Шахтерская защитная каска с индивидуальной радиосвязью Советский патент 1992 года по МПК A42B3/00 

Изобретение относится к устройствам шахтной радиосвязи индивидуального использования v предназначено для применения в очистных и подготовительных забоях угольных и других шахт, где должны быть предусмотрены меры индивидуальной защиты для предотвращения травмирования головы абонента при выполнении им технологических операций падающими кусками горной массы или другими предметами в стесненных условиях горных выработок.

Устройство может быть использовано в других отраслях промышленности, где необходимо применение индивидуальных средств связи в условиях повышенной опасности для абонента (строительство, монтажные работы и цо.).

Известна защитная каска (шлем), с вмонтированной в нее профессиональной связной радиостанцией, освобождающая

руки абонента при выполнении им техноло гических операций, для военного и гражданского применения фирмы Antophon (Швейцария), в которой телефонный капсюль крепится к корпусу каски при помощи специального кронштейна, значительно выступает за габариты каски и прикрывает ушную раковину абонента. Такая конструкция каски с радиостанцией позволяет создать необходимое звуковое давление полезного телефонного сигнала за счет поднесения телефонного капсюля непосредственно к ушной раковине абонента и применения наушника, который маскирует производственные шумы, что недопустимо в зонах повышенной опасности, какими являются забои угольных шахт, и затрудняет использование такой защитной каски.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению я vj vj 00 Ч)

ляется каска с радиостанцией забойной аппаратуры сигнализации, связи и блокировки типа EST-2 фирмы Tesla (ЧССР).

Недостатками известного устройства являются: необходимость выкоса за габариты корпуса каски телефонных капсюлей с целью их размещения в непосредственной близости к ушной раковине абонента для создания необходимого уровня звукового давления полезного сигнала, малое отношение полезный звуковой сигнал/шум вследствие отсутствия акустической системы, обычно придаваемой излучателям звука (наушники), маскировка производственно-технологических шумов оснасткой, в которой размещаются телефонные капсюли, прикрывающей ушные раковины абонента, что недопустимо в горных выработках и особенно в очистных и подготовительных забоях угольных шахт, т.к. это ослабляет бдительность абонента, который должен реагировать на шумы и звуки близкой или приближающейся опасности, увеличен-ные габариты каски.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков известного устройства - прототипа, а именно,увеличение звукового давления полезного акустического сигнала, повышение звукового давления полезного акустического сигнала, повышение отношения сигнал/шум около передней части ушной раковины абонента, уменьшение габаритных размеров каски при отсутствии маскировки производственных шумов.

Для достижения поставленной цели, корпус каски, в специальные полости которого вмонтирован радиоприемник с антенной, выход которого подключен к телефонному капсюлю, дополнительно снабжен акустическими каналами, выполненными, например, в виде изогнутого плоского рупора, являющимися элементами корпуса каски и соединяющими телефонный капсюль с местом расположения передней части ушной раковины абонента при размещении каски на голове последнего, причем поперечное сечение касочных акустических каналов большей площади находится со стороны ушной раковины абонента, а меньшей - у телефонного капсюля, который размещен в корпусе каски; при размещении телефонного капсюля в вершине купола корпуса каски, акустические каналы могут быть выполнены открытого или полуоткрытого типа без внутренней стенки в полости каски,

Совокупностью существенных отличительных признаков предлагаемого изобретения, при исключении любого из которых

невозможно получить положи гельный эф фект являются:

наличие в корпусе шахтерской защитной каски акустических каналов, являющихся неотъемлемыми элементами корпуса каски, и размещение телефонных капсюлей непосредственно в корпусе каски;

направление и расположение акустических каналов в корпусе таким образом, что

они соединяют место расположения телефонного капсюля с передней частью ушной раковины абонента, обеспечивающая трансляцию сигналов речи с малыми потерями;

форма акустических каналов, расширяющаяся от телефонного капсюля к ушной раковине абонента, например, по экспоненциальному закону.

Без наличия акустических каналов в каске невозможно отнести телефонные капсюли от ушной раковины абонента, разместить их непосредственно в корпусе каски, и уменьшить габаритные размеры последней, т.к. не будет достигнуто необходимое звуковое давление перед ушной раковиной абонента, при котором возможно превышение полезного сигнала над посторонним шумом для уверенного восприятия речи.

Направление и расположение акустических каналов в корпусе каски обеспечивает соединение по акустическому сигналу телефонных капсюлей и место расположения передней части ушных раковин абонента, т.к.

только такое направление и размещение акустических каналов обеспечивает трансляцию с малыми потерями звуковых сигналов речи от телефонных капсюлей к ушной раковине абонента.

Расширяющееся поперечное сечение акустических каналов в корпусе каски в направлении от телефонных капсюлей к ушной раковине абонента позволяет при размещении телефонных капсюлей в каске

получить в месте расположения ушной раковины абонента при размещении каски на головке последнего необходимые уровень полезного звукового сигнала и отношение сигнал/шум для уверенного восприятия речи,

Исключение любого перечисленного существенного признака из совокупности делает предлагаемое устройство нерабо- тоспособным и не позволяет достичь положительный эффект.

При этом место корпуса каски, в котором размещен телефонный капсюль, существенного значения не имеет, поэтому в п.2 формулы на предполагаемое изобретение

ппедмзгэ tvipn Hi JM пиещрнич i-чпполя в куполе кчгки

Го же сапог касается и конструкции каналов, которые в случае размещения капсюля в корпусе каг.ки могут быть выполнены полуоткрытого типа, т.к. сам корпус каски выполняет роль направленного звуковода.

На фиг.1 и 2 представлено предлагаемое устройство (дпз варианта).

Устройство состоит из шахтерской пластмассовой каски, в корпусе 1 который размещен радиоприемник 2 - радиост лции с антенной (на рисунке условно не показана) и телефонный капсюль 3. В корпусе каски 1 проложены акустические каналы 4. соединяющие телефонный капсюль 3-е местом расположения передней части ушной раковины абонента при размещении каски на голове последнего.

На фиг.1а,б показан вариант размещения телефонного капсюля 3 в козырьке каски и прокладка акустических каналов 4 вдоль полей корпуса 1 каски,

На фиг.2а,б показан вариант размещения телефонного капсюля 3 в куполе корпуса 1 каски и прокладка акустических каналов 4 по боковым (височным) поверхностям корпуса 1. Поперечное сечение акусти- ческих каналов 4 увеличивается в направлении от телефонного капсюля 3 к ушной раковине оператора. Телефонных капсюлей 3 может быть два; в этом случае к каждому телефонному капсюлю 3 прокладывается свой акустический канал 4, что несущественно для предполагаемого изобретения.

Акустические каналы имеют такие размеры и конфигурацию, которые обеспечивают сохранение кольцевого и вертикального безопасного зазоров.

Более того, в зависимости от технологии изготовления корпуса 1 каски и способа прокладки акустических каналов 4, последние могут выполнять роль ребер жесткости, служащие для повышения прочности корпуса 1 каски,

Устройство работает следующим образом.

При приемке высокочастотных модулированных сигналов радиоприемников 2 ка- сочной радиостанции, низкочастотные акустические сигналы речи воспроизводятся телефонным капсюлем 3 и по акустическим каналам 4, проложенным в корпусе 1 каски, поступает к месту расположения передней части ушной раковину абонента при расположении каски с радиостанцией на голове последнего, одноЕременно усиливаясь за счет увеличения поперечного сечения акустических каналов 4, которые могут быть

выполнены, нлпримрр « РИД тогкопммп гнутого рупорч

При размещении телефонного капсюля 3 в верхней части купола корпуса 1 каски

(фиг.2) акустические каналы могут быть выполнены открытого или полуоткрытого типа с отсутствующей или частично отсутствующей стенкой с внутренней стороны корпуса каски (на фиг.2 стенка акустического канала

0 показана пунктиром).

В этом случае акустические каналы 4 вместе с корпусом каски 1 образуют своеобразный рупор, усиливающий полезный звуковой сигнал выходного низкочастотного

5 сигнала радиоприемника 2 размещенного в каске.

Расположение телефонного капсюля выходного низкочастотного тракта приемника касочной радиостанции непосредст0 венно в корпусе каски, введение акустических каналов увеличивающегося поперечного сечения, проложенных в корпусе каски от телефонного капсюля к месту расположения передней части ушной рако5 вины абонента при расположении каски с радиостанцией на голове последнего, позволяет при ограниченной мощности низкочастотного выходного тракта радиоприемника касочной радиостанции - увели0 чить звуковое давление и получить необходимое отношение сигнал/шум для разборчивого восприятия разговорного сигнала, уменьшить габаритные размеры каски и повысить удобство использования каски с

5 радиостанцией, т.к. телефонные капсюли не выступают за габариты корпуса каски и не мешают восприятию производственно- технологических шумов в промежутках между приемом телефонных сигналов, т.е.

0 получить положительный эффект, который достигается при использовании предполагаемого изобретения.

Предлагаемая шахтерская каска с радиостанцией для индивидуальной связи

5 разработана и изготовлена в составе экспериментальных образцов комплекса радиосвязи, передачи информации и управления типа КРАС для автоматизированных комплексов угольных шахт.

0 Аппаратура высокочастотной индивидуальной связи типа КРАС с использованием предлагаемого устройства успешно прошла стендовые и шахтные испытания.

Испытания показали, что при использо5 вании в качестве телефонных капсюлей ДЭМШ-1а (2 шт.), их размещении в каске и прокладке предлагаемых акустических ка- налоа в описанной выше конструкции шахтерской каски с радиостанцией для индивидуальной связи позволяет получить

около ушной раковины абонента звуковая давление с упорном 75 80 дЬ в зависимости от конфигурации акустических каналов и их ряспопожения в корпусе каски.

Годовой экономический эффект от применения предполагаемого изобретения в составе одного комплекта аппаратуры радиосвязи комплекса КРАС (5 касочных радиостанции) составляет более 5 тыс. руб.

На основании стендовых и шахтных испытаний аппаратуры связи комплекса КРАС разработано техническое задание (в том числе и на шахтерскую каску для индивидуальной радиосвязи) на проведение ОКР и серийный выпуск аппаратуры.

За базовый объект принята профессиональная связная радиостанция, вмонтированная в защитную каску (шлем) фирмы Antophon (Швейцария).

Преимущества заявляемого технического решения по сравнению с базовым образом состоят в том, что за счет соответствующей конструкции каски с встроенной радиостанцией увеличивается звуковое давление и достигается необходимое отношение сигная/шум для разборчивого восприятия разговорного сигнала уменьшаются габариты шахтерской защит-, ной каски с радиостанцией и не маскируются производственные шумы.

Повышается удобство использования каски с радиостанцией при осуществлении индивидуальной радиосвязи.

0

Обществен но-полез мое преимущество заключается в том, что повышается безопасность работы шахтеров в шахтах опасных по газу и пыли, внезапным выбросам, т.к. непосредственно каждому шахтеру, снабженному каской с размещенным в ней приемником подается предупредительный сигнал о включении или начале перемещения забойных машин и механизмов, а также сигналы аварийного оповещения и одновременно не маскируются производственные шумы.

Формула изобретения

Шахтерская защитная каска с индивидуальной радиосвязью, включающая радиоприемник с антенной, вмонтированной в корпус каски и соединенной с телефонным капсюлем, отличающаяся тем, что, с

целью увеличения звукового давления полезного акустического сигнала и повышения отношения сигнал/шум, корпус каски дополнительно снабжен акустическими каналами, выполненными в теле каски в виде

плоского изогнутого рупора для обеспечения соединения телефонного капсюля с местом расположения передней части ушной раковины абонента при размещении каски на его голове поперечное сечение акустических каналов большей площади находится со стороны ушной раковины абонента, а меньшей - у телефонного капсюля, который размещен в корпусе каски.

Использование в качестве средства индивидуальной защиты. Сущность изобретения1 шахтерская защитная каска с индивидуальной радиосвязью включает радиоприемник с антенной, вмонтированной в корпус каски и соединенной с телефонным капсюлем. Корпус каски дополнительно снабжен акустическими каналами, выполненными в виде плоского изогнутого рупора для обеспечения соединения телефонного капсюля с местом расположения передней части ушной раковины абонента при размещении каски на его голове. Поперечное сечение акустических каналов большей площади находится со стороны ушной раковины абонента, меньшей - у телефонного капсюля, который размещен в корпусе каски, 2 ил.

$

Pui.-f

9ur.2