一种有源消声与人员定位的矿用安全帽的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种有源消声技术和无线定位技术，具体涉及一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，其适用于矿山井下噪声严重的地点，可以实现井下噪声控制和井下人员实时定位。该实用新型安全帽包括帽壳、帽檐、矿灯插扣、降噪控制盒、定位器、有源消声降噪耳罩。所述帽壳底部设有帽檐，帽壳前部设有矿灯插扣，降噪控制盒与定位器各位于帽壳一侧，有源消声降噪耳罩位于帽檐下部，有源消声降噪耳罩通过线路与降噪控制盒连接，有源消声降噪耳罩外壳设计有圆形小孔，有源消声降噪耳罩内部设计有与降噪控制盒相连的入耳式耳塞。降噪控制盒、定位器与有源消声降噪耳罩按平衡配重的关系与安全帽固定连接成一整体。利用本实用新型安全帽可实现井下有源消声降噪、井下人员跟踪定位。
【专利说明】一种有源消声与人员定位的矿用安全帽
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种有源消声技术和无线定位技术，具体涉及一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，其适用于矿山井下噪声严重的地点，可以实现井下噪声控制和井下人员实时定位。
【背景技术】
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[0002]随着煤矿开采机械化程度的不断提高，井下开采过程中噪声问题日益严重，尤其在局扇、泵站、破碎机、凿岩机等工作地点噪声更为突出。在生产实践中，目前主要存在以下问题:一、在井下主要噪声源地点，并无专门的噪声控制装置，工人在噪声环境中作业，往往造成情绪烦躁、精力分散、操作迟缓，生产效率低，易出现操作失误，对煤矿安全、高效生产带来不利影响；二、工人长时间在噪声环境中作业，没有个人防护措施，将会影响听觉能力，诱发疾病，给工人身心健康带来一定危害。因此设计发明一种具有降噪功能的矿用安全帽在煤矿安全生产中意义重大。
[0003]本实用新型设计一种性能相对稳定、廉价的新型矿用安全帽，将有源消声装置、定位装置与安全帽创新性结合，实现安全帽的功能多样化，满足对煤矿的安全、高效生产，具有很好的实用价值和广阔的市场前景。
实用新型内容:
[0004]本实用新型提出了一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，包括帽壳、帽檐、矿灯插扣、降噪控制盒、定位器、有源消声降噪耳罩。所述帽壳底部设有帽檐，帽壳前部设有矿灯插扣，降噪控制盒与定位器各位于帽壳一侧，有源消声降噪耳罩位于帽檐下部，有源消声降噪耳罩通过线路与降噪控制盒连接，有源消声降噪耳罩外壳设计有圆形小孔，有源消声降噪耳罩内部设计有与降噪控制盒相连的入耳式耳塞。降噪控制盒、定位器与有源消声降噪耳罩按平衡配重的关系与安全帽固定连接成一整体。利用本实用新型安全帽可实现井下有源消声降噪、井下人员跟踪定位。
[0005]针对要解决的矿井噪声控制以及人员定位问题，本实用新型形成如下技术:
[0006]1、有源消声系统:降噪控制盒4内BelaSignaR262降噪芯片控制电路，有源消声降噪耳罩10通过线路与降噪控制盒4连接。井下噪声首先经过有源消声降噪耳罩10隔声吸声后，利用有源消声技术，消除高频成分，低频成分的噪声进入有源消声降噪耳罩10腔内，同时外传声器13检测有源消声降噪耳罩10外噪声，由开环控制器19处理之后，经功率放大器15和耳机12重新放到有源消声降噪耳罩10的腔内，与进入有源消声降噪耳罩10内的噪声相互抵消。闭环控制器18经功率放大器15和耳机12向有源消声降噪耳罩10腔内进行重放噪声，与进入到有源消声降噪耳罩10内的噪声进行抵消。同时，内传声器14来检测相消后的误差信号，经闭环控制器18使有源消声降噪耳罩10腔内噪声最小，进行有源消声降噪处理。有源消声系统将处理后的噪声通过有源消声降噪耳罩10进入人耳，通过控制BelaSignaR262降噪芯片程序，对不同噪声进行有源消声。所述有源消声系统，特点是主要消除环境噪声，对正常的语言通信影响较小。
[0007]所述有源消声降噪耳罩10外部设计有圆形小孔8，使工人的语言声音进入到耳罩腔内，使佩戴者较为清晰地听到语言声音；所述有源消声降噪耳罩10腔内设计有入耳式耳塞9，该耳塞与降噪控制盒4相连，将处理后的声音直接传入耳中，起到二次隔噪的作用。
[0008]2、人员定位系统:利用Zigbee无线网络技术组建井下无线定位网络和井下人员定位系统，Zigbee网络模块布置在井口、主要巷道分岔口和工作面入口等主要部位顶端，其中沿巷道每150m布设，沿工作面每50m布设。所布设的Zigbee网络模块组成Zigbee定位网络。安全帽上的定位器发出射频信号，网络节点自动读取信号强度，通信电缆通过RS-232接口与CAN总线连接，信息通过交换机上传至地表控制中心，实现人员跟踪定位。在井下设置无线网络工作基站，便于对安全帽无线发射信号的连续接收、处理和反馈。所述人员定位系统可实现人员定位、考勤、调度等功能。
[0009]本实用新型优点:
[0010]1、将有源消声装置与人员定位装置集于安全帽，实现有源消声降噪、人员定位和照明功能一体化。降噪控制盒与定位器体积小，重量轻，工人在井下携带方便，便于正常的作业和生产。
[0011]2、降噪控制盒基于BelaSignaR262降噪芯片编程控制，性能稳定，误差小，准确度高，可以合理、准确的控制和降低噪声，为工人身心健康提供保障。
[0012]3、有源消声降噪耳罩外部设计有圆形小孔，使工人的语言声音进入到耳罩腔内，降噪系统消除低频噪声成分，留下语声成分，改善了语言可懂度，使佩戴者较为清晰地听到语目声首。
[0013]4、有源消声降噪耳罩腔内设计有入耳式耳塞，该耳塞通过线路与降噪控制盒相连，将处理后的声音直接传入耳中，起到二次隔噪的作用。
[0014]5、可进行人员实时定位，并且可以实现考勤、调度功能；在发生煤矿事故时，可进行快速、有效救援。
【专利附图】
【附图说明】
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[0015]图1新型矿用安全帽结构图；
[0016]图2嵌入式线框布置图；
[0017]图3有源消声系统结构简图；
[0018]图中:1-帽壳；2_矿灯插扣；3_帽檐；4_降噪控制盒；5_电源开关；6_定位器；7-充电插孔；8_圆形小孔；9_入耳式耳塞；10_有源消声降噪耳罩；11_耳罩外壳；12_耳机；13_外传声器；14_内传声器；15_功率放大器；16_加法器；17_外接信号；18闭环控制器；19_开环控制器；20、21_前置放大器。
【具体实施方式】
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[0019]工人佩戴上述矿用安全帽(如图1所示)，下井时可实现自动打卡，进行考勤记录，同时定位器可实现井下人员实时定位；工人在井下噪声环境中工作时，打开降噪控制盒电源，有源消声系统对井下噪声进行有源消声，使进入人耳的噪声减弱，实现有源消声降噪处理。
【权利要求】
1.一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，其特征在于，包括帽壳、帽檐、矿灯插扣、降噪控制盒、定位器、有源消声降噪耳罩，其中:所述帽壳底部设有所述帽檐，所述帽壳前部设有所述矿灯插扣，所述降噪控制盒与所述定位器位于所述帽壳两侧，所述有源消声降噪耳罩位于所述帽檐下部，所述有源消声降噪耳罩通过线路与所述降噪控制盒连接。
2.如权利要求1所述一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，其特征在于:所述有源消声降噪耳罩外壳设计有圆形小孔。
3.根据权利要求1所述一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，其特征在于:所述有源消声降噪耳罩内部设计有与降噪控制盒相连的入耳式耳塞。
4.根据权利要求1所述一种有源消声与人员定位的矿用安全帽，其特征在于:所述降噪控制盒、所述定位器以及所述有源消声降噪耳罩按平衡配重的关系与所述有源消声与人员定位的矿用安全帽固定连接成一整体。
【文档编号】A42B1/24GK204070705SQ201420560903
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】左超, 周姚姚, 贺增源, 彭瑞, 孟祥瑞, 赵光明, 王超, 董春亮 申请人:安徽理工大学