CN213045518U - 一种可感知工作状态的安全帽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及安全帽技术领域，具体为一种可感知工作状态的安全帽；包括帽壳、帽舌、设置在帽壳内的帽衬及分别设置在帽壳两侧的两组下颊带，所述帽壳与帽衬之间设置有主处理器，所述主处理器连接有振动驱动电路、生物感知单元、弹性位移单元、环境感知模块、定位模块、报警模块及通信模块，所述振动驱动电路连接有一振动器，所述主处理器及环境感知模块均设置在帽壳内顶部内侧；本实用新型的安全帽，可以感知到使用者的工作状态，安全帽上的生物感知单元和弹性位移单元能迅速判定使用者佩戴安全帽的行为是否正确。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全帽技术领域，具体为一种可感知工作状态的安全帽。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，人身安全防护越来越受到重视，对于安全防护设备的安全防护要求也越来越高。在有安全隐患的场所，为了安全防护，要求在场人员都需要佩戴安全帽。在生产作业过程中，生产作业人员安全帽的不佩戴和不规范佩戴已被定义为工程施工安全管理领域的惯性违章，也是安全管理人员长期以来都在狠抓却一直未得到明显改善的难点痛点。在无检查无监控的场所，作业人员常常嫌麻烦而脱下安全帽，为伤害事故埋下隐患。
现有的安全帽的研究主要分为两类：一类是通过材料和外型设计，完善安全帽的防护特性；另一类通过借助摄像头、蓝牙等电子产品的辅助，提供对生产现场的监管、控制以及危险状况下的通信。这两类研究在本质上提供了安全帽的安全防护作用，但是却忽略了安全帽使用不当造成的人员伤亡问题。通过大量事故的统计得到，事故发生的直接原因88％是由于人的不安全行为导致。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可感知工作状态的安全帽，以解决上述背景技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种可感知工作状态的安全帽，包括帽壳、帽舌、设置在帽壳内的帽衬及分别设置在帽壳两侧的两组下颊带，所述帽壳与帽衬之间设置有主处理器，所述主处理器连接有振动驱动电路、生物感知单元、弹性位移单元、环境感知模块、定位模块、报警模块及通信模块，所述振动驱动电路连接有一振动器，所述主处理器及环境感知模块均设置在帽壳内顶部内侧。
具体的，所述生物感知单元包括一个热释电红外传感器和两个红外测距传感器，所述热释电传感器位于帽壳内部前侧，所述两个红外测距传感器位于帽檐两侧。
具体的，所述弹性位移单元包括两个薄膜压力传感器和三个高精度电阻式应变片，所述两个薄膜压力传感器分别设置在两组下颊带的上端上，所述三个高精度电阻式应变片分布在帽衬处。
具体的，所述环境感知模块包括CO传感器、NH3氨气传感器、烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器，所述环境感知模块通过设置在帽壳顶部透气口与外界相连。
作为对本技术方案的进一步限定，所述定位模块设置在帽壳与帽衬之间，所述定位模块包括BN-880双模模块；所述报警模块由按键、扬声器及接口电路组成，所述报警模块设置在帽舌上方。
进一步的，所述主处理器内置蓝牙基带和无线通信基带的双基带处理器或由单基带处理器外挂蓝牙模块组成。
作为对本技术方案的进一步限定，所述主处理器还连接有水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器，所述水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器设置在帽壳与帽衬之间。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的安全帽，可以感知到使用者的工作状态，安全帽上的生物感知单元和弹性位移单元能迅速判定使用者佩戴安全帽的行为是否正确，设置振动驱动电路可以在噪声较大的环境下对安全帽佩戴者进行震动预警，设置环境感知模块让指挥部及时掌握安全帽佩戴者所处环境是否安全，及时做出相应安全措施，定位模块在佩戴者户外作业时能准确定位其所在位置，报警模块通过扬声器进行报警，通信模块将主处理器信息传输到指挥部，从而达到远程监测的目的。
附图说明
图1为本实用新型一种可感知工作状态的安全帽结构示意图；
图2为本实用新型一种可感知工作状态的安全帽结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种可感知工作状态的安全帽，包括帽壳1、帽舌2、设置在帽壳1内的帽衬3及分别设置在帽壳1两侧的两组下颊带4，所述帽壳1与帽衬3之间设置有主处理器5，所述主处理器5连接有振动驱动电路6、生物感知单元7、弹性位移单元8、环境感知模块9、定位模块10、报警模块11及通信模块12，所述振动驱动电路6连接有一振动器61，所述振动器61通过振动驱动电路与所述主处理器5连接。利用振动器，可以在噪声较大的环境下对佩戴者进行震动预警。所述主处理器及环境感知模块均设置在帽壳内顶部内侧。
作为本实用新型具体的实施方式，所述生物感知单元7包括一个热释电红外传感器71和两个红外测距传感器72，所述热释电传感器71位于帽壳内部前侧，所述两个红外测距传感器72位于帽檐两侧。设置置于帽壳内部前侧的热释电红外传感器用于判定是否存在佩戴者，设置于帽檐两侧的两个红外测距传感器测量安全帽到佩戴者双耳的距离，也是用于判定佩戴者是否佩戴安全帽或者是否正确佩戴安全帽。
作为本实用新型具体的实施方式，所述弹性位移单元8包括两个薄膜压力传感器81和三个高精度电阻式应变片82，所述两个薄膜压力传感器分别设置在两组下颊带的上端上，检测下颊带处的压力。所述三个高精度电阻式应变片分布在帽衬处，其目的是测量安全帽佩戴者的头部压力信息。
本实用新型环境感知模块9包括CO传感器91、NH3氨气传感器92、烟雾传感器93、温度传感器94和湿度传感器95，所述环境感知模块通过设置在帽壳顶部透气口与外界相连。当所测氨气值、一氧化碳值或者烟雾值超标时，通过扬声器进行报警，同时向安全生产管理部门发出瓦斯爆炸预警信息，及时消除安全隐患，当所测外部温度突然升高时，向安全生产管理部门发送火灾事故警报，指挥部做出相应安全措施。
作为对本技术方案的进一步限定，所述定位模块10设置在帽壳与帽衬之间，所述定位模块包括BN-880双模模块；所述定位模块包括BN-880双模模块，BN-880为厚膜封装并内置高增益天线，通过TTL电平接口与ESP32主处理器通信；BN-880能够实现GPS和Glonass定位，本公开的定位模块并不仅限于BN-800双模模块，也可以采用单模模块，或者三模模块，或其他组合形式，也可以采用北斗定位模块，定位模块的主要目的是实现户外定位，定位信息将由主处理器经通信模块发送到远程主机。
所述报警模块11由按键101、扬声器102及接口电路103组成，所述报警模块设置在帽舌上方。所述主处理器内置蓝牙基带和无线通信基带的双基带处理器或由单基带处理器外挂蓝牙模块组成。
作为对本技术方案的进一步限定，所述主处理器5还连接有水平速度检测传感器13和垂直速度检测传感器14，所述水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器设置在帽壳与帽衬之间。水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器综合检测安全帽佩戴人员的移动速度和方向信息，重力感应传感器检测人体躯体姿势信息，并将这些信息经过微处理器进行处理，再通过无线传输模块发送到安全生产管理部门，实现对人体生命体征的监测。
进入施工场地的人员，在脱下安全帽或未按要求佩戴，主处理器将发出报警信号提醒安全帽的佩戴者，同时将信息传递给指挥部。由于安全帽设置了各种传感器以及定位模块，因此指挥部可以实时掌握佩戴安全帽的人数以及他们的行踪，为了管理方便，指挥部可通过采用微信小程序与主处理器连接，从而可以在微信端掌握佩戴安全帽人员的情况。
此外，采用本实用新型的安全帽可以实现：(1)高铁施工进出栅栏人员统计管理(因进栅栏前需配有安全帽)；(2)通过环境感知模块，对佩戴人员进行安全提醒，如果靠近高压线、缺氧环境、有毒环境、临边等立即进行报警；(3)作风管理，迟到早退或长时间不作业统计；(4)民工健康状况提醒，不良状态提醒离开工地；(5)生命体征显示，为事故救援提供有力信息。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (7)
1.一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：包括帽壳、帽舌、设置在帽壳内的帽衬及分别设置在帽壳两侧的两组下颊带，所述帽壳与帽衬之间设置有主处理器，所述主处理器连接有振动驱动电路、生物感知单元、弹性位移单元、环境感知模块、定位模块、报警模块及通信模块，所述振动驱动电路连接有一振动器，所述主处理器及环境感知模块均设置在帽壳内顶部内侧。
2.根据权利要求1所述的一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：所述生物感知单元包括一个热释电红外传感器和两个红外测距传感器，所述热释电传感器位于帽壳内部前侧，所述两个红外测距传感器位于帽檐两侧。
3.根据权利要求1所述的一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：所述弹性位移单元包括两个薄膜压力传感器和三个高精度电阻式应变片，所述两个薄膜压力传感器分别设置在两组下颊带的上端上，所述三个高精度电阻式应变片分布在帽衬处。
4.根据权利要求1所述的一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：所述环境感知模块包括CO传感器、NH 3氨气传感器、烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器，所述环境感知模块通过设置在帽壳顶部透气口与外界相连。
5.根据权利要求1所述的一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：所述定位模块设置在帽壳与帽衬之间，所述定位模块包括BN-880双模模块；所述报警模块由按键、扬声器及接口电路组成，所述报警模块设置在帽舌上方。
6.根据权利要求1所述的一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：所述主处理器内置蓝牙基带和无线通信基带的双基带处理器或由单基带处理器外挂蓝牙模块组成。
7.根据权利要求1所述的一种可感知工作状态的安全帽，其特征在于：所述主处理器还连接有水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器，所述水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器设置在帽壳与帽衬之间。
Priority Applications (1)
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