一种安全帽及避险方法
技术领域
本发明涉及高空作业领域，特别是涉及一种安全帽。此外，本发明还涉及一种应用上述安全帽的避险方法。
背景技术
目前在高空作业领域，由于作业环境复杂，可能发生高空作业操作人员在操作机器时碰撞头顶上的障碍物，导致安全事故的发生，出现人员伤亡。
因此，在高空作业中，操作人员需要佩戴安全帽保护头部安全，为了进一步提高安全性，当靠近障碍物时需要向人员报警，提醒人员躲避或操作设备停止。但是现有的安全帽只具有报警功能，并不能实现人机交互，依然特别依赖操作人员的干预和判断，中间存在时间和操纵空间的空白区，而在空白区往往将导致事故的发生。不具备主动防范功能，当操作人员需要缓慢操作设备接近障碍物时，需要不断在观察周围设备情况后，再操控设备接近物体。
因此，如何提供一种具有主动防范功能，能够使设备自动避险障碍物的安全帽是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全帽，通过控制器判断帽体与障碍物距离值所处的距离等级，并自动控制高空作业设备执行对应的避险动作，实现主动防范。本发明的另一目的是提供一种应用上述安全帽的避险方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种安全帽，包括帽体，所述帽体上安装有用于检测所述帽体距障碍物距离的距离检测器和通信连接所述距离检测器的控制器，所述控制器通信连接高空作业设备，用于根据所述距离检测器获取的距离值所处的距离等级向高空作业设备发送对应的避险动作信号。
优选地，所述根据所述距离检测器获取的距离值所处的距离等级向高空作业设备发送对应的避险动作信号包括：
若所述距离值处于安全距离等级则继续进行距离检测；
若所述距离值处于接近距离等级则所述控制器向高空作业设备发送动作减速信号并报警；
若所述距离值处于危险距离等级则所述控制器向高空作业设备发送动作停止信号；
所述安全距离等级、所述接近距离等级和所述危险距离等级依次靠近障碍物。
优选地，所述控制器上安装有用于报警提示的扬声器。
优选地，所述帽体上安装有连接所述控制器的电池，所述控制器安装于所述帽体侧面，所述电池安装于所述帽体后面。
优选地，所述距离检测器具体为超声波探头。
优选地，包括四个所述超声波探头，分别安装于所述帽体外部的两侧、后面及前面斜上的位置。
优选地，所述控制器连接有通信连接高空作业设备的无线模块。
优选地，所述帽体前面设置有通信连接所述控制器的麦克风，所述控制模块能够接收所并识别所述麦克风的语音控制信息并向高空作业设备发送对应的动作信号。
本发明提供一种避险方法，应用如上述任意一项所述的安全帽，包括步骤：
高空作业设备动作过程中距离检测器实时获取帽体距障碍物的距离，并将检测到的距离值发送至控制器；
所述控制器判断所述距离值处于的距离等级；
若所述距离值处于安全距离等级则继续进行距离检测；
若所述距离值处于接近距离等级则所述控制器向高空作业设备发送动作减速信号并报警；
若所述距离值处于危险距离等级则所述控制器向高空作业设备发送动作停止信号；
所述安全距离等级、所述接近距离等级和所述危险距离等级依次靠近障碍物。
优选地，所述高空作业设备动作停止后包括步骤：
判断设备是否能够继续动作并提示；
如果是则麦克风获取语音控制信息并发送至所述控制器；
所述控制器接收所并识别所述语音控制信息，向控制高空作业设备发送对应的动作信号。
本发明提供一种安全帽，包括帽体，帽体上安装距离检测器和控制，距离检测器用于检测帽体距障碍物距离，控制器通信连接高空作业设备和距离检测器，用于根据距离检测器获取的距离值所处的距离等级向高空作业设备发送对应的避险动作信号。
具体避险方法为：高空作业设备动作过程中距离检测器实时获取帽体距障碍物的距离，并将检测到的距离值发送至控制器；控制器判断距离值处于的距离等级；若距离值处于安全距离等级则继续进行距离检测；若距离值处于接近距离等级则控制器向高空作业设备发送动作减速信号并报警；若距离值处于危险距离等级则控制器向高空作业设备发送动作停止信号；安全距离等级、接近距离等级和危险距离等级依次靠近障碍物。
操作过程具有主动防范功能，能够使设备自动避险障碍物，保证人员安全，提高安全性，当操作人员需要缓慢操作设备接近障碍物时，可实现人机交互，操控设备接近，提高适用性、稳定性和高效性。
附图说明
图1为本发明所提供的安全帽的一种具体实施方式的主视示意图；
图2为本发明所提供的安全帽的一种具体实施方式的俯视示意图；
图3为本发明所提供的安全帽的一种具体实施方式的使用示意图；
图4为本发明所提供的避险方法的一种具体实施方式的流程框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种安全帽，通过控制器判断帽体与障碍物距离值所处的距离等级，并自动控制高空作业设备执行对应的避险动作，实现主动防范。本发明的另一核心是提供一种应用上述安全帽的避险方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4，图1为本发明所提供的安全帽的一种具体实施方式的主视示意图；图2为本发明所提供的安全帽的一种具体实施方式的俯视示意图；图3为本发明所提供的安全帽的一种具体实施方式的使用示意图；图4为本发明所提供的避险方法的一种具体实施方式的流程框图。
本发明具体实施方式提供一种安全帽，包括帽体1、距离检测器2和控制器3，帽体1前方设置有帽檐7，距离检测器2和控制器3均安装于帽体1，控制器3与距离检测器2通信连接，距离检测器2能够检测与障碍物的距离，即获取帽体1与障碍物之间的距离，控制器3同时通信连接高空作业设备8，用于根据距离检测器2获取的距离值所处的距离等级向高空作业设备8发送对应的避险动作信号，高空作业设备8的设备控制器接收到信号后，控制设备执行对应的避险动作。即高空作业设备运行过程中，带动操作人员上升或移动，距离检测器2实时工作，持续向外发送检测信号，当有障碍物靠近操作人员头部时，被距离检测器2探测到，并实时获取此障碍物与帽体1的距离，距离检测器2将检测的距离值发送至控制器3，根据距离值的大小，分为多个距离等级，距离值越小代表帽体1与障碍物越靠近，危险程度也越高，控制器3判断获取的距离值处于的距离等级，并根据不同的距离等级向高空作业设备8发送对应不同距离等级的避险动作信号。
具体地，控制器3具有距离值判断对比的功能，设定三个距离等级，分别为安全距离等级、接近距离等级和危险距离等级，三个距离等级按照上述次序依次靠近障碍物。即包括两个距离值节点，第一节点大于第二节点，当距离值大于第一节点时，处于安全距离等级，此时处于安全范围，不会出现碰撞风险；当距离值小于第一节点，大于第二节点时，处于接近距离等级，此时帽体1已经靠近障碍物，存在碰撞的风险；当距离值小于第二节点时，处于危险距离等级，此时帽体1离障碍物很近，碰撞风险很高。
若距离值处于安全距离等级，表示处于安全范围，设备可以继续动作，距离检测器2继续进行距离检测；
若距离值处于接近距离等级，表示有一定的碰撞风险，设备仍可以继续动作，但是控制器3需要向高空作业设备8发送动作减速信号并报警；
若距离值处于危险距离等级，表示碰撞风险很高，控制器3直接向高空作业设备8发送动作停止信号。
具体避险方法为：
高空作业设备动作过程中距离检测器2实时获取帽体1距障碍物的距离，并将检测到的距离值发送至控制器3；
控制器3判断距离值处于的距离等级；
若距离值处于安全距离等级则继续进行距离检测；
若距离值处于接近距离等级则控制器3向高空作业设备8发送动作减速信号并报警；
若距离值处于危险距离等级则控制器3向高空作业设备8发送动作停止信号。
还可在启动前进行设备自检，保证设备能够发挥作用，提高设备的可靠性和稳定性。
操作过程具有主动防范功能，能够使设备自动避险障碍物，保证人员安全，提高安全性，当操作人员需要缓慢操作设备接近障碍物时，可实现人机交互，操控设备接近，提高适用性、稳定性和高效性。
在本发明具体实施方式提供的安全帽中，控制器3上安装有用于报警提示的扬声器4，将扬声4直接安装在帽体1上，靠近耳朵，便于在嘈杂的施工环境中听见报警信号。也可将报警装置安装于高空作业设备8上，控制器3发送报警信号，报警装置进行声光报警。
帽体1上安装有连接控制器3的电池5，电池5可以为太阳能电池，也可为纽扣电池等各种类型的电池，为各装置提供电能，控制器3与距离检测器2及电池等均通过导线连接即可，为了便于各装置的安装，且防止日常磕碰，控制器3安装于帽体1侧面，电池5安装于帽体1后面。
其中，距离检测器2可以为超声波探头，具体地，设置四个超声波探头，分别安装于帽体1外部的两侧、后面及前面斜上的位置，即超声波探头并不会朝向正侧方、正后方和正前方，朝向会向上倾斜，适用于高空作业的环境，能向斜上方沿四周发送检测信号，实现全方位距离检测。也可在正上方设置超声波探头，检测上方的障碍物，只要有一个探头检测到障碍物靠近，控制器3均会发送避险动作信号。距离检测器2也可采用其他类型的检测器，如光电传感器等，或根据情况调整各部件的数量及布置方式，均在本发明的保护范围之内。
为了便于操作，控制3与高空作业设备8可以采用无线通信，控制器3连接有通信连接高空作业设备8的无线模块，可以采用蓝牙模块或WiFi模块等，便于操作人员行动，提高行动自由度，避免采用通信线速连接时发生缠绕等问题。
在上述各具体实施方式提供的安全帽的基础上，帽体1前面设置有通信连接控制器3的麦克风6，控制模块能够接收所并识别麦克风6的语音控制信息，并向高空作业设备8发送对应的动作信号。
具体工作方式为：
判断设备是否能够继续动作并提示，即判断设备是否具有继续动作的条件，如与障碍物距离，进行使能确认等。
当需要更进一步移动高空作时，且判断出设备能够继续动作，操作人员发出语音控制信息，麦克风6获取语音控制信息并发送至控制器3。
控制器3接收所并识别语音控制信息，转换成相应的动作信号，发送至高空作业设备8，高空作业设备8的设备控制器接收信号后执行对应不同语音控制信息的不同动作，控制设备升降、平移、旋转等，操作者可以一边观察周围环境，一边语音控制设备动作，实现语音控制，进行人机交互，从而提高空作业的安全性和高效性。
以上对本发明所提供的安全帽及避险方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
