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一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽

阅读：415发布：2022-12-30

专利汇可以提供一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的目的是提供一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，由安全帽帽壳，安全帽帽衬，扬声器，人体温度传感器，压力传感器，甲烷探测传感器，一氧化碳探测传感器，外部温度传感器，透气口，微处理器，无线传输模块及充电电池，水平速度检测传感器，垂直速度检测传感器，重力感应传感器，扬声器透声口，电源开关，充电接口，系统更新接口构成。实时采集并上传井下人员的体温、运动速度、身体姿态、头部压力信息以及井下环境监测数据。在事故发生时根据采集到的人员生命体征和运动状态信息为救援方案制定提供服务，事故发生前根据环境监测信息进行预警，正常情况下根据人员移动和躯体姿态信息评估井下人员的工作状况。，下面是一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，包括安全帽帽壳(1)，安全帽帽衬(2)，扬声器(3)，人体温度传感器(4)，压力传感器(5)，甲烷探测传感器(6)，一氧化碳探测传感器(7)，外部温度传感器(8)，透气口(9)，微处理器(10)，无线传输模块及充电电池(11)，水平速度检测传感器(12)，垂直速度检测传感器(13)，重力感应传感器(14)，扬声器透声口(15)，电源开关(16)，充电接口(17)，系统更新接口(18)。其特征是：镶嵌在安全帽内部的微处理器(10)与扬声器(3)、人体温度传感器(4)、压力传感器(5)、甲烷探测传感器(6)、一氧化碳探测传感器(7)、外部温度传感器(8)、微处理器(10)、无线传输模块及充电电池(11)、水平速度检测传感器(12)、垂直速度检测传感器(13)、重力感应传感器(14)相连接，充电电池为它们供电。
2.根据权利要求1所述的一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，其特征是：当开启电源开关(16)时，安全帽帽衬(2)里的人体温度传感器(4)检测人体体温温度信息，压力传感器(5)检测人体头部所受的压力信息，水平速度检测传感器(12)和垂直速度检测传感器(13)综合检测井下人员的移动速度和方向信息，重力感应传感器(14)检测人体躯体姿势信息，并将这些信息经过微处理器(10)进行处理，再通过无线传输模块发送到井上安全生产管理部门，实现对人体体温、运动速度和身体姿态等生命体征的监测。
3.根据权利要求1所述的一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，其特征是：当井下人员佩戴安全帽在井下正常工作时，井上安全生产管理部门根据安全帽无线传输模块上传的水平速度检测传感器(12)、垂直速度检测传感器(13)综合检测所得的井下人员移动速度和方向信息，重力感应传感器(14)检测的人体躯体姿势信息，综合这些信息分析井下人员的工作状态，对井下人员工作情况进行评估，实现对井下人员工作状况的可靠性管理。
4.根据权利要求2所述的一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，其特征是：当井下发生安全事故时，救援队可以根据井下人员所佩戴安全帽中人体温度传感器(4)检测的温度信息，压力传感器(5)检测人体头部所受的压力信息、水平速度检测传感器(12)、垂直速度检测传感器(13)综合检测井下人员的移动的速度和方向信息，重力感应传感器(14)检测人体躯体姿势信息，判定被困人员的受困状态，提供救援方案。
5.根据权利要求1所述的一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，其特征是：当开启电源开关(16)时，甲烷探测传感器(6)、一氧化碳探测传感器(7)、外部温度传感器(8)分别检测外部环境中的甲烷浓度信息、一氧化碳浓度信息、外部温度信息，并将这些信息经过微处理器(10)进行处理，再通过无线传输模块发送到井上安全生产管理部门，实现对井下环境的实时监测。
6.根据权利要求1所述的一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，其特征是：当井下人员佩戴安全帽在井下工作时，人体温度传感器(4)检测井下人员体温信息，压力传感器(5)检测人体头部所受的压力信息，甲烷探测传感器(6)、一氧化碳探测传感器(7)、外部温度传感器(8)分别检测外部环境中的甲烷浓度信息、一氧化碳浓度信息和外部温度信息，当这些信息不在安全的取值范围时，及时的将感知到的环境危险隐患信息存储在微处理器(10)中，通过无线传输模块向安全生产管理部门发送报警信息，并通过扬声器(3)向井下人员发出警报。

说明书全文

一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用

安全帽

技术领域

[0001] 本发明涉及一种井下工人使用的安全帽，特别涉及一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽。

背景技术

[0002] 安全帽是保障井下工作人员生命安全的重要工具之一，是井下工作人员必备的设备。最近几年来我国矿井事故频发，事故发生前对井下危险气体浓度及其他危险因素的监测和预警成功率有待提高，而且，在事故发生后，无法及时获取井下人员生命体征和移动速度及方向信息，导致事故救援有效性偏低。另一方面，在井下人员正常工作过程中，需要根据矿工的移动速度和方向以及身体姿态等信息对矿工的工作情况进行监测和评估，根据监测结果对矿工进行综合考察，必要时进行人员调整。

发明内容

[0003] 为了对井下危险气体浓度等井下危险因素进行实时监测和预警以及及时掌握井下人员的生命体征、运动状态等信息，本发明提供了一种矿用安全帽，该安全帽不仅可以实时采集井下工作人员的生命体征信息及周围环境信息，当监测到异常情况时可以及时向井下管理部门和井下工作人员发出预警信息，而且，当发生井下安全事故时，有利于救援人员及时掌握井下人员的生命体征、运动速度和方向以及身体姿态等信息，为救援方案的制定提供可靠依据，有效提高救援效率，减少事故造成的人员伤亡。此外，在正常工作情况下，管理部门可以根据检测到的井下人员位移速度、方向和身体姿态等信息对其工作状态作出可靠评估，有利于对井下人员工作状况的管理。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽，包括安全帽帽壳，安全帽帽衬，扬声器，人体温度传感器，压力传感器，甲烷探测传感器，一氧化碳探测传感器，外部温度传感器，透气口，微处理器，无线传输模块及充电电池，水平速度检测传感器，垂直速度检测传感器，重力感应传感器，扬声器透声口，电源开关，充电接口，系统更新接口。镶嵌在安全帽内部的微处理器与扬声器，人体温度传感器，压力传感器，甲烷探测传感器，一氧化碳探测传感器，外部温度传感器，微处理器，无线传输模块及充电电池，水平速度检测传感器，垂直速度检测传感器，重力感应传感器相连接，充电电池为它们供电。其中：当开启电源开关时，安全帽帽衬里的人体温度传感器检测人体体温温度信息，压力传感器检测人体头部所受的压力信息，水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器综合检测井下人员的移动速度和方向信息，重力感应传感器检测人体躯体姿势信息，并将这些信息经过微处理器进行处理，再通过无线传输模块发送到井上安全生产管理部门，实现对人体生命体征的监测。
当井下人员佩戴安全帽在井下工作正常时，井上安全生产管理部门根据安全帽无线传输模块上传的水平速度检测传感器、垂直速度检测传感器综合检测所得的井下人员移动速度和方向信息，重力感应传感器检测的人体躯体姿势信息，综合这些信息分析井下人员的工作状态，对井下人员工作情况进行评估，实现对井下人员工作状况的可靠性管理。
当井下发生安全事故时，救援队可以根据井下人员所佩戴安全帽中人体温度传感器检测的温度信息，压力传感器检测到的人体头部所受的压力信息、水平速度检测传感器和垂直速度检测传感器综合检测到的井下人员的移动速度和方向信息，重力感应传感器检测人体躯体姿势信息，判定被困人员的受困状态，提供救援方案。
当开启电源开关时，甲烷探测传感器、一氧化碳探测传感器、外部温度传感器分别检测外部环境中的甲烷浓度信息、一氧化碳浓度信息、外部温度信息，并将这些信息经过微处理器进行处理，再通过无线传输模块发送到井上安全生产管理部门，实现对井下人员所处环境的实时监测。
当井下人员佩戴安全帽在井下工作时，人体温度传感器检测井下人员体温信息，压力传感器检测人体头部所受的压力信息，甲烷探测传感器、一氧化碳探测传感器、外部温度传感器分别检测外部环境中的甲烷浓度信息、一氧化碳浓度信息和外部温度信息，当这些信息不在安全的取值范围时，及时的将感知到的环境危险隐患信息存储在微处理器中，通过无线传输模块向安全生产管理部门发送报警信息，并通过扬声器发出警报。

[0005] 本发明的有益效果是，当矿井发生事故时，救援人员可以根据一种具有感知矿工生命体征和危险环境及预警功能的矿用安全帽及时获取井下人员的生命体征信息、移动速度和方向信息、身体姿态信息以及井下危险气体浓度等环境信息，有利于救援方案的科学制定，从而减小事故造成的人员伤亡。事故发生前，安全帽可以对采集到的井下危险气体浓度等信息进行监测，当超出警戒值时会自动向地面管理人员和井下工作人员作出预警，防止安全隐患进一步升级而造成重大事故。正常工作状态下，管理部门可根据安全帽采集的井下人员移动速度和方向信息以及人体躯体姿势信息分析井下人员的工作状态，对井下人员工作情况进行评估，实现对井下人员工作状况的可靠性管理。附图说明

[0006] 图1为图1的正面剖面构造图。

[0007] 图2为本发明的侧面图。

[0008] 图3为本发明的背面图。

[0009] 图中1.安全帽帽壳，2.安全帽帽衬，3.扬声器，4.人体温度传感器，5.压力传感器，6.甲烷探测传感器，7.一氧化碳探测传感器，8.外部温度传感器，9.透气口，10.微处理器，11.无线传输模块及充电电池，12.水平速度检测传感器，13.垂直速度检测传感器，14.重力感应传感器，15.扬声器透声口，16.电源开关，17.充电接口，18.系统更新接口。

具体实施方式

[0010] 如图1所示实施例中，本发明包括安全帽帽壳1，由硬质合成材料制成，可以抵御外部压力，保护人的头部和内部装置，安全帽帽衬2中镶嵌有2块人体体温传感器和4块压力传感器，其中2块人体体温传感器镶嵌在人体携带安全帽时人体头部两侧太阳穴偏上位置，4块压力传感器镶嵌在安全帽帽衬1顶部四周，扬声器3固定在安全帽两侧中部，甲烷探测传感器6、一氧化碳探测传感器7和外部温度传感器8固定在安全帽帽壳1内顶部内侧，通过透气口9采集外部信息，微处理器10，无线传输模块及充电电池11，水平速度检测传感器12，垂直速度检测传感器13，重力感应传感器14固定在安全帽帽壳1顶部与安全帽帽衬2之间的区域，充电电池为其供电，当井下人员正常工作时，可以通过传感器采集人员生命体征信息和外部环境信息，通过水平速度传感器12、垂直速度传感器13和重力感应传感器采集的水平速度信息、垂直速度信息以及重力感应信息，综合分析这些传感器信息可以获知井下人员的工作情况。当井下人员长时间未移动或者身体姿态异常、人体体温信息不在正常值范围内时，通过扬声器报警，安全生产管理部门获得该信息后，及时做出人员调整，当所测压力信息值出现异常增大时，微处理器10通过无线传输模块发送塌方事故警报，指挥部做出相应安全措施，当所测甲烷值或者一氧化碳值超标时，通过扬声器进行报警，同时向安全生产管理部门发出瓦斯爆炸预警信息，及时消除安全隐患，当所测外部温度突然升高时，向安全生产管理部门发送火灾事故警报，指挥部做出相应安全措施；当矿井事故发生后，根据传感器所采集传输的井下环境信息可以获得事故类型，根据监测到的人体生命体征信息分析伤亡情况，根据采集到的人员移动速度和方向信息以及身体姿态等信息制定科学合理的救援方案。

[0012] 在图2所示实施例中，扬声器透声口15开在安全帽帽壳的两侧，利于声音的传播。

[0013] 在图3所示实施例中，可以通过充电接口17对充电电池进行充电；系统更新接口18对微处理器10的系统进行更新；当井下人员正常工作时，打开电源开关16，使安全帽内部装置进行工作，检测人体生命体征信息和周围环境信息。

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