基于脉动监测技术的安全帽装置的制作方法

1.本实用新型涉及安全防护技术领域，具体涉及基于脉动监测技术的安全帽装置。


背景技术：

2.安全帽是用多种材料做成的硬质头盔,是为了保护人的头部而专门设计的，它不但可以抵御突如其来的打击,而且可以抵御飞来的碎片、颗粒,乃至防止低压电击或这三种危险的任何组合，安全帽还可以在酸液、其它化学剂或高温液体从头顶上浇下来时起着保护头、脸和颈部的作用，因此安全帽是施工人员的最基本防护用具，对保障施工人员的生命安全具有重要的意义。
3.现阶段提供给施工作业现场使用的劳动防护用品安全帽，仅具备防止头部遭受物理撞击的功能，不能对人员的健康和工作状态进行监测，当工作人员出现身体不适或自己未能提前感知不适时，仍然处于工作状态，容易产生突发状态，且不能进行实时预警处理。
4.安全帽作为一个辅助安全用具，在实际应用中存在着很大的改良空间，可对其功能进行拓展。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了基于脉动监测技术的安全帽装置，实现实时监控告警，让现场作业管控智能化。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.基于脉动监测技术的安全帽装置，包括：
8.帽本体，所述帽本体上设置帽檐，所述帽本体两侧设置可调节固定带，所述帽本体内部设置缓冲层，所述帽本体的后侧设置控制仓；
9.环境检测模块，包括设置用于检测环境温度的第一温度传感器以及用于检测环境中有毒有害气体的气体传感器；所述第一温度传感器和气体传感器嵌入设置于所述帽本体的外侧；
10.健康检测模块，包括用于检测安全帽佩戴正常的压力传感器、用于检测脉搏的脉搏传感器以及用于检测佩戴者体温的第二温度传感器；所述压力传感器和脉搏传感器设置于可调节固定带的内侧，所述第二温度传感器设置于帽本体前侧的帽檐内侧；
11.控制模块，所述控制模块包括微处理器、通信模块、存储器和报警模块，所述微处理器与存储器和通信模块连接；所述微处理器的输出端连接报警模块，所述控制模块设置于控制仓内，
12.电源和照明模块，包括电池和照明灯，所述照明灯嵌入设置于帽本体的前侧，所述电池设置于控制仓内，所述电池的输出端连接微处理器和照明灯；
13.所述第一温度传感器、气体传感器、压力传感器、脉搏传感器和第二温度传感器的输出端连接微处理器，所述微处理器的输出端连接照明灯和报警模块。
14.进一步地，还包括摄像头，所述摄像头设置于帽本体的前侧，所述摄像头与微处理
器连接。
15.进一步地，所述帽本体内侧设置隔离网层，所述第一温度传感器、气体传感器穿过帽本体并通过设置在隔离网层内线缆连接至控制仓的控制模块上。
16.进一步地，所述可调节固定带为夹层结构，其中在可调节固定带的左侧夹层内设置脉搏传感器，在可调固定带的右侧夹层内设置压力传感器。
17.进一步地，所述微处理器为stm32f28335型号的处理器。
18.进一步地，所述通信模块为3g/4g/5g/wifi/蓝牙无线通信方式。
19.进一步地，所述控制仓设置充电接口，所述充电接口内侧与电池连接。
20.进一步地，所述电池为lir2032/2016型号的宽温锂电池。
21.进一步地，所述报警模块为声光报警器。
22.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
23.1、本实用新型提供的基于脉动监测技术的安全帽装置，能够实现有毒气体检测、氧含量检测、作业人员健康状态检测，实现状态感知、数据分析、安全预警的作用。
24.2、本实用新型可对作业人员心率、体温、脉搏等健康指数进行在线监测及采集计算，如身体状态出现异常或已不能满足工作要求，可立即发出警报提示工作人员；同时可根据历史采集数据做出人员身体健康状况预警，提前预判工作人员将出现的不良状况并进行提示；同时可强化对现场作业环境管控，通过融合现代物联网技术，在传统的安全帽部集成实时定位功能、佩戴异常提醒功能。
25.3、为了保证传感器的安装及接线，所述帽本体内侧设置隔离网层，形成一定的间隙，传感器的接线从隔离网层内侧走线，不影响佩戴者使用，佩戴安全。
26.4、本实用新型可实现心率监测、方便监测作业人员的身体状态。当作业人员脉搏出现异常时安全帽里的脉搏传感器监测到异常数据，立即进行安全预警，并提醒后台监测人员采取措施。
27.5、本实用新型通过设置通信模块，在经数据处理之后远传入后台同时在采集到的值超过预设定的阈值之后立即进行鸣笛，提示工作人员采取安全措施之后再继续作业。
28.6、通过锂电池进行供电，在帽子的尾部设置有充电接口，方便充电。
附图说明
29.图1为本实用新型提出的基于脉动监测技术的安全帽装置结构图；
30.图2为本实用新型提出的基于脉动监测技术的安全帽装置剖视图；
31.图3为本实用新型提出的基于脉动监测技术的安全帽装置的后视图；
32.图4为本实用新型提出的基于脉动监测技术的安全帽装置的控制结构图；
33.图中所示：
34.10-帽本体，20-环境检测模块，30-健康检测模块，40-控制模块，50-电源和照明模块，60-摄像头；
35.101-帽檐，102-可调节固定带，103-缓冲层，104-控制仓，105-隔离网层；
36.141-充电接口；
37.201-第一温度传感器，202-气体传感器；
38.301-压力传感器，302-脉搏传感器，303-第二温度传感器；
39.401-微处理器，402-通信模块，403-存储器，404-报警模块；
40.501-电池，502-照明灯。
具体实施方式
41.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
42.需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
43.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
44.如图1～4所示，其示出了本发明的具体实施方式，
45.如图1至图4所示，本发明基于脉动监测技术的安全帽装置，包括：
46.帽本体10，所述帽本体10上设置帽檐101，所述帽本体10两侧设置可调节固定带102，所述帽本体10内部设置缓冲层103，所述帽本体10的后侧设置控制仓104，
47.环境检测模块20，包括设置用于检测环境温度的第一温度传感器201以及用于检测环境中有毒有害气体的气体传感器202；所述第一温度传感器201和气体传感器202嵌入设置于所述帽本体10的外侧；
48.健康检测模块30，包括用于检测安全帽佩戴正常的压力传感器301、用于检测脉搏的脉搏传感器302以及用于检测佩戴者体温的第二温度传感器303；所述压力传感器301和脉搏传感器302设置于可调节固定带102的内侧，所述第二温度传感器303设置于帽本体10前侧的帽檐101内侧；
49.控制模块40，所述控制模块包括微处理器401、通信模块402、存储器403 和报警模块404，所述微处理器401与存储器403和通信模块402连接；所述微处理器401的输出端连接报警模块404，所述控制模块40设置于控制仓104内，
50.电源和照明模块50，包括电池501和照明灯502，所述照明灯502嵌入设置于帽本体10的前侧，所述电池501设置于控制仓104内，所述电池501的输出端连接微处理器401和照明灯502；
51.所述第一温度传感器201、气体传感器202、压力传感器301、脉搏传感器 302和第二温度传感器303的输出端连接微处理器401，所述微处理器401的输出端连接照明灯502和报警模块404。
52.本实用新型实施例中的压力传感器主要是检测有无正确佩戴安全帽以及无脱帽，毒有害气体检测的气体传感器可对o2、co、h2s、sf6气体进行检测，当检测值达到设定报警阈值时，则向控制模块发送信号，控制模块根据检测值驱动蜂鸣器发出预警声音，通过通信模块向后台监测中心发送异常信息，方便后台监控中心进行预警和处理。
53.本实用新型提供的基于脉动监测技术的安全帽装置，能够实现有毒气体检测、氧含量检测、作业人员健康状态检测。实现状态感知、数据分析、安全预警的作用。
54.本实用新型可对作业人员心率、体温、脉搏等健康指数进行在线监测及采集计算，如身体状态出现异常或已不能满足工作要求，可立即发出警报提示工作人员；同时可根据历史采集数据做出人员身体健康状况预警，提前预判工作人员将出现的不良状况并进行提示；同时可强化对现场作业环境管控，通过融合现代物联网技术，在传统的安全帽部集成实时定位功能、佩戴异常提醒功能、一键呼救功能。使得安全帽本身长了“耳朵”开了“眼睛”最大程度上降低安全事故。
55.本实用新型还在帽本体上设置摄像头60，所述摄像头60设置于帽本体10 的前侧，所述摄像头60与微处理器401连接。当气体报警装置的信号在设定的时间内未复归，默认现场出现异常，处理器驱动摄像头启动由后台人员通过摄像头进行核实；若报警未及时解除，启动摄像头对现场进行拍摄，并通过通信模块传输给后台，提示后台人员进行干预，最大程度上避免安全事故的发生。
56.为了保证传感器的安装及接线，所述帽本体10内侧设置隔离网层105，所述第一温度传感器201、气体传感器202穿过帽本体并通过设置在隔离网层105 内线缆连接至控制仓104的控制模块40上。隔离网层设置于缓冲层内侧，这样传感器的连接线缆设置于隔离网层与帽本体外层之间，形成一定的间隙，传感器的接线从隔离网层内侧走线，未破坏原有安全帽的物理结构，不影响佩戴者使用，佩戴安全。
57.可调节固定带102为夹层结构，其中在可调节固定带102的左侧夹层内设置脉搏传感器302，在可调固定带102的右侧夹层内设置压力传感器301，佩戴安全。
58.本实用新型实施例中，微处理器401为stm32f28335型号的处理器，通信模块402为3g/4g/5g/wifi/蓝牙无线通信方式。
59.本实用新型实施例中的电池为可充电电池，因此在控制仓104设置充电接口141，所述充电接口141内侧与电池连接。其中，电池为lir2032/2016型号的宽温锂电池。其中，报警模块404为声光报警器。
60.其中，微处理器stm32f28335内部集成了通讯与蓝牙接口，可以与环境检测模块和健康检测模块中的传感器进行通信。电池为报警模块和微处理器供电，环境检测模块和健康检测模块与微处理器连接，当采集到的数据超过处理器的设置阈值时，微处理器经过运算启动报警模块。
61.本实用新型可实现心率监测、方便监测作业人员的身体状态。当作业人员脉搏出现异常时安全帽里的脉搏传感器监测到异常数据，立即进行安全预警，并提醒后台监测人员采取措施。
62.本实用新型提供的带有智能气体传感器的安全帽装置，主要用于佩戴者进入gis室等需要进行环境状态监测以避免出现含氧量不足以及气体泄漏造成的人身伤害，可用于监测氧气含量与sf6浓度，因为工作人员可能需要进入有限空间进行移动作业。智能气体传感器的作用是采集现场的气体值并与微处理器及存储器存储设置的阈值进行比较，超过设定的标准值启动报警程序，防止伤害发生。智能气体传感器可采用gt-cx200sf6型号的智能气体传感器。
63.本实用新型通过设置通信模块，通信模块采用gsm模块或蓝牙模块，通过锂电池进
行供电，在帽子的尾部设置有充电接口，方便充电。在经数据处理之后远传入后台同时在采集到的值超过预设定的阈值之后立即进行鸣笛，提示工作人员采取安全措施之后再继续作业。
64.本实用新型能够实现实时心率监测、现场气体环境监测，整个安全帽组件简单、体积小，操作简单，不增加安全帽使用的便捷性，可以实时数据传送，能够进行数据分析实现安全预判达到提前报警的工作。
65.工作人员佩戴安全帽，通过设置在可调节固定带上压力传感器对工作人员是否正确佩戴安全帽进行检测，到工作地点后，智能型气体传感器对现场环境的氧含量与有毒气体含量进行检测，当不满足设定条件时报警模块启动，提醒工作人员，避免出现安全事故，同时帽檐边上的第二温度传感器以及可调节固定带上的脉搏传感器实时监测人体的信息，通过移动通信模块将数据传输至移动后台，若工作人员的心率发生失常，不满足设定条件时，将采取的信号发送给控制模块，通过逻辑运算进行判断，将运算结果远程传输到后台，启动移动通信模块，同时报警模块的声光报警器启动，发出警告，警示工作人员，若现场不采取措施，后台将通过移动通信模块进行远程干预。避免安全事故的发生。保障作业人员的安全。此对原有的安全帽进行升级，在不改变安全帽的基础上，做到了体积小，使用便捷，数字化程度高。
66.本实用新型可以自动检测工作班成员的身体状态，降低因身体原因不能胜任工作出现的安全事故；数字化控制，便于精细化作业；由于不改变安全帽的主体结构，可根据实际需求便于在安全帽上进行后期扩展；脉搏传感器、压力传感器安装在帽带的底部与颈部皮肤接触、体温传感器安装在帽檐顶部。传感器通过镂空的安装槽与处理器连接
67.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
68.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。