一种基于供配电维修作业的电气安全防护装.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610714909.2

申请日:

2016.08.25

公开号:

CN106174789A

公开日:

2016.12.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):A41D 13/008申请日:20160825|||公开

IPC分类号:

A41D13/008; A41D13/00

主分类号:

A41D13/008

申请人:

国网山东省电力公司阳信县供电公司

发明人:

杨苏东; 张利民; 周主华; 赵爱玲; 田刚; 于森

地址:

251800 山东省滨州市阳信县阳城4路701号

优先权:

专利代理机构:

济南舜源专利事务所有限公司 37205

代理人:

赵佳民

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内容摘要

本发明提供一种基于供配电维修作业的电气安全防护装,包括:衣服本体,制氧装置,控制装置,与控制装置连接用于检测环境数据的检测组件,还有通信卡服务模块可以通过GSM网络与上位机通信连接。并且为了提高安全性和及时性,无线通信模块通过应答和反馈与上位机通信连接。这个功能既可以起到心跳的作用,即为在间隔的时间段内,向上位机发出信号并得到反馈,以证明二者连接正常。在电缆隧道,或具有有毒气体的环境内部进行作业时,如果出现紧急情况,可以戴上呼吸嘴吸氧。通过获取电工当前的运动速度信息,海拔高度信息以及电工身体的机能信息,这样可以防止疲劳作业和带病作业,有效的降低了人身安全事故,保证了人身安全。

权利要求书

1.一种基于供配电维修作业的电气安全防护装,其特征在于,包括:衣服本体,衣服本
体的背部设有制氧装置,衣服本体上设有控制装置,与控制装置连接用于检测环境数据的
检测组件,用于给电气绝缘服内部元件供电的充电电池,海拔高度传感模块,生理检测模
块,储存模块,无线通信模块,与关机贴合的关节活动数据采集模块,与人体肌肉贴合的肌
电数据采集模块,体温传感器, GPS定位模块,加速度传感模块,超声波探测模块,袖口上设
有触摸屏;
制氧装置与控制装置连接,用于根据控制装置的控制信息进行制氧和供氧;
检测组件包括:烟雾传感器,强光传感器,温度传感器,湿度传感器,二极管Cc1、二极管
Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调节电阻Rc3、
调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、报警器Lc;
二极管Cc1和电阻Rc8串联连接;电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接,电阻Rc1和电阻Rc7
并联,再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接;电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端
分别与控制装置连接,通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接,通过二极管Cc4与调节电
阻Rc4滑动端连接,通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接,通过二极管Cc6与调节电阻
Rc6滑动端连接;调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度;报警器Lc与控制装置连接;
强光传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc3接地,调节电阻Rc3调节强光传感
器的灵敏度;烟雾传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc4接地,调节电阻Rc4调节烟
雾传感器的灵敏度;温度传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc5接地,调节电阻Rc5
调节温度传感器的灵敏度;湿度传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc6接地,调节
电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度;烟雾传感器,强光传感器,温度传感器,湿度传感器分别
感应的烟雾量,强光量,温度量,湿度量,并将烟雾量,强光量,温度量,湿度量传输至控制装
置;当接收烟雾量,强光量,温度量,湿度量超出预设值时,将超出数据信息发送给控制装
置,控制装置接收超出数据信息并通过无线通信装置传输至上位机,同时当烟雾量,强光
量,温度量,湿度量任一量超出预警值时,控制装置控制语音播报器发出报警声;
制氧装置包括:固定板,固定板上安置有制氧机构、输气管、氧气缓冲室、呼吸嘴、氧气
净化室、制氧控制开关;
固定板的四个顶点设有四个安装按扣,四个安装按扣与衣服本体的背部可拆卸连接;
制氧机构通过输气管与氧气缓冲室连接,氧气缓冲室通过输气管与氧气净化室,氧气
净化室通过输气管与呼吸嘴连接;
制氧机构包括:制氧壳体,制氧壳体内设有多个制氧仓,靠近制氧壳体内壁设有输氧通
道,每个制氧仓的出氧口分别与输氧通道连接,每个制氧仓的出氧口上设有出氧电磁阀,制
氧壳体上设有壳体出氧口,壳体出氧口上设有出氧传感器;
制氧仓包括:过氧化钠仓和水仓;过氧化钠仓和水仓之间设有隔板,隔板上设有连通
孔,连通孔上设有制氧电磁阀;过氧化钠仓内部设有过氧化钠,水仓内部设有水;
制氧控制开关分别与出氧传感器、出氧电磁阀、控制装置和制氧电磁阀电连接;
制氧控制开关包括:制氧开关、出氧量感应模块、出氧电磁阀控制模块、制氧电磁阀控
制模块、出氧量传输模块;
所述出氧量感应模块用于接收出氧传感器感应的出氧量;
所述制氧开关用于接收电工的控制开关指令;
所述制氧电磁阀控制模块用于当制氧开关用于接收电工的开启制氧指令时,控制打开
一个制氧电磁阀,使过水仓内的水流入过氧化钠仓,水和过氧化钠反应产生氧气,并在预设
的时间间隔逐一打开制氧电磁阀,使过氧化钠和水混合制氧;
所述出氧电磁阀用于当制氧电磁阀打开后,控制出氧电磁阀打开,使氧气流至输氧通
道,并流出制氧机构;
所述出氧量传输模块用于将出氧传感器感应的出氧量传输至控制装置;
分别与控制装置连接用于海拔高度传感模块,生理检测模块,储存模块,无线通信模
块,关节活动数据采集模块,肌电数据采集模块,体温传感器, GPS定位模块,加速度传感模
块,超声波探测模块、触摸屏;
海拔高度传感模块用于感应电工当前的海拔高度信息并将所述海拔高度信息发送至
控制装置,控制装置根据海拔高度信息通过语音播报器播报当前海拔高度提醒电工作业;
所述加速度传感模块用于获取电工当前的运动速度信息,并将运动速度信息发送至控
制装置,控制装置通过语音播报器播报当前运动速度;
所述超声波探测模块包括超声波声呐和超声波反馈接收器,超声波探测模块用于对设
定方向的物体进行探测,获取并判定是否存在障碍物情况;
所述生理检测模块用于检测电工生理参数,包括全部采用无创传感器、检测血压、血流
量、心率,生理检测模块将检测的生理参数发送至控制装置;
关节活动数据采集模块和肌电数据采集模块用于检测电工的动作幅度、动作速度、动
作力度和动作轨迹;关节运动数据用以指示具体关节的变化程度,即弯曲和转动的幅度、速
度、轨迹,肌电数据为EMG 传感器实时采集肌肉和周围神经的生物电信号,获得人体运动中
的肌肉运动变化的生理信息数据,即肌电数据,该肌电数据反映肌肉的收缩和舒张情况,该
肌电数据结合肌肉控制的关节处的关节运动数据能由控制器得出相应人体动作的动作幅
度、动作速度、动作力度和运动轨迹,并将上述数据发送至控制装置,控制装置根据关节活
动数据采集模块和肌电数据采集模块发送的数据,判断当前电工是否处于疲劳状态;
体温传感器分别设置在衣服本体的腋下、上臂、手腕处测量体温,并将检测的体温传输
至控制装置,当电工的体温超出阈值时,语音播报器发出报警提示,防止电工带病作业;
GPS定位模块用于对衣服本体所处的位置进行定位,并将定位信息发送至控制装置;
储存模块用于储存衣服本体各模块采集的数据信息,及控制装置发出的控制信息;
无线通信模块用于根据控制装置的控制指令与外部设备建立无线通信交互;
触摸屏用于显示衣服本体各模块采集的数据信息;
控制装置与无线通信模块之间设有信号放大模块和滤波电路;信号放大模块用于将通
过无线通信模块发送的数据进行信号放大,滤波电路用于对无线通信模块发送的数据进行
滤波;
所述信号放大模块包括:放大电阻Rfd1、放大电阻Rfd2、放大电阻Rfd3、放大电阻Rfd4、放大
电阻Rfd5、放大电容Cfd1、放大电容Cfd2、放大电容Cfd3、放大电容Cfd4、放大二极管Dfd1、放大二
极管Dfd2、放大三极管Qfd1、放大电感Lfd;
信号滤波模块将采集的信号进行滤波后输入至所述信号放大模块,R1起到隔离作用,
放大电感Lfd;和放大电容Cfd1组成了并联谐振回路,有效的吸收衰减,还以中心频率为基准
对采集信号进行扩频,放大电容Cfd1为2nF至3nF,放大电感Lfd ,L为1.5mH至2mH,在这个范围
内具有良好的选频回路,提高载波的灵敏度;放大二极管Dfd1、放大二极管Dfd2钳位在1V至
1.5V之间,经放大电容Cfd2引到放大三极管Qfd1发射极上,进行信号的放大,在经过放大后,
经由放大电容Cfd4输出进行后续处理;
所述滤波电路包括:电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R17、调节电位
器R14、调节电位器R18、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6以及四个运算放大
器;
触摸屏内部设有二维码图像获取模块、二维码图像识别模块、认证密码执行模块、二维
码生成模块;触摸屏上设有摄像头;
所述触摸屏还用于显示生成的二维码;
所述二维码图像获取模块用于通过摄像头对外部终端上显示的二维码图像进行扫描,
获取该终端所生成的二维码图像;
所述二维码图像识别模块用于对获取到的二维码图像进行解码,以获取所述二维码图
像的交互信息密文;
所述认证密码执行模块用于按照预设的解密算法对交互信息密文进行解密,并按照预
设的加密算法和计算密钥,生成认证密码,并把该认证密码输回至触摸屏,使触摸屏进行密
码验证,如果密码验证正确,触摸屏与该终端完成配对,使电气安全防护装与该终端进行数
据交换;
所述二维码生成模块用于通过预设的加密算法和计算密钥,生成配对二维码,在触摸
屏上显示,终端进行扫描配对;
衣服本体上还设置有通信卡服务模块和数据安全模块;所述通信卡服务模块用于安置
SIM卡,使数据采集单元连接GSM网络,通过GSM网络进行通信;
所述无线通信模块还用于在接收到上位机发送的网络连接检测信号时,根据上位机网
关IP 地址发出检测命令,检测是否接收到发出检测命令后返回的应答;若接收到返回的应
答,则使无线通信模块与上位机建立网络连接;若没有接收到返回的应答,则无线通信模块
与上位机断开网络连接;
控制装置还用于当无线通信模块与上位机断开网络连接时,通过所述通信卡服务模块
的GSM网络向上位机发出建立网络连接信号。
2.根据权利要求1所述的基于供配电维修作业的电气安全防护装,其特征在于,
衣服本体上还设有供电电池变压模块;
供电电池变压模块包括:至少三个变压电路;变压电路包括:变压器T1、与变压器T1连
接的整流桥DG1,电容Cd1、电容Cd2、电容Cd3、电容Cd4、稳压芯片Ud、电阻Rd、发光二极管Ld。

说明书

一种基于供配电维修作业的电气安全防护装

技术领域

本发明涉及供电领域,尤其涉及一种基于供配电维修作业的电气安全防护装。

背景技术

配电网直接向终端的电力电工配送电能,为了确保供电可靠性和带电作业人员的
安全,配电网带电作业人员必须开展检修作业,为了提高供电可靠性和作业人员的安全,我
国的配网带电作业主要采用绝缘杆作业法和绝缘手套作业法,作业人员穿戴绝缘服、绝缘
鞋等防护用具。绝缘防护用具主要考虑其机械和电气性能,出于防止触电考虑,这些防护用
具透气和散热性能差,在高温和高湿条件下,作业人员将承受强烈的热应激,导致作业人员
大量出汗、心跳加快、效率和注意力降低,容易发生中暑和触电事故。而且目前的绝缘服主
要功能以绝缘防护为主,但除了保障工人的生命安全外,再没有其它的功能,使其功能单
一。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足,本发明的目的在于,提供一种基于供配电维修
作业的电气安全防护装,包括:衣服本体,衣服本体的背部设有制氧装置,衣服本体上设有
控制装置,与控制装置连接用于检测环境数据的检测组件,用于给电气绝缘服内部元件供
电的充电电池,海拔高度传感模块,生理检测模块,储存模块,无线通信模块,与关机贴合的
关节活动数据采集模块,与人体肌肉贴合的肌电数据采集模块,体温传感器, GPS定位模
块,加速度传感模块,超声波探测模块,袖口上设有触摸屏;

制氧装置与控制装置连接,用于根据控制装置的控制信息进行制氧和供氧;

检测组件包括:烟雾传感器,强光传感器,温度传感器,湿度传感器,二极管Cc1、二极管
Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调节电阻Rc3、
调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、报警器Lc;

二极管Cc1和电阻Rc8串联连接;电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接,电阻Rc1和电阻Rc7
并联,再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接;电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端
分别与控制装置连接,通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接,通过二极管Cc4与调节电
阻Rc4滑动端连接,通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接,通过二极管Cc6与调节电阻
Rc6滑动端连接;调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度;报警器Lc与控制装置连接;

强光传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc3接地,调节电阻Rc3调节强光传感
器的灵敏度;烟雾传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc4接地,调节电阻Rc4调节烟
雾传感器的灵敏度;温度传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc5接地,调节电阻Rc5
调节温度传感器的灵敏度;湿度传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc6接地,调节
电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度;烟雾传感器,强光传感器,温度传感器,湿度传感器分别
感应的烟雾量,强光量,温度量,湿度量,并将烟雾量,强光量,温度量,湿度量传输至控制装
置;当接收烟雾量,强光量,温度量,湿度量超出预设值时,将超出数据信息发送给控制装
置,控制装置接收超出数据信息并通过无线通信装置传输至上位机,同时当烟雾量,强光
量,温度量,湿度量任一量超出预警值时,控制装置控制语音播报器发出报警声;

制氧装置包括:固定板,固定板上安置有制氧机构、输气管、氧气缓冲室、呼吸嘴、氧气
净化室、制氧控制开关;

固定板的四个顶点设有四个安装按扣,四个安装按扣与衣服本体的背部可拆卸连接;

制氧机构通过输气管与氧气缓冲室连接,氧气缓冲室通过输气管与氧气净化室,氧气
净化室通过输气管与呼吸嘴连接;

制氧机构包括:制氧壳体,制氧壳体内设有多个制氧仓,靠近制氧壳体内壁设有输氧通
道,每个制氧仓的出氧口分别与输氧通道连接,每个制氧仓的出氧口上设有出氧电磁阀,制
氧壳体上设有壳体出氧口,壳体出氧口上设有出氧传感器;

制氧仓包括:过氧化钠仓和水仓;过氧化钠仓和水仓之间设有隔板,隔板上设有连通
孔,连通孔上设有制氧电磁阀;过氧化钠仓内部设有过氧化钠,水仓内部设有水;

制氧控制开关分别与出氧传感器、出氧电磁阀、控制装置和制氧电磁阀电连接;

制氧控制开关包括:制氧开关、出氧量感应模块、出氧电磁阀控制模块、制氧电磁阀控
制模块、出氧量传输模块;

所述出氧量感应模块用于接收出氧传感器感应的出氧量;

所述制氧开关用于接收电工的控制开关指令;

所述制氧电磁阀控制模块用于当制氧开关用于接收电工的开启制氧指令时,控制打开
一个制氧电磁阀,使过水仓内的水流入过氧化钠仓,水和过氧化钠反应产生氧气,并在预设
的时间间隔逐一打开制氧电磁阀,使过氧化钠和水混合制氧;

所述出氧电磁阀用于当制氧电磁阀打开后,控制出氧电磁阀打开,使氧气流至输氧通
道,并流出制氧机构;

所述出氧量传输模块用于将出氧传感器感应的出氧量传输至控制装置;

分别与控制装置连接用于海拔高度传感模块,生理检测模块,储存模块,无线通信模
块,关节活动数据采集模块,肌电数据采集模块,体温传感器, GPS定位模块,加速度传感模
块,超声波探测模块、触摸屏;

海拔高度传感模块用于感应电工当前的海拔高度信息并将所述海拔高度信息发送至
控制装置,控制装置根据海拔高度信息通过语音播报器播报当前海拔高度提醒电工作业;

所述加速度传感模块用于获取电工当前的运动速度信息,并将运动速度信息发送至控
制装置,控制装置通过语音播报器播报当前运动速度;

所述超声波探测模块包括超声波声呐和超声波反馈接收器,超声波探测模块用于对设
定方向的物体进行探测,获取并判定是否存在障碍物情况;

所述生理检测模块用于检测电工生理参数,包括全部采用无创传感器、检测血压、血流
量、心率,生理检测模块将检测的生理参数发送至控制装置;

关节活动数据采集模块和肌电数据采集模块用于检测电工的动作幅度、动作速度、动
作力度和动作轨迹;关节运动数据用以指示具体关节的变化程度,即弯曲和转动的幅度、速
度、轨迹,肌电数据为EMG 传感器实时采集肌肉和周围神经的生物电信号,获得人体运动中
的肌肉运动变化的生理信息数据,即肌电数据,该肌电数据反映肌肉的收缩和舒张情况,该
肌电数据结合肌肉控制的关节处的关节运动数据能由控制器得出相应人体动作的动作幅
度、动作速度、动作力度和运动轨迹,并将上述数据发送至控制装置,控制装置根据关节活
动数据采集模块和肌电数据采集模块发送的数据,判断当前电工是否处于疲劳状态;

体温传感器分别设置在衣服本体的腋下、上臂、手腕处测量体温,并将检测的体温传输
至控制装置,当电工的体温超出阈值时,语音播报器发出报警提示,防止电工带病作业;

GPS定位模块用于对衣服本体所处的位置进行定位,并将定位信息发送至控制装置;

储存模块用于储存衣服本体各模块采集的数据信息,及控制装置发出的控制信息;

无线通信模块用于根据控制装置的控制指令与外部设备建立无线通信交互;

触摸屏用于显示衣服本体各模块采集的数据信息;

控制装置与无线通信模块之间设有信号放大模块和滤波电路;信号放大模块用于将通
过无线通信模块发送的数据进行信号放大,滤波电路用于对无线通信模块发送的数据进行
滤波;

所述信号放大模块包括:放大电阻Rfd1、放大电阻Rfd2、放大电阻Rfd3、放大电阻Rfd4、放大
电阻Rfd5、放大电容Cfd1、放大电容Cfd2、放大电容Cfd3、放大电容Cfd4、放大二极管Dfd1、放大二
极管Dfd2、放大三极管Qfd1、放大电感Lfd;

信号滤波模块将采集的信号进行滤波后输入至所述信号放大模块,R1起到隔离作用,
放大电感Lfd;和放大电容Cfd1组成了并联谐振回路,有效的吸收衰减,还以中心频率为基准
对采集信号进行扩频,放大电容Cfd1为2nF至3nF,放大电感Lfd ,L为1.5mH至2mH,在这个范围
内具有良好的选频回路,提高载波的灵敏度;放大二极管Dfd1、放大二极管Dfd2钳位在1V至
1.5V之间,经放大电容Cfd2引到放大三极管Qfd1发射极上,进行信号的放大,在经过放大后,
经由放大电容Cfd4输出进行后续处理;

所述滤波电路包括:电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R17、调节电位
器R14、调节电位器R18、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6以及四个运算放大
器。

触摸屏内部设有二维码图像获取模块、二维码图像识别模块、认证密码执行模块、
二维码生成模块;触摸屏上设有摄像头;

所述触摸屏还用于显示生成的二维码;

所述二维码图像获取模块用于通过摄像头对外部终端上显示的二维码图像进行扫描,
获取该终端所生成的二维码图像;

所述二维码图像识别模块用于对获取到的二维码图像进行解码,以获取所述二维码图
像的交互信息密文;

所述认证密码执行模块用于按照预设的解密算法对交互信息密文进行解密,并按照预
设的加密算法和计算密钥,生成认证密码,并把该认证密码输回至触摸屏,使触摸屏进行密
码验证,如果密码验证正确,触摸屏与该终端完成配对,使电气安全防护装与该终端进行数
据交换;

所述二维码生成模块用于通过预设的加密算法和计算密钥,生成配对二维码,在触摸
屏上显示,终端进行扫描配对;

衣服本体上还设置有通信卡服务模块和数据安全模块;所述通信卡服务模块用于安置
SIM卡,使数据采集单元连接GSM网络,通过GSM网络进行通信;

所述无线通信模块还用于在接收到上位机发送的网络连接检测信号时,根据上位机网
关IP 地址发出检测命令,检测是否接收到发出检测命令后返回的应答;若接收到返回的应
答,则使无线通信模块与上位机建立网络连接;若没有接收到返回的应答,则无线通信模块
与上位机断开网络连接;

控制装置还用于当无线通信模块与上位机断开网络连接时,通过所述通信卡服务模块
的GSM网络向上位机发出建立网络连接信号。

优选地,衣服本体上还设有供电电池变压模块;

供电电池变压模块包括:至少三个变压电路;变压电路包括:变压器T1、与变压器T1连
接的整流桥DG1,电容Cd1、电容Cd2、电容Cd3、电容Cd4、稳压芯片Ud、电阻Rd、发光二极管Ld。

从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

当作业环境内的检测参数超出预警值时,控制装置控制语音播报器发出报警声的同
时,电工可以戴上呼吸嘴吸氧。在一些低氧环境下,如电缆隧道,或具有有毒气体的环境内
部进行作业时,如果出现紧急情况,可以戴上呼吸嘴吸氧。通过获取电工当前的运动速度信
息,海拔高度信息以及电工身体的机能信息,这样可以防止疲劳作业和带病作业,有效的降
低了人身安全事故,保证了人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单
地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术
人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于供配电维修作业的电气安全防护装的整体示意图;

图2为电气绝缘服的整体示意图;

图3为检测组件电路图;

图4为制氧装置结构图;

图5为信号放大模块电路图;

图6为滤波电路电路图;

图7为供电电池变压模块电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将运用具体的
实施例及附图,对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施
例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本专利中的实施例,本领域普通技
术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利保护的范
围。

本实施例提供一种基于供配电维修作业的电气安全防护装,如图1至7所示,包括:
衣服本体1,衣服本体1的背部设有制氧装置2,衣服本体1上设有控制装置3,与控制装置3连
接用于检测环境数据的检测组件11,用于给电气绝缘服内部元件供电的充电电池5,海拔高
度传感模块12,生理检测模块13,储存模块14,无线通信模块15,与关机贴合的关节活动数
据采集模块16,与人体肌肉贴合的肌电数据采集模块17,体温传感器18, GPS定位模块19,
加速度传感模块20,超声波探测模块21,袖口上设有触摸屏22;

制氧装置2与控制装置3连接,用于根据控制装置3的控制信息进行制氧和供氧;

检测组件11包括:烟雾传感器Gc,强光传感器Yc,温度传感器Qc,湿度传感器Sc,二极管
Cc1、二极管Cc2、二极管Cc3、二极管Cc4、二极管Cc5、二极管Cc6、电阻Rc1、调节电阻Rc2、调
节电阻Rc3、调节电阻Rc4、调节电阻Rc5、调节电阻Rc6、电阻Rc7、电阻Rc8、报警器Lc;

二极管Cc1和电阻Rc8串联连接;电阻Rc7和调节电阻Rc2串联连接,电阻Rc1和电阻Rc7
并联,再与调节电阻Rc2的滑动端及二极管Cc1控制端连接;电阻Rc1和电阻Rc7并联的一端
分别与控制装置连接,通过二极管Cc3与调节电阻Rc3滑动端连接,通过二极管Cc4与调节电
阻Rc4滑动端连接,通过二极管Cc5与调节电阻Rc5滑动端连接,通过二极管Cc6与调节电阻
Rc6滑动端连接;调节电阻Rc2用于调节检测组件的整体灵敏度;报警器Lc与控制装置连接;

强光传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc3接地,调节电阻Rc3调节强光传感
器的灵敏度;烟雾传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc4接地,调节电阻Rc4调节烟
雾传感器的灵敏度;温度传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc5接地,调节电阻Rc5
调节温度传感器的灵敏度;湿度传感器一端连接电源,另一端通过调节电阻Rc6接地,调节
电阻Rc6调节湿度传感器的灵敏度;烟雾传感器,强光传感器,温度传感器,湿度传感器分别
感应的烟雾量,强光量,温度量,湿度量,并将烟雾量,强光量,温度量,湿度量传输至控制装
置;当接收烟雾量,强光量,温度量,湿度量超出预设值时,将超出数据信息发送给控制装
置,控制装置接收超出数据信息并通过无线通信装置传输至上位机,同时当烟雾量,强光
量,温度量,湿度量任一量超出预警值时,控制装置控制语音播报器4发出报警声;

这样,当烟雾量,强光量,温度量,湿度量任一量超出预警值时,控制装置控制语音播报
器4发出报警声,可以提醒使用者当前环境处于预警状态。同时控制装置可将烟雾量,强光
量,温度量,湿度量超出预设值通过无线通信装置传输至上位机,使上位机的管理人员实时
了解现场环境情况信息,以便及时作出正确指挥,保护人员安全。

制氧装置2包括:固定板20,固定板20上安置有制氧机构、输气管21、氧气缓冲室
22、呼吸嘴23、氧气净化室24、制氧控制开关25;

固定板20的四个顶点设有四个安装按扣31,四个安装按扣31与衣服本体的背部可拆卸
连接;

制氧机构通过输气管21与氧气缓冲室22连接,氧气缓冲室22通过输气管21与氧气净化
室24,氧气净化室24通过输气管21与呼吸嘴23连接;

制氧机构包括:制氧壳体26,制氧壳体26内设有多个制氧仓27,靠近制氧壳体26内壁设
有输氧通道28,每个制氧仓27的出氧口分别与输氧通道28连接,每个制氧仓27的出氧口上
设有出氧电磁阀,制氧壳体26上设有壳体出氧口29,壳体出氧口29上设有出氧传感器;所述
氧气净化室内盛有水,在水面上覆有阻水透气膜。

所述氧气缓冲室内设有多个氧气隔板,氧气隔板交错排列布置。制氧仓27包括:过
氧化钠仓和水仓;过氧化钠仓和水仓之间设有隔板,隔板上设有连通孔,连通孔上设有制氧
电磁阀;过氧化钠仓内部设有过氧化钠,水仓内部设有水;制氧控制开关分别与出氧传感
器、出氧电磁阀、控制装置和制氧电磁阀电连接;

制氧控制开关包括:制氧开关、出氧量感应模块、出氧电磁阀控制模块、制氧电磁阀控
制模块、出氧量传输模块;所述出氧量感应模块用于接收出氧传感器感应的出氧量;所述制
氧开关用于接收使用人员的控制开关指令;制氧开关可以采用按钮开关。所述制氧电磁阀
控制模块用于当制氧开关用于接收使用人员的开启制氧指令时,控制打开一个制氧电磁
阀,使过水仓内的水流入过氧化钠仓,水和过氧化钠反应产生氧气,并在预设的时间间隔逐
一打开制氧电磁阀,使过氧化钠和水混合制氧;预设的时间间隔根据制氧机构的体积大小
承装氧气量来决定,这里不做具体限定。

所述出氧电磁阀用于当制氧电磁阀打开后,控制出氧电磁阀打开,使氧气流至输
氧通道,并流出制氧机构;所述出氧量传输模块用于将出氧传感器感应的出氧量传输至控
制装置。

这样烟雾量,强光量,温度量,湿度量任一量超出预警值时,控制装置控制语音播
报器4发出报警声的同时,电工可以戴上呼吸嘴23吸氧。在一些低氧环境下,如电缆隧道,或
具有有毒气体的环境内部进行作业时,如果出现紧急情况,可以戴上呼吸嘴23吸氧。开启制
氧开关,使过水仓内的水流入过氧化钠仓,水和过氧化钠反应产生氧气。电工将呼吸嘴23对
准口部进行吸氧。

分别与控制装置3连接用于海拔高度传感模块12,生理检测模块13,储存模块14,
无线通信模块15,关节活动数据采集模块16,肌电数据采集模块17,体温传感器18, GPS定
位模块19,加速度传感模块20,超声波探测模块21、触摸屏22;

海拔高度传感模块12用于感应电工当前的海拔高度信息并将所述海拔高度信息发送
至控制装置3,控制装置3根据海拔高度信息通过语音播报器播报当前海拔高度提醒电工作
业;

所述加速度传感模块20用于获取电工当前的运动速度信息,并将运动速度信息发送至
控制装置,控制装置通过语音播报器播报当前运动速度;

所述超声波探测模块21包括超声波声呐和超声波反馈接收器,超声波探测模块用于对
设定方向的物体进行探测,获取并判定是否存在障碍物情况;

所述生理检测模块13用于检测电工生理参数,包括全部采用无创传感器、检测血压、血
流量、心率,生理检测模块将检测的生理参数发送至控制装置;

关节活动数据采集模块16和肌电数据采集模块17用于检测电工的动作幅度、动作速
度、动作力度和动作轨迹;关节运动数据用以指示具体关节的变化程度,即弯曲和转动的幅
度、速度、轨迹,肌电数据为EMG 传感器实时采集肌肉和周围神经的生物电信号,获得人体
运动中的肌肉运动变化的生理信息数据,即肌电数据,该肌电数据反映肌肉的收缩和舒张
情况,该肌电数据结合肌肉控制的关节处的关节运动数据能由控制器得出相应人体动作的
动作幅度、动作速度、动作力度和运动轨迹,并将上述数据发送至控制装置,控制装置根据
关节活动数据采集模块和肌电数据采集模块发送的数据,判断当前电工是否处于疲劳状
态;

体温传感器18分别设置在衣服本体的腋下、上臂、手腕处测量体温,并将检测的体温传
输至控制装置,当电工的体温超出阈值时,语音播报器发出报警提示,防止电工带病作业;

GPS定位模块19用于对衣服本体所处的位置进行定位,并将定位信息发送至控制装置;

储存模块14用于储存衣服本体各模块采集的数据信息,及控制装置发出的控制信息;

无线通信模块15用于根据控制装置的控制指令与外部设备建立无线通信交互;

触摸屏22用于显示衣服本体各模块采集的数据信息;

控制装置3与无线通信模块15之间设有信号放大模块和滤波电路;信号放大模块用于
将通过无线通信模块发送的数据进行信号放大,滤波电路用于对无线通信模块发送的数据
进行滤波;

所述信号放大模块包括:放大电阻Rfd1、放大电阻Rfd2、放大电阻Rfd3、放大电阻Rfd4、放大
电阻Rfd5、放大电容Cfd1、放大电容Cfd2、放大电容Cfd3、放大电容Cfd4、放大二极管Dfd1、放大二
极管Dfd2、放大三极管Qfd1、放大电感Lfd;

信号滤波模块将采集的信号进行滤波后输入至所述信号放大模块,R1起到隔离作用,
放大电感Lfd;和放大电容Cfd1组成了并联谐振回路,有效的吸收衰减,还以中心频率为基准
对采集信号进行扩频,放大电容Cfd1为2nF至3nF,放大电感Lfd ,L为1.5mH至2mH,在这个范围
内具有良好的选频回路,提高载波的灵敏度;放大二极管Dfd1、放大二极管Dfd2钳位在1V至
1.5V之间,经放大电容Cfd2引到放大三极管Qfd1发射极上,进行信号的放大,在经过放大后,
经由放大电容Cfd4输出进行后续处理;

滤波电路包括:电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R17、调节电位器
R14、调节电位器R18、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6以及四个运算放大
器。

滤波电路具有滤波、放大、反馈、调节、反馈功能的运算放大器和具有调节功能的
调节电位器R14、调节电位器R18。其中,调节电位器R14、调节电位器R18用于调节电路的品
质因数作用,品质因数越大,阻带宽度越窄,选频特性越好,滤除工频干扰效果越好。而且针
对工频二次谐波有很好的抑制作用,滤波电路包含了两个窄带阻带中心频率,两个都可以
实现独立可调值。这样实现了二次滤波作用,保证采样信号的精准性。

触摸屏内部设有二维码图像获取模块、二维码图像识别模块、认证密码执行模块、
二维码生成模块;触摸屏上设有摄像头;

所述触摸屏还用于显示生成的二维码;

所述二维码图像获取模块用于通过摄像头对外部终端上显示的二维码图像进行扫描,
获取该终端所生成的二维码图像;

所述二维码图像识别模块用于对获取到的二维码图像进行解码,以获取所述二维码图
像的交互信息密文;

所述认证密码执行模块用于按照预设的解密算法对交互信息密文进行解密,并按照预
设的加密算法和计算密钥,生成认证密码,并把该认证密码输回至触摸屏,使触摸屏进行密
码验证,如果密码验证正确,触摸屏与该终端完成配对,使电气安全防护装与该终端进行数
据交换;

所述二维码生成模块用于通过预设的加密算法和计算密钥,生成配对二维码,在触摸
屏上显示,终端进行扫描配对;

衣服本体上还设置有通信卡服务模块和数据安全模块;所述通信卡服务模块用于安置
SIM卡,使数据采集单元连接GSM网络,通过GSM网络进行通信;

所述无线通信模块还用于在接收到上位机发送的网络连接检测信号时,根据上位机网
关IP 地址发出检测命令,检测是否接收到发出检测命令后返回的应答;若接收到返回的应
答,则使无线通信模块与上位机建立网络连接;若没有接收到返回的应答,则无线通信模块
与上位机断开网络连接;

控制装置还用于当无线通信模块与上位机断开网络连接时,通过所述通信卡服务模块
的GSM网络向上位机发出建立网络连接信号。

这样设置通信卡服务模块可以通过GSM网络与上位机通信连接。并且为了提高安
全性和及时性,无线通信模块通过应答和反馈与上位机通信连接。这个功能既可以起到心
跳的作用,即为在间隔的时间段内,向上位机发出信号并得到反馈,以证明二者连接正常。

供电电池变压模块包括:至少三个变压电路;变压电路包括:变压器T1、与变压器
T1连接的整流桥DG1,电容Cd1、电容Cd2、电容Cd3、电容Cd4、稳压芯片Ud、电阻Rd、发光二极
管Ld;

供电电源对整个监控过程是否正常运行起着至关重要的作用,为了避免由于电源电路
引起或者通过电源电路引入的外部干扰引起,供电电池变压模块将供电电池的供电电压变
为模块需要的工作电压,并通过稳压芯片Ud进行稳压,通过电容Cd1、电容Cd2、电容Cd3、电
容Cd4进行滤波,从而保证供电电压的稳定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。

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本发明提供一种基于供配电维修作业的电气安全防护装,包括:衣服本体,制氧装置,控制装置,与控制装置连接用于检测环境数据的检测组件,还有通信卡服务模块可以通过GSM网络与上位机通信连接。并且为了提高安全性和及时性,无线通信模块通过应答和反馈与上位机通信连接。这个功能既可以起到心跳的作用,即为在间隔的时间段内,向上位机发出信号并得到反馈,以证明二者连接正常。在电缆隧道,或具有有毒气体的环境内部进行作业时。

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