智能安全鞋的制作方法

本实用新型属于人员安全防护技术领域，具体涉及一种智能安全鞋。

背景技术：

安全鞋是在生产建设过程中具有保护脚部及腿部免受可预见的伤害的鞋类，从而避免或减轻事故伤害的必不可少的防护用品。目前传统安全鞋的功能过于单一。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种智能安全鞋，能够及时采集人员及环境信息，从而及时发现施工作业过程中存在的潜在危险因素，实现实时监控和管理，并且本安全鞋穿戴舒适。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种智能安全鞋，包括鞋底，与鞋底相配置的安全鞋体，鞋底具有夹层结构，夹层结构内设置有智能监控系统，所述智能监控系统包括微控单元，所述微控单元连接有用于采集用户和环境数据信息的传感器单元、用于与监控后台进行数据传输的无线传输模块和GPS定位模块，并通过双键开关连接有电源模块；

所述鞋体侧面设置有自动换气窗口，所述自动换气窗口包括设置在内侧的透气网孔层和设置在透气网孔层外侧的旋转伸缩叶片，所述旋转伸缩叶片通过电动机与微控单元控制连接。

进一步的，所述传感器单元包括设置在鞋体上表面的压力传感器，设置在鞋底夹层结构内的有害气体传感器和温度传感器。

进一步的，所述双键开关包括开关电路和插头，所述开关电路和插头分别设置在安全鞋体两侧扣带连接处。

进一步的，所述微控单元还设置有扩展接口。

进一步的，所述鞋体上表面设置有可遮盖透气网眼。

进一步的，所述鞋体前端还设置有声光报警装置。

进一步的，所述微控单元还连接有工作状态指示灯。

进一步的，所述微控单元采用stm32f103系列单片机；所述无线传输模块采用NRF24L01 2.4G长距离无线传输模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：当使用者穿着安全鞋后，扣好扣带后系统即开始工作，通过在安全鞋上设置传感器单元检测使用者的周围环境状态，并通过GPS定位模块确定使用者的位置和海拔高度，利用无线传输模块将各项数据信息传输至监控后台，从而实现对使用者的实时监控，预防使用者的不安全状态，有效防止事故发生；同时鞋体上设置有自动换气窗口，能够根据实际温度自动打开或关闭，使用户穿戴舒适。

进一步的，通过设置压力传感器，能够通过压力传感器反馈的数据判断使用者是否遭受落石等重物撞击。

进一步的，通过设置扩展接口，可以连接对讲机等其他设备，方便使用。

进一步的，通过设置指示灯，方便识别安全鞋的工作状态。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型鞋底夹层结构示意图。

图3为本实用新型自动换气窗口打开状态结构示意图。

图4为本实用新型自动换气窗口关闭状态结构示意图。

图5为本实用新型智能监控系统框图。

其中：1为压力传感器模块；2为GPS定位模块；3为有害气体传感器；4为温度检测模块；5为自动换气窗口，51为透气网孔层，52为旋转伸缩叶片；6为双键开关；7为鞋体；8为声光报警装置；9为可遮盖透气网眼；10为鞋底；11为微控单元；12为电源模块；13为无线传输模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

参见图1、图2，本实用新型包括：鞋底10，与鞋底10相配置的安全鞋体7，鞋体7上表面设置有可遮盖透气网眼9；安全鞋体7的鞋底10设置有夹层结构，夹层结构内设置有智能监控系统，参见图5，所述智能监控系统包括微控单元11，所述微控单元11连接有用于采集用户和环境数据信息的传感器单元、用于与监控后台进行数据传输的无线传输模块13和GPS定位模块2，并通过双键开关6连接有电源模块12，微控单元11还设置有扩展接口；微控单元11还连接有工作状态指示灯。

参见图3、图4，鞋体7侧面设置有自动换气窗口5，所述自动换气窗口5包括设置在内侧的透气网孔层51和设置在透气网孔层51外侧的旋转伸缩叶片52，所述旋转伸缩叶片52通过电动机与微控单元11控制连接。

所述传感器单元包括设置在鞋体7上表面的压力传感器1，设置在鞋底10夹层内的有害气体传感器3和温度传感器4。所述双键开关6包括开关电路和插头，所述开关电路和插头分别设置在安全鞋体7两侧扣带连接处。所述鞋体7前端还设置有声光报警装置8。

其中，微控单元11采用stm32f103系列单片机；所述无线传输模块13采用NRF24L01 2.4G长距离无线传输模块。有害气体传感器采用MQ135传感器。

使用时，作业人员穿着安全鞋后，将扣带扣合，两侧扣带上的插头与开关电路连接后，系统电路接通安全鞋上的智能监控系统开始工作，各传感器启动。通过有害气体传感器检测环境中的氨气，甲苯，氢气等，也可针对矿井、危化品生产、检测特殊有毒有害气体，如瓦斯等；通过压力传感器模块，可判断工作人员是否遭受落石等重物撞击；利用环境温度传感器实时监控环境温度；通过GPS定位模块，实时定位高空作业人员位置和高程及作业人员 所处位置，从而实现对作业人员周围工作环境状态的实时监控；通过温控自动换气窗口可以提高安全鞋穿着的舒适度，该透气窗口由可旋转伸缩叶片和透气网孔构成。根据鞋内温度的高低开启自动调节机制：当温度高于阈值时，换气窗口的旋转伸缩叶片收缩收起，由微控单元控制电机驱动叶片旋转进行通风，并通过透气网孔换气降低内部温度，当温度低于阈值时，叶片伸展弹出，将透气网孔封闭，保证内部温度处于舒适值。一般情况下，温控自动换气窗口关闭实现保温功能，当温度传感器检测到当前温度达到设定阈值时，温控自动换气窗口打开并启动实现换气功能。通过无线传输模块将传感器单元采集的各项数据传输至监控后台，方便监测作业员的身体状况和周围工作环境，从而预防作业员的不安全状态，有效防止事故的发生。在微控单元内提前设定各传感器上线阈值，当采集到的数据超过阈值时，即可通过声光报警装置进行报警。