一种火灾应急防护头盔技术领域
本发明涉及一种防护头盔，具体涉及一种火灾应急防护头盔。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，工业化和城市化步伐的快速推进，城镇火灾事故
频出，伤亡及损失也在不断增加。在火灾逃生过程中，完善的火灾现场防护装置对受灾人员
的生命财产保障十分重要。然而，现有的火灾报警系统仅具备发出报警信号功能，不能实时
评估受灾人员周边的火势信息，无法实时提供逃生指导意见、规划相对安全的逃生路线，无
法有效地辅助被困人员逃生。目前国内所采用的民用消防装备主要为火灾逃生面具，不具
备抗冲击性，无法对紧急情况下的受灾人员提供应急防护。
在火灾现场，不可燃材料会失去固有的机械强度，发生变形或毁坏，如建筑物壁
体、天花板崩裂、剥离、钢骨支梁弯曲，钢筋混凝土裂化、掉落。坠落物对受灾人员头部构成
极大威胁。颅骨是脑部结构中最重要最脆弱的部分，受强冲击会造成严重脑震荡等致命伤
害，且冲击超过头部的耐受极限，会造成人的颅骨骨折危及生命。火灾现场的飞溅物对受困
人员的面部伤害也很大。物体破碎时飞溅物进入眼内或冲击面部造成伤害。固体异物高速
飞出，甚至会导致严重的眼球破裂和面部皮肤破裂等损伤。
火灾中阻碍逃生的主要因素是烟气毒性、热、烟气视觉影响和坠落物。其中有毒烟
气的吸入又最为致命。由于烟气毒性的威胁，阻碍了人员安全疏散和消防队的灭火救援行
动，导致了巨大的人员伤亡和财产损失。随着材料科学的发展,新型材料不断涌现，火灾烟
气中的有毒成份及含量变得更为复杂。同时，伴随着建筑业的发展，高层建筑和地下建筑
(如公共娱乐场所、商厦货场和仓库等)也越来越多。发生火灾时，由于地形复杂逃生不便，
有毒烟气对人体造成伤害的几率也大为增加。
发明内容
本发明提供一种火灾应急防护头盔，平时呈收缩状态放置在安装盒内，在火灾发
生时能够立即充气呈展开状态，成为具有抗冲击性的防护头盔。
本发明的技术方案如下：
一种火灾应急防护头盔，包括外罩、可折叠式抗冲击机构、安全气囊、呼吸器具和
安装盒，所述外罩由软性材料制成，设有眼窗和脖套；所述可折叠式抗冲击机构包括片件、
口型异形接头和三角异形接头，所述片件两两交叉连接在一起形成剪叉结构，剪叉结构之
间串联在一起并通过口型异形接头串并联在一起形成桁架结构，所述桁架结构之间由所述
剪叉结构通过三角异形接头与所述口型异形接头串并联在一起形成半球形可伸缩壳体；所
述安全气囊包括头顶气囊、后脑气囊、颈部气囊和连接气管，头顶气囊、后脑气囊和颈部气
囊通过连接气管相连；所述呼吸器具与所述外罩连接在一起，可折叠式抗冲击机构放置在
所述外罩内，所述头顶气囊与半球形可伸缩壳体中部内侧的口型异形接头及三角异形接头
连接在一起，所述后脑气囊放置在所述外罩内，所述颈部气囊穿过所述外罩放置在所述外
罩外面；所述安装盒内设有气瓶和充气开关，所述外罩、收缩状的可折叠式抗冲击机构、收
缩状的安全气囊和呼吸器具安放在所述安装盒内，收缩状的安全气囊通过所述充气开关与
所述气瓶相连；打开所述安装盒用于使所述充气开关启动，所述气瓶用于对收缩状的安全
气囊充气，充气的头顶气囊用于使可折叠式抗冲击机构展开撑起所述外罩。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述外罩由软质铝箔织物制成。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述片件两两交叉通过铆钉或螺栓副
连接在一起形成剪叉结构。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述口型异形接头的四边都设有转轴，
用于与所述片件连接。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述三角异形接头的三边都设有转轴，
用于与所述片件连接。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，包括外罩与所述可折叠式抗冲击机构
之间设有X型缓冲带。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述呼吸器具包括安装台腔体、滤毒罐
和电子鼻检测报警模块，电子鼻检测报警模块包括通信器材、控制板、电源、传感器、报警器
和雾灯；所述滤毒罐和电子鼻检测报警模块安装在所述安装台腔体上。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述传感器包括气敏传感器、温度传感
器和ADXL三轴加速度计。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述气敏传感器包括MQ-7一氧化碳传
感器，MQ-135毒气传感器和MG811二氧化碳传感器。
所述的火灾应急防护头盔，其优选方案为，所述通信器材为蓝牙发射器。
本发明的有益效果为：
1、本发明仿照啄木鸟头颅抗冲击结构，依据仿生学原理，采用硬质外壳-气囊-缓
冲带三层抗震结构，其中硬质外壳采用剪叉式桁架结构，由桁架多组串并联来构建的壳面
具有良好的抗冲击性能和可折叠性，机构灵巧，折叠状态占用空间小，重量小，能够快速展
开，当头盔完全展开时，外加力流由片件传递，由于结构限位，桁架机构处于死点受力状态，
片件组成的壳面可承受冲击力，便于佩戴并能提供有效保护；气囊具有良好的吸震、隔震性
能，采用分布式气囊结构，以空气作为介质增加气囊气体的稳定性；弹性X带具有缓冲作用。
由此构成的三层抗冲击结构能有效降低火灾坠落物、飞溅物以及摔倒对人体的损伤。
2、实时监测环境中有毒气体含量，对传感器检测的数据进行较为全面地分析，依
据逃生人员自身状况及周围环境情况，界定安全区域和非安全区域，当逃生人员被困时可
通过气体检测装置选择相对安全地点等待救援。紧急情况下(进入高危浓度区域和逃生人
员昏倒)及时警示和自动报警。配备了能够检测有毒烟气和温度的装置，且紧急情况下报警
形式多样醒目，报警器、雾灯和蓝牙-APP信息显示，提高逃生人员的生存率。
附图说明
图1为火灾应急防护头盔外部结构示意图；
图2为口型异形接头与片件的连接示意图；
图3为片件的剪叉结构相连及与口型异形接头串并联在一起的连接示意图；
图4为三角异形接头与片件的连接示意图；
图5为可折叠式抗冲击机构整体示意图；
图6为呼吸器具结构图。
具体实施方式
如图1-6所示，一种火灾应急防护头盔，包括外罩1、可折叠式抗冲击机构、X型缓冲
带、安全气囊、呼吸器具3和安装盒，所述外罩1由软质铝箔织物制成，设有眼窗2和脖套；所
述外罩1与所述可折叠式抗冲击机构之间设有X型缓冲带；
所述可折叠式抗冲击机构包括片件6、口型异形接头7和三角异形接头8，所述片件
6两两交叉通过铆钉连接在一起形成剪叉结构，所述口型异形接头7的四边都设有转轴，用
于与所述片件6连接；所述三角异形接头8的三边都设有转轴，用于与所述片件6连接；
两个剪叉结构之间串联在一起然后通过一对口型异形接头7与其它剪叉结构联结
在一起，共计通过八对口型异形接头7在水平方向组成第一圆环体构成底层架，其中呈十字
交叉分布的四对口型异形接头7上竖向安装四个剪叉结构，该四个剪叉结构的另一端安装
四对口型异形接头7构成中间架，构成中间架的四对口型异形接头7上竖向安装四个剪叉结
构，此四个剪叉结构的另一端共同安装在一对口型异形接头7上作为顶层架，从而形成桁架
结构，中间架的四对口型异形接头7上在水平方向分别安装剪叉结构，四对三角异形接头8
上面安装剪叉结构，其中每对三角异形接头8上面安装两个剪叉结构，中间架上在水平方向
的剪叉结构与所述三角异形接头8上的剪叉结构串联在一起组成第二个圆环体，所述四对
三角异形接头8通过剪叉结构与底层架上剩余的四对口型异形接头7联结在一起，从而形成
半球形可伸缩壳体；
所述安全气囊包括头顶气囊、后脑气囊、颈部气囊4和连接气管5，头顶气囊、后脑
气囊和颈部气囊4通过连接气管5相连；所述呼吸器具3与所述外罩1连接在一起，可折叠式
抗冲击机构放置在所述外罩1内，所述头顶气囊与中间架上内侧的口型异形接头7及三角异
形接头8粘接在一起，所述后脑气囊放置在所述外罩1内，所述颈部气囊4穿过所述外罩1放
置在所述外罩1外面；所述安装盒内设有气瓶和充气开关，所述外罩1、收缩状的可折叠式抗
冲击机构、收缩状的安全气囊和呼吸器具3安放在所述安装盒内，收缩状的安全气囊通过所
述充气开关与所述气瓶相连；
遇到火灾时，打开所述安装盒使所述充气开关启动，所述气瓶对收缩状的安全气
囊充气，充气的头顶气囊推动中间架上内侧的口型异形接头7及三角异形接头8向外移动，
由于结构限位，桁架结构处于死点受力状态，片件6组成的壳体可承受冲击力，可折叠式抗
冲击机构撑起所述外罩；
所述呼吸器具3包括安装台腔体11、滤毒罐12和电子鼻检测报警模块，电子鼻检测
报警模块包括蓝牙发射器、控制板、电源15、传感器、报警器和雾灯18；所述滤毒罐12和电子
鼻检测报警模块安装在所述安装台腔体11上；所述传感器包括气敏传感器、温度传感器17
和ADXL三轴加速度计；所述气敏传感器包括MQ-7一氧化碳传感器14，MQ-135毒气传感器13
和MG811二氧化碳传感器16。