一种基于BIM的安全帽的制作方法

一种基于bim的安全帽
技术领域
1.本实用新型属于安全器材技术领域，具体是一种基于bim的安全帽。


背景技术：

2.在施工建筑的工程中，建筑工作者必须佩戴相应的安全器材来保护自己，最为常见的头部保护器材便是安全帽。建筑工作者通常在佩戴安全帽的条件下前往建筑工地进行施工、检查等工作，在进行这些工作时，往往需要借助相应的仪器来辅助工作。
3.除此之外，在建筑领域，建筑工作者对施工场地的各项情况了解较多采用bim建筑模型，bim建筑模型是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。因此，将实际施工情况与bim建筑模型中的仿真模型进行比对，能够快速得知建筑物构件是否合乎建筑标准。
4.因此，建筑工作者在获取实际施工状况下的建筑物构件各项数据信息时，往往采用手持相应设备进行实际的量取，这种方式需要借用建筑工作者双手，且在危险地带，如高楼位置或其他人员不易站立的位置，采用手持设备进行建筑物构件各县数据测量不但麻烦还存在安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种能够直接获取建筑物构件三维数据和距离数据的基于bim的安全帽。
6.本实用新型是通过以下技术方案来实现的：本实用新型提供一种基于bim的安全帽，包括安全帽主体，所述安全帽包括帽檐、帽壳和帽舌；所述帽舌附近的所述帽壳上固设万向轮，所述万向轮的球体与vr摄像装置通过连接杆固定连接，所述万向轮的球体还与红外测距装置通过所述连接杆固定连接，通过转动所述万向轮实现通过所述红外测距装置与所述vr摄像装置的同步转动；所述vr摄像装置用于获取建筑物构件的三维数据，所述红外测距装置用于获取用户距离所述建筑物构件的距离数据。
7.可选的，所述帽壳内壁还固设主控装置，所述主控装置内部设有主控器；所述vr摄像装置和所述红外测距装置均与所述主控器电性连接，并与所述主控器进行所述三维数据的传递和所述距离数据的传递；所述主控装置内部还设有无线通讯模块，所述主控器通过所述无线通讯模块与主控客户端进行所述三维数据和所述距离数据的上传和接收；所述主控客户端将获取的所述三维数据和所述距离数据均与自身设计好的bim三维建模的各项数据进行比对而分析出建筑物构件的位置情况，以及分析出用户需要自行移动的方位情况；所述主控客户端通过所述无线通讯模块将分析结果发送给所述主控器。
8.可选的，所述主控客户端（700）包括移动控制客户端和电脑控制客户端。
9.可选的，所述帽壳外壁还固设语音提示装置，所述语音提示装置内部存储有多条用于指示用户自行移动的方位和距离的语音内容；所述语音提示装置与所述主控器电性连接并受所述主控器控制而选择性播报语音内容；所述主控客户端分析用户需要自行移动的
方位情况后传递移动控制数据给所述主控器，所述主控器接收移动控制数据后选择对应的语音内容进行播报。
10.可选的，所述帽壳顶部还固设测量提示灯和测量准备灯，所述测量提示灯和所述测量准备灯均与所述主控器电性连接并受所述主控器控制启闭。
11.可选的，所述帽檐上设置开关按钮，所述开关按钮与所述主控器电性连接，所述开关按钮的闭合/断开用于控制所述主控器对所述vr摄像装置和所述红外测距装置的启闭控制。
12.可选的，所述帽壳包括外壳体和内壳体，所述万向轮埋设在所述外壳体与所述内壳体之间的夹层内；所述帽壳内部还包括顶带，所述顶带设置在所述内壳体以内的空间。
13.可选的，所述帽壳外部还固设第一传话装置，所述第一传话装置上设有用于启闭通话的传话启动开关；所述电脑控制客户端还设有第二传话装置；所述第一传话装置和所述第二传话装置通过所述无线通讯模块完成远程直接通话。
14.本实用新型的有益效果是：
15.1、本实用新型通过安全帽上的开关按钮来控制对现场建筑物构架的三维数据获取和距离数据获取，并通过提示用户自行走动调整拍摄距离和通过用户转身/转头调整拍摄角度，给工作人员极大的便利，避开了双手操作。
16.2、本实用新型将获取的三维数据获取和距离数据发送至主控客户端进行与bim建筑模型中的标准仿真模型进行比对，从而分析出实际施工时的建筑物构件是否符合标准，判断所得的结果用于辅助施工人员及时进行施工调整。
17.3、本实用新型将拍摄下来的三维数据上传至主控客户端，而主控客户端包括移动控制客户端和电脑控制客户端。在现场的施工人员通过自身携带的移动设备上的移动控制客户端得以观察到vr摄像装置所拍摄到的视频内容，以及通过移动控制客户端显示视频内容中的三维数据。同时，上传到电脑控制客户端的视频内容使施工管理者在电脑控制客户端上足不出户地了解现场施工进度和施工质量，以及施工场地的布置情况。
18.4、本实用新型同时具备对建筑物构件的vr拍摄和拍摄过程中的距离把控功能，在用户启动建筑物构件的三维数据获取时，一旦红外测距装置检测到用户所在距离不当，便会立即发送对应的移动控制数据给安全帽上的主控器，主控器控制语音提示装置提示用户。通过此方式能够避免获取无效的三维数据。
19.5、本实用新型通过万向轮进行vr摄像装置和红外测距装置的角度微调，解决了单纯靠人工头部或身体转动带来的微量角度无法精准调节的问题。
20.6、本实用新型通过第一传话装置和第二传话装置的直接远程通过设计，使得远程的施工管理者能够直接语音指示现场的工作人员走到指定位置进行拍摄，或是语音指示现场工作人员的其他工作。
21.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当
限定。在附图中：
23.图1为本实用新型的实施例一的一种基于bim的安全帽结构示意图；
24.图2为本实用新型的实施例一的一种基于bim的安全帽电路控制结构示意图；
25.110
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帽檐；120
‑
帽壳；121
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外壳体；122
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内壳体；130
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帽舌；140
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顶带；200
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万向轮；300
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连接杆；400
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vr摄像装置；500
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红外测距装置；600
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主控装置；610
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主控器；620
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无线通讯模块；700
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主控客户端；810
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语音提示装置；820
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测量提示灯；830
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测量准备灯；900
‑
开关按钮。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实施例公开一种基于bim的安全帽，能够在戴在施工人员头上时进行建筑物构件的位置拍摄，并将拍摄获取的现场的建筑物构件三维数据传输给主控电脑，在主控电脑内完成与bim三维模型的位置比对，从而分析出现场的建筑物构件是否符合标准。
28.具体的，本实施例公开的一种基于bim的安全帽，包括安全帽主体，安全帽包括帽檐110、帽壳120和帽舌130。帽舌130附近的帽壳120上固设万向轮200，万向轮200的球体与vr摄像装置400通过连接杆300固定连接，万向轮200的球体还与红外测距装置500通过连接杆300固定连接，通过转动万向轮200实现通过红外测距装置500与vr摄像装置400的同步转动。
29.其中，vr摄像装置400用于获取建筑物构件的三维数据，红外测距装置用于获取用户距离建筑物构件的距离数据。
30.具体的，帽壳120内壁还固设主控装置600，主控装置600内部设有主控器610。vr摄像装置400和红外测距装置500均与主控器610电性连接，并与主控器610进行三维数据的传递和距离数据的传递。主控装置600内部还设有无线通讯模块620，主控器610通过无线通讯模块620与主控客户端700进行三维数据和距离数据的上传和接收。
31.其中，主控客户端700将获取的三维数据和距离数据均与自身设计好的bim三维建模的各项数据进行比对而分析出建筑物构件的位置情况，以及分析出用户需要自行移动的方位情况。主控客户端700通过无线通讯模块620将分析结果发送给主控器610。
32.应当理解的，由vr摄像装置400获取的三维数据除了能够与bim三维模型进行位置比对之外，还可以用于将拍摄下来的现场施工情况的视频内容上传至主控客户端700。其中，主控客户端700包括移动控制客户端和电脑控制客户端。移动控制客户端通过施工人员随身携带的移动设备实现功能，电脑控制客户端通过施工管理人员在远程的主控电脑实现功能。本实施例将拍摄下来的三维数据上传至主控客户端（移动控制客户端和电脑控制客户端），在现场的施工人员通过自身携带的移动设备上的移动控制客户端得以观察到vr摄像装置所拍摄到的视频内容，以及通过移动控制客户端显示视频内容中的三维数据；在远程监督的施工管理者在电脑控制客户端上足不出户地了解现场施工进度和施工质量，以及
施工场地的布置情况。
33.因此，本实施例仅为利用三维数据对建筑物构件位置是否偏移而做出判断的一种实施例，本实用新型并不局限对三维数据的应用，即用户在主控客户端700对三维数据的应用还存在其他应用范围。
34.其中，无线通讯模块620的无线通讯功能通过无线网络实现，即在主控装置600中设置用于接收和发射无线电信号的串口来实现，如采用rs485串口，在本实施例中，只需采用能够实现主控器610与主控客户端700之间的无线通讯的技术即可，对无线通讯模块620的具体采用技术不做限定。应当理解的，本实施例在实际应用中，主控客户端700与安全帽之间距离并非特别遥远，而是集中在同一块施工场地，使得数据传递快捷，能够及时获取到实际的建筑物构件与bin三维模型之间经过对比所得到的区别信息。
35.此外，在本实施例中，通过无线通讯模块620向主控客户端700传递的三维数据用于分析实际的建筑物构件的位置情况，并分析出建筑物构件是否符合bim三维建模的标准要求，若不符合，则分析出对应的差别数据。在本实施例中，通过无线通讯模块620向主控客户端700传递的距离数据用于分析工作人员距离建筑物构件的距离是否符合能够获取完整三维数据的规定，即在该距离下，vr摄像装置400是否能够获取到有效的三维数据。若距离数据被主控客户端700分析到无法通过vr摄像装置400获取到有效的三维数据（即工作人员所在位置距离过远、过近或角度偏离），则主控客户端700根据分析结果判断用户需要自行移动的方位情况，并传递给安全帽上的主控器610，由主控器610控制语音提示装置810播报相对应的语音内容，用来提示用户自行移动的方位和距离。
36.具体的，帽壳120外壁还固设语音提示装置810，语音提示装置810内部存储有多条用于指示用户自行移动的方位和距离的语音内容。语音提示装置810与主控器610电性连接并受主控器610控制而选择性播报语音内容。其中，语音内容包括用于提示用户向不同方向转身的角度，以及向不同方向移动的距离，即播放对应的语音内容来提示用户向某个方向转动一定角度，或向某个方向移动一端距离。主控客户端700分析用户需要自行移动的方位情况后传递移动控制数据给主控器610，主控器610接收移动控制数据后选择对应的语音内容进行播报。移动控制数据即为主控客户端700判断出来的用户需要自行移动的方位情况的各类数据。
37.具体的，帽壳120顶部还固设测量提示灯820和测量准备灯830，测量提示灯820和测量准备灯830均与主控器610电性连接并受主控器610控制启闭。当主控器610控制正在进行红外测距装置500的距离测量时，测量准备灯830亮起；当主控器610控制正在进行vr摄像时，测量提示灯820亮起。亮起的测量准备灯830和测量提示灯820用于提醒周边的其他工作人员，当前正在进行测量工作，请勿打扰或避开打扰测量人员。
38.具体的，帽檐110上设置开关按钮900，开关按钮900与主控器610电性连接，开关按钮900的闭合/断开用于控制主控器610对vr摄像装置400和红外测距装置500的启闭控制。即用户通过直接按下帽檐110上的开关按钮900来控制对现场建筑物构件的vr拍摄和距离测距。
39.具体的，帽壳120包括外壳体121和内壳体122，万向轮200埋设在外壳体121与内壳体122之间的夹层内。帽壳120内部还包括顶带140，顶带140设置在内壳体122以内的空间。顶带140用于隔离用户头顶和内壳体122，避免用户头部与内壳体122的接触而产生佩戴不
适感，避免用户头部对内壳体122和外壳体121之间夹层内设置的结构的影响，以及增加撞击时的缓冲效果。采用外壳体121和内壳体122双层是为了避免裸露测量提示灯820、测量准备灯830、万向轮200这些装置与外壳体121的连接部分，从而使得连接部分被藏在外壳体121与内壳体122的夹层之间，即对连接部分的保护而使连接部分不易受破坏。同时，由于在外壳体121上安装了较多的装置，使得外壳体121的坚硬度降低，因此采用双层壳体的结构能够更好的提高帽壳120的坚硬度，增强保护。
40.上述实施例通过安全帽上的开关按钮900来控制对现场建筑物构架的三维数据获取和距离数据获取，并通过提示用户自行走动调整拍摄距离和通过用户转身/转头调整拍摄角度，给工作人员极大的便利，避开了双手操作。
41.上述实施例同时具备对建筑物构件的vr拍摄和拍摄过程中的距离把控功能，在用户启动建筑物构件的三维数据获取时，一旦红外测距装置500检测到用户所在距离不当，即检测到用户站在当前位置无法拍摄到有效的三维数据，存在距离过远/过近，或存在拍摄角度偏移等问题，主控客户端700便会立即发送对应的移动控制数据给安全帽上的主控器610，主控器610接收并控制语音提示装置810提示用户。通过此方式能够避免获取无效的三维数据。
42.上述实施例通过万向轮200进行vr摄像装置400和红外测距装置500的角度微调，解决了单纯靠人工头部或身体转动带来的微量角度无法精准调节的问题。
43.在其他实施例中，还可以在帽壳120外部还固设第一传话装置，第一传话装置上设有用于启闭通话的传话启动开关。电脑控制客户端还设有第二传话装置。第一传话装置和第二传话装置通过无线通讯模块620完成远程直接通话。设计第一传话装置和第二传话装置能够实现远程的施工管理人员直接与现场工作人员的语音通话。由于在通常情况下，施工现场往往存在镜头无法正常/直接拍摄到的部分施工区域，如镜头无法抵达某些施工角落，则安全帽无法自动识别需要对准的建筑物构件，因此也无法指挥佩戴者的行动，而通过增设远程施工管理人员的直接语音指示，则能够直接指示现场工作人员走到需要拍摄的位置。此外，传话启动开关用于启闭通话，在现场工作人员已知无需进行语音通话，或是需要安静氛围进行测量时，可通过传话启动开关关闭语音通话。
44.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
45.总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。