一种头盔和头盔佩戴状态检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种头盔和头盔佩戴状态检测系统。


背景技术：

2.为了落实交通安全主体责任，监管部门要求快递、外卖等行业的骑手遵守交通法规，正确佩戴好安全头盔，降低事故伤亡风险。此外，还在一些存在安全隐患的施工场所，如工地、矿场等，强制要求施工人员必须要佩戴头盔。
3.目前，头盔佩戴检测大部分是通过在头盔内部设置位置传感器，如电容式传感器、红外式传感器、压电式传感器等。由于不同人的头部形状差异，不同人佩戴头盔时与头的贴合紧密度都是不一样的，会存在感应点无法正确感应的情况；或者在骑行过程中，由于不同人佩戴头盔后的松紧程度不同的，头盔与人头之间会有相对移动，也会导致感应点无法正确感应。
4.因此，目前的头盔佩戴检测技术的可靠性和准确性很差，无法很好地满足安全检测需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种能够准确检测头盔佩戴状态的头盔和头盔佩戴状态检测系统。
6.本实用新型提供如下技术方案：
7.根据本实用新型的一个实施例，提供了一种头盔，所述头盔包括头盔内壳和头盔佩戴状态检测设备，所述头盔佩戴状态检测设备设置在所述头盔内壳上，所述头盔佩戴状态检测设备包括发射装置和接收装置，所述发射装置和所述接收装置均为至少一种；
8.所述发射装置设置和所述接收装置分别设置于所述头盔内壳的不同位置，且所述接收装置与所述发射装置之间的直线距离大于等于预设值；
9.所述发射装置的发射端向所述接收装置发射用于检测所述头盔内壳佩戴状态的信号。
10.在一些实施方式中，所述发射装置包括信号发射组件、第一无线通讯组件、第一中央处理器和第一电连接接口组件；
11.所述第一无线通讯组件和所述第一电连接接口组件分别与所述第一中央处理器电性连接；
12.所述信号发射组件与所述第一无线通讯组件电性连接；
13.所述接收装置包括信号接收组件、第二无线通讯组件、第二中央处理器和第二电连接接口组件；
14.所述第二无线通讯组件和所述第二电连接接口组件分别与所述第二中央处理器电性连接；
15.所述信号接收组件与所述第二无线通讯组件电性连接；
16.所述发射装置通过所述第一电连接接口组件与所述接收装置的所述第二电连接接口组件电性连接。
17.在一些实施方式中，所述发射装置包括信号发射组件；
18.所述接收装置包括信号接收组件；
19.所述信号发射组件和所述信号接收组件分别与无线通讯组件电性连接；
20.所述无线通讯组件分别与中央处理器电性连接；
21.所述中央处理器与电源电性连接。
22.在一些实施方式中，所述发射装置中的信号发射组件为第一天线，所述接收装置中的信号接收组件为第二天线；
23.所述第一天线与所述第一无线通讯组件电性连接，所述第二天线与所述第二无线通讯组件电性连接。
24.在一些实施方式中，所述信号发射组件为第一耦合线圈，所述信号接收组件为第二耦合线圈；
25.所述第一耦合线圈与所述第一无线通讯组件电性连接；所述第二耦合线圈与所述第二无线通讯组件电性连接。
26.在一些实施方式中，所述发射装置与所述接收装置对称设置于所述头盔内壳的两侧。
27.在一些实施方式中，所述发射装置和所述接收装置中的至少一个包括姿态检测组件。
28.在一些实施方式中，所述发射装置和所述接收装置电性连接同一电源，或，所述发射装置与所述接收装置的分别电性连接对应的电源。
29.在一些实施方式中，所述发射装置和/或所述接收装置还用于与用户终端无线连接；
30.所述用户终端包括手机、可穿戴设备和车载控制器中的至少一种。
31.根据本实用新型的另一个实施例，提供了一种头盔佩戴状态检测系统，包括用户终端和上述任一项所述的头盔。
32.本实用新型提供了一种头盔，所述头盔包括头盔内壳和头盔佩戴状态检测设备，所述头盔佩戴状态检测设备设置在所述头盔内壳上，所述头盔佩戴状态检测设备包括发射装置和接收装置；所述发射装置设置和所述接收装置分别设置于所述头盔内壳的不同位置，且所述接收装置与所述发射装置之间的直线距离大于等于预设值；所述发射装置的发射端向所述接收装置发射用于检测所述头盔内壳佩戴状态的信号。结合头盔被佩戴时人头部对无线信号的阻隔作用或者吸收作用，头盔在佩戴状态和未佩戴状态下，其接收端接收到的信号强度有很大差异，通过接收端的信号强度即可快速简单地判断出头盔是否处于佩戴状态，检测方案更加可靠、简单和准确，防止作弊能力更强。
33.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用
的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
35.图1示出了一种头盔的结构图；
36.图2示出了一种头盔佩戴状态检测设备的一种内部结构示意图；
37.图3示出了一种头盔佩戴状态检测设备的另一种内部结构示意图；
38.图4示出了一种应用天线的头盔佩戴状态检测设备的内部结构示意图；
39.图5示出了一种应用耦合线圈的头盔佩戴状态检测设备的内部结构示意图。
40.附图标记汇总：
41.头盔100，发射装置110，接收装置120，头盔内壳130，信号发射组件111，第一无线通讯组件112，第一中央处理器113，第一姿态检测组件114，第一电连接接口组件115，信号接收组件121，第二无线通讯组件122，第二中央处理器123，第二姿态检测组件124，第二电连接接口组件125，第一天线1111，第二天线1211，第一耦合线圈1112，第二耦合线圈1212，无线通讯组件132，中央处理器133，姿态检测组134，电源135。
具体实施方式
42.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
47.实施例1
48.本公开的实施例提供了一种头盔，如图1所示，所述头盔100包括头盔内壳130和头盔佩戴状态检测设备，所述头盔佩戴状态检测设备设置在所述头盔内壳130上，所述头盔佩戴状态检测设备包括发射装置110和接收装置120，所述发射装置110和所述接收装置120均为至少一种；
49.所述发射装置110设置和所述接收装置120分别设置于所述头盔内壳130的不同位置，且所述接收装置120与所述发射装置110之间的直线距离大于等于预设值；
50.所述发射装置110的发射端向所述接收装置120发射用于检测所述头盔内壳佩戴状态的信号。
51.本实施例提供的头盔，用于检测头盔是否处于被用户佩戴的被佩戴状态，此检测方案适用于具有头盔佩戴的必要性的人员的头盔佩戴检测场景。现有的头盔佩戴检测采用不同的传感器来实现，可靠性很低，本实施例中的头盔内壳130上设置信号发射装置110与接收装置120，这里需要限定发射装置和接收装置的设置关系，才能实现进行信号的发射与接收。当人佩戴头盔后，人头在两装置中间阻隔，会影响信号的传输，在接收装置120接收端接收到的信号不如在没有人头阻隔时所接收的信号强度大，通过接收到的信号的差异可以判断出头盔的佩戴状态，更加可靠，有效避免用户通过简单地物体遮挡来作弊，防止作弊能力更强，使得检测结果更加可靠。
52.在具体实施时，图1中的发射装置110与接收装置120的位置设置于头盔内壳130的不同位置，发射装置110可定期或不定期的发射无线电信号。发射装置110对应于接收装置120之间的直线距离不小于预设值，具体的值可根据头盔的形状和尺码进行设定，信号发射装置和接受装置之间的距离不能紧挨着或过近，要确保头盔佩戴前后接收装置所采集到的信号强度变化明显，进而能够准确地检测头盔的佩戴状态。
53.并且，在具体实施时，所述发射装置和所述接收装置均为至少一种，可选的方案有，一个所述发射装置对应一个所述接收装置；一个所述发射装置对应多个所述接收装置；多个所述发射装置对应多个所述接收装置；以及多个所述发射装置对应一个所述接收装置。
54.具体地，在设置发射和接收装置时，根据具体需要可以可选择上述多种方案中的一种，以增强检测的可靠性。
55.具体实施时，如图2所示为头盔佩戴状态检测设备的一种内部结构示意图，其中，发射装置110包括信号发射组件111、第一无线通讯组件112、第一中央处理器113、第一电连接接口组件115；
56.所述第一无线通讯组件112、所述第一姿态检测组件114和所述第一电连接接口组件115分别与所述第一中央处理器113电性连接；
57.所述信号发射组件111与所述第一无线通讯组件112电性连接。
58.如图2所示的头盔佩戴状态检测设备的接收装置结构图，接收装置120包括信号接收组件121、第二无线通讯组件122、第二中央处理器123和第二电连接接口组件125；
59.所述第二无线通讯组件122和所述第二电连接接口组件125分别与所述第二中央处理器123电性连接；
60.所述信号接收组件121与所述第二无线通讯组件122电性连接；
61.如图2所示，所述发射装置通过所述第一电连接接口组件115与所述接收装置的所
述第二电连接接口组件125电性连接。
62.其中，发射装置110与接收装置120可通过第一电连接接口组件115和第二电连接接口组件125电性有线连接，如串口这样的物理连接确认身份，无需前期配对，增强了保密性。
63.在一种具体实施方式中，所述发射装置110和所述接收装置120电性连接同一电源，或，所述发射装置110与所述接收装置120的分别电性连接对应的电源。
64.具体地，发射装置110与接收装置120可以单独供电，分别连接其对应的供电电源；也可以使用同一供电电源进行供电，即连接同一电源，发射装置110与接收装置120通过有线连接，方便电源管理。
65.具体地，所述发射装置和所述接收装置中的至少一个包括姿态检测组件。发射装置包括姿态检测组件和/或接收装置包括姿态检测组件。如图2所示，在上述实施方式中，提供一种可选的方案，所述发射装置110包括第一姿态检测组件114，第一姿态检测组件114与所述第一中央处理器113电性连接，所述接收装置120包括第二姿态检测组件124，所述第二姿态检测组件124与所述第二中央处理器123电性连接。
66.所述第一姿态检测组件114和所述第二姿态检测组件124均包括加速度传感器、陀螺仪、压力传感器和电容感应传感器等中的至少一个。根据具体需要可设计多个传感器，来判断头盔的运动状态，如是否是在佩戴驾驶中，或者是否拿起佩戴端正等，从而进一步防止作弊行为，增强检测的可靠性。
67.在一种具体实施方式中，如图3所示，提供了一种头盔佩戴状态检测设备的另一种内部结构示意图，所述发射装置110包括信号发射组件111；所述接收装置120包括信号接收组件121；所述信号发射组件111和所述信号接收组件121分别与无线通讯组件132电性连接；所述无线通讯组件与中央处理器133电性连接；所述中央处理器133与电源135电性连接。
68.在上述实施方式中，发射和接收部分，信号发射组件111和信号接收组件121是独立的，但共用无线通讯组件132，中央处理器133和电源135。具体地，在上述方式中也可设置姿态检测组件134。
69.在一种具体实施方式中，所述发射装置和/或所述接收装置还用于与用户终端无线连接；所述用户终端包括手机、可穿戴设备和车载控制器中的至少一种。通过无线方式与外部的用户终端建立连接，用户终端包括手机、可穿戴设备、车载控制器等，既可以是被检测者本身的手机，也可以是公司或者其他管理者安装在车辆上专门用于采集检测结果的车载控制器等，把头盔佩戴状态的检测结果传输至用户终端，在用户终端即可立即查看监测头盔佩戴状况，便于统一管理与检测人员的头盔佩戴状态，十分便捷。
70.可选的，在一种具体实施方式中，如图4所示一种应用天线的头盔佩戴状态检测设备的内部结构示意图；所述发射装置110中的信号发射组件111为第一天线1111，所述接收装置120中的信号接收组件121为第二天线1211；
71.所述第一天线1111与所述第一无线通讯组件112电性连接，所述第二天线1211与所述第二无线通讯组件122电性连接。
72.在具体实施中，发射装置110和接收装置120，指的是无线通讯装置，采用的无线通讯的方式包括但不限于蓝牙，zigbee，nb
‑
iot等。
73.在本实施方式中，通过如图4中的第一天线1111发射无线电信号，当佩戴时，人体的头部会吸收部分信号，降低第二天线1211所接收的信号强度，通过接收到的信号强度判断头盔佩戴状态。
74.其中，发射和接收无线信号可以是2.4g频段的蓝牙信号，2.4g频段的蓝牙信号强度很弱，对人体没有任何危害。无线信号也可以是其他功率小、对人体无害、且能被人体有效的衰减的无线电频段信号，从而判断头盔是否被佩戴。
75.在一种具体实施方式中，如图5所示一种应用耦合线圈的头盔佩戴状态检测设备的内部结构示意图。所述信号发射组件111为第一耦合线圈1112，所述信号接收组件121为第二耦合线圈1212；
76.所述第一耦合线圈1112与所述第一无线通讯组件112电性连接；所述第二耦合线圈1212与所述第二无线通讯组件122电性连接。
77.具体地，在本实施例中所述发射装置110与所述接收装置120对称设置于所述头盔内壳的两侧。发射装置110和接收装置120以头盔的中轴线为基准对称设置在两端，可以保证头盔佩戴状态检测设备获得更好的信号接收效果。
78.在具体实施时，发射装置110采用耦合线圈，根据需要可能会加配磁片以加强作用，工作时在发射端加一变化的交流信号，从而产生变化的磁场，接收端的线圈以磁场的变化转换生成电流(根据法拉第电磁感应定律)。在线圈之间加入阻碍物会影响磁通量，且阻碍物不同，磁通量的影响量也不同，进而影响接收端感应强度的大小。
79.在本实施方式中，根据人头对磁通量影响的差异，不仅可以判断是否是人佩戴了头盔，还可以识别出是否是本人佩戴头盔。只需在用户初次使用产品时，佩戴好产品后先进行用户磁通强度测试并存贮在产品中即可实现。
80.实施例2
81.在上述实施例的基础上，本公开的实施例提供了一种头盔佩戴状态检测系统，包括用户终端和实施例1所述的头盔。
82.上述本技术实施例提供的一种头盔佩戴状态检测系统，用于检测头盔是否被人正常佩戴，在头盔内壳设置了信号发射装置110与接收装置120，进行信号的发射与接收，当人佩戴头盔后，人头在两装置中间阻隔，会影响信号的传输，在接收装置120接收端接收到的信号不如在没有人头阻隔时所接收的信号强度大，通过接收到的信号的差异可以判断出头盔的佩戴状态，更加可靠，无法通过简单地遮挡来作弊，防止作弊能力更强，使得检测结果更加可靠。可以参见上述头盔的具体实施过程，在此不再一一赘述。
83.在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
84.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
85.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。