基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备制造技术

本发明专利技术提出一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，包括密封连接的头盔和连体式防护服，连体式防护服背部和下肢位置内置支撑骨架，连体式防护服的背部安装有压缩气瓶和二氧化碳膜分离装置。本发明专利技术解决了采掘工作面粉尘、毒气、噪声等恶劣环境因素的防护问题，提高了穿戴过程中的舒适度。通过膜分离除废气的方式降低了呼吸系统的重量；防护服支撑结构减轻了穿戴者负重；呼吸系统提供了更加流畅的呼吸体验；传感监测系统对身体不适提供了预警功能；无声交互系统解决了强噪声语音识别不准确的问题，提供更加灵活的交互方式；显示系统帮助穿戴者更加方便地获得各方面信息。助穿戴者更加方便地获得各方面信息。助穿戴者更加方便地获得各方面信息。

【技术实现步骤摘要】
基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备


[0001]本专利技术涉及防护装备
，尤其涉及一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备。

技术介绍

[0002]煤炭等矿井中采掘工作面往往无法避免粉尘、毒气、噪声、热害等环境问题，由此引发的职业病也受到个人和行业越来越多的重视。矿井作为传统的劳动密集型行业，采矿工人数量众多，防护装备水平落后，防护性能难以满足需求。工人在穿戴过程中热舒适性、噪声、交流交互不便等问题也一直影响工人的穿戴积极性，经常发生工人不按规定穿戴防护用品的案例。由于智能化矿山建设的推进，采掘工作面工人数量显著减少，劳动强度也得到了明显的降低，同时伴随着行业和个人安全意识的提高，为采掘工作面工人配备高端智能的防护服无论在成本还是观念上都具备了条件。人体工效学思想以人为本，以安全、健康、舒适、高效为目标，是众多穿戴装备的设计准则，与采掘工作面的防护需求高度契合。针对采掘工作面个人装备防护水平低，穿戴者舒适性差的问题。
[0003]目前采掘工作面防护装备有以下两种：
[0004]1)传统矿井装备，包括防暴头盔、护目镜、防毒面罩、围巾、上衣、裤子、手套、雨鞋、保暖内衣等。该种装备密封性差，防护性能低，难以满足采掘工作面高粉尘、强噪声的防护需求。装备各部分分散，穿脱不方便，穿戴舒适性差。装备缺乏辅助穿戴者进行劳作的信息化、智能化的功能。
[0005]2)矿用全封闭防护服，以封闭式防护服为基础，通过压缩气瓶、外接长管送风等方式实现呼吸气体的供给。该种装备闷热、呼吸流畅性等问题仍然存在；装备重量大，工人长时间穿戴负重感强；语音通信和语音识别在采掘工作面强噪声环境下识别率低；缺乏体征监测预警系统和智能化信息辅助系统。
[0006]本专利技术提出一种采掘工作面的单兵防护方案，在全封闭防护服基础上，以人体工效学为指导思想，从材料结构、呼吸系统、体征传感系统、人机交互系统、显示系统等方面全面提高穿戴者的舒适性。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0008]为解决采掘工作面高粉尘、强噪声等恶劣环境因素的防护问题，及工人穿戴装备工程中的舒适性问题，本专利技术提出一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护服方案，解决采掘工作面人员防护问题的同时，全面提高穿戴过程中的舒适感。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备。
[0010]本申请的实施例提出一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，包括密封连接的头盔和连体式防护服，所述连体式防护服背部和下肢位置内置支撑骨架，连体式防护服的背部安装有压缩气瓶和二氧化碳膜分离装置，压缩气瓶的输气管连通于头盔内部，
二氧化碳膜分离装置通过排出管连通于连体式防护服。
[0011]在一些实施例中，所述二氧化碳膜分离装置和连体式防护服之间通过导管连接有用于排出水汽的半导体冷凝片装置。
[0012]在一些实施例中，所述二氧化碳膜分离装置通过循环管连通于压缩气瓶的输气管。
[0013]在一些实施例中，所述连体式防护服通过密封拉链进行穿戴。
[0014]在一些实施例中，所述连体式防护服的颈部和头盔的颈部之间通过柔性材料密封连接。
[0015]在一些实施例中，所述连体式防护服内部设有用于检测连体式防护服内气体浓度的气体传感器，通过负反馈系统连接并控制压缩气瓶的阀门以改变送气量。
[0016]在一些实施例中，所述连体式防护服的手腕处设置脉搏传感器。
[0017]在一些实施例中，所述连体式防护服的手部设置有手势识别装置。
[0018]在一些实施例中，所述头盔前端密封设有面罩，面罩处安装有显示装置和唇语识别装置。
[0019]在一些实施例中，所述面罩处安装有酒精传感器。
[0020]本专利技术的有益效果为：解决了采掘工作面粉尘、毒气、噪声等恶劣环境因素的防护问题。提高了穿戴过程中的舒适度，具体包括：1.通过膜分离除废气的方式降低了呼吸系统的重量；2.防护服支撑结构减轻了穿戴者负重；3.呼吸系统提供了更加流畅的呼吸体验；4.传感监测系统对身体不适提供了预警功能；5.无声交互系统解决了强噪声语音识别不准确的问题，提供更加灵活的交互方式；6.显示系统帮助穿戴者更加方便地获得各方面信息。
[0021]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
[0023]其中：
[0024]图1为本专利技术实施例中的基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备的结构示意图；
[0025]图2为图1的侧视图；
[0026]附图标记：
[0027]1‑
头盔；2
‑
压缩气瓶；3
‑
二氧化碳膜分离装置；4
‑
支撑骨架；5
‑
连体式防护服；6
‑
显示装置；7
‑
唇语识别装置；8
‑
脉搏传感器；9
‑
手势识别装置；10
‑
面罩。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]下面参考附图描述本专利技术实施例的基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备。
[0030]如图1
‑
2所示，本申请的实施例提出一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护
装备，包括密封连接的头盔1和连体式防护服5，连体式防护服5背部和下肢位置内置支撑骨架4，连体式防护服5的背部安装有压缩气瓶2和二氧化碳膜分离装置3，压缩气瓶2设有两组，二氧化碳膜分离装置3设于压缩气瓶2下方。压缩气瓶2的输气管连通于头盔1内部，二氧化碳膜分离装置3通过排出管连通于连体式防护服5。
[0031]二氧化碳膜分离装置3和连体式防护服5之间通过导管连接有用于排出水汽的半导体冷凝片装置。连体式防护服5内的气体先通过导管进入到半导体冷凝片装置中，将水汽冷凝成水排至储水罐中，剩余的气体通过导管进入到二氧化碳膜分离装置3中。储水罐定期排空。由于半导体冷凝片装置为成熟的现有技术，在图中并未画出。
[0032]二氧化碳膜分离装置3通过循环管连通于压缩气瓶2的输气管。通过二氧化碳膜分离装置3分离出的氧气和氮气可进入到头盔中循环使用。图1
‑
2所示的箭头为气体流向。
[0033]本实施例通过以下几个方面对防护装备的结构及性能做进一步说明。
[0034]1、结构材料：
[0035]本方案基于全封闭类型的防护服，通过将穿戴者完全隔绝周围环境，达到粉尘、毒气的防护效果，通过头盔的隔绝能够减小环境中的噪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，其特征在于，包括密封连接的头盔和连体式防护服，所述连体式防护服背部和下肢位置内置支撑骨架，连体式防护服的背部安装有压缩气瓶和二氧化碳膜分离装置，压缩气瓶的输气管连通于头盔内部，二氧化碳膜分离装置通过排出管连通于连体式防护服。2.根据权利要求1所述的基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，其特征在于，所述二氧化碳膜分离装置和连体式防护服之间通过导管连接有用于排出水汽的半导体冷凝片装置。3.根据权利要求1所述的基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，其特征在于，所述二氧化碳膜分离装置通过循环管连通于压缩气瓶的输气管。4.根据权利要求1所述的基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，其特征在于，所述连体式防护服通过密封拉链进行穿戴。5.根据权利要求1所述的基于人体工效学的采掘工作面单兵防护装备，其特征在于，所述连体式防护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中南，张亦凡，王洪磊，刘少权，王海军，田涵，刘博琰，吴太晖，沈泽南，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：