CN111820525A - 智能工程头盔 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种智能工程头盔，所述头盔包括帽壳和帽檐，所述帽檐设置有电路部分并且通过转轴可枢转地连接到所述帽壳上，使得所述帽檐能够至少在第一位置和第二位置之间切换，其中，所述转轴被构造成允许所述帽檐在从第一位置向第二位置的第一方向上自由转动，但是在所述帽檐在从第二位置向第一位置的第二方向上转动时向所述帽檐施加阻尼。由此可以轻易将帽檐抬起，并可以防止帽檐非故意地落下，从而避免由于帽檐落下阻挡视线带来的安全隐患。

Description

智能工程头盔

技术领域

本发明涉及一种可穿戴设备领域，并尤其涉及一种智能工程头盔或安全帽。

背景技术

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。

在工程技术领域，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。

目前智能安全帽通常是通过将电子功能部分附加到现有的安全帽上来实现，这将导致智能安全帽的重量增加，并且电路功能部分，例如摄像头、显示器等的增加有可能阻碍佩戴者的视线，带来安全隐患。因此，需要一种能够提高智能安全帽的安全性的新型设计。

要理解的是上面的描述仅用于理解本公开的作用，并不应认为是构成本公开的现有技术。

发明内容

本发明是针对现有技术中的上述问题做出，并且本发明的目的在于提供一种智能工程头盔或安全帽，通过本发明，可以提高智能安全帽的使用便利性。

根据本发明的一个方面，提供了一种智能工程头盔，所述头盔包括帽壳和帽檐，所述帽檐设置有电路部分并且通过转轴可枢转地连接到所述帽壳上，使得所述帽檐能够至少在第一位置和第二位置之间切换，其中，所述转轴被构造成允许所述帽檐在从第一位置向第二位置的第一方向上自由转动，但是在所述帽檐在从第二位置向第一位置的第二方向上转动时向所述帽檐施加阻尼。

通过采用阻尼转轴，可以防止帽檐非故意地落下，从而避免了由于帽檐突然落下阻挡佩戴者视线而造成的安全隐患。

在一个实施例中，还包括设置在所述帽檐相对于所述帽壳的枢转轴处的锁定机构，所述锁定机构被构造成将所述帽檐锁定在预定位置处。所述预定位置可以是所述第二位置。

通过设置锁定机构，可以更加可靠地将帽檐锁定在预定的位置处。

根据本公开的一个实施例，所述阻尼转轴包括单向转动部分和阻尼部分，所述单向转动部分允许所述帽檐在从所述第一位置向所述第二位置的第一方向上转动，但阻止所述帽檐在从所述第二位置向所述第一位置的第二方向上转动；所述阻尼部分为所述帽檐沿所述第二方向的转动施加阻尼。

所述单向转动部分包括单向轴承壳体、设置在所述单向轴承壳体的中心孔周围等间隔布置的楔形凹槽中的卡珠以及穿过所述单向轴承壳体的中心孔的连接轴，所述卡珠在弹簧的作用下抵靠所述连接轴的圆周。

所述阻尼部分包括相对于所述连接轴不可旋转的阻尼板，所述阻尼板的一个表面与所述单向轴承壳体的轴向端面压力接触由此在相对转动时提供所述阻尼。

所述阻尼转轴还包括设置在所述连接轴上的弹簧，优选地是蝶形弹簧，以将所述阻尼板的所述一个表面压在所述单向轴承壳体的轴向端面上。

还包括紧固螺母，该紧固螺母拧在所述连接轴上以调整所述蝶形弹簧的轴向弹力。

所述轴承壳体与所述帽壳和所述帽檐中的一个相连接，而所述阻尼板与所述帽壳和所述帽檐中的另一个相连接。

根据另一实施例，所述阻尼转轴包括围绕主轴可转动的棘轮齿轮和棘轮壳体，所述棘轮齿轮在外圆周上包括至少一个棘爪，所述棘轮壳体包括圆形中心凹陷并且在该圆形中心凹陷的内圆周上包括棘齿，所述棘爪与所述棘齿啮合使得所述棘轮壳体相对于所述棘轮齿轮仅能在一个方向上转动；所述主轴包括盘形部分和轴部分，所述盘形部分的直径大于所述轴部分的直径，由此形成环形端面，所述棘轮齿轮的一个端面与所述环形端面压力接触由此在二者相对转动时提供阻尼。

所述中心凹陷的深度基本上等于所述棘轮齿轮的厚度加上所述盘形部分的厚度，使得所述棘轮齿轮和所述盘形部分能够被容纳在所述中心凹陷中。由此，可以减小阻尼转轴的轴向尺寸，使得整个智能工程头盔更加紧凑。

所述阻尼转轴还包括弹簧，用于将所述棘轮齿轮的端面压在所述环形端面上，所述弹簧优选地是蝶形弹簧。

所述棘轮壳体与所述帽壳和所述帽檐中的至少一个相连接，而所述主轴与所述帽壳和所述帽檐中的另一个相连接。

在再一个实施例中，所述阻尼转轴包括可旋转地设置在主轴上的棘齿齿轮和棘爪齿轮，所述棘齿齿轮和所述棘爪齿轮相面对并且在棘齿齿轮与所述棘爪齿轮相对的表面上包括棘齿，所述棘爪齿轮在与所述棘齿齿轮相对的一侧设置有至少一个棘爪，所述棘爪与所述棘齿相啮合；

还包括设置在所述棘爪齿轮和所述棘齿齿轮之间并相对所述主轴不可旋转的阻尼垫片，所述棘爪齿轮和所述棘齿齿轮中的至少一个与所述阻尼垫片压力接触，由此在相对转动时提供阻尼。

其中，所述阻尼转轴还包括弹簧，用于将所述棘爪齿轮和所述棘齿齿轮中的至少一个压在所述阻尼垫片上，优选地，所述弹簧是蝶形弹簧。

所述主轴连接到所述帽壳和所述帽檐中的一个上，而所述棘齿齿轮连接到所述帽壳和所述帽檐的另一个上。

通过将阻尼垫片设置在棘爪齿轮和棘齿齿轮之间，以从阻尼垫片的两侧提供阻尼作用，并且可以减小整个机构的尺寸，使得整个智能工程头盔更紧凑。

在一个实施例中，所述锁定机构包括设置在所述帽壳上并被弹性朝向所述帽檐的端部偏压的锁定按钮，所述锁定按钮包括锁定突起，所述帽檐的端部与所述锁定按钮相对的表面设置有至少一个锁定凹陷，所述锁定突起能够深入到所述锁定凹陷中，由此锁定所述帽檐相对于所述帽壳的转动。

所述锁定机构包括固定在帽壳上的主轴，所述主轴为筒形，所述锁定按钮被接收在所述筒形内部，并被弹簧朝向帽檐的端部偏压；所述帽檐的端部具有中心孔，所述锁定按钮穿过所述中心孔伸出，且所述锁定按钮的锁定突起抵靠在所述帽檐的相对表面上。另外还包括帽檐连接部，所述帽檐连接部套设在所述主轴上以可围绕所述主轴旋转，所述帽檐连接部与所述帽檐的端部连接。

通过锁定机构，可以将帽檐锁定在预定位置，该预定位置可以是第二位置，也可以是其他的中间位置，由此，提供了更灵活的帽檐定位选择。

附图说明

虽然本说明书以具体地指出并明确地要求保护被视为本发明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：

图1是示出根据本公开的智能安全帽的透视图；

图2是示出根据本公开的智能安全帽的侧视图，其中帽檐处于上翻位置；

图3是示出根据本公开的智能安全帽的侧视图，其中帽檐处于工作位置；

图4是示出根据本公开的帽檐的透视图；

图5是示出根据本公开的阻尼转轴的第一实施例的透视图；

图6是示出图5的阻尼转轴的分解透视图；

图7是示出图5的阻尼转轴的单向轴承部分的侧视图；

图8是示出根据本公开的阻尼转轴的第二实施例的分解透视图；

图9是示出图8的阻尼转轴中的棘轮-棘齿结构的透视图；

图10是示出图8的阻尼转轴的棘轮-棘齿结构的侧视图；

图11是示出根据本公开的阻尼转轴的第三实施例的侧视图；

图12是示出图11的阻尼转轴的透视图；

图13是示出图11的阻尼转轴的分解透视图；

图14是示出根据本公开的锁定机构的透视图；

图15是示出图14的锁定机构的分解透视图；以及

图16是示出与图14的锁定机构相接合的帽檐端部的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图，详细描述根据本发明的智能安全帽。虽然结合以上数个优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

在下面的描述中，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。

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发明而言是必不可少的。

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。

图1示出了根据本公开的智能安全帽的整体视图，图2示出了在帽檐上翻状态下的智能安全帽的视图，而图3示出了在帽檐处于工作位置的智能安全帽的视图。

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(未示出)，并可选的包括其他附件。

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(未示出)连接在帽壳内部，并且与帽壳之间通常具有25-50mm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。

不同于传统的安全帽，根据本公开的智能安全帽1还包括帽檐400，该帽檐400通过转轴500可枢转地固定在帽壳100上，并且可以至少在上翻位置(如图2所示)和工作位置(如图3所示)之间切换。

帽檐400可以为壳状结构，包括空腔(未示出)，用于智能安全帽1的电路部分(未示出)可以容纳在该空腔中。另外，在帽檐400的前边缘可以设置有遮阳板410，该遮阳板410可以为半透明的塑料片，以遮挡强光，但是要理解的是，遮阳板410并非是必须的，而是可以省略。在帽檐400的前端，可以设置有镜头420，通过该镜头420，可以录制现场的场景，该镜头420例如可以为广角镜头，以便获得更宽范围的图像。在可替代的实施例中，该镜头420可以包括多个镜头，例如两个镜头，所述多个镜头可以指向不同的方向或者具有不同的焦距，由此可以获得多个角度的图像或多个由多个图像拼合的更大角度或范围的图像。本发明并不局限于此。

在帽檐400的下方，在对应于佩戴者的左眼的位置处，还设置有AR显示器430，使得在帽檐400处于工作位置时，AR显示器430正好位于佩戴者的右眼前方。当然，本发明并不局限于此，也可以位于佩戴者的左眼前方。

为了操作电路部分，在安全帽1的左侧边缘设置有多个按钮600，所述多个按钮600可以根据需要设定各种功能，例如，开启智能安全帽1的工作、开始摄像头录制图像、进行语音拾取等。

另外，所述电路部分还包括控制单元(未示出)，例如CPU、微处理器等，该控制单元可以控制整个智能安全帽的操作。电路部分还可以包括通信模块，以便与远程的服务器、其他智能安全帽或其他设备通信，将镜头420摄制的图像或录像上传给远程的服务器或其他设备或其他安全帽，并且从远程服务器、其他安全帽或其他设备接收包括数据或图像等的其他信息。作为一个实施例，电路部分还可以包括麦克风、地理信息传感器、姿态传感器、生理信息传感器等，以获得语音数据、佩戴者的地理信息数据、佩戴者或安全帽的姿态的数据、佩戴者的生理信息数据，并且所述通信模块可以将这些数据传输给远程服务器或其他设备或其他安全帽。地理信息传感器可以包括支持GPS、北斗等定位系统的传感器，或其他传感器。

AR显示器可以显示各种信息，并且可以将这些信息与透过AR显示器观察到的现实信息叠加在一起，使得佩戴者可以通过这些信息获得现场工作的指导等。可替代的是，AR显示器也可以是普通的显示器，通过该显示器，向佩戴者提供必要的信息。

这些信息可以是通过通信模块从远程服务器、其他设备或其他安全帽接收到的信息或者可以通过安全帽本身携带的例如摄像头摄制的信息，在此没有任何限制。

如图2和图3所示，帽檐400可以在至少两个位置之间切换，即，如图2所示，帽檐400处于上翻位置，由此，设置在帽檐400下侧的AR显示器430将离开佩戴者的视线，不会阻挡佩戴者观察，另外，如图3所示，帽檐400处于工作位置，由此，佩戴者可以观察到AR显示器430上显示的内容。如上面提到的，帽檐400通过转轴500可枢转地连接到帽壳100上，并且转轴500被构造成允许帽檐400在一个方向上自由转动，而在另一方向，即，相反方向上带阻尼地转动。具体地说，转轴500被设置成使得在将帽檐400从工作位置向上翻位置转动时遇到的第一阻力远小于在将帽檐400从上翻位置向工作位置转动时遇到的第二阻力，该第二阻力被确定成防止帽檐400由于佩戴有安全帽的佩戴者的动作而非故意地转动到工作位置从而阻挡佩戴者的视线。或者允许帽檐400在第一方向上自由转动，而在相反的第二方向上带阻尼地转动。术语“带阻尼的转动”是指为了将帽檐400从一个位置旋转到另一个位置，需要克服预定的阻力，该阻力的大小可以根据需要设定或者设定成阻止帽檐400在安全帽的工作情况下非故意地在该第二方向上转动。

另外，为了更加可靠地防止帽檐400非故意地转动到工作位置，还可以设置锁定装置，该锁定装置可以将帽檐400锁定在所述至少两个位置。

下面将参照图4至图13详细描述根据本公开的带阻尼的转轴的结构。其中，图4示出了带有AR显示器的帽檐400的透视图，图5至图7示出了根据本公开第一实施例的带阻尼的转轴的结构，图8至图10示出了根据本公开第二实施例的带阻尼的转轴的结构，而图10至图13示出了根据本公开第三实施例的带阻尼的转轴的结构。

如图4所示，帽檐400包括主体450，该主体450可选地为壳状，以便包含内部空腔，智能安全帽的电路部分(未示出)可以容纳在该空腔内。另外，在该主体450的前边缘，可以安装遮阳板(图4未示出)等部件。在壳体的前边缘上，可以设置有开口或窗口，以便摄像头(未示出)可以通过该开口或窗口拍摄安全帽周围的图像。在主体450的下侧面上，下垂地设置AR显示器430。并且在帽檐400的两个支腿的端部，可以设置转轴500。可以在每个支腿的端部都设置有根据本公开的带有阻尼的转轴500，或者，也可以仅在其中一个支腿的端部设置转轴500，而另一个支腿的端部可以设置普通的轴(未示出)或者设置锁定机构700(后面将描述)。

帽檐400通过该转轴500与帽壳100可枢转地连接，由此，使得帽檐400可以相对于帽壳100在至少两个位置，例如，工作位置和上翻位置之间转动。但是本发明并不局限于此，而是可以根据需要在多个位置之间转动，由此使得帽檐400以及设置在帽檐400上的例如AR显示器430或摄像头(未示出)处于不同的位置上，以实现特定的功能。

转轴500的第一实施例

图5至图7示出了根据本公开的转轴的第一实施例。其中，图5是转轴500的透视图，图6是转轴500的分解透视图，而图7是单向轴承部分的侧视图。

如图5所示，转轴500包括单向转动部分510和阻尼部分520，单向转动部分510在本实施例中为单向轴承，所述单向转动部分510和阻尼部分520围绕相同的轴线设置，该相同的轴线由连接轴530限定。

如图6和图7所示，单向转动部分510包括单向轴承壳体511，该单向轴承壳体511例如通过固定螺钉512固定到帽壳100上。连接轴530包括由轴肩531分开的两个部分，即，单向轴段532和阻尼轴段533，该单向轴段532插入到单向轴承壳体511的中心形成的孔513内，并且使得单向轴承壳体511处于轴肩531和轴颈的槽534之间，通过卡在槽534内的卡簧535将单向轴承壳体511限制在卡簧535和轴肩531之间。

如图7所示，轴承壳体511围绕中心孔513形成多个楔形凹槽514(图中示出四个)，在每个楔形凹槽514内，设置有弹簧515和卡珠516，使得弹簧515将卡珠516朝向插入中心孔513内的连接轴530的单向轴段532偏压，由此，在连接轴530沿着图7中的逆时针方向转动时，带动卡珠516向楔形凹槽514的大尺寸端移动，由此不阻止连接轴530的转动，而当连接轴530沿着顺时针方向转动时，连接轴530将卡珠516向楔形凹槽514的小尺寸端推动，由此使得卡珠516被卡紧在连接轴530和楔形凹槽514之间，阻止连接轴530转动。

转轴500的阻尼部分520包括套装在连接轴530的阻尼轴段533上的阻尼垫片521、阻尼板522、将阻尼板522和阻尼垫片521压紧的蝶形弹簧523，连接轴530的阻尼轴段533可以在圆周上加工有平面，并且阻尼垫片521的中心孔加工成与阻尼轴段533具有相同的截面，由此阻尼垫片521在套在阻尼轴段533上时相对于连接轴530不能转动。阻尼板522例如通过固定螺栓5221连接到帽檐400的自由端上，并且该阻尼板522包括圆形的中心孔，由此可以相对连接轴530、具体地说连接轴530的阻尼轴段533自由转动。在阻尼轴段533的端部，加工有螺纹(未示出)，紧固螺母536拧紧在该螺纹端部上，由此将蝶形弹簧523、阻尼垫片521和阻尼板522抵靠轴肩531压紧在一起。阻尼垫片521和阻尼板522被蝶形弹簧压紧在一起，由此提供阻尼力。优选地是，阻尼垫片521和阻尼板522的相抵靠的表面为粗糙表面或进行粗糙化处理，例如通过形成压痕、凹坑等或者通过粘贴粗糙的材料或施加粗糙的涂层，由此提高二者之间的阻尼效果。尽管图6中示出了两个阻尼垫片和两个蝶形弹簧，但是本公开并不局限于此，而是可以根据情况包括一个或多个阻尼垫片和蝶形弹簧。

下面描述根据本公开的第一实施例的转轴的操作过程。

如上面的实施例中描述的，转轴500固定在帽壳和帽檐之间，例如，单向轴承壳体511固定在帽壳100上，且阻尼板522固定在帽檐400的端部上，由此，在将帽檐400朝向上翻位置转动时，通过阻尼板522、与阻尼板522压在一起的阻尼垫片521将该转动传递到连接轴530，使得连接轴530沿着图7中的逆时针方向转动，由此单向轴承部分不阻碍帽檐400的转动。

在帽檐400处于上翻位置时，由于单向轴承部分的作用，连接轴530不能沿着顺时针方向旋转，由此，通过阻尼垫片521和阻尼板522之间的摩擦阻止了帽檐400例如受到振动而非故意落下到工作位置。

在需要将帽檐400落下到工作位置时，佩戴者向下用力转动帽檐400，此时，由于单向轴承部分的卡珠516被卡紧在连接轴530和楔形凹槽514之间，使得连接轴530不能相对单向轴承壳体511转动。此时，在佩戴者施加的力超过阻尼垫片521和阻尼板522之间的摩擦力时，阻尼板522和阻尼垫片521相对滑动，由此，使得帽檐400可以在阻尼的作用下向下转动，并进而到达工作位置。

紧固螺母536拧在连接轴530的阻尼轴段的端部，并且可以通过拧紧或拧松紧固螺母536来调节阻尼板522和阻尼垫片521之间的压紧力，由此调节阻止帽檐400下落的阻力的大小。

在上面描述的实施例中，单向轴承壳体511固定在帽壳100上，且阻尼板522固定在帽檐400上，但是，本发明并不局限于此，而是可以将单向轴承壳体511固定在帽檐上而阻尼板固定在帽壳上。

转轴500’的第二实施例

下面参照图8至图10描述根据本公开的转轴500’的第二实施例，其中图8是第二实施例的转轴500’的分解透视图，图9是棘轮部分的分解视图，而图10是棘轮部分的侧视图。

参照图8，根据第二实施例的转轴500’包括棘轮壳体510’和同心容纳在棘轮壳体510’内的棘轮齿轮520’，棘轮壳体510’例如与帽檐400相连接并可以与帽檐400一起转动。主轴530’包括盘形部分531’和轴部分532’，盘形部分531’具有比轴部分532’大的半径，由此形成径向表面。主轴530’穿过棘轮齿轮520’的中心孔521’，并且延伸到主轴止挡件540’，该主轴止挡件540’例如通过螺纹与主轴530’连接并由此相对于主轴530’不可旋转。该主轴止挡件540’例如通过螺栓(未示出)连接到帽壳100上。

在棘轮壳体510’和主轴止挡件540’之间，可以设置蝶形弹簧550’，该蝶形弹簧550’可以为一个、两个或多个，本公开没有限制。蝶形弹簧550’将棘轮壳体510’和棘轮齿轮520’整体压向主轴530’的盘形部分531’的径向表面，并且二者之间产生足够的摩擦力作为帽檐400转动的阻力。为了增大该摩擦力，可选的是，在该径向表面和棘轮齿轮520’的与之接触的端面上可选的施加增大摩擦的措施，例如，将上述表面中的一个或二者粗糙化，向上述表面中的一个或二者施加粗糙涂层等，本公开并不局限于此。

如图8和图9所示，棘轮壳体510’可以具有轴向凹腔511’，并且在该轴向凹腔511’的内周面上形成有棘齿512’。棘轮齿轮520’可以在外圆周面上等间隔地设置多个棘爪521’，该棘爪521’设置于棘轮齿轮520’圆周面上形成的凹陷中并被弹簧522’径向向外偏压。具有棘爪521’的棘轮齿轮520’同心地设置在该轴向凹腔511’内，并且棘爪521’与棘轮壳体510内周面上形成的棘齿512’啮合。如图10所示，棘齿512’优选地形成为斜齿，即，一侧齿面的斜率大于另一侧齿面的斜率。由此，在例如棘轮壳体510’围绕棘轮齿轮520’沿着图10中的逆时针方向(如箭头A所示)旋转时，棘齿512’径向向内推动棘爪521’克服弹簧522’的偏压进入棘轮齿轮520的圆周面形成的凹陷内，由此，不阻碍棘轮壳体510’的转动；但是当棘轮壳体510’相对于棘轮齿轮520’沿图10中的顺时针方向(与箭头A的方向相反的方向)旋转时，在弹簧522’的作用下，棘爪521’顶在棘齿512’的齿根部，由此阻止棘轮壳体510’继续转动。

在一个实施例中，棘轮壳体510’的轴向凹腔511’的深度大于棘轮齿轮520’的厚度并基本上等于棘轮齿轮520’的厚度加上主轴的盘形部分531’的厚度，轴向凹腔511’的直径基本上等于棘轮齿轮520’的直径以及主轴530’的盘形部分531’的直径，由此，在装配好之后，棘轮齿轮520’和主轴530’的盘形部分531’可以收容在棘轮壳体510’的轴向凹腔511’内，并且在蝶形弹簧550’的作用下，将盘形部分531’的径向表面和棘轮齿轮520’的相对的端面压紧。

在上翻帽檐400时，帽檐400带动棘轮壳体510’围绕棘轮齿轮520’转动，该方向对应于图10中的箭头A所示的方向，由此棘轮齿轮520’并不阻碍棘轮壳体510’的转动，即，帽檐400可以容易地转动到上翻位置。在帽檐400处于上翻位置时，由于棘爪521’在弹簧522’的作用下卡入棘齿512’的齿根内，由此阻止棘轮壳体510’在向下方向上转动，并且由于棘轮齿轮520’与主轴530’的盘形部分531’的径向表面压紧，该摩擦力阻止了棘轮齿轮520’的转动，从而将帽檐400保持在上翻位置。在需要将帽檐400转动到工作位置时，例如佩戴者用手向帽檐400施加力，在该力大于棘轮齿轮520’的端面与盘形部分531’的径向表面之间的摩擦力时，棘轮壳体510’和棘轮齿轮520’连通帽檐400一起相对于主轴530’转动，由此在主轴的径向表面和棘轮齿轮520’的端面之间的摩擦力的阻尼下转动到工作位置。

通过调整蝶形弹簧550的数量或者调整主轴止挡件540’在主轴上的位置，可以调整径向表面和棘轮齿轮520’的端面之间的压紧程度，由此调整阻尼力的大小。

尽管上面的描述中，棘轮壳体510’与帽檐400固定连接，主轴止挡件540’与帽壳100连接，但是本公开并不局限于此，而是可以颠倒，即，棘轮壳体510’与帽壳100固定连接，而主轴止挡件540’与帽檐400连接，并且根据连接的主体不同，适当调节棘齿和棘爪的取向即可，在此不再赘述。

转轴500”的第三实施例

下面，参照图11至图13描述根据本公开的转轴500”的第三实施例，其中图11示出了转轴500”的侧视图，图12示出了转轴500”的透视图，而图13示出了转轴500”的分解透视图。

如图11至13所示，根据第三实施例的转轴500”包括棘齿齿轮510”和棘爪齿轮520”。棘齿齿轮510”和棘爪齿轮520”可转动地套在主轴530”上，主轴530”在一端具有轴档部分531”，并且在另一端具有中心孔(未示出)，该中心孔例如为螺纹孔，由此允许紧固螺钉560”拧入到该中心孔中。在轴档部分531”和棘爪齿轮520”之间还设置有蝶形弹簧550”，并且在棘齿齿轮510”和棘爪齿轮520”之间，在主轴530”上还套有阻尼垫片540”，该阻尼垫片540”相对于主轴530”不可转动，例如，主轴530”可以具有平切的横截面，而阻尼垫片540”可以具有相对应形状横截面的中心孔，由此使得在阻尼垫片540”套在主轴上时，阻尼垫片540”相对于主轴不可转动。

棘齿齿轮510”在其一端面上设置有棘齿512”，棘齿512”形成为斜齿，即一侧齿面的斜率大于另一侧齿面的斜率。棘爪齿轮520”在与棘齿齿轮510”相对的端面上沿圆周方向等间隔设置有棘爪521”，该棘爪521”可以设置多个，例如三个，但是本公开并不局限于此。棘爪521”借助于弹簧522”被朝向棘齿512”偏压。由此，在组转好之后，在蝶形弹簧550”的作用下，棘爪齿轮520”的棘爪521”与棘齿齿轮510”的棘爪512”啮合，且棘爪齿轮520”的端面压靠在阻尼垫片540”的端面上，并且优选地是，棘齿齿轮510”的棘爪径向内侧的端面也抵靠在阻尼垫片540”的相对端面上。

棘齿齿轮510”可以例如通过螺钉(未示出)连接到帽檐400上，而主轴530”通过止挡部分531”连接到帽壳100上，由此，在向上转动帽檐400时，对应于图11中箭头A所示的方向，棘齿512”推动棘爪521”克服弹簧522”的作用而回到棘爪齿轮520”的凹陷中，由此不阻碍棘齿齿轮510”，进而不阻碍帽檐400的转动。在施加力而将帽檐400转动到工作位置时，即，使棘齿齿轮510”沿着与箭头A所示方向相反方向转动时，棘爪521”卡入棘齿512”的齿根中，阻止棘齿齿轮510”相对于棘爪齿轮520”的相对转动，当所施加的力超过棘爪齿轮520”与阻尼垫片540”之间的摩擦力时，棘齿齿轮510”和棘爪齿轮520”一起相对于阻尼垫片540”转动，由此，允许帽檐400被转动到工作位置。

从上面的描述可以看出，在根据第二实施例的转轴500’和根据第三实施例的转轴500”中，阻尼部分和单向转动部分被形成在一起，由此减小了整个转轴的轴向尺寸，并进而减小了整个转轴所占用的空间。

如上所述，在根据本公开的智能安全帽中，可以在帽檐400的一个支腿处安装上述转轴500，而在另一个支腿的端部处设置锁定机构700，该锁定机构700可以将帽檐400锁定在至少两个位置，例如，在工作位置和上翻位置，但是，要理解的是，本公开并不局限于此，而是可以将帽檐400锁定在多个任意位置处。

锁定机构700

下面参照图14至图16描述根据本公开的一个优选实施例的锁定机构700。其中，图14示出锁定机构的透视图，图15示出锁定机构的分解透视图，且图16中示出了与该锁定机构相连接的帽檐的端部的结构。

如图14和15所示，锁定机构700包括例如通过螺钉750固定到帽壳100上的主轴710、围绕该主轴710设置以绕主轴710可旋转的帽檐连接件720和位于主轴710内并被弹簧730沿主轴710的轴向向外偏压的锁定按钮740。其中帽檐400的端部通过例如固定螺钉760固定到帽檐连接件720上，由此帽檐400可以围绕主轴710转动。该主轴710例如为筒装，并且包括端部的法兰盘，以通过螺钉750固定在帽壳100上，在另一端，主轴710为开口的，由此，锁定按钮740和弹簧730可以沿主轴的轴向被设置在该主轴710的开口内。

进一步参照图16，锁定按钮740例如为圆柱状，在圆柱状的锁定按钮740的圆周上沿径向伸出锁定突起741，该锁定突起741的数量在图中示出为两个，但是也可以仅为一个或者三个或更多个，本公开并不受此限制。锁定按钮740在弹簧的作用下被朝向帽檐端部偏压，并且穿过帽檐端部的中心孔460向外突出，使得锁定突起741抵靠在帽檐端部的内表面上。图16中示出了与锁定机构700接合的帽檐端部的具备视图，该视图是从锁定机构700一侧看过去的视图，可以看出帽檐端部包括中心孔460，在中心孔460的径向外侧还形成多个固定孔480，该固定孔480例如为螺纹孔，固定螺钉760可以拧入该螺纹孔480中，从而将帽檐连接件720与帽檐端部连接。在主轴710的圆周上形成有环形槽711，在将帽檐连接件720套在主轴710上之后，通过弹簧卡圈770卡入到环形槽711中，阻止帽檐连接件720从主轴710上脱开，由此防止帽檐400从帽壳100脱开。

如图16所示，在中心孔460的圆周位置处还形成有锁定凹陷470，该锁定凹陷470的排列方式与锁定突起741相同，以允许锁定突起741落入其中。

下面描述如图14至15所示的锁定机构700的操作方式。

在将主轴710固定到帽壳100上，并且将帽檐连接件720固定到帽檐端部上之后，由于弹簧卡圈770阻止帽檐连接件720从主轴710上脱开，进而防止了帽檐从帽壳脱开。锁定按钮740在弹簧730的作用下被向外偏压，由此锁定按钮740的头部穿过帽檐端部的中心孔460伸出，并且锁定突起741抵靠在帽檐端部的内表面(图16示出的表面)上。随着帽檐400从工作位置向上翻动，锁定突起741抵靠帽檐端部的内表面滑动，并且在帽檐400被转动一定角度时，锁定突起741落入到锁定凹陷470内，由此锁定了帽檐400的位置。在需要继续转动帽檐400或需要将帽檐400转动回到工作位置时，通过在帽檐端部外侧按压锁定按钮740伸出的头部，使得锁定突起741与锁定凹陷470脱开，使得帽檐400可以继续转动。

尽管在上面的实施例中，帽檐400可以被锁定在一个位置，但是本公开并不局限于此，而是可以通过在帽檐端部的内表面上设置多组锁定突起，使得帽檐可以被锁定在多个位置上。

通过在帽檐端部上设置根据本公开的阻尼转轴500、500’和500”并可选地设置锁定机构700，本公开可以具有如下的益处：

1)在不需要的时候可以将帽檐轻易转动到上翻位置，避免了帽檐上设置的电子装置阻挡佩戴者的视线或阻碍佩戴者操作，由此提高了智能安全帽的安全性；

2)通过采用阻尼转轴，尽管受到振动等外界因素的影响，帽檐也不会非故意地落到工作位置，由此防止帽檐的下落给佩戴者带来危险，例如，突然下落挡住佩戴者的视线等；

3)通过设置锁定机构，可以更可靠地将帽檐置于预定的位置，不仅防止帽檐非故意地移动，而且可以设定多个帽檐的停止位置，从而提供与帽檐的位置相关联的各种功能。

上文所描述的本公开的示例实施例不限制本发明的范围，因为这些实施例仅仅是本发明实施例的实例，本发明由所附权利要求书和其合法等效物限定。任何等效实施例都希望在本发明的范围内。实际上，所属领域的技术人员根据说明书可以了解除本文中所示出和描述的内容外的对本公开的各种修改，例如，所描述元件的替代有用组合。此类修改和实施例也希望在所附权利要求书的范围内。

Claims (23)

1.一种智能工程头盔，所述头盔包括帽壳和帽檐，所述帽檐设置有电路部分并且通过转轴可枢转地连接到所述帽壳上，使得所述帽檐能够至少在第一位置和第二位置之间切换，其中，所述转轴被构造成允许所述帽檐在从第一位置向第二位置的第一方向上自由转动，但是在所述帽檐在从第二位置向第一位置的第二方向上转动时向所述帽檐施加阻尼。

2.如权利要求1所述的智能工程头盔，还包括设置在所述帽檐相对于所述帽壳的枢转轴处的锁定机构，所述锁定机构被构造成将所述帽檐锁定在预定位置处。

3.如权利要求2所述的智能工程头盔，其中，所述预定位置是所述第二位置。

4.如权利要求1至3中任一项所述的智能工程头盔，其中，在所述帽檐的下侧设置AR显示器，在所述帽檐处于所述第一位置时，所述AR显示器被置于所述智能工程头盔的佩戴者的左眼或右眼的正前方，在所述帽檐处于所述第二位置时，所述AR显示器避开所述佩戴者的视线。

5.如权利要求1至4中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼转轴包括单向转动部分和阻尼部分，所述单向转动部分允许所述帽檐在从所述第一位置向所述第二位置的第一方向上转动，但阻止所述帽檐在从所述第二位置向所述第一位置的第二方向上转动；所述阻尼部分为所述帽檐沿所述第二方向的转动施加阻尼。

6.如权利要求5所述的智能工程头盔，其中，所述单向转动部分包括单向轴承壳体、设置在所述单向轴承壳体的中心孔周围等间隔布置的楔形凹槽中的卡珠以及穿过所述单向轴承壳体的中心孔的连接轴，所述卡珠在弹簧的作用下抵靠所述连接轴的圆周。

7.如权利要求6所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼部分包括相对于所述连接轴不可旋转的阻尼板，所述阻尼板的一个表面与所述单向轴承壳体的轴向端面压力接触由此在相对转动时提供所述阻尼。

8.如权利要求7所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼转轴还包括设置在所述连接轴上的弹簧，以将所述阻尼板的所述一个表面压在所述单向轴承壳体的轴向端面上。

9.如权利要求8所述的智能工程头盔，其中，所述弹簧是蝶形弹簧。

10.如权利要求9所述的智能工程头盔，其中，还包括紧固螺母，该紧固螺母拧在所述连接轴上以调整所述蝶形弹簧的轴向弹力。

11.如权利要求7-10中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述轴承壳体与所述帽壳和所述帽檐中的一个相连接，而所述阻尼板与所述帽壳和所述帽檐中的另一个相连接。

12.如权利要求1-4中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼转轴包括围绕主轴可转动的棘轮齿轮和棘轮壳体，所述棘轮齿轮在外圆周上包括至少一个棘爪，所述棘轮壳体包括圆形中心凹陷并且在该圆形中心凹陷的内圆周上包括棘齿，所述棘爪与所述棘齿啮合使得所述棘轮壳体相对于所述棘轮齿轮仅能在一个方向上转动；所述主轴包括盘形部分和轴部分，所述盘形部分的直径大于所述轴部分的直径，由此形成环形端面，所述棘轮齿轮的一个端面与所述环形端面压力接触由此在二者相对转动时提供阻尼。

13.如权利要求12所述的智能工程头盔，其中，所述中心凹陷的深度基本上等于所述棘轮齿轮的厚度加上所述盘形部分的厚度，使得所述棘轮齿轮和所述盘形部分能够被容纳在所述中心凹陷中。

14.如权利要求13所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼转轴还包括弹簧，用于将所述棘轮齿轮的端面压在所述环形端面上。

15.如权利要求14所述的智能工程头盔，其中，所述弹簧是蝶形弹簧。

16.如权利要求12至15中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述棘轮壳体与所述帽壳和所述帽檐中的至少一个相连接，而所述主轴与所述帽壳和所述帽檐中的另一个相连接。

17.如权利要求1-4中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼转轴包括可旋转地设置在主轴上的棘齿齿轮和棘爪齿轮，所述棘齿齿轮和所述棘爪齿轮相面对并且在棘齿齿轮与所述棘爪齿轮相对的表面上包括棘齿，所述棘爪齿轮在与所述棘齿齿轮相对的一侧设置有至少一个棘爪，所述棘爪与所述棘齿相啮合；

还包括设置在所述棘爪齿轮和所述棘齿齿轮之间并相对所述主轴不可旋转的阻尼垫片，所述棘爪齿轮和所述棘齿齿轮中的至少一个与所述阻尼垫片压力接触，由此在相对转动时提供阻尼。

18.如权利要求17所述的智能工程头盔，其中，所述阻尼转轴还包括弹簧，用于将所述棘爪齿轮和所述棘齿齿轮中的至少一个压在所述阻尼垫片上。

19.如权利要求18所述的智能工程头盔，其中，所述弹簧是蝶形弹簧。

20.如权利要求17至19中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述主轴连接到所述帽壳和所述帽檐中的一个上，而所述棘齿齿轮连接到所述帽壳和所述帽檐的另一个上。

21.如权利要求2至20中任一项所述的智能工程头盔，其中，所述锁定机构包括设置在所述帽壳上并被弹性朝向所述帽檐的端部偏压的锁定按钮，所述锁定按钮包括锁定突起，所述帽檐的端部与所述锁定按钮相对的表面设置有至少一个锁定凹陷，所述锁定突起能够深入到所述锁定凹陷中，由此锁定所述帽檐相对于所述帽壳的转动。

22.如权利要求21所述的智能工程头盔，其中，所述锁定机构包括固定在帽壳上的主轴，所述主轴为筒形，所述锁定按钮被接收在所述筒形内部，并被弹簧朝向帽檐的端部偏压；所述帽檐的端部具有中心孔，所述锁定按钮穿过所述中心孔伸出，且所述锁定按钮的锁定突起抵靠在所述帽檐的相对表面上。

23.如权利要求22所述的智能工程头盔，其中，还包括帽檐连接部，所述帽檐连接部套设在所述主轴上以可围绕所述主轴旋转，所述帽檐连接部与所述帽檐的端部连接。

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