CN220734530U - 具有检测功能的头盔和骑行设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种具有检测功能的头盔和骑行设备。该头盔包括：本体，适于供使用者佩戴在头部；检测模块，耦合在本体朝向使用者一侧的顶部，并适于在本体处于以佩戴取向时至少靠近使用者的头顶，并发出佩戴信号；以及电源模块，耦合在本体上，并且包括：电池，适于至少向检测模块供电；以及方向开关，耦合在电池和检测模块，并且适于至少在本体处于佩戴取向的佩戴位置时导通，并适于至少在本体处于在闲置取向的闲置位置时断开，佩戴取向与闲置取向成非零角度。由此，可以提高头盔佩戴检测的准确性，同时使头盔在不使用时断电，提高电池的使用寿命。

Description

具有检测功能的头盔和骑行设备

技术领域

本公开的示例实施例总体涉及防护用品领域，特别地涉及具有检测功能的头盔和骑行设备。

背景技术

根据道路安全的需要，骑手在使用单车或电单车骑行时，需要佩戴头盔以保护骑手。共享单车以及共享电单车也因此提供了智能头盔供骑手佩戴。

现有的智能头盔利用智能传感技术等，检测到骑手佩戴好头盔后方能解锁并启动车辆。同时在使用智能头盔过程中，需要对其进行借还盔操作以减少资产丢失情况，然而由于佩戴者头型(例如头围，发型等因素)不同，或佩戴习惯不同，这些智能头盔往往不能准确的检测佩戴情况，由此造成骑手使用的不便。

实用新型内容

在本公开的第一方面，提供了一种具有检测功能的头盔。该头盔包括：本体，适于供使用者佩戴在头部；检测模块，耦合在本体朝向使用者一侧的顶部，并适于在本体处于以佩戴取向的佩戴位置时至少靠近使用者的头顶，并发出佩戴信号；以及电源模块，耦合在本体上，并且包括：电池，适于至少向检测模块供电；以及方向开关，耦合在电池和检测模块，并且适于至少在本体处于佩戴取向时导通，并适于至少在本体处于在闲置取向的闲置位置时断开，佩戴取向与闲置取向成非零角度。

在一些实施例中，检测模块包括：电容极板，耦合在本体的顶部，并且适于在本体到达佩戴位置后感应使用者的头顶接近而产生电场变化信号；以及电容传感器，耦合至电容极板，并且适于在电容极板产生电场变化后发出佩戴信号。

在一些实施例中，电容极板的朝向使用者的表面被形成有预定图案，以增加感应距离。

在一些实施例中，头盔还包括：通信模块，耦合在本体上，适于在方向开关导通后与骑行工具通信，以允许骑行工具解锁。

在一些实施例中，通信模块包括：通信控制板，耦合在本体上，并适于与电容传感器连接以至少接收电容传感器发出的佩戴信号；以及通信天线，耦合在通信控制板上，并适于与骑行工具通信。

在一些实施例中，通信控制板布置在电容极板背离使用者的一侧，并覆盖电容极板。

在一些实施例中，本体呈夹层结构，并且检测模块被布置在夹层结构中。

在一些实施例中，头盔还包括：识别模块，耦合在本体的适于供头部进入的开口侧，并适于在本体处于闲置位置时与骑行工具通信。

在一些实施例中，识别模块包括近场通信单元。

在一些实施例中，头盔还包括把手，布置在本体在宽度方向上与识别模块相对的一侧。

在一些实施例中，头盔还包括：重力传感器，耦合在本体上，并适于至少检测本体的取向。

在一些实施例中，头盔还包括检查开口，布置在本体1的外侧部，以便于经由其而至少接近检测模块；以及遮蔽盖，被可拆卸地布置在检查开口，以遮蔽检查开口。

根据本公开实施例的头盔通过设置方向开关，能够以低成本的方式有效地使头盔在闲置位置时断电，并在处于佩戴取向时通电，从而有效地实现了低功耗控制，并由此延长电池续航时间，降低运维成本。此外，通过将检测模块耦合在头盔本体内侧的顶部，从而使检测模块可以更加准确的确定头盔是否佩戴到位，提高了头盔的检测功能的可靠性。

在本公开的第二方面，提供了一种骑行设备。该骑行设备包括：骑行工具；以及根据本公开的第一方面所提供的头盔。

在一些实施例中，骑行工具包括：车体，以及头盔固定位，耦合在车体上，并适于存放处于闲置取向的本体。

在一些实施例中，骑行设备还包括识别装置，布置在头盔固定位，并且适于在头盔的本体存放在头盔固定位后与头盔的识别模块通信。

在一些实施例中，骑行设备还包括通信接收模块，耦合在骑行工具上，适于与头盔的通信模块通信。

应当理解，本内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键特征或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本公开的实施例中头盔的各个部件的示意框图；

图2示出了根据本公开的实施例中骑行工具的主要部件的示意框图；

图3示出了根据本公开的实施例中头盔的整体结构示意图；

图4示出了根据本公开的实施例中头盔在其他视角下的整体结构示意图；以及

图5示出了根据本公开的实施例中头盔在图4视角下内部结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中示出了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

需要注意的是，本文中所提供的任何节/子节的标题并不是限制性的。本文通篇描述了各种实施例，并且任何类型的实施例都可以包括在任何节/子节下。此外，在任一节/子节中描述的实施例可以以任何方式与同一节/子节和/或不同节/子节中描述的任何其他实施例相结合。

在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“一些实施例”应当理解为“至少一些实施例”。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如本文中所使用的，“单元”、“操作单元”或“子单元”可以由任何合适结构的机器学习模型或网络组成。如本文中所使用的，一组元素或类似表述可以包括一个或多个这样的元素。

近些年共享单车和电单车蓬勃发展，方便了市民出行。为响应“一盔一带”安全守护行动，国内共享电单车企业逐渐推出智能头盔解决方案，通过中控连接头盔锁或智能头盔，利用智能传感技术检测骑行人佩戴好头盔后方能启动。在使用智能头盔过程中，需要对其进行借还盔操作以保证资产丢失情况，这就对头盔锁的设计提出了一定要求。

如前文所简要提及的，现有的智能头盔通过传感器技术检测使用者(也即，骑手)是否将智能头盔佩戴到位。在一些现有技术中通过在头盔的挂绳处耦合电容传感器，电容传感器通过检测是否与使用者脸部贴合，以判断头盔是否被佩戴到位。也有一些现有技术是通过在头盔两侧挂绳的搭扣处耦合霍尔元件，通过检测两挂绳搭扣是否成功搭接，从而判断头盔是否佩戴到位。然而由于佩戴者头型(例如头围，发型等因素)不同，或佩戴习惯不同，当挂绳佩戴较松时，以上检测方式无法有效检测头盔的佩戴位置，容易造成无法进行有效检测的情况，影响使用体验。

根据本公开实施例提出的具有检测功能的头盔及骑行设备，以解决或至少部分的解决传统方案中所存在的上述问题和其他潜在问题。根据本公开实施例，通过在头盔本体内侧的顶部耦合检测模块，从而不管适用的的头型或发型如何，都能够保证检测模块与头顶的有效检测距离，从而可靠地进行检测，即，判断本体是否处于佩戴位置(也即，本体是否佩戴在使用者的头部)。

此外，通过耦合在本体上的方向开关，还可以在本体处于佩戴取向的佩戴位置时导通，以使电池向检测模块供电，而在本体处于闲置取向的闲置位置时断开，以切断电池向检测模块的供电，从而延长电池续航时间，降低运维成本。

图1示出了本公开的实施例中头盔中各个部件的示意框图，图2示出了根据本公开的实施例中骑行工具的主要部件的示意框图。如图1和图2所示，根据本公开实施例提出的骑行设备包括骑行工具以及头盔。使用者在使用骑行工具进行骑行时，需要预先佩戴头盔，当头盔佩戴完成并在符合其他解锁条件的情况下，骑行工具解锁。骑行工具包括车体8以及耦合在车体8上的头盔固定位，头盔固定位适于在车体8不使用时存放头盔。在一些实施例中，头盔固定位可以是骑行工具的车筐。在一些实施例中，车体8可以是单车、电单车、摩托车等可以骑行的机动车或非机动车。

图3和图4分别示出了本公开实施例中头盔在不同视角下的结构示意图。如图3和图4并结合图1，头盔包括本体1、检测模块2以及电源模块3。本体1为多层夹层结构，例如包括外层的抗冲击层以及布置在内层的抗缓冲层，适于供使用者至少在骑行时佩戴在头部以保护使用者。在本公开的一些其他实施例中，本体1还可以包括挂绳、护目镜等适当的配件。本体1还包括佩戴开口(下文中也被简称为开口)，使用者在佩戴本体1时，可以将头部通过佩戴开口伸入本体1内来完成佩戴。当本体1被佩戴在头部时，本体1处于佩戴取向，并处于佩戴位置。本体1在骑行工具闲置时(即骑行工具没有被使用时)被放置在头盔固定位内，此时本体1处于闲置取向(例如，本体1的佩戴开口朝向水平方向)并位于闲置位置。当使用者需要使用骑行工具骑行时，使用者可以将本体1从头盔固定位中取出并佩戴在头部，此时本体1由闲置取向的闲置位置移动至佩戴取向(例如，本体1的佩戴开口朝向重力方向)的佩戴位置。

电源模块3包括电池31以及方向开关32。方向开关32适于在本体1处于佩戴取向时导通以允许电池31至少向检测模块2供电。方向开关32还适于在本体1处于闲置取向时断开，以中断电池31向检测模块2的供电。在一些实施例中，方向开关32可以是滚珠开关等。

应当理解的是，本公开实施例中的闲置取向包括但不限于本体1的佩戴开口朝向水平方向的形式。闲置取向还可以包括偏离水平方向预定角度(不包括直角)的其他方向。例如在一些实施例中闲置取向可以包括与水平方向呈15°夹角的倾斜方向。同样地，本公开实施例中的佩戴取向是与闲置取向不同的方向，佩戴取向包括但不限于本体1的佩戴开口朝向重力方向的情况，佩戴取向还可以包括偏离重力方向预定角度(不包括直角)的其他方向。例如在一些实施例中佩戴取向可以包括与重力方向呈15°夹角的倾斜方向。当然，为了保证方向开关32的正常工作，闲置取向方向的范围与佩戴取向方向的范围不交叉。以使方向开关32可以准确判断闲置取向和佩戴取向并进行断电和通电。

当使用者使用骑行工具时，首先将头盔从骑行工具的头盔佩戴位取出并佩戴在头部，此时方向开关32感应到头盔的位置取向发生变化，头盔由闲置取向转变为佩戴取向，此时方向开关32打开，电池31至少向检测模块2供电。由此头盔通过方向开关32实现了功耗控制，使得头盔在不使用期间可以由方向开关32断电，从而延长了电池31的使用寿命。

检测模块2包括电容极板21以及耦合至电容极板21的电容传感器22。电容极板21布置在本体1内侧靠近顶部的位置(也即，本体1内部正对佩戴开口的位置)。例如，电容极板21可以被布置在头盔在顶部处的正上方的位置，并位于多层夹层之间。当使用者佩戴本体1后电容极板21感应到使用者头部靠近，从而电容极板21产生电场变化信号。电容传感器22在接收到电场变化信号后判断使用者头盔佩戴正确，并适于发出佩戴信号。

在一些实施例中，本体1还可以包括检查开口以及可拆卸地布置在检查开口处的遮蔽盖，布置在本体1的外侧部。检查开口能够直通检测模块2的位置，从而在遮蔽盖打开时方便检查或者更换检测模块2。在完成检查或者更换后，遮蔽盖遮蔽检查开口，从而保证了头盔的可靠性和易用性。

在一些实施例中，电容极板21的表面还通过蚀刻等方式形成有预定的图案，例如栅格条纹、涡状线或迷宫线路等。通过预定的图案可以提高电容极板21检测的灵敏度和可靠性，并能够提高检测距离，同时降低电容极板21对温度的敏感性。

图5示出了根据本公开实施例的头盔在图4视角下的内部结构示意图。如图1和图5所示，头盔还包括通信模块4。相应地，骑行工具包括通信接收模块9，通信模块4与通信接收模块9配对通信。通信模块4适于在方向开关32导通后，由电池31供电并开始工作。通信模块4耦合在头盔的本体1上，包括通信控制板41以及通信天线42，通信控制板41耦合至电容传感器22，适于至少接收电容传感器22所发出的佩戴信号，并将佩戴信号发送至通信接收模块9。

在一些实施例中，骑行工具还包括微控制单元10。通信接收模块9将接收到的佩戴信号发送至微控制单元10，微控制单元10根据接收到的佩戴信号并在符合解锁骑行工具的其他条件的情况下，控制骑行工具完成解锁和/或供电等操作。

在一些实施例中，通信模块4与通信接收模块9可以通过蓝牙通信协议、wifi通信协议、第四代移动通信(4G)协议、Zigbee通信协议或其他私有协议等方式进行通讯。

在一些实施例中，通信控制板41布置在电容极板21背离使用者的一侧，并且通信控制板41覆盖在电容极板21上，从而对电容极板21形成屏蔽保护，减少电容极板21受到外界的干扰。在一些实施例中，通信控制板41与电容极板21可以是方形、圆形或其他规则或不规则的形状。

如图1和图3所示，在一些实施例中，头盔还包括识别模块5，识别模块5可以在本体1处于闲置方向的闲置位置时与耦合在车体8上的识别装置通信。例如，识别装置可以布置在骑行工具的头盔固定位。当本体1安装在头盔固定位时，识别模块5与识别装置通信。识别装置在检测到识别模块5后，可以将识别信息发送至微控制单元10，微控制单元10根据头盔的识别信息判断头盔当前状态，或者根据识别信息控制通信接收模块9与通信模块4配对。

例如，当本体1放入头盔固定位后，识别模块5与识别装置通信，从而微控制单元10根据识别模块5发送的头盔的识别信息，在通信模块4可用(例如，头盔处于佩戴位置，方向开关32导通)后，控制通信接收模块9与通信模块4配对。在一些实施例中，识别模块5可以包括近场通信单元，例如识别模块5可以通过射频识别(RFID)技术与识别装置通信。

如图1和图3所示，在一些实施例中，识别模块5布置在本体1的适于供头部进入的开口侧。与之对应地，识别装置被布置在头盔固定位，并且能够在头盔防止在头盔固定位并处于闲置位置时与识别模块5对齐，以便于两者的通信。当然，应当理解的是，识别模块5布置在本体1的适于供头部进入的开口侧的示例只是示意性的，只要能够实现与识别装置的通信，识别模块可以布置在任意适当的位置。例如，在一些替代的实施例中，识别模块5也可以沿宽度方向(即，垂直于本体1的佩戴开口到电容极板21连线的方向)的一侧，并且识别模块5可以布置在本体1的外侧。当头盔处于闲置位置时，识别模块5位于本体1的下方，同时识别模块5与通信接收模块9贴靠通信。

在一些实施例中，本体1上还耦合有的重力传感器6，重力传感器6适于检测头盔的佩戴角度信息以及头盔的当前的震动信息。佩戴角度信息以及震动信息可以通过通信模块4发送至骑行工具，骑行工具上的微控制单元10进一步地根据佩戴角度信息以及震动信息进一步识别头盔是否佩戴到位。例如，如果识别模块5的电容器传感器检测到使用者头顶靠近，但是此时重力传感器6感应到头盔的状态偏离重力方向过多，此时微控制单元10可以判断头盔佩戴不到位从而可以通过声光电等警报方式提醒使用者。

在一些实施例中，头盔还包括把手7。把手7可以布置在本体1的外部的侧面，并且在宽度方向上背离识别模块5的一侧。在一些实施例中，把手7可以是开设在本体1上的凹槽或者通孔，也可以是耦合在本体1上的部件。当头盔放置在头盔固定位时，把手7位于本体1在重力方向上向上的一侧，从而方便了使用者通过把手7取用头盔。

以上已经描述了本公开的各实现，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实现。在不偏离所说明的各实现的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实现的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各个实现方式。

Claims (16)

1.一种具有检测功能的头盔，其特征在于，包括：

本体(1)，适于供使用者佩戴在头部；

检测模块(2)，耦合在本体(1)的顶部，并适于在本体(1)处于以佩戴取向的佩戴位置时至少靠近使用者的头顶，并发出佩戴信号；以及

电源模块(3)，耦合在本体(1)上，并且包括：

电池(31)，适于至少向检测模块(2)供电；以及

方向开关(32)，耦合在电池(31)和检测模块(2)之间，并且适于至少在本体(1)处于所述佩戴取向时导通，并适于至少在本体(1)处于在闲置取向的闲置位置时断开，所述佩戴取向与所述闲置取向成非零角度。

2.根据权利要求1所述的头盔，其特征在于，所述检测模块(2)包括：

电容极板(21)，耦合在本体(1)的顶部，并且适于在本体(1)到达所述佩戴位置后感应所述使用者的头顶接近而产生电场变化信号；以及

电容传感器(22)，耦合至所述电容极板(21)，并且适于在所述电容极板(21)产生所述电场变化信号后发出所述佩戴信号。

3.根据权利要求2所述的头盔，其特征在于，所述电容极板(21)的朝向使用者的表面被形成有预定图案，以增加感应距离。

4.根据权利要求2或3所述的头盔，其特征在于，还包括：

通信模块(4)，耦合在所述本体(1)上，并且适于在所述方向开关(32)导通后与骑行工具通信，以由此允许所述骑行工具解锁。

5.根据权利要求4所述的头盔，其特征在于，所述通信模块(4)包括：

通信控制板(41)，耦合在所述本体(1)上，并适于与所述电容传感器(22)连接以至少接收所述电容传感器(22)发出的所述佩戴信号；以及

通信天线(42)，耦合在所述通信控制板(41)上，并适于与所述骑行工具通信。

6.根据权利要求5所述的头盔，其特征在于，所述通信控制板(41)布置在所述电容极板(21)背离使用者的一侧，并覆盖所述电容极板(21)。

7.根据权利要求1-3、5和6中任一项所述的头盔，其特征在于，所述本体(1)呈夹层结构，并且所述检测模块(2)被布置在所述夹层结构中。

8.根据权利要求1-3、5和6中任一项所述的头盔，其特征在于，还包括：

识别模块(5)，耦合在所述本体(1)的适于供头部进入的开口侧，并适于在所述本体(1)处于所述闲置位置时与骑行工具通信。

9.根据权利要求8所述的头盔，其特征在于，所述识别模块(5)包括近场通信单元。

10.根据权利要求8所述的头盔，其特征在于，还包括：

把手(7)，布置在所述本体(1)在宽度方向上与所述识别模块(5)相对的一侧。

11.根据权利要求1-3、5、6、9和10中任一项所述的头盔，其特征在于，还包括：

重力传感器(6)，耦合在所述本体(1)上，并适于至少检测所述本体(1)的取向。

12.根据权利要求1-3、5、6、9和10中任一项所述的头盔，其特征在于，还包括：

检查开口，布置在所述本体(1)的外侧部，以便于经由其而至少接近所述检测模块(2)；以及

遮蔽盖，被可拆卸地布置在所述检查开口，以遮蔽所述检查开口。

13.一种骑行设备，其特征在于，包括：

骑行工具；以及

根据权利要求1-12中任一项所述的头盔。

14.根据权利要求13所述的骑行设备，其特征在于，所述骑行工具包括：

车体(8)；以及

头盔固定位，耦合在所述车体(8)上，并适于存放处于闲置取向的本体(1)。

15.根据权利要求14所述的骑行设备，其特征在于，还包括：

识别装置，布置在所述头盔固定位，并且适于在所述头盔的本体(1)存放在所述头盔固定位后与所述头盔的识别模块(5)通信。

16.根据权利要求15所述的骑行设备，其特征在于，还包括：

通信接收模块(9)，耦合在骑行工具上，并适于与所述头盔的通信模块(4)通信。