一种具有自感应亮灯的安全帽研制谢宗卫

一种具有自感应亮灯的安全帽研制谢宗卫

谢宗卫

（广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523660）

摘要：安全帽是指对人头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用的帽子。安全帽由帽壳、帽衬、下颏带及附件等组成。本文介绍一种具有自动感应亮灯的安全帽技术原理及研制。

关键词：自感照明；安全帽；LED

1技术背景

安全帽是用来保护头顶而戴的钢制或类似原料制的浅圆顶帽子，防止冲击物伤害头部的防护用品。由帽壳、帽衬、下颊带和后箍组成。帽壳呈半球形，坚固、光滑并有一定弹性，打击物的冲击和穿刺动能主要由帽壳承受。帽壳和帽衬之间留有一定空间，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害。冲击吸性性能、耐穿刺性能、侧向刚性、电绝缘性、阻燃性是对安全帽的基本技术性能的要求。安全帽产品的生产企业必须通过主管部门的体系审查和认可，必要的环境条件和设施，产品检验设备、质量管理人员、检验人员、技术人员和生产人员，组织生产的能力，质量管理和控制的能力，出厂检验的能力。

而现有的安全帽如果在夜晚或是在黑暗处操作需要用到光源时，都是靠外在的手电筒挂在头上或是安全帽上，操作十分不便。为了解决上述问题，研制一种具有自动感应亮灯的安全帽。

2技术方案

一种具有自动感应亮灯的安全帽：包括帽壳，所述帽壳的底壁一侧设有帽檐，所述帽壳为中空结构，且帽壳的空腔内壁固定连接有若干个支撑柱，所述帽壳的内壁一侧设有内托，且内托的底部环绕设有一圈环形海绵，所述帽壳的外壁一侧固定连接有灯座，且灯座的外壁安装有LED灯珠，所述灯座内设有LED芯片、处理器、光线传感器和LED驱动模块，所述帽壳的外壁两侧对称设有紧固带。

一种具有自动感应亮灯的安全帽支撑柱为橡胶制成的构件。所述环形海绵的一侧且位于帽壳的内壁连通有若干个通气孔。安全帽紧固带的端部设有魔术贴。所述帽壳的顶部固定连接有排气罩，且排气罩的内侧顶壁安装有风扇，排气罩的外壁设有滤网。

一种具有自动感应亮灯的安全帽具有以下防护作用：

（1）缓冲减震作用：帽壳与帽衬之间有25~50mm的间隙，当物体击安全帽时，帽壳不因受力变形而直接影响到头顶部。

（2）分散应力作用：帽壳为椭圆形或半球形，表面光滑，当物体坠落在帽壳上时，物体不能停留立即滑落；而且帽壳受打击点的承受的力向周围传递。通过帽衬缓冲减少的力可达2/3以上，其余的力经帽衬的移个面积传递给人的头盖骨，这样就把着力点变成了着力面，从而避免了冲击力在帽壳上某点应力集中，减少了单位面积受力。

（3）生物力学：标准中规定安全帽必须能吸收4900N，一这是因为生物学试验，人体颈椎在受力时最大的限值，超过此限值颈椎就会受到伤害，轻者引起瘫痪，重者危及生命。

3附图说明

图1为一种具有自动感应亮灯的安全帽结构示意图；

图2为一种具有自动感应亮灯的安全帽侧视图。

图中：帽壳1、帽檐2、支撑柱3、内托4、紧固带5、LED芯片6、灯座7、LED灯珠8、环形海绵9、通气孔10、排气罩11、滤网12、风扇13。

图一图二

4实施方式

参照图1-2，一种具有自动感应亮灯的安全帽，包括帽壳1，帽壳1的底壁一侧设有帽檐2，帽壳1为中空结构，且帽壳1的空腔内壁固定连接有若干个支撑柱3，帽壳1的内壁一侧设有内托4，且内托4的底部环绕设有一圈环形海绵9，帽壳1的外壁一侧固定连接有灯座7，且灯座7的外壁安装有LED灯珠8，灯座7内设有LED芯片6、处理器、光线传感器和LED驱动模块，帽壳1的外壁两侧对称设有紧固带5，光线传感器与处理器电性连接。

支撑柱3为橡胶制成的构件，具有一定的支撑和弹性作用。环形海绵9的一侧且位于帽壳1的内壁连通有若干个通气孔10，具有通风透气效果，保持使用者头部的干爽。紧固带5的端部设有魔术贴，通过魔术贴将帽壳1两侧的紧固带5锁紧。具体的，帽壳1的顶部固定连接有排气罩11，且排气罩11的内侧顶壁安装有风扇13，排气罩11的外壁设有滤网12，在风扇13的作用下能够避免头部出汗，使用时舒适性更好。

本设计在安全帽的外部设置探头（天线），使探头与安全帽之间构成分体式连接固定结构；在探头中设置多个探头（天线）感应不同的电压等级、在安全帽内部设置微处理器控制装置。集成了电场强度检测模块、安全距离比较模块和电源模块、微处理器等

5工作原理

一种具有自动感应亮灯的安全帽，使用者佩戴帽壳1后，将帽壳1两侧的紧固带5进行锁紧，保持稳定，且帽壳1的顶部固定连接有排气罩11，排气罩11的内侧顶壁安装有风扇13，在风扇13的作用下能够避免头部出汗，佩戴时舒适性更好，而由于帽壳1为中空结构，且帽壳1的空腔内壁固定连接有若干个支撑柱3，起到一定的支撑固定作用，当夜晚降临或进入黑暗处后，灯座7内的光线传感器检测到信号并传递给处理器，处理器再根据光线传感器检测结果控制LED芯片6，LED芯片6再通过LED驱动模块控制LED灯珠8发光照明，省去了外部的灯源，实现自动感应照明功能。

静电感应。静电感应是指输电线路电场由于静电耦合作用而在邻近的线路上产生感应电压。感应电压的大小不仅与输电电压成正比，而且与他们之间的静电容量有关，而静电容量主要取决于它们之间的距离大小。当输电线路与通信线路距离较近（此时三相导线与通信线路的距离差异比较显著）或三相导线换位不对称时，由于三相静电容量不平衡从而在通信线路中产生感应电压。当杂音电平超过一定的限度时，就会造成对正常通信的干扰。

磁感应。输电线路的交变磁场也会在临近的平形线路上产生互感电压。其电压大小与输电电流及平形接近段长度成正比，同时与线路之间的相互位置有关。光线传感器通过处理器控制LED灯开与关。光线变暗示，灯座内的光线传感器检测到信号并传递给处理器，处理器再根据光线传感器检测结果控制LED芯片，LED芯片再通过LED驱动模块控制LED灯珠发光照明。

6总结

综上所述，一种具有自动感应亮灯的安全帽结构简单，易操作，具有自动感应照明效果，且使用便捷巧妙，适宜广泛推广。

参考文献：

[1]蒋旭日.浅谈国内外安全帽生产技米【J].中国个体防护装备，2010（4）：31-34.

[2]黄伟文.安全帽防护面罩改进与应用【J].工业技术创新，2016，3（6）：1151一1154.

[3]张敏，王茂人，陈香琳.基于实时检测的送风滤尘安全帽设计[J].机电一体化，2013，19（5）：62-64.

[4」肖明东，孙炜.浅谈多功能防护安全帽设计【J].中国高新技术企业，2013（32）：37-38.

基金项目

项目名称：一种具有自感应亮灯的安全帽研制；项目编号：031900KK52190150