一种具有险情自动报警功能的安全帽的制作方法

本实用新型涉及一种具有险情自动报警功能的安全帽。

背景技术：

现有的安全帽只停留在基本防护的功能性阶段，工人在高危场所作业时，安全帽的保障范围很低，没有一些有效的方法可以预警和保护。

安全帽通常被配备于施工或采矿的工人，用以防护头部，免受坠落的物件伤害。一般用柳条、藤芯或塑料制成。当作业人员头部受到坠落物的冲击时，利用安全帽帽壳和帽衬在瞬间先将冲击力分解到头盖骨的整个面积上，然后利用安全帽各部位缓冲结构的弹性变形、塑性变形和允许的结构破坏将大部分冲击力吸收，使最后作用于人员头部的冲击力降低到4900N以下，从而起到保护作业人员头部的作用

工程作业时的安全不仅仅来自于头部上方的威胁，有害气体也是危害之一。一些高危施工场所空气中有害气体的含量较大，比如瓦斯、硫化氢等，同时掺杂矿尘，长时间吸入会对身体产生极大的危害。

技术实现要素：

本实用新型目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种具有险情自动报警功能的安全帽的技术方案，不仅可以在收到压力冲击时有效地起到预防报警的作用，而且可以提前对气体进行报警，同时防止矿石直接压住作业人员的面部，通过调节防护机构，可以使作业人员的头部留出较大的空间，便于呼吸空气，延长救援时间，提高了安全帽的作用范围。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有险情自动报警功能的安全帽，包括帽壳、帽檐和防尘布，防尘布固定在帽檐的底面上，帽壳的前端设置有照明灯，其特征在于：帽壳的顶端设置有防护机构，防护机构包括四个相互平行设置的第一支撑杆，第一支撑杆均通过连接卡环固定在帽壳上，两个第一支撑杆之间设置有第一套管，第一套管的两端对称设置有第一顶伸柱，第一顶伸柱通过第一螺杆转动连接在第一套管上，第一支撑杆的顶端均设置有第二支撑杆，两个第二支撑杆之间设置有第二套管，第二套管与第一套管相互垂直，第二套管的两端对称设置有第二顶伸柱，第二顶伸柱均通过第二螺杆转动连接在第二套管上，帽壳的内部设置有帽衬，帽壳内位于帽衬的顶端设置有压力传感器，帽壳与帽檐相连接处位于帽壳内壁上设置有电路板，帽衬与帽壳之间设置有防撞层；通过防护机构的设置，可以使作业人员在受到矿石等外力挤压时起到防护作用，防止矿石直接压住作业人员的面部，同时通过调节防护机构，可以使作业人员的头部留出较大的空间，便于呼吸空气，延长救援时间，通过连接卡环便于防护机构的安装与拆卸，第一顶伸柱和第二顶伸柱则可以向不同的方向对作业人员的头部起到保护作用，当不使用时，只需转动第一螺杆和第二螺杆，即可将第一顶伸柱和第二顶伸柱收缩，便于携带，当冲击物打击安全帽，帽壳发生变形，压力传感器接收到压力信号，将信号传递给电路板，电路板将信号通过发射器传递至施工安全管理处的接收机，便于及时进行搜救，提高了安全性，防撞层可以起到二次保护的作用，减小对作业人员头部的伤害。

进一步，防尘布的底端设置有粘带，粘带便于将安全帽与作业人员的头部进行固定，防止在佩戴安全帽时发生松动而影响安全帽的防护效果。

进一步，帽壳开口一端的电路板上设置有手动报警按钮，在压力传感器未被触发的情况下，作业人员根据所在环境的情况可以按下手动报警按钮，向地面安全管理处发送求救警报。

进一步，防撞层上设置有定位报警器，定位报警器可以将作业人员的位置进行精确定位，便于搜救人员及时定位搜救。

进一步，防撞层的材料为聚丙烯材料，聚丙烯材料韧性好不会断裂，强度高，耐低温效果好，可以有效降低外力的冲击。

进一步，电路板包括放大电路、控制电路和数字编码器，放大电路的输入端连接压力传感器，放大电路的输出端通过控制电路连接发射器，控制电路连接数字编码器，当压力传感器受到外力冲击时，压力传感器将信号传递给电路板上的放大电路，放大电路接通控制电路后，压力传感器将信号传递至数字编码器，数字编码器处理的信号通过发射器传递至地面的安全管理处，防止信号被土层屏蔽。

进一步，帽壳的侧面上设置有气体检测预警装置，气体检测预警装置包括气体传感器，气体传感器可以检测环境中的气体种类和含量，当气体的危害程度达到设定值时会报警，提醒作业人员。

进一步，帽壳的外侧面上涂有碳纤维复合材料，碳纤维复合材料可以对安全帽内部的元器件进行隔热、抗电磁干扰等保护作用。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过防护机构的设置，可以使作业人员在受到矿石等外力挤压时起到防护作用，防止矿石直接压住作业人员的面部，同时通过调节防护机构，可以使作业人员的头部留出较大的空间，便于呼吸空气，延长救援时间；

2、通过连接卡环便于防护机构的安装与拆卸，第一顶伸柱和第二顶伸柱则可以向不同的方向对作业人员的头部起到保护作用，当不使用时，只需转动第一螺杆和第二螺杆，即可将第一顶伸柱和第二顶伸柱收缩，便于携带；

3、当冲击物打击安全帽，帽壳发生变形，压力传感器接收到压力信号，将信号传递给电路板，电路板将信号通过发射器传递至施工安全管理处的接收机，便于及时进行搜救，提高了安全性；

4、防撞层可以起到二次保护的作用，减小对作业人员头部的伤害；

5、气体传感器可以检测环境中的气体种类和含量，当气体的危害程度达到设定值时会报警，提醒作业人员。

本实用新型结构简单，实用性强，不仅可以在收到压力冲击时有效地起到预防报警的作用，而且可以提前对气体进行报警，同时防止矿石直接压住作业人员的面部，通过调节防护机构，可以使作业人员的头部留出较大的空间，便于呼吸空气，延长救援时间，提高了安全帽的作用范围。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种具有险情自动报警功能的安全帽的效果图；

图2为本实用新型中帽壳的内部结构示意图；

图3为本实用新型中防护机构的结构示意图；

图4为本实用新型中发射器的电路图；

图5为本实用新型中安全帽的总电路图；

图6为本实用新型中放大电路的电路图。

图中：1-帽壳；2-防尘布；3-照明灯；4-气体检测预警装置；5-防护机构；6-防撞层；7-电路板；8-手动报警按钮；9-定位报警器；10-压力传感器；11-帽衬；12-第一支撑杆；13-连接卡环；14-第一套管；15-第一顶伸柱；16-第一螺杆；17-第二支撑杆；18-第二套管；19-第二顶伸柱；20-第二螺杆；21-放大电路；22-控制电路；23-发射器；24-数字编码器；25-粘带。

具体实施方式

如图1至图3所示，为本实用新型一种具有险情自动报警功能的安全帽，包括帽壳1、帽檐和防尘布2，防尘布2固定在帽檐的底面上，防尘布2的底端设置有粘带25，粘带25便于将安全帽与作业人员的头部进行固定，防止在佩戴安全帽时发生松动而影响安全帽的防护效果，帽壳1的前端设置有照明灯3，帽壳1开口一端的电路板7上设置有手动报警按钮8，在压力传感器10未被触发的情况下，作业人员根据所在环境的情况可以按下手动报警按钮8，向地面安全管理处发送求救警报。

帽壳1的顶端设置有防护机构5，防护机构5包括四个相互平行设置的第一支撑杆12，第一支撑杆12均通过连接卡环13固定在帽壳1上，两个第一支撑杆12之间设置有第一套管14，第一套管14的两端对称设置有第一顶伸柱15，第一顶伸柱15通过第一螺杆16转动连接在第一套管14上，第一支撑杆12的顶端均设置有第二支撑杆17，两个第二支撑杆17之间设置有第二套管18，第二套管18与第一套管14相互垂直，第二套管18的两端对称设置有第二顶伸柱19，第二顶伸柱19均通过第二螺杆20转动连接在第二套管18上，通过防护机构5的设置，可以使作业人员在受到矿石等外力挤压时起到防护作用，防止矿石直接压住作业人员的面部，同时通过调节防护机构5，可以使作业人员的头部留出较大的空间，便于呼吸空气，延长救援时间，通过连接卡环13便于防护机构5的安装与拆卸，第一顶伸柱15和第二顶伸柱19则可以向不同的方向对作业人员的头部起到保护作用，当不使用时，只需转动第一螺杆16和第二螺杆20，即可将第一顶伸柱15和第二顶伸柱19收缩，便于携带。

帽壳1的内部设置有帽衬11，帽壳1内位于帽衬11的顶端设置有压力传感器10，帽壳1与帽檐相连接处位于帽壳1内壁上设置有电路板7，如图4至图6所示，电路板7包括放大电路21、控制电路22和数字编码器24，放大电路21的输入端连接压力传感器10，放大电路21的输出端通过控制电路22连接发射器23，控制电路22连接数字编码器24，当压力传感器10受到外力冲击时，压力传感器10将信号传递给电路板7上的放大电路21，放大电路21接通控制电路22后，压力传感器10将信号传递至数字编码器24，数字编码器24处理的信号通过发射器23传递至地面的安全管理处，防止信号被土层屏蔽，当冲击物打击安全帽，帽壳1发生变形，压力传感器10接收到压力信号，将信号传递给电路板7，电路板7将信号通过发射器23传递至施工安全管理处的接收机，便于及时进行搜救，提高了安全性。

压力传感器选用型号为BHX1YFF5的压电式力传感器，它结构简单、体积小、重量轻、动态特性好、灵敏度高，力的测量范围可高达90KN，并且这种传感器使用寿命长、耐高温、耐潮湿，既可以用来测量大的压力，又可以用来测量微小的压力。

图4中，KM为接触器(继电器)，当有一定的电压通过时，发射器的开关会自动闭合，然后通过数字编码器的编码将信号通过发射器实现无线报警

图5中，当冲击物撞击安全帽，使安全帽的帽壳发生变形时，帽壳内的压力传感器将信号传递给电路板上的放大电路，信号经过放大电路上的三极管VT1、三极管VT2和三极管VT3放大，将压力传感器输入的低电压升压成为高电压输出给继电器控制线圈KM。继电器控制线圈KM通电后闭合继电器常开触点K1，数字编码器的输入端有信号输入，经过数字编码器处理，将信号传递给触发器，触发器将信号传递给地面的安全管理处。电信号经编码器的引脚输出，编码器的振荡频率由外接电阻R4决定，R4阻值越小，振荡频率越高。R1的阻值可在120kΩ～470kΩ之间选择，但应注意R4的阻值必须和报警接收部分的解码器的振荡电阻的阻值严格一致，否则无法可靠解码。晶体管VT4与C5、C6、L1、L2等元件组成调制和射频发射电路，其发射频率在400MHz左右，传输距离为1000米左右。为了增加发射电路的稳定性，将天线L2大部分印制在电路板上，只将天线L2的顶端露出碳纤维外壳。

帽衬11与帽壳1之间设置有防撞层6，防撞层6上设置有定位报警器9，定位报警器9可以将作业人员的位置进行精确定位，便于搜救人员及时定位搜救，防撞层6的材料为聚丙烯材料，聚丙烯材料韧性好不会断裂，强度高，耐低温效果好，可以有效降低外力的冲击，防撞层6可以起到二次保护的作用，减小对作业人员头部的伤害。

帽壳1的侧面上设置有气体检测预警装置4，气体检测预警装置4包括气体传感器，气体传感器可以检测环境中的气体种类和含量，当气体的危害程度达到设定值时会报警，提醒作业人员，帽壳1的外侧面上涂有碳纤维复合材料，碳纤维复合材料可以对安全帽内部的元器件进行隔热、抗电磁干扰等保护作用。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。