一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種有源消聲技術(shù)和無(wú)線定位技術(shù)，具體涉及一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，其適用于礦山井下噪聲嚴(yán)重的地點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)井下噪聲控制和井下人員實(shí)時(shí)定位。該實(shí)用新型安全帽包括帽殼、帽檐、礦燈插扣、降噪控制盒、定位器、有源消聲降噪耳罩。所述帽殼底部設(shè)有帽檐，帽殼前部設(shè)有礦燈插扣，降噪控制盒與定位器各位于帽殼一側(cè)，有源消聲降噪耳罩位于帽檐下部，有源消聲降噪耳罩通過(guò)線路與降噪控制盒連接，有源消聲降噪耳罩外殼設(shè)計(jì)有圓形小孔，有源消聲降噪耳罩內(nèi)部設(shè)計(jì)有與降噪控制盒相連的入耳式耳塞。降噪控制盒、定位器與有源消聲降噪耳罩按平衡配重的關(guān)系與安全帽固定連接成一整體。利用本實(shí)用新型安全帽可實(shí)現(xiàn)井下有源消聲降噪、井下人員跟蹤定位。
【專利說(shuō)明】一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種有源消聲技術(shù)和無(wú)線定位技術(shù)，具體涉及一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，其適用于礦山井下噪聲嚴(yán)重的地點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)井下噪聲控制和井下人員實(shí)時(shí)定位。

【背景技術(shù)】
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[0002]隨著煤礦開采機(jī)械化程度的不斷提高，井下開采過(guò)程中噪聲問(wèn)題日益嚴(yán)重，尤其在局扇、泵站、破碎機(jī)、鑿巖機(jī)等工作地點(diǎn)噪聲更為突出。在生產(chǎn)實(shí)踐中，目前主要存在以下問(wèn)題:一、在井下主要噪聲源地點(diǎn)，并無(wú)專門的噪聲控制裝置，工人在噪聲環(huán)境中作業(yè)，往往造成情緒煩躁、精力分散、操作遲緩，生產(chǎn)效率低，易出現(xiàn)操作失誤，對(duì)煤礦安全、高效生產(chǎn)帶來(lái)不利影響；二、工人長(zhǎng)時(shí)間在噪聲環(huán)境中作業(yè)，沒(méi)有個(gè)人防護(hù)措施，將會(huì)影響聽(tīng)覺(jué)能力，誘發(fā)疾病，給工人身心健康帶來(lái)一定危害。因此設(shè)計(jì)發(fā)明一種具有降噪功能的礦用安全帽在煤礦安全生產(chǎn)中意義重大。
[0003]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種性能相對(duì)穩(wěn)定、廉價(jià)的新型礦用安全帽，將有源消聲裝置、定位裝置與安全帽創(chuàng)新性結(jié)合，實(shí)現(xiàn)安全帽的功能多樣化，滿足對(duì)煤礦的安全、高效生產(chǎn)，具有很好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0004]本實(shí)用新型提出了一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，包括帽殼、帽檐、礦燈插扣、降噪控制盒、定位器、有源消聲降噪耳罩。所述帽殼底部設(shè)有帽檐，帽殼前部設(shè)有礦燈插扣，降噪控制盒與定位器各位于帽殼一側(cè)，有源消聲降噪耳罩位于帽檐下部，有源消聲降噪耳罩通過(guò)線路與降噪控制盒連接，有源消聲降噪耳罩外殼設(shè)計(jì)有圓形小孔，有源消聲降噪耳罩內(nèi)部設(shè)計(jì)有與降噪控制盒相連的入耳式耳塞。降噪控制盒、定位器與有源消聲降噪耳罩按平衡配重的關(guān)系與安全帽固定連接成一整體。利用本實(shí)用新型安全帽可實(shí)現(xiàn)井下有源消聲降噪、井下人員跟蹤定位。
[0005]針對(duì)要解決的礦井噪聲控制以及人員定位問(wèn)題，本實(shí)用新型形成如下技術(shù):
[0006]1、有源消聲系統(tǒng):降噪控制盒4內(nèi)BelaSignaR262降噪芯片控制電路，有源消聲降噪耳罩10通過(guò)線路與降噪控制盒4連接。井下噪聲首先經(jīng)過(guò)有源消聲降噪耳罩10隔聲吸聲后，利用有源消聲技術(shù)，消除高頻成分，低頻成分的噪聲進(jìn)入有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)，同時(shí)外傳聲器13檢測(cè)有源消聲降噪耳罩10外噪聲，由開環(huán)控制器19處理之后，經(jīng)功率放大器15和耳機(jī)12重新放到有源消聲降噪耳罩10的腔內(nèi)，與進(jìn)入有源消聲降噪耳罩10內(nèi)的噪聲相互抵消。閉環(huán)控制器18經(jīng)功率放大器15和耳機(jī)12向有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)進(jìn)行重放噪聲，與進(jìn)入到有源消聲降噪耳罩10內(nèi)的噪聲進(jìn)行抵消。同時(shí)，內(nèi)傳聲器14來(lái)檢測(cè)相消后的誤差信號(hào)，經(jīng)閉環(huán)控制器18使有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)噪聲最小，進(jìn)行有源消聲降噪處理。有源消聲系統(tǒng)將處理后的噪聲通過(guò)有源消聲降噪耳罩10進(jìn)入人耳，通過(guò)控制BelaSignaR262降噪芯片程序，對(duì)不同噪聲進(jìn)行有源消聲。所述有源消聲系統(tǒng)，特點(diǎn)是主要消除環(huán)境噪聲，對(duì)正常的語(yǔ)言通信影響較小。
[0007]所述有源消聲降噪耳罩10外部設(shè)計(jì)有圓形小孔8，使工人的語(yǔ)言聲音進(jìn)入到耳罩腔內(nèi)，使佩戴者較為清晰地聽(tīng)到語(yǔ)言聲音；所述有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)設(shè)計(jì)有入耳式耳塞9，該耳塞與降噪控制盒4相連，將處理后的聲音直接傳入耳中，起到二次隔噪的作用。
[0008]2、人員定位系統(tǒng):利用Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建井下無(wú)線定位網(wǎng)絡(luò)和井下人員定位系統(tǒng)，Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊布置在井口、主要巷道分岔口和工作面入口等主要部位頂端，其中沿巷道每150m布設(shè)，沿工作面每50m布設(shè)。所布設(shè)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊組成Zigbee定位網(wǎng)絡(luò)。安全帽上的定位器發(fā)出射頻信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)讀取信號(hào)強(qiáng)度，通信電纜通過(guò)RS-232接口與CAN總線連接，信息通過(guò)交換機(jī)上傳至地表控制中心，實(shí)現(xiàn)人員跟蹤定位。在井下設(shè)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工作基站，便于對(duì)安全帽無(wú)線發(fā)射信號(hào)的連續(xù)接收、處理和反饋。所述人員定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)人員定位、考勤、調(diào)度等功能。
[0009]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、將有源消聲裝置與人員定位裝置集于安全帽，實(shí)現(xiàn)有源消聲降噪、人員定位和照明功能一體化。降噪控制盒與定位器體積小，重量輕，工人在井下攜帶方便，便于正常的作業(yè)和生產(chǎn)。
[0011]2、降噪控制盒基于BelaSignaR262降噪芯片編程控制，性能穩(wěn)定，誤差小，準(zhǔn)確度高，可以合理、準(zhǔn)確的控制和降低噪聲，為工人身心健康提供保障。
[0012]3、有源消聲降噪耳罩外部設(shè)計(jì)有圓形小孔，使工人的語(yǔ)言聲音進(jìn)入到耳罩腔內(nèi)，降噪系統(tǒng)消除低頻噪聲成分，留下語(yǔ)聲成分，改善了語(yǔ)言可懂度，使佩戴者較為清晰地聽(tīng)到語(yǔ)目聲首。
[0013]4、有源消聲降噪耳罩腔內(nèi)設(shè)計(jì)有入耳式耳塞，該耳塞通過(guò)線路與降噪控制盒相連，將處理后的聲音直接傳入耳中，起到二次隔噪的作用。
[0014]5、可進(jìn)行人員實(shí)時(shí)定位，并且可以實(shí)現(xiàn)考勤、調(diào)度功能；在發(fā)生煤礦事故時(shí)，可進(jìn)行快速、有效救援。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
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[0015]圖1新型礦用安全帽結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2嵌入式線框布置圖；
[0017]圖3有源消聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0018]圖中:1-帽殼；2_礦燈插扣；3_帽檐；4_降噪控制盒；5_電源開關(guān)；6_定位器；7-充電插孔；8_圓形小孔；9_入耳式耳塞；10_有源消聲降噪耳罩；11_耳罩外殼；12_耳機(jī)；13_外傳聲器；14_內(nèi)傳聲器；15_功率放大器；16_加法器；17_外接信號(hào)；18閉環(huán)控制器；19_開環(huán)控制器；20、21_前置放大器。

【具體實(shí)施方式】
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[0019]工人佩戴上述礦用安全帽(如圖1所示)，下井時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打卡，進(jìn)行考勤記錄，同時(shí)定位器可實(shí)現(xiàn)井下人員實(shí)時(shí)定位；工人在井下噪聲環(huán)境中工作時(shí)，打開降噪控制盒電源，有源消聲系統(tǒng)對(duì)井下噪聲進(jìn)行有源消聲，使進(jìn)入人耳的噪聲減弱，實(shí)現(xiàn)有源消聲降噪處理。
【權(quán)利要求】
1.一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，其特征在于，包括帽殼、帽檐、礦燈插扣、降噪控制盒、定位器、有源消聲降噪耳罩，其中:所述帽殼底部設(shè)有所述帽檐，所述帽殼前部設(shè)有所述礦燈插扣，所述降噪控制盒與所述定位器位于所述帽殼兩側(cè)，所述有源消聲降噪耳罩位于所述帽檐下部，所述有源消聲降噪耳罩通過(guò)線路與所述降噪控制盒連接。
2.如權(quán)利要求1所述一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，其特征在于:所述有源消聲降噪耳罩外殼設(shè)計(jì)有圓形小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，其特征在于:所述有源消聲降噪耳罩內(nèi)部設(shè)計(jì)有與降噪控制盒相連的入耳式耳塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽，其特征在于:所述降噪控制盒、所述定位器以及所述有源消聲降噪耳罩按平衡配重的關(guān)系與所述有源消聲與人員定位的礦用安全帽固定連接成一整體。
【文檔編號(hào)】A42B1/24GK204070705SQ201420560903
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】左超, 周姚姚, 賀增源, 彭瑞, 孟祥瑞, 趙光明, 王超, 董春亮 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)