是发送警告信号的相关人员携带的设备，且具有用于通过无线发出上述警告信号的警告按钮。

另外，上述发送器具有探测危险状态的发生的传感器，且安装于设置物。

另外，还具备中继器，该中继器中继从上述发送器向上述紧急避难警报装置无线发送的上述警告信号。

发明效果

能够装卸自如地佩戴于头盔帽体的上述的紧急避难警报装置即使在各种恶劣条件下也能够可靠地传递警告信号。紧急避难警报装置即使经由头盔帽体、内装也能够将作为警告信号的充分的振动施加于作业者的头部。为了使紧急避难警报装置可靠地工作，需要可靠地发送警告信号并接收紧急避难警报装置，因此，制作与收发相关的具有可靠性的紧急避难警报系统。

附图说明

图1是表示对紧急避难联络的方案的评价的图。

图2是表示实施方式的紧急避难警报装置的外观的图。

图3是表示实施方式的紧急避难警报装置的内部构造的图。

图4是表示实施方式的紧急避难警报装置的向头盔及人头模型的佩戴状况的外观的图。

图5是表示产生振动时的紧急避难警报装置的状态的图。

图6是表示实施方式的发送器的外观的图。

图7是表示作业区的一例的图。

图8是基于紧急避难警报系统进行的即时避难行动的第一例的图。

图9是基于紧急避难警报系统进行的即时避难行动的第二例的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式是本发明的实施方式的一例，本发明的技术范围不限于以下的方案。

＜紧急避难警报装置＞

紧急避难警报装置是如下装置：佩戴于头盔，接收来自外部的警告信号，通过内置的振动部产生振动，用于催促头盔佩戴者紧急避难。

图2是表示本实施方式的紧急避难警报装置的外观的图。紧急避难警报装置1具有：箱体2，其具有天线10，为带有圆角的大致长方体，且在两端具有固定带部件通孔11、12；以及固定带部件(固定带)18，其用于固定于头盔。在其外表面设有：由电源按钮7和电池检查按钮6构成的操作部5；以及进行配对的状态显示的配对LED8、进行电源的状态显示的电源LED9。

图3内置有配置于与操作部5对应的部位的控制电路13、成为紧急避难警报装置1的电源的电池14、15、以及利用马达16旋转的振子17。控制电路13是在电路板安装有用于接收电波的天线10、管理无线通信的信号处理、马达16的控制的集成电路、用于状态显示的发光二极管、以及配置于与电池检查按钮6、电源按钮7对应的部位的按键开关的电路。

作为在危险的作业现场联络作业者紧急避难的方法，考虑了声音(警笛等)、光(警告灯等)、佩戴于作业者的振动器等。图1的基于紧急避难联络的方案进行的评价的结果，认为在各种条件下，基于振动进行的联络是最佳的。作为振动器的佩戴部位，考虑腰、胳膊、头部等，但考虑到对作业的妨碍、作业者能够可靠地认知振动等，认为可以在作业者的头部且通常作业者戴着的头盔帽体可装卸地佩戴振动器。但是，头盔的目的在于抑制从外部受到的冲击向头部传递，因此基本上具有缓和输入到头盔的表面的冲击的构造。由此，在将振动器佩戴于具有这样的构造的头盔的表面时，使振动器产生的振动向作业者的头部有效地传递成为问题。

(1)振动部

振动部由马达16及振子17构成，用于使佩戴者的头部经由头盔感知强烈的振动，使其立即采取避难行动。

(a)人感知的振动水平的设定

首先，对人能够可靠地感知的振动水平进行研究。

调整为，振动在作为人容易感觉到的振动频率的范围的20～80Hz的频段传播到人的头部。这是以如下为参考：若观察JIS B 7760-1全身振动的“仰卧时头的垂直振动”的频率修正系数，则在对头部的振动频率为8Hz以下及80Hz以上时，负修正增大，即使相同的加速度，人也难以感觉到；以及体感音响研究所的作为“身体声波(体感音响装置)的有效的频段”的20～150Hz。

接下来，调整为，在振动加速度为5～42.4m/s²的范围内使振动经由头盔传播到人的头部。

下限值设定为，即使在强的振动作业中，头盔佩戴者也能够与该振动区别地辨识紧急避难的振动。将即使在振动妨碍研究会的“全身振动的容许基准”的最大振动加速度3.46m/s²(10分钟/天)的全身振动中也能够辨识的振动加速度5m/s²设为下限值。此外，在“全身振动的容许基准”中，除去了一次5～10秒左右的短时间的冲击，因此即使超过最大振动加速度也判断为没问题。

上限值是将头盔佩戴者受到紧急避难的振动不会受到振动妨碍的加速度设为上限。将使用厚生劳动省的“用于振动障碍的预防”的每天的振动暴露量(日振动暴露量)的应对必要值2.5m/s²和本申请的紧急避难警报装置的每天的假定使用时间0.028hr(10秒/次×10次)根据以下日振动暴露量的数式计算出的振动加速度42.4m/s²设为上限值。

[数1]

式：日振动暴露量

α：振动加速度，T：每天的振动暴露时间

进一步地，在上述范围中，在振动加速度为7.9m/s²、9.1m/s²、12.0m/s²下，对8～10名以将振动的强度设为1：无感、2：弱、3：不强不弱、4：强这四个阶段进行感官试验时，在7.9m/s²时平均为2.75，在9.1m/s²时平均为3.1，在12.0m/s²时平均为3.7，作为注释，可以再稍微强一些，因此，目的在于将对佩戴有头盔的人的头部的振动加速度的范围设定为12m/s²以上。

(b)振动部的设计

接下来对用于将对佩戴有头盔的人的头部的振动加速度设定于上述范围的振动部进行研究。就振动部的振动而言，认为在传播到人的头部前进行大幅衰减，并对振动部具体地进行了验证。

[表1]

注1：相对于头盔佩戴者，X轴表示前后方向，Y轴表示左右方向，Z轴表示上下方向。

注2：三轴合成表示将振动加速度的X轴、Y轴、Z轴这三个轴合成的值，通过以下数式计算。

式：

首先，在试制1中，认为，作为使头盔佩戴者的头部感知为紧急警报的振动能力是足够的，但重量过重。

然后，在试制2中，作为实际上头盔佩戴者感知的振动加速度为12m/s²左右，因此能够使用，但作为紧急警报，认为需要更强的振动能力，在通过稍微增加振子的重量和半径且使重心位置更靠外侧，将实际上头盔佩戴者感知的振动加速度增强到24m/s²左右时，作为头盔佩戴者感知为紧急警报的振动能力是合适的。在马达16和振子17的平衡上，失去了通常的平衡，且特殊化为头盔佩戴用紧急避难警报装置的规格，虽然使用寿命稍微减少，但由于是紧急用且使用时间短，因此判断为没有问题。

(c)振子

如图3所示地，振子17固定于马达16的旋转轴。而且，如图3的俯视图所示地，振子17为将以马达16的旋转轴为中心的圆切除大约一半而成的半圆状的形态，因此振子17固定于穿过偏离重心的位置的马达16的旋转轴。因此，当马达16使振子17旋转时，振子17的重心位置绕着马达16的旋转轴的周围转，箱体2振动。另外，如图3的主视图所示地，振子17配置于比箱体2的上下方向的中心靠上。由此，当振子17旋转时，在箱体2产生如下的振动。

图5是表示马达16工作时的紧急避难警报装置1的状态的图。如上所述，振子17配置于比箱体2的上下方向的中心靠上方，因此，当马达16工作，振子17的重心位置绕马达16的旋转轴的周围转时，在箱体2的比箱体2的中心靠上方的位置产生使箱体2向前后左右运动的力。但是，箱体2经由支撑部3、4固定于头盔的表面。换句话说，箱体2以实质上插通于箱体2的前表面的右端与左端的中央部附近的固定带部件(固定带)18与头盔的表面23接触的状态固定，其它部位未被支撑。由此，可以说箱体2以通过插通于支撑部3的固定带部件通孔11、支撑部4的固定带部件通孔12的固定带部件(固定带)18的些许的伸缩，容许以连结支撑部3、4的线为轴的轻微的旋转的状态固定于头盔的表面。因此，箱体2的以沿前后方向伸长的轴为中心的旋转方向的运动、以沿上下方向伸长的轴为中心的旋转方向的运动被支撑部3、4、固定带部件(固定带)18限制，但以沿左右方向伸长的轴为中心的旋转方向的运动稍微被容许。因此，当马达16工作时，箱体2反复图5所示的“状态1”和“状态2”。换句话说，当马达16工作时，箱体2产生以沿左右方向伸长的轴为中心的旋转方向的摆动。

就振子17的位置而言，在朝向头盔表面23观察固定于头盔21的状态的箱体2的情况下，在未被与支撑部3和支撑部4接合的固定带部件(固定带)18夹着的部位配置振子17。即，紧急避难警报装置1例如也可以将振子17内置于箱体2的上端附近，或者也可以将振子17内置于箱体2的下端附近。这是因为，只要振子17在箱体2内配置于这样的位置，通过振子17的旋转产生的以沿箱体2的左右方向伸长的轴为中心的旋转方向的振动与上述实施方式的情况相比，更难以限制，因此，能够有效地传递向佩戴者的头部的振动。

但是，也可以将振子17配置于被与支撑部3和支撑部4接合的固定带部件(固定带)18夹持的部位。

(2)箱体

内置振动部的箱体2具有带有圆角的大致长方体的外观。而且，箱体2在成为头盔对置的面的前表面的左右两端具有支撑部3、4。支撑部3、4在箱体2佩戴于头盔的状态下介于该头盔的表面与箱体2之间，前表面的其它面在与该头盔的表面之间具有空隙。另外，在支撑部3、4设有固定带部件通孔11、12，且穿过用于环绕头盔进行固定的固定带18。支撑部3、4的长度和固定带部件通孔11、12的长度可以在箱体2的上端到下端之间适当地设定，但形成为以箱体2的前表面的端部的中央部附近为中心。箱体2的左右两端的支撑部3、4经由穿过固定带部件通孔11、12的固定带18支撑于该头盔的表面两部位。

上述的头盔帽体与内置振动部的箱体2的接合最重要的问题是使佩戴于头盔的紧急避难警报装置1的振动不衰减地传播到作业者的头部。后述的验证试验的实验1及2的结果，可知上述两部位接合最能够使振动部的振动能力不衰减地传播。另外，确认了，除了箱体2的整个面与头盔接触的情况，也可以是箱体2与头盔局部接触的例如一部位接合、三部位接合、四部位接合。

在本实施方式中，将紧急避难警报装置1和头盔帽体两部位支撑(接合)。在本紧急避难警报装置1中，支撑部3、4介于箱体2与头盔的表面之间。而且，紧急避难警报装置1利用弹性体(固定带部件18)固定于头盔。弹性体受力而弹性变形，因此决定头盔与紧急避难警报装置1的相对于位置关系的实质上是两个支撑部3、4(第一支撑部及第二支撑部)。但是，第一支撑部和第二支撑部在头盔的表面中的两部位支撑紧急避难警报装置1，因此以连结该两部位的线为轴的旋转方向的运动取决于第一支撑部和第二支撑部的形态、弹性体的形态，但是与在三部位以上支撑振动部的情况相比，被稍微容许。即，在上述的紧急避难警报装置1中，紧急避难警报装置1相对于头盔的移动被稍微容许，因此，当振动部发生振动时，紧急避难警报装置1能够以比在头盔的表面的三部位以上被支撑的情况大的振幅振动。如果紧急避难警报装置1的振幅变大，则经由第一支撑部及第二支撑部接受紧急避难警报装置1的振动的头盔的振幅也变大。如果头盔的振幅变大，则传到戴着头盔的佩戴者的头部的振动部的振动也变大。因此，如果是上述的振动发生装置，则即使隔着头盔，振动也能够有效地向佩戴者的头部传递。

(3)固定带

紧急避难警报装置1将作为弹性体的固定带18插通于箱体2的支撑部3、4的固定带部件通孔11、12并固定于头盔。在本实施例中使用的固定带18是宽度为25mm、厚度为2mm的康泰克公司(コンテック社)制的硅带，在用IMADA制造的推拉力计确认具备20kgf以上的拉伸强度后使用，但只要是具有弹性的相同程度的橡胶带即可。固定带18在固定带部件通孔11、12折回，通过ABS制造的带扣19、20固定，并在头盔沿着表面环绕而固定。这样，如果紧急避难警报装置1固定于弹性体，则可充分确保弹性体的伸缩量，因此紧急避难警报装置1的振动难以被限制，振动部的振动能够有效地传递到作业者的头部。

如上所述，固定带18在设于支撑部3、4的固定带部件通孔11、12插通并折回，实际上其带宽度与振动产生部的箱体2和头盔帽体表面接合，在左右两部位支撑紧急避难警报装置1。根据后述的实验5，固定带3、4的宽度可以是10～50mm中的任意宽度。即使采用任意的宽度，箱体2的支撑部3、4的固定带部件通孔11、12也设为适于使固定带18以箱体2侧面的中央为中心插通的宽度。

另外，在本实施方式中，将紧急避难警报装置1固定于头盔的后脑勺后头部。由紧急避难警报装置1的重量而产生的荷重沿从额头部侧朝向后脑勺部侧的方向作用于头盔，因此能够抑制头盔成为佩戴者的视野的障碍的可能性。此外，根据后述的实验3，就振动加速度本身而言，额头部和后脑勺部大致相同，颞部稍差。

(4)控制部

图3的控制部(控制电路)13利用电路板控制紧急避难警报装置1的所有动作。控制部13接受天线10接收到的警告信号，驱动振动部。在本实施方式中，在有警告信号时，振动持续5秒～7秒左右。在来自发送器31的警告信号持续时，设定为在警告信号中断前持续振动。佩戴者本人不能停止该振动。

另外，控制部13通过操作部5的操作控制以下的功能。首先，为了防止干扰，具有以仅针对特定的发送器31的警告信号发出警报的配对功能。此外，进行电源的通断、电源余量的确认。

(5)操作部及天线

在图2的操作部5有电源按钮7和电池检查按钮6。还具有配对LED8和电源LED9。

如果长按电源按钮7两秒以上，则紧急避难警报装置1的电源接通。电源LED9考虑一天的工作时间，在能够使用十小时以上使用的情况下为绿色的点亮状态。设定为，随着剩余可使用时间减少，以四个阶段通过电源LED9的闪烁及蜂鸣器通知佩戴者。

此外，在将紧急避难警报装置1设为可使用状态之前，为了设定与发送器31的配对，使用电池检查按钮6和电源按钮7，通过观察到橙色的配对LED8，确认配对完成。配对结束后进行再次启动，由此紧急避难警报装置1成为可使用状态。

图2的天线10使用920MHz频段的特定小功率无线，因此为大约8cm的长度的导线。为了使灵敏度尽可能良好，使其从箱体2突出约6cm。突出部分由三元乙丙橡胶(EPDM)包覆，以使其不折弯。

(6)电源部

图3的电源部(电池)14、15使用两个AA镍氢充电电池作为电源。作为可使用时间，为大约十五小时左右，即使从紧急避难警报装置1的耗电出发考虑，认为作为电源也是足够的。也能够使用锂离子充电电池，但由于其大的电容，难以处理，且由于来自外部的冲击、充放电条件的问题、恶劣的周围环境，引起起火、爆炸等事故的可能性不低，认为用于如头盔21这样地具有从外部受到冲击的可能性的装置是危险的，因此采用了镍氢充电电池。另外，对于电源部14、15，也考虑不放入箱体2内，而是设为分体。

＜紧急避难警报系统＞

佩戴于头盔的上述紧急避难警报装置1在各种恶劣条件下也能够可靠地通过振动使作业者认知紧急避难警报。接下来的问题是，需要将危险迫近可靠地发送到紧急避难警报装置1的系统。本实施方式的紧急避难警报系统是如下系统：包括从感知到急迫的危险的人或传感器通过无线发送警告信号的发送器31和可靠地接收警告信号的紧急避难警报装置1的接收功能，且在中途有障碍的情况下，设置中继器。在本系统中，首先，问题在于无线的选定以及基于配对的实际的系统的设定。

(1)无线

在本实施方式的紧急避难警报系统中，使用了特定小功率无线的920MHz频段。因为使用特定小功率无线不需要许可，因此所有的作业者都能够使用。另外，对于特定小功率无线的使用频带，作为规格，存在四个种类，但考虑通信距离、设备的小型化、可传输数据量等，使用920MHz频段。在本申请系统中，以高速公路内作业为对象，因此采用了在920MHz频段输出为10mW的无线模块。作为通信距离，大约是7km。在其它作业中需要长的通信距离的情况下，如果将输出设为20mW，则能够进一步将通信距离延长到大约1.4倍。但是，这是在无线模块的周围没有任何障碍物，且没有雨、雪或雾等吸收、扩散电波的因素的最佳的条件下的规格。在本申请系统中，将这些无线模块主体收纳于箱体2内，且在其周边配置其它控制电路13、机械部件、电源电池14、15等，而且天线10也被树脂覆盖，因此无线收发到达距离变短。另外，本申请系统中的通信距离关系到人的生死，因此具有富裕，将大约300米设为上限。另外，从装置的小型化的观点来看，如果是920MHz频段，则天线的长度理论上为8cm左右(波长的1/4)。就920MHz频段而言，能够使用的频带宽度也大(13.8MHz)，因此能够传输的数据量也变大。在一次通信中能够将最大64比特的数据以1250比特每秒的速度传输。在本申请系统中，使用的数据量不大，但可以用于与多个功能并用的情况。

(2)配对功能

本申请的紧急避难警报系统根据现场的状况具体地设计将紧急避难警报装置1和发送器31组合多个而成的系统，然后使其工作，这是紧急避难警报装置1与发送器31的配对。

在本申请实施方式中，能够利用最大64台发送器31将感知到危险的人或传感器的警告信号传给在头盔佩戴有紧急避难警报装置1的各个作业者。另外，同时接收警告信号的紧急避难警报装置1的台数(收到警告信号的作业者的数量)没有限制。能够将它们组合，作成与现场的状况相应的各种系统。

此外，在本申请中，认为可以可靠地避免与既有的其它组的干扰。对发送器31分别分配16比特的识别号码(如65536)，紧急避难警报装置1存储该识别号码，发送器31将任意的8比特的节点号码及警报代码(4文字)与自己的识别号码一起发送。接收到来自发送器31的警报电波的接收器比较存储的识别号码和接收到的电波的识别号码，仅在一致的情况下作为警报开始振动动作。识别号码例如为65536，警报代码也是独特的，因此，可避免干扰的可能性。

紧急避难警报装置1与发送器31的配对在开始使用前在紧急避难警报装置1侧注册。首先，在没有接入电源的状态下，一边按压操作部5的电池检查按钮6，一边长按电源按钮7，从而进入配对设定模式。在该状态下，如果从想要注册的发送器31向紧急避难警报装置1发送警告信号，则能够将发送器31注册到紧急避难警报装置1。注册的解除是通过将紧急避难警报装置1再次设为配对模式，并长按电池检查按钮6来解除。注册结束能够通过配对LED8以橙色点亮来确认。

配对设定模式通过断开电源而结束，如果再次接通电源，则成为能够使用紧急避难警报系统的状态。配对如果注册一次，则只要不解除便能够持续使用。但是，该紧急避难警报装置1不显示配对的注册是否完成，因此需要注册后必须有一次振动产生的确认。

(3)发送器

图6的发送器31是在发生紧急事件时向作业者佩戴的紧急避难警报装置1发送警告信号的装置。在本实施方式中，对手动按钮式发送器进行说明。

手动按钮式发送器是在管理者(监视者)目视认知到紧急情况的发生时手动发送警告信号的装置。在图6中示出外观。在箱体的前表面，作为操作部设有紧急按钮35和电池检查按钮36。在箱体32的侧部设有固定带部件通孔33、34，在背面设有夹子，能够佩戴于作业者的上臂部或口袋。

当按下紧急按钮35时，从设于箱体32上部的发送用天线38发送警告信号。该紧急按钮35通过短按进行工作，能够瞬时发送警告信号，在按下紧急按钮35期间，紧急按钮上部的绿色的发送LED37点亮，蜂鸣器鸣响，能够确认信号已发送。此外，除此以外的本系统的操作按钮通过长按来使用。

电源使用两个AA镍氢充电电池，一次充电能够使用约168小时。没有电源按钮，通过充电电池的安装自动开始工作。电池的剩余容量通过按压电池检查按钮，能够以绿色的发送LED37的显示和蜂鸣器的鸣动来确认。而且，在剩余使用时间低于十小时时，发送LED37自动闪烁、蜂鸣器自动鸣响，能够可靠地认知到低充电状态。

除此之外，发送器31也可以是当传感器探测到异常时自动发送警告信号的发送器。传感器考虑跌倒传感器、冲击传感器(加速度传感器)等。

(4)中继器

中继器在发送器31与紧急避难警报装置1之间转送警告信号。在本申请系统中，将收发的传输距离设定为300m，但在想要确保在此之上的距离时、存在水泥墙等妨碍通信的障碍物的情况下，为了可靠地发送警告信号而使用中继器。

中继器包括接收无线的接收部、发送无线的发送部、以及电源部而构成。中继器在接收到无线的情况下产生相同规格的电波，将发送器31的电波传递。中继器发送的信息也包括发送器31的识别号码等，因此不需要解除、变更发送器31与紧急避难警报装置1的配对注册。

中继器根据具体的现场的作业环境配置，如果需要，也可以将中继器之间设为有线。特别是在障碍多的楼宇的各层间、作业范围大的情况下，中继器是有效的。

(5)基于紧急避难警报系统的即时避难行动的例子

本申请系统是以通过催促危险迫近的作业区的相关人员进行即时避难行动而保护处于作业区的作业相关人员102的生命为目的的系统。

在此，作业相关人员102是包括在作业区进行作业的作业者104、监督作业者的监督者103、配备于作业区的保安人员105、在作业区参观的参观者、以及其它出入作业区的人的概念。另外，在作业区的相关人员是不限于利用施工用的路障等限制一般的人或车辆的进入的作业区内的人，也包括在作业区的周边的人的概念。本申请系统是如下系统：在危险迫近作业区的情况下，通过催促这些相关人员进行即时避难行动，尽可能地抑制由例如1秒左右的一瞬的晚逃生而引起的死伤事故，为保护生命的安全的社会重要使命做出贡献。以下，以高速公路上的危险作业为例，对基于紧急避难警报系统进行的即时避难行动的例子进行说明。

图7是表示作业区的一例的图。例如，在道路施工的作业区，监督者103、作业者104、保安人员105等作业相关人员在作业区的内外进行作业。通常，这样的作业区利用标桩106、箭板107等限制一般的人或车辆的进入。但是，在少数情况下，有时通行中的车辆的司机进行错误的驾驶操作，使车辆进入限制进入的作业区。为了防止这样的事故的发生，在限制带的前头部分通常配置施工牌、旋转灯、导向灯、安装有限制标识的车辆等，但是，实际情况是，由于因浓雾引起的视野不佳、因司机的过度疲劳引起的疲劳驾驶等各种因素，无法完全消除车辆向作业区的误进。

图8是表示通过本申请系统能够实现的即时避难行动的第一例的图。例如，监视员携带发送器31，在作业区的各作业者将紧急避难警报装置1佩戴于头盔的状况下，如果注意到车辆向作业区的误进的监视员按压发送器31的紧急按钮35，各作业者的紧急避难警报装置1振动，头盔摆动。各作业者104当通过头盔的摆动认知到迫近作业区的危险时，进行用于保护自身的即时避难行动。由此，各作业者104躲开误进作业区的车辆，能够防止与该车辆接触。

图9是表示通过本申请系统能够实现的即时避难行动的第二例的图。作为发出警告信号的发送器31，除了上述的发送器31以外，例如，将内置有探测跌倒或冲击的传感器的发送器添加到本申请系统的系统结构，如果将内置该传感器的发送器安装于标桩106或箭板107，则如图9所示地，通过由传感器探测到车辆向标桩106或箭板107的接触的异常的发送器发出的警告信号，在作业区的各作业者104的紧急避难警报装置1振动，头盔摆动。如果在本申请系统的系统结构中加入这样的内置传感器的发送器，则即使在携带发送器31的人按压发送器31的警告按钮35之前，内置传感器的发送器也能够发出警告信号，因此，各作业者能够更早开始即时避难行动。

此外，本申请系统不限于应用于如上述的道路施工等作业区。本申请系统例如能够应用于建筑物的建筑现场、工厂、机械设备、沿海部、火灾现场、山岳地带、其它各种作业区。另外，通过使用上述的中继器，也能够用于针对于假定障碍物的存在、能见度差的地震、水灾、火山喷火灾害等灾害恢复现场、灾害监视据点、建筑物的建设、拆除现场等的新的损害(前震或进一步的灾害扩大等)或次生灾害的避难警报、建筑物的火灾、倒塌等发生时的避难警报。另外，在电波的传递困难的地下和地上各层之间等情况下，通过中继器的配置(将中继器设置于各层窗部等)、在中继器间局部地设置有线的传输通道，对于中继器进行备份，从而能够用于楼宇(公寓)、隧道、地铁等施工现场、煤矿、地下生命线等作业现场等许多现场。

＜验证试验＞

为了将紧急避难警报装置1佩戴于头盔21的帽体的头盔表面23，并通过振动使作业者可靠地认知到紧急避难警报，最大的问题在于紧急避难警报装置1的振动能力尽可能不衰减地传到人的头部。因此，进行了以下的实验。实验时，作为振动的测定点，首先，在箱体中央测定未佩戴于头盔21的状态的振动能力(测定点A)，然后，例如在如图4那样在将头盔21佩戴于人头模型M时的紧急避难警报装置1的箱体中央(测定点B)进行计测，最后，在将头盔21佩戴于相同的人头模型M时的吊网脚部连结部(测定点C)进行计测。在头盔头顶部与吊网脚部连结部之间通常有40～45mm的空隙，吊网直接与头部接触，因此测定点C的振动可以直接视为作业者的头部感觉到的振动。测定项目设为频率、振幅以及加速度，对头盔佩戴者在前后方向(X轴)、左右方向(Y轴)、上下方向(Z轴)上测定。之后，计算三轴合成加速度。对于测定点B、C，实际上在将头盔21的帽体、冲击吸收衬里、吊网、头带、耳带、帽带佩戴于人头模型之后进行实验。在以下的实验中，以五种方法对振动发生装置与头盔帽体的接合方法进行了验证，全面接合利用橡胶片使整个表面进行面接触，一部位、三部位、四部位接合在其间夹着小片，两部位接合利用安装于箱体2的支撑部3、4的固定带部件18接合。此外，使用的头盔是绿通安全有限公司制造的以下四个产品。

[表2]

头盔型式	A：SC-12PCL	B：SC-13PCL	C：SC-MPC	D：SC-13PCLV
					帽体形状	有帽缘	有帽缘	无帽缘	有帽缘
冲击吸收衬里	KP(SC-11用)	KP(SC-13PCLV用)	KP(SC-11用)	KP(SC-13PCLV用)
					吊网	八根树脂制	四根树脂制	八根树脂制	四点胶带
头带	刻度盘式	PA带	PA带	PA蒂
					重量	430g	430g	370g	440g

(1)实验1

本实验验证紧急避难警报装置1向头盔帽体的接合的方法和振动向人体头部的传递方式。作为接合的方法，对将振动产生装置与头盔帽体全面接合的情况下，在四部位接合的情况、在两部位接合的情况进行验证。此外，作为振动器，采用试制2，头盔为A：SC-12PCL，佩戴位置为后脑勺部，振动计测部位为测定点A和测定点C，固定带部件18宽度为25mm。

以下，在表3中示出实验1的结果。

[表3]

根据上述实验结果可知，在紧急避难警报装置1本身的振动能力经由头盔21传到人体头部时，大幅衰减。其中，全面接合的情况下衰减最大。在本实验中使用的试制2的振动能力的情况下，可知在四部位接合、两部位接合的情况下刚好超过作为目标的三轴合成加速度12m/s²。据此，可知，四部位接合、两部位接合以三轴合成加速度满足作为目标的12m/s²，但全面接合不满足。

此外，以下对上述实验详细地进行研究。在确认由测定点C的传感器观测的三轴(X、Y、Z)的频率时，与测定点A的频率相比，四部位接合的频率为大约－1％左右的变化率。另外，与测定点A的频率相比，全面接合的频率为大约－15％左右的变化率。与之相对，与测定点A的频率相比，两部位接合的频率为大约－30％左右的变化率。由此，与四部位接合、全面接合相比，两部位接合可以说具有使频率降低的趋势。

另外，在确认由测定点C的传感器观测到的三轴中的Y轴的振幅时，与测定点A的振幅相比，两部位接合、四部位接合以及全面接合均为大约－60～－70％左右的变化率。由此，可以说，与测定点A相比，两部位接合、四部位接合以及全面接合均具有使Y轴方向的振幅大幅降低的趋势。这推测为，因为紧急避难警报装置1佩戴于头盔21的后头部，所以由紧急避难警报装置1产生的Y轴方向的振动转换成以人头模型M的头部的上下方向的中心线为轴的头盔21的旋转方向的运动，换句话说，转换成使头盔21在左右的旋转方向上摆动的方向的运动，不成为使头盔21本身在Y轴方向上运动的振动。

另外，在确认由测定点C的传感器观测到的三轴中的X轴的振幅时，与测定点A的振幅相比，四部位接合和全面接合均为大约－60％左右的变化率。与之相对，与测定点A的振幅相比，上述实施方式的两部位接合的X轴方向的振幅为大约+7％的变化率。由此，可以说，四部位接合和全面接合具有使X轴方向的振幅衰减的趋势，与之相对，实施方式的两部位接合具有使X轴方向的振幅放大的趋势。

此外，对于由测定点C的传感器观测到的三轴中的Z轴的振幅，内置于紧急避难警报装置1的马达16是沿着Z轴方向延伸的旋转轴，因此未确认到应该特别写出的趋势。

通过上述验证的结果，确认了，两部位接合在X轴方向上将大于四部位接合及全面接合的振幅施加于人头模型M。这是因为，与四部位接合、全面接合相比，两部位接合更容易使振动产生装置相对于头盔相对运动，紧急避难警报装置1的振动不被限制。因此，从上述验证的结果也可判断为，即使隔着头盔21，两部位接合也能够向用户的头部有效地传递振动。

(2)实验2

本实验接着实验1验证紧急避难警报装置1向头盔帽体23的接合的方法和振动向人体头部的传递方式。作为接合的方法，对将紧急避难警报装置1在一部位～四部位与头盔帽体23接合的情况进行验证。此外，作为振动器，使用对试制2改良进一步增大了振动能力的试制3，头盔为B：SC－13PCL，佩戴位置为后脑勺部，振动计测部位为测定点A、测定点B以及测定点C，固定带部件18宽度为25mm。

以下在表4中示出实验2的结果。

[表4]

根据上述实验结果，可知，在测定地点的吊网脚部连结部的三轴合成加速度中，两部位接合最大，为23m/s²，一部位接合第二大，为18.7m/s²，三部位接合、四部位接合衰减最大，为大致13m/s²。但是，可知，均为本申请中设为最低水平的12m/s²以上。此外，测定点B的三轴合成加速度比测定点C大。

(3)实验3

本实验在将试制3的紧急避难警报装置1以两部位接合佩戴于头盔21的情况下，比较佩戴于头盔的额头部、后脑勺部、颞部的情况下的各个振动能力。头盔为B：SC－13PCL，振动计测部位为测定点A、测定点B以及测定点C，固定带部件18宽度为25mm。

以下，在表5中示出实验3的结果。

[表5]

根据上述实验结果，可知，在测定点C的三轴合成加速度中，当佩戴于额头部、后脑勺部时最大，为大致23m/s²，与之相对，颞部减小为16m/s²。另外，可知，任一情况下都高于本申请设为基准的12m/s²。

但是，如果综合考虑安装有振动部的头盔的处理、重量平衡、安装于额头的情况下振动对穿戴者的视野带来的影响、安装于颞部的情况下振动对穿戴者的半规管带来的影响等，则考虑优选将振动部佩戴于头盔的后脑勺部。

(4)实验4

在发生需要紧急避难的环境下的作业的情况下佩戴于头盔21使用，因此只要是通常的头盔，不管头盔的种类如何都能使用，本实验对四种头盔验证了振动能力。本实验以两部位接合将试制3的振动产生装置佩戴于头盔21的后脑勺部，固定带部件18宽度为25mm。

以下在表6中示出实验4的结果。

[表6]

根据上述实验结果，可知，在测定点C的三轴合成加速度中，上述四种头盔在振动能力上均是足够的。可知，就上述四种头盔而言，帽体形状、吊网与帽体的卡合部位(4点、8点)、材质(树脂、胶带)、冲击吸收衬里、头带的形状、头盔整体的重量不同，但均能够将振动传到人体头部。

(5)实验5

在以两部位接合紧急避难警报装置1和头盔帽体23的情况下，由于实际上固定带部件18与帽体接合，因此本实验验证振动的传播是否根据固定带部件18的宽度而改变。在本实验中，使用试制3的紧急避难警报装置1，与头盔B：SC－13PCL的后脑勺部接合，将固定带部件18宽度设为10mm～50mm进行验证。

以下在表7中示出实验5的结果。

[表7]

根据上述实验结果，可知，在测定点C的三轴合成加速度中，虽然10mm稍差，但均能够将振动部的振动充分传到人体头部。其中，考虑向头盔的佩戴的容易度和与振动部箱体的平衡，认为优选25mm。

符号说明

1—紧急避难警报装置，2—箱体，3—支撑部，4—支撑部，5—操作部，6—电池检查按钮，7—电源按钮，8—配对LED，9—电源LED，10—天线，11—固定带部件通孔，12—固定带部件通孔，13—控制电路，14—电池，15—电池，16—马达，17—振子，18—固定带部件(固定带)，19—带扣，20—带扣，21—头盔，22—帽缘，23—头盔表面，31—发送器，32—箱体，33—固定带部件通孔，34—固定带部件通孔，35—紧急按钮，36—电池检查按钮，37—发送LED，38—天线，39—固定带部件(固定带)，102—作业相关人员，103—监督者，104—作业者，105—保安人员，106—标桩，107—箭板，M—人头模型。

Claims

1.一种紧急避难警报装置，其催促作业区的相关人员进行即刻避难行动，该紧急避难警报装置的特征在于，具备：

箱体，其通过内置的振子的运动振动；

弹性固定带，其将上述箱体装卸自如地固定于上述相关人员的头盔，且从该箱体向两个方向伸出，沿着该头盔的表面包围该头盔；以及

支撑部，其以通过与通知迫近上述作业区的危险的无线的警告信号连动而运动的上述振子的振动，上述头盔与上述箱体一起摆动的方式，将上述箱体局部地支撑于上述头盔的表面。

2.根据权利要求1所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

上述支撑部由上述固定带的一部分形成。

3.根据权利要求1或2所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

上述支撑部介于上述头盔的表面与上述箱体之间，且由在上述头盔的表面中的两个部位支撑上述箱体的第一支撑部及第二支撑部构成。

4.根据权利要求3所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

在朝向上述头盔的表面观察固定于上述头盔的状态的上述箱体的情况下，上述振子配置于上述第一支撑部与上述第二支撑部之间且未被与帽体直接接合的部分夹着的部位。

5.根据权利要求3或4所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

上述第一支撑部设于上述固定带从上述箱体向一方伸出的位置，

上述第二支撑部设于上述固定带从上述箱体向另一方伸出的位置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

上述箱体固定于上述头盔的后脑勺部。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的紧急避难警报装置，其特征在于，还具备：

天线，其接收上述警告信号的电波；以及

控制部，当利用上述天线接收到上述警告信号时，使马达工作，该马达使上述振子运动。

8.根据权利要求7所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

上述控制部在由上述天线接收到的上述警告信号含有的识别信息通过配对与预先注册到该控制部的识别信息一致的情况下，使马达工作，该马达使上述振子运动。

9.根据权利要求7或8所述的紧急避难警报装置，其特征在于，

还具备向上述控制部供给电力的电源部。

10.根据权利要求9所述的紧急避难警报装置，其特征在于，还具备：

电源按钮，其用于将上述电源部的电力设为向上述控制部的供电状态；以及

电池检查按钮，其用于确认上述电源部的电池余量。

11.一种紧急避难警报系统，其特征在于，具备：

权利要求1～10中任一项所述的紧急避难警报装置；以及

通过无线向上述紧急避难警报装置发送上述警告信号的发送器。

12.根据权利要求11所述的紧急避难警报系统，其特征在于，

上述发送器是发送警告信号的相关人员携带的设备，且具有用于通过无线发出上述警告信号的警告按钮。

13.根据权利要求11所述的紧急避难警报系统，其特征在于，

上述发送器具有探测危险状态的发生的传感器，且安装于设置物。

14.根据权利要求11～13中任一项所述的紧急避难警报系统，其特征在于，

还具备中继器，该中继器中继从上述发送器向上述紧急避难警报装置无线发送的上述警告信号。