CN112425856A - 一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽 - Google Patents

一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽 Download PDF

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刘海青
付昆昆
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Abstract

本发明提供了一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽，包括：安全帽本体，通过3D打印机打印得到，内部设有待填充腔体，顶部开设有与待填充腔体连通的螺孔；剪切增稠液，通过螺孔填充入待填充腔体中，用于提供隔音性能与抗冲击性能；以及螺栓，通过3D打印机打印得到，用于与螺孔配合连接来对安全帽本体进行密封，其中，待填充腔体的结构通过3D打印机进行设计，剪切增稠液由纳米二氧化硅和聚乙二醇制备得到，纳米二氧化硅的颗粒直径为500nm‑600nm，聚乙二醇的分子量为400，制备得到的剪切增稠液的体积分数为41.4％‑53.8％。

Description

一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽
技术领域
本发明涉及一种安全帽，具体涉及一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽。
背景技术
安全帽是为了防止高空坠物伤害头部而设计的防护用品，安全帽可以缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻物体对头部的直接伤害，使作用在头部上的冲击力降到最低，所以在建筑工地要求佩戴质量合格的安全帽。其次，在建筑工地噪声污染具有突发性、不连续性、冲击性等特点，容易引起建筑工人的烦躁情绪，容易引发建筑工地事故。
现有的用于建筑工地隔音抗冲击的安全帽专利比较少见，目前抗冲击的发明主要有曾干川等人发明了一种降噪安全帽(CN201922248950.7)，包括安全帽本体，安全帽本体内设有主动降噪耳机，降噪耳机包括耳塞和外壳，外壳内设有用于接收外界声音信号的麦克风模块以及播放声音的发声模块，麦克风模块和主动降噪模块分别与PCB控制板电链接，它的优点是耳塞的物理降噪和主动降噪模块主动降噪，能够很好的降低噪音，使用者在嘈杂的环境也能够交流，但是该安全帽结构比较复杂，成本比较高，且没有抗冲击效果。
詹姆斯·库克发明了一种吸震结构和具有这种结构的头盔(CN201680017968.2)詹姆斯·库克等人设计了一种吸震结构和具有这种结构的头盔，该发明涉及一种形成为拉伸主导中空单元和冲击表面弯曲的吸震结构以改善冲击吸收，但是该设计的头盔未提及有隔音效果。
张东伟发明了一种抗冲击安全帽(CN201922487715.5)，该设计在帽壳外侧壁上开设有多个冲向帽壳所在球面的球心设置的收纳槽，收纳槽中均卡接有支撑块，支撑块靠近缓冲槽两端的位置处均固定连接有缓冲弹簧，当受到冲击时缓冲块会在惯性的作用下先向靠近冲击来源的方向滑动，此时两缓冲弹簧一个受到挤压一个被拉伸，在两弹簧的带动下缓冲块会来回反复滑动多次，通过缓冲快的来回滑动以抵消冲击力，但是该设计没有隔音功能，且结构较为复杂。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽。
本发明提供了一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽，具有这样的特征，包括：安全帽本体，通过3D打印机打印得到，内部设有待填充腔体，顶部开设有与待填充腔体连通的螺孔；剪切增稠液，通过螺孔填充入待填充腔体中，用于提供隔音性能与抗冲击性能；以及螺栓，通过3D打印机打印得到，用于与螺孔配合连接来对安全帽本体进行密封，其中，待填充腔体的结构通过3D打印机进行设计，剪切增稠液由纳米二氧化硅和聚乙二醇制备得到，纳米二氧化硅的颗粒直径为500nm-600nm，聚乙二醇的分子量为400，制备得到的剪切增稠液的体积分数为41.4％-53.8％。
在本发明提供的建筑工地用隔音抗冲击安全帽中，还可以具有这样的特征：其中，待填充腔体的结构为六边形蜂窝、三角形蜂窝或四边形蜂窝。
在本发明提供的建筑工地用隔音抗冲击安全帽中，还可以具有这样的特征：其中，安全帽本体与螺栓的打印材料由尼龙和微碳纤维组成。
在本发明提供的建筑工地用隔音抗冲击安全帽中，还可以具有这样的特征：其中，剪切增稠液的制备方法如下：将纳米二氧化硅和聚乙二醇在500rd/min下进行机械搅拌并在60℃下进行水浴超声，随后放入真空箱中在室温下静置6h去除气泡后得到剪切增稠液。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的建筑工地用隔音抗冲击安全帽，因为采用3D打印技术打印出安全帽的结构，然后配置剪切增稠液并填充入待填充腔体内，制备工艺简单，并且充分利用了剪切增稠液的耗能和吸能效果，所设计的安全帽具备隔音和抗冲击性能，能够有效的保护人体头部重要部位，且可以利用3D打印技术对安全帽进行个性化外形设计。
附图说明
图1是本发明的实施例中建筑工地用隔音抗冲击安全帽的结构示意图；
图2是本发明的实施例中安全帽本体的俯视图；
图3是本发明的实施例中安全帽本体的主视图；
图4是本发明的实施例中安全帽本体的左视图；
图5是本发明的实施例中剪切增稠液的制备流程图；
图6是本发明的实施例中进行声学测试的流程图；
图7是本发明的实施例中对各个材料进行声学测试的传声损失结果示意图；
图8是本发明的实施例中螺栓的俯视图；
图9是本发明的实施例中螺栓的主视图；
图10是本发明的实施例中螺栓的左视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例中建筑工地用隔音抗冲击安全帽的结构示意图。
如图1所示，本实施例的建筑工地用隔音抗冲击安全帽100，包括安全帽本体10、剪切增稠液以及螺栓20。
图2是本发明的实施例中安全帽本体的俯视图，图3是本发明的实施例中安全帽本体的主视图，图4是本发明的实施例中安全帽本体的左视图。
如图2-图4所示，安全帽本体10通过3D打印机打印得到，内部设有待填充腔体，顶部开设有与待填充腔体连通的螺孔11。
待填充腔体的结构通过3D打印机进行设计，待填充腔体的结构为六边形蜂窝、三角形蜂窝或四边形蜂窝。
剪切增稠液通过螺孔填充入待填充腔体中，用于提供隔音性能与抗冲击性能。
剪切增稠液由纳米二氧化硅和聚乙二醇制备得到，纳米二氧化硅的颗粒直径为500nm-600nm，聚乙二醇的分子量为400，制备得到的剪切增稠液的体积分数为41.4％-53.8％。
图5是本发明的实施例中剪切增稠液的制备流程图。
如图5所示，剪切增稠液的制备方法如下：将纳米二氧化硅和聚乙二醇在500rd/min下进行机械搅拌并在60℃下进行水浴超声，随后放入真空箱中在室温下静置6h去除气泡后得到剪切增稠液。
本实施例中，剪切增稠液还可以选用聚苯乙烯-丙烯酸乙酯/乙二醇等高分子体系剪切增稠液，从而可以减轻安全帽的重量。
图6是本发明的实施例中进行声学测试的流程图。
如图6所示，图中包括3D打印机1、测试腔体2以及阻抗管3，对材料进行声学测试时，首先通过3D打印机1打印得到测试腔体2，在测试腔体2中填充并胶粘待测试材料后置于阻抗管3中进行声学测试。
本实施例中，选择体积分数为41.4％、46.5％、53.8％的本发明的剪切增稠液进行声学测试，并与空腔体、填充聚乙二醇、填充体积分数为58％苯乙烯/丙烯酸酯剪切增稠液(巴斯夫公司BASF)时的传声损失结果进行对比，图7是本发明的实施例中对各个材料进行声学测试的传声损失结果示意图。
如图7所示，41.4％、46.5％以及53.8％体积分数的本发明的剪切增稠液均能够获得比空腔体和聚乙二醇时更好的隔音效果，并且与体积分数为58％苯乙烯/丙烯酸酯剪切增稠液对比，本发明53.8％体积分数的剪切增稠液与58％体积分数的苯乙烯/丙烯酸酯剪切增稠液在各个频率下都能有较好的隔音效果，并且本发明的41.4％体积分数的剪切增稠液在高频环境下的隔音效果比58％体积分数的苯乙烯/丙烯酸酯剪切增稠液更为优秀。因此，本发明的剪切增稠液具有良好的隔音效果，并且能够根据使用环境不同选择不同体积分数的剪切增稠液进行制备，得到性能不同的隔音抗冲击安全帽进行使用。
图8是本发明的实施例中螺栓的俯视图，图9是本发明的实施例中螺栓的主视图，图10是本发明的实施例中螺栓的左视图。
如图8-图10所示，螺栓20通过3D打印机打印得到，用于与螺孔11配合连接来对安全帽本体10进行密封。
安全帽本体10与螺栓20的打印材料由尼龙和微碳纤维组成。
本实施例中，打印材料还可以使用凯夫拉纤维进行增强来提高安全帽的抗冲击性能。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的建筑工地用隔音抗冲击安全帽，因为采用3D打印技术打印出安全帽的结构，然后配置剪切增稠液并填充入待填充腔体内，制备工艺简单，并且充分利用了剪切增稠液的耗能和吸能效果，所设计的安全帽具备隔音和抗冲击性能，能够有效的保护人体头部重要部位，且可以利用3D打印技术对安全帽进行个性化外形设计。
进一步地，能够利用不同体积分数的剪切增稠液进行填充，得到性能不同的隔音抗冲击安全帽。
进一步地，能够通过3D打印技术设计对待填充腔体进行结构设计，通过六边形蜂窝、三角形蜂窝以及四边形蜂窝等不同的结构填充剪切增稠液，得到性能不同的隔音抗冲击安全帽。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种建筑工地用隔音抗冲击安全帽，其特征在于，包括：
安全帽本体，通过3D打印机打印得到，内部设有待填充腔体，顶部开设有与所述待填充腔体连通的螺孔；
剪切增稠液，通过所述螺孔填充入所述待填充腔体中，用于提供隔音性能与抗冲击性能；以及
螺栓，通过3D打印机打印得到，用于与所述螺孔配合连接来对所述安全帽本体进行密封，
其中，所述待填充腔体的结构通过所述3D打印机进行设计，
所述剪切增稠液由纳米二氧化硅和聚乙二醇制备得到，所述纳米二氧化硅的颗粒直径为500nm-600nm，所述聚乙二醇的分子量为400，制备得到的所述剪切增稠液的体积分数为41.4％-53.8％。
2.根据权利要求1所述的建筑工地用隔音抗冲击安全帽，其特征在于：
其中，所述待填充腔体的结构为六边形蜂窝、三角形蜂窝或四边形蜂窝。
3.根据权利要求1所述的建筑工地用隔音抗冲击安全帽，其特征在于：
其中，所述安全帽本体与所述螺栓的打印材料由尼龙和微碳纤维组成。
4.根据权利要求1所述的建筑工地用隔音抗冲击安全帽，其特征在于：
其中，所述剪切增稠液的制备方法如下：
将所述纳米二氧化硅和所述聚乙二醇在500rd/min下进行机械搅拌并在60℃下进行水浴超声，随后放入真空箱中在室温下静置6h去除气泡后得到所述剪切增稠液。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104003409A (zh) * 2014-06-11 2014-08-27 北京化工大学 一种可控单分散球形大粒径纳米二氧化硅的制备方法
CN104213322A (zh) * 2013-12-17 2014-12-17 盐城工学院 一种抗冲击柔性防护结构及制造方法
CN104327795A (zh) * 2014-01-08 2015-02-04 中物功能材料研究院有限公司 剪切增稠液的制备方法
CN104799470A (zh) * 2015-05-08 2015-07-29 武汉理工大学 新型防护安全帽
CN106147211A (zh) * 2016-07-29 2016-11-23 苏州秉创科技有限公司 一种纤维基3d打印材料
CN205923066U (zh) * 2016-06-14 2017-02-08 东莞市汇通手板模型有限公司 一种采用3d打印方式制作成型的自行车头盔模型
CN107502288A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 湖南沃美新材料科技有限公司 一种纳米二氧化硅剪切增稠液体的制备方法
US20180184744A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Zam Helmets Inc. Helmet with flexible structure for improved force attenuation
CN109123867A (zh) * 2018-08-29 2019-01-04 广州迈普再生医学科技股份有限公司 一种颅脑安全帽及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104213322A (zh) * 2013-12-17 2014-12-17 盐城工学院 一种抗冲击柔性防护结构及制造方法
CN104327795A (zh) * 2014-01-08 2015-02-04 中物功能材料研究院有限公司 剪切增稠液的制备方法
CN104003409A (zh) * 2014-06-11 2014-08-27 北京化工大学 一种可控单分散球形大粒径纳米二氧化硅的制备方法
CN104799470A (zh) * 2015-05-08 2015-07-29 武汉理工大学 新型防护安全帽
CN205923066U (zh) * 2016-06-14 2017-02-08 东莞市汇通手板模型有限公司 一种采用3d打印方式制作成型的自行车头盔模型
CN106147211A (zh) * 2016-07-29 2016-11-23 苏州秉创科技有限公司 一种纤维基3d打印材料
US20180184744A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Zam Helmets Inc. Helmet with flexible structure for improved force attenuation
CN107502288A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 湖南沃美新材料科技有限公司 一种纳米二氧化硅剪切增稠液体的制备方法
CN109123867A (zh) * 2018-08-29 2019-01-04 广州迈普再生医学科技股份有限公司 一种颅脑安全帽及其制备方法

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