[发明专利]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

说明书

技术领域

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

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

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。

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。