专利名称：矿用自发电救生安全帽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿用安全用品，特别是一种矿用自发电救生安全帽。
背景技术：
安全帽是矿工下井作业必不可少的安全用品，广泛应用于煤矿生产中。传统的安全帽包括安全帽帽体、帽灯、铅酸蓄电池组成。铅酸蓄电池挂在矿工腰部，通过电缆为安全帽帽体上的帽灯供电。铅酸蓄电池体积大、质量重、平均使用寿命短、电池存在漏液隐患，使用过程中给矿工井下劳动带来不便。帽灯的照明灯泡多为矿用白炽灯泡，这种灯泡耗电量大、发热厉害，在发生意外时玻璃灯泡易破碎、灯泡内金属灯丝产生电火花等对煤矿生产带来危险。现有安全帽帽灯电源(蓄电池)唯一，在井下发生意外时，电源电量耗尽或失效时，矿工会失去照明电力供应给矿工生命安全造成危险；现在的矿用安全帽只有帽体前端有帽灯的照明作用，帽体其它部位不能给出有效光信号，提示周围作业人员或车辆，以避免发生意外或在发生意外时提示搜救人员及时发现受难矿工。超级电容器又称超大容量电容器，其容量为法拉级而传统一般电容器只有微法级；超级电容器充电速度快，充电时间仅需几十秒到几分钟；超级电容器充放电不像蓄电池那样对电极有破坏作用，其循环使用寿命长，深度充放电循环次数可达40万次，没有“记忆效应”；一般来说，超级电容器可以正常工作的温度范围在-40°C -75°C之间；因此，在矿井等恶劣环境下，超级电容器可以发挥电池不能发挥的优势；超级电容器产品原材料构成、 生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；超级电容器充放电电路简单，安全系数高，长期使用免维护。
发明内容一种矿用自发电救生安全帽，使用超级电容器作为备用电源，超级电容器快速收集并存储手摇发电机发出的电能；安全帽帽体四周有光信号提示装置。本实用新型采用的技术方案是一种矿用自发电救生安全帽，它包括安全帽帽体、 帽灯、自发电电源；其特征在于，安全帽帽体四周设有光信号提示装置；帽灯照明元件采用一颗超高亮度大功率白光LED;自发电电源包括两个电源和手摇发电装置，其中一个锂电池电源为主电源，另一个超级电容器组为备用电源同时收集并存储手摇发电装置发出的电能；其中手摇发电装置由手摇发电机、可充电电源电路组成。手摇发电机发出的电能，通过可充电电源电路转换成符合超级电容器组(备用电源)充电要求的直流电源，同时为超级电容器组充电。自发电电源的两个电源通过二极管隔离后并联，手摇发电装置只能给超级电容器组(备用电源)充电；主电源锂电池电源容量较大通过外置专用充电器在电量不足时充电，主电源充电时备用电源同时被充电。自发电电源通过电缆为帽灯及帽体上的光信号提示装置供电。自发电电源中的两个电源都能为帽灯供电，隔离二极管的作用是保证两个电源互相独立，电流不会在两个电源之间流动造成不必要的损耗。本实用新型的积极效果是矿工在井下作业时，安全帽帽体四周能给出有效光提示信号，提示周围作业人员或车辆，以避免发生意外或在发生意外时提示搜救人员及时发现受难矿工。自发电电源在井下发生意外时，主电源电量耗尽或失效时，矿工不会失去照明电力供应给矿工的自救创造条件。
图1是本实用新型的结构示意图；图中1 一帽灯，2 —电缆，3 —自发电电源，4一发电摇杆。图2是本实用新型的自发电电源的电路原理图；图中1 一锂电池主电源，2—超级电容器组备用电源，3—手摇发电装置，4一手摇发电机，5—可充电电源电路，6—充电插座，7—隔离二极管，8—超级电容器组充电开关。图3是本实用新型的安全帽帽体结构示意图；图中1 一安全帽帽体，2—光信号提示装置。
具体实施方式
如图1所示，帽灯1中的照明元件选用一颗超高亮度大功率白光LED作为发光元件，此种半导体发光元件亮度高，使用寿命长，不会产生电火花安全可靠。在发生意外失去照明电力供应时通过摇动自发电电源3的发电摇杆4发电给备用电源(超级电容器组)充电同时会通过电缆2供电给帽灯1。如图2所示，自发电电源由锂电池主电源1、超级电容器组备用电源2、手摇发电装置3组成；其中手摇发电装置3由手摇发电机4、可充电电源电路5组成；充电插座6可通过外置专用充电器为锂电池主电源1和超级电容器组备用电源2充电；充电插座6内设置一常开微动开关作为超级电容器组充电开关8，在外置专用充电器充电插头插入充电插座 6时超级电容器组充电开关8闭合短接隔离二极管7从而为超级电容器组备用电源2快速充电。超级电容器组备用电源2选用体积小、容量大类型的超级电容器，根据单个超级电容器的额定电压参数，通过串并联的方式使超级电容器组备用电源2的电源电压输出，与锂电池主电源1相当，并在此基础上结合其它实际条件尽量增大超级电容器组备用电源2的容量。锂电池主电源1的额定电压和容量满足图1中帽灯1照明元件正常工作要求，以及矿井下照明时间要求。隔离二极管7选用IN4001型号的二极管即可。手摇发电机4优先选用旋转磁极式的微型交流发电机，避免采用一般发电机时电刷会产生电火花的安全隐患；可充电电源电路5与手摇发电机4的相关电气参数配合，达到可充电电源电路5输出合适的直流电源为超级电容器组备用电源2充电的技术要求，其中可充电电源电路5可依靠现有技术电路。如图3所示，在安全帽帽体1的四周安装光信号提示装置2。光信号提示装置2选用频闪发光二极管，可选用不同发光频率和颜色的频闪二极管来增强警示效果或区分矿工组别、工种等信息。
权利要求1. 一种矿用自发电救生安全帽，它包括安全帽帽体、帽灯、自发电电源；其特征在于， 安全帽帽体四周设有光信号提示装置；帽灯照明元件采用一颗超高亮度大功率白光LED ； 自发电电源包括两个电源和手摇发电装置，其中一个锂电池电源为主电源，另一个超级电容器组为备用电源同时收集并存储手摇发电装置发出的电能；其中手摇发电装置由手摇发电机、可充电电源电路组成。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用自发电救生安全帽，使用超级电容器作为备用电源，超级电容器快速收集并存储手摇发电机发出的电能；安全帽帽体四周有光信号提示装置。矿工在井下作业时，安全帽帽体四周能给出有效光提示信号，提示周围作业人员或车辆，以避免发生意外或在发生意外时提示搜救人员及时发现受难矿工。自发电电源在井下发生意外时，主电源电量耗尽或失效时，矿工不会失去照明电力供应给矿工的自救创造条件。
文档编号A42B3/04GK201929087SQ201120015228
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者刘勇, 史友仁 申请人:史友仁