CN114158813B - 一种多功能智能化vr头盔 - Google Patents
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Abstract
一种多功能智能化VR头盔，包括头盔本体、液晶显示屏、主控电路板、摄像头、蓄电池、充电插座，还具有速度探测电路、速度控制接收电路、散热及保温机构、数据接收单元、分析单元和控制单元；速度探测电路包括风力发电机、电源开关和输出子电路，散热及保温机构包括发热片和电源开关A、风扇，风力发电机、摄像头、发热片、风扇、液晶显示屏、主控电路板、摄像头、蓄电池、充电插座安装在头盔本体上，速度控制接收电路安装在摩托车上，数据接收单元、分析单元和控制单元是位于主控电路板内的应用软件。本发明在其他车辆接近时能通过语音提示驾驶员，还能起到散热及制热保温功能，在驾驶员驾驶速度过快时能暂时关断车辆点火器电源、降低车辆速度。
Description
技术领域
本发明涉及头盔设备技术领域，特别是一种多功能智能化VR头盔。
背景技术
头盔是一种对使用者头部起到保护作用的设备，比如摩尔车驾驶使用的头盔、就能减少驾驶员因为交通事故引起头部严重受伤的机率。目前的摩托车头盔由于结构所限只能提供头部保护功能，因此存在功能单一的弊端。实际情况下，驾驶员驾驶摩托车中前后左右侧端其它行进的车辆对其安全驾驶有着较为重要的影响，由于驾驶员驾驶中一般全神贯注关注眼部前端和左右侧端靠前的车辆，对于后端及侧端后部的车辆只能通过后视镜方式查看，当后视镜没有调节到位、或者因为车辆震动偏移位置、驾驶员没有及时纠正时会对观看后端车辆的效果带来不利影响，进而存在一定的交通安全隐患。
还有就是，驾驶员配套头盔骑行车辆时，在夏天由于头盔的不透气性、温度较高会给驾驶员头部带来极大不适；在冬天由于不能提供加热功能，因此或多或少也会给驾驶员带来一定不适。最后就是，由于摩托车的安全性不如汽车，因此对驾驶速度有较为严格的要求，当驾驶员驾驶速度过快时由于无一种可有效控制速度的设备，因而驾驶员超速驾驶时存在很大的安全隐患。综上所述，提供一种方便驾驶员观看后端车辆情况，以及具有散热、加温，并能自动控制摩托车驾驶速度的头盔显得尤为必要。
发明内容
为了克服现有摩托车头盔由于结构所限存在如背景所述弊端，本发明提供了基于摩托车头盔本体，工作时在相关电路、应用单元及部件共同作用下，能实时探测车辆后端及侧端其他车辆的动向，相关视频数据能实时经头盔面罩前内上端的显示屏显示(类似于VR，能达到更好的立体视频显示效果)，驾驶员不用向后偏头就能实时掌握后端车辆情况，在后端或侧端车辆过于接近时能通过语音提示驾驶员引起注意，还能起到散热及制热保温功能，且在驾驶员驾驶车辆速度过快时能暂时关断摩托车点火器的电源、降低车辆速度，由此给驾驶员带来了便利，为安全驾驶起到了有力技术支撑的一种多功能智能化VR头盔。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多功能智能化VR头盔，包括头盔本体、液晶显示屏、主控电路板、摄像头、外壳、蓄电池、充电插座，其特征在于还具有速度探测电路、速度控制接收电路、散热及保温机构、数据接收单元、分析单元和控制单元；所述速度探测电路包括风力发电机、电源开关和输出子电路，风力发电机、摄像头安装在头盔本体的上端外；所述散热及保温机构包括发热片和电源开关A、风扇，在头盔本体的一端有开孔，发热片、风扇依次安装在开孔内；所述液晶显示屏安装在头盔本体活动面罩内上端；所述主控电路板、蓄电池、电源开关、输出子电路、电源开关A安装在外壳内，外壳安装在头盔本体的侧端；所述速度控制接收电路安装在摩托车上，数据接收单元、分析单元和控制单元是位于主控电路板内的应用软件，摩托车上点火线圈和速度控制电路的信号输入端电性连接，速度控制电路的信号输出端和摩托车上点火控制器的信号输入端电性连接；所述数据接收单元能接收摄像头输入的头盔本体后端及侧端的视频信号并输出到分析单元分析，分析单元对数据进行分析后、当其他车辆接近一定间距时能输出控制信号到控制单元，控制单元生成报警信号经主控电路板配套的扬声器提示驾驶员。
进一步地，所述主控电路板的CPU型号是ARM@v8.2.64-bit的6核，摄像头具有红外夜视摄像功能。
进一步地，所述速度探测电路的输出子电路包括电性连接的可调电阻、NPN三极管、二极管和无线发射电路模块成品，并和风力发电机电性连接，可调电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和无线发射电路模块负极电源输入端连接，NPN三极管发射极和风力发电机负极电源输出端连接，二极管正极和可调电阻另一端、风力发电机正极电源输出端连接，无线信号发射电路模块的一只发射按键下两个触点经连接在一起。
进一步地，所述发热片是恒温PTC电加热板。
进一步地，所述速度控制接收电路包括电性连接无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和继电器，无线接收电路模块的正极电源输入端和继电器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一路输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。
进一步地，所述数据分析单元能根据摄像头采集的后方及侧端车辆信息，判断出具体接近方位然后通过提示单元经扬声器发声提示驾驶员，提示的语音内容能具体指出后端车辆接近己方车辆的间距和方位。
本发明有益效果是：本发明基于摩托车头盔本体，工作时摄像头能实时采集头盔本体后端及两侧后部视角内的视频数据，并输出到主控电路板、且显示屏能实时显示后端及侧端后部车辆的动向，驾驶员略微抬起双眼就能直观掌握附近后端车辆及侧端车辆情况(类似于VR，能达到更好的立体视频显示效果)，主控电路板内的应用单元对各种数据进行分析后能在其他车辆过于接近己方车辆时，第一时间经扬声器语音提示驾驶员注意驾驶，减少了驾驶中出现交通事故的机率。本发明中，驾驶员经电源开关选择可通过发热片或者风扇为头盔本体内提供散热或加热功能，给驾驶员带来了便利；本发明还能实现检测摩托车行驶速度，当驾驶员驾驶摩托车速度过快时，无线发射电路模块会发射出无线信号，无线接收电路模块接收到信号后能断开摩托车点火线圈和点火控制器之间，进而摩托车在超速时发动机能暂时不再运转、降低了摩托车速度，为安全驾驶起到了有力技术支撑。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。
附图说明
以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明局部示意图。
图3是本发明电路图。
具体实施方式
图1、2、3中所示，一种多功能智能化VR头盔，包括头盔本体1、小型液晶显示屏A3、主控电路板A1、小型摄像头SX、外壳2、小型蓄电池G、充电插座CZ，头盔本体1是两层结构，两层内部之间间隔一定距离分布有一体成型的加强筋(不将两层之间全部隔断)；还具有速度探测电路、速度控制接收电路、散热及保温机构、数据接收单元、分析单元和控制单元；所述速度探测电路包括微型风力发电机M、电源开关S1和输出子电路3，风力发电机M的外壳(叶轮位于前端)纵向分布热熔焊接在头盔本体1的上端中部外，摄像头SX(镜头位于后端)的机架下端经螺杆螺母安装在头盔本体1的上端中部外且位于风力发电机M右侧端；所述散热及保温机构包括发热片RT和电源开关AS1及S2、轴流小型风扇M1，在头盔本体的后端中部外层有个开孔4，发热片RT经螺杆螺母安装在头盔本体1的后端中部外层内，风扇M1经螺杆螺母安装在头盔本体1的后端中部外层外、且位于发热片RT外端，发热片RT外径小于风扇扇叶M1(保证风扇吹出的风进入头盔本体内外两层之间内)外径，风扇M1的壳体后外侧端有保护网5，头盔本体1的后端中部两侧外层分别具有若干通气孔7(保证风扇M1吹动的空气流通)；所述液晶显示屏A3经螺杆螺母等安装在头盔本体活动面罩6的内上端、且显示界面位于后端朝向驾驶员眼部，面罩6全部放下后显示屏A3的下端高度高于人眼部的高度；所述主控电路板A1、蓄电池G、电源开关S1、输出子电路3、电源开关AS2及S3安装在外壳2内的电路板上，外壳2一体成型安装在头盔本体1的右前侧端下部，电源开关S1是及电源开关A S2及S3的操作手柄、充电插座CZ的插孔分别位于外壳2右端四个开孔外(使用时电源插头CT插入电源插座CZ内、两者连接的导线平时位于摩托车上隐藏)；所述速度控制接收电路安装在摩托车上的坐垫之下的元件盒内，数据接收单元、分析单元和控制单元是位于主控电路板内的应用软件。
图1、2、3所示，头盔本体1是塑料材质，小型液晶显示屏A3是2.4寸全视角TFT彩屏液晶显示屏，主控电路板A1的CPU型号是ARM@v8.2.64-bit的6核，其具有摄像头接口、视频输出接口和扬声器；小型摄像头SX是具有红外夜视摄像功能的微型摄像头；蓄电池G是扁状12V/5Ah的锂蓄电池；充电插座CZ是同轴电源插座。速度探测电路的输出子电路3包括经电路板布线连接的可调电阻RP1、NPN三极管Q1、二极管VD和型号SF50的无线发射电路模块成品A，并和风力发电机M经导线连接，可调电阻RP1一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和无线发射电路模块A负极电源输入端2脚连接，NPN三极管Q1发射极和风力发电机M负极电源输出端连接，二极管VD正极和可调电阻RP1另一端、风力发电机M正极电源输出端连接，无线发射电路模块A内部具有编码电路、通过内部电路不同编码可防止同型号无线发射电路模发射无线信号相互干扰，无线发射电路模块A具有四只无线信号发射按键，分别按下时可发射四路不同无线信号，无线信号发射电路模块A的第一只发射按键S1下两个触点经导线连接在一起，风力发电机M是微型叶轮式直流风力发电机成品，其输出电压12-16V。散热及保温机构的两只电源开关AS1及S2的一端、电源插件的插头CT一端连接，两只电源开关AS1、S2另一端和风扇M1及发热片RT的正极电源输入端分别连接，风扇M1和发热片RT的负极电源输入端和电源插件的插头CT另一端连接，发热片RT是铝壳铠装的45℃恒温PTC电加热板成品(12V工作电压)、功率35W；风扇M1是工作电压直流12V、功率10W的微型风扇；摩托车蓄电池G2两极和电源插件的两个插座CZ1接线端分别经导线连接。速度控制接收电路包括经电路板布线连接型号SF50的无线接收电路模块成品A2、电阻R1、NPN三极管Q2和继电器K，无线接收电路模块A2内部具有编码电路、通过内部电路不同编码可防止同型号无线接收电路模发射无线信号相互干扰，无线发射电路模块A2具有四路输出端，无线发射电路模块A和无线接收电路模块A2编码电路的编码一致，无线接收电路模块A2的正极电源输入端1脚和继电器K正极电源输入端连接，无线接收电路模块A2的其中一路输出端4脚(2、5、6、7脚悬空)和电阻R1一端连接，电阻R1另一端和NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2集电极和继电器K负极电源输入端连接。数据接收单元能接收摄像头输入的头盔本体后端及侧端一定视角内的视频信号并输出到分析单元分析，分析单元对后端及侧端一定视角内的其他车辆数据进行分析、当其他车辆接近一定间距时能输出控制信号到控制单元，控制单元生成报警信号经主控电路板配套的扬声器提示驾驶员。数据分析单元能根据摄像头采集的后方及侧端车辆信息，判断出具体接近方位然后通过提示单元经扬声器发声提示驾驶员，提示的语音内容能具体指出后端车辆接近己方车辆的间距和方位。
图1、2、3所示，蓄电池G1两极和充电插座CZ两端(生产或初次使用前通过外部12V电源充电器插头插入充电插座CZ内为蓄电池G1充电)及速度探测电路的电源输入端无线发射电路模块A的1脚及NPN三极管Q1发射极、主控电路板A1的电源输入端VCC及GND、摄像头SX的电源输入端1及2脚、显示屏A3的电源输入两端1及2脚分别经导线连接，主控电路板A1视频输出端、视频输入端和显示屏A3的信号输入端、摄像头SX的视频输出端分别经导线连接(和摄像头、风力发电机、显示屏、散热及保温机构等相连的导线位于头盔本体内外两层之间内)，散热及保温机构的电源输入端电源插头CT和摩托车上蓄电池经插接件的电源插座CZ1连接，速度控制接收电路的电源输入端无线接收电路模块A2的1及3脚(其余2、5、6、7悬空)和摩托车上蓄电池G2两极分别经导线连接，摩托车上点火线圈DH和点火控制器相连的两根导线断开，点火线圈DH和速度控制电路的信号输入端继电器K的两个控制触点端分别经导线连接，速度控制电路的信号输出端继电器K的两个常闭触点端和点火控制器X的信号输入端分别经导线连接。
图1、2、3所示，本发明使用时头盔本体1戴在驾驶员头上，根据需要将电源插头CT插入车上电源插座CZ1内(两者之间连接的导线具有长度余量)。电源开关S1(串联在蓄电池G1正极和度探测电路、主控电路板A1、摄像头SX的电源输入端1及2脚、显示屏A3正极电源输入端之间)打开后，速度探测电路、主控电路板A1、摄像头SX、显示屏A3得电工作。摄像头SX工作时会对驾驶员身后及左右侧端部分其他车辆进行摄像，并将视频信号输出到显示屏A3进行显示，同时视频信号进入主控电路板A1视频信号输入端，这样，显示屏A3能实时显示后端及侧端车辆的动向，驾驶员略微抬起双眼就能经显示屏A3显示的视频直观掌握附近后端车辆及侧端车辆情况(类似于VR，能达到更好的立体视频显示效果)。主控电路板内的数据接收单元负责接收摄像头SX输入的视频数据、经过处理后输出到分析单元进行进一步分析，分析单元对后端及侧端一定视角内的其他车辆数据进行分析后、当其他车辆接近一定间距(比如10米)时能输出控制信号到控制单元，控制单元判断出具体接近其他车辆的方位然后通过提示单元经扬声器发声提示驾驶员，提示的语音内容能具体指出后端车辆接近己方车辆的间距和方位。通过上述举措，有效减少了交通事故发生的机率。本发明天气热时使用者打开电源开关AS2，于是风扇M1得电吹出流动的空气为头盔本体1内散热，相应的就能为驾驶员头部散热。当天气冷时使用者可同时打开电源开关AS2及S3，于是，风扇M1及发热片RT同时得电工作，风扇M1吹出的流动空气被电加热片RT加热，这样就能有效为头盔本体1内加温，驾驶员头部就能感受到温暖，给驾驶员冬季驾驶车辆带来了极大便利。
图1、2、3所示，平时驾驶员骑行摩托车时，迎面产生的风力作用于风力发电机M、风力发电机M输出的电源经二极管VD单向导通为蓄电池G1充电，这样本发明后续使用中基本不需要再进行充电，给使用者带来了便利，同时风力发电机M输出的电压信号还会经二极管VD正极进入可调电阻RP1另一端，实际情况下，当驾驶员驾驶摩托车行驶速度合适时(静止无风或较少风力条件下)，风力发电机M的叶轮受到风力相对小其发出的电能相对低(比如低于15.5V)，这样电源正极经可调电阻RP1降压限流后进入NPN三极管Q1基极低于0.7V，NPN三极管Q1截止，那么无线发射电路模块A也就不会发射出无线信号。当驾驶员驾驶摩托车行驶速度过高时(静止无风或较少风力条件下)，风力发电机M的叶轮受到风力相对大其发出的电能相对大(比如速度每小时100KM、风力发电机输出电压高于15.5V)，这样电源正极经可调电阻RP1降压限流进入NPN三极管Q1基极高于0.7V，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入无线发射电路模块A的负极电源输入端2脚，进而无线发射电路模块A会得电，由于发射按键S1键下两个触点闭合连通，那么无线发射电路模块A会发射出第一路无线闭合信号。摩托车上的蓄电池G2输出电源进入无线接收电路模块A2(工作在点动模式下)的电源输入端后，其处于得电工作状态；当摩托车行驶速度过快、无线发射电路模块A发射出第一路无线闭合信号，无线接收电路模块A2接收到第一路无线闭合信号后其4脚会输出高电平进入电阻R1降压电流，然后进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K的负极电源输入端，进而，继电器K得电吸合其两个控制触点端和两个常闭触点端开路，摩托车上点火线圈DH和点火控制器X相连的两根导线会开路，那么摩托车发动机会停止工作行驶速度会降低。摩托车速度降低后，由于风力发电机M输出的电源电压再次降低，这样NPN三极管Q1基极电压会低于0.7V截止，那么无线发射电路模块A的2脚将失电不再发射无线信号；无线接收电路模块A2由于接收不到无线信号其4脚停止输出高电平，那么继电器K会失电不再吸合其两个控制触点端和两个常闭触点端分别闭合，这样，点火线圈DH两端会再次经继电器K的两个控制触点端、两个常闭触点端进入点火控制器X的两个信号电源输入端，点火控制器X又再次得电工作点燃进入摩托车汽缸内的油气混合物，发动机再次正常起动，摩托车恢复动力驱动前进。通过上述，本发明能有效控制车辆速度；本发明极端情况下、为了防止环境风力过大影响摩托车正常行驶{此刻由于环境过大风力影响，摩托车相对较低速度下风力发电机输出的电压就会相对高，进而，摩托车在较低速度时就会熄火}，在可调电阻RP1的一端和NPN三极管Q1基极之间还可串连一只电源开关，使用者在风力过大时关闭电源开关，这样，NPN三极管Q1不会导通，无线发射电路模块A就不会发射出无线信号。电路中，NPN三极管Q1、Q2型号是9013；继电器K是DC12V继电器；二极管VD型号是1N4007(主要防止蓄电池G1的电源进入NPN三极管Q1的基极对电路工作带来影响)；可调电阻RP1型号是8M(本实施例调节到4.8M左右)；电阻R1阻值是1K。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种多功能智能化VR头盔，包括头盔本体、液晶显示屏、主控电路板、摄像头、外壳、蓄电池、充电插座，其特征在于还具有速度探测电路、速度控制接收电路、散热及保温机构、数据接收单元、分析单元和控制单元；所述速度探测电路包括风力发电机、电源开关和输出子电路，风力发电机、摄像头安装在头盔本体的上端外；所述散热及保温机构包括发热片和电源开关A、风扇，在头盔本体的一端有开孔，发热片、风扇依次安装在开孔内；所述液晶显示屏安装在头盔本体活动面罩内上端；所述主控电路板、蓄电池、电源开关、输出子电路、电源开关A安装在外壳内，外壳安装在头盔本体的侧端；所述速度控制接收电路安装在摩托车上，数据接收单元、分析单元和控制单元是位于主控电路板内的应用软件，摩托车上点火线圈和速度控制电路的信号输入端电性连接，速度控制电路的信号输出端和摩托车上点火控制器的信号输入端电性连接；所述数据接收单元能接收摄像头输入的头盔本体后端及侧端的视频信号并输出到分析单元分析，分析单元对数据进行分析后、当其他车辆接近一定间距时能输出控制信号到控制单元，控制单元生成报警信号经主控电路板配套的扬声器提示驾驶员；主控电路板的CPU型号是ARM@v8.2.64-bit的6核，摄像头具有红外夜视摄像功能；速度探测电路的输出子电路包括电性连接的可调电阻、NPN三极管、二极管和无线发射电路模块成品，并和风力发电机电性连接，可调电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和无线发射电路模块负极电源输入端连接，NPN三极管发射极和风力发电机负极电源输出端连接，二极管正极和可调电阻另一端、风力发电机正极电源输出端连接，无线信号发射电路模块的一只发射按键下两个触点经连接在一起；发热片是恒温PTC电加热板；速度控制接收电路包括电性连接无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和继电器，无线接收电路模块的正极电源输入端和继电器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一路输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接；数据分析单元能根据摄像头采集的后方及侧端车辆信息，判断出具体接近方位然后通过提示单元经扬声器发声提示驾驶员，提示的语音内容能具体指出后端车辆接近己方车辆的间距和方位。
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