專利名稱：煤礦模擬自救器及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是ー種集成環(huán)境傳感技術(shù)和無線傳輸技術(shù)的煤礦模擬自救器，并提供ー種對礦エ的煤礦自救器培訓方法。
背景技術(shù)：
自救器是井下職エ的個人防護裝備，是礦井應(yīng)急逃生系統(tǒng)的重要組成部分，是礦エ的生命保障。原煤炭部于1983年專門下發(fā)了“煤炭部關(guān)于下井人員裝備自救器的指令”，對礦エ佩帶自救器進行了具體的規(guī)定；《煤礦安全規(guī)程》第10條規(guī)定“入井人員必須隨身攜帶自救器”，透過近年來我國發(fā)生的多起瓦斯事故發(fā)現(xiàn)，除爆炸造成的直接傷害外，由于不能正確佩戴自救器而造成間接死亡也不容忽視。目前煤礦安全培訓中，大、中型煤炭企業(yè)基本都能做到對新進工人進行自救器使用的培訓，但自救器價格較貴，同時不可重復(fù)使用，因此培訓過程中，通常由教師講解自救器的使用及注意事項，職エ只能聽講，不能夠做到“一人一具”，完整訓練，造成工人對自救器使用細節(jié)無從知曉。甚至ー些小型礦井根本就沒有關(guān)于自救器的使用教學。工人下井后雖然佩戴自救器，一旦危險出現(xiàn)，并不能有效使用自救器，從而危及生命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供ー種煤礦模擬自救器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的各種缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種煤礦模擬自救器，該煤礦模擬自救器至少包括頂蓋和殼體，用于保護容納在其中的組件；罐體，設(shè)置在所述殼體中，用于保護容納在其中的各個部件；項部光敏傳感器，設(shè)置在所述罐體頂部，用于感知所述罐體上方可見光亮度；底部光敏傳感器，設(shè)置在所述罐體底部，用于感知所述罐體底下可見光亮度；ロ具，設(shè)置在所述罐體上，用于供使用者含在口中呼吸使用；ロ具壓カ傳感器，設(shè)置在所述ロ具頂端，以供使用者使用的時候感知使用者咬住產(chǎn)生的壓カ；鼻夾，通過繩索與所述ロ具相連，用于供使用者夾住鼻孔；鼻夾狀態(tài)傳感器，設(shè)置在所述鼻夾上，用于供使用者使用時候感知使用狀態(tài)；啟動開關(guān)，設(shè)置在所述罐體上，用于接通電源，啟動模擬產(chǎn)氧組件工作；頭帶，與所述罐體相連，用于供使用者佩戴使用；頭帶壓カ傳感器，設(shè)置于所述頭帶上，用于感知所述頭帶受到的壓カ；
控制器，設(shè)置在所述罐體內(nèi)，與所述頂部光敏傳感器、底部光敏傳感器、ロ具壓カ傳感器、鼻夾狀態(tài)傳感器、啟動開關(guān)和頭帶壓カ傳感器相連接，用于分別接收各個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號及啟動開關(guān)產(chǎn)生的電信號，井根據(jù)各個信號接收的順序與預(yù)先存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較，并將比較結(jié)果輸出。本發(fā)明還提供一種煤礦模擬自救器的控制方法，該方法包括預(yù)先存儲接收信號的順序數(shù)據(jù)；接收多個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號，并按接收順序進行記錄產(chǎn)生記錄的順序數(shù)據(jù)；所述感應(yīng)信號包括頂部光敏傳感器、底部光敏傳感器、ロ具壓カ傳感器、鼻夾狀態(tài)傳感器和頭帶壓力傳感器發(fā)送的信號以及啟動開關(guān)發(fā)生的電信號；將記錄的順序數(shù)據(jù)與存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較；將比較結(jié)果輸出。本發(fā)明的一種煤礦模擬自救器能夠?qū)崿F(xiàn)對礦エ下井前的自救器使用的培訓功能， 并給出相應(yīng)的考核結(jié)果，同時可將考核結(jié)果發(fā)送到上位系統(tǒng)。特別是僅通過一次性鼻夾、呼吸器和封ロ條的更換，實現(xiàn)可以重復(fù)使用的模擬自救器，克服了傳統(tǒng)自救器教學中，大批量使用一次性自救器而造成成本問題，有利于礦エ更好的掌握和自救器的使用。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進ー步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中圖I為本發(fā)明煤礦模擬自救器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明煤礦模擬自救器中ロ具的詳細結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明煤礦模擬自救器中鼻夾的詳細結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明煤礦模擬自救器中模擬產(chǎn)氧組件的詳細結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明煤礦模擬自救器控制方法的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明實施例做進ー步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。實施例一請參考圖1，圖I是本發(fā)明煤礦模擬自救器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本發(fā)明的煤礦模擬自救器包括頂蓋110和殼體120，用于保護容納在其中的組件；所述殼體120為塑料材制，以供在模擬自救器未使用時，保護自救器本體不受外力撞擊。罐體130，設(shè)置在所述殼體120中，用于保護容納在其中的各個部件；該罐體130為塑料材制制成，內(nèi)部有空間，放置其他部件。頂部光敏傳感器140，設(shè)置在所述罐體130頂部，用于感知所述罐體130上方可見光亮度；底部光敏傳感器150，設(shè)置在所述罐體130底部，用于感知所述罐體130底下可見光亮度；在使用者打開頂蓋110和取下殼體120時，傳感器感應(yīng)到可見光，從而達到檢測到使用者打開頂蓋110和取下殼體120的動作的目的。ロ具160，設(shè)置在所述罐體130上，用于供使用者含在口中呼吸使用；該ロ具160為塑料制成，一次性使用，如圖2所示，圖2是本發(fā)明煤礦模擬自救器中ロ具的詳細結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該ロ具160包括牙墊161和擋片162，使用者通過ロ含塑料ロ具呼吸的時候，咬住牙墊161，擋片162在嘴唇與牙齒之間位置。另外本發(fā)明另一實施例中，還可以包括ロ具保護套163，是套在ロ具160上的橡膠套，以保護ロ具160清潔。ロ具壓カ傳感器170，設(shè)置在所述ロ具160頂端，以供使用者使用的時候感知使用者咬住產(chǎn)生的壓カ；該ロ具壓カ傳感器170放置在ロ具160中的牙墊161中，能夠感應(yīng)使用者是否已經(jīng)咬住牙墊161。鼻夾180，通過繩索與所述ロ具160相連，以防丟失，用于供使用者夾住鼻孔；鼻夾狀態(tài)傳感器190，設(shè)置在所述鼻夾180上，用于供使用者使用時候感知使用狀態(tài)；上述鼻夾180作用是夾住使用者鼻子，防止其吸入有毒氣體，使用時拉開鼻夾彈簧，夾在鼻子上。如圖3所示，圖3是本發(fā)明煤礦模擬自救器中鼻夾的詳細結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述鼻夾180兩個端部分別設(shè)置有弱電觸點181，所述弱電觸點181與所述鼻夾狀態(tài)傳感器190相連，根據(jù)所述弱電觸點181是否接觸判斷所述鼻夾180的使用狀態(tài)，來感應(yīng)鼻夾是否已經(jīng)夾在使用者鼻子上。啟動開關(guān)200，設(shè)置在所述罐體130上，用于接通電源，啟動模擬產(chǎn)氧組件300エ作；使用者開啟啟動開關(guān)200，模擬產(chǎn)氧組件300開始產(chǎn)生模擬產(chǎn)生氧氣。如圖4所示，圖4是本發(fā)明煤礦模擬自救器中模擬產(chǎn)氧組件的詳細結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述模擬產(chǎn)氧組件300設(shè)置在所述罐體130內(nèi)，與所述ロ具160相連通；該模擬產(chǎn)氧組件300包括進風ロ 310、進風裝置320和加熱裝置330，所述進風ロ 310用于供空氣進入，所述進風裝置320用于使空氣流向所述ロ具160，所述加熱裝置330用于將流入的空氣進行加熱。該模擬產(chǎn)氧組件300的作用為當模擬真正自產(chǎn)氧自救器使用吋，由于化學作用使產(chǎn)生的氧氣中帶有一定的熱量。進風裝置模擬自產(chǎn)氧自救器產(chǎn)氧時，產(chǎn)生的氧氣具有一定壓力。頭帶210，與所述罐體130相連，用于供使用者佩戴使用；頭帶210質(zhì)地為尼龍帶，頭帶210作用是將自救器固定在使用者頭部。頭帶壓力傳感器220，設(shè)置于所述頭帶210上，用于感知所述頭帶210受到的壓力；控制器230，設(shè)置在所述罐體160內(nèi)，與所述頂部光敏傳感器140、底部光敏傳感器150、ロ具壓カ傳感器170、鼻夾狀態(tài)傳感器190、啟動開關(guān)200和頭帶壓力傳感器220相連接，用于分別接收各個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號及啟動開關(guān)200產(chǎn)生的電信號，井根據(jù)各個信號接收的順序與預(yù)先存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較，并將比較結(jié)果輸出。上述控制器230為單片機等，能夠?qū)φ麄€自救器的數(shù)據(jù)信號進行處理，并為顯示屏提供數(shù)據(jù)。該煤礦模擬自救器還可以包括顯示屏240，設(shè)置在所述罐體130上，與所述控制器230相連接，用于接收并顯示比較結(jié)果。上述顯示屏240為液晶顯示屏，能夠顯示控制器230提供的使用者佩戴時間信息。
該煤礦模擬自救器還可以包括無線傳輸器250，設(shè)置在所述罐體130內(nèi)，用于通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸出去。無線傳輸器250為WIFI模塊、GPRS模塊、藍牙模塊或紅外模塊，通過無線方式與上位系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。供電電源260，為電池等，能夠被替換和為模擬自救器供電。該煤礦模擬自救器還可以包括封ロ條270，設(shè)置在所述頂蓋110上，用于封閉所述頂蓋110 ；保護套280，設(shè)置在所述頂蓋110上部，用于保護所述封ロ條270，該保護套280為 橡膠套。在實際應(yīng)用當中，使用步驟如下I、使用者在光線充足的環(huán)境下，打開電源，2、上位系統(tǒng)給出開始指令，產(chǎn)生信號1，通過無線裝置發(fā)送到模擬自救器，打開保護套，露出上面的封ロ條；2、拉開封口條；3、用カ拔上外蓋，此時上部光敏傳感器暴露在光線中，產(chǎn)生信號2 ；4、取出頭帶，拉住頭帶(觸發(fā)頭帶壓カ傳感器，產(chǎn)生信號3)，將外殼拔下，瓶底光敏傳感器產(chǎn)生信號4 ；5、拔掉ロ具保護套，用嘴咬住ロ具(ロ具壓カ傳感器產(chǎn)生信號5)，按下啟動開關(guān)(產(chǎn)生信號6)，模擬產(chǎn)氧組件產(chǎn)生的熱空氣來模擬真實情況下的熱氧氣；6、雙手拉開彈性鼻夾(鼻夾狀態(tài)傳感器產(chǎn)生信號7)，夾在鼻兩側(cè)，用嘴呼吸；7、帶好頭帶，頭帶壓カ傳感器產(chǎn)生信號8 ；8、以上步驟產(chǎn)生信號吋，都傳輸至控制器，控制器經(jīng)過處理，判斷信號是否依次產(chǎn)生、信號I到信號8產(chǎn)生的時間，以此來判斷使用者是否按照規(guī)定步驟使用和是否能在規(guī)定時間內(nèi)完成使用動作；9、無線傳輸器將數(shù)據(jù)傳輸至上位系統(tǒng)；10、使用后更換封ロ條、一次性ロ具，供下次使用。本發(fā)明的核心理念是基于傳感技術(shù)和無線傳輸技術(shù)的ー種煤礦模擬自救器，能夠在不使用真實自救器的情況下，通過使用傳感和無線傳輸技木，檢測礦エ對模擬自救器的使用前后順序和各個步驟使用時間，培訓礦エ使用自救器的技能，并能夠?qū)ΦVエ使用自救器的水平進行考核，同時該煤礦模擬自救器使用一次性ロ具、封ロ條、模擬自產(chǎn)氧単元，能保證使用者衛(wèi)生。實施例ニ請參閱圖5，圖5為本發(fā)明煤礦模擬自救器控制方法的流程圖，如圖所示，本發(fā)明煤礦模擬自救器控制方法包括步驟510 :預(yù)先存儲接收信號的順序數(shù)據(jù)；該順序數(shù)據(jù)是根據(jù)模擬培訓正確的順序所做的數(shù)據(jù)，例如第一歩接收頂部光敏傳感器信號，第二步接收底部光敏傳感器信號等等;步驟520 :接收多個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號，并按接收順序進行記錄產(chǎn)生記錄的順序數(shù)據(jù)；所述感應(yīng)信號包括頂部光敏傳感器、底部光敏傳感器、ロ具壓カ傳感器、鼻夾狀態(tài)傳感器和頭帶壓力傳感器發(fā)送的信號以及啟動開關(guān)發(fā)生的電信號；步驟530 :將記錄的順序數(shù)據(jù)與存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較；在實際培訓過程中，控制器接收到ー個傳感器傳送的信號，就要記錄下來，并且按照接收的先后順序排列好，再把這個排列好的記錄的順序與預(yù)先存儲的順序數(shù)據(jù)比較，兩者一致才算正確，如果有ー步順序錯誤，比較結(jié)果就為不對；步驟540 :將比較結(jié)果輸出。將比較結(jié)果進行輸出可以包括通過ー顯示模塊顯示比較結(jié)果，例如直接顯示正確或錯誤，或者用帶有顏色的燈光顯示對錯，或者通過無線傳輸模塊傳輸?shù)缴衔幌到y(tǒng)，通過系統(tǒng)顯示裝置顯示比較結(jié)果。本發(fā)明根據(jù)實際需要，設(shè)計ー種煤礦模擬自救器及使用方法，能夠檢測學員對模擬自救器的使用步驟，進行培訓考核，發(fā)送數(shù)據(jù)至上位系統(tǒng)，符合傳感技術(shù)和無線傳輸?shù)燃夹g(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，能夠大幅的降低培訓成本，提高培訓效果。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進ー步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤礦模擬自救器，其特征在干，該煤礦模擬自救器至少包括 頂蓋和殼體，用于保護容納在其中的組件； 罐體，設(shè)置在所述殼體中，用于保護容納在其中的各個部件； 頂部光敏傳感器，設(shè)置在所述罐體頂部，用于感知所述罐體上方可見光亮度； 底部光敏傳感器，設(shè)置在所述罐體底部，用于感知所述罐體底下可見光亮度； ロ具，設(shè)置在所述罐體上，用于供使用者含在口中呼吸使用； ロ具壓カ傳感器，設(shè)置在所述ロ具頂端，以供使用者使用的時候感知使用者咬住產(chǎn)生的壓カ； 鼻夾，通過繩索與所述ロ具相連，用于供使用者夾住鼻孔； 鼻夾狀態(tài)傳感器，設(shè)置在所述鼻夾上，用于供使用者使用時候感知使用狀態(tài)； 啟動開關(guān)，設(shè)置在所述罐體上，用于接通電源，啟動模擬產(chǎn)氧組件工作； 頭帶，與所述罐體相連，用于供使用者佩戴使用； 頭帶壓カ傳感器，設(shè)置于所述頭帶上，用于感知所述頭帶受到的壓カ； 控制器，設(shè)置在所述罐體內(nèi)，與所述頂部光敏傳感器、底部光敏傳感器、ロ具壓カ傳感器、鼻夾狀態(tài)傳感器、啟動開關(guān)和頭帶壓カ傳感器相連接，用于分別接收各個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號及啟動開關(guān)產(chǎn)生的電信號，井根據(jù)各個信號接收的順序與預(yù)先存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較，并將比較結(jié)果輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦模擬自救器，其特征在干，該煤礦模擬自救器還包括 顯示屏，設(shè)置在所述罐體上，與所述控制器相連接，用于接收并顯示比較結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦模擬自救器，其特征在于所述模擬產(chǎn)氧組件設(shè)置在所述罐體內(nèi)，與所述ロ具相連通；該模擬產(chǎn)氧組件包括進風ロ、進風裝置和加熱裝置，所述進風ロ用于供空氣進入，所述進風裝置用于使空氣流向所述ロ具，所述加熱裝置用于將流入的空氣進行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦模擬自救器，其特征在于 所述ロ具頂端附近設(shè)置有牙墊和擋片，使用者使用時咬住所述牙墊，所述擋片在嘴唇與牙齒之間位置，所述ロ具壓カ傳感器設(shè)置在所述牙墊中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦模擬自救器，其特征在于 所述鼻夾兩個端部分別設(shè)置有弱電觸點，所述弱電觸點與所述鼻夾狀態(tài)傳感器相連，根據(jù)所述弱電觸點是否接觸判斷所述鼻夾的使用狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦模擬自救器，其特征在干，該煤礦模擬自救器還包括 無線傳輸器，設(shè)置在所述罐體內(nèi)，用于通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸出去。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦模擬自救器，其特征在于 無線傳輸器為WIFI模塊、GPRS模塊、藍牙模塊或紅外模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項所述的煤礦模擬自救器，其特征在干，該煤礦模擬自救器還包括 封ロ條，設(shè)置在所述頂蓋上，用于封閉所述頂蓋； 保護套，設(shè)置在所述頂蓋上部，用于保護所述密封條。
9.一種煤礦模擬自救器的控制方法，其中，該方法包括 預(yù)先存儲接收信號的順序數(shù)據(jù)；接收多個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號，并按接收順序進行記錄產(chǎn)生記錄的順序數(shù)據(jù)；所述感應(yīng)信號包括頂部光敏傳感器、底部光敏傳感器、ロ具壓カ傳感器、鼻夾狀態(tài)傳感器和頭帶壓カ傳感器發(fā)送的信號以及啟動開關(guān)發(fā)生的電信號； 將記錄的順序數(shù)據(jù)與存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較； 將比較結(jié)果輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中 將比較結(jié)果進行輸出包括通過顯示模塊顯示比較結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煤礦模擬自救器，包括頂蓋、殼體、罐體、設(shè)置在罐體頂部的頂部光敏傳感器、設(shè)置在所述罐體底部的底部光敏傳感器、設(shè)置在口具上的口具壓力傳感器、設(shè)置在鼻夾上的鼻夾狀態(tài)傳感器、啟動模擬供氧組件的啟動開關(guān)、設(shè)置在頭帶上的頭帶壓力傳感器；與上述各個傳感器和啟動開關(guān)相連的控制器，用于分別接收各個傳感器發(fā)送的感應(yīng)信號及啟動開關(guān)產(chǎn)生的電信號，并根據(jù)各個信號接收的順序與預(yù)先存儲的順序數(shù)據(jù)進行比較，并將比較結(jié)果輸出。本發(fā)明的煤礦模擬自救器煤礦模擬自救器，能夠?qū)崿F(xiàn)對礦工下井前的自救器使用的培訓功能，并給出相應(yīng)的考核結(jié)果，同時可將考核結(jié)果發(fā)送到上位系統(tǒng)。
文檔編號G09B25/02GK102646358SQ201210127070
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者劉元興, 陳星浩 申請人:劉元興, 陳星浩