CN216961651U - 一种全光谱智能自适应摩托车头盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全光谱智能自适应摩托车头盔，包括摩托车头盔壳体、防护面板、弱光响应模块、变色控制器；防护面板为与所述摩托车头盔壳体相匹配的曲面型PC偏光板，曲面型PC偏光板中设有中空夹层，中空夹层中装填有电压响应的柔性液晶材料；弱光响应模块与所述防护面板电连接，实现感光区域内的光电转换与光强信息获取，弱光响应模块包括一个或多个太阳电池芯片；变色控制器接收来自弱光响应模块的光强信号并向电采集供能模块发出指令信号。与现有技术相比，本实用新型解决了传统头盔在智能调控、响应速度、可赋形程度等方面的瓶颈问题，使得骑行佩戴者永远处于最舒适的视觉状态之中。

Description

一种全光谱智能自适应摩托车头盔

技术领域

本实用新型涉及一种摩托车、电瓶车骑行可穿戴产品领域，尤其是涉及一种全光谱智能自适应摩托车头盔。

背景技术

摩托车、电瓶车骑行进行阳光防护，都是通过太阳眼镜镜片染色来遮挡太阳。但阳光弱时，镜片染色显得太深而影响视野；阳光强时，镜片颜色显得太浅而不足以遮挡阳光。事实上，染色不能适应光照环境的变化。

现在无论是国外还是国内的变色眼镜可分为传统头盔和化学变色镜。传统变色镜采用染色镜片，材质多为树脂、塑料和玻璃，主要作用为紫外线阻隔、遮阳以及装饰作用，无法根据光线明暗进行调节。化学变色镜在适当波长光的辐照下改变其颜色，而移去光源时则恢复其原来颜色的，变色时间较慢。镜片主要材质为光致变色玻璃或光色玻璃。这些老式的变色眼镜在技术上已经相对落后了，不能满足人们对变色眼镜的需求。

因此亟需研发一种能够根据阳光强弱变化实时自动调节镜片明暗度的摩托车头盔，使得骑行佩戴者永远处于最舒适的视觉状态之中。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全光谱智能自适应摩托车头盔，解决了传统头盔在智能调控、响应速度、可赋形程度等方面的瓶颈问题，使得骑行佩戴者永远处于最舒适的视觉状态之中。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本技术方案中的全光谱智能自适应摩托车头盔，包括摩托车头盔壳体、防护面板、弱光响应模块、变色控制器，其中具体地：

摩托车头盔壳体与使用者头部匹配，其中设有夹层线路通道；

防护面板连接于所述摩托车头盔壳体上，实现使用者的面部及视觉防护，所述防护面板为与所述摩托车头盔壳体相匹配的曲面型PC偏光板，所述曲面型PC偏光板中设有中空夹层，所述中空夹层中装填有电压响应的柔性液晶材料；

弱光响应模块设于所述摩托车头盔壳体上，所述弱光响应模块与所述防护面板电连接，实现感光区域内的光电转换与光强信息获取，所述弱光响应模块包括一个或多个太阳电池芯片；

变色控制器与所述弱光响应模块电连接，所述变色控制器接收来自弱光响应模块的光强信号并向电采集供能模块发出指令信号。

进一步地，所述防护面板通过转轴铰接与所述摩托车头盔壳体上；

所述弱光响应模块通过摩托车头盔壳体中的夹层线路通道分别与防护面板和变色控制器电连接。

进一步地，所述弱光响应模块包括多个串并联的太阳电池芯片阵列组和防静电PCB板，所述太阳电池芯片阵列组设于所述防静电PCB板上。

进一步地，所述太阳电池芯片阵列组为砷化镓太阳电池芯片阵列组。

进一步地，所述弱光响应模块还包括电压调节器，所述太阳电池芯片阵列组串并联并通过防静电PCB板背面电极引出并与所述电压调节器电连接。

进一步地，所述弱光响应模块还包括电流监测单元，所述电流监测单元与所述太阳电池芯片阵列组电连接，通过输出电流监测获取光强信息。

进一步地，所述变色控制器包括FPGA，所述FPGA与所述电压调节器电连接。

进一步地，所述电流监测单元包括电流传感器。

进一步地，所述摩托车头盔壳体为ABS或PC材料。

进一步地，所述摩托车头盔壳体中设有中空的安装腔，所述变色控制器设于所述安装腔中。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优势：

1）本技术方案中弱光响应模块安装于头盔上，实现在感光区域内的高效能量转换与光强信号获取，变色控制器实现基于光学环境响应的液晶镜片变色控制；大面积柔性双曲面液晶防护面板不仅可以满足多种曲面结构应用，同时可有效地排除和滤除光束中的散射光线，高强度人体工学头盔不仅可以较好的将芯片和控制器融入头盔结构中，同时符合人体工学设计使佩戴更加舒适。

2）本技术方案采用微型砷化镓太阳电池芯片串并联通过PCB板背面电极引出，可实现小于10.2×5cm感光区域内的高效能量转换与光强信号获取，且输出电流与入射光强呈准线性关系，可通过获取电流信号表征所处光学环境，可满足日常可见光的表征，同时可实现高能量密度的功率输出满足驱动系统的能量要求，无需额外配备蓄电池。

3）本技术方案采用多通道可编程数字信号处理芯片技术，实现基于光学环境响应的液晶镜片变色控制，通过对反馈控制环路及拓扑结构的优化设计，提高从感光、运算到液晶变色控制的响应速度，以满足视觉防护的变色需求。

附图说明

图1为本技术方案中全光谱智能自适应摩托车头盔的结构示意图；

图2为本技术方案中全光谱智能自适应摩托车头盔的架构示意图。

图中：1、摩托车头盔壳体，2、防护面板，3、弱光响应模块，4、变色控制器，5、转轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

本实施例中的全光谱智能自适应摩托车头盔，包括摩托车头盔壳体1、防护面板2、弱光响应模块3、变色控制器4，参见图1。

摩托车头盔壳体1与使用者头部匹配，其中设有夹层线路通道，防护面板2连接于所述摩托车头盔壳体1上，实现使用者的面部及视觉防护，所述防护面板2为与所述摩托车头盔壳体1相匹配的曲面型PC偏光板，所述曲面型PC偏光板中设有中空夹层，所述中空夹层中装填有电压响应的柔性液晶材料，防护面板2通过转轴5铰接与所述摩托车头盔壳体1上。

柔性液晶材料实现低阈值电压响应的柔性液晶材料应用，适应于多种曲率条件下的设计和使用，并且与大面积曲面PC偏振镜片采用热合工艺结合，有效地排除和滤除光束中的散射光线，使光线能于正轨之透光轴投入眼睛视觉影像，使视野清晰自然。

弱光响应模块3设于所述摩托车头盔壳体1上，所述弱光响应模块3与所述防护面板2电连接，实现感光区域内的光电转换与光强信息获取，所述弱光响应模块3包括一个或多个太阳电池芯片。本技术方案采用微型砷化镓太阳电池芯片串并联通过PCB板背面电极引出，可实现小于10.2×5cm感光区域内的高效能量转换与光强信号获取，且输出电流与入射光强呈准线性关系，可通过获取电流信号表征所处光学环境，可满足日常可见光的表征，同时可实现高能量密度的功率输出满足驱动系统的能量要求，无需额外配备蓄电池。

变色控制器4与所述弱光响应模块3电连接，所述变色控制器4接收来自弱光响应模块3的光强信号并向电采集供能模块发出指令信号。

弱光响应模块3通过摩托车头盔壳体1中的夹层线路通道分别与防护面板2和变色控制器4电连接。

弱光响应模块3包括多个串并联的太阳电池芯片阵列组和防静电PCB板，所述太阳电池芯片阵列组设于所述防静电PCB板上。

太阳电池芯片阵列组为砷化镓太阳电池芯片阵列组。

弱光响应模块3还包括电压调节器，所述太阳电池芯片阵列组串并联并通过防静电PCB板背面电极引出并与所述电压调节器电连接。

弱光响应模块3还包括电流监测单元，所述电流监测单元与所述太阳电池芯片阵列组电连接，通过输出电流监测获取光强信息。具体实施时，电流监测单元包括电流传感器。

变色控制器4包括FPGA，所述FPGA与所述电压调节器电连接。

摩托车头盔壳体1为ABS或PC材料，以此构成高强度人体工学头盔，符合人体工学设计使佩戴更加舒适。摩托车头盔壳体1中设有中空的安装腔，变色控制器4设于安装腔中。

具体运行时：

1、FPGA对电流监测单元输出的信号进行判断，当电压、电流均小于设定的下限阈值时，FPGA不向电压调节器输出指令信号，电压调节器处于断开状态，来自太阳能电池片的电能不向外部输出电能，这时双曲变光镜片2的透光率大于等于90%；

2、当电压、电流值均超过下限阈值但均小于上限阈值时，FPGA向电压调节器发出指令，FPGA控制电压调节器向液晶材料输出与光通量值呈正相关的电压值，具体实施时，电压调节器通过与液晶材料接触的电极向液晶材料施加电压，使得液晶材料的透光率与光通量呈负相关，可以给使用者提供实时的滤光效果调控。在具体实施时，可计算对电流和电压值进行加权平均计算，如各占50%的加权量，对加权平均后的光通量值与输出的电压值做出关联；

3、当电流和电压值超过上限阈值时，FPGA向电压调节器发出指令，使得液晶材料的透光率降至最低值，具体的透光率可设置为低于25%，此时可防止高通量的光对使用者眼镜产生伤害。

本全光谱智能自适应摩托车头盔的性能参数为：

（1）高效感光芯片能量密度：≥35mW/cm²（AM1.5，25℃）；

（2）开态透光率：≥37%；

（3）变色响应速度：≤0.1s；

（4）一体化复合重量：≤680g；

（5）全光谱无级变色；

（6）防水等级IP68。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，包括：

摩托车头盔壳体（1），与使用者头部匹配，其中设有夹层线路通道；

防护面板（2），连接于所述摩托车头盔壳体（1）上，实现使用者的面部及视觉防护，所述防护面板（2）为与所述摩托车头盔壳体（1）相匹配的曲面型PC偏光板，所述曲面型PC偏光板中设有中空夹层，所述中空夹层中装填有电压响应的柔性液晶材料；

弱光响应模块（3），设于所述摩托车头盔壳体（1）上，所述弱光响应模块（3）与所述防护面板（2）电连接，实现感光区域内的光电转换与光强信息获取，所述弱光响应模块（3）包括一个或多个太阳电池芯片；

变色控制器（4），与所述弱光响应模块（3）电连接，所述变色控制器（4）接收来自弱光响应模块（3）的光强信号并向电采集供能模块发出指令信号。

2.根据权利要求1所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述防护面板（2）通过转轴（5）铰接与所述摩托车头盔壳体（1）上；

所述弱光响应模块（3）通过摩托车头盔壳体（1）中的夹层线路通道分别与防护面板（2）和变色控制器（4）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述弱光响应模块（3）包括多个串并联的太阳电池芯片阵列组和防静电PCB板，所述太阳电池芯片阵列组设于所述防静电PCB板上。

4.根据权利要求3所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述太阳电池芯片阵列组为砷化镓太阳电池芯片阵列组。

5.根据权利要求3所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述弱光响应模块（3）还包括电压调节器，所述太阳电池芯片阵列组串并联并通过防静电PCB板背面电极引出并与所述电压调节器电连接。

6.根据权利要求3所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述弱光响应模块（3）还包括电流监测单元，所述电流监测单元与所述太阳电池芯片阵列组电连接，通过输出电流监测获取光强信息。

7.根据权利要求5所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述变色控制器（4）包括FPGA，所述FPGA与所述电压调节器电连接。

8.根据权利要求6所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述电流监测单元包括电流传感器。

9.根据权利要求1所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述摩托车头盔壳体（1）为ABS或PC材料。

10.根据权利要求1所述的一种全光谱智能自适应摩托车头盔，其特征在于，所述摩托车头盔壳体（1）中设有中空的安装腔，所述变色控制器（4）设于所述安装腔中。

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