CN210747486U - 一种高集成度的智能安全帽 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种高集成度的智能安全帽,包括安全帽本体和安装在安全帽本体里侧的可拆卸的框架,安全帽本体的内衬上设有健康检测传感器;框架包括前集成件、框架本体以及后集成件,前集成件和后集成件设置在框架本体两端;前集成件上设有控制电路、GPS定位、安全检测传感器、扬声器以及麦克风,后集成件上设有锂电池、紧急按钮以及风扇;控制电路包括处理器和无线通信模块,控制电路与健康检测传感器、GPS定位、安全检测传感器、扬声器、麦克风、锂电池、紧急按钮以及风扇电连接。本实用新型通过可拆卸的内置框架,集成主要电子设备,减轻安全帽重量,加设GPS定位,可实时获取佩戴者的位置,还设有可拆卸的风扇,可快速散热、降温。

Description

一种高集成度的智能安全帽
技术领域
本实用新型涉及到智能设备领域,特别是涉及一种高集成度的智能安全帽。
背景技术
安全帽是指对人头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用的帽子,实际应用中,建筑工人在进入建筑工地施工时必须佩戴以保障其施工安全,一旦发生工人坠落或被建筑材料砸中等事故时,可保护工人的头部或减轻事故对工人头部的伤害。
随着技术的发展,为了更好的对建筑工人的人身安全进行保护,现有的安全帽逐渐开始集成一些电子设备或传感器,这些电子设备和传感器共同作用可用于检测建筑工人自身和周边的环境是否安全,甚至有些安全帽安装有视频设备和音频设备,便于工人在工作之余的休闲娱乐。这些安全帽虽然给佩戴者带来大大的便利,但是由于人体颈部的承受能力有限,大量的电子设备或传感器集成到小小的安全帽上,使得这些安全帽对于佩戴者来说是极大的负重,长期佩戴,不仅妨碍佩戴者的正常工作,且会影响佩戴者的颈椎,严重时会引发颈椎疾病。因此,为了实时保障每个工人的职业安全和健康和给工人带来生活乐趣,如何将高集成度的智能安全帽的重量减轻成为现有安全帽设计领域的难题。且由于建筑行业的性质,工人的工作地点会非常频繁的变动,安全帽又是贴头使用的物品,工人很不愿意去使用二手的安全帽,这将造成很大的浪费,因此如何降低高集成度的智能安全帽的成本,并且提高其私隐性和流动性也是安全帽设计需要考虑的一个问题。
此外,现有的安全帽缺乏有效定位和追踪装置,而工地范围太大,很难快速找到工人以实现有效管理。且建筑工地通常为户外露天场所,在炎热的夏天,集成了众多电子设备的安全帽内部会产生大量热量无法散出,电子设备发生故障可能会对建筑工人造成危险,而且在实际应用中,建筑工人佩戴安全帽后头部闷热无比,导致工人头昏脑涨,此时容易出现工作失误,高危作工时极易引发事故,长期佩戴也容易导致头部或脸上长痘或起痱子。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高集成度的智能安全帽,旨在解决现有的智能安全帽笨重、散热效果差、没有健康和安全检测,不能有效定位以及容易发生故障等问题。
为解决上述问题,本实用新型的技术方案如下:
一种高集成度的智能安全帽,其中,包括安全帽本体和安装在安全帽本体里侧的可拆卸的框架,所述安全帽本体的内衬上设有健康检测传感器;所述框架包括前集成件、框架本体以及后集成件,前集成件和后集成件设置在框架本体两端;所述前集成件上设有控制电路、GPS定位、安全检测传感器、扬声器以及麦克风,所述后集成件上设有锂电池、紧急按钮以及风扇;所述控制电路包括处理器和无线通信模块,所述控制电路与健康检测传感器、GPS定位、安全检测传感器、扬声器、麦克风、锂电池、紧急按钮以及风扇电连接。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述无线通信模块采用NBIoT、 LoRa、LTE-M、Sigfox、WiFi、BLE或NFC中的一种或几种。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述框架上还设有与所述无线通信模块采用的无线通信方式对应的天线,所述天线与所述无线通信模块连接,用于收发无线电波。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述框架上还设有震动器,所述震动器与控制电路连接。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述锂电池为可更换式,所述框架上还设有LED显示灯,所述LED显示灯与锂电池电连接,用于显示电源开关。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述框架上还设有无线充电线圈,所述无线充电线圈与控制电路和锂电池连接,用于给锂电池充电。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述框架上还设有电池温度传感器,所述电池温度传感器与控制电路连接,用于检测锂电池的温度。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述安全帽本体前侧设有前置模组,所述前置模组与所述控制电路连接,其包括可相互替换的插拔式照明灯和摄像机。
所述的高集成度的智能安全帽,其中,所述安全帽本体前侧设有可替换式遮挡片,用于延伸遮荫或标识不同颜色。
本实用新型的有益效果包括:本实用新型提供了的高集成度的智能安全帽,通过设置安装在安全帽内侧的可拆卸的框架,框架上集成了控制电路、GPS定位、扬声器、麦克风、可更换式锂电池、紧急按钮以及风扇,简化框架,大大减轻整个安全帽的重量,且内置的框架可保护框架上的电子设备,使其不受外界环境的损害,框架连同其上的电子设备可一起拆卸安装到另一个安全帽上,提高安全帽的流动性和私隐性;框架和安全帽本体上设置多种传感器,如检测人体健康的传感器,包括体温传感器、心率传感器等,如检测工作环境是否安全的传感器,如距离传感器、加速度传感器等,通过这些传感器获取的信息来判断佩戴者所处的环境是否安全,可及时向佩戴者发出危险警报,且设置紧急按钮,在发现危险时,佩戴者可一键求救,配合框架上集成的GPS定位,可快速找到佩戴者,及时有效;还设有随插随用式的LED照明灯和摄像机,佩戴者可根据需求替换使用,当不用时可以拆除下来,进一步减轻安全帽的重量;而框架上的风扇可快速将电子设备产生的热量散出,同时起到降温的效果。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的结构框图。
图2.1为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的第一视角结构示意图。
图2.2为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的第二视角结构示意图。
图2.3为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的第二视角结构示意图。
图3.1为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的内置框架的第一视角结构示意图。
图3.2为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的内置框架的第二视角结构示意图。
图4.1为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的前集成件的第一视角结构示意图。
图4.2为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的前集成件的第二视角结构示意图。
图5为本实用新型提供的一种高集成度的智能安全帽的后集成件的结构示意图。
图6为本实用新型提供的另一种高集成度的智能安全帽的结构示意图。
附图标记说明:100、安全帽本体;200、框架;10、前集成件;11、控制电路;111、处理器;112、无线通信模块;12、GPS定位;13、扬声器; 14、麦克风;15、NFC天线;16、NB IoT天线;17、震动器;20、后集成件;21、可更换式锂电池;211、LED指示灯、212、无线充电线圈;22、紧急按钮;23、风扇;24、预留卡槽;30、健康检测传感器;40、气孔;50、前置模组;51、摄像机;52、LED照明灯;60、遮挡片。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
参见图1-图5,本实用新型的高集成度的智能安全帽,包括安全帽本体 100和安装在安全帽本体100里侧的可拆卸的框架200,如图2.3所示,安全帽本体100的内衬上设有健康检测传感器30,由于安全帽的内衬贴合佩戴者的头部,特别是额头,因此可得到比较准确的佩戴的自身的健康数据,健康检测传感器30包括体温传感器、心率传感器等,温度传感器用于检测佩戴者的体温,心率传感器用于检测佩戴者的心率。如图3.1和图3.2所示,框架200上集成有控制电路11、GPS定位12、安全检测传感器、扬声器13、麦克风14、可更换式锂电池21、紧急按钮22以及风扇23,在实际应用中,框架200可由前集成件10、框架本体以及后集成件20组成,前集成件10 和后集成件20设置在框架本体两端,其中,控制电路11、GPS定位12、安全检测传感器、扬声器13以及麦克风14设置在前集成件10上,可更换式锂电池21、紧急按钮22以及风扇23设置在后集成件20上。进一步地,如图1和图4.2所示,控制电路11包括无线通信模块111和中央处理器112,控制电路11与健康检测传感器30、GPS定位12、安全检测传感器、扬声器13、麦克风14、可更换式锂电池21、紧急按钮22以及风扇23电连接,其中,扬声器13和麦克风14均至少为一个,用于语音的交互。
如图4.1所示,框架200上还设有震动器17,震动器17设置在前集成件10上,并与控制电路11的中央处理器112连接,用于发出震动警报;同时,健康检测传感器30与控制电路11的中央处理器112电连接,健康检测传感器30向中央处理器112发送检测的信号,以便于中央处理器112 将接受到的信号发送到智能设备或后台服务器,智能设备或后台服务器分析接收到的佩戴者的健康数据,分析该佩戴者是否存在危险,及时向佩戴者发出警报,如中央处理器112通过扬声器13、震动器17等发出报警语音提示、震动信号;此外,紧急按钮22和GPS定位12也与中央处理器112 连接,用于在佩戴者感知到危险时,一键主动呼救,GPS定位12向中央处理器112发送佩戴者的位置信息,智能设备和后台服务器可快速找到佩戴者给予救助,本实用新型的智能安全帽设计有人身健康检测、警报以及主动呼救一应俱全的安全保障装置,可对佩戴者的人身安全进行全面保护。
如图2.1所示,本实用新型的高集成度的智能安全帽,安全帽本体100 前侧设有前置模组50,前置模组50与中央处理器112连接,其包括可替换的插拔式的LED照明灯52以及摄像机51,LED照明灯52以及摄像机51 互相替换固定在安全帽本体100上,当需要在黑暗的施工环境中进行作业时,可替换上LED照明灯52,用来照明;摄像机51可用于获取图像,中央处理器112利用无线通信模块111将图像信息发送给智能设备或后台服务器,由智能设备或后台服务器对图像进行分析并且判断佩戴者当前是否身处危险环境,并且将分析结果返回至中央处理器112,若是危险信号,中央处理器112接收信号后向佩戴者发出警报。在实际应用中,摄像机51可和安全检测传感器配合一同检测佩戴者所处环境是否安全,安全传感器一般包括加速度传感器、距离传感器、超声波传感器等,在图1-图5的实施例中,本实用新型的智能安全帽的内置框架200上设有加速度传感器,其用于检测佩戴者的动作状态,中央处理器112通过无线通信模块111向智能设备或后台服务器发送信号,智能设备可以是智能手机、平板电脑等具有运算能力的智能电子设备,当智能设备或后台服务器接收到中央处理器112 发送的信号,如加速度传感器检测的佩戴者的动作状态和从摄像机获取的图像,结合后判断佩戴者当前所处的环境是否为危险环境或佩戴者的动作是否异常,例如佩戴者的上方或者后方是有急速接近的物体,如果佩戴者的上方有急速接近的物体,表示佩戴者上方可能发生高空坠物的情况,或佩戴者有摔倒或坠落等情况,智能设备或后台服务器一旦发现佩戴者有异常情况,马上向中央处理器112发出提示信号,中央处理器112接收信号后向佩戴者发出警报,比如同样通过扬声器13、震动器17等发出报警语音提示、震动信号等,以提醒佩戴者或者佩戴者周边的人员佩戴者身处危险环境。
进一步地,在图1-图5的实施例中,框架200的后集成件20上集成的风扇23是可拆卸的,且安全帽本体100上还设有气孔40,风扇23为微型风扇,风扇20可为2个,其与控制电路11的中央处理器112连接,与气孔40配合将安全帽上的电子设备产生的热量快速散出,同时给佩戴者降温保持头部凉爽。本实用新型内置的框架200上的可更换式锂电池21用于为整个智能安全帽的电子设备提供电源,包括控制电路11、GPS定位12、安全检测传感器、扬声器13、麦克风14、震动器17、健康检测传感器30、可拆卸的风扇23以及紧急按钮22等,其连接有LED显示灯211,LED显示灯211用于显示该锂电池的开闭,锂电池21可取出用外置充电器充电,也可使用专属无线充电器充电,如图5所示,框架200的后集成件20上还设有无线充电线圈212,无线充电线圈212与控制电路11连接,用于给锂电池21充电。在实际应用中,由于佩戴者大多是建筑工人,需要在户外作业,安全帽往往暴露在温度较高的环境下,导致可更换式锂电池21的温度很高,可能会引发安全隐患。因此,框架200的后集成件20上还设有电池温度传感器(图中未示出),所述电池温度传感器与控制电路11连接,用于检测可更换式锂电池21的温度并且电池温度传感器向中央处理器112发出检测信号,当中央处理器112检测锂电池21的温度过高时,则停止锂电池21的工作,避免锂电池21长期在温度过高的环境下工作。
在实际应用中,本实用新型的高集成度的智能安全帽,其中,所述无线通信模块111采用NBIoT、LoRa、LTE-M、Sigfox、WiFi、BLE或 NFC中的一种或几种,满足近程或远程的无线通信需求。同时,在框架 200上设置有与无线通信模块111采用的无线通信方式对应的天线,所述天线与无线通信模块111连接,用于收发无线电波,在图1-图5的实施例中,框架本体上设有NB IoT天线16和NFC近距离通讯天线15,可满足同时佩戴者近距离或远距离的无线通信。
本实用新型的高集成度的智能安全帽,框架200上还设有与佩戴者信息映射的二维码(图中未示出),二维码可以是每一个智能安全帽唯一的二维码,用于唯一标识每一个高集成度的智能安全帽,从而方便佩戴者识别自己的智能安全帽,并且,一旦发生意外情况,救援人员可以根据二维码来确定该智能安全帽的使用人员,从而确定被救援人员的身份。此外,框架 200上还设有预留卡槽24,预留卡槽24可根据实际需求接入一些插拔式的模组,该模组与控制模块11连接,可为本实用新型的安全帽提供更多新的功能。
如图6所示,本实施例中的高集成度的智能安全帽,其中,安全帽本体100前侧设有可替换式遮挡片60,可替换式遮挡片60用于延伸遮荫或标识不同颜色。
本实用新型提供的高集成度的智能安全帽,通过设置安装在安全帽内侧的可拆卸的框架,框架上集成了控制电路、GPS定位、安全检测传感器、扬声器、麦克风、可更换式锂电池、紧急按钮以及风扇,简化框架,大大减轻整个安全帽的重量,且内置的框架可保护框架上的电子设备,使其不受外界环境的损害,框架连同其上的电子设备可拆卸安装到另一个安全帽上,保证佩戴者的隐私,提高安全帽的流动性;框架和安全帽本体上设置多种传感器,如检测人体健康的传感器,包括体温传感器、心率传感器等,如检测工作环境是否安全的传感器,如距离传感器、加速度传感器等,通过这些传感器获取的信息来判断佩戴者所处的环境是否安全,可及时向佩戴者发出危险警报,且设置紧急按钮,在发现危险时,佩戴者可一键求救,配合框架上集成的GPS定位,可快速找到佩戴者,及时有效;且框架上设有与佩戴者身份匹配的二维码,可快速确认佩戴者的身份;还设有随插随用式的LED照明灯和摄像机,佩戴者可根据需求替换使用,当不用时可以拆除下来,进一步减轻安全帽的重量;而框架上的风扇可快速将电子设备产生的热量散出,同时起到降温的效果;此外,框架上还有预留卡槽,预留卡槽可根据实际需求接入一些插拔式的模组,其与控制模块连接,可为本实用新型的安全帽提供更多新的拓展功能。
应当理解的是,本实用新型的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高集成度的智能安全帽,其特征在于,包括安全帽本体和安装在安全帽本体里侧的可拆卸的框架,所述安全帽本体的内衬上设有健康检测传感器;所述框架包括前集成件、框架本体以及后集成件,前集成件和后集成件设置在框架本体两端;所述前集成件上设有控制电路、GPS定位、安全检测传感器、扬声器以及麦克风,所述后集成件上设有锂电池、紧急按钮以及风扇;所述控制电路包括处理器和无线通信模块,所述控制电路与健康检测传感器、GPS定位、安全检测传感器、扬声器、麦克风、锂电池、紧急按钮以及风扇电连接。
2.根据权利要求1所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述无线通信模块采用NBIoT、LoRa、LTE-M、Sigfox、WiFi、BLE或NFC中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述框架上还设有与所述无线通信模块采用的无线通信方式对应的天线,所述天线与所述无线通信模块连接,用于收发无线电波。
4.根据权利要求1所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述框架上还设有震动器,所述震动器与控制电路连接。
5.根据权利要求1所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述锂电池为可更换式,所述框架上还设有LED显示灯,所述LED显示灯与锂电池电连接,用于显示电源开关。
6.根据权利要求5所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述框架上还设有无线充电线圈,所述无线充电线圈与控制电路和锂电池连接,用于给锂电池充电。
7.根据权利要求5所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述框架上还设有电池温度传感器,所述电池温度传感器与控制电路连接,用于检测锂电池的温度。
8.根据权利要求1所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述安全帽本体前侧设有前置模组,所述前置模组与所述控制电路连接,其包括可相互替换的插拔式照明灯和摄像机。
9.根据权利要求1所述的高集成度的智能安全帽,其特征在于,所述安全帽本体前侧设有可替换式遮挡片,用于延伸遮荫或标识不同颜色。
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