CN208354707U - 安全帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全帽，属于工地设备领域。该安全帽包括：帽体、电容式接近传感器、监测器；接近传感器设置于帽体内；监测器设置于帽体的外壁上，监测器与接近传感器电性连接；监测器用于采集并处理接近传感器发出的接近信号，并将与安全帽的佩戴状态相关的处理结果发送至中控平台。由于设置一个接近传感器，减少了人体头部与电容式接近传感器之间的距离，还避免了帽体对接近传感器的干扰，便于接近传感器精确地获取接近信号，进而为监测器高精度地监测安全帽的佩戴状态奠定了基础，且减小了安全帽的体积和重量，方便施工人员舒适地佩戴。

Description

安全帽

技术领域

本实用新型涉及工地设备领域，特别涉及一种安全帽。

背景技术

在施工现场，安全帽的正确佩戴对于施工人员的安全施工非常重要，然而，对于一些安全意识淡薄的施工人员，经常不佩戴安全帽，所以，对施工人员的安全帽佩戴状态进行监控十分必要。

相关技术通过在安全帽的帽体上设置监测装置，该监测装置包括：单片机、与单片机电性连接的加速度传感器和无线通信模块，以及，用于供电的电池。通过单片机采集加速度传感器获取的三维空间X、Y、Z轴的加速度值，分析出安全帽的水平状态和运动情况，以此判定安全帽是否佩带，并将佩戴结果通过无线通信模块传输至中控平台。

设计人发现现有技术至少存在以下技术问题：

当安全帽在非佩戴状态下被动移动时，或者，在佩戴状态下沿Z轴方向运动时，根据加速度传感器采集到的信息来判断安全帽的佩戴状态，容易发生误判。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种安全帽，可解决现有技术对安全帽的佩戴状态容易发生误判的问题。所述技术方案如下：

一种安全帽，包括帽体，所述安全帽还包括：接近传感器、监测器；

所述接近传感器设置于所述帽体的内壁上；

所述监测器设置于所述帽体的外壁上，所述监测器与所述接近传感器电性连接；

所述监测器用于采集并处理所述接近传感器发出的接近信号，并将与所述安全帽的佩戴状态相关的处理结果发送至中控平台。

在一种可能的设计中，所述帽体的内壁下端设置有限位槽；

所述安全帽还包括用于卡紧头部的帽箍，所述帽箍安装在所述限位槽的外侧；

所述接近传感器被所述帽箍卡紧于所述限位槽的内侧。

在一种可能的设计中，所述帽箍包括：用于卡紧所述头部的环形卡紧部、与所述帽体的内轮廓相适配的弧形支撑部；

所述环形卡紧部安装在所述限位槽的外侧；

所述接近传感器被所述环形卡紧部卡紧于所述限位槽的内侧。

在一种可能的设计中，所述接近传感器通过胶粘方式设置于所述限位槽的外侧。

在一种可能的设计中，所述监测器可拆卸地设置于所述帽体的外壁上。

在一种可能的设计中，所述帽体的外壁上设置有插槽座，所述插槽座上设置有插槽；

所述监测器上设置有插接部，所述插接部插接于所述插槽内。

在一种可能的设计中，所述帽体下端设置有帽檐；

所述插槽座设置于所述帽檐上；

所述插接部设置于所述监测器的下端。

在一种可能的设计中，所述安全帽还包括：第一电缆和第二电缆；

所述第一电缆的第一端与所述接近传感器电性连接；

所述第二电缆的第一端与所述监测器电性连接；

所述第一电缆的第二端和所述第二电缆的第二端插接。

在一种可能的设计中，所述插接部和所述插槽座上分别设置第一通孔和第二通孔；

所述第二电缆的第二端顺次穿过所述第一通孔和所述第二通孔后，与所述第一电缆的第二端插接。

在一种可能的设计中，所述监测器包括：设置于所述帽体外壁上的壳体、设置于所述壳体内的采集器、处理器、无线通讯器、电池；

所述采集器同时与所述接近传感器和所述处理器电性连接，所述处理器与所述无线通讯器电性连接；

所述采集器用于采集所述接近传感器发出的接近信号；

所述处理器用于处理所述接近信号，得到所述处理结果；

所述无线通讯器用于将所述处理结果发送至中控平台；

所述电池与所述处理器电性连接。

在一种可能的设计中，所述监测器还包括：设置于所述壳体内的加速度传感器；

所述加速度传感器与所述处理器电性连接。

在一种可能的设计中，所述采集器、所述处理器、所述无线通讯器、所述电池、所述加速度传感器集成于一体。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的安全帽，基于接近传感器对接近的物体敏感，并可对应输出相应的接近信号的特性，在帽体内设置接近传感器。人体头部使接近传感器时，其将发出对应的接近信号。监测器可采集接近传感器发出的接近信号，并对该接近信号进行分析处理，以得到与安全帽的佩戴状态相关的处理结果，最后将该处理结果发送至中控平台，来判断安全帽是否安全佩戴。由于在帽体内设置接近传感器，减少了人体头部与接近传感器之间的距离，避免了帽体对接近传感器的干扰，利于高精度监测，获得精确的判断结果。并且，由于仅设置一个接近传感器，减小了安全帽的体积和重量，方便施工人员舒适地佩戴。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的安全帽的仰视图；

图2是本实用新型实施例提供的帽箍的结构示意图；

图3-1是本实用新型实施例提供的用于示意监测器安装的安全帽的第一结构示意图；

图3-2是本实用新型实施例提供的用于示意监测器安装的安全帽的第二结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的接近传感器与监测器电性连接关系示意图；

图5是本实用新型实施例提供的用于示意接近传感器与监测器连接的安全帽的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的监测器中各个组件与接近传感器的连接关系示意图。

其中，附图标记分别表示：

1-帽体，

101-帽箍，1011-环形卡紧部，1012-弧形支撑部，102-帽檐，

2-接近传感器，

3-监测器，

301-插接部，302-壳体，303-采集器，304-处理器，305-无线通讯器，

306-电池，307-加速度传感器，

4-插槽座，

5-第一电缆，

6-第二电缆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

为了便于描述，本实用新型实施例所涉及的“上”、“下”等方位，均以站立的施工人员佩戴安全帽时的上、下方位为基准。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种安全帽，如附图1所示，该安全帽包括：帽体1、接近传感器2、监测器3。其中，接近传感器2设置于帽体1的内壁上；监测器3设置于帽体1的外壁上，监测器3与接近传感器2电性连接；监测器3用于采集并处理接近传感器2发出的电容信号，并将与安全帽的佩戴状态相关的处理结果发送至中控平台。

以下就该安全帽的工作原理和效果给予概述：

本实用新型实施例提供的安全帽，基于接近传感器2对接近的物体敏感，并可对应输出相应的接近信号的特性，在帽体1内设置接近传感器2。例如，当接近传感器2为电容式接近传感器时，当安全帽为佩戴状态时，人体头部使接近传感器2增加一个耦合电容，接近传感器2将对应的电容信号，即接近信号发出。由于监测器3与接近传感器2电性连接，其可采集接近传感器2发出的接近信号，并对该接近信号进行分析处理，以得到与安全帽的佩戴状态相关的处理结果，最后将该处理结果发送至中控平台，来判断安全帽是否安全佩戴。

当施工人员佩戴安全帽时，由于在帽体1内设置接近传感器2，减少了人体头部与接近传感器2之间的距离，避免了帽体1对接近传感器2的干扰，便于接近传感器2精确地获取电容信号，进而为监测器3高精度地监测安全帽的佩戴状态奠定了基础。并且，由于仅设置一个接近传感器2，减小了安全帽的体积和重量，方便施工人员舒适地佩戴。

此外，由于仅设置一个接近传感器2，还可简化了安全帽的生产工序，还降低了安全帽的生产成本，提高了产品的竞争力。将监测器3设置于帽体1的外壁上，避免监测器3与人体头部接触，而影响佩戴的舒适度。

考虑到对安全帽佩戴状态监测的精确度，当施工人员佩戴安全帽后，需要使接近传感器2发出稳定的接近信号，例如电容信号，进而使监测器3精确地监测安全帽的佩戴状态。为了解决上述问题，需要使施工人员牢固地佩戴安全帽，以保证接近传感器2与施工人员头部之间相对静止。以下就接近传感器2为电容式接近传感器时的情况来进行进一步的描述：

作为一种示例：如附图1和附图2所示，帽体1的内壁下端设置有限位槽；

安全帽还包括用于卡紧头部的帽箍101，帽箍101安装在限位槽的外侧；

接近传感器2被帽箍101卡紧于限位槽的内侧。

通过设置上述帽箍101，可以使安全帽牢固地佩戴于施工人员的头部，进而使监测器3采集接近传感器2发出的稳定电容信号。并且，在帽体1上设置限位槽，并配合帽箍101对接近传感器2进行限位，不仅方便确定接近传感器2的安装位置，还利于提高接近传感器2安装的稳定性。

示例地，如附图2所示，帽箍101包括：用于卡紧头部的环形卡紧部1011、与帽体1的内轮廓相适配的弧形支撑部1012。其中，环形卡紧部1011安装在限位槽的外侧；接近传感器2被环形卡紧部1011卡紧于限位槽的内侧。

上述帽箍101，可以使安全帽牢固地佩戴于施工人员的头部。

其中，帽箍101的环形卡紧部1011用于卡紧人体头部，其可以通过多种方式实现卡紧作用。

举例来说，环形卡紧部1011可通过松紧带制得以实现其松紧功能，以便于卡紧人体头部。环形卡紧部1011还可以通过在其一端设置皮带扣，另一端设置多个通孔，来实现其内径可调。

上述限位槽可以为与环形卡紧部1011相适配的环形槽，或者，也可为弧形槽，只要确保能够同时容纳接近传感器2以及环形卡紧部1011的部分即可。环形卡紧部1011可以通过固定件，例如螺钉、铆钉等固定于限位槽外侧，此时，接近传感器2的一端或者两端可以与限位槽或者铆钉相抵。

弧形支撑部1012能够起到缓冲作用，以保护人体头部。例如，在撞击帽体1时，弧形支撑部1012起到缓冲作用，避免帽体1直接撞击人体头部。

弧形支撑部1012可通过海绵制得，也可通过多条丝带交错形成，多条丝带的顶部还可设置有起缓冲作用的弹性橡胶盘，参见附图2。

接近传感器2设置于限位槽内的方式有多种，以下给出两种示例：

作为第一种示例：接近传感器2可以通过胶粘方式设置于限位槽的外侧。

当接近传感器2通过胶粘结方式设置于限位槽内时，可以在接近传感器2的一侧设置一胶层，通过使该胶层与限位槽粘结连接，使该接近传感器2粘结于限位槽内。胶粘结的设置方式，不仅使接近传感器2与限位槽之间具有良好的连接力度，且不会影响安全帽佩戴的舒适度。

作为第二种示例：接近传感器2可以通过固定件可拆卸地固定于限位槽内。其中，固定件可以为螺钉、铆钉等。

或者，接近传感器2通过摩擦力固定于限位槽内。此时，接近传感器2的外轮廓与限位槽的内轮廓相适配。

上述两种设置方式简单，当接近传感器2设置于限位槽内后，两者之间的连接力度好，并且，方便接近传感器2与帽箍101之间的拆装。

为了方便更换监测器3，监测器3可拆卸地设置于帽体1的外壁上。

监测器3可拆卸地设置于帽体1的外壁上的方式有多种，在基于容易拆装的前提下，以下给出示例说明：

如附图3-1及附图3-2所示，帽体1的外壁上设置有插槽座4，插槽座4上设置有插槽；监测器3上设置有插接部301，插接部301插接于插槽内。

将插接部301插接于插槽内，即可使监测器3固定于帽体1的外壁上；将插接部301由插槽拔出，即可将监测器3拆下。

插接方式简单，方便监测器3与帽体1之间的拆装。

其中，插接部301和插槽座4可以设置为多种相互配合的结构，以下给出两种示例：

作为第一种示例，如附图4所示，插接部301可以为卡扣，插槽座4可以为用于使卡扣扣接的卡扣座。

作为第二种示例，插接部301可以呈六棱柱体，插槽座4上的插槽呈与插接部301相适配的结构。

上述插接部301和插槽座4容易获取，且插接方式简单，方便监测器3和帽体1之间的拆装。

为了便于使监测器3稳定地固定于帽体1的外壁上，如附图3-1所示，帽体1下端设置有帽檐102；插槽座4设置于帽檐102上；插接部301设置于监测器3的下端。

可以理解的是，当将插槽座4设置于帽檐102上，插接部301设置于监测器3的下端时，插接部301由上至下插入插槽座4上的插槽内。此时，插槽座4上的插槽上下贯通。

如此设置，使帽檐102对插槽座4和监测器3起到支撑作用，利于监测器3稳定地固定于帽体1的外壁上。

本实用新型实施例中，监测器3可以设置于帽体1的外壁后侧。

如此设置，能够防止安全帽在佩戴过程中向前下倾，利于佩戴安全性，并且还不影响在帽体1外壁前侧设置照明灯等功能部件。

上述提及，监测器3与接近传感器2电性连接。为了方便监测器3、接近传感器2分别与帽体1之间的拆装，如附图4所示，本实用新型实施例提供的安全帽还包括：第一电缆5和第二电缆6；第一电缆5的第一端与接近传感器2电性连接；第二电缆6的第一端与监测器3电性连接；第一电缆5的第二端和第二电缆6的第二端插接。

作为一种示例：第一电缆5的第二端设置为插接座，插接座上设置有插接孔，第二电缆6的第二端设置为插接头；插接头与插接孔插接。

通过使插接头与插接孔插接，可使第一电缆5和第二电缆6电性导通，即使接近传感器2与监测器3电性导通。通过将插接头和插接孔拆开，即可使第一电缆5和第二电缆6断开，即使接近传感器2与监测器3拆开，以方便两者分别与帽体1之间的拆装。

考虑到第一电缆5和第二电缆6可能会影响安全帽的美观，在本实用新型实施例中，监测器3的插接部301与帽体1外壁上的插槽座4上分别设置第一通孔和第二通孔；第二电缆6的第二端顺次穿过第一通孔和第二通孔后，与第一电缆5的第二端插接，参见附图5。

如此设置，避免第一电缆5外露，不会影响安全帽的美观，并且，插接部301和插槽座4还对第一电缆5起到了保护作用。

当插槽座4上的插槽上下贯通时，可以理解的是，插槽的下端口为第二通孔。

当帽体1的下端设置有帽檐102时，可以在帽檐102上设置与第二通孔连通的第三通孔，使第二电缆6的第二端顺次穿过第一通孔、第二通孔、第三通孔后，与第一电缆5的第二端插接。

需要说明的是，第一通孔、第二通孔、第三通孔均能够使第二电缆6动密封地穿过，以避免外界湿气或者雨水对监测器3、第二电线6的损害，避免发生短路。

上述提及，监测器3用于采集接近传感器2发出的电容信号并处理，然后将与安全帽的佩戴状态相关的处理结果发送至中控平台。为了使监测器3能够与接近传感器2相互配合，完成对安全帽佩戴状态的监测，可以对监测器3进行如下设置：

如附图6所示，监测器3包括：设置于帽体1外壁上的壳体302、设置于壳体302内的采集器303、处理器304、无线通讯器305、电池306；采集器303同时与接近传感器2和处理器304电性连接，处理器304与无线通讯器305电性连接。采集器303用于采集接近传感器2发出的接近信号，例如电容信号；处理器304用于处理该接近信号，得到处理结果；无线通讯器305用于将处理结果发送至中控平台；电池306与处理器304电性连接。

可以理解的是，由于采集器303、无线通讯器305、电池306均与处理器304电性连接，所以，电池306可以为采集器303、处理器304、无线通讯器305供电。

接近传感器2发出电容信号，采集器303采集接近传感器2发出的电容信号，并发送至处理器304。处理器304处理电容信号，得到与安全帽佩戴状态相关的处理结果，然后通过无线通讯器305将该处理结果发送至中控平台，以便于技术人员对施工人员是否佩戴安全帽进行监控。电池306为采集器303、处理器304、无线通讯器305供电。

当安全帽未被施工人员所佩戴，而是被静止地套挂在施工设备上，并且，安全帽的附近存在导体，则接近传感器2也可能会发出变化的电容信号，引起监测器3对安全帽为佩戴状态的误判。基于上述问题，为了进一步提高安全帽佩戴状态的监测精度，如附图6所示，监测器3还包括：设置于壳体302内的加速度传感器307；加速度传感器307与处理器304电性连接。

可以理解的是，由于电池306与处理器304电性连接，电池306也可以为加速度传感器307供电。

通过设置加速度传感器307可以获取安全帽在三维空间X、Y、Z轴的加速度信号(即判断安全帽是否移动)，并通过处理器304处理加速度信号，进一步确定安全帽是否佩戴。

可以理解的是，当安全帽为静止状态时，所获得的加速度信号为重力加速度g在X、Y、Z轴三个方向上的分量，当面对安全帽被静止套挂在施工设备上的情况时，处理器304可以给出安全帽为非佩戴状态的监测结果。

当安全帽上同时设置接近传感器2和加速度传感器307时，可以将处理器304设置成同时接收接近传感器2和加速度传感器307发出的电容信号和加速度信号，并同时对这两种信号进行分析处理，综合两种信号给出安全帽是否佩戴的监测结果。

对于监测器3来说，由于其壳体302内部同时设置有采集器303、处理器304、无线通讯器305、加速度传感器307、电池306，容易造成其体积和重量较大，不利于安全帽佩戴时的舒适性。为了减小监测器3的体积和重量，本实用新型实施例可以将采集器303、处理器304、无线通讯器305、电池306、加速度传感器307集成于一体。

其中，采集器303、处理器304、无线通讯器305、加速度传感器307可以集成于一个芯片，该芯片具有采集电容信号、获取加速度信号、处理电容信号和加速度信号、发送无线信号等功能。该芯片可以通过对电容信号进行数据转换、内置算法等程序，实现上述功能。

电池306可以与芯片(采集器303、处理器304、无线通讯器305、加速度传感器307所集成的芯片)集成于一体，例如，可以形成于一个线路板。其中，无线通讯器305可以为lora天线，该天线具有收发灵敏等特点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种安全帽，包括帽体(1)，其特征在于，所述安全帽还包括：接近传感器(2)、监测器(3)；

所述接近传感器(2)设置于所述帽体(1)的内壁上；

所述监测器(3)设置于所述帽体(1)的外壁上，所述监测器(3)与所述接近传感器(2)电性连接；

所述监测器(3)用于采集并处理所述接近传感器(2)发出的接近信号，并将与所述安全帽的佩戴状态相关的处理结果发送至中控平台；

所述帽体(1)的内壁下端设置有限位槽；

所述安全帽还包括用于卡紧头部的帽箍(101)，所述帽箍(101)安装在所述限位槽的外侧；

所述接近传感器(2)被所述帽箍(101)卡紧于所述限位槽的内侧。

2.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述帽箍(101)包括：用于卡紧所述头部的环形卡紧部(1011)、与所述帽体(1)的内轮廓相适配的弧形支撑部(1012)；

所述环形卡紧部(1011)安装在所述限位槽的外侧；

所述接近传感器(2)被所述环形卡紧部(1011)卡紧于所述限位槽的内侧。

3.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述接近传感器(2)通过胶粘方式设置于所述限位槽的外侧。

4.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述监测器(3)可拆卸地设置于所述帽体(1)的外壁上。

5.根据权利要求4所述的安全帽，其特征在于，所述帽体(1)的外壁上设置有插槽座(4)，所述插槽座(4)上设置有插槽；

所述监测器(3)上设置有插接部(301)，所述插接部(301)插接于所述插槽内。

6.根据权利要求5所述的安全帽，其特征在于，所述帽体(1)下端设置有帽檐(102)；

所述插槽座(4)设置于所述帽檐(102)上；

所述插接部(301)设置于所述监测器(3)的下端。

7.根据权利要求5所述的安全帽，其特征在于，所述安全帽还包括：第一电缆(5)和第二电缆(6)；

所述第一电缆(5)的第一端与所述接近传感器(2)电性连接；

所述第二电缆(6)的第一端与所述监测器(3)电性连接；

所述第一电缆(5)的第二端和所述第二电缆(6)的第二端插接。

8.根据权利要求7所述的安全帽，其特征在于，所述插接部(301)和所述插槽座(4)上分别设置第一通孔和第二通孔；

所述第二电缆(6)的第二端顺次穿过所述第一通孔和所述第二通孔后，与所述第一电缆(5)的第二端插接。

9.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述监测器(3)包括：设置于所述帽体(1)外壁上的壳体(302)、设置于所述壳体(302)内的采集器(303)、处理器(304)、无线通讯器(305)、电池(306)；

所述采集器(303)同时与所述接近传感器(2)和所述处理器(304)电性连接，所述处理器(304)与所述无线通讯器(305)电性连接；

所述采集器(303)用于采集所述接近传感器(2)发出的接近信号；

所述处理器(304)用于处理所述接近信号，得到所述处理结果；

所述无线通讯器(305)用于将所述处理结果发送至中控平台；

所述电池(306)与所述处理器(304)电性连接。

10.根据权利要求9所述的安全帽，其特征在于，所述监测器(3)还包括：设置于所述壳体(302)内的加速度传感器(307)；

所述加速度传感器(307)与所述处理器(304)电性连接。

11.根据权利要求10所述的安全帽，其特征在于，所述采集器(303)、所述处理器(304)、所述无线通讯器(305)、所述电池(306)、所述加速度传感器(307)集成于一体。