專利名稱：智能電工帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于給塑料安全帽增設(shè)多功能語(yǔ)言記憶裝置。
普通塑料安全帽具有防砸和遮陽(yáng)光功能，而“電報(bào)警安全帽”(該技術(shù)為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)者所發(fā)明，專利號(hào)86102149.5)是用報(bào)警聲提醒電工注意，能夠起到防止觸電的作用。雖然“說(shuō)話式電工帽”(該技術(shù)也為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)者所發(fā)明，專利號(hào)90218928.X)不用報(bào)警聲或固定語(yǔ)言來(lái)提醒電工注意，而是將事先記錄存儲(chǔ)在DRAM芯片中的隨機(jī)語(yǔ)言信號(hào)告訴電工，能夠起到確保電工安全作業(yè)和提高生產(chǎn)效率的作用。但是，由于DRAM芯片功耗較大，致使“說(shuō)話式電工帽”警戒電流也較大，故不得不設(shè)置電源開關(guān)，然而斷電又會(huì)丟失原來(lái)存儲(chǔ)的信息，這些嚴(yán)重的缺點(diǎn)降低了“說(shuō)話式電工帽”的實(shí)用性能。
本實(shí)用新型的目的是提供一種“智能電工帽”，它不僅具有非接觸性驗(yàn)電檢測(cè)和記錄存儲(chǔ)隨機(jī)語(yǔ)言的功能，而且克服了上述缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)言記憶，斷電不丟失記錄信息，警戒電流小，不用電源開關(guān)，故提高了實(shí)用性能。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將50HZ工頻電場(chǎng)傳感器附著在塑料安全帽的帽胎上，并用絕緣導(dǎo)線與安放在安全帽內(nèi)頂部的多功能語(yǔ)言記憶裝置相連接。多功能語(yǔ)言記憶裝置電路是由安裝在同一塊印制電路板上的三部分電路——結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管以及阻容元件組成的傳感變換電路、門電路和晶體管以及阻容元件組成的循環(huán)放音控制電路、電可改寫的語(yǔ)言存儲(chǔ)記憶器和放音揚(yáng)聲器及錄音顯示器以及阻容元件組成的錄放音記憶電路順序連接而成。印制電路板是固定在一個(gè)比電路板稍大的塑料盒內(nèi)，并將其安裝在塑料安全帽內(nèi)頂部，使多功能語(yǔ)言記憶裝置被隱蔽的安放在塑料安全帽內(nèi)頂部。多功能語(yǔ)言記憶裝置具有語(yǔ)言記錄、記憶等待、循環(huán)放音延時(shí)和自檢四種狀態(tài)。所謂語(yǔ)言記錄態(tài)是指用本裝置錄制需要告誡作業(yè)者的語(yǔ)言信號(hào)；記憶等待態(tài)就是本裝置通常所處的警戒狀態(tài)，一旦頭戴智能電工帽作業(yè)者進(jìn)入有觸電危險(xiǎn)的區(qū)域，本裝置立即呈現(xiàn)循環(huán)放音延時(shí)狀態(tài)，放音一段時(shí)間后又自動(dòng)回到記憶等待狀態(tài)；自檢態(tài)用于隨時(shí)檢測(cè)本裝置電路是否正常和錄制語(yǔ)言的效果。多功能語(yǔ)言記憶裝置電路如圖1所示，其工作過(guò)程就是四種狀態(tài)的互相轉(zhuǎn)換過(guò)程。
記憶等待態(tài)這是本裝置電路的常態(tài)。由于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管T1選用夾斷電壓小于2V的晶體管，如3DJ6D、3DJ6E等，故源極電壓小于2V。本裝置采用三節(jié)七號(hào)干電池供電，即電源電壓E為4.5V，因此與T1相連結(jié)的CMOS門G1輸入端為低電平(CMOS門G1、G2、G3、G4、G5、G6為六非門4069)，G1輸出端為高電平，顯然G2、G4輸出端為低電平，晶體管T3截止，而G3輸出端為高電平，故T2截止，致使語(yǔ)言存儲(chǔ)記憶器SR9G26(這是一種電可改寫的EEPROM大規(guī)模集成電路，具有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換及邏輯控制功能的智能芯片，存儲(chǔ)容量512K，語(yǔ)言記錄時(shí)間20S)無(wú)供電，但是記憶器SR9G26不會(huì)因斷電而丟失原來(lái)存儲(chǔ)的信息。
語(yǔ)言記錄態(tài)同時(shí)閉合(按住)微動(dòng)開關(guān)AN1和AN2，電源E正端的高電位經(jīng)AN1、R18和R17輸至場(chǎng)效應(yīng)管T1的柵極，由于源極跟隨作用，故T1的源極變?yōu)楦唠娢?，該電位大于電源電壓的一半，致使CMOS非門G1輸入端變?yōu)楦唠娖?，G1輸出端變?yōu)榈碗娖?，再?jīng)兩級(jí)非門G2和G3，故G3輸出端為低電平，使PNP晶體管T2變?yōu)轱柡蛯?dǎo)通，電源E經(jīng)T2開始向SR9G26存儲(chǔ)記憶芯片供電。又因?yàn)檫@時(shí)AN2是閉合的，所以SR9G26芯片的錄音控制端REC為低電平，致使SR9G26進(jìn)入錄音狀態(tài)，由話筒MIC送入的音頻信號(hào)被記錄存儲(chǔ)在電可改寫的SR9G26芯片中。錄音時(shí)間的長(zhǎng)短由SR9G26的啟始地址確定，將SR9G26的A0—A7均置0，語(yǔ)言記錄時(shí)間為20S，并由聯(lián)接在SR9G26的RECLED端的錄音顯示器——發(fā)光二極管LED顯示。
自檢態(tài)閉合(按住)AN1，本裝置電路進(jìn)入自檢態(tài)。由上述語(yǔ)言記錄態(tài)的過(guò)程分析可知，AN1閉合，使得SR9G26存儲(chǔ)記憶芯片獲得電源供電，然而因?yàn)锳N2這時(shí)是斷開的，故SR9G26的錄音控制端REC為高電平，二極管D2被反偏而截止，于是由矩形波發(fā)生電路和微分電路組成的循環(huán)放音控制器開始工作，其工作過(guò)程是非門G5、非門G6、電容C3和電阻R10組成的矩形波發(fā)生電路起振，從G6輸出的矩形波經(jīng)電容C4和電阻R6組成的微分電路變?yōu)檎?fù)尖脈沖，其中負(fù)脈沖使SR9G26的放音控制端PLAY.E有效，則原來(lái)記憶在SR9G26中的語(yǔ)音信號(hào)從放音揚(yáng)聲器SP循環(huán)播放出來(lái)。此循環(huán)放音過(guò)程，直到AN1斷開為止。
循環(huán)放音延時(shí)態(tài)一旦附著在帽胎上的電場(chǎng)傳感器——膠皮導(dǎo)線框A，感應(yīng)得足夠的50HZ工頻交變信號(hào)，該信號(hào)的負(fù)半周不改變?cè)瓉?lái)狀態(tài)，然而正半周使場(chǎng)效應(yīng)管T1的柵極電位增高，T1的源極電位也跟隨增高，只要該電壓大于電源電壓的一半，則CMOS非門G1輸入端變?yōu)楦唠娖剑鲜鯝N1閉合的工作過(guò)程一樣，這時(shí)喇叭SP循環(huán)不斷地播送出存儲(chǔ)記憶芯中的語(yǔ)言信號(hào)，該信號(hào)內(nèi)容每20S循環(huán)重復(fù)一次，其循環(huán)過(guò)程的時(shí)間是這樣控制的當(dāng)線框A感應(yīng)得的50HZ工頻交變信號(hào)使G1輸入端為變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，G1輸出端變?yōu)榱说碗娖?；在G1輸出端原來(lái)為高電平時(shí)電容C13儲(chǔ)存的電能此時(shí)經(jīng)電阻R15向G1輸出端放電，當(dāng)其C13的端電壓因放電而下降到低于電源電壓的一半時(shí)，CMOS非門G4關(guān)門輸出高電平，該高電平經(jīng)R14向NPN晶體管T3提供基極電流而使T3飽和導(dǎo)通，迫使CMOS非門G3關(guān)門輸出高電平，隨之T2因無(wú)基極電流而截止，致使SR9G26存儲(chǔ)記憶芯片回到斷電記憶的狀態(tài)。顯然改變放電時(shí)間常數(shù)R15C13，可改變循環(huán)放音的延時(shí)時(shí)間。相反，當(dāng)其電場(chǎng)傳感器A感應(yīng)得的50HZ交變信號(hào)減弱而使T1的源極電壓低于電源電壓的一半時(shí)，本裝置電路又回到記憶等待態(tài)。
本實(shí)用新型在記憶等待狀態(tài)下，圖1電路中T2、T3、SR9G26均截止，G1、G3和G5關(guān)門輸出高電平，G2、G4和G6開門輸出低電平，其中G1、G2、G3、G4、和G6的輸出端，既無(wú)電流流入，也無(wú)電流流出，功耗幾乎為零；只有G5有電流輸出，該電流經(jīng)R10(阻值為10MΩ)和D1流向處于斷電狀態(tài)SR9G26的REC端(低電平)，顯然此電流小于1μA；除此以外，T1還有源極電流，由于R19阻值為2MΩ，而這時(shí)源極電壓小于2V，故T1的源極電流小于1μA?？傊?，本實(shí)用新型在常態(tài)(記憶等待狀態(tài))下的總電流已達(dá)到微安級(jí)水平。在圖1電路中，K為靈敏度開關(guān)，采用改變T1柵極電阻阻值的方法來(lái)改變獲取50HZ感應(yīng)信號(hào)的大小。
本實(shí)用新型與已往技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)給電工安全帽增加了語(yǔ)言記憶和循環(huán)放音延時(shí)功能。由于本實(shí)用新型通常處于記憶等待狀態(tài)，其耗電僅數(shù)微安，故采用小體積的電池供電已能滿足實(shí)用要求。此外，本實(shí)用新型也可作普通留言使用。


圖1 為多功能存儲(chǔ)記憶裝置電路。
權(quán)利要求1.一種智能電工帽，它是由塑料安全帽、50HZ工頻電場(chǎng)傳感器、多功能語(yǔ)言記憶裝置和塑料盒所組成；其特征在于a、50HZ工頻電場(chǎng)傳感器是附著在塑料安全帽的帽胎上，并用絕緣導(dǎo)線與安放在安全帽內(nèi)頂部的多功能語(yǔ)言記憶裝置相連接；b、多功能語(yǔ)言記憶裝置電路是由安裝在同一塊印制電路板上的三部分電路——結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管以及阻容元件組成的傳感變換電路、門電路和晶體管以及阻容元件組成的循環(huán)放音控制電路、電可改寫的語(yǔ)言存儲(chǔ)記憶器和放音揚(yáng)聲器及錄音顯示器以及阻容元件組成的錄放音記憶電路順序連接而成；c、印制電路板是固定在一個(gè)比電路板稍大的塑料盒內(nèi)，并將其安裝在塑料安全帽內(nèi)頂部，使多功能語(yǔ)言記憶裝置被隱蔽的安放在塑料安全帽內(nèi)頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電工帽，其特征所說(shuō)的電場(chǎng)傳感器是用絕緣導(dǎo)線制作的線框。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電工帽，其特征所說(shuō)的語(yǔ)言存儲(chǔ)記憶器是用的EEPORM集成電路芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電工帽，其特征所說(shuō)的循環(huán)放音控制電路是由門電路構(gòu)成的矩形波發(fā)生器和電容、電阻構(gòu)成的微分器兩部分組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電工帽，其特征所說(shuō)的放音揚(yáng)聲器是用的動(dòng)圈式喇叭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電工帽，其特征所說(shuō)的錄音顯示器是用的發(fā)光二極管。
專利摘要智能電工帽是根據(jù)電場(chǎng)感應(yīng)原理和計(jì)算機(jī)技術(shù),使用EEPROM集成電路等電子元件設(shè)計(jì)制作而成的。它由塑料安全帽和置于帽內(nèi)頂部的多功能語(yǔ)言記憶裝置組合而成。該裝置具有語(yǔ)言記錄存儲(chǔ)、循環(huán)放音延時(shí)、記憶等待和自檢等多種功能。智能電工帽無(wú)電源開關(guān),通常處于記憶等待狀態(tài),電源功耗僅數(shù)微安。頭戴智能電工帽的電工進(jìn)入有觸電危險(xiǎn)的區(qū)域時(shí),該帽將不斷地向作業(yè)者發(fā)出告誡聲音—事先錄制的操作步驟、注意事項(xiàng)等,這樣不僅能確保電工安全作業(yè),也能提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)A42B1/08GK2289414SQ9720415
公開日1998年9月2日 申請(qǐng)日期1997年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月14日
發(fā)明者胡國(guó)虎, 陳宏 , 范毓?fàn)N 申請(qǐng)人:胡國(guó)虎