CN104902771A - 具有集成电子部件的头盔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了头盔，所述头盔可包括头盔本体，所述头盔本体包括能量吸收层和外壳。第一开口可穿过所述外壳形成并且延伸到所述能量吸收层中，所述第一开口包括周边。第一套筒可至少部分地设置在所述第一开口内，所述第一套筒包括第一端部和第二端部，所述第一端部包括第一凸缘，所述第一凸缘联接至所述外壳并且延伸超过所述第一开口的所述周边，所述第二端部与所述第一端部相对，所述第二端部包括基底，所述基底设置在所述能量吸收层上。摄像头可联接至所述第一套筒并通过所述第一开口暴露。所述头盔还可包括所述第一套筒，所述第一套筒的深度大于宽度或长度。所述第一凸缘可直接联接至所述外壳的外表面或内部。

Description

具有集成电子部件的头盔

相关专利申请

本申请要求2013年1月4日提交的标题为“Helmet with IntegratedElectronic Components(具有集成电子部件的头盔)”的美国临时专利申请61/749,033的权益，该临时专利申请的公开内容据此全文以引用方式并入。

技术领域

本公开涉及防护头盔，并且更具体地讲涉及具有多个集成电子部件的防护头盔，所述集成电子部件包括但不限于摄像头、麦克风、扬声器、用户输入设备、数据端口和控制器。

背景技术

对人员头部的物理冲击可导致严重的伤害或死亡。为了降低此类后果的概率，通常将诸如头盔的防护装备用于与头部受伤风险程度增加相关的活动。此类活动的例子包括但不限于滑雪、单板滑雪、乘雪橇、滑冰、骑自行车、溜旱冰、攀岩、滑板运动、骑摩托车以及其他赛车运动。一般来讲，头盔被设计为在冲击过程中维持其结构完整性并保持固定到佩戴者的头部。

随着频率增加，用户通过将摄像机附接至头盔和其他设备来捕获他们活动的“车载”镜头。通常，通过使用粘合剂、吸盘或其他方法将托架首先附接至头盔，然后将摄像头附接至托架来附接此类摄像头。这种安装可能存在问题，因为摄像头和托架通常会从头盔不协调地突出。因此，摄像头很容易由于冲击而受损，通过将相对大的质量定位在离头盔旋转中心相对大的距离处，可产生不利的气动阻力并且可降低头盔的稳定性。

发明内容

需要改进包括集成电子部件的头盔。因此，在一方面，头盔可包括头盔本体，该头盔本体包括能量吸收层和外壳。第一开口可穿过外壳形成并且延伸到能量吸收层中，该第一开口包括周边。第一套筒可至少部分地设置在第一开口内，该第一套筒包括第一端部和第二端部，第一端部包括第一凸缘，第一凸缘联接至外壳并且延伸超过第一开口的周边，第二端部与第一端部相对并且包括基底，基底设置在能量吸收层上。摄像头可联接至第一套筒并通过第一开口暴露。

头盔还可包括深度大于宽度或长度的第一套筒。第一凸缘可直接联接至外壳的外表面或内部。外壳和第一套筒可由单个一体成形件形成。第一套筒可被构造成耗散由于摄像头承受的冲击所产生的能量，该第一套筒包括被构造成与能量吸收层的区域接触的外表面，对该区域的大小和形状进行选择以通过使能量吸收层变形来耗散由于冲击产生的能量，而不使第一套筒的外表面穿透能量吸收层。能量吸收层可具有的厚度为在10-50毫米范围内。第一套筒的外表面包括嵌入在能量吸收层中的第二凸缘。

在另一方面，头盔可包括头盔本体。第一开口可包括周边并且可形成于头盔本体中。第一套筒可至少部分地设置在第一开口内，该第一套筒包括第一凸缘，第一凸缘联接至头盔本体并且延伸超过第一开口的周边。第一电子模块可联接至第一套筒并通过第一开口暴露。

头盔还可包括深度大于宽度或长度的第一套筒。第一套筒可被构造成耗散由于第一电子模块承受的冲击所产生的能量，该第一套筒包括被构造成与头盔本体的区域接触的外表面，对该区域的大小和形状进行选择以通过使头盔本体的能量吸收层变形来耗散由于冲击产生的能量，而不使第一套筒的外表面穿透能量吸收层。头盔本体可包括厚度在0.7-15毫米范围内的外壳。第一凸缘可延伸超过第一开口的周边并且以0.5-30毫米范围内的距离与外壳重叠。头盔还可包括第二开口、第二套筒和第二电子模块，第二开口穿过外壳形成，第二套筒至少部分地设置在第二开口内，第二电子模块设置在第二套筒内并被构造成与摄像头通信。

在另一方面，头盔可包括头盔本体。第一开口可形成于头盔本体中。套筒可至少部分地设置在开口内，该套筒具有比长度或宽度更大的深度和联接至头盔本体的凸缘。摄像头可设置在套筒内并通过第一开口暴露。

头盔还可包括头盔本体，该头盔本体包括外壳和能量吸收层，其中凸缘与套筒基底均与能量吸收层接触。套筒可被构造成耗散由于摄像头承受的冲击所产生的能量，该套筒包括被构造成与头盔本体的区域接触的外表面，对该区域的大小和形状进行选择以通过使头盔本体的能量吸收层变形来耗散由于冲击产生的能量，而不使套筒的外表面穿透能量吸收层。能量吸收层可具有的厚度为在10-50毫米范围内。套筒的外表面可包括嵌入在能量吸收层中的附加凸缘。该凸缘可联接至头盔本体的外壳。凸缘可延伸超过开口的周边并且以0.5-30毫米范围内的距离与外壳重叠。

附图说明

现在将参考附图以举例的方式描述本公开。

图1A-1E包括具有多个集成电子部件的第一头盔的正视图、右视图、后视图、俯视图和仰视图。

图2示出图1A所示头盔的分解图。

图3A-3B包括图1所示头盔的第一透视图和第二透视图。

图4A-4F示出被构造成接纳电子模块如摄像头的套筒的附加细节。

图5示出具有多个集成电子部件的第二头盔的侧视图。

具体实施方式

本公开、其各方面以及具体实施并不受限于本文所公开的具体头盔或材料类型、或其他系统部件示例、或方法。本领域中已知的与头盔制造一致的许多附加部件、制造和组装工序可设想与本公开特定的具体实施配合使用。因此，例如，尽管公开了特定的具体实施，但此类具体实施和实施部件可包括任何部件、型号、类型、材料、版本、数量和/或如本领域已知的用于与预期操作一致的此类系统和实施部件的因素等。

本文中使用词语“示例性”、“实例”或其各种形式来表示作为实例、举例或图示。本文中描述为“示例性”或作为“实例”的任何方面或设计不一定得理解成优选的或者优于其他方面或设计。此外，实例只是出于清楚和理解的目的来提供而并不意在以任何方式限制本公开的所公开主题或相关部分。应当理解，本来可呈现多个具有不同范围的附加或替代性实例，但已出于简明的目的而省略了。

尽管本公开包括多种不同形式的实施例，但在附图中示出并将在本文详细描述的是具体实施例，要理解的是，本公开应被视为是对所公开方法和系统的原理的举例说明，而并非意图将所公开概念的广泛内容限定于所示的实施例。

尽管所公开主题容许多种不同形式的实施例，但在附图中示出并将在本文详细描述的是示例性实施例，要理解的是，本公开并非意图限制所附权利要求中所述的本发明的广泛方面。

本公开提供用于为客户头部提供具有集成电子部件的防护头盔的系统和方法，防护头盔诸如用于以下人员的头盔：自行车运动员、足球运动员、曲棍球运动员、棒球运动员、长曲棍球运动员、马球运动员、登山运动员、汽车赛车手、摩托车骑手、摩托车越野赛赛车手、滑雪运动员、滑雪板运动员或其他雪上或水上运动员、跳伞运动员或运动中的任何其他运动员或需要防护头套的其他人员。这些运动中的每个使用包括单冲击或多冲击额定的防护材料基底的头盔，该基底通常(尽管不总是)在外侧用装饰盖覆盖并且在内侧的至少各部分上包括通常呈垫料形式的舒适材料。其他运动如拳击、摔跤和水球运动使用软头盔类型，这些软头盔类型也可包括集成电子部件。其他行业也使用防护头具，诸如建筑工人、军人、消防人员、飞行员或其他需要安全头盔的工人，在这些行业中还可应用类似的技术和方法。通过具体参考头部和头盔来对本文所述的方法、系统和设备进行论述，相同或类似的方法、系统和设备适用于其他身体部分和对应的装备或衣着。

在附图中，首先参见图1A-3B和图5，示出头盔10的实施例。头盔10可包括头盔本体12，该头盔本体包括前部14、后部16、冠部18、左部20、右部22和从后部16大体向下延伸的枕部24，该枕部可固定到佩戴者的头部。在所示构造中，本体12包括多个通风开口26。头盔本体12可具有一体式或复合式构造，并且除了别的之外，还可包括多个层，该多个层包括相对硬的耐冲击外壳12a、能量吸收层或能量削弱衬里12b和舒适衬里12c。作为非限制性实例，外壳12a可具有的厚度为在0.7-15毫米(mm)范围内。能量吸收层12b可由一层或多层能量吸收材料诸如发泡聚苯乙烯(EPS)、发泡聚丙烯(EPP)或其他合适材料形成。在一个实施例中，能量吸收层12b包含EPS，EPS还具有的厚度为在10-50mm范围内。能量吸收层12b可沿外壳12a的内表面延伸，垫料层或舒适衬里12c可沿能量吸收层12b的内表面延伸，并且配合系统可联接到外壳、能量吸收层和舒适衬里中的一个、一些或全部。应当理解，头盔10可包括层的不同组合、不同的材料以及不同的构造方法和技术，而不脱离本发明的精神和范围。

头盔10还包括系统11，该系统包括集成到本体12构造中的多个电子部件。作为非限制性实例，头盔10可包括一个或多个面向前方的或面向其他方向的摄像头或电子模块30、一个或多个内部麦克风32a、一个或多个外部麦克风32b、一个或多个扬声器(即，左右扬声器)34、用户输入设备36、数据端口38和与以上电子部件中的每一者电子通信的控制器40。虽然未示出，但头盔10还可包括定位在用户视野内的显示设备。在一些实施例中，显示设备可包括一个或多个LED指示灯29，用于除了别的之外，还指示摄像头30是否正进行记录。在其他实施例中，显示器可以另外或另选地包括平视显示器，用于显示例如来自摄像头的视频馈给、速度、位置和其他信息，如以下进一步论述。

为了容纳电子部件，本体12设置有接纳和支撑电子部件的多个开口、凹陷部或“承窝”。每个开口被构造用于支撑和定位其相应电子部件，其方式为使得当所有电子部件均安装在头盔10中时，头盔10能够通过适用于头盔10的预期最终用途的测试标准。为此，并且如下文进一步论述，开口以及配合在开口内的电子部件被独特地构造和布置用于削弱和分布由于头盔10的整个本体12上的冲击所产生的能量。

将摄像头30接纳在形成于本体12的前部14中的开口或摄像头承窝42内。应当理解，可将摄像头30和摄像头开口42重新定位到例如后部16，以提供不同的视角。还应当理解，可提供不止一个摄像头30，以用于从多个视角同时记录视频。摄像头开口42，与以下描述的其他开口和承窝一样，可形成为延伸到头盔本体12中的凹陷部。更具体地讲，摄像头开口42以及其他开口可形成为完全或部分穿过任何数量的头盔本体层，所述头盔本体层包括外壳12a、能量吸收层12b和垫料层12c。该凹陷部接纳套筒、负载耗散构件或联接有摄像头30的防坠器46。

套筒46包括可由屈从性弹簧状支撑物形成的防震设备，该支撑物可以变形地和弹性地吸收在冲击期间或在与另一物体接触期间转移到头盔10的能量或力。套筒46可基本上维持其形状并保留将摄像头30放置、联接或安装到其中的摄像头开口42的空间或形状。

套筒46包括主体部分48和凸缘部分50，主体部分48配合在凹陷部内，凸缘部分50从凹陷部的周边大体向外延伸。凸缘部分50还包括突片部分52，该突片部分围绕本体12的前部14的下边缘54延伸。套筒46的凸缘部分50能够与本体12的前部14的外表面紧密配合。以此方式，可将由于对摄像头30的冲击所产生的力分布在本体12的较大部分上以用于更好地削弱能量。任选地，可将盖子或护罩47放置在套筒46和摄像头30周围以封闭摄像头30,46与头盔本体12之间可能存在的任何间隙或开口。

将内部麦克风32a接纳在至少一个内部开口或麦克风承窝58内。在所示实施例中，将单个内部麦克风开口58设置在本体12的前部14中，并且将单独内部麦克风32a安装到由开口58接纳的壳体60。在其他实施例中，可能存在不止一个内部麦克风开口58并且可将内部麦克风32a单独定位在相应开口58内。内部麦克风32a可为定向麦克风并且可被配置和布置成主要检测源自用户的口部的声音。在所示实施例中，将外部麦克风32b各自接纳在大体位于前部14、冠部18与左部20和右部22的交叉处的相应开口或外部麦克风承窝62内。每个外部麦克风32b还邻近通风开口26中的相应者定位或以其他方式与其相关联。在其他实施例中，该一个或多个外部麦克风开口62可与通风开口26(如果有的话)分离。外部麦克风32a可被配置和布置成主要检测源自用户周围环境的声音。可将内部麦克风32a与外部麦克风32b均用合适的挡风玻璃覆盖以减小风噪声。

将左右扬声器34定位在本体12的相应的左部20和右部22中或附近。在一些实施例(包括图1的实施例)中，可将左右扬声器34接纳在形成于左部20和右部22的大体面向下的左右底部表面66中的相应的左右开口或左右扬声器承窝64内。在其他实施例中，左右扬声器34可联接至耳罩68或由耳罩68承载，耳罩形成为舒适层的一部分并且分别从左部20和右部22向下延伸。在所示实施例中，可提供耳罩68以保护用户的耳部并为用户的耳部提供温暖。

在所示构型中，用户输入设备36由定位在本体12的枕部24的右手侧的开口或输入设备承窝70接纳。在其他实施例中，可使输入设备36位于本体12上的别处，并且头盔10还可包括不止一个输入设备36。输入设备36可包括手动操作按钮、开关、标度盘、触摸板等等的组合。由于传统上涉及头盔的使用的很多活动还涉及手套的使用，因此输入设备36可被构造成具有在佩戴了手套的情况下易于操纵的相对大的、容易以触觉方式检测的按钮72、开关或其他设备。

所示本体12中的数据端口38位于本体12的枕部24的左手侧并且由开口或数据端口承窝74接纳。提供数据端口38以实现头盔10及其电子部件与外部电子设备诸如个人计算机或智能电话之间的有线电子通信。数据端口38可基本上为基本上使用任何通信协议提供电子通信的任何现有的或未来的连接件，而不管具体连接件和/或通信协议是标准化的还是专有的。仅以举例的方式，数据端口38可为通用串行总线(USB)。如图3最佳地示出，数据端口38可包括覆盖构件76，可移动该覆盖构件以选择性地覆盖和暴露数据端口38的电连接器部分。覆盖构件76在数据端口38未使用时(例如，当用户参与体育活动时)保护数据端口38，并且在一些实施例中，可基本上是防水的。

将具有所示构型的控制器40定位在形成于本体12的后部16中的开口或控制器承窝78中。控制器40和控制器开口78被协同地构造成使得对控制器40的冲击在相对大的面积上被耗散。就这一点而言，控制器40不仅相对较长且较宽，而且相对较薄，使得当控制器40被控制器开口78接纳时，暴露相对大的外表面80。控制器开口78还包括相对较大的平坦内表面82(图2和图3)，该平坦内表面靠着本体12的能量削弱层配合。因此，可将针对控制器40的冲击分布在控制器开口78的内表面82的相对较大的表面积上，从而改善能量削弱。此外，通过将控制器40和控制器开口78构造得相对较薄，可在控制器开口78的内表面82与佩戴者头部的外表面之间提供更大厚度的能量削弱材料。

除了别的之外，控制器40还可以包括处理器、存储器、遥感模块和多个输入模块、输出模块和通信模块。该处理器可以包括多个模块，该多个模块能够与头盔10的其他部件相互作用以执行下文进一步论述的各种头盔功能，诸如：处理来自摄像头30的照片和视频；基于来自麦克风32a,32b的输入来执行语音识别和/或降噪；处理扬声器34的音频输出信号；接收和处理来自输入设备36的输入；以及通过数据端口38与外部电子设备通信。与控制器40相关联的存储器可以包括易失性存储器和非易失性存储器，所述非易失性存储器包括用于存储固件等的永久性存储器，和用于存储用户生成信息的可移除存储器诸如SD卡。除了别的之外，遥感模块还可包括能够确定头盔的相对移动和取向的一个或多个加速度计、陀螺仪、磁罗盘等等。可将来自遥感模块各部件的输出记录在存储器中以供后续检索和查看。可包括在控制器40中的输入模块、输出模块和通信模块的实例包括：GPS模块，其可与遥感模块协同工作以确定头盔10的位置；音频输入模块，其接收来自麦克风32a,32b的输入；音频输出模块，其向扬声器34提供音频输出；一个或多个短程无线通信模块，诸如Wi-Fi模块和/或模块，用于与无线网络和/或与其他电子设备无线通信；一个或多个远程无线通信模块，诸如移动电话蜂窝式网络，用于通过远程无线网络通信；以及其他输入和输出模块，用于与输入设备和数据端口通信，用于接收来自电源(诸如电池或辅助电源)的电力，以及用于将电力分布到头盔10的其他电子部件。虽然所示控制器40示出为单一单元，但应当理解，还可将控制器40的上述部件和特征分布在若干单独控制单元上，其中每个控制单元位于头盔的不同部分中并通过有线或无线连接件与头盔10的其他控制单元和部件通信。因此，虽然在本文称为单个“控制器40”，但控制器40可包括多个分布式部件。

如图2和图3中最佳示出，控制器开口78可为或可包括对接构件98，控制器40可通过该对接构件物理地和电子地联接至头盔10。对接构件98可设置有物理联接和电耦接元件，这些元件将控制器40可释放地联接至头盔10。对接构件98与头盔10的电子部件中的每一者电通信，这些电子部件包括例如摄像头30、麦克风32a,32b、扬声器34、输入设备36和数据端口38。对接构件98包括直通电子连接件，使得将控制器40联接至对接构件98的步骤将控制器40电耦接至摄像头30、麦克风32a,32b、扬声器34、输入设备36和数据端口38。设置在对接构件98上的直通电子连接件可为标准化连接件或可为专有连接件。在一些实施例中，可提供附加的独立式对接构件(未示出)用于电耦接至个人计算机或其他外部电子设备或者与它们电耦接。以此方式，用户可以从头盔10移除控制器40，将控制器40联接至独立式对接构件，以及将来自控制器40的信息下载或上传至个人计算机或其他外部电子设备。

在所示构型中，对接构件98通过有线连接件与头盔10的其他电子部件通信。如图3所示，摄像头30通过摄像头导线100电耦接至对接构件98，输入设备36通过输入设备导线102电耦接至对接构件98，以及数据端口38通过数据端口导线104电耦接至对接构件98。麦克风32a,32b通过多条麦克风导线106a,106b,106c,106d以菊花链型布置的方式电连接。导线106a在对接构件98与外部麦克风32b中的第一个之间延伸。导线106b在第一外部麦克风32b与第一内部麦克风32a之间延伸。导线106c在第一内部麦克风32a与第二内部麦克风32a之间延伸，并且导线106d在第二内部麦克风32a与第二外部麦克风32b之间延伸。虽然麦克风32a,32b通过共用导线电耦接至对接构件98，但可使来自单独麦克风的音频信号保持彼此不同，以允许记录立体声音频并使来自内部麦克风32a的音频信号分离以用于语音识别处理。虽然未示出，但导线还设置在对接构件98与扬声器34之间。

导线100、102、104和106a至106d可被布线通过形成于各种头盔层之中或之间的通道或管道。例如，在一种构型中，头盔10的能量削弱层由EPS形成。在EPS能量削弱层的内表面中可形成通道以容纳各种导线。当将导线定位在通道中时，可使用中间层来覆盖这些通道。例如，中间层可固定到能量削弱层的内表面并且位于能量削弱层与舒适层之间。在其他构型中，这些通道可使用合适的粘合剂或其他粘接方法进行密封。在其他构型中，这些通道可充分狭窄，以至于一旦将导线定位在通道中，就不需要通道的特殊粘接或覆盖。在其中扬声器34安装在本体12的左部20和右部22上的扬声器开口64中的实施例中，扬声器导线(未示出)可延伸穿过能量削弱层中的通道。在其中扬声器34安装到舒适层的耳罩64的实施例中，这些导线可延伸穿过舒适层或在舒适层与能量削弱层之间延伸。在其他构型中，头盔10的其他电子部件中的一个或多个可与控制器40无线通信，从而消除能量削弱层中对通道的需要。用于与头盔10的其他电子部件无线通信的一个或多个模块可驻留在控制器和对接构件98之一或二者中。

上述电子部件中的每一个可基本上是防水的和耐冲击的。上述开口或承窝中的每一个可为或可包括形成于头盔10的头盔本体12中的凹陷部并且可被适当地构造成接纳包括结构插入件诸如凸缘50的套筒，这些结构插入件配合在凹陷部内或周围以将套筒固定到头盔，如下文关于图4A-4F更详细地描述。因为图4A-4F是可将套筒诸如套筒46构造在头盔10内以接纳电子模块诸如摄像头30、控制器40、输入设备36或任何其他电子设备的方法的非限制性实例，所以本领域的普通技术人员将理解，可将任意数量的套筒以多种方式构造用于根据所提供的非限制性实例将任意数量的电子模块容纳在头盔10内。

图4A是头盔10的一部分的剖视图，该视图围绕设置在开口、凹陷部或腔体43内的套筒46居中，所述开口、凹陷部或腔体形成为穿过头盔本体12，包括穿过外壳12a，并且部分但不完全穿过能量吸收层12b。开口43可从头盔本体12的外表面27朝向头盔本体12的内表面28延伸。开口43还可具有比开口的长度或宽度更大的深度。开口43包括限定开口的占位面积或截面形状的周边或外表面44。周边44可以是恒定的或可以沿开口的深度变化。在头盔本体12的外表面27处的周边44可包括任何数量的形状，包括方形、矩形、圆形、椭圆形、星形、几何形、有机形状或任何合适的形状。

如图4A所示，套筒46至少部分地设置在开口43内。套筒46可以使用化学粘合诸如粘合剂或物理粘合(其可包括挂钩、倒钩、突片、棘爪、按扣、夹子、插销、磁体等)可移除地或永久性地联接至头盔本体12，以帮助将套筒46固定和定位在开口43内。套筒46可包括第一端部49以及第二端部51，第一端部49包括凸缘部分50，第二端部51与第一端部49相对并且包括基底53。基底53可通过一个或多个中间层联接至能量吸收层12b并且还可与能量吸收层直接接触。如图4A所示，基底53还可悬浮在开口43内，使得空间或间隙将基底53与能量吸收层12b分离并且套筒46的外表面55(包括基底53)不与能量吸收层直接接触。在任一种情况下，套筒46可具有深度(或第一端部49与第二端部51之间的距离)，所述深度大于套筒的宽度或长度，其中套筒的宽度或长度可作为在套筒46的主体部分48的外表面55之间延伸的距离进行测量。通过向套筒46提供比长度或宽度更大的深度，套筒可容纳电子模块诸如摄像头30，这些电子模块也具有比长度或宽度更大的深度。有利的是，增大电子模块诸如摄像头30的深度的步骤可以增加模块功能诸如允许摄像头具有更大的焦距。虽然常规头盔避免了将深度比长度或宽度更大的电子模块嵌入在头盔内，以及嵌入在能量吸收层内，但套筒46的使用(如下文更详细描述)允许这样的电子模块被安全地容纳在头盔内。

如图4A所示，可通过将凸缘50联接至或直接附接至外壳12a来将套筒46联接至头盔本体12。凸缘50可为平面的、平坦的、倾斜的、圆形的、方形的、矩形的或具有根据头盔10和套筒46的构型和设计的另一种形状、大小或位置。凸缘50可联接至外壳12a的外表面(其可与头盔本体12的外表面27共延)，或可联接至与外壳外表面相对的外壳内表面。或者，凸缘50(而实际上，套筒46的全部)可以作为单个或一体式部件的一部分与外壳12a整体地形成。如图4A所示，凸缘50可延伸超过开口43的周边44并且与外壳12b重叠。在一个实施例中，凸缘50可以0.5-30mm的距离与外壳12b重叠。

套筒46被构造用于耗散由于摄像头30所承受的冲击而产生的能量，套筒的外表面55不会穿透能量吸收层12b。套筒46的外表面55可包括被构造成与能量吸收层12b接触的区域，对该区域的大小和形状进行选择以通过使能量吸收层变形来耗散由于冲击所产生的能量。例如，凸缘50的设置在开口43的周边44以及套筒46的基底53外部的部分可将由于摄像头30或其他电子模块的冲击所产生的能量转移到能量吸收层，其方式为防止摄像头30与佩戴者的头部接触，以及防止套筒46穿透能量吸收层12b接触佩戴者的头部。可通过调节套筒46的大小和形状的设计来促进套筒46和摄像头30在摄像头30受到头盔外部物体的冲击过程中与佩戴者头部的接触。可结合头盔本体12的属性(包括(例如)能量吸收层12b的密度、刚度和一般可变形性)来将套筒46的设计调节为包括不同数量和表面积的凸缘50和基底53的区域。

头盔本体12，包括设置在头盔本体内的多个开口和套筒，可被构造成使得无论电子模块是否设置在套筒内，头盔10都能够通过适用于头盔预期最终用途的测试标准。如图所示和结合图1A-3B和图5所述，可形成完全或部分穿过外壳12a和能量吸收层12b的多个开口。另外，多个套筒可至少部分地设置在多个开口内，并且多个开口可被构造成彼此连通并且提供功能增加的系统，用于整合视觉、声音和其他信息的特征。

图4B是头盔10的一部分的剖视图，与图4B所示的视图类似。图4B示出头盔10的围绕设置在开口43内的套筒46的实施例居中的一部分。开口43示出为形成在头盔本体12中并且延伸穿过外壳12a并且部分而不完全穿过能量吸收层12b。开口43可从头盔本体12的外表面27朝向头盔本体12的内表面28延伸。开口43还可具有比开口的长度或宽度更大的深度。开口43包括与套筒46的主体部分48的外表面55(包括基底53)接触的周边或外表面44。开口43的周边44可接触并遵循套筒46的轮廓。

如图4B所示，套筒46可设置在开口43内，使得套筒的凸缘50、基底53和外表面55与能量吸收层12b直接接触。可通过实现将套筒46形成为与能量吸收层12b直接接触，或通过将套筒46插入到预成型的能量吸收层中，诸如当能量吸收层12b已形成为头盔本体12的一部分时，将能量吸收层12b形成或注入在套筒46周围。在任一种情况下，套筒46可具有深度D(或第一端部49与第二端部51之间的距离)，所述深度大于套筒的宽度W或长度L，其中套筒的宽度或长度可作为在套筒46的主体部分48的外表面55的相对部分之间延伸的距离进行测量。

如图4A所示，可通过将凸缘50在第一端部49处联接至或直接附接至外壳12a的内表面来将套筒46联接至头盔本体12。附加凸缘可远离外壳12a联接至头盔本体12并且可嵌入在能量吸收层12B内。凸缘50可以延伸超过开口43的周边44并且与外壳12b的占位面积重叠或延伸超过该占位面积。在一个实施例中，凸缘50可以0.5-30mm的距离与外壳12b重叠。

图4C是头盔10的一部分的剖视图，与图4B所示的视图类似。图4C示出头盔10的围绕设置在开口43内的套筒46的实施例居中的一部分。开口43示出为形成在头盔本体12中并且延伸穿过外壳12a并且完全穿过能量吸收层12b。开口43还可具有比开口的长度或宽度更大的深度。开口43包括与套筒46的主体部分48的外表面55接触的周边或外表面44。可使基底53相对于能量吸收层12b暴露。开口43的周边44可接触并遵循套筒46和凸缘50的轮廓。可通过实现将套筒46和凸缘50形成为与能量吸收层12b直接接触，或通过将套筒46插入到预成型的能量吸收层中，诸如当能量吸收层12b已形成为头盔本体12的一部分时，将能量吸收层12b形成或注入在套筒46周围。图4C将利用套筒46形成的凸缘50示出为在套筒的主体部分48周围螺旋形盘旋的倾斜平面。图50可形成为连续倾斜平面或形成为不连续且间断地隔开的倾斜平面。有利的是，当布置为螺旋线程时，凸缘50可以有利于套筒46螺纹连接或可旋转地插入到开口43中。不管是能量吸收层12b形成在套筒46周围，还是套筒46插入到已形成的能量吸收层中，套筒46都可以具有比套筒的宽度W或长度L更大的深度D。在一个实施例中，凸缘50可以0.5-30mm范围内的距离与外壳12b重叠。

图4D是设置在套筒46内的摄像头30的俯视图或平面图，这可对应于图4A-4C所示剖视图中的一个或多个。图4D的平面图垂直于或横向于图4A-4C所示的视图。图4D提供主体部分48的示例，该主体部分包括圆形形状的横截面积，其中多个凸缘50设置在套筒46的主体部分48的外表面55周围。凸缘50可设置在同一水平处，诸如在第一端部49处。凸缘50还可沿着套筒46的深度D设置在不同水平处(在页面中示出)，并且凸缘50还可作为不连续倾斜平面的一部分螺旋形成角度。

图4E，与图4C类似，是设置在套筒46内的摄像头30的俯视图或平面图，可对应于图4A-4C所示剖视图中的一个或多个。图4E与图4D的不同之处在于凸缘50示出为一个实心件或连续件而不是多个较小件。然而，图4D中的凸缘50，与图4D的凸缘一样，可沿着套筒46的深度D设置在不同水平处(在页面中示出)，并且与图4C所示凸缘50类似也可作为连续倾斜平面的一部分螺旋形成角度。

图4F，与图4C类似，是设置在套筒46内的摄像头30的俯视图或平面图，可对应于图4A-4C所示剖视图中的一个或多个。图4E与图4D的不同之处在于套筒46的主体部分48包括具有圆角的方形横截面积而不是圆形横截面积。另外，凸缘50示出为附接在外表面55各部分上的细长矩形突片、球形门柄或销钉。图4F中的凸缘50，可沿着套筒46的深度D设置在不同水平处(在页面中示出)，并且与图4D所示凸缘50类似也可作为不连续倾斜平面的一部分螺旋形成角度。

将通过示出若干示例性操作场景来进一步阐述系统11和包括系统11的部件的操作和功能。在一种示例性操作场景中，系统11增强了在销售点处头盔10的购买体验。当头盔10定位在显示器上时，潜在买家可从货架上拿走头盔10。当从制造商处运出或放置在销售地点时，可对头盔控制器40编程以在“销售模式”下操作。当处于销售模式时，在通过设置在遥感模块中的加速度计和/或陀螺仪感测到头盔10已例如被移动时，控制器40可使扬声器34播放预先记录的话诸如“戴上我试试！”。扬声器34还可用于提示潜在买家命令系统11执行各种其他任务，由此向潜在买家主动展示头盔10的各种特征。

一旦购买，用户就可将头盔10带回家并将系统11连接至用户的个人计算机或其他个人电子设备进行初始设置。与用户个人计算机的连接可以多种方式实现，包括通过数据端口38、通过独立式对接构件98、或通过短程或远程无线通信模块中的一者无线地进行。在一些实施例中，可以语音识别和输入设备36的方式向系统11提供输入来进行初始设置，而无需连接至外部电子设备。初始设置旨在为相对简单的过程，除了别的之外，所述过程还可包括在针对头盔10提供在线存储和通信服务的网络服务器上建立用户账户，和/或使头盔10与现有的个人在线账户诸如现有的“云”存储账户或现有的社交网络账户相关联。初始设置还可包括将音乐文件、播放列表等上传到控制器40，以用于存储在存储器中。可在销售点对控制器40预充电，这样用户可以立即开始使用头盔10和系统11，但在用户没有首先完成初始设置的情况下，系统11的某些特征可能不可用。

在初次使用时，头盔10可能通过姓名迎接用户，并且可提示用户完成各种头盔特征的指导教程。系统11的非自动化特征和过程(即，系统11不会自动启动的那些特征和过程)一般通过语音激活来启动，由此控制器40通过输入设备36的手动操作或它们的组合来处理从内部扬声器32a检测到的语音音频。因此，例如，用户可通过说出由设置在控制器40内的语音识别模块进行解释的命令短语来指导控制器40执行具体功能。然后控制器40可以通过向其他部件发送命令或通过经由无线通信模块之一与外部网络无线通信来适当地作出响应。

可由系统11识别的语音命令可包括(例如)与播放保存在存储器中的音频文件有关的命令、与记录视频和音频有关的命令、与保存视频和音频的记录和/或将这样的记录发送到外部存储位置有关的命令。就这一点而言，系统11可包括多种视频模式。在连续视频模式下，佩戴者可发出“开始视频”或“视频打开”的语音命令，此时控制器40开始记录由摄像头30捕获的视频图像。在连续视频模式下，控制器40连续地记录视频，直到用户发出诸如“停止视频”或“视频关闭”的语音命令以停止记录。在存储器回放视频模式下，控制器40连续地记录和保存视频达特定的一段时间，诸如上一个5分钟或上一个10分钟，这取决于(例如)可用于存储视频的存储空间量。在存储器回放模式期间，控制器自动删除比指定时间段更久的视频。在任何时候，用户都可发出诸如“捕获最后5分钟”的命令，并且视频的上一个5分钟将被自动保存到单独的位置且因此一旦指定的时间段结束就不会被删除。以此方式，用户可以通过仅保存令人兴奋的或有趣的活动的视频来减少在活动完成后所需的视频编辑量。

一旦保存了视频，用户就可以发出诸如“保存到云端”的命令，所述命令指导控制器40将视频通过无线通信模块之一上传到云存储系统。在一些具体实施中，系统11可链接至品牌网站，品牌网站允许用户上传视频和提交视频，以供其他头盔用户或大规模在线社区评论和投票。

系统11还可包括与移动电话所提供的类似的短程和/或远程音频和音频/视频通信能力。除了别的之外，短程通信能力还可包括与类似头盔10的用户通信的能力和通过标准射频通信的能力。远程通信能力的实例可包括通过远程通信网络与移动电话或陆线通信的能力。

系统11还可包括应急模式，所述应急模式可有利于帮助的到达和/或头盔佩戴者的定位。在一种具体实施中，佩戴者可发出指出佩戴者发生事故并且寻求帮助的命令。在另一种具体实施中，可对遥感模块编程以例如通过感测头盔10的不受控制的翻滚或通过感测超过预定g阈值的加速度来检测事故可能发生的时间。遥感模块和控制器40还可被操作以将严重程度指数应用于所感测的参数，从而确定佩戴者可能已经发生的任何损伤的可能严重程度。在接收命令或检测到已有事故发生时，系统11可自动保存音频或视频的上一个5分钟(或任何时间段)，用于将来分析以确定事故原因并且协助诊断可能已发生的损伤。系统11还可将一个或多个遇险消息发送到正进行活动的设施、佩戴者的朋友或当地紧急救援人员。除了别的之外，遇险消息还可包括佩戴者的身份和位置，以及任何损伤的可能严重程度。系统11还可自动实现佩戴者与遇险消息所联系到的或对遇险消息做出响应的任何个人之间的双向通信。

头盔10可链接到其他类似构造的头盔10以定义一组头盔10。然后，该组中的头盔的佩戴者可能能够通过专用的短程通信网络通信。此外，可以将每个头盔10的位置广播到该组并且这些结果覆盖当地地图，从而使得更容易定位该组成员。地图显示器可设置在腕表显示设备上，该腕表显示设备通过用户智能电话上的显示器、或通过设置在头盔上的平视显示器与头盔无线通信。这样的显示设备还可使得系统11能够提供逐向道路导航，并且可允许对正由摄像头30捕获的视频的实时监控。在一些实施例中，摄像头30可包括微致动器，所述微致动器允许在摄像头开口42内调节(例如，通过摇摄和/或缩放)摄像头30。在头盔10与头盔组已链接的情况下，可将逐向道路导航信息和视频显示广播到该组中的其他头盔。

一般来讲，关于供滑雪运动员或滑雪板运动员使用的滑雪用头盔描述上述场景。然而，应当理解，系统还可用于基本上任何其他活动，其中头盔或其他类型的头套的使用是所需的或可接受的。例如，系统11安装在摩托车头盔中且被配置为与摩托车头盔一起使用。系统11在摩托车头盔中的应用和安装与上述滑雪用头盔基本上类似。可适用于摩托车应用的额外特征包括圈计时功能和单圈时间视频覆盖功能，在圈计时功能中，系统11将佩戴者的单圈时间通过扬声器34进行广播，在单圈时间视频覆盖功能中，当前单圈时间覆盖摄像头30所记录的视频。可通过语音命令、通过远程定位的(例如，安装在手把处的)致动按钮、或通过与控制器40集成在一起的或被配置成与控制器40电子通信的定时应答器开始和停止单圈计时。

以上所述的这些功能可以数字电子电路、计算机软件、固件或硬件来实现。这些技术可以使用一个或多个计算机程序产品来实现。可编程处理器和计算机可包括在移动设备中或封装为移动设备。可通过一个或多个可编程处理器以及通过一个或多个可编程逻辑电路来执行这些过程和逻辑流。通用和专用计算设备以及存储设备可通过通信网络互连。当以上描述指的是以特定方式执行功能或操作的系统11或控制器40时，应当理解，这些功能或操作是基于存储在与系统11或控制器40相关联的存储器中的编程指令来执行的。

一些具体实施包括诸如微处理器的电子部件、将计算机程序指令存储在机器可读或计算机可读介质(或者称为计算机可读存储介质、机器可读介质或机器可读存储介质)中的存储装置和存储器。此类计算机可读介质的一些实例包括RAM、ROM、只读光盘(CD-ROM)、可记录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、数字通用只读光盘(例如，DVD-ROM、双层DVD-ROM)、多种可记录/可重写DVD(例如，DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等)、闪存存储器(例如，SD卡、袖珍型SD卡、微型SD卡等)、磁性硬盘驱动器和/或固态硬盘驱动器、只读和可记录光盘、超密度光盘、任何其他光学或磁性介质、以及软盘。计算机可读介质可存储可由至少一个处理单元执行的计算机程序并且包括用于执行各种操作的指令集。计算机程序或计算机代码的实例包括机器代码和文件，机器代码诸如由编译器生成，文件包含高级代码，高级代码由计算机、电子部件或微处理器使用解释器执行。

虽然以上论述主要指的是执行软件的微处理器或多核处理器，但某些具体实施由一个或多个集成电路诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)执行。在一些具体实施中，此类集成电路执行存储在电路自身上的指令。

如本申请的说明书和任何权利要求中所使用，术语“计算机”、“服务器”、“处理器”和“存储器”都指的是电子设备或其他技术设备。这些术语排除人或人群。为了本说明书的目的，术语“显示”表示显示在电子设备上。如本申请的说明书和任何权利要求中所使用，术语一种或多种“计算机可读介质”完全局限于以计算机可读的形式存储信息的有形物理对象。这些术语排除任何无线信号、有线下载信号和任何其他短暂信号。

为了提供与用户的交互，本说明书中所述主题的具体实施可以在具有可用于向用户显示信息的显示设备(例如，电视或在上面联接有或在其中嵌入有一个或多个处理器的其他显示器，或可用于运行应用程序的其他适当的计算设备)以及键盘和指示设备(例如鼠标或轨迹球)的设备上实现，用户利用该指示设备可以向计算机提供输入。也可以使用其他类型的设备提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感知反馈，如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；而且可以采用任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语言或触觉输入。此外，计算机还可通过将文件发送到用户所使用的设备和从该设备接收文件来与用户交互；例如，通过响应于从web浏览器接收的请求将web网页发送到用户客户端设备上的web浏览器。

本说明书中所述主题的具体实施可以在计算系统中实现，该计算系统包括例如作为数据服务器的后端部件，或者包括例如应用服务器的中间件部件，或者包括例如客户端计算机的前端部件，该客户端计算机具有用户能够通过其与本说明书中所述主题的具体实施交互的图形用户界面或Web浏览器，或者包括一个或多个这样的后端部件、中间件部件或前端部件的任何组合。该系统的这些部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，特设端对端网络)。

计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器一般彼此远离且通常通过通信网络进行交互。客户端与服务器之间的关系借助于在相应计算机上运行且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。在一些具体实施中，服务器将数据(例如，HTML页)传输到客户端设备(例如，为了向与客户端设备交互的用户显示数据和接收来自用户的用户输入)。可在服务器处从客户端设备接收在客户端设备处生成的数据(例如，用户交互的结果)。

应当理解，所公开过程中的步骤的任何特定顺序或层次是对示例性方法的例证。应当理解，可基于设计偏好重新布置过程中步骤的特定顺序或层次，或者可以不执行某些所示步骤。这些步骤中的一些可以同时执行。例如，在某些情况下，多任务处理和并行处理可为有利的。此外，在上述具体实施中各种系统部件的分离不应该被理解为在全部具体实施中都需要这样的分离，并且应当理解的是，所描述的程序部件和系统通常可以被集成到一起成为单个软件产品或封装为多个软件产品。

提供先前描述以使本领域技术人员能够实践本文所描述的各种方面。对于本领域技术人员而言，对这些方面的各种修改将是显而易见的，并且可以将本文所定义的一般性原理应用到其他方面。因此，所附权利要求书并非旨在限于本文所示的方面，而是应当符合与权利要求书的语言一致的全部范围，其中涉及到单数个元件时，除非特别说明，否则不应当旨在表示“一个且仅有一个”，而是理解为“一个或多个”。除非另外特别说明，否则，术语“一些”指代一个或多个。标题和子标题，如果有的话，只是出于方便而使用，且不限制本公开。

短语诸如“方面”并不意味着这一方面对于本技术至关重要，或者这一方面适用于本技术的所有构型。与一个方面相关的公开内容可适用于所有构型，或一种或多种构型。短语诸如方面可以指一个或多个方面，反之亦然。短语诸如“构型”并不意味着这种构型对于本技术至关重要，或者这种构型适用于本技术的所有构型。与一种构型相关的公开内容可适用于所有构型，或一种或多种构型。短语诸如构型可以指一种或多种构型，反之亦然。

本文使用词语“实例”来表示“充当实例或例证”。本文中描述为“实例”的任何方面或设计不一定得理解成优选的或者优于其他方面或设计。本领域普通技术人员已知或以后知晓的、贯穿本公开而描述的各个方面的元素的所有结构等效物和功能等效物都通过引用明确地并入本文且旨在涵盖在所附权利要求中。

提供先前描述以使本领域技术人员能够实践本文所描述的各种方面。对于本领域技术人员而言，对这些方面的各种修改将是显而易见的，并且可以将本文所定义的一般性原理应用到其他方面。虽然已经示出和描述了具体实施例，但是可以想到各种修改形式，而不显著地脱离本公开的精神，并且保护范围仅通过所附权利要求的范围来限定。

Claims (20)

1.一种头盔，包括：

头盔本体，所述头盔本体包括能量吸收层和外壳；

第一开口，所述第一开口穿过所述外壳形成并且延伸到所述能量吸收层中，所述第一开口包括周边；

第一套筒，所述第一套筒至少部分地设置在所述第一开口内，所述第一套筒包括：

第一端部，所述第一端部包括第一凸缘，所述第一凸缘联接至所述外壳并且延伸超过所述第一开口的所述周边；以及

第二端部，所述第二端部与所述第一端部相对，所述第二端部包括基底，所述基底设置在所述能量吸收层上；以及

摄像头，所述摄像头联接至所述第一套筒并通过所述第一开口暴露。

2.根据权利要求1所述的头盔，其中所述第一套筒具有比宽度或长度更大的深度。

3.根据权利要求1所述的头盔，其中所述第一凸缘直接联接至所述外壳的外表面或内部。

4.根据权利要求1所述的头盔，其中所述外壳和所述第一套筒由单个一体成形件形成。

5.根据权利要求1所述的头盔，其中所述第一套筒被构造成耗散由于所述摄像头承受的冲击所产生的能量，所述第一套筒包括被构造成与所述能量吸收层的区域接触的外表面，对所述区域的大小和形状进行选择以通过使所述能量吸收层变形来耗散由于所述冲击产生的能量，而不使所述第一套筒的所述外表面穿透所述能量吸收层。

6.根据权利要求5所述的头盔，其中所述能量吸收层具有10-50毫米范围内的厚度。

7.根据权利要求5所述的头盔，其中所述第一套筒的所述外表面包括第二凸缘，所述第二凸缘嵌入在所述能量吸收层中。

8.一种头盔，包括：

头盔本体；

第一开口，所述第一开口包括周边，所述周边形成于所述头盔本体中；

第一套筒，所述第一套筒至少部分地设置在所述第一开口内，所述第一套筒包括第一凸缘，所述第一凸缘联接至所述头盔本体并且延伸超过所述第一开口的所述周边；以及

第一电子模块，所述第一电子模块联接至所述第一套筒并通过所述第一开口暴露。

9.根据权利要求8所述的头盔，其中所述第一套筒具有比宽度或长度更大的深度。

10.根据权利要求8所述的头盔，其中所述第一套筒被构造成耗散由于所述第一电子模块承受的冲击所产生的能量，所述第一套筒包括外表面，所述外表面被构造成与所述头盔本体的区域接触，对所述区域的大小和形状进行选择，以通过使所述头盔本体的能量吸收层变形来耗散由于所述冲击产生的能量，而不使所述第一套筒的所述外表面穿透所述能量吸收层。

11.根据权利要求8所述的头盔，其中所述头盔本体包括厚度在0.7-15毫米范围内的外壳。

12.根据权利要求8所述的头盔，其中所述第一凸缘延伸超过所述第一开口的所述周边并且以0.5-30毫米范围内的距离与所述外壳重叠。

13.根据权利要求8所述的头盔，还包括：

第二开口，所述第二开口穿过所述外壳形成；

第二套筒，所述第二套筒至少部分地设置在所述第二开口内；以及

第二电子模块，所述第二电子模块设置在所述第二套筒内并且被构造成与所述摄像头通信。

14.一种头盔，包括：

头盔本体；

开口，所述开口形成于所述头盔本体中；

套筒，所述套筒至少部分地设置在所述开口内，所述套筒具有比长度或宽度更大的深度和联接至所述头盔本体的凸缘；以及

摄像头，所述摄像头设置在所述套筒内并通过所述第一开口暴露。

15.根据权利要求14所述的头盔，其中所述头盔本体包括外壳和能量吸收层，其中所述套筒的所述凸缘和基底均与所述能量吸收层接触。

16.根据权利要求14所述的头盔，其中所述套筒被构造成耗散由于所述摄像头承受的冲击所产生的能量，所述套筒包括外表面，所述外表面被构造成与所述头盔本体的区域接触，对所述区域的大小和形状进行选择，以通过使所述头盔本体的能量吸收层变形来耗散由于所述冲击产生的能量，而不使所述套筒的所述外表面穿透所述能量吸收层。

17.根据权利要求15所述的头盔，其中所述能量吸收层具有10-50毫米范围内的厚度。

18.根据权利要求16所述的头盔，其中所述套筒的所述外表面包括附加凸缘，所述附加凸缘嵌入在所述能量吸收层中。

19.根据权利要求14所述的头盔，其中所述凸缘联接至所述头盔本体的外壳。

20.根据权利要求19所述的头盔，其中所述凸缘延伸超过所述开口的周边并且以0.5-30毫米范围内的距离与所述外壳重叠。