CN208002177U - 一种用于实现相互定位功能的安全帽 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于实现相互定位功能的安全帽，信号发送装置设置在外壳顶端；多个信号接收装置水平均布设置在外壳外侧，每个信号接收装置包括信号接收天线、屏蔽罩及指示灯控制处理器，屏蔽罩将信号接收天线包围，屏蔽罩罩口方向背向外壳中心设置；方向指示灯设置在帽檐的下端面。本申请公开的安全帽能够实现不同安全帽之间相互的定位，各个安全帽通过相互通信进行定位，不使用GPS定位的方式，受环境影响小，能耗更低，续航能力更好，且通过指示灯指示其他安全帽的方位，不使用显示屏，成本更低能耗更低。

Description

一种用于实现相互定位功能的安全帽

技术领域

本申请涉及安全帽技术领域，尤其涉及一种用于实现相互定位功能的安全帽。

背景技术

在地底洞穴中进行工作或探险时，是否能够准确判断同伴的方位直接关系到洞穴内人员的人身安全。

在现有技术中，通常采用GPS对洞穴内所有人员的位置进行定位，再通过远程服务器将每个人员的位置信息发送至洞穴内人员的通讯设备中，然而，由于洞穴周边岩壁厚度的影响，GPS定位的精准度较差，甚至可能出现信号无法完全穿透岩壁导致定位失败的情况，并且，GPS定位耗能较大，不利于长期在洞穴环境内使用。此外，现有技术中，对于洞穴内人员的位置信息一般采用电子屏进行显示，电子屏成本高及能耗高的缺点。

因此，如何提供一种受环境影响少、续航能力好且成本相对较低的能够实现洞穴环境内定位的方案成为了本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本申请要解决的技术问题是：提供一种受环境影响少、续航能力好且成本相对较低的能够实现洞穴环境内定位的方案。

为解决上述技术问题，本申请采用了如下的技术方案：

一种用于实现相互定位功能的安全帽，包括外壳、内衬、佩带及设置在安全帽前方的帽檐，还包括信号发送装置、多个信号接收装置及多个方向指示灯，其中：

信号发送装置设置在外壳顶端；

多个信号接收装置水平均布设置在外壳外侧，每个信号接收装置包括信号接收天线、屏蔽罩及指示灯控制处理器，屏蔽罩将信号接收天线包围，屏蔽罩罩口方向背向外壳中心设置；

方向指示灯的数量大于或等于信号接收装置的数量，每个信号接收天线通过对应的指示灯控制处理器与至少一个方向指示灯连接，每个方向指示灯只与一个信号接收天线连接；

方向指示灯设置在帽檐的下端面。

优选地，每个方向指示灯朝向佩戴者的一侧上刻有方向指示标记。

优选地，方向指示灯呈圆弧状单排设置，圆弧中心朝向佩戴者，一个方向指示灯设置在帽檐的中轴线上，帽檐的中轴线左右两侧分别对称设置有多方向指示灯，每个方向指示灯之间间隔预设距离。

优选地，所述信号接收装置还包括信号强度监测装置，信号接收天线通过信号强度监测装置与指示灯控制处理器连接。

优选地，多组方向指示灯呈圆弧状单排设置，圆弧中心朝向佩戴者，一组方向指示灯设置在帽檐的中轴线上，帽檐的中轴线左右两侧分别对称设置有多组方向指示灯，每组方向指示灯之间间隔预设距离，每组方向指示灯包括多个沿安全帽在水平面的直径的方向设置的方向指示灯，每组方向指示灯内的所有方向指示灯均与同一个信号接收天线连接，方向指示灯的组数与信号接收装置的数量相同。

优选地，安全帽的外壳上均布设置有多个盲孔，盲孔横向设置，每个盲孔内安装有一个信号接收装置。

优选地，方向指示灯均为LED变色灯。

优选地，还包括运动轨迹采集装置、录音装置及数据存储器，其中：

录音装置安装在显示屏的下端面上；

数据存储器分别与运动轨迹采集装置、录音装置及图像采集装置相连接。

优选地，还包括设置在安全帽后侧下沿的数据记录盒，数据存储器安装在数据记录盒中，所述数据记录盒还包括保护壳体及保护壳体内的延时开关、求救信号发送电源与求救信号发送装置，其中：

保护壳体由外层的硬质合金层及内层的缓冲泡沫材料层制成；

保护壳体的外侧设置有与延时开关连接的重置按钮，重置按钮用于重置延时开关，延时开关、求救信号发送电源及求救信号发送装置相互连接构成延时启动电路。

优选地，保护壳体上设置防误碰凹槽，防误碰凹槽上设置有滑门装置，重启按钮设置在防误碰凹槽内。

综上所述，本申请公开了一种用于实现相互定位功能的安全帽，包括外壳、内衬、佩带及设置在安全帽前方的帽檐，还包括信号发送装置、多个信号接收装置及多个方向指示灯，其中：信号发送装置设置在外壳顶端；多个信号接收装置水平均布设置在外壳外侧，每个信号接收装置包括信号接收天线、屏蔽罩及指示灯控制处理器，屏蔽罩将信号接收天线包围，屏蔽罩罩口方向背向外壳中心设置；方向指示灯的数量大于或等于信号接收装置的数量，每个信号接收天线通过对应的指示灯控制处理器与至少一个方向指示灯连接，每个方向指示灯只与一个信号接收天线连接；方向指示灯设置在帽檐的下端面。本申请公开的安全帽能够实现不同安全帽之间相互的定位，各个安全帽通过相互通信进行定位，不使用GPS定位的方式，受环境影响小，能耗更低，续航能力更好，且通过指示灯指示其他安全帽的方位，不使用显示屏，成本更低能耗更低。

附图说明

为了使申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步的详细描述，其中：

图1为本申请公开的一种用于实现相互定位功能的安全帽的俯视图；

图2为本申请公开的用于实现相互定位功能的安全帽的具有多组方向指示灯的俯视图；

图3为本申请公开的数据记录盒的结构示意图。

附图中标号的对应关系为：外壳1、帽檐2、信号发送装置3、信号接收装置4、方向指示灯5、信号接收天线6、屏蔽罩7、数据记录盒8、硬质合金层9、缓冲泡沫材料层10、重置按钮11、防误碰凹槽12、滑门装置13。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。

本申请未写明安装位置的电子元件可以安装在外壳1内部，外壳内1部还设置有内衬，各种电子元件可安装在内衬及外壳1之间。

如图1所示，本申请公开了一种用于实现相互定位功能的安全帽，包括外壳1、内衬、佩带及设置在安全帽前方的帽檐2，还包括信号发送装置3、多个信号接收装置4及多个方向指示灯5，其中：

信号发送装置3设置在外壳1顶端；

多个信号接收装置4水平均布设置在外壳1外侧，每个信号接收装置4包括信号接收天线6、屏蔽罩7及指示灯控制处理器，屏蔽罩7将信号接收天线6包围，屏蔽罩7罩口方向背向外壳1中心设置；

方向指示灯5的数量大于或等于信号接收装置4的数量，每个信号接收天线6通过对应的指示灯控制处理器与至少一个方向指示灯5连接，每个方向指示灯5只与一个信号接收天线6连接；

方向指示灯5设置在帽檐2的下端面。

本申请中，信号发射装置向四周发射信号，信号接收装置4接收其他安全帽发出的信号。由于采用了屏蔽罩7将信号接收天线6包围，因此信号接收天线6只能接收自身所朝方向传来的信号，当信号接收天线6接收到信号之后，指示灯控制处理器控制相应的方向指示灯5亮起，佩戴者可以根据亮起的方向指示灯5判断出其他佩带安全帽的人的方向。本申请公开的安全帽能够实现不同安全帽之间相互的定位，各个安全帽通过相互通信进行定位，不使用GPS定位的方式，受环境影响小，能耗更低，续航能力更好，且通过指示灯指示其他安全帽的方位，不使用显示屏，成本更低能耗更低。

具体实施时，每个方向指示灯5朝向佩戴者的一侧上刻有方向指示标记。

为了便于佩戴者判断指示灯所表示的方向，在指示灯朝向佩戴者的一侧可由方向指示标记，例如东、西、南、北，或者角度标识，使佩戴者判断其他同伴的方向时更加直观。

具体实施时，方向指示灯5呈圆弧状单排设置，圆弧中心朝向佩戴者，一个方向指示灯5设置在帽檐2的中轴线上，帽檐2的中轴线左右两侧分别对称设置有多方向指示灯5，每个方向指示灯5之间间隔预设距离。

如图中所示，将方向指示灯5弧线设置在帽檐2的下端面上，以9个方向指示灯5为例，九个指示灯，每个指示灯分别指示不同的方向，当其他佩戴者处于某个指示灯指示的方向范围时，则此指示灯亮起。将指示灯以圆弧形设置在帽檐2上，更便于佩戴者观察，且采用9个指示灯，对360°的方向进行合理的划分，也使得佩戴者对其他佩戴者的方位一目了然。本申请中，采用9个指示灯，设佩戴者的正前方为0°，中轴线上的指示灯指示-20°至20°，沿中轴线向左的四个指示灯分别指示-60°至-20°、-100°至-60°、-140°至-100°、-180°至-140°，沿中轴线向右的四个指示灯分别指示20°至60°、60°至100°、100°至140°、140°至180°。

具体实施时，所述信号接收装置4还包括信号强度监测装置，信号接收天线6通过信号强度监测装置与指示灯控制处理器连接。

因为本申请中的安全帽为了节省成本、降低重量，没有实用显示屏，因此为了使佩戴者能够了解相互之间的距离，可以采用信号强度监测装置监测收到的信号强度，指示灯控制处理器可以根据信号强度控制方向指示灯5以不同的频率闪烁来表示相互之间的距离远近或表示接收到的信号强度，避免不同佩戴者之间距离过远，信号太差而失去联系。

如图2所示，具体实施时，多组方向指示灯5呈圆弧状单排设置，圆弧中心朝向佩戴者，一组方向指示灯5设置在帽檐2的中轴线上，帽檐2的中轴线左右两侧分别对称设置有多组方向指示灯5，每组方向指示灯5之间间隔预设距离，每组方向指示灯5包括多个沿安全帽在水平面的直径的方向设置的方向指示灯5，每组方向指示灯5内的所有方向指示灯5均与同一个信号接收天线6连接，方向指示灯5的组数与信号接收装置4的数量相同。

如图中所示，将方向指示灯5弧线设置在帽檐2的下端面上，以9组方向指示灯5为例，九组指示灯，每组指示灯分别指示不同的方向，当其他佩戴者处于某组指示灯指示的方向范围时，则此指示灯亮起。将指示灯以圆弧形设置在帽檐2上，更便于佩戴者观察，且采用9组指示灯，对360°的方向进行合理的划分，也使得佩戴者对其他佩戴者的方位一目了然。本申请中，采用9组指示灯，设佩戴者的正前方为0°，中轴线上的一组指示灯指示-20°至20°，沿中轴线向左的四租指示灯分别指示-60°至-20°、-100°至-60°、-140°至-100°、-180°至-140°，沿中轴线向右的四组指示灯分别指示20°至60°、60°至100°、100°至140°、140°至180°。此外，每组方向指示灯5包括多个方向指示灯5，可通过指示灯亮起的个数来表示佩戴者之间的距离或信号强弱。

具体实施时，安全帽的外壳1上均布设置有多个盲孔，盲孔横向设置，每个盲孔内安装有一个信号接收装置4。

本申请中，由于信号接收装置4是设置在安全帽上侧，因此，为了保护信号接收装置4不被落石或其他障碍物损坏，在安全帽的外壳1上设置多个盲孔，盲孔朝向背向外壳1中心，信号接收装置4安装在盲孔内，对信号接收装置4起到保护作用。

具体实施时，方向指示灯5均为LED变色灯。

因为可能存在不止两个佩戴者，因此，可以不同的颜色表示不同的佩戴者，便于对不同佩戴者的身份的识别。

具体实施时，还包括运动轨迹采集装置、录音装置、图像采集装置及数据存储器，其中：

数据存储器分别与运动轨迹采集装置、录音装置及图像采集装置相连接。

当工人在矿井或坑洞环境内工作时，由于环境复杂，无线信号经常不能穿透周围的障碍物，因此本申请的安全帽还设置有运动轨迹采集装置、录音装置、图像采集装置及数据存储器，数据存储器能够存储运动轨迹采集装置采集的工人的运动轨迹信息、录音装置采集的音频信息及图像采集装置采集的视频信息，这些信息能够在工人离开工作环境后，审核工人是否尽职完成工作。还可以在出现事故后用于调查事故原因。运动轨迹采集装置可以包括陀螺仪及加速度传感器等，运动轨迹记录为现有技术在此不再赘述。图像采集装置可以为安装在安全帽顶部前侧的摄像机。

如图3所示，具体实施时，还包括设置在安全帽后侧下沿的数据记录盒8，数据存储器安装在数据记录盒8中，所述数据记录盒8还包括保护壳体及保护壳体内的延时开关、求救信号发送电源与求救信号发送装置3，其中：

保护壳体由外层的硬质合金层9及内层的缓冲泡沫材料层10制成；

保护壳体的外侧设置有与延时开关连接的重置按钮11，重置按钮11用于重置延时开关，延时开关、求救信号发送电源及求救信号发送装置3相互连接构成延时启动电路。

当发生安全事故，例如矿难后，为了保证存储器内的信息不被破坏，因此，本申请的安全帽设置有专门保护存储器的数据记录盒8，数据记录盒8外层采用硬质合金，提高本身刚性，内部采用缓冲泡沫材料，减少存储器受到的冲击。

此外，当事故发生时，往往来不及由工人发送求救信号，因此，在本申请的安全帽具有自动求救的功能，延时开关为一个常开开关，延时开关从0开始计时，到达预设时间后闭合，接通求救信号发送装置3及求救信号发送电源，求救信号发送装置3发送求救信号。即，工人若一段时间不通过重置按钮11对延时开关进行重置，则认为发生事故，自动发送求救信号。

具体实施时，保护壳体上设置防误碰凹槽12，防误碰凹槽12上设置有滑门装置13，重启按钮设置在防误碰凹槽12内。

当发生安全事故，例如矿难时，为了避免散落的石块碰触重置按钮11导致无法正常发送求救信号，在保护壳体上设置了一个凹槽，且凹槽上设置有滑门，只有工人将滑门打开后，才能使用重置按钮11进行重置。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管通过参照本申请的优选实施例已经对本申请进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于实现相互定位功能的安全帽，包括外壳、内衬、佩带及设置在安全帽前方的帽檐，其特征在于，还包括信号发送装置、多个信号接收装置及多个方向指示灯，其中：

信号发送装置设置在外壳顶端；

多个信号接收装置水平均布设置在外壳外侧，每个信号接收装置包括信号接收天线、屏蔽罩及指示灯控制处理器，屏蔽罩将信号接收天线包围，屏蔽罩罩口方向背向外壳中心设置；

方向指示灯的数量大于或等于信号接收装置的数量，每个信号接收天线通过对应的指示灯控制处理器与至少一个方向指示灯连接，每个方向指示灯只与一个信号接收天线连接；

方向指示灯设置在帽檐的下端面。

2.如权利要求1所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，每个方向指示灯朝向佩戴者的一侧上刻有方向指示标记。

3.如权利要求1所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，方向指示灯呈圆弧状单排设置，圆弧中心朝向佩戴者，一个方向指示灯设置在帽檐的中轴线上，帽檐的中轴线左右两侧分别对称设置有多方向指示灯，每个方向指示灯之间间隔预设距离。

4.如权利要求1所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，所述信号接收装置还包括信号强度监测装置，信号接收天线通过信号强度监测装置与指示灯控制处理器连接。

5.如权利要求4所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，多组方向指示灯呈圆弧状单排设置，圆弧中心朝向佩戴者，一组方向指示灯设置在帽檐的中轴线上，帽檐的中轴线左右两侧分别对称设置有多组方向指示灯，每组方向指示灯之间间隔预设距离，每组方向指示灯包括多个沿安全帽在水平面的直径的方向设置的方向指示灯，每组方向指示灯内的所有方向指示灯均与同一个信号接收天线连接，方向指示灯的组数与信号接收装置的数量相同。

6.如权利要求1所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，安全帽的外壳上均布设置有多个盲孔，盲孔横向设置，每个盲孔内安装有一个信号接收装置。

7.如权利要求1所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，方向指示灯均为LED变色灯。

8.如权利要求1-7任一项所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，还包括运动轨迹采集装置、录音装置、图像采集装置及数据存储器，其中：

数据存储器分别与运动轨迹采集装置、录音装置及图像采集装置相连接。

9.如权利要求8所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，还包括设置在安全帽后侧下沿的数据记录盒，数据存储器安装在数据记录盒中，所述数据记录盒还包括保护壳体及保护壳体内的延时开关、求救信号发送电源与求救信号发送装置，其中：

保护壳体由外层的硬质合金层及内层的缓冲泡沫材料层制成；

保护壳体的外侧设置有与延时开关连接的重置按钮，重置按钮用于重置延时开关，延时开关、求救信号发送电源及求救信号发送装置相互连接构成延时启动电路。

10.如权利要求9所述的用于实现相互定位功能的安全帽，其特征在于，保护壳体上设置防误碰凹槽，防误碰凹槽上设置有滑门装置，重启按钮设置在防误碰凹槽内。