智能安全帽的制作方法

1.本实用新型涉及一种智能安全帽，并尤其涉及具有增强现实(ar)显示器的智能安全帽。


背景技术：

2.随着智能可穿戴设备的兴起，越来越多的功能被集成到诸如手表、眼镜等的服装或饰品中，这些智能可穿戴设备可以起到诸如语音和数据通信、监控佩戴者或穿戴者的健康状况、获得佩戴者或穿戴者的位置等功能。
3.在工程领域，智能可穿戴设备尤其是智能安全帽也越来越受到重视，这些智能安全帽可以为佩戴者提供图像采集、语音通信、位置确定和导航、危险提示或报警等作用，从而在作为传统安全帽保护佩戴者的安全的同时，也为佩戴者提供多种辅助功能。这种智能工程头盔或智能安全帽在例如电力巡检、消防和煤矿等工地起到有益的作用。
4.在现有技术中公开了一种ar智能头盔，这种ar智能头盔包括光学显示组件，该光学显示组件包括光机，以向佩戴者提供显示信息，该光机能够在第一位置和第二位置之间转动，第一位置通常是工作位置，使得光学显示组件的光机位于佩戴者眼镜的前方，以便于佩戴者观看光机上显示的内容，并且在第二位置，光机可以收纳在智能头盔的壳体内设置的回收盒中。
5.但是，在这种ar智能头盔中，在光机处于第一位置时，光机位于佩戴者眼镜的正前方，这种位置尽管方便佩戴者观看光机显示的内容，但是，在佩戴者从事工作时，光机会阻挡佩戴者的视线，由此带来不便。
6.因此，在现有技术中，存在改进智能安全帽或智能头盔的需求。


技术实现要素：

7.本实用新型是针对现有技术中的上述问题做出，并且本实用新型的目的在于提供一种智能安全帽，通过本实用新型，可以提高智能安全帽的使用便利性。
8.根据本实用新型的一个方面，提供了一种智能安全帽，该智能安全帽包括帽壳、帽檐、和光机组件，所述光机组件设置在所述帽檐的下方并被构造成能够在至少三个位置之间转动，所述三个位置包括注视位置、抬头位置和收纳位置，在所述注视位置，所述光机位于佩戴者的左眼或右眼的正前方，以向佩戴者提供信息；在所述抬头位置，所述光机被向上转动离开所述佩戴者的直视视线，并且位于所述佩戴者抬眼能够观察到的位置，由此向所述佩戴者提供指导信息；以及收纳位置，在所述收纳位置，所述光机被收纳到所述帽檐内，以保护所述光机免受损坏。
9.在一个实施例中，所述帽檐下侧设置有可拆卸的封闭壳，在所述收纳位置，所述光机收纳在所述封闭壳内设置的凹陷中。
10.在一个实施例中，从所述注视位置到所述收纳位置，所述光机旋转大约100度至120度的角度。所述抬头位置是所述光机从所述注视位置向上旋转45度至60度范围内的角
度。
11.在一个实施例中，所述帽檐相对于水平面向上倾斜15度至30度的范围内的角度，并且优选地向上倾斜20度。
12.在一个实施例中，所述封闭壳包括上壳和下壳，所述上壳和下壳密封地拼合成所述封闭壳，并且控制电路容纳在该封闭壳中。所述凹陷形成在所述封闭壳的下壳内，所述光机可旋转地设置在该凹陷中。
13.在一个实施例中，控制器被构造成控制光机的显示，使得在所述光机处于注视位置时，控制器配置成导致所述光机显示第一信息，该第一信息包括佩戴者需要关注的信息，例如，包括当前的工作安排、注意事项、培训信息等信息；在光机处于所述抬头位置时，所述控制器被配置成导致所述光机显示第二信息，该第二信息例如包括对佩戴者工作的提示、指导或者指标或标准信息；在所述第三位置，所述控制器被配置成中断光机的电源。
14.在一个实施例中，所述智能安全帽还包括按键、麦克风、扬声器、摄像头。所述控制器配置成响应于佩戴者对按键的操作或者响应于麦克风采集到的佩戴者的语音命令，改变光机上显示的内容。
15.在一个实施例中，所述控制器还配置成根据摄像头获取的内容改变光机上显示的内容。
16.在一个实施例中，所述控制器还配置成将通过通信模块接收到的信息显示在光机上。
17.在一个实施例中，所述控制器还配置成在光机显示信息的同时，通过扬声器发出声音。
18.在一个实施例中，在所述注视位置，所述控制器配置成允许佩戴者通过安全帽与其他智能安全帽佩戴者或者控制中心进行视频交互。
附图说明
19.虽然本说明书以具体地指出并明确地要求保护被视为本实用新型实施例的内容的权利要求书结束，但在结合附图阅读时，可以根据本公开的实施例的某些实例的描述更容易地确定本公开的实施例的优势，在附图中：
20.图1是示出根据本公开的智能安全帽的透视图；
21.图2是示出根据本公开的智能安全帽的分解视图；
22.图3是示出光机在收纳状态的智能安全帽的侧视图；
23.图4是示出光机在注视状态下的智能安全帽的侧视图；
24.图5是示出光机在抬头位置下的智能安全帽的侧视图；
25.图6是示出光机安装位置附近的结构的透视图；
26.图7是示出光机的整体透视图；
27.图8是示出光机结构的分解透视图；以及
28.图9是示出光机转轴的位置的简图。
具体实施方式
29.下面参照附图，详细描述根据本实用新型的智能安全帽。虽然结合以上数个优选
实施例公开了本实用新型，然而其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
30.在下面的描述中，混合使用了安全帽、头盔或工程头盔等称谓，但是应该理解的是，这些称谓是同等含义，可以互换。使用的诸如前、向前或前部等方向性术语是指在智能安全帽被使用者正确佩戴时朝向使用者所面对的方向，而后、向后或者后端部等方向性术语是指佩戴者后脑所朝向的方向，而左、向左或左侧以及右、向右或右侧是指佩戴者的左手的方向和右手的方向。而对于安全帽而言，其内、向内或内部是指在安全帽被使用者佩戴时朝向佩戴者的头部的方向，而外、向外或外部是指与内、向内或内部相反的方向。
31.在下面的描述中以及在权利要求书中，使用了诸如连接、耦接、连通等术语，这些术语应该做宽泛解释，不仅包括一个元件与另一个元件直接连接、耦接、连通等，也包括一个元件和另一个元件通过中间元件连接、耦接或连通。在下面的描述中，采用了序数词“第一”、“第二”等，这些序数词的使用仅仅用于将一个元件与另一个元件区分开，而非用于表示某个元件的重要性，更不能理解为这个元件对本实用新型而言是必不可少的。
32.下面，参照附图，详细描述根据本公开的智能工程头盔或智能安全帽，要指出的是，智能工程头盔和智能安全帽在本说明书中是相同的含义，并且可以互换使用。要指出的是，在附图中，示出了根据本公开的一个实施例的智能安全帽，出于图示清楚的目的，这些附图并非按照比例绘制，并且也根据需要省略一些零件，应该理解的是，本公开不应局限于附图中示出的结构。
33.下面参照图1和图2，详细描述根据本公开的智能安全帽1的结构，其中，图1是根据本公开的智能安全帽的透视图，而图2是根据本公开的智能安全帽1的分解视图。
34.如图1所示，智能安全帽1包括帽壳100、下颌带200、后颈箍300、帽檐400和内衬500(见图2)。另外，在帽壳100的外表面上还设置有挂件，例如，前挂件601、上挂件602、侧挂件603、通用挂件604等，以根据需要在安全帽1上挂装其他装置，例如照明灯等。
35.帽壳100通常由金属、塑料、玻璃钢等材料制成，并且在帽壳上形成有加强筋，以提高帽壳100的强度。内衬连接在帽壳内部，并且与帽壳之间通常具有25
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50mm的间隙，以便当物体打击到安全帽的帽壳时，帽壳不会因受力变形而直接影响到佩戴者的头部。下颌带200的长度可以调节，以确保安全帽1牢靠地佩戴在使用者的头部上，后颈箍300同样起到定位的作用。
36.帽檐400和帽壳100是一体形成的，在帽檐400的下方，可拆卸地安装封闭壳700，该封闭壳700由上壳710和下壳720构成，并且上壳710和下壳720可拆开并可组合到一起，以构成一个封闭的空间，智能安全帽1的电子器件和控制电路(未示出)等设置在该封闭空间内。该封闭空间是密封的，以防止雨水、汗水、呼气中的水分等侵入并损坏其中的电子器件和控制电路等。通过将容纳电子器件和控制电路等容纳在封闭壳700内，并且将封闭壳700可拆卸地安装在帽檐400的下方，在电子器件或控制电路发生变化，例如，更新或维修的情况下，可以拆下就的封闭壳700并将新的封闭壳700安装在帽檐下，即可以完成更新或维修工作，由此，与将整个安全帽替代相比，提高了维修和更新的便利性并节省了更新或维修成本。
37.电池仓800设置在安全帽的帽壳100的后部，以平衡前部封闭壳700的重量。电池(未示出)，优选地可再充电电池以及相应的充电电路和充电保护电路设置在该电池仓800
内并通过例如导线连接到封闭壳700内的电子器件和控制电路等上，以为后者供电。在一个实施例中，该电池可以为锂离子电池，并且可以通过usb接口充电；可替代的是，该电池可以为锂离子电池，并且可以无线充电，在无线充电的情况下，电池仓800内还包括相应的感应线圈等，以通过感应给电池充电。
38.在封闭壳700的下壳720的下部，可枢转地设置有光机900，该光机900可以在多个位置之间枢转，如图3至5所示，其中，图3示出了光机处于收纳位置的状态，在此状态下，光机900完全折叠到下壳720的下表面中形成的凹陷721(见图1)中，图4示出了光机900处于注视位置的状态，在该状态下，在智能安全帽1被佩戴的情况下，光机900处于佩戴者的左眼或右眼的正前方，以便于佩戴者注视光机900上显示的内容；而图5示出了光机900处于抬头位置的状态，在该状态下，光机900从注视位置向上翻转一定角度，该角度在45度至60度的范围内，在该状态下，光机900离开佩戴者的视线，由此不影响佩戴者观察其他目标，例如，在佩戴者操作工程机械的情况下或者在佩戴者进行工程机械保养的情况下，佩戴者的注意力可以集中在被操作的部分，但是，由于光机900的位置，在需要时，佩戴者可以上翻眼睛就可以看到光机上显示的内容，由此获得指令或者指导信息等。
39.下面，参照图6和7，详细描述光机900的安装结构。
40.如图6所示，在下壳720的下侧，形成凹陷721，在该凹陷721中安装有支架722，该支架722的一侧设置有阻尼转轴723，而另一侧设置有孔724，该阻尼转轴723和孔724的轴线共线，由此构成光机900的旋转轴线。
41.如图7所示，支架702可以与光机900的壳体连接，由此使得光机900可以围绕阻尼转轴723和孔724构成的轴线旋转。由于阻尼转轴723的作用，使得光机900可以停止到任何期望的位置，这些位置例如可以包括收纳位置或收纳状态，在该位置，光机900整个被收入到凹陷721内，由此防止光机900阻碍佩戴者工作并且对光机900起到保护作用；注视位置，在该位置，光机900基本上正对着佩戴者的左眼或右眼，由此使得佩戴者可以注视光机900上显示的内容，并且可选地可以与光机900互动；抬头位置，在抬头位置，光机900被从注视位置向上翻转45度至60度的范围内的角度，由此光机900不会阻挡佩戴者的视线，使得佩戴者可以正常的工作，同时，佩戴者可以通过抬眼看到光机中显示的内容，例如给佩戴者提供工作指导或提示。尽管在本实施例中采用了阻尼转轴723，但是也可以采用普通的转轴，但是可以在凹陷721和/或光机壳体上设置限位机构，例如凹坑和凸起，将光机限制在上述三个位置。
42.图8示出了光机900的分解透视图，如图8所示，光机900包括电路板910、电路板支架920、显示屏930、壳体940和树脂棱镜950。显示屏930通过导线(未示出)与电路板910连接，并且电路板910通过线缆与封闭壳内的控制电路(未示出)相连接。
43.在一个未示出的实施例中，光机900的一个转轴构成导线的通道，例如，该转轴为中空的，导线通过转轴的中空空间从封闭壳700延伸到光机900内的电路板910，由此向电路板910提供电信号和控制信号，并且电路板910控制显示屏930显示。在另一个实施例中，转轴是通过在导线的外周上模制一层树脂材料而形成，由此起到兼具转轴和电线通路的作用。
44.图9示出了光机900的转轴的坐标图，从图9可以看出，以安全帽佩戴在使用者头部的内衬的下沿限定的平面为基准平面x，安全帽的帽檐和封闭壳700向前上方倾斜一定角度
a，该角度在15度至30度的范围内，优选的在20度。在侧视图中，以垂直于该基准平面并穿过安全帽的半球形顶点的线为基准线y，光机900的旋转轴设置在距离d2该基准线大约100mm的位置处，并且在基准平面上方d1大约15mm处，由此，在光机900旋转到注视位置时，可以正好位于佩戴者的眼睛的正前方，并且在抬头位置时，容易被佩戴者观察到，在收纳位置时，光机900向上旋转了大约100至120度的角度。
45.在安全帽上还可以设置有按钮(未示出)、麦克风(未示出)、摄像头(未示出)、扬声器(未示出)等，这些部件通过导线与封闭壳700内的控制电路连接，由此，控制安全帽的全部功能。在一个实施例中，该按钮730设置在封闭壳700的下壳的下表面上，由此佩戴者可以很容易看到按键并且可以防止误操作，并且可以与封闭壳700一同更换和升级。另外，按键表面上可以设置有可触摸到的凸起或凹坑，以允许佩戴者通过用手指感受来确定按键，防止误操作。
46.控制电路或控制器可以包括中央处理单元(cpu)、存储器、通信单元、i/o模块、包括gps传感器等的各种传感器等，由此，控制电路可以接收来自按钮、麦克风、摄像头的输入，并且将接收到的输入通过通信单元传输到远程服务器或控制中心，并且可以根据接收到的输入控制光机900显示和扬声器发出声音输出。中央处理单元可以是通用的处理器或者专用的处理器，或者可以利用分立元件构成，在此没有任何限制。存储器可以存储控制电路的控制算法和控制程序，并且也可以存储由安全帽采集到的数据，例如，由安全帽的摄像头摄取的图像、麦克风采集的语音信息、gps传感器或其他传感器获得的信息。另外，存储器还可以存储要通过光机提供给佩戴者的信息，例如，工作指导、工单等信息。所述通信单元可以是通过任何通信协议，包括5g、4g、wifi、蓝牙等当前常用或者将来开发的通信协议与其他设备或者远程控制中心通信的通信单元。还可以设置感测机构或传感器，以探测光机的位置并将表示光机位置的信息发送给控制电路或控制器，以根据光机的位置控制在光机上显示所需的信息。优选地是，在光机处于注视位置时与光机处于抬头位置时在光机上显示的信息不同。在一个实施例中，光机上可以设置光照传感器，以感测光机处于收纳位置，而控制器中断提供给光机的电源和信息。
47.下面，描述智能安全帽的操作过程：
48.在佩戴者进入工地之前，佩戴者佩戴上智能头盔1，并且通过电源开关(未示出)，开启智能头盔；
49.佩戴者可以首先将光机900翻转到注视位置，随着控制电路感测到光机900处于注视位置或者通过佩戴者对按钮的操作或者佩戴者的语音命令，光机900提供需要佩戴者在工作之前需要获悉或者注意的信息，例如，该信息可以包括佩戴者的工单、佩戴者的工作指导信息、佩戴者在随后工作中的注意事项等，另外，光机900的显示信息也可以与扬声器相互配合，以便更好地将这些信息传达给佩戴者。另外，在该注视位置下，佩戴者也可以通过智能安全帽佩戴的麦克风、扬声器以及通信模块与第三方进行视频会议或通话，或者接收控制中心或其他位置传递过来的信息或图像，或者，可以将安全帽的摄像头摄取的图像映射到光机上，以供佩戴者确认、比对等操作。
50.在开始工作时，佩戴者可以将光机900翻转到抬头位置，此时，光机900起到辅助工作作用，显示与在注视位置显示的信息不同的信息，例如，在佩戴者进行某项工作，例如，在对工程机械进行保养时，例如，更换机油滤清器时，光机900可以显示具体的更换步骤和注
意事项，尤其是，光机900可以提供一些指标信息或者下一步的操作内容等提醒内容，这样在佩戴者进行工作时给予指导。在这种位置，由于光机900离开了佩戴者的视线，光机900不会阻碍佩戴者工作，并且在需要的情况下，佩戴者可以通过简单的抬眼就可以获得需要的信息。
51.在工作结束后，佩戴者可以将光机900翻转到收纳位置，由此，控制装置感测到光机900处于收纳位置或者通过佩戴者的语音命令或操作按钮，而中断光机的电源和信号传输。在收纳位置，光机900整个容纳在封闭壳700下部的凹陷中，由此保护光机900不会受到外界因素的损害，例如，免受磕碰、免受雨水侵入等。
52.尽管上面以一个优选实施例详细描述了根据本公开的智能安全帽，但是，本领域技术人员能够理解到本实用新型并不局限于该具体结构，而是可以作出各种修改和变化。