智能安全帽制造技术

本发明专利技术公开了一种智能安全帽，包括帽壳和安全气囊控制系统，所述安全气囊控制系统包括设置于所述帽壳内的气囊层(2)、碰撞传感器、电阻应变式传感器、气体发生器和微处理器，所述碰撞传感器的信号输出端与所述电阻应变式传感器的信号输入端连接，所述电阻应变式传感器的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接，所述微处理器的信号输出端连接至所述气体发生器，所述气体发生器产生的气体通入所述气囊层(2)。该智能安全帽利用安全气囊控制系统感知重物打击，并结合气囊层向外膨胀起到缓冲作用，与物体撞击的冲击力相抵抗，减缓了部分冲击，提高了安全帽的抵抗伤害能力，保护了佩戴者头部及颈部安全。

【技术实现步骤摘要】
智能安全帽
本专利技术涉及一种智能安全帽。
技术介绍
随着时代的发展，我国工程建设迅猛发展，取得了显著的成果。但由于施工建设是一个复杂的人机系统，施工人员分布范围广，重机械繁多，环境因素错综复杂，存在许多潜在不良因素对员工生命造成了威胁。据统计，工程建设最常见的五大事故为，物体打击，高处坠落，机械伤害，触电，坍塌，其中物体打击，高处坠落这两类事故发生最多，占总事故99％以上。究其原因，一是缺乏完善的安全管理机制，二是没有使用有效的防护工具。据不完全统计，我国各个行业每年安全帽的使用量在5000万只以上，其中大部分是采用普通安全帽，智能安全帽还未在工程行业中普及。安全帽作为建筑工程的主要防护工具，目前功能单一，防护能力低，在面对重物打击，高处坠落等伤害事故的发生，抵抗伤害能力弱，造成员工伤亡。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种抵抗伤害能力强的智能安全帽。为实现本专利技术目的，在此所提供智能安全帽包括帽壳和安全气囊控制系统，所述安全气囊控制系统包括设置于所述帽壳内的气囊层、碰撞传感器、电阻应变式传感器、气体发生器和微处理器，所述碰撞传感器的信号输出端与所述电阻应变式传感器的信号输入端连接，所述电阻应变式传感器的信号输出端与所述微处理器的信号输入端连接，所述微处理器的信号输出端连接至所述气体发生器，所述气体发生器产生的气体通入所述气囊层。进一步的，所述安全气囊控制系统还包括防护传感器，所述防护传感器的信号输出端连接所述电阻应变式传感器的信号输入端。进一步的，还包括报警模块。进一步的，所述帽壳包括模盖层和内衬，所述气囊层设置于所述模盖层和所述内衬之间。帽壳设有三层，模盖层，既可抵挡轻微的物体碰撞，又可保护气囊层免受损伤，内衬为防冲击内衬层，减缓了冲击对人的伤害。进一步的，还包括防护镜。保护了眼睛免受有害因素的损伤。进一步的，还包括由头围带、后头戴、头托和头箍构成帽衬。进一步的，还包括固定于所述头围带周边的帽带和设置于帽壳边缘的帽舌。通过帽舌有效地减轻了雨水对佩戴者的面部造成的影响。进一步的，还包括设置于帽衬内与佩戴者额头接触处的汗带。能够有效地对佩戴者所产生的汗水进行吸收，保证了佩戴者的舒适度。本专利技术的有益效果是：该智能安全帽利用安全气囊控制系统感知重物打击，并结合气囊层向外膨胀起到缓冲作用，与物体撞击的冲击力相抵抗，减缓了部分冲击，提高了安全帽的抵抗伤害能力，保护了佩戴者头部及颈部安全。通过防护传感器的目的是防止碰撞传感器意外短路而造成防误膨开，因为在不设置碰撞防护传感器的情况下，当监测碰撞传感器时，如果不恰将其信号输出端子端路使点火器那电路接通，那么气囊就会引爆充气膨开。利用报警模块可以在发生事故时实现报警，促使附近员工撤离，大大提高了人员的逃生率，同时受伤人员可通过报警模块向他人呼救，及时进行救援。附图说明图1为本专利技术所提供的安全帽的结构示意图；图2为本专利技术所提供的安全帽的外形图；图3为本专利技术所记载的声光预警电路的电路原理图；图4为本专利技术所记载的报警模块的第二种实施方式的电路原理图；图中：1-模盖层，2-气囊层，3-内衬，4-蓄电池，5-围边，6-头围带，7-后头戴，8-预警装置，9-开关，10-帽带，11-帽舌，12-汗带，13-防护镜，14头托，15-头箍。具体实施方式在此结合附图和具体实施例对本申请所要求保护的技术方案作进一步详细的说明。如图1和图2所示，本专利技术提供的智能安全帽包括了帽壳和安全气囊控制系统，其中，帽壳可以为一层，也可以为两层或两层以上，在此本专利技术的帽壳包括了由外之内依次设置的模盖层1和用于吸收冲击的内衬3，其中模盖层1作为最外层，既可抵挡轻微的物体碰撞，又可以保护位于中间的气囊层2；帽壳的下端周边设有围边5。其中，安全气囊控制系统包括贴靠于帽壳内壁设置的气囊层2、碰撞传感器、电阻应变式传感器、气体发生器和微处理器，气囊层2具体设置于模盖层1和内衬3之间，气囊层2和模盖层1及内衬3之间可以贴靠设置，但最好存在空隙，当发生剧烈碰撞时，能够有空间使气囊层2膨胀，保护佩戴者的头部。碰撞传感器的信号输出端与电阻应变式传感器的信号输入端连接，电阻应变式传感器的信号输出端与微处理器的信号输入端连接，微处理器的信号输出端连接至气体发生器，气体发生器产生的气体通入气囊层2使气囊层2膨胀。碰撞传感器用于检测物体碰撞安全帽的碰撞强度信号，并输入电阻应变式传感器，电阻应变式传感器测量冲击力的大小，电阻应变式传感器由弹性敏感元件和电阻应变片组成，当弹性敏感元件受到被测量作用时,将产生位移、应力和应变,则粘贴在弹性敏感元件上的电阻应变片将应变转换成电阻的变化，故通过测量电阻应变片的电阻值变化,即可确定冲击力的大小；电阻应变式传感器将测量获得的冲击力大小输入微处理器，当冲力大小超过一定值时，微处理器输出控制信号加载于气体发生器使其产生气体并通过气囊层2使气囊层2膨胀保护佩戴者的头部。本专利技术所记载的气体发生器的功能是使气囊在瞬间膨胀，通常在1/100s-1/20s之间使气体发生。可以采用固体推进剂式、高压储气式及混合式气体发生器三种型式。本申请在此采用混合式气体发生器，其综合利用了固体推进剂式和高压储气式两种气体发生器的工作特点，高压储气式发生器的盖板被破坏的同时，置于容器内的少量火药或推进剂立即燃烧产生气体，使混合气体的温度上升，从而可防止气体比容的下降。气体发生器有叠氮化钠NaN3或硝酸铵NHNO3等物质。当微处理器输出控制信号时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体并通过管道或直接将气体发生器的气体输出与气囊层2连通，使气体发生器产生的大量气体充满气囊。叠氮化钠分解产生氮气和固态钠。硝酸铵分解产生大量的一氧化二氮N2O气体和水蒸气，DBA峰值压力为190kPA左右PAB峰值压力为380kPA左右。本专利技术所记载的碰撞传感器、电阻应变式传感器、气体发生器可以设置于帽壳上任何位置，如安装于模盖层1内壁上。在此，所记载的气囊层2能够吸收冲力，可以采用任何一种材质制成，如用质量轻、强度高的尼龙布制成，为了防止漏气，气囊层2的内壁上涂覆有氯丁橡胶作涂层。所记载的微处理器可以采用现有的任何一种能够存储计算机程序的单片机、MCU，如单片机AT89C52及其外围电路构成，程序员编写好计算程序调试完成后经程序烧写端口写入单片机进行存储，上电后即可运行。为了防止碰撞传感器意外短路而造成防误膨开，本专利技术所提供的安全帽还包括防护传感器，防护传感器的信号输出端连接电阻应变式传感器的信号输入端。为了能够在发生意外时及时进行报警，以便及时救助，本专利技术所提供的安全帽还包括报警模块8，该预警装置8可以是声光预警电路，其电路结构如图3所示，包括了语音芯片ISD2560、逻辑门芯片U8A4071B、逻辑门芯片U8B4071B、反相器DM74LS14、发光二极管D2、扬声器以及麦克风，语音芯片ISD2560的自动增益控制端分别通过电阻R7和电容C13接安全帽的绝缘外壳，附图3中的“外壳”字样表示安装帽的绝缘外壳，即安全帽的模盖层的内侧。语音芯片ISD2560的模拟信号的输入和输出端之间串联有电容C12和电阻R8，语音芯片ISD2560的P/R引脚和XCLK引脚之间连接有电解电容C9、电容C10和电容C11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能安全帽，其特征在于：该安全帽包括帽壳和安全气囊控制系统，所述安全气囊控制系统包括设置于所述帽壳内的气囊层(2)、传感器、气体发生器和微处理器，所述碰撞传感器的信号输出端与所述电阻应变式传感器的信号输入端连接，所述电阻应变式传感器的信号输出端碰撞传感器、电阻应变式与所述微处理器的信号输入端连接，所述微处理器的信号输出端连接至所述气体发生器，所述气体发生器产生的气体通入所述气囊层(2)。

【技术特征摘要】
1.智能安全帽，其特征在于：该安全帽包括帽壳和安全气囊控制系统，所述安全气囊控制系统包括设置于所述帽壳内的气囊层(2)、传感器、气体发生器和微处理器，所述碰撞传感器的信号输出端与所述电阻应变式传感器的信号输入端连接，所述电阻应变式传感器的信号输出端碰撞传感器、电阻应变式与所述微处理器的信号输入端连接，所述微处理器的信号输出端连接至所述气体发生器，所述气体发生器产生的气体通入所述气囊层(2)。2.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于：所述安全气囊控制系统还包括防护传感器，所述防护传感器的信号输出端连接所述电阻应变式传感器的信号输入端。3.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于：还包括报警模块(8)。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兰会，汪晶，吴恒，王鑫雨，王甜甜，禹帅先，李文善，成巧耘，李亮，王鑫雨，郭俊楠，吕晨阳，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：河南,41