CN208002180U - 一种能够实现疲劳监测的安全帽 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种能够实现疲劳监测的安全帽，包括外壳、佩带及设置在外壳前侧的帽檐，还包括疲劳监测摄像装置、显示屏及疲劳监测处理器，其中：显示屏的上端面与帽檐的下端面连接，显示屏位于佩戴者的左前侧或右前侧，显示屏屏幕朝向佩戴者的眼部区域；疲劳监测摄像装置安装在显示屏的侧面且朝向佩戴者的眼部区域；疲劳监测处理器安装在显示屏的背面且分别与疲劳监测摄像装置及显示屏通信连接。申请人提出了一种能够实现疲劳监测的矿井安全帽，适用于在矿井下对佩戴安全帽的工人进行疲劳监测，并且在发现工人出现疲劳时对工人进行提示，避免因疲劳作业而应发安全事故。

Description

一种能够实现疲劳监测的安全帽

技术领域

本申请涉及安全帽技术领域，尤其涉及一种能够实现疲劳监测的矿井安全帽。

背景技术

为了保证工人在矿井内的生命安全，所有在矿井内的工人都需要佩戴安全帽。

矿井内工作的工人，由于其工作强度大，且受矿井内环境昏暗空气质量差等因素的影响，容易出现疲劳问题，当工人出现疲劳后，就容易因注意力不集中而引发安全事故。

因此，申请人提出了一种能够实现疲劳监测的矿井安全帽，适用于在矿井下对佩戴安全帽的工人进行疲劳监测，并且在发现工人出现疲劳时对工人进行提示，避免因疲劳作业而应发安全事故。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，申请人提出了一种能够实现疲劳监测的矿井安全帽，适用于在矿井下对佩戴安全帽的工人进行疲劳监测，并且在发现工人出现疲劳时对工人进行提示，避免因疲劳作业而应发安全事故。

为解决上述技术问题，本申请采用了如下的技术方案：

一种能够实现疲劳监测的安全帽，包括外壳、佩带及设置在外壳前侧的帽檐，还包括疲劳监测摄像装置、显示屏及疲劳监测处理器，其中：

显示屏的上端面与帽檐的下端面连接，显示屏位于佩戴者的左前侧或右前侧，显示屏屏幕朝向佩戴者的眼部区域；

疲劳监测摄像装置安装在显示屏的侧面且朝向佩戴者的眼部区域；

疲劳监测处理器安装在显示屏的背面且分别与疲劳监测摄像装置及显示屏通信连接。

优选地，其中：

心电信号监测装置包括两片心电监测电极；

两片心电监测电极分别安装在佩带上接触佩戴者左下颌及右下颌的位置处，且通过沿佩带设置的导线与疲劳监测处理器通信连接。

优选地，帽檐下端面平行设置有多个条形槽，不同条形槽距离佩戴者眼部的距离依次递增，帽檐内条形槽对应的位置安装有片状磁铁，显示屏的上端面设置有与条形槽匹配的铁磁性凸起。

优选地，条形槽为突出帽檐下端面的楔形滑槽，楔形滑槽用于限制显示屏相对于帽檐端面在垂直帽檐端面的方向运动。

优选地，还包括光照传感器，光照传感器安装在显示屏背面且与疲劳监测处理器连接。

优选地，安全帽的两侧设置有向后弯曲的口罩挂钩。

优选地，还包括GPS定位装置、录音装置、前置摄像装置及无线通信装置，其中：

所述前置摄像装置安装在安全帽的正前方且位于帽檐上方；

录音装置安装在显示屏的下端面上；

无线通信装置分别与GPS定位装置、录音装置及前置摄像装置连接，无线通信装置用于与云服务器通信连接。

优选地，还包括运动轨迹采集装置、录音装置、前置摄像装置及存储器，其中：

所述前置摄像装置安装在安全帽的正前方且位于帽檐上方；

录音装置安装在显示屏的下端面上；

存储器分别与运动轨迹采集装置、录音装置及前置摄像装置相连接。

优选地，还包括设置在安全帽后侧下沿的数据记录盒，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，本申请公开了一种能够实现疲劳监测的安全帽，包括外壳、佩带及设置在外壳前侧的帽檐，还包括疲劳监测摄像装置、显示屏及疲劳监测处理器，其中：显示屏的上端面与帽檐的下端面连接，显示屏位于佩戴者的左前侧或右前侧，显示屏屏幕朝向佩戴者的眼部区域；疲劳监测摄像装置安装在显示屏的侧面且朝向佩戴者的眼部区域；疲劳监测处理器安装在显示屏的背面且分别与疲劳监测摄像装置及显示屏通信连接。申请人提出了一种能够实现疲劳监测的矿井安全帽，适用于在矿井下对佩戴安全帽的工人进行疲劳监测，并且在发现工人出现疲劳时对工人进行提示，避免因疲劳作业而应发安全事故。

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能够实现疲劳监测的安全帽的侧视图；

图2为本申请中显示屏部分的正视图；

图3为本申请中显示屏和帽檐连接的结构示意图；

图4为本申请中重置按钮的结构示意图。

附图中标号的对应关系为：外壳1、佩带2、帽檐3、疲劳监测摄像装置4、显示屏5、疲劳监测处理器6、心电监测电极7、条形槽8、铁磁性凸起9、片状磁铁10、光照传感器11、口罩挂钩12、录音装置13、前置摄像装置14、数据记录盒15、硬质合金层16、缓冲泡沫材料层17、重置按钮18、防误碰凹槽19、滑门装置20。

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及图2所示，本申请公开了一种能够实现疲劳监测的安全帽，包括外壳1、佩带2及设置在外壳1前侧的帽檐3，还包括疲劳监测摄像装置4、显示屏5及疲劳监测处理器6，其中：

显示屏5的上端面与帽檐3的下端面连接，显示屏5位于佩戴者的左前侧或右前侧，显示屏5屏幕朝向佩戴者的眼部区域；

疲劳监测摄像装置4安装在显示屏5的侧面且朝向佩戴者的眼部区域；

疲劳监测处理器6安装在显示屏5的背面且分别与疲劳监测摄像装置4及显示屏5通信连接。

本申请中疲劳监测摄像装置4内安装有用于进行疲劳分析的软件程序，用于疲劳监测的软件程序为现有的成熟技术，在此不再赘述。工人在进行工作时，疲劳监测摄像装置4拍摄工人的眼部图像，并将图像传输至疲劳监测处理器6，疲劳监测处理器6根据接收到的图像，分析工人的眨眼频率及每次眨眼时眼镜闭合的时间等参数来判断工人是否疲劳，当判断工人疲劳时，疲劳监测摄像装置4控制显示屏5显示疲劳提示信息，提示工人现在处于疲劳状态，应进行休息，从而避免工人因疲劳施工而引发安全事故。本申请公开的安全帽，除了起到安全帽本身的防护作用外，还为使用安全帽进行疲劳监测提供了硬件基础，将安全帽的防护功能与疲劳监测功能相结合，使用简单方便，提升了工人作业时的安全性。

具体实施时，其中：

心电信号监测装置包括两片心电监测电极7；

两片心电监测电极7分别安装在佩带2上接触佩戴者左下颌及右下颌的位置处，且通过沿佩带2设置的导线与疲劳监测处理器6通信连接。

因个体差异的不同，单纯根据眼部图像来分析工人是否疲劳，其分析结果的准确性较低，因此，还可结合心电信号来综合分析工人的疲劳状态。本申请中，还设置了心电信号监测装置，为精确判断工人是否疲劳提供了硬件基础，并且，本申请的心电监测电极7安装在佩带2上，直接与佩戴者的皮肤接触，与现有的一些安全帽将心电监测装置安装在安全帽内部相比，避免了毛发的阻隔，能够保证采集的数据更加精准。此外，由于电极安装在佩带2上，原本佩带2就是要与佩戴者相接触的，因此无需再设置其他专用部件，避免了额外的制造成本，也避免了增加其他与佩戴者接触的部件而造成佩戴者的不适感。

如图3所示，具体实施时，帽檐3下端面平行设置有多个条形槽8，不同条形槽8距离佩戴者眼部的距离依次递增，帽檐3内条形槽8对应的位置安装有片状磁铁10，显示屏5的上端面设置有与条形槽8匹配的铁磁性凸起9。

由于个体差异的不同，因此，本申请在帽檐3上设置了多个用于安装显示屏5的条形槽8，使得显示屏5与佩戴者眼部的距离可调，保证了用户能够看清显示屏5。此外，本申请采用磁力吸附的方式固定显示屏5，显示屏5的位置调整过程方便快捷，无需使用工具。

具体实施时，条形槽8为突出帽檐3下端面的楔形滑槽，楔形滑槽用于限制显示屏5相对于帽檐3端面在垂直帽檐3端面的方向运动。

因工人在工作过程中可能会引起安全帽的在上下方向上的剧烈晃动，因此，采用楔形滑槽结构的条形槽8来对显示器的上下移动进行限位，避免显示屏5因磁力不够掉落。由于安全帽在左右方向上的一般较小，因此，在磁力吸附的作用下，也不会从滑槽中滑出，而采用滑槽结构，无论是将显示器上端的凸起滑入或滑出，都十分方便，提高了用户体验感。

具体实施时，还包括光照传感器11，光照传感器11安装在显示屏5背面且与疲劳监测处理器6连接。

在矿井或坑洞环境中工作，人眼受环境光亮的影响，其眨眼的各种参数会发生变化，因此将环境光强参数引入疲劳分析中，能够显著提高疲劳判断的精度。所以，本申请的安全帽还设置有光照传感器11，采集环境光强，为精确分析佩戴者疲劳程度提供了硬件基础。此外，本申请的光照传感器11安装在显示屏5背面而不是选择安装在安全帽帽檐3上方是为了采集的光照强度尽可能与佩戴者双眼所接受的光照强度相一致，从而提高分析精度。

具体实施时，安全帽的两侧设置有向后弯曲的口罩挂钩12。

在矿井或坑洞中进行工作时，往往需要佩带2口罩避免扬尘，然而佩带2安全帽时要通过佩带2固定安全帽，还要佩戴口罩，容易造成佩戴者的不适，因此在安全帽上设置口罩挂钩12代替耳朵来固定口罩，提升了佩戴者的舒适度。

具体实施时，还包括GPS定位装置、录音装置13、前置摄像装置14及无线通信装置，其中：

所述前置摄像装置14安装在安全帽的正前方且位于帽檐3上方；

录音装置13安装在显示屏5的下端面上；

无线通信装置分别与GPS定位装置、录音装置13及前置摄像装置14连接，无线通信装置用于与云服务器通信连接。

在工人进行工作时，可能需要及时与其他工作或工作地点之外的人员进行沟通，且指挥中心等也需要及时了解工人的位置和工作状况，因此，在本申请的安全帽上，还设置有GPS定位装置、录音装置13、前置摄像装置14及无线通信装置，用于实现工人的定位，语音交流，图像传输等功能。

具体实施时，还包括运动轨迹采集装置、录音装置13、前置摄像装置14及存储器，其中：

所述前置摄像装置14安装在安全帽的正前方且位于帽檐3上方；

录音装置13安装在显示屏5的下端面上；

存储器分别与运动轨迹采集装置、录音装置13及前置摄像装置14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13、前置摄像装置14及存储器，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13采集的音频信息及前置摄像装置14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。

具体实施时，还包括设置在安全帽后侧下沿的数据记录盒15，存储器安装在数据记录盒15中，所述数据记录盒15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16及内层的缓冲泡沫材料层17制成；

保护壳体的外侧设置有与延时开关连接的重置按钮18，重置按钮18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。

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15，数据记录盒15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及求救信号发送电源，求救信号发送装置发送求救信号。即，工人若一段时间不通过重置按钮18对延时开关进行重置，则认为发生事故，自动发送求救信号。

如图4所示，具体实施时，保护壳体上设置防误碰凹槽19，防误碰凹槽19上设置有滑门装置20，重启按钮设置在防误碰凹槽19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18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18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)

1.一种能够实现疲劳监测的安全帽，包括外壳、佩带及设置在外壳前侧的帽檐，其特征在于，还包括疲劳监测摄像装置、显示屏及疲劳监测处理器，其中：

显示屏的上端面与帽檐的下端面连接，显示屏位于佩戴者的左前侧或右前侧，显示屏屏幕朝向佩戴者的眼部区域；

疲劳监测摄像装置安装在显示屏的侧面且朝向佩戴者的眼部区域；

疲劳监测处理器安装在显示屏的背面且分别与疲劳监测摄像装置及显示屏通信连接。

2.如权利要求1所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，还包括心电信号监测装置，其中：

心电信号监测装置包括两片心电监测电极；

两片心电监测电极分别安装在佩带上接触佩戴者左下颌及右下颌的位置处，且通过沿佩带设置的导线与疲劳监测处理器通信连接。

3.如权利要求1所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，帽檐下端面平行设置有多个条形槽，不同条形槽距离佩戴者眼部的距离依次递增，帽檐内条形槽对应的位置安装有片状磁铁，显示屏的上端面设置有与条形槽匹配的铁磁性凸起。

4.如权利要求3所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，条形槽为突出帽檐下端面的楔形滑槽，楔形滑槽用于限制显示屏相对于帽檐端面在垂直帽檐端面的方向运动。

5.如权利要求1所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，还包括光照传感器，光照传感器安装在显示屏背面且与疲劳监测处理器连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，安全帽的两侧设置有向后弯曲的口罩挂钩。

7.如权利要求1-5任一项所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，还包括GPS定位装置、录音装置、前置摄像装置及无线通信装置，其中：

所述前置摄像装置安装在安全帽的正前方且位于帽檐上方；

录音装置安装在显示屏的下端面上；

无线通信装置分别与GPS定位装置、录音装置及前置摄像装置连接，无线通信装置用于与云服务器通信连接。

8.如权利要求1-5任一项所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，还包括运动轨迹采集装置、录音装置、前置摄像装置及存储器，其中：

所述前置摄像装置安装在安全帽的正前方且位于帽檐上方；

录音装置安装在显示屏的下端面上；

存储器分别与运动轨迹采集装置、录音装置及前置摄像装置相连接。

9.如权利要求8所述的能够实现疲劳监测的安全帽，其特征在于，还包括设置在安全帽后侧下沿的数据记录盒，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所述的能够实现疲劳监测的安全帽，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。