一种面向两轮骑手的智能防护装备系统及其控制方法与流程

本发明涉及个人安全防护装备及智能穿戴设备，特别涉及一种面向两轮骑手的智能防护装备系统及其控制方法，尤其适用于外卖骑手、摩托车骑行者等两轮车驾驶者，该系统中综合集成了头盔类制品、个人温控服装以及太阳能供电置物装置等相关技术。

背景技术：

1、随着即时配送行业和两轮车出行需求的持续增长，以外卖骑手为代表的骑手群体规模不断扩大，骑手长时间在复杂的道路环境中骑行作业，普遍面临安全风险高、工作强度大、环境适应性差等多重挑战。目前，美团、饿了么等头部企业已开始推广智能头盔产品，截至2025年6月，美团智能头盔累计投放量已突破100万顶。

2、现有技术中，针对上述骑手群体的智能装备存在以下主要不足：

3、（1）功能碎片化，缺乏系统集成：现有技术主要集中于单一头盔功能的改进，例如：公开号为cn119586829a的专利公开了一种外卖骑手智能头盔，通过蓝牙感应件和下颚移动控制手机接听或挂断电话；部分智能头盔具备语音交互、导航播报和碰撞检测等功能。然而，现有技术尚未提供将头盔、身体防护、温控和供电进行系统性整合的完整解决方案。

4、（2）温控能力不足：骑手需在夏季高温和冬季严寒环境下长时间作业。传统头盔多采用被动式通风结构，降温效果有限；风冷式降温帽通过风扇引导气流直吹头部，但气流长时间直吹易造成头部不适，降温深度不足。现有空调服主要依赖冰袋降温或风扇通风，冰袋冷却时间有限且无法精准控温，单纯风扇通风在高温下降温效果有限。公开号为cn119606099a的专利提出了一种半导体导管送风式制冷头盔，但其电源集成在头盔上，增加了头盔自重，长期佩戴舒适性差。

5、（3）安全防护功能有限：现有智能头盔的碰撞检测功能主要侧重于跌倒检测和自动求救，但未将气囊保护技术集成至骑手身体防护装备中。公开号为cn120694462a的专利提出了一种行车防护装置，在头盔上设置气囊，但头部气囊防护范围有限，无法对骑手躯干提供缓冲保护。

6、（4）镜片功能单一：现有头盔镜片多为手动切换的双层镜片结构或固定遮光度镜片，骑手在进出隧道、遭遇强光或夜间骑行时需手动操作，分散注意力并存在安全隐患。此外，镜片在温差较大时极易起雾，传统防雾贴膜或手动擦拭无法从根本上解决问题，冬季骑行时因雾气遮挡视线引发的安全风险尤为突出。

7、（5）供电续航瓶颈：智能装备的续航能力是制约功能丰富度的关键瓶颈。现有产品将电池集成在头盔内部，既增加佩戴重量，又限制了功能扩展空间。部分专利虽涉及太阳能头盔供电，但发电面积有限，难以支撑大功率温控设备的长时间运行。

8、（6）储物与装备分离：现有两轮配送车辆的后备箱仅作为独立储物容器使用，未与骑手穿戴装备形成功能联动，占用了车辆空间却未对骑手作业体验产生直接改善作用。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术存在的技术问题，为此，提供了一种面向两轮骑手的智能防护装备系统及其控制方法。该系统通过智能头盔、智能控温防护服和多功能供电后备箱的有机组合，实现智能导航调度、环境自适应视野调节、全身主动温控、气囊安全防护、集中式供电、镜片自动除雾和基础储物功能的一体化解决方案，在保障骑手安全舒适的同时兼顾物品运输需求，全面提升骑手的出行安全性和工作舒适度。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、（一）系统总体架构：

4、本发明提供的智能防护装备系统包括三个核心模块：智能头盔、智能控温防护服和多功能供电后备箱。多功能供电后备箱作为系统的能源中心和气流动力中心，通过快接气路和电路接口分别与智能头盔和智能控温防护服可拆卸连接，实现集中供电、集中产气，有效减轻头盔和防护服的自重。

5、（二）智能头盔模块：

6、智能头盔包括头盔壳体，以及设置在头盔壳体上的可拆卸定位导航模块、蓝牙通讯模块、自适应智能镜片模块和头盔风冷空调模块。

7、（1）可拆卸定位导航模块：采用模块化设计，可根据骑手需求选配安装。该模块集成gps/北斗双模定位单元、惯性导航辅助单元和移动通信单元，通过无线通信网络与远端服务器（例如外卖配送平台）实时交互。模块具备以下功能：①智能调度——在外卖配送场景下，接收平台派单信息并语音播报；②精准路线提示——针对复杂路段（如老旧小区、窄巷、无明确门牌号区域）提供高精度导航和语音指引，惯性导航辅助单元可在gps信号弱时维持定位连续性；③意外上传——当检测到骑手在异常区域停留超过设定时长，或接收到气囊触发信号时，自动向远端服务器或预设紧急联系人上传位置信息和事件类型。

8、（2）蓝牙通讯模块：集成于头盔两侧耳部位置，与骑手手机蓝牙连接，实现免提通话和语音导航播报，骑手无需额外佩戴入耳式耳机，减少耳部压迫不适。

9、（3）自适应智能镜片模块：包括镜片基体、光电传感器阵列、电致变色层、驱动电路和除雾加热单元。光电传感器阵列实时检测环境光照强度和光线类型（如强日光、隧道暗光、夜间对向远光等），同时集成温湿度传感器以监测镜片内侧的起雾风险；驱动电路根据检测结果向电致变色层施加相应驱动电压，实现镜片在透明模式、防晒模式和夜视增强模式之间的自动无缝切换。当温湿度传感器检测到镜片内侧接近露点温度或相对湿度超过预设阈值时，除雾加热单元自动启动，利用头盔风冷空调模块引入的经调温处理气流或内置的微加热元件对镜片进行均匀加热，消除或预防雾气凝结。该设计使骑手无需手动操作，视野始终保持清晰无雾的最佳状态，显著提高骑行安全性。

10、（4）头盔风冷空调模块：包括设置在头盔壳体内表面的气流分配风道、与气流分配风道连通的进气接口，以及温度传感器。气流分配风道采用多孔道结构设计，将冷/热气流均匀引导至骑手头顶和前额区域，并可为上述除雾加热单元提供调温气流。进气接口通过快接气路与后备箱的高压气泵出气口连通，头盔自身不设置制冷/制热装置和电池，大幅减轻头部负重。

11、（三）智能控温防护服模块：

12、智能控温防护服包括服装本体、设置在服装本体内表面的半导体制冷/制热单元阵列、温度传感器、控制模块，以及气囊保护模块。

13、（1）温控方案设计：提供两个版本供选择。版本一为独立工作版，服装本体内置半导体制冷/制热单元阵列和小容量辅助电池，采用半导体制冷片利用珀尔帖效应实现主动降温或升温，在阳光照射条件下外界温度越高制冷效果越显著。骑手直接穿戴即可使用，无需连接后备箱气路。版本二为智能联动版，在版本一基础上增设与后备箱联动的快接气路接口和无线通信模块，控制模块通过无线方式接收后备箱主控单元发送的目标温度指令，协同调控半导体制冷/制热单元的工作电流，并通过快接气路引入经调温处理的气流，实现全身温度均匀调节。

14、（2）气囊保护模块：包括折叠收纳于服装本体夹层内的可充气气囊、压缩气瓶、电控触发阀和惯性测量单元（imu）。imu实时采集骑手的姿态加速度和角速度数据，控制模块运行碰撞检测算法，当检测到加速度或角速度变化率超过预设碰撞/侧翻阈值时，输出触发信号至电控触发阀，压缩气瓶内的高压气体瞬间释放，使气囊在预设时间（优选为50-100ms）内完成充气展开。气囊展开后覆盖骑手胸部、背部和肩部等关键部位，有效缓冲撞击力，减少身体撞击带来的损伤。优选地，头盔和控温防护服共享imu数据，当任一方检测到异常状态时均可触发气囊，提高检测可靠性和响应速度。

15、（四）多功能供电后备箱模块：

16、多功能供电后备箱包括箱体、铺设于箱体外表面的柔性太阳能电池板、设置于箱体内的储能电池组、高压气泵、半导体制冷/制热装置和主控单元。

17、（1）储物与设备分区设计：箱体内部空间由隔板划分为上下两层或前后两区，其中储物区用于放置外卖餐盒、包裹或个人行李等物品，容积与传统配送箱相当；设备区独立封闭，用于安装供电及气流供应组件，确保电气设备与货物隔离，保证安全。

18、（2）太阳能供电系统：柔性太阳能电池板铺设于后备箱顶部外表面，充分利用外卖配送车辆在日间作业时的光照资源，将太阳能转化为电能存储于储能电池组中。主控单元具备智能电源管理功能，根据各模块的实时功耗和电池剩余电量进行动态功率分配。

19、（3）集中式气流供应系统：高压气泵产生高压气流，经半导体制冷/制热装置进行温度调节后，通过快接气路分别输送至智能头盔的头盔风冷空调模块和智能控温防护服的内部气流通道。半导体制冷/制热装置采用可逆工作模式设计，通过改变工作电流方向实现在制冷与制热模式之间切换。主控单元根据头盔和防护服分别反馈的温度数据，独立控制各路输出气流的温度和流量，实现头盔和身体的分区精准温控。

20、（4）减重设计优势：将电池组、高压气泵和制冷/制热装置全部集中于后备箱内，智能头盔仅保留气流分配风道，控温防护服仅保留半导体制冷/制热单元阵列（版本一）或气流接口（版本二），大幅减轻骑手头部和身体的负重负担，显著提升长时间作业的佩戴舒适性。

21、一种面向两轮骑手的智能防护装备系统的控制方法，包括：

22、系统上电后，主控单元执行自检程序，确认各模块通信正常、电池电量充足、气路压力正常；

23、可拆卸定位导航模块从远端服务器接收调度及导航信息，通过蓝牙通讯模块语音播报提示信息，并自动规划最优路线；

24、当骑手进入gps信号弱的区域时，惯性导航辅助单元自动启动，连续性跟踪实时位置；

25、自适应智能镜片模块根据环境光照变化自动切换镜片模式，并实时监测镜片内侧温湿度，在起雾风险出现时自动启动除雾功能；

26、头盔风冷空调模块和智能控温防护服持续向主控单元反馈温度数据，主控单元根据设定目标温度动态调节气流温度和流量，维持骑手头部和身体的舒适温度；

27、当骑手遭遇突发碰撞或侧翻事故时：惯性测量单元检测到加速度和角速度变化率超过阈值，控制模块在10ms内完成事件判定并输出触发信号，电控触发阀导通，可充气气囊在80ms内完成充气展开，形成保护缓冲层；同时，意外事件自动上报单元通过移动通信模块向远端服务器或预设紧急联系人发送事故位置和事件类型，便于及时调度救援；

28、出行结束后，骑手断开快接气路和电路接口，系统进入待机状态；太阳能电池板在日间持续为储能电池组补充充电，为下一次出行循环储备电能。

29、相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：

30、（1）系统性集成：首次将智能导航调度、环境自适应视野调节、全身主动温控、气囊安全防护、集中式供电、镜片自动除雾和基础储物功能集成为一体化系统，填补了骑手智能防护装备领域的系统级解决方案空白。

31、（2）安全性能显著提升：自适应智能镜片具有自动切换模式和自动除雾功能，使骑手始终保持清晰无雾的最佳视野；气囊保护模块利用imu碰撞检测技术，在50-100ms内完成气囊展开，有效缓冲撞击力；意外上传功能确保紧急情况下及时获得救援。

32、（3）出行与工作效率提升：可拆卸定位导航模块支持复杂路段的精准导航和智能派单调度，蓝牙通讯模块实现免提通话，减少骑手操作手机的时间，综合综合提升出行与工作效率。

33、（4）全天候舒适体验：头盔风冷空调与控温防护服协同工作，适应-10℃至40℃宽温域环境，彻底解决夏季闷热、冬季寒冷的行业痛点，并有效防止镜片起雾。

34、（5）轻量化减重设计：将电池、气泵和制冷/制热装置集中布置于后备箱，通过快接气路和电路接口供能，智能头盔和控温防护服自重大幅降低，适合长时间佩戴。

35、（6）绿色节能：太阳能电池板利用日间光照补充充电，减少更换电池或市电充电的频率，延长系统续航时间，符合绿色低碳理念。

36、（7）储物功能整合：后备箱在承载智能装备供电与温控核心功能的同时，保留了传统置物箱的储物能力，不额外占用车辆空间，实现一箱多用。

37、下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。