一种带超声波预警装置的安全帽的制作方法
【专利摘要】一种带超声波预警装置的安全帽，包括安全帽壳体，还包括预警装置，所述的预警装置包括放置在倒“V”型突起内的超声波发射模块和超声波接收模块，放置在安全帽内壁的电源模块，以及预警模块和控制模块；所述超声波发射模块的输入端和控制模块的输出端相连，超声波接收模块的输出端和控制模块的输入端相连，控制模块的输出端和预警模块的输入端相连，控制模块、预警模块、超声波发射模块、超声波接收模块的电源输入端和电源模块的输出端相连。本实用新型通过超声波检测装置来检测位于安全帽上方的障碍物或者下落物与安全帽的距离，在距离过近时就会报警，提醒带安全帽的施工人员提前躲避，能够有效地避免施工人员受到人身伤害。
【专利说明】一种带超声波预警装置的安全帽
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种安全帽，尤其涉及一种带超声波预警装置的安全帽。
[0003]【背景技术】:
[0004]传统的安全帽由帽壳、帽衬、下颚带及其他附件组成。帽壳由壳体、帽舌、帽沿、顶筋等组成，帽衬是帽壳内部部件的总称，由帽箍、吸汗带、衬带和缓冲装置等组成，下颚带是系在下巴上、起固定作用的带子，由系带和锁紧卡组成。现有的安全帽壳体顶部大多具有V型骨架，使壳体内壁形成两个倒“V”型凸起，对人体头部受坠落物及其它特定因素引起的伤害起防冲击作用。但是，在施工人员施工过程中，如果被头顶掉下的重物砸到，只有安全帽壳体V型骨架结构所形成的两个倒“V”凸起的防护作用还是远远不够的，如果重物足够高，施工人员又不能及时躲避，那么砸到施工人员头上很容易引起脑震荡，甚至死亡。同时施工人员又不能带太过厚重的安全帽以免影响工作，这就对施工人员在施工时的安全造成了巨大的隐患。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的是提供一种能对施工人员高空作业时头顶上端障碍物进行预警的安全帽，保证安全作业。不仅能对人体头部受坠落物引起的伤害起防护作用，还能对安全帽上端障碍物情况进行预警。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种带超声波预警装置的安全帽，包括安全帽壳体，还包括预警装置，所述的预警装置包括安全帽壳体上两个倒“V”型突起内分别设置的超声波发射模块和超声波接收模块，设置在安全帽内壁的电源模块、预警模块和控制模块，所述超声波发射模块的信号输入端与控制模块的信号输出端相连，超声波接收模块的信号输出端与控制模块的信号输入端相连，控制模块的信号输出端与预警模块的信号输入端相连，控制模块、预警模块、超声波发射模块、超声波接收模块的电源输入端与电源模块的电源输出端相连。
[0009]所述的超声波发射模块包括中频变压器T、电阻R、发射头Q1、三极管BI和电容C，发射头Ql和电阻R并联后连接在中频变压器T的次级线圈的两端，三极管BI的基极连接控制模块的输出端，发射极接地G1，集电极与中频变压器T初级线圈一端相连，中频变压器T初级线圈的另一端连接电源模块，电源模块与地Gl之间连接电容C。
[0010]所述的超声波接收模块包括超声波接收头、CX20106A芯片和CX20106A芯片的外围电路，接收头Q2的一只引脚连接CX20106A的I引脚，接收头Q2另一只引脚接地G2，接收头Q2引脚之间还接有滤波电容Cl ；CX20106A的2引脚通过R2和C2组成的串联网络接地G2，3引脚通过电容C3接地G2，4引脚接地G2，5引脚通过电阻R5接电源模块，6引脚通过电容C6接地G2，7引脚通过电阻R7接地G2，电阻R7 —端接电阻R6上端，另一端连接电容C8左极板，7引脚还通过电阻R6连接控制模块输入端，8引脚通过电容C8接地G2。
[0011]所述的控制模块采用AT89S51单片机。
[0012]所述的电源模块采用5V的干电池。
[0013]所述的预警模块包括警铃和发光二级管。
[0014]本实用新型结构简单，完全可以和原有安全帽的结构融为一体，不用过多增加原有安全帽的重量和厚度，完全不影响施工人员工作。
[0015]本实用新型可以对施工人员头顶障碍物、下落物提前预警，让施工人员可以有充分的时间躲开这些物体，大大增加了施工人员施工时安全性。
[0016]【专利附图】
【附图说明】:
[0017]图1为本实用新型所述的预警装置原理框图；
[0018]图2为本实用新型所述的发射模块电路图；
[0019]图3为本实用新型所述的接收模块电路图；
[0020]图4为本实用新型所述的预警模块电路图；
[0021]图5为本实用新型所述的结构示意图。
[0022]【具体实施方式】:
[0023]如图1、5所示，一种带超声波预警装置的安全帽，包括安全帽壳体，还包括放置在倒“V”型凸起内的超声波发射模块a和超声波接收模块b，放置在安全帽内壁的电源模块d、预警模块e和控制模块c ;所述超声波发射模块a的输入端与控制模块c的输出端相连，超声波接收模块b的输出端与控制模块c的输入端相连，控制模块c的输出端与预警模块e的输入端相连，控制模块C、预警模块e、超声波发射模块a、超声波接收模块b的电源输入端和电源模块d的电源输出端相连。
[0024]如图2、5所示，超声波发射模块a包括中频变压器T、电阻R、发射头Q1、三极管BI和电容C，发射头Ql和电阻R并联后连接在中频变压器T的次级线圈的两端，三极管BI的基极作为超声波发射模块a的输入端连接单片机AT89S51，发射极接地Gl，集电极与中频变压器T初级线圈一端相连，中频变压器T初级线圈的另一端连接电源模块d，电源模块d与地Gl之间连接电容C。当使用本安全帽时，打开安全帽预警装置开关，单片机AT89S51将高频信号输出至三极管BI的基极，作为超声波发射模块a的输入信号，输入信号通过三极管BI后电流放大，经过放大后的电流经过三极管BI的集电极流过中频变压器T到达超声波发射头Q1，由于感性的中频变压器T和容性的超声波发射头Ql构成振荡电路，所以流经的电流的功率和电压都将被放大，放大后的信号达到超声波发射头Ql所需条件，由超声波发射头Ql发出超声波。
[0025]如图3、5所示，发射出去的超声波遇到障碍物或者下落物后被发射，被位于安全帽上的超声波接收模块b上的接收头Q2所接收，接收模块采用CX20106A芯片。接收头Q2一只引脚连接CX20106A的I引脚，接收头Q2另一只引脚接地G2，接收头Q2两引脚之间还接有滤波电容Cl ；CX20106A的2引脚与地之间连接有R2和C2组成的串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R2或减小C2，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大；3引脚与地G2之间连接检波电容C3，电容量小时为峰值检波，瞬间灵敏度较高；4引脚为接地G2端；5引脚与电源VCC之间接入一个电阻R5，用以设置芯片内部集成的带通滤波器的中心频率，阻值越大，中心频率越低；6引脚与地G2之间接一个积分电容C6，如果该电容过大，会使探测距离变短；7引脚为集电极开路输出方式，该引脚与地之间必须接一个上拉电阻R7作为保护电阻，电阻R7 —端接电阻R6上端，另一端连接电容CS左极板，7引脚同时作为信号输出端使处理过的信号经电阻R6传入单片机AT89S51 ;8引脚与地G2之间接有电容C8。接收头Q2接收到的信号经过接收模块放大、滤波、整形之后输入单片机AT89S51。
[0026]如图4、5所示，接收信号到达控制单元C，控制单元c利用超声波测距技术，通过超声波传播距离等于超声波传播的时间乘以速度计算后(超声波测距技术是成熟技术，已经被大家广泛的应用到了测距领域)，如果发现障碍物或者下落物与安全帽之间间隔距离越来越短，控制单元c则向预警单元e发送信号，Il为声音输入信号，12为灯光输入信号，信号经三极管B2放大以后到达警铃Q3使警铃Q3报警，然后到达发光二级管使发光二级管闪光，提醒施工人员注意躲避障碍物或者下落物，其中电阻R8、R9起保护电路作用。控制单元c设有开关键，当不需要预警功能时可关闭，放置在安全帽内壁。
[0027]本实用新型操作简单，电源模块VCC采用5V干电池供电，接收单元采用CX20106A芯片，灵敏度高，控制单元采用AT89S51单片机，反应速度快，可以精确地测出障碍物或者下落物的瞬时距离，因此，可以有效地避免施工人员受到不必要的伤害。
【权利要求】
1.一种带超声波预警装置的安全帽，包括安全帽壳体，其特征在于:还包括预警装置，所述的预警装置包括安全帽壳体上两个倒“V”型突起内分别设置的超声波发射模块和超声波接收模块，设置在安全帽内壁的电源模块、预警模块和控制模块，所述超声波发射模块的信号输入端与控制模块的信号输出端相连，超声波接收模块的信号输出端与控制模块的信号输入端相连，控制模块的信号输出端与预警模块的信号输入端相连，控制模块、预警模块、超声波发射模块、超声波接收模块的电源输入端与电源模块的电源输出端相连。
2.根据权利要求1所述的一种带超声波预警装置的安全帽，其特征在于:所述的超声波发射模块包括中频变压器T、电阻R、发射头Q1、三极管BI和电容C，发射头Ql和电阻R并联后连接在中频变压器T的次级线圈的两端，三极管BI的基极连接控制模块的输出端，发射极接地G1，集电极与中频变压器T初级线圈一端相连，中频变压器T初级线圈的另一端连接电源模块，电源模块与地Gl之间连接电容C。
3.根据权利要求2所述的一种带超声波预警装置的安全帽，其特征在于:所述的超声波接收模块包括超声波接收头、CX20106A芯片和CX20106A芯片的外围电路，接收头Q2的一只引脚连接CX20106A的I引脚，接收头Q2另一只引脚接地G2，接收头Q2引脚之间还接有滤波电容Cl ；CX20106A的2引脚通过R2和C2组成的串联网络接地G2，3引脚通过电容C3接地G2，4引脚接地G2，5引脚通过电阻R5接电源模块，6引脚通过电容C6接地G2，7引脚通过电阻R7接地G2，电阻R7 —端接电阻R6上端，另一端连接电容C8左极板，7引脚还通过电阻R6连接控制模块输入端，8引脚通过电容CS接地G2。
4.根据权利要求3所述的一种带超声波预警装置的安全帽，其特征在于:所述的控制模块采用AT89S51单片机。
5.根据权利要求4所述的一种带超声波预警装置的安全帽，其特征在于:所述的电源模块采用5V的干电池。
6.根据权利要求5所述的一种带超声波预警装置的安全帽，其特征在于:所述的预警模块包括警铃和发光二级管。
【文档编号】G01S11/14GK204181040SQ201420597928
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】李锰, 李鹏 申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司驻马店供电公司