專利名稱：2.4g無線音頻通信報警頭盔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種頭盔，尤其涉及一種2. 4G無線音頻通信報警頭盔。
背景技術(shù)：
隨著無線技術(shù)的發(fā)展，無線通訊得到了越來越廣泛的應用。 一些城市建筑、道路施 工、電路維護等野外施工工地常使用無線手持對講機進行通訊，但手持對講機通話質(zhì)量差 且需要占用一只手，因而無法保證工作效率以及工作人員的安全。 在建設(shè)，檢修，維護高壓輸電線路或其進行它帶電作業(yè)時，操作人員的頭部有觸電 或受到落物碰撞和撞擊的可能，因此操作人員需要佩戴頭盔。但普通的頭盔對于是否具有 觸電危險無報警指示，事故安全隱患很大。 市場上現(xiàn)有的頭盔普遍存在結(jié)構(gòu)簡單，功能單一的缺點，雖然一些頭盔進行改進 增加了無線通訊的功能，但其采用傳統(tǒng)的433MHZ頻段設(shè)計的思路，通訊方式僅僅局限在單 工或半雙工方式上且存在雜音大，音質(zhì)差，電磁輻射大等缺點，難以滿足工業(yè)現(xiàn)場的實際需 要。 2. 4GHz ISM(Industry Science Medicine)是世界公開通用的無線頻段，免費 開放，無需到相關(guān)委員會申請。內(nèi)置無線射頻模塊和高壓報警模塊的"2.4G無線音頻通 信報警頭盔"采用先進的2. 4G擴頻TDMA(Time Division Multiple Access)編碼技術(shù)及 AFH(AdaptiveFrequency Hopping)自適應跳頻技術(shù)，可與無線網(wǎng)卡及藍牙設(shè)備共享2. 4G 頻帶，具有通話質(zhì)量高，通訊成本低，電磁輻射小，抗干擾能力強等多個優(yōu)點?？蓮母旧辖?放工作人員的雙手，免除通訊過程對其作業(yè)進程的影響，提高了隊員間的協(xié)作能力，能有效 解決現(xiàn)有頭盔功能單一、工作人員間交流不便、通訊成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提出一種設(shè)計合理，性能穩(wěn)定 可靠，通話時間長的具有無線通訊和高壓報警功能頭盔。 本實用新型的另一個目的，在于提供一種節(jié)能環(huán)保，安全舒適，時尚美觀的多功能 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種2.4G無線音頻通信報警頭 盔，具有硬質(zhì)剛性材料制成的帽體和帽體下方設(shè)置的安全系帶，帽體內(nèi)部設(shè)有內(nèi)襯，帽體外 表面設(shè)置至少一個凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置薄膜型太陽能電池，在帽體靠近左耳上方的外表 面和靠近右耳上方的外表面分別設(shè)有第一盒體和第二盒體，所述第一盒體內(nèi)設(shè)置2. 4G無 線射頻模塊，第二盒體內(nèi)設(shè)置高壓報警模塊，所述第一盒體和所述第二盒體通過內(nèi)置長螺 絲穿透頭盔帽體，與頭盔固定。所述頭盔還具有一個耳機和一個麥克風。 耳機和麥克風集成在一根導線上，且導線上設(shè)置有一個固定夾和一個線長控制 盤。第一盒體外部包括一個與麥克風相連的P麗音頻輸入口 ；一個與耳機相連的立體聲音 頻輸出口 ；一個充電電源接口 ；一個單刀雙擲式電源開關(guān)控制鍵；一個對碼按鍵；兩個不同顏色的LED工作狀態(tài)指示燈。第一盒體設(shè)置2. 4G無線射頻模塊，所述模塊包括3. 3V可充 電鋰電池、信號采集電路、信號收發(fā)電路、對碼電路，穩(wěn)壓電路，噪聲抑制電路。第二盒體外 部包括一個50歐姆增益天線和一個報警電壓選擇開關(guān)，所述天線可設(shè)置于帽檐或頭盔內(nèi) 壁頭頂部。第二盒體由高壓信號傳感器、音響器、電源接口和過載保護電路組成。所述頭盔 外表面設(shè)置至少一個凹槽與第一盒體以及第二盒體彼此相連通，用于設(shè)置實現(xiàn)太陽能電池 與無線射頻模塊和高壓報警模塊電路連接的元件。所述薄膜型太陽能電池為可彎曲聚合物 基板制成的太陽能電池。所述頭盔包括一薄膜型太陽能電池和一3. 3V可充電鋰電池，所述 3. 3V可充電鋰電池可作為頭盔的備用電源。 無線射頻模塊為頭盔進行無線全雙工通訊的核心，設(shè)置于帽體靠近左耳上方的外 表面一盒體內(nèi)。該射頻模塊由3.3V可充電鋰電池、信號采集電路、信號收發(fā)電路、對碼電 路，穩(wěn)壓電路，噪聲抑制電路組成。此外，該射頻模塊具有一與麥克風相連的P麗音頻輸入 口，一與耳機相連的立體聲音頻輸出口和一個充電電源接口。盒體的外部設(shè)有一單刀雙擲
式電源開關(guān)控制鍵，一對碼按鍵和兩個不同顏色的工作狀態(tài)指示燈。帽體靠近右耳上方設(shè) 有另一盒體，該盒體用于設(shè)置高壓報警模塊，該盒體外部設(shè)有50歐姆的增益天線和一報警 電壓選擇開關(guān)。此外，所述高壓報警模塊由高壓信號傳感器，音響器，過載保護電路，電源接 口組成。 本實用新型所述的薄膜型太陽能電池的基板由特制的可彎曲聚合物制成，可依據(jù) 頭盔的形狀嵌入頭盔外表面的凹槽內(nèi)。 本實用新型所述的盒體依據(jù)相應模塊的大小由專用絕緣防水防電磁輻射的材料 制成。 本實用新型在麥克風上設(shè)置有聲控開關(guān)，手動開關(guān)和音量調(diào)節(jié)旋鈕，線長控制盤， 固定夾。 本實用新型還可以在高壓報警模塊上設(shè)置過載保護電路。 本實用新型還可以將增益天線做成盤狀，安裝在頭盔的頂部或頭盔的帽檐內(nèi)。 本實用新型的有益效果是 1.待機時間長，通訊質(zhì)量高。采用主供電源太陽能電池及備用3.3V鋰電池，可有 效應對陰天下雨或太陽能電池損壞等意外狀況，且兩個備用電源極大提高了頭盔的工作時 間，尤其適于遠距離通話，長時間作業(yè)的工作現(xiàn)場。采用先進的2. 4G擴頻技術(shù)，以及噪聲抑 制電路，能有效的消除沙沙聲，提高通訊質(zhì)量。 2.結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理。合理利用頭盔的空間，在其外側(cè)設(shè)置無線射頻模塊，高壓 報警模塊及薄膜型太陽能電池，保持佩戴重心不變。 3.使用安全舒適。頭盔的帽體由硬質(zhì)剛性材料制成，既能減輕頭盔的重量又能增 加抗擊力，頭盔的內(nèi)襯由透氣性強且柔軟的海綿軟墊制成，且增加由韌性軟塑料制成的內(nèi) 襯支撐，可有效防震，緩沖沖擊力。安全系帶由牢固而又柔軟的特制材料制成，佩戴舒適。 4.使用壽命高。兩盒體均由絕緣防水防電磁輻射的特質(zhì)材料制成，可有效阻隔頭 盔內(nèi)的汗液，水汽，保護模塊上的元器件。耳機和麥克風的導線上設(shè)置有線長控制器，可根 據(jù)佩戴者的需要調(diào)節(jié)導線長度，從而調(diào)節(jié)耳機和麥克風的位置。在不使用時可將導線巻入 線長控制器內(nèi)，保護并防止導線老化。 5.兩盒體的底部通過一長螺絲巧妙的與頭盔固定，不會露出螺絲帽與螺絲釘尖部，既美觀又安全 6.性價比高。設(shè)置于頭盔上的多個模塊豐富了頭盔的功能，為佩戴人員提供了更 多的選擇。 7.綠色環(huán)保。充分利用太陽能，有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護。
圖1是本實用新型的2. 4G無線音頻通信報警頭盔結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的2. 4G無線音頻通信報警頭盔結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖3是本實用新型的2. 4G無線音頻通信報警頭盔的第一盒體和第二盒體的結(jié)構(gòu)
示意圖； 圖4是本實用新型的2. 4G無線音頻通信報警頭盔的無線發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖5是本實用新型的2. 4G無線音頻通信報警頭盔的高壓報警模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的描述。 請一并參見圖l和圖2，它是本實用新型一個優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，從外型 上，本實用新型頭盔與普通頭盔基本沒有差別，只是在頭盔兩側(cè)增加了兩個盒體。實際上， 這兩個盒體是無限通訊裝置和高壓報警裝置。帽體1大致呈半球形核體，帽檐14大體呈半 圓環(huán)型，其安全系帶16可以為一根或兩根，本實施例中，安全系帶16為由特制材料制成的 一根系帶，所述安全系帶16的兩端可以設(shè)置于帽體1，也可以設(shè)置于帽檐14，還可以設(shè)置于 帽體1和帽檐14的連接處，用于將具有無線通訊和高壓報警功能的頭盔穩(wěn)定的固定于佩戴 者的頭部。頭盔的內(nèi)襯15(a)由透氣性強的柔軟海綿墊制成，具有吸汗、保護頭部等功能， 內(nèi)襯15(b)由具有韌性的軟塑料制成，可以增強防護頭部，防震，減緩沖力等功能。 如圖l所示，帽體l的外表面設(shè)有一凹槽2，所述凹槽2用于固定薄膜型太陽能電 池3，所述凹槽2可以根據(jù)所需的薄膜型太陽能電池3的數(shù)目而定，可以是一個或多個。帽 體1的左右兩側(cè)分別設(shè)有第一盒體4和第二盒體5，所述第一盒體4用于設(shè)置2. 4G無線射 頻模塊21，所述第二盒體5用于設(shè)置高壓報警模塊35，所述第一盒體4和所述第二盒體5 通過內(nèi)置長螺絲穿透頭盔帽體1，與頭盔固定。優(yōu)選的，所述凹槽2與所述第一盒體4及第 二盒體5彼此相通，用以設(shè)置實現(xiàn)薄膜型太陽能電池3與無線射頻模塊21及高壓報警模塊 35電路連接的元件，向無線射頻模塊21及高壓報警模塊35提供電能。所述電路連接元件 可以是電阻，電容或?qū)Ь€等。當然，薄膜型太陽能電池3與第一盒體4和第二盒體5也可以 通過其他方式設(shè)置于帽體1上，只要帽體1設(shè)有相應的固定結(jié)構(gòu)即可。 因為本實施例中的薄膜型太陽能電池3的基板是由可彎曲聚合物制成，所以可以 配合帽體l的形狀設(shè)計成不同幾何形狀，使外型美觀時尚，并根據(jù)需求設(shè)置不同數(shù)量。因 此，設(shè)置于凹槽2內(nèi)的薄膜型太陽能電池3可以是一塊也可以是多塊。本實施例中，帽體l 設(shè)置有一塊太陽能電池3，所述太陽能電池3設(shè)置于靠近第一盒體4的上方。所述太陽能電 池3可通過多種方式固定于帽體1上，例如采用粘貼或螺釘鎖固的方式。本實施例中，薄膜 型太陽能電池3采用粘貼的形式固定于凹槽2內(nèi)。 如圖1所示，所述頭盔的耳機17和麥克風18集成在一根導線上，且導線上設(shè)置有一個固定夾20和一個線長控制盤19。所述固定夾20可將耳機和麥克風固定在佩戴者的衣 服上，防止耳機脫落造成的通訊不便。所述線長控制盤19可以根據(jù)佩戴者的需求控制導線 長度，調(diào)節(jié)耳機17和麥克風18的位置。在不使用頭盔時，可將導線完全巻入控制盤19內(nèi)， 保護導線，提高頭盔的使用壽命。 所述無線射頻模塊21和高壓報警模塊35分別設(shè)置于第一盒體4和所述第二盒體 5內(nèi)，并于薄膜型太陽能電池3形成電路連接，以使得薄膜型太陽能電池3可以對無線射頻 模塊21和高壓報警模塊35提供電能。薄膜型太陽能電池3被太陽光照射時可以輸出電壓 和電流，本實施例中，太陽能電池3作為主供電電源。 如圖l所示，第一盒體4的外部的一個側(cè)面設(shè)有一與麥克風相連的P麗音頻輸入 口 6，一與耳機相連的立體聲音頻輸出口 7，一充電電源接口 IO，一單刀雙擲式電源開關(guān)控 制鍵8，一對碼按鍵9。所述所有輸入輸出接口全部采用工業(yè)標準化配置。第一盒體4的外 部的另一個側(cè)面設(shè)有紅色11、綠色12兩個不同顏色的LED工作狀態(tài)指示燈。當將電源開關(guān) 控制鍵8向上移動時，紅色LED11工作狀態(tài)指示燈點亮，此時表明電源電路已經(jīng)接通，系統(tǒng) 可以準備進入工作狀態(tài)。當長按對碼鍵9，綠色LED12工作狀態(tài)指示燈閃爍2次，此時表明 兩個頭盔已經(jīng)進入通訊同步模式。在有效的通訊距離內(nèi)，紅色LEDll與綠色LED12長亮，若 發(fā)現(xiàn)綠色LED12閃爍不定，則表明同步不穩(wěn)定或同步中斷。所述頭盔具有聲音自動控制功 能，即在電源導通的情況下頭盔處于工作狀態(tài)，不通話時則處于待機狀態(tài)，降低功耗。 參見圖3和圖4，在本實施例中，2. 4G無線射頻模塊21由3. 3V可充電鋰電池27、 信號采集電路23、信號收發(fā)電路24、對碼電路22，穩(wěn)壓電路25，噪聲抑制電路26組成，所述 全部電路均集成在一張PCB電路板上。所述3. 3V可充電鋰電池27可作為備用供電電源使 用，以便應對陰天或主供電電源損壞等突發(fā)狀況。所述信號采集電路23主要負責模擬音頻 信號的濾波，收集。所述信號收發(fā)電路24采用主流無線射頻芯片nRF24L01實現(xiàn)音頻信號 的接收和發(fā)射。當使用備用3.3V鋰電池27做供電電源時，為了提高通訊質(zhì)量，必須消除鋰 電池27輸出電壓的紋波，所述穩(wěn)壓電路25可實現(xiàn)上述要求。所述噪聲抑制電路26是消除 電路噪聲26，提高通訊距離和通訊質(zhì)量的關(guān)鍵。 參見圖3，所述第二盒體5的外部的一個側(cè)面設(shè)有一 50歐姆增益天線13及一報警 電壓選擇開關(guān)30。所述增益天線13既用來無線收發(fā)音頻信號，又用來監(jiān)測頭盔周圍環(huán)境 中高壓信號的強度，一旦周圍環(huán)境中高壓信號的強度達到報警范圍，音響器就會發(fā)出音響 信號，對佩戴者進行觸電危險警告。所述報警電壓選擇開關(guān)30可以根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)的實際需 要，調(diào)節(jié)高壓報警電壓值，在本實施例中，高壓報警電壓值設(shè)有4個檔，分別為IOKV、35KV、 110KV和220LV。 參見圖5，第二盒體5內(nèi)置高壓報警模塊35，所述高壓報警模塊35至少包括一天 線13， 一音響器33， 一高壓信號傳感器32， 一電源接口 31和一過載保護電路34和一報警電 壓選擇開關(guān)30。所述音響器33由蜂鳴片做成，高壓報警模塊35的電源即可采用薄膜型太 陽能電池3供電，也可以采用3. 3V備用鋰電池27供電。當無線通訊裝置工作電壓出現(xiàn)異 常時，所述過載保護電路34將自動切斷電源，保護頭盔及佩戴者的安全。 本實用新型的另一個優(yōu)選實施例是，將所述50歐姆增益天線13制成圓盤狀，放置 在所述頭盔帽體1的帽檐14內(nèi)或放置于頭盔帽體1的頂部，既能避免天線觸碰高壓電線或 危險物體，又實用美觀。[0040] 可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實用新型的技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應的改變和變形，而所有的這些改變與變形都應屬于本實用新型權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求一種2.4G無線音頻通信報警頭盔，具有帽體(1)和帽體下方設(shè)置的安全系帶(16)，帽體(1)內(nèi)部設(shè)有內(nèi)襯(15a，15b)，其特征在于，所述帽體(1)外表面設(shè)置至少一個凹槽(2)，所述凹槽(2)內(nèi)設(shè)置薄膜型太陽能電池(3)，在帽體(1)靠近左耳上方的外表面和靠近右耳上方的外表面分別設(shè)有第一盒體(4)和第二盒體(5)，所述第一盒體(4)內(nèi)設(shè)置2.4G無線射頻模塊(21)，所述第二盒體(5)內(nèi)設(shè)置高壓報警模塊(35)，所述頭盔還具有一個耳機(17)和一個麥克風(18)。
2. 如權(quán)利要求1所述的2. 4G無線音頻通信報警頭盔，其特征在于，所述第一盒體(4)外部包括一個與麥克風(18)相連的P麗音頻輸入口 (6);—個與耳機(17)相連的立體聲音頻輸出口 (7);—個充電電源接口 (10);—個單刀雙擲式電源開關(guān)控制鍵(8);—個對碼按鍵(9);兩個不同顏色的LED工作狀態(tài)指示燈(11， 12)。
3. 如權(quán)利要求1所述的2. 4G無線音頻通信報警頭盔，其特征在于，所述2. 4G無線射頻模塊(21)包括3. 3V可充電鋰電池(27)、信號采集電路(23)、信號收發(fā)電路(24)、對碼電路(22)、穩(wěn)壓電路(25)，噪聲抑制電路(26)。
4. 如權(quán)利要求1所述的2. 4G無線音頻通信報警頭盔，其特征在于，所述第二盒體(5)外部包括一個50歐姆增益天線(13)和一個報警電壓選擇開關(guān)(30)，所述天線(13)設(shè)置于帽檐或頭盔內(nèi)壁頭頂部，所述第二盒體(5)還具有高壓信號傳感器(32)、音響器(33)、電源接口 (31)和過載保護電路(34)。
5. 如權(quán)利要求1所述的2. 4G無線音頻通信報警頭盔，其特征在于，所述第一盒體(4)和所述第二盒體(5)通過內(nèi)置長螺絲穿透頭盔帽體(l)，與頭盔固定。
6. 如權(quán)利要求1所述的2.4G無線音頻通信報警頭盔，其特征在于，所述耳機(17)和麥克風(18)集成在一根導線上，且導線上設(shè)置有一個固定夾(20)和一個線長控制盤(19)，所述麥克風上設(shè)置有聲控開關(guān)、手動開關(guān)和音量調(diào)節(jié)旋鈕。
專利摘要一種2.4G無線音頻通信報警頭盔，具有帽體(1)和帽體下方設(shè)置的安全系帶(16)，帽體(1)內(nèi)部設(shè)有內(nèi)襯(15a，15b)，其特征在于，所述帽體(1)外表面設(shè)置至少一個凹槽(2)，所述凹槽(2)內(nèi)設(shè)置薄膜型太陽能電池(3)，在帽體(1)靠近左耳上方的外表面和靠近右耳上方的外表面分別設(shè)有第一盒體(4)和第二盒體(5)，所述第一盒體(4)內(nèi)設(shè)置2.4G無線射頻模塊(21)，所述第二盒體(5)內(nèi)設(shè)置高壓報警模塊(35)，所述頭盔還具有一個耳機(17)和一個麥克風(18)。利用頭盔內(nèi)的無線射頻模塊和高壓報警模塊實現(xiàn)信號的無線傳輸和安全防護。
文檔編號A42B3/00GK201523706SQ20092021774
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者劉倩茹, 姚海洋, 張鳳國, 陳銀紅, 高雪蓮 申請人:華北電力大學