RU183600U1 - PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE - Google Patents

PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU183600U1
RU183600U1 RU2018122583U RU2018122583U RU183600U1 RU 183600 U1 RU183600 U1 RU 183600U1 RU 2018122583 U RU2018122583 U RU 2018122583U RU 2018122583 U RU2018122583 U RU 2018122583U RU 183600 U1 RU183600 U1 RU 183600U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
helmet
controller
user
protective helmet
protective
Prior art date
Application number
RU2018122583U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Фёдорович Романов
Дмитрий Андреевич Иконников
Андрей Николаевич Никулин
Людмила Викторовна Степанова
Илья Сергеевич Должиков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2018122583U priority Critical patent/RU183600U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU183600U1 publication Critical patent/RU183600U1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets

Landscapes

  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технике безопасности ведения работ и предназначена для повышения безопасности человека пользователя на производстве с помощью транспарентной системы интеллектуальной поддержки средства индивидуальной защиты головы - защитной каски.The utility model relates to work safety and is intended to increase the safety of the human user in the workplace with the help of a transparent system of intellectual support for personal protective equipment - a protective helmet.

Защитная каска с устройством автоматического контроля эксплуатации объединяет каску и голову пользователя в единое конструктивное и информационное пространство с целью контроля эксплуатации каски в соответствие с установленными нормами и правилами в течение рабочего времени. Контроль осуществляется посредством использования двух групп электронных датчиков и устройства автоматического контроля эксплуатации. Первая группа датчиков - оптоэлектронные датчики. В качестве второй группы датчиков используется акселерометр, обеспечивающий идентификацию двигательной активности человека в процессе эксплуатации каски. Кроме того, устройство автоматического контроля включает плату контроллера, процессор, установленный на плате контроллера, и совокупность устройств, обеспечивающих: оценку, запоминание и хранение информации о моментах изменения состояния системы «голова человека - защитная каска»; формирование сигнализации при нарушении правил эксплуатации защитной каски; передачу запомненной за период эксплуатации каски информации по каналу беспроводной связи на внешние устройства с целью предоставления администрирующим органам. Реализуемый устройством автоматический контроль эксплуатации защитной каски мотивирует пользователя к соблюдению правил техники безопасности.

Figure 00000001
A protective helmet with a device for automatic control of operation combines the helmet and the user's head into a single constructive and information space in order to control the operation of the helmet in accordance with established norms and rules during working hours. Monitoring is carried out by using two groups of electronic sensors and an automatic operation control device. The first group of sensors is optoelectronic sensors. As the second group of sensors, an accelerometer is used, which provides identification of the motor activity of a person during the operation of the helmet. In addition, the automatic control device includes a controller board, a processor installed on the controller board, and a set of devices that provide: assessment, memorization and storage of information about when the state of the system “human head - protective helmet” changes; formation of an alarm in case of violation of the rules of operation of a protective helmet; the transfer of information stored during the operation of the helmet on the wireless channel to external devices in order to provide administrative authorities. The automatic control of the operation of the protective helmet implemented by the device motivates the user to comply with safety regulations.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к технике безопасности ведения работ и предназначена для повышения безопасности человека на производстве с помощью транспарентной системы интеллектуальной поддержки средства индивидуальной защиты головы - защитной каски.The utility model relates to work safety and is intended to increase the safety of a person at work with the help of a transparent system of intellectual support for personal protective equipment - a protective helmet.

Известна конструкция защитной каски (патент US №5603117 А, опубл. 18.02.1997). Конструкция защитной каски включает саму каску с регулируемой по размерам пользователя системой внутренней оснастки. Кроме того, в данную конструкцию входит защитная маска для лица пользователя и переговорная система типа гарнитура. Гарнитура позволяет осуществлять коммуникацию пользователей, соединенных в систему. Конструктивно контроль использования пользователем средства защиты головы - каски может осуществляться с помощью встроенной гарнитуры путем вербального контакта.A known design of a protective helmet (US patent No. 5603117 A, publ. 02/18/1997). The design of the safety helmet includes the helmet itself with a user-adjustable system of internal equipment. In addition, this design includes a protective mask for the user's face and an intercom system such as a headset. The headset allows the communication of users connected to the system. Structurally, the use of a head protector by a user - helmets can be carried out using the built-in headset by verbal contact.

Недостатком данного устройства является использование гарнитуры в качестве средства контроля, что ведет к невозможности непрерывного контроля использования защитной каски и возможность формирования ложной информации о соблюдении правил ношения защитной каски.The disadvantage of this device is the use of a headset as a means of control, which leads to the inability to continuously monitor the use of a protective helmet and the possibility of generating false information about compliance with the rules of wearing a protective helmet.

Известна совмещенная система защитной каски и системы коммуникации (патент US №5404577 А, опубл. 04.04.1995). Данная система состоит из самой защитной каски и крепящейся в ее конструктиве системы коммуникации с гарнитурой, которая позволяет объединить в коммуникационную сеть несколько пользователей. Система позволяет обмениваться информацией пользователям, находящимся на значительном удалении друг от друга и в условиях, затрудняющих осуществления коммуникации. Конструктивно контроль использования пользователем средства защиты головы - защитной каски может осуществляться с помощью встроенной гарнитуры путем вербального контакта.Known combined protective helmet system and communication system (US patent No. 54404577 A, publ. 04.04.1995). This system consists of the protective helmet itself and the communication system with a headset fastened in its design, which allows several users to be connected to the communication network. The system allows users to exchange information at a considerable distance from each other and in conditions that impede the implementation of communication. Structurally, the use by the user of a head protection - a protective helmet can be carried out using the built-in headset by verbal contact.

Недостатком данного устройства является использование гарнитуры в качестве средства контроля, что ведет к невозможности непрерывного контроля использования защитной каски и возможность формирования ложной информации о соблюдении правил ношения защитной каски.The disadvantage of this device is the use of a headset as a means of control, which leads to the inability to continuously monitor the use of a protective helmet and the possibility of generating false information about compliance with the rules of wearing a protective helmet.

Известен «LifeBEAM's SMART bicycle helmet» - «умный» шлем-каска (Техническая характеристика шлема, электронный ресурс: https://newatlas.com/lifebeam-smart-heart-rate-monitoring-bicycle-helmet/26548/) представляющий собой защитный велосипедный шлем с встроенной аппаратурой контролирующей ряд климатических параметров вокруг пользователя, также позволяющей осуществлять фиксацию периодов физической активности пользователя и использовать такие устройства, как смартфон в единой системе интеллектуальной поддержки данной каски.The famous "LifeBEAM's SMART bicycle helmet" - a "smart" helmet helmet (Technical characteristics of the helmet, electronic resource: https://newatlas.com/lifebeam-smart-heart-rate-monitoring-bicycle-helmet/26548/) is a protective a bicycle helmet with built-in equipment that controls a number of climatic parameters around the user, which also allows you to record periods of physical activity of the user and use devices such as a smartphone in a single system of intellectual support for this helmet.

Недостатком конструкции данной защитной каски является возможность формирования ложной информации о присутствии защитной каски на голове пользователя.The design flaw of this safety helmet is the possibility of generating false information about the presence of the safety helmet on the user's head.

Известен «Nand Logic Smart Helmet» - «умный» шлем для людей, занимающихся экстремальными видами спорта (Техническая характеристика шлема, электронный ресурс: https://newatlas.com/nand-logic-smart-helmet/35784/). Данная конструкция состоит из каски и установленным в ней электронным устройством. Электронное устройство содержит множество модулей, таких как беспроводной связи Bluetooth; приемник навигационной системы GPS; слот для SD-карты; стереофонические динамики; аккумуляторная батарея, камеры для съемки визуальной обстановки вокруг владельца, акселерометр, гироскоп, датчики освещенности, температуры и влажности, а также средстве отображения информации - светодиодные индикаторы. Через аудиосистему шлема возможно прослушивание аудио информации, формируемой смартфоном. Оценка информации, поступающей от сенсоров влажности и температуры, позволяет автоматически управлять вентиляторами, интегрированными в шлем с целью поддержания комфортного микроклимата. Предусмотрена система шумоподавления.The famous “Nand Logic Smart Helmet” is a “smart” helmet for people involved in extreme sports (Technical characteristics of the helmet, electronic resource: https://newatlas.com/nand-logic-smart-helmet/35784/). This design consists of a helmet and an electronic device installed in it. An electronic device contains many modules, such as Bluetooth wireless; GPS receiver SD card slot; stereo speakers; a rechargeable battery, cameras for capturing the visual environment around the owner, an accelerometer, a gyroscope, light, temperature and humidity sensors, as well as a means of displaying information - LED indicators. Through the helmet's audio system, it is possible to listen to the audio information generated by the smartphone. Evaluation of information from humidity and temperature sensors allows you to automatically control the fans integrated into the helmet in order to maintain a comfortable microclimate. A noise reduction system is provided.

Недостатком конструкции данного шлема является возможность формирования ложной информации о присутствии шлема на голове пользователя.The disadvantage of the design of this helmet is the ability to generate false information about the presence of the helmet on the user's head.

Известен шлем с электронной защитой (патент РФ №2438539, опубл. 10.01.2012), принятый за прототип, который содержит корпус, имеющий жесткую наружную оболочку, жесткую внутреннюю оболочку, прикрепленную к наружной оболочке с образованием между ними полости, и поглощающую удары структуру, расположенную между внутренней оболочкой и головой пользователя при надетом шлеме, и интегрированную электронную систему, которая содержит микрофон и громкоговоритель и расположенные в указанной полости подсистемы: цифровых изображений; аудио информации; глобального позиционирования; мобильной связи; головного фонаря, ориентированного на обеспечение излучения света в пространстве перед пользователем; аккумулятора, обеспечивающего энергоснабжение. Изобретение обеспечивает повышение безопасности пользователя и удобство в эксплуатации.Known helmet with electronic protection (RF patent No. 2438539, publ. 10.01.2012), adopted for the prototype, which contains a housing having a rigid outer shell, a rigid inner shell attached to the outer shell with the formation of a cavity between them, and shock-absorbing structure, located between the inner shell and the user's head when wearing a helmet, and an integrated electronic system that contains a microphone and a speaker and located in the specified cavity of the subsystem: digital images; audio information; global positioning; mobile communications; a headlamp focused on providing light emission in space in front of the user; power supply battery. The invention provides improved user safety and ease of use.

Недостатками данного устройства является размещение электронной системы в пространстве между головой пользователя и защитным шлемом, что уменьшает защитные свойства данной конструкции за счет сокращения пространства, необходимого для свободного хода внутренней оснастки шлема при амортизации столкновения шлема с внешним предметом, а так же отсутствие конструктивных элементов, обеспечивающих контроль применения по назначению индивидуального защитного средства головы - шлема.The disadvantages of this device is the placement of the electronic system in the space between the head of the user and the protective helmet, which reduces the protective properties of this design by reducing the space required for the free movement of the internal equipment of the helmet when absorbing the collision of the helmet with an external object, as well as the absence of structural elements that provide monitoring the use of the individual protective equipment of the head - helmet for the intended purpose.

Техническим результатом является создание конструкции, состоящей из самой защитной каски и устройства автоматического контроля эксплуатации (устройство) крепящегося на тыльной стороне защитной каски, с ее внешней стороны, при помощи специального крепления и позволяющего автоматически контролировать соблюдение правил эксплуатации (использования) защитной каски пользователя на производстве.The technical result is the creation of a structure consisting of the protective helmet itself and an automatic operation control device (device) mounted on the back of the protective helmet, from its outside, using special fastening and allowing automatic control of compliance with the rules of operation (use) of the user's safety helmet in production .

Технический результат достигается тем, что на внешней тыльной стороне жесткой наружной оболочки каски жестко закреплен ложемент, на котором установлено устройство автоматического контроля эксплуатации, в корпусе устройства, жесткой наружной оболочке каски и ложементе выполнены технологические отверстия совпадающие друг с другом, на внутренних фронтальной и боковых поверхностях жесткой наружной оболочки каски жестко закреплены светодиоды, соединенные с платой контроллера через проводники связи и контактный разъем, установленный на ложементе и плате контроллера, на которой дополнительно установлены фотоприемник, выход которого соединен с линией ввода порта ввода/вывода контроллера, блок формирования астрономического времени, соединенный с контроллером через линии ввода порта ввода/вывода контроллера, усилитель мощности вход которого соединен с линией вывода порта ввода/вывода контроллера, а выход усилителя мощности соединен через контактный разъем со светодиодами, акселерометр выходы которого соединены с входами аналого-цифрового преобразователя контроллера. Работа защитной каски с устройством поясняется следующими фигурами:The technical result is achieved by the fact that on the outer back side of the hard outer shell of the helmet the tool tray is rigidly fixed, on which the device for automatic control of operation is installed, technological holes are made in the device’s body, hard outer shell of the helmet and the tool tray coinciding with each other, on the inner front and side surfaces the hard shell of the helmet is rigidly fixed LEDs connected to the controller board through communication conductors and a contact connector mounted on lodgement and controller board, on which a photodetector is additionally installed, the output of which is connected to the input line of the input / output port of the controller, an astronomical time generation unit connected to the controller via input lines of the input / output port of the controller, the power amplifier of which is connected to the output line of the input port controller output, and the output of the power amplifier is connected through a contact connector with LEDs, the accelerometer outputs of which are connected to the inputs of the analog-to-digital converter of the controller . The work of the safety helmet with the device is illustrated by the following figures:

фиг.1 - защитная каска, вид сбоку;figure 1 - protective helmet, side view;

фиг. 2 - защитная каска, вид сверху;FIG. 2 - a protective helmet, a top view;

фиг. 3 - структурное наполнение устройства;FIG. 3 - structural filling of the device;

фиг. 4 - структурная схема устройства автоматического контроля эксплуатации, где:FIG. 4 is a structural diagram of a device for automatic control of operation, where:

1 - корпус защитной каски (жесткая наружная оболочка),1 - body helmet (hard outer shell),

2 - внутренняя оснастка каски (поглощающая удары структура),2 - internal equipment of the helmet (shock absorbing structure),

3 - устройство,3 - device

4 - фотоприемник,4 - photodetector,

5 - проводники связи,5 - communication conductors,

6 - светодиоды,6 - LEDs

7 - ложемент,7 - lodgement,

8 - блок питания (аккумулятор),8 - power supply (battery),

9 - плата контроллера,9 - controller board,

10 - контактный разъем,10 - pin connector

11 - технологическое отверстие,11 - technological hole,

12 - пользователь защитной каски,12 is a safety helmet user,

13 - блок оповещения (громкоговоритель),13 - notification unit (loudspeaker),

14 - усилитель мощности,14 - power amplifier

15 - оптический излучатель,15 is an optical emitter,

16 - акселерометр,16 - accelerometer,

17 - контроллер,17 - controller

18 - процессор,18 - processor

19 - порт ввода/вывода,19 - input / output port,

20 - аналого-цифровой преобразователь,20 - analog-to-digital Converter,

21 - блок энергонезависимой памяти,21 is a block of non-volatile memory,

22 - трансивер блока беспроводной связи,22 - transceiver unit wireless communication,

23 - блок контроля разряда источника питания,23 - power discharge control unit,

24 - блок формирования астрономического времени,24 - block formation of astronomical time,

25 - антенна блока беспроводной связи.25 is an antenna of a wireless communication unit.

Защитная каска с устройством автоматического контроля эксплуатации состоит из корпуса каски (жесткой наружной оболочки) 1 (фиг. 1-3), выполненного согласно ГОСТ EN 397-2012 и дополнительных элементов, закрепленных на данном корпусе. На внутренних фронтальной и боковых поверхностях корпуса каски 1 жестко закреплены светодиоды 6 (фиг. 1-4). Светодиоды 6 с помощью проводников 5 соединены с контактами разъема 10, который расположен на ложементе 7. Контактный разъем 10 ложемента находится в соединении с контактным разъемом 10 устройства 3, что обеспечивает подачу электрического управляющего напряжения на светодиоды 6 излучателя 15 от усилителя мощности 14 (фиг. 3-4), расположенного на плате контроллера 9 и соединенного с линиями вывода порта ввода/вывода 19, входящими в состав контроллера 17.A protective helmet with an automatic control device for operation consists of a helmet body (rigid outer shell) 1 (Fig. 1-3), made in accordance with GOST EN 397-2012 and additional elements attached to this housing. On the inner frontal and lateral surfaces of the helmet 1, LEDs 6 are rigidly fixed (Fig. 1-4). The LEDs 6 are connected by means of conductors 5 to the contacts of the connector 10, which is located on the tool tray 7. The tool holder 10 is connected to the connector 10 of the device 3, which supplies the electric control voltage to the LEDs 6 of the emitter 15 from the power amplifier 14 (FIG. 3-4) located on the controller board 9 and connected to the output lines of the I / O port 19, which are part of the controller 17.

На корпусе каски, с тыльной внешней стороны, жестко закреплен ложемент 7, обеспечивающий оперативную установку и фиксацию устройства 3. Ложемент 7 и корпус устройства 3 изготовлены из прочного пластика. В корпусах устройства 3, каски 1 и в ложементе 7 выполнены технологические отверстия 11 совпадающие друг с другом и обеспечивающие доступ светового потока от светодиодов 6 излучателя 15 к фотоприемнику 4, установленному на плате контроллера 9.On the helmet body, from the rear outer side, a tool tray 7 is rigidly fixed, which ensures the quick installation and fixation of the device 3. The tool tray 7 and the device case 3 are made of durable plastic. In the cases of the device 3, the helmet 1 and in the cradle 7, technological holes 11 are made coinciding with each other and providing access to the light flux from the LEDs 6 of the emitter 15 to the photodetector 4 mounted on the controller board 9.

Выход фотоприемника 4 соединен с линией ввода порта ввода/вывода 19 контроллера 17. Выходы акселерометра 16, установленного на плате контроллера 9, связаны с входами аналого-цифрового преобразователя 20, входящего в состав контроллера 17. Шины данных и управления аналого-цифрового преобразователя 20 соединены с соответствующими шинами процессора 18 входящего в состав контроллера 17. Шины управления, адреса и данных процессора 18, соединены с соответствующими шинами блока энергонезависимой памяти 21 и трансивера 22 входящими в состав контроллера 17, блока формирования астрономического времени 24 расположенного на плате контроллера 9. Вход приемника и выход передатчика трансивера 22 соединен с антенной блока беспроводной связи 25 расположенной на плате контроллера 9.The output of the photodetector 4 is connected to the input line of the input / output port 19 of the controller 17. The outputs of the accelerometer 16 mounted on the controller board 9 are connected to the inputs of the analog-to-digital converter 20 included in the controller 17. The data and control buses of the analog-to-digital converter 20 are connected with the corresponding buses of the processor 18 included in the controller 17. The control bus, address and data of the processor 18 are connected to the corresponding buses of the non-volatile memory 21 and the transceiver 22 included in the controller 17, the astronomical time generation unit 24 located on the controller board 9. The receiver input and the output of the transceiver 22 are connected to the antenna of the wireless unit 25 located on the controller board 9.

Кроме того, на плате контроллера 9 расположены, блок оповещения (громкоговоритель) 13, соединенный с выходом линии порта ввода/вывода 19 контроллера 17, блок питания 8 (перезаряжаемый аккумулятор), соединенный с входом блока контроля разряда источника питания 23, входящего в состав контроллера 17.In addition, on the controller board 9 are located, a warning unit (loudspeaker) 13 connected to the output of the I / O port 19 of the controller 17, a power supply 8 (rechargeable battery) connected to the input of the discharge control unit of the power source 23, which is part of the controller 17.

Устройство работает следующим образом. Первая группа датчиков -оптоэлектронные датчики, представляющие собой оптопары, состоящие из светодиодов 6 оптического излучателя 15 и фотоприемника 4 (Фиг. 1). Светодиоды 6 расположены в пространстве внутренней поверхности каски 1 так, что при отсутствии головы пользователя 12 в каске 1, световые потоки, формируемые светодиодами 6, беспрепятственно попадают на фотоприемник 4, а в момент надевания каски 1 перекрываются головой пользователя 12.The device operates as follows. The first group of sensors is optoelectronic sensors, which are optocouplers, consisting of LEDs 6 of the optical emitter 15 and the photodetector 4 (Fig. 1). The LEDs 6 are located in the space of the inner surface of the helmet 1 so that in the absence of the head of the user 12 in the helmet 1, the light flux generated by the LEDs 6, freely enter the photodetector 4, and when putting on the helmet 1 are blocked by the head of the user 12.

Надежность идентификации использования каски пользователем 12 обеспечивается установкой светодиодов 6 по индивидуальной схеме в зависимости от конструкции каски 1 и от расположения и способа крепления внутренней амортизирующей оснастки каски. Количество светодиодов 6 и координаты их пространственного расположения выбираются так, чтобы осуществлялась надежная передача светового потока минимум от одного светодиода 6 на фотоприемник 4 в момент снятия каски и в течение промежутка времени отсутствия каски на голове пользователя 12, а также надежное перекрытие светового потока от всех светодиодов 6 в момент надевания каски и в течение промежутка времени расположения каски на голове пользователя 12. Минимальное количество светодиодов - 3 шт., что определено опытным путем.The reliability of the identification of the use of the helmet by the user 12 is ensured by the installation of LEDs 6 according to an individual scheme, depending on the design of the helmet 1 and on the location and method of fastening the internal shock-absorbing equipment of the helmet. The number of LEDs 6 and the coordinates of their spatial location are selected so that the luminous flux from at least one LED 6 to the photodetector 4 is reliably transmitted at the time the helmet is removed and during the period of absence of the helmet on the user’s head 12, as well as reliable overlap of the light flux from all the LEDs 6 at the time of putting on the helmet and for a period of time the helmet is located on the head of the user 12. The minimum number of LEDs is 3 pcs., Which is determined experimentally.

Для повышения надежности идентификации наличия защитной каски на пользователе, а также для обнаружения несанкционированного доступа к элементам оптоэлектронного датчика с целью формирования ложной информации о результате контроля, в состав устройства контроля введена вторая группа датчиков.To increase the reliability of identification of the presence of a protective helmet on the user, as well as to detect unauthorized access to the elements of the optoelectronic sensor in order to generate false information about the control result, a second group of sensors has been introduced into the control device.

Вторая группа датчиков представляет собой датчик двигательной активности - акселерометр 16 (например, MMA7455S, выпускаемый фирмой «FreescaleSemiconductor», Netherland), формирующий электрические сигналы, пропорциональные двигательной реакции пользователя по координатным осям X, У, Z. Случай превышения и сохранения амплитудой двигательной реакции заданного порогового значения по любой из координатных осей (или их совокупности), оценивается контроллером 17, как подтверждение наличия защитной каски на голове пользователя.The second group of sensors is a motor activity sensor - accelerometer 16 (for example, MMA7455S, manufactured by FreescaleSemiconductor, Netherland), which generates electrical signals proportional to the user's motor reaction along the X, Y, Z coordinate axes. The case when the amplitude of the motor reaction is exceeded and the amplitude is preserved threshold value on any of the coordinate axes (or their combination) is evaluated by the controller 17, as confirmation of the presence of a protective helmet on the user's head.

Если информация, поступающая с оптоэлектронного датчика, оценивается контроллером 17, как присутствие защитной каски на голове пользователя 12, но не подтверждается информацией, поступающей от датчика двигательной активности (акселерометр 16), то ситуация оценивается контроллером 17, как попытка недобросовестного пользователя воздействовать на результат контроля искусственным путем.If the information received from the optoelectronic sensor is evaluated by the controller 17 as the presence of a protective helmet on the head of the user 12, but is not confirmed by the information received from the motor activity sensor (accelerometer 16), then the situation is evaluated by the controller 17 as an attempt by an unscrupulous user to influence the control result by artificial means.

Контроллер 17 с помощью процессора 18 периодически (с периодом Тп, определяемым опытным путем) считывает текущее значение времени из блока формирования астрономического времени 25 и сравнивает его с установленными значениями, соответствующими рабочему времени и технологическим перерывам, хранящимися в блоке энергонезависимой памяти 21. Такое сравнение осуществляется с целью определения периодов, когда контроль наличия защитной каски на пользователе разрешен.The controller 17 using the processor 18 periodically (with a period T p determined empirically) reads the current time value from the astronomical time generating unit 25 and compares it with the set values corresponding to the working time and technological interruptions stored in the non-volatile memory unit 21. Such a comparison carried out in order to determine the periods when the control of the presence of a protective helmet on the user is allowed.

В контролируемые периоды времени, контроллер 17 с помощью процессора 18 через линии порта ввода/вывода 19 и через усилитель мощности 14, с периодом (Тп), последовательно, подает импульсы управляющего напряжения на светодиоды 6 оптического излучателя 15, обеспечивая формирование светового потока на время действия каждого импульса (минимальное время световой экспозиции - ti, определяется быстродействием светодиодов 6 и контроллера 17). В случае отсутствия защитной каски на пользователе 12, осуществляется беспрепятственное попадание светового потока на фотоприемник 4 от очередного светодиода 6, при этом на выходе фотоприемника 4 формируется уровень логической «1». При наличии пользователя 12 на пути светового потока, на выходе фотоприемника 4 формируется уровень логического «О». Логические уровни с выхода фотоприемника 4 через линию порта ввода/вывода 19 контроллера 17 передаются в процессор 18. Значения логических уровней, соответствующие состоянию каждой из опрошенных оптопар (светодиоды 6 - фотоприемник 4), оцениваются контроллером 17, как присутствие головы пользователя в каске, если перекрыты световые потоки от всех светодиодов 6.In controlled periods of time, the controller 17 using the processor 18 through the lines of the input / output port 19 and through the power amplifier 14, with a period (T p ), sequentially, supplies control voltage pulses to the LEDs 6 of the optical emitter 15, ensuring the formation of the light flux for a while the action of each pulse (the minimum time of light exposure is t i , determined by the speed of the LEDs 6 and controller 17). In the absence of a protective helmet on the user 12, the light flux on the photodetector 4 is unhindered from the next LED 6, and the logical level “1” is formed at the output of the photodetector 4. If there is a user 12 in the path of the light flux, a logical “O” level is formed at the output of the photodetector 4. The logical levels from the output of the photodetector 4 through the line of the input / output port 19 of the controller 17 are transmitted to the processor 18. The values of the logical levels corresponding to the state of each of the polled optocouplers (LEDs 6 - photodetector 4) are evaluated by the controller 17 as the presence of the user's head in the helmet, if light flows from all LEDs are blocked 6.

При обнаружении защитной каски на пользователе 12 оптоэлектронными датчиками, осуществляется включение датчиков двигательной активности 16 (акселерометра), который передает на аналого-цифровой преобразователь 20 электрические сигналы, пропорциональные двигательной активности пользователя 12 по координатным осям X, У, Z. Цифровые коды, пропорциональные двигательной активности, из аналого-цифрового преобразователя 20, входящего в состав контроллера 17 считываются процессором 18 и сравниваются с заданными пороговыми значениями, образуя логический уровень «1», если минимум одно или более из совокупности значений X, У, Z превышает пороговую величину, иначе формируется логический уровень «0», соответствующий отсутствию защитной каски на голове пользователя 12.When a protective helmet is detected on the user by 12 optoelectronic sensors, the sensors of motor activity 16 (accelerometer) are turned on, which transmits to the analog-to-digital converter 20 electrical signals proportional to the motor activity of user 12 along the coordinate axes X, Y, Z. Digital codes proportional to motor activity, from the analog-to-digital Converter 20, which is part of the controller 17 are read by the processor 18 and compared with predetermined threshold values, forming a logical active level "1" if at least one or more of the plurality of values of X, Y, Z exceeds the threshold value, otherwise formed logical level "0" corresponding to the absence of a protective helmet on the user's 12 head.

При обнаружении защитной каски на пользователе 12 обеими группами датчиков контроллер 17 объединяет оценку, полученную в результате работы оптоэлектронных датчиков и акселерометра 16, обеспечивая повышение надежности идентификации наличия защитной каски на пользователе 12 за счет дублирования процесса идентификации двумя группами датчиков и определения несанкционированного воздействия на группу оптоэлектронных датчиков.When a protective helmet is detected on the user 12 by both groups of sensors, the controller 17 combines the estimate obtained as a result of the operation of the optoelectronic sensors and the accelerometer 16, providing increased reliability of the identification of the protective helmet on the user 12 by duplicating the identification process by two groups of sensors and determining the unauthorized impact on the group of optoelectronic sensors.

При отсутствии защитной каски на пользователе 12 или несанкционированном воздействии на группу оптоэлектронных датчиков, контроллер 17, с помощью линии порта ввода/вывода 19, включает блок оповещения 13, формируя аудио информацию или звуковую сигнализацию, которые прекращаются, когда защитная каска обнаруживается на пользователе 12.In the absence of a protective helmet on user 12 or unauthorized exposure to a group of optoelectronic sensors, the controller 17, using the I / O port line 19, turns on the warning unit 13, generating audio information or sound alarms that stop when a protective helmet is detected on user 12.

В моменты времени, соответствующие надеванию и снятию пользователем 12 защитной каски 1, значения текущего времени суток передаются из блока формирования астрономического времени 24 в процессор 18 контроллера 17, а из процессора 18 в блок энергонезависимой памяти 21 контроллера 17. Накопленные, за период контроля, данные могут быть переданы на внешние системы для последующего анализа и предоставления контролирующим органам путем преобразования информации, поступающей из контроллера 17 с помощью трансивера 22, входящего в состав блока беспроводной связи 25 и передачи ее по радио каналу через антенну блока беспроводной связи 25 в формате современных стандартов радиообмена (например, на основе беспроводной технологии ZigBee (стандарт IEEE 802.15.4).At the time points corresponding to putting on and removing the protective helmet 1 by the user 12, the values of the current time of the day are transmitted from the astronomical time generating unit 24 to the processor 18 of the controller 17, and from the processor 18 to the non-volatile memory unit 21 of the controller 17. The data accumulated during the monitoring period can be transferred to external systems for subsequent analysis and provision to regulatory authorities by converting information from the controller 17 using transceiver 22, which is part of the wireless unit second connection 25 and transmit it over the radio channel through antenna wireless communication unit 25 in the format modern radio standards (e.g., based on wireless technology ZigBee (IEEE 802.15.4 standard).

В течение всего периода эксплуатации устройства, с помощью блока контроля разряда блока питания 23 входящего в состав контроллера 17, осуществляется контроль допустимого значения напряжения аккумулятора блока питания 8, расположенного на плате контроллера 9. Результат контроля передается в процессор 18, который осуществляет его запись в блок энергонезависимой памяти 21 и через линию порта ввода/вывода 19 контроллера 17 включает блок оповещения 13, формируя аудио информацию или звуковую сигнализацию, которые прекращаются при восстановлении номинального значения напряжения питания в результате заряда или замены аккумулятора. С целью минимизации энергопотребления, устройство 3 активно только в моменты времени, определенные периодом Тп, иначе устройство 3 находится в «спящем» режиме с пониженным энергопотреблением.Throughout the entire period of operation of the device, using the discharge control unit of the power supply 23 included in the controller 17, the admissible voltage value of the battery of the power supply 8 located on the controller 9 board is monitored. The control result is transmitted to the processor 18, which writes it to the unit non-volatile memory 21 and through the line of the input / output port 19 of the controller 17 includes a warning unit 13, generating audio information or sound alarms that stop when recovery The minimum value of the supply voltage as a result of charging or replacing the battery. In order to minimize power consumption, the device 3 is active only at times determined by the period T p , otherwise the device 3 is in "sleep" mode with low power consumption.

Таким образом, заявленная полезная модель может быть использована для автоматического контроля соблюдения правил ношения защитной каски, установленных для работников конкретных производств. В необходимых случаях устройство 3 может быть оборудовано дополнительными модулями с целью расширения его функций.Thus, the claimed utility model can be used to automatically monitor compliance with the rules for wearing a protective helmet set for workers in specific industries. In necessary cases, the device 3 can be equipped with additional modules in order to expand its functions.

Полезная модель легко воспроизводим в промышленном производстве в форме универсального автономного блока, устанавливаемого на наружной поверхности защитной каски различной конструкции с помощью ложемента, объединяющего конструктив каски и устройство автоматического контроля эксплуатации каски в единую систему.The utility model is easily reproducible in industrial production in the form of a universal autonomous unit mounted on the outer surface of a protective helmet of various designs with the help of a lodgement that combines the helmet structure and the device for automatic control of helmet operation into a single system.

Claims (1)

Защитная каска с устройством автоматического контроля эксплуатации, содержащая жесткую наружную оболочку, поглощающую удары структуру, расположенную между жесткой наружной оболочкой и головой пользователя при надетой каске, аккумулятор, контроллер для объединения выполняемых функций каждой из набора систем, громкоговоритель, компоненты электронной системы, прикрепленные к жесткой наружной оболочке, отличающаяся тем, что на внешней тыльной стороне жесткой наружной оболочки каски жестко закреплен ложемент, на котором установлено устройство автоматического контроля эксплуатации, в корпусе устройства, жесткой наружной оболочке каски и ложементе выполнены технологические отверстия, совпадающие друг с другом, на внутренних фронтальной и боковых поверхностях жесткой наружной оболочки каски жестко закреплены светодиоды, соединенные с платой контроллера через проводники связи и контактный разъем, установленный на ложементе и плате контроллера, на которой дополнительно установлены фотоприемник, выход которого соединен с линией ввода порта ввода/вывода контроллера, блок формирования астрономического времени, соединенный с контроллером через линии ввода порта ввода/вывода контроллера, усилитель мощности вход которого соединен с линией вывода порта ввода/вывода контроллера, а выход усилителя мощности соединен через контактный разъем со светодиодами, акселерометр, выходы которого соединены с входами аналого-цифрового преобразователя контроллера.A protective helmet with an automatic operating control device containing a rigid outer shell, a shock-absorbing structure located between the rigid outer shell and the user's head when the helmet is on, a battery, a controller for combining the functions of each of the set of systems, a loudspeaker, electronic system components attached to a rigid outer shell, characterized in that on the outer back side of the hard outer shell of the helmet is rigidly fixed lodgement on which the mouth The device has automatic operation control, technological holes matching each other are made in the device’s body, hard helmet’s outer shell and lodgement, LEDs are rigidly fixed on the inner front and side surfaces of the hard helmet’s outer shell, connected to the controller board via communication wires and a contact connector installed on the lodgement and controller board, on which an additional photodetector is installed, the output of which is connected to the input line of the controller I / O port, b ok, the formation of astronomical time, connected to the controller through the input line of the input / output port of the controller, the power amplifier whose input is connected to the output line of the input / output port of the controller, and the output of the power amplifier is connected through a contact connector with LEDs, an accelerometer, the outputs of which are connected to the analog inputs -digital converter controller.
RU2018122583U 2018-06-20 2018-06-20 PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE RU183600U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122583U RU183600U1 (en) 2018-06-20 2018-06-20 PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122583U RU183600U1 (en) 2018-06-20 2018-06-20 PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU183600U1 true RU183600U1 (en) 2018-09-26

Family

ID=63671491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122583U RU183600U1 (en) 2018-06-20 2018-06-20 PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU183600U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194487U1 (en) * 2019-09-27 2019-12-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)" Cap with removable batteries
RU197118U1 (en) * 2019-11-20 2020-04-01 Закрытое акционерное общество "КРОК инкорпорейтед" HELMET RADIO MODULE
RU198230U1 (en) * 2019-08-19 2020-06-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" SMART HAT
RU2785360C1 (en) * 2022-05-06 2022-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" System for control and collection of information during work with increased danger

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2251780A (en) * 1990-06-30 1992-07-22 Kesteven Hargreaves Limited Camera mounting apparatus
US5404577A (en) * 1990-07-13 1995-04-04 Cairns & Brother Inc. Combination head-protective helmet & communications system
US5603117A (en) * 1995-09-13 1997-02-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Protective helmet assembly
RU2438539C2 (en) * 2005-05-26 2012-01-10 Джеффри Х. ГЕРТШ Helmet with electronic system
RU2654048C2 (en) * 2015-08-24 2018-05-16 Сяоми Инк. Information display method and apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2251780A (en) * 1990-06-30 1992-07-22 Kesteven Hargreaves Limited Camera mounting apparatus
US5404577A (en) * 1990-07-13 1995-04-04 Cairns & Brother Inc. Combination head-protective helmet & communications system
US5603117A (en) * 1995-09-13 1997-02-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Protective helmet assembly
RU2438539C2 (en) * 2005-05-26 2012-01-10 Джеффри Х. ГЕРТШ Helmet with electronic system
RU2654048C2 (en) * 2015-08-24 2018-05-16 Сяоми Инк. Information display method and apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198230U1 (en) * 2019-08-19 2020-06-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" SMART HAT
RU194487U1 (en) * 2019-09-27 2019-12-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)" Cap with removable batteries
RU197118U1 (en) * 2019-11-20 2020-04-01 Закрытое акционерное общество "КРОК инкорпорейтед" HELMET RADIO MODULE
RU2785360C1 (en) * 2022-05-06 2022-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" System for control and collection of information during work with increased danger
RU217729U1 (en) * 2022-07-28 2023-04-14 Общество с ограниченной ответственностью "ДИДЖИТАЛ ВОРЛД" DEVICE FOR MONITORING STAFF IN PRODUCTION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU183600U1 (en) PROTECTIVE HELMET WITH AUTOMATIC CONTROL DEVICE
US11715361B2 (en) Systems and methods for potential drowning incident detection
US10582289B2 (en) Enhanced biometric control systems for detection of emergency events system and method
CN201127606Y (en) Portable system for testing fall of human body
KR101092222B1 (en) Helmet
ITTV20130130A1 (en) CLOTHING WITH AN EMERGENCY DEVICE AND ASSOCIATED EMERGENCY METHOD
CN206808756U (en) Intelligent safety helmet
CN105654662A (en) Personal portable type security active early-warning system
CN106355828A (en) Method and device for detecting wearable device disengagement
KR20100114723A (en) Sensor module for sensing to put safty cap on head and thereof sensing method
CN111601209A (en) Control method, control device, wireless headset and storage medium
CN109410535A (en) A kind for the treatment of method and apparatus of scene information
KR101612507B1 (en) Dangerous situation management system by self-protection ring
WO2022062951A1 (en) Smart wearable kit, protection method, and smart protection system
CN207704260U (en) A kind of detecting system of vehicle-state
CN201774586U (en) Myopia-preventing computer camera
CN103892996A (en) Guide system
US10909831B1 (en) Safety harness motion detector systems and methods for use
CN206757047U (en) Anti-disassembly vehicle positioning system
CN116763037A (en) Intelligent safety helmet based on edge detection technology and management system thereof
CN104680753A (en) Human body falling detection system based on wireless sensing technology
CN106920367A (en) Safe swimming monitoring method and safe swimming monitoring device
CN209732688U (en) Crash alarm system for safety helmet and crash alarm safety helmet
KR101337813B1 (en) Ocean sensor network system
CN204442568U (en) A kind of video doorbell intercom