用于提高能见度的装置的制作方法

本申请是针对本发明创造以及主题的首次专利申请。

技术领域

本实用新型涉及一种装置，其被配置为包括在衣物中，这类装置用于提高在危险环境中工作的操作员的能见度。

本实用新型还涉及一种提高在危险环境中工作的操作员的能见度的方法。

背景技术：

提供具有用于提高能见度的特征的衣物，这是人们已知的。近年来，除了包含用于提高能见度的无源器件以外，还包含有源器件，例如发光二极管。然而，提供这类二极管的问题是，它们需要能量源并且要优化该能量源的使用；理想的是包含一定水平的自动控制，以便在需要时对发光器件供能，而在不需要时保存能量。

已知探测器用来探测环境条件，使得在探测黑暗条件时，向控制设备提供信号，控制设备进而向发光器件供能。之后，在来自器件本身的光被探测到的情况下，需要手动干预以使器件停用。因此，可以自动打开照明系统，但是当尝试自动关闭照明系统时会发生困难。另外，在一些情况下，当识别出紧急情况时，优选的可能是禁用手动操作。

技术实现要素：

根据本实用新型的第一方面，提供了一种被配置为包括在衣物内、用于提高工作在危险环境中的操作员的能见度的装置，其包括：基底；由所述基底在第一位置支撑的光探测器件；由所述基底在第二位置支撑的第一发光器件；以及盖，所述盖具有预定的厚度、在所述第一位置处的第一孔，以及在所述第二位置处的第二孔，其中所述光探测器件从所述基底延伸一段距离，所述距离小于所述预定的厚度，使得所述光探测器件被所述盖遮蔽。

在一实施例中，所述装置进一步包括：由所述基底在第三位置支撑的第二发光器件；以及由所述基底在第四位置支撑的第三发光器件。

在一实施例中，所述装置进一步包括：第二基底、第三基底和第四基底，它们中的每一个均具有第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件；以及功率和数据线缆的线束，其顺序地将所述第一基底连接至所述第二基底，将所述第二基底连接至所述第三基底，以及将所述第三基底连接至所述第四基底。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种提高工作在危险环境中的操作员的能见度的方法，包括步骤：通过安装在衣物上的光探测器件，探测环境光的改变；当探测到的环境光的改变代表所述环境光的减弱时，向安装在所述衣物上的发光器件供能；当探测到的改变代表环境光的增强时，向所述发光器件停止供能，其中所述光探测器件被部分地遮蔽，以防止来自所述发光器件的光被探测为环境光的增强。

附图说明

现在参照附图，通过示例来描述本实用新型，其中：

图1示出了环境光传感器；

图2示出了发光器件的示例；

图3示出了图1和图2的器件附接到柔性的印刷电路板上；

图4示出了带状线缆附接至图3所示的板；

图5示出了粘合衬热缩件的应用；

图6示出了盖的添加；

图7示出了形成带子的材料的最初长度；

图8示出了在图7所示的带子中切出洞；

图9示出了应用一标记，以识别可手动操作的按钮的位置；

图10示出了紧固件的添加；

图11示出了标签的添加；

图12示出了图11所示带子的可替代的配置；

图13示出了提供另一带子以建立部分子组件；

图14示出了将线束添加到图13的子组件；

图15示出了将粘合密封带添加到图14的线束；

图16示出了网层的添加；

图17示出了两个子组件的结合；

图18示出了第三子组件；

图19示出了向操作员应用背带；

图20示出了引入控制单元；

图21示出了由图20的控制单元执行的操作；

图22示出了外围设备的添加。

具体实施方式

图1

即将描述用于提高能见度且支撑电气设备的衣物。在此实施例中，衣物由子组件制成，以便于尺寸调节并应用在操作员身上。当使用时，衣物将支撑控制单元，所述控制单元连接至嵌入子组件中的一个的功率和数据线缆线束。所述功率和数据线缆线束包括多个基部，每个基部具有多个发光器件。此外，这些基部中的第一基部包括光探测器件。另外，在第一基部上设置盖，所述盖设有孔，以接纳所述发光器件和所述光探测器件。所述光探测器件被所述盖遮蔽，以防止来自最近的发光器件的光到达它。

在该实施例中，线束具有四组发光二极管，每一组具有三个多颜色的可寻址发光器件。这些LED组或条带(strip)中的一个设有嵌入的光传感器。该实施例的主要功能是，当使用者进入低照明区域时引起发光器件打开或闪烁。在一实施例中，提供TSL2561环境光传感器101，其包含两个集成的模数转换器，所述模数转换器对来自两个光电二极管的电流进行积分。这两个通道的积分同时发生。当完成转换循环时，转换结果被传输给通道0和通道1数据寄存器。这些传输被双缓冲，以确保保持数据的完整性。在传输后，器件自动开始下一积分循环。与器件的通信通过标准的双电线I²C串行总线来实现。

外部电路对信号调节来说并不需要，并且与使用模拟方法相比，在器件101的输出是数字的情况下，输出信号有效地对噪声免疫。器件101还支持中断特征，中断特征在其被部署时消除了对传感器的针对光强值进行极化的需求。中断功能被配置为探测光强中有意义的改变。因此，该器件允许在当前的照明水平以上和以下定义阈值。当转换的值超过这些界限中的任意一个时，产生中断。

器件101设有六个管脚，包括第一管脚102、第二个管脚103、第三管脚104、第四管脚105、第五管脚106和第六管脚107。电源电压连接至管脚102，管脚103接地。通过配置管脚103，提供了硬件可选择I²C寻址。为获得I²C地址0X29，地址管脚103被拉低。I²C时钟线连接至管脚105，相关的数据线连接至管脚107。中断信号在管脚106处可用。

在可替换的实施例中，通过不使用管脚106提供的中断功能，可以减少存在于线束中的电线的数量。连接至线束的控制盒设有加速度计，允许其检测运动，将其处理器从最小功耗(睡眠)模式中唤醒，且接着周期性地使光传感器极化。

图2

图2示出了发光器件201的示例。该器件具有第一管脚202、第二管脚203、第三管脚204和第四管脚205。管脚202连接至电源电压，管脚 204接地。数据在输入管脚205处被接收，并且接着从数据输出管脚203 时钟输出。发光器件是多颜色且可寻址的发光二极管。发光二极管具有单独的红色、绿色、蓝色和白色LED裸片，以及嵌入5050LED封包的集成的微处理器。与从红色、绿色和蓝色的输出混合中得到白色输出相比，凭借这种类型的器件，产生白光时的低电流消耗是可能的。

在一实施例中，控制单元通过线束向发光器件供应功率。此外，控制单元向发光器件供应数据信号，以控制它们的输出颜色。因此，控制单元可以响应于从光探测器件接收数据而向发光器件供能和停止供能。

图3

参照图1描述的光探测器件以及参照图2描述的类型的发光器件被组装，以形成被配置为包含在衣物中的装置，用于提高工作在危险环境中的操作员的能见度。该装置包括基底301，光探测器件101在第一位置处被基底301支撑。第一发光二极管201在第二位置处被基底301支撑。在一实施例中，第二发光器件302在第三位置处被基底301支撑，而第三发光器件303在第四位置处被基底301支撑。

在一实施例中，基底301可以实施为柔性的印刷电路板。第一组触头 304被设置为连接至一线束的输入侧，而第二组触头305被设置为连接至一线束的输出侧。这两组304和305是预镀锡的，以帮助线束线缆焊接。

图4

为了组装线束，带状线缆的第一部分401具有焊接至输入连接器304 的导体。相似地，带状线缆的第二部分402的导体焊接至输出连接器305。

图5

第一粘合衬热缩件501应用在第一部分401的焊接连接上。相似地，第二粘合衬热缩件502应用在第二部分402的焊接连接上。

图5所示的装置可以被看作是一条带，并且这些条带中的多个通过线缆连接以限定一线束。在一实施例中，四个这种类型的条带包括在一个线束中。所有这四个条带包括三个发光器件。然而，只有第一条带包括光探测器件，正如参照图1的描述。

在应用粘合衬热缩件501/502之后，应用清洁的硅树脂保形涂层，其适于在零下65摄氏度至200摄氏度的温度范围内工作。在一实施例中，硅树脂涂层具有200微米的厚度，由此防止柔性的印刷电路板的过度弯曲，以确保肩形器件保持在原位。

图6

为了完成每个条带，应用具有预定的厚度的盖601，以在光探测器件 101的位置处限定第一孔602。相似地，第二孔603为第一LED器件201 而设置。在该实施例中，第三孔604为第二LED器件302而设置，且第四孔605为第三发光器件303而设置。

如图3所示，光探测器件101从基底301延伸。然而，如图6所示，该光探测器件从基底延伸的距离小于盖601的预定厚度。如此，光探测器件101被盖遮蔽；这种遮蔽由四个壁限定，包括壁606和壁607。

图7

在一实施例中，背带由子组件构建，并且功率和数据线缆线束被嵌入这些子组件中的一个内，允许其被连接至控制单元。

为构建一子组件，首先用被附接起来的配件建立带子(strap)。所述带子被组装成V形子组件，并且所述V形子组件成为背带的主体。该线束在该子组件内的适当位置被热封。添加隔离网材料，以完成这一区段的背带，使得其他区段可以接着以更传统的组装过程而制造。

为了构件带子，高能见度材料的长度701被切割为背衬材料。反射带 702接着被缝到该背衬材料701上。

图8

图6所示类型的条带旨在位于位置801。这代表了线束的第一条带，并且包括光探测器件。相似地，第二条带(没有光探测器件)旨在位于位置802。

在位置801，洞803、804、805和806分别在第一LED、光探测器、第二LED和第三LED的位置处被穿出。相似地，在第二位置802处，洞 807、808和809在第二条带中的LED的位置处被穿出。可替换地，单个大洞可以在位置801处被穿出，而相似的大的单个洞可以在位置802处被穿出。

图9

已经在位置801和位置802处穿出洞后，电力符号印在位置901处。这代表了控制单元将会固定的位置(正如参照图20的描述)，并且向操作员表明控制单元可以被激活的位置(无需真正将控制单元从其安全袋中移出)。

为了便于这类操作，控制单元设有相对大的按钮。这允许控制单元在其袋内移动，同时确保当操作员在位置901施加压力时，按钮被按下。

图10

已经在位置901印上电力符号后，连接器，例如“快速点击”连接器 1001，附接在位置1002处。该连接器允许外围设备附接至背带，正如参照图22的描述。

图11

在附接了连接器1001之后，识别标签1101附接在位置1102处。识别标签1101可以允许操作员在紧急情况下被识别，因而，其通常被称为ICE 标签。在一实施例中，ICE标签1101设有机器可读取的QR码。在一实施例中，ICE标签1101还设有相似的肉眼可读码。另外，在一实施例中，近场无线电通信器件被嵌入标签1101，以允许识别，并且在一实施例中还对电子接口程序给予帮助。

图12

在应用了标签1101后，条带701被翻转，以露出后表面1201。

图13

图12所示的带子701被附接至五边形部件1301。五边形部件1301接纳相似的带子1302。然而，在该实施例中，带子1302不包括光探测器。

图14

已经通过由五边形部件1301所连接的条带701和条带1302构建了部分子组件之后，线束1401被定位，使得条带1402、1403、1404和1405的部件与条带上穿出的、且参照图8所描述的洞对准。

图15

在应用线束1401后，接合密封带的部分1501、1502、1503和1504应用于相应的LED条带1402、1403、1404和1405上。在一实施例中，密封带具有30毫米的最小宽度。

图16

具有第一Velcro调节部1602和第二Velcro调节部1603的网层1601 被组装。网层1601被附接至部分子组件1604(其具有参照图15所描述的类型)。

通过沿它们现在共享的外边缘进行缝纫，层1601附接至层1604。这进而产生具有嵌入的线束的V形子组件，使得形成完整背带的其他子组件不需要此类装置。

图17

参照图16所描述的过程产生第一V形子组件1701；再次从前方所示，正如图11中的方向。为此，第二倒T形子组件1702通过五边形部件1301 而被附接。

在一实施例中，图17所示的部分子组件(或两个子组件)仅以一个尺寸制造。

图18

为了提供可调节性，一个实施例包括生产第三子组件，所述第三子组件具有基本上倒π的配置，如图18所示。第三子组件1801具有从基本水平元件1803延伸的第一基本竖直元件1802。第二基本竖直元件1804从所述基本水平元件1803延伸。

第三子组件的构建过程与第一子组件和第二子组件基本相似。因此，其基本遵循参照图7至图16所描述的过程，但是不包括添加电线线缆及任何电子器件。

图19

为将完整的组件应用于操作员，第三子组件1801基本定位于操作员的前部，由此允许其被附接至倒T形1702的基本水平部件，倒T形1702 被部署在操作员的后部。V形子组件的分支被挂在操作员的肩部，整个组件通过协作的Velcro部件(包括Velcro部件1901)连接。

图20

在背带已经部署在操作员身上后，操作员可以连接并插入一控制单元 2001。之后，通过在控制单元的按钮位置(由标记901所示)施加压力，控制单元可以在不被取出的情况下被激活。

图21

在控制单元2001已经由操作员激活后，夹克(jacket)上的LED器件可以切换为永久打开或者置于闪烁状态。可替换地，LED器件可以关闭，但是控制单元2201仍然是活跃的；并且，如果光探测器件探测到操作员已经进入低环境照明区域，控制单元将通过中断进行响应。

在图21的实施例中，当中断信号由器件101产生时，信赖来自于管脚 106(正如参照图1的描述)。由此，在此实施例中，控制单元不必执行极化操作。

正如参照图1的描述，当环境光发生显著改变时，光传感器产生中断信号。由此，当操作员从照明良好的环境移动到黑暗环境时，将会产生中断信号。相似地，当操作员返回照明良好的环境时，将产生另一中断信号。

如图21所示，在步骤2101，中断被接收，并且控制单元内包含的处理器现在被要求处理该中断。为了图示目的，响应于探测到环境光状况，仅参照对灯的自动的供能和停止供能来描述中断。然而在实践中，应当理解，其他中断条件也是可以存在的。

在接收到中断后，在步骤2102提出关于“灯是否响应于自动产生的信号而已经点亮”的问题。最初，假定操作员通常将会工作在良好照明的条件下，有可能灯将被关闭。因此，当灯关闭时，步骤2102时所提的问题将得到否定回答，导致在步骤2103向灯供能。

在一实施例中，低照明状况可代表紧急状况，并且由此，在步骤2103 时对灯的供能引起灯的闪烁。在正常操作下，操作员可以使灯的闪烁停止并手动控制灯。然而，跟随着在步骤2103对灯的供能，灯的手动操作被在步骤2104被屏蔽。对手动操作的屏蔽进行持续，从而确保灯一直被供能，直到在步骤2101接收到另一中断信号。

在步骤2101接收到第二中断信号时，在步骤2102所提的问题在灯已经点亮的情况下将得到肯定回答。接着，灯将在步骤2105被停止供能，并且在步骤2104施加的屏蔽将在步骤2106解除。这样，恢复正常操作，直到收到又一中断信号。

图22

在控制单元2001已经被插入线束并被固定在其袋中之后，控制单元可以与外围设备交互。

如图22所示，外围设备2201由连接器1001支撑。