一种带有嗅觉功能的智能安全帽

技术领域

本发明涉及气味识别的技术领域，尤其是一种带有嗅觉功能的智能安全帽。

背景技术

在一些特殊的工作场所，存在着出现危险气体对工作人员造成身体健康伤害的风险，如地下矿井、化学工厂等场所；在这些工作场所中，通常设置有气体检测装置，来对工作场所进行危险气体的检测，来避免危险气体对工作人员的伤害，然而，场所内设置的气体检测装置数目有限，因此当危险气体扩散的过程中，会对工作人员造成身体健康伤害，而之后扩散至气体检测装置位置的危险气体才会被检测到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有嗅觉功能的智能安全帽，旨在解决现有技术中对危险气体的检测不及时的问题。

本发明是这样实现的，本发明提供一种带有嗅觉功能的智能安全帽，包括：

安全帽主体、嗅觉传感组件、数据分析组件、警报组件、样品采集组件、呼吸保护组件；

所述嗅觉传感组件设置在所述安全帽主体上，所述嗅觉传感组件用于对待测气体进行气味特征的检测，以生成所述待测气体的第一嗅觉特征，对所述待测气体进行特定成分的检测，以生成所述待测气体的第二嗅觉特征；

所述数据分析组件设置在所述安全帽主体上，且所述数据分析组件与所述嗅觉传感组件电连接，所述数据分析组件用于根据所述第一嗅觉特征和所述第二嗅觉特征对所述待测气体进行识别分析，以生成待测气体的识别信息；

所述警报组件设置在所述安全帽主体上，且所述警报组件与所述数据分析组件电连接，所述警报组件用于根据所述识别信息进行安全预警；

所述呼吸保护组件设置在所述安全帽组件上，且所述呼吸保护组件与所述数据分析组件电连接，所述呼吸保护组件具有待机模式与保护模式，所述呼吸保护组件用于根据所述识别信息执行所述待机模式或所述保护模式。

优选地，所述嗅觉传感组件包括第一传感器组和第二传感器组；

所述第一传感器组包括若干气味传感器，用于对所述待测气体进行气味特征的检测；

所述第二传感器组包括若干气体传感器，用于对所述待测气体进行特定成分的检测。

优选地，所述样品采集组件包括抽气泵和若干采样管；

所述抽气泵与所述采样管连通，所述抽气泵用于采集所述待测气体至所述采样管。

优选地，所述呼吸保护组件包括呼吸面罩、活动结构、供氧结构；

所述呼吸面罩通过所述活动结构设置在所述安全帽主体上，所述活动结构与所述数据分析组件电连接，所述活动结构用于根据所述识别信息进行位置活动，以带动所述呼吸面罩进行位置活动；

所述供氧结构设置在所述安全帽主体上，且所述供氧结构与所述呼吸面罩连通，所述供氧结构用于向所述呼吸面罩提供氧气。

优选地，所述数据分析组件为处理芯片或无线通信模组。

优选地，所述警报组件为声音警报模组或振动警报模组。

优选地，还包括样品采集组件；

所述样品采集组件设置在所述安全帽主体上，且所述样品采集组件与所述数据分析组件电连接，所述样品采集组件用于根据所述识别信息对所述待测气体进行样品采集，以待后续对所述待测气体进行后续检测。

优选地，还包括显示组件；

所述显示组件设置在所述安全帽主体上，且所述显示组件与所述数据分析组件电连接，所述显示组件用于对所述识别信息进行显示。

本发明提供了一种带有嗅觉功能的智能安全帽，具有以下有益效果：

本发明通过在安全帽主体上设置嗅觉传感组件和数据分析组件，对待测气体进行气味检测，并通过警报组件和显示组件对检测结果进行反映，当数据分许组件对待测气体的识别信息显示出危险气体或未知气味时，将会由呼吸保护组件对佩戴者进行及时的保护，以防危险气体对人体造成身体健康的损害，解决了现有技术中对危险气体的检测不及时的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种带有嗅觉功能的智能安全帽的结构示意图。

附图标记：1-安全帽主体、2-嗅觉传感组件、3-数据分析组件、4-警报组件、5-样品采集组件、6-呼吸保护组件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图1所示，为本发明提供较佳实施例。

本发明提供一种带有嗅觉功能的智能安全帽，包括：

安全帽主体1、嗅觉传感组件2、数据分析组件3、警报组件4、样品采集组件5、呼吸保护组件6。

具体地，安全帽主体1是用于设置其他组件的基本框架，其外形与传统的安全帽类似。

更具体地，嗅觉传感组件2用于对待测气体进行两方面的检测，第一方面是对待测气体的气味特征进行检测，第二方面是对待测气体的特定成分进行检测。

需要说明的是，本发明在安全帽主体1上集成嗅觉功能，是为了令佩戴者在特殊工作环境下工作时能够及时发现危险气体，因此可以在安全帽执行工作前预先将工作环境中可能会出现的危险气体的具体数据进行记录，如这些危险气体在不同浓度的状况下具有什么样的气味特征，通过对待测气体的气味特征的检查，可以判断出工作环境中是否出现了对应的危险气体。

更具体地，除了对待测气体进行气味特征的检测外，还可以直接设置针对危险气体的传感器，来对待测气体进行指定成分的检测，由于危险气体在不同浓度下展现出来的气味特征不同，因此通过对应的传感器来直接对待测气体进行特定成分的检测会更加精准，然而，这一方式的缺点在于，一种危险气体需要对应一个传感器，而在一些工作环境中，需要检测的危险气体数目较多，若全部使用该种方法检测则会导致安全帽主体1上的安装空间不足。

因此，在实际操作中，采用两种检测方法结合的方案，对于气味特征不明显的危险气体，通过设置对于的气体传感器来进行特定成分的检测，而对于那些气味特征较为明显的危险气体，则直接采用对待测气体进行气味特征检测的方式进行检测。

更具体地，安全帽主体1上还设置有数据分析组件3，数据分析组件3用于与嗅觉传感器组件电连接，数据分析组件3用于对嗅觉传感器组件获取的第一嗅觉特征和第二嗅觉特征进行识别分析，以生成待测气体的识别信息。

更具体地，第一嗅觉特征是通过对待测气体进行气味特征的分析从而获取的嗅觉特征，第二嗅觉特征是通过对待测气体进行特定成分的分析从而获取的嗅觉特征，嗅觉特征是对待测气体进行的嗅觉判断，以对待测气体中的成分进行识别。

更具体地，待测气体的识别信息包括常规气体成分的识别、危险气体成分的识别、未知气体成分的识别，当在待测气体中检测到危险气体成分时，设置在安全帽主体1上与数据分析组件3电连接的警报组件4将发出预警，以提示佩戴者及时做出应对。

更具体地，安全帽主体1上还设置有呼吸保护组件6，且呼吸保护组件6与数据分析组件3电连接，呼吸保护组件6的目的在于当检测出危险气体时对佩戴者进行保护。

可以理解的是，当检测出待测气体中存在危险气体时，为了避免这些危险气体对佩戴者的身体健康造成危险，可以通过呼吸保护组件6来对佩戴者进行保护，防止佩戴者吸入危险气体，由于安全帽主体1上安装空间有限，且安装重量需要控制在合理范围内，因此呼吸保护组件6中携带的氧气量需要控制在非常小的范围，在未检测到危险气体时不进行氧气提供，仅在检测到危险气体时对佩戴者进行呼吸保护和氧气提供，令佩戴者有足够时间能够撤离至安全区域。

本发明提供了一种带有嗅觉功能的智能安全帽，具有以下有益效果：

本发明通过在安全帽主体1上设置嗅觉传感组件2和数据分析组件3，对待测气体进行气味检测，并通过警报组件4和显示组件对检测结果进行反映，当数据分许组件对待测气体的识别信息显示出危险气体或未知气味时，将会由呼吸保护组件6对佩戴者进行及时的保护，以防危险气体对人体造成身体健康的损害，解决了现有技术中对危险气体的检测不及时的问题。

优选地，嗅觉传感器组件包括第一传感器组和第二传感器组。

具体地，第一传感器组包括若干气味传感器，用于对待测气体进行气味特征的检测，第二传感器组包括若干气体传感器，用于对待测气体进行特定成分的检测。

更具体地，第二传感器组中的气体传感器用于针对工作环境中可能存在的危险气体，而不同工作环境中可能存在的危险气体的种类不同，因此第二传感器组需要根据工作环境进行适应性地调整，以应对不同的工作环境。

需要说明的是，第一传感器组中的气味传感器能够对各项气味特征进行检查，而一部分危险气体具有特殊的气味特征，气味传感器即针对这些特殊的气味特征进行检测与分析。

更具体地，第一传感器组获取的第一嗅觉特征和第二传感器组获取的第二嗅觉特征均可以对待测气体进行气体成分的描绘，将第一嗅觉特征对待测气体的气体成分描绘与第二嗅觉特征对待测气体的气体成分描绘结合，可以对待测气体的气体成分进行一个大致的推测。

优选地，样品采集组件5包括抽气泵和若干采样管。

具体地，抽气泵是一种用于抽取气体的泵体，通常用于大体积的气体抽取，由于本发明中只需采集很少的待测气体作为样品，又因为抽气泵需要集成在安全帽主体1上需要控制体积和重量，因此本发明中的抽气泵需要使用体积和功率都很小的型号。

更具体地，采样管是用于存储气体样品的管体，抽气泵抽取的气体将被存储在采样管中，以待后续进行检测。

更具体地，抽气泵具有电动驱动的功能，且抽气泵与数据分析组件3电连接，当数据分析组件3在待测气体中识别到危险气体或未知气体时，抽气泵将会自动运行，对外部环境中的待测气体进行抽取。

需要说明的是，样品采集组件5中包含有多个采样管，因此安全帽可以在短时间内进行重复的使用：当数据分析组件3识别到危险气体或未知气体时，吸气泵将采集部分待测气体至一个采样管中，此时佩戴者将携带安全帽离开工作区域，取下采样管后，可以将采样管送至专业场所进行检测，而被取下采样管的安全帽主体1可以继续随佩戴者一起进行工作。

优选地，呼吸保护组件6包括呼吸面罩、活动结构、供氧结构。

具体地，呼吸保护组件6是用于在检测到危险气体或未知气体时对佩戴者进行呼吸保护，以防危险气体或未知气体对佩戴者的身体健康造成危害。

更具体地，呼吸面罩通过活动结构设置在安全帽主体1上，活动结构与数据分析组件3电连接，活动结构用于根据识别信息进行位置活动，以带动呼吸面罩进行位置活动；供氧结构设置在安全帽主体1上，且供氧结构与呼吸面罩连通，供氧结构用于向呼吸面罩提供氧气。

更具体地，呼吸保护组件6具有待机模式和保护模式，呼吸保护组件6根据识别信息执行待机模式或保护模式，结合上述的呼吸保护组件6构成，不难看出，当呼吸保护组件6处于待机模式时，呼吸面罩与佩戴者保持一定的距离，此时佩戴者直接呼吸外部的空气，而当呼吸保护组件6处于保护模式时，活动结构带动呼吸面罩贴合在佩戴者的脸部，由供氧结构对呼吸面罩内部提供氧气，从而实现对佩戴者的呼吸保护。

更具体地，活动结构由电能驱动，可以自动地执行活动功能，也可以被手动操作来执行活动功能，更具体地，活动结构可以包括两侧活动臂、传动轴、动力电机，其中，动力电机用于提供电力，传动轴用于将动力电机的转动传动至两侧活动臂上，随着传动轴对动力电机的传动作用，两侧活动臂将进行回缩或伸展，以带动呼吸面罩向内活动或向外活动，从而令呼吸保护组件6执行保护模式或待机模式。

更具体地，数据分析组件3为处理芯片或无线通信模组。

具体地，数据分析组件3的用途是对嗅觉传感组件2获取的信息进行分析以对待测气体进行识别，因此数据分析组件3具有两种方法。

第一种方法是使用处理芯片作为数据分析组件3，处理芯片内部存储有各项危险气体的特征信息，处理芯片将接收来自嗅觉传感组件2获取的第一嗅觉特征和第二嗅觉特征，并根据预先存储的特征信息与第一嗅觉特征和第二嗅觉特征进行对比，以获取待测气体的识别信息。

第二种方法是使用无线通信模组，无线通信模组通过无线信号与外部的服务器进行连接，无线通信模组接收到第一嗅觉特征和第二嗅觉特征后，将通过无线信号将第一嗅觉特征和第二嗅觉特征传输至外部服务器中，令外部服务器对第一嗅觉特征和第二嗅觉特征进行判断，以对待测气体进行识别，并通过无线信号接收外部服务器生成的识别信息。

优选地，警报组件4为声音警报模组或振动警报模组。

具体地，警报组件4设置在安全帽主体1上，且警报组件4与数据分析组件3电连接，警报组件4用于根据识别信息进行安全预警。

可以理解的是，在数据分析组件3生成的识别信息显示存在风险后，一方面呼吸保护组件6将会自动对佩戴者进行保护，另一方面警报组件4会对佩戴者进行安全预警，以提示佩戴者注意离开工作区域，在佩戴者进行位置移动时，警报组件4会一致进行预警直至佩戴者所处的位置检测不到危险气体或未知气体时，警报组将将会停止发出预警。

更具体地，警报组件4具有多种形式：警报组件4可以为声音警报模组或振动警报模组；更具体地，当警报组件4为声音警报模组时，声音警报模组通过发出声音警报来进行安全预警，声音警报模组可以是蜂鸣器或扬声器；更具体地，当警报组件4为振动警报模组时，振动警报模组通过发出振动警报来进行安全预警，振动警报模组可以为电动马达。

优选地，还包括样品采集组件。

更具体地，安全帽主体1上还设置有样品采集组件5，且样品采集组件5与数据分析组件3电连接，当在待测气体中检测到未知气体成分时，可以由样品采集组件5对待测气体进行样品采集，并由佩戴者携带采集的气体样品至专业场所进行更加详细的气体成分分析，以实现对未知气体成分的识别。

优选地，还包括显示组件。

具体地，显示组件设置在安全帽主体1上，且显示组件与数据分析组件3电连接，显示组件用于对识别信息进行显示。

更具体地，显示组件可以为半透明的显示屏幕，设置在安全帽主体1的前部，以向佩戴者进行直观的展示，令佩戴者能够随时查看对待测气体的识别信息。

更具体地，显示组件显示的内容还可以包括各项常规气体的占比：如氧气、二氧化碳等常规气体在待测气体中的占比，以方便佩戴者更好地掌握工作环境中的气体状况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。