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】本實用新型涉及一種有源消聲技術和無線定位技術，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重的地點，可以實現(xiàn)井下噪聲控制和井下人員實時定位。該實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。所述帽殼底部設有帽檐，帽殼前部設有礦燈插扣，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線路與降噪控制盒連接，有源消聲降噪耳罩外殼設計有圓形小孔，有源消聲降噪耳罩內(nèi)部設計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系與安全帽固定連接成一整體。利用本實用新型安全帽可實現(xiàn)井下有源消聲降噪、井下人員跟蹤定位。
【專利說明】一種有源消聲與人員定位的礦用安全帽

【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種有源消聲技術和無線定位技術，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重的地點，可以實現(xiàn)井下噪聲控制和井下人員實時定位。

【背景技術】
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[0002]隨著煤礦開采機械化程度的不斷提高，井下開采過程中噪聲問題日益嚴重，尤其在局扇、泵站、破碎機、鑿巖機等工作地點噪聲更為突出。在生產(chǎn)實踐中，目前主要存在以下問題:一、在井下主要噪聲源地點，并無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，對煤礦安全、高效生產(chǎn)帶來不利影響；二、工人長時間在噪聲環(huán)境中作業(yè)，沒有個人防護措施，將會影響聽覺能力，誘發(fā)疾病，給工人身心健康帶來一定危害。因此設計發(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]本實用新型設計一種性能相對穩(wěn)定、廉價的新型礦用安全帽，將有源消聲裝置、定位裝置與安全帽創(chuàng)新性結(jié)合，實現(xiàn)安全帽的功能多樣化，滿足對煤礦的安全、高效生產(chǎn)，具有很好的實用價值和廣闊的市場前景。
實用新型內(nèi)容:
[0004]本實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。所述帽殼底部設有帽檐，帽殼前部設有礦燈插扣，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線路與降噪控制盒連接，有源消聲降噪耳罩外殼設計有圓形小孔，有源消聲降噪耳罩內(nèi)部設計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系與安全帽固定連接成一整體。利用本實用新型安全帽可實現(xiàn)井下有源消聲降噪、井下人員跟蹤定位。
[0005]針對要解決的礦井噪聲控制以及人員定位問題，本實用新型形成如下技術:
[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通過線路與降噪控制盒4連接。井下噪聲首先經(jīng)過有源消聲降噪耳罩10隔聲吸聲后，利用有源消聲技術，消除高頻成分，低頻成分的噪聲進入有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)，同時外傳聲器13檢測有源消聲降噪耳罩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12重新放到有源消聲降噪耳罩10的腔內(nèi)，與進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12向有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)進行重放噪聲，與進入到有源消聲降噪耳罩10內(nèi)的噪聲進行抵消。同時，內(nèi)傳聲器14來檢測相消后的誤差信號，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有源消聲降噪耳罩10進入人耳，通過控制BelaSignaR262降噪芯片程序，對不同噪聲進行有源消聲。所述有源消聲系統(tǒng)，特點是主要消除環(huán)境噪聲，對正常的語言通信影響較小。
[0007]所述有源消聲降噪耳罩10外部設計有圓形小孔8，使工人的語言聲音進入到耳罩腔內(nèi)，使佩戴者較為清晰地聽到語言聲音；所述有源消聲降噪耳罩10腔內(nèi)設計有入耳式耳塞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無線網(wǎng)絡技術組建井下無線定位網(wǎng)絡和井下人員定位系統(tǒng)，Zigbee網(wǎng)絡模塊布置在井口、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，沿工作面每50m布設。所布設的Zigbee網(wǎng)絡模塊組成Zigbee定位網(wǎng)絡。安全帽上的定位器發(fā)出射頻信號，網(wǎng)絡節(jié)點自動讀取信號強度，通信電纜通過RS-232接口與CAN總線連接，信息通過交換機上傳至地表控制中心，實現(xiàn)人員跟蹤定位。在井下設置無線網(wǎng)絡工作基站，便于對安全帽無線發(fā)射信號的連續(xù)接收、處理和反饋。所述人員定位系統(tǒng)可實現(xiàn)人員定位、考勤、調(diào)度等功能。
[0009]本實用新型優(yōu)點:
[0010]1、將有源消聲裝置與人員定位裝置集于安全帽，實現(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，準確度高，可以合理、準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計有圓形小孔，使工人的語言聲音進入到耳罩腔內(nèi)，降噪系統(tǒng)消除低頻噪聲成分，留下語聲成分，改善了語言可懂度，使佩戴者較為清晰地聽到語目聲首。
[0013]4、有源消聲降噪耳罩腔內(nèi)設計有入耳式耳塞，該耳塞通過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、可進行人員實時定位，并且可以實現(xiàn)考勤、調(diào)度功能；在發(fā)生煤礦事故時，可進行快速、有效救援。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0015]圖1新型礦用安全帽結(jié)構圖；
[0016]圖2嵌入式線框布置圖；
[0017]圖3有源消聲系統(tǒng)結(jié)構簡圖；
[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；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；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；18閉環(huán)控制器；19_開環(huán)控制器；20、21_前置放大器。

【具體實施方式】
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[0019]工人佩戴上述礦用安全帽(如圖1所示)，下井時可實現(xiàn)自動打卡，進行考勤記錄，同時定位器可實現(xiàn)井下人員實時定位；工人在井下噪聲環(huán)境中工作時，打開降噪控制盒電源，有源消聲系統(tǒng)對井下噪聲進行有源消聲，使進入人耳的噪聲減弱，實現(xiàn)有源消聲降噪處理。
【權利要求】
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:所述帽殼底部設有所述帽檐，所述帽殼前部設有所述礦燈插扣，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線路與所述降噪控制盒連接。
2.如權利要求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計有圓形小孔。
3.根據(jù)權利要求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)部設計有與降噪控制盒相連的入耳式耳塞。
4.根據(jù)權利要求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】A42B1/24GK204070705SQ201420560903
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日: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 申請人:安徽理工大學