JP5826332B2

JP5826332B2 - 安全監視システム、そのための疲労監視装置及びヘルメット

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Publication number: JP5826332B2
Application number: JP2014134034A
Authority: JP
Inventors: 陳建▲霖▼; 柯惠安; ▲頼▼▲彦▼旭; 陳淮山; 張韶▲芹▼; ▲呉▼旭軒
Original assignee: 瑞軒科技股▲分▼有限公司
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: US20150032021A1; JP2015021215A; CN104337101A; CN104337101B; TWI488588B; TW201503843A

Description

本発明は監視システムに関し、特に使用者の疲労程度を監視検出することができる安全監視システム、そのための疲労監視装置及びヘルメットに関する。

工事現場の安全は、以前より施工現場において最も重視される重点の一つである。現在、数多くの労働災害の発生はいずれも作業者の人為的ミスによって引き起こされ、これらの人為的ミスの最も一般的な原因が、作業者の疲労にあるわけである。例えば、作業者が休息不足で作業を続けた後（例えば作業を８時間またはそれ以上の時間続けた後）又はその他の原因により、徐々に疲労して集中力がなくなってしまいやすい。集中力がなくなった後で、危険性が高い作業を続けると、労働災害を引き起こしやすく、ひいては生命安全を危険にさらす。

従って、如何に作業者の疲労程度を効果的に監視するかが、実際に労働災害を避けるために重要なキーポイントの一つである。

これを鑑みて、本発明は、ヘルメットによって作業者の疲労程度を有効に監視することができる安全監視システムを提供する。

本発明の一実施形態によれば、ヘルメットは、内凹面を有する帽体と、帽体の内凹面に設置され、頭部の位置に接触し、第１情報を取得するための少なくとも１つの第１電極と、帽体の外に設置され、頭部の別の位置に接触し、第２情報を取得するための少なくとも１つの第２電極と、帽体の一側に設置され、第１電極と第２電極に電気的に接続されて第１情報と第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得するための脳波演算モジュール、及び脳波演算モジュールに電気的に接続されて脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得するための疲労判断モジュールを含む疲労程度演算装置と、帽体の疲労程度演算装置に対向する他側に設置され、疲労程度演算装置に電気的に接続される電源装置と、を含む。

本発明の別の実施形態によれば、帽体に追加設置されることができる疲労監視装置は、頭部の第１位置に接触し、第１情報を取得するための少なくとも１つの第１電極と、第１位置より頭部の脳部位置から遠い頭部の第２位置に接触し、第２情報を取得するための少なくとも１つの第２電極と、帽体の一側に設置され、第１電極と第２電極に電気的に接続されて第１情報と第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得するための脳波演算モジュール、及び脳波演算モジュールに電気的に接続されて脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得するための疲労判断モジュールを含む疲労程度演算装置と、帽体の疲労程度演算装置に対向する他側に設置され、疲労程度演算装置に電気的に接続される電源装置と、を含む。

本発明の別の実施形態によれば、安全監視システムは、第１無線通信モジュールを有する遠隔監視装置と、少なくとも１つの疲労監視装置と、を含む。各疲労監視装置のそれぞれは帽体に追加設置されることができ、少なくとも１つの第１電極及び第２電極と、疲労程度演算装置と、電源装置を含み、それぞれ第１情報と第２情報を取得するように、第１電極と第２電極が頭部の異なる位置に接触することができる。疲労程度演算装置は、第１情報と第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得し、且つ脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得する。電源を供給するように、電源装置は、疲労程度演算装置に電気的に接続される。疲労程度演算装置と電源装置は、帽体の両側に設置され、各疲労監視装置のそれぞれが第２無線通信モジュールを更に含む。第１無線通信モジュールと第２無線通信モジュールが無線接続され、遠隔監視装置が少なくとも１つの疲労監視装置から疲労程度情報を受信する。

以上の実施形態において、ヘルメットは、第１電極と第２電極によって人体の脳波を検出し、これによって人体の疲労程度情報を取得することができる。このようにして、遠隔監視装置の使用者は、作業者の疲労程度を遠隔的に監視することができる。なお、疲労程度演算装置と電源装置は、それぞれ帽体の対向する両側に設置されるため、重量のバランスを取ることができることで、作業者がこのヘルメットを装着する時に、疲労程度演算装置と電源装置の重量の不均衡により不快に感じることはない。

以上の記述はただ本発明が解決しようとする問題、問題を解決するための技術手段、及びそれが達した効果等を説明するためのものだけであり、本発明の具体的な細部について、以下の実施形態及び関連図面において詳細的に紹介する。

本発明の上記とその他の目的、特徴、メリット及び実施例をより分かりやすくするために、図面の説明は以下のとおりである。
本発明の一実施形態による安全監視システムを示す模式図である。図１のヘルメットを示す斜視図である。図２のヘルメットを示す平面図である。図３のヘルメットの幅Ｗの方向に沿う断面図である。本発明の一実施形態による安全監視システムを示す機能ブロック図である。本発明の一実施形態の疲労程度演算装置を示す斜視図である。図６の疲労程度演算装置を示す分解図である。図６の疲労程度演算装置のＡ-Ａ’線に沿う断面図である。図６の疲労程度演算装置のＢ-Ｂ’線に沿う断面図である。図６の疲労程度演算装置のＣ-Ｃ’線に沿う断面図である。本発明の一実施形態による疲労程度演算装置の他の視角の斜視図である。図１１の疲労程度演算装置のＤ-Ｄ’線に沿う断面図である。

以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示し、明らかに説明するために、下記の叙述で数多くの実際の細部を合わせて説明する。しかしながら、当業者が理解すべきなのは、本発明の別の実施例においては、これらの実際の細部は、必要ないものであるため、本発明を限定することがない。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子は、図面において簡単で模式的に示される。

図１は、本発明の一実施形態による安全監視システムを示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の安全監視システムは、少なくとも１つの疲労監視装置と、遠隔監視装置２０と、を含んでよい。疲労監視装置は、ヘルメット１０に追加設置される。ヘルメット１０は、一般的なヘルメットであってよく、被験者によりその頭部３０に装着され、且つ頭部３０から着用者の脳波を含む生体信号を検出し、脳波に基づいて着用者の疲労程度情報を取得する。遠隔監視装置２０は、無線通信の方式によってヘルメット１０から疲労程度情報を取得することができる。このようにして、遠隔監視装置２０の使用者は、遠隔的にそれぞれのヘルメット１０を装着する作業者の疲労程度を監視することが可能で、疲労監視装置はヘルメット１０の構造強度を損なうことなくヘルメット１０と結合して固定することができる。

図２は、図１のヘルメット１０を示す斜視図である。図２に示すように、ヘルメット１０は、帽体１００を含んでよい。疲労監視装置は、帽体１００に追加設置され、少なくとも１つの第１電極３００、少なくとも１つの第２電極４００、疲労程度演算装置５００と、電源装置６００と、を含む。帽体１００は、内凹面１０１を有し、この内凹面１０１が着用者の頭部３０（図１参照）の一部を覆うことができる。第１電極３００は、帽体１００の内凹面１０１に設置され、頭部３０の位置に接触し、第１情報を取得することに用いられることができる。第２電極４００は帽体１００の外に設置され、頭部３０の別の位置に接触し、第２情報を取得することに用いられることができる。疲労程度演算装置５００は、帽体１００の一側に設置される。疲労程度演算装置５００は、第１電極３００と第２電極４００に電気的に接続され、第１電極３００と第２電極４００からそれぞれ第１情報と第２情報を受信することができる。疲労程度演算装置５００は、第１情報と第２情報に基づいて人体の疲労程度情報を取得することができる。疲労程度演算装置５００は、電源装置６００に電気的に接続される。電源装置６００は、帽体１００の疲労程度演算装置５００に対向する他側に設置される。言い換えると、帽体１００は、疲労程度演算装置５００と電源装置６００との間に位置する。

疲労程度演算装置５００と電源装置６００の上記配置によって、ヘルメット１０の全体重量のバランスを取ることができるので、作業者がこのヘルメット１０を装着する時、疲労程度演算装置５００と電源装置６００の重量の不均衡により不快に感じることなく、作業者が容易にヘルメット１０を装着して施工作業を行うことに寄与する。

図３は、図２のヘルメット１０を示す平面図である。図３に示すように、一部の実施形態において、疲労程度演算装置５００と電源装置６００は、それぞれ帽体１００における互いに対称な２つの位置に位置し、このようにしてヘルメット１０の重量に更にバランスを取らせることができ、作業者がより容易にヘルメット１０を装着して施工作業を行うことに寄与する。

一部の実施形態において、図３に示すように、疲労程度演算装置５００と電源装置６００は、帽体１００の左右両側に位置し、つまり、作業者がヘルメット１０を装着する時、疲労程度演算装置５００が１つの耳の上方に位置し、電源装置６００が他の耳の上方に位置することができる。具体的に、帽体１００は、長さＬと、長さＬより小さい幅Ｗと、を有する。長さＬの方向は、実際には幅Ｗの方向に対して垂直である。幅Ｗの方向は疲労程度演算装置５００と電源装置６００に跨がっている。ヘルメット１０が頭部３０（図１参照）に装着される時、長さＬの方向が頭部３０の前額部３１（図１参照）と後頭部３３（図１参照）に跨がってもよく、幅Ｗの方向は２つの耳３２（図１参照）に跨がってもよい。幅Ｗの方向も疲労程度演算装置５００と電源装置６００を跨がっているため、ヘルメット１０が頭部３０に装着される時、程度演算装置５００と電源装置６００がそれぞれ２つの耳３２の上方に位置することができる。

一部の実施形態において、図２に示すように、ヘルメット１０はつば１１０を更に含む。帽体１００は、内凹面１０１に対する外凸面１０２を有する。つば１１０は、帽体１００の外凸面１０２に設置される。つば１１０は、前つば１１４と、前つば１１４に対する後つば１１６と、を含んでよい。ヘルメット１０が頭部３０（図１参照）に装着される時、前つば１１４が目の上方に位置することができ、太陽光が目に対して直射することを防止する。一部の実施形態において、前つば１１４の表面面積は、後つば１１６の表面面積より大きく、太陽光を遮蔽することに寄与する。

図４は、図３のヘルメット１０の幅Ｗの方向に沿う断面図である。図４に示すように、つば１１０は、複数の係合溝１１２を有する。疲労程度演算装置５００はフック５１０を有する。電源装置６００もフック６１０を有する。フック５１０とフック６１０は、それぞれつば１１０の２つの係合溝１１２の中に係合されて、疲労程度演算装置５００と電源装置６００をつば１１０に固定させることができる。また、一部の実施形態において、フック５１０とフック６１０は、係合溝１１２に着脱可能にカップリングされる。つまり、作業者は、フック５１０をねじって、フック５１０を係合溝１１２から離脱させ、疲労程度演算装置５００をつば１１０の外へ分離させることができる。同様に、作業者は、フック６１０をねじって、電源装置６００をつば１１０の外へ離脱させることもできる。本発明のその他の実施形態において、疲労程度演算装置５００と電源装置６００がヘルメット１０の固定方法は、上記の係合方法に限定されず、貼り付け、バインディング或いはその他の方法により、帽体を破壊せずに固定することができ、このようにして、ヘルメット１０の防護作用に影響を及ぼすことを避けることができる。

一部の実施形態において、図２に示すように、ヘルメット１０は、接続部材７００を含んでよい。接続部材７００は、疲労程度演算装置５００と電源装置６００との間に電気的に接続される。なお、接続部材７００は、帽体１００の外凸面１０２に位置する。接続部材７００は、湾曲し、その曲率は帽体１００の外凸面１０２の曲率とほぼ同じであり、接続部材７００が平らに帽体１００の外凸面１０２に貼り付けられることに寄与し、接続部材７００内に導電線材を有し、これによって、電源装置６００は疲労程度演算装置５００に給電することができる。

一部の実施形態において、図２に示すように、第１電極３００は、帽体１００の内凹面１０１の、前つば１１４に近い位置に設置される。このようにして、ヘルメット１０が頭部３０（図１参照）に装着される時、第１電極３００が頭部３０の前額部３１（図１参照）に接触することができる。ヘルメット１０は、第１電極３００と疲労程度演算装置５００との間を電気的に接続することができる少なくとも１つの導線８１０を含む。一部の実施形態において、ヘルメット１０は、導線８２０と、クリップ９００と、を更に含む。第２電極４００は、クリップ９００に設置される。クリップ９００は、導線８２０の一端に設置され、導線８２０の他端が疲労程度演算装置５００に設置される。導線８２０は、クリップ９００における第２電極４００と疲労程度演算装置５００との間に電気的に接続される。クリップ９００は、頭部３０のヘルメット１０以外の任意の位置に挟まれることが可能である。好ましくは、クリップ９００は、耳３２（図１参照）に挟まれることができる。上記の設計により、第２電極４００が頭部３０に接触する位置は、第１電極３００が頭部３０に接触する位置よりも、頭部３０の脳部に対して遠い。

一部の実施形態において、図２に示すように、ヘルメット１０は、ライナー１２０を含んでよい。ライナー１２０は、帽体１００の内凹面１０１に設置され、第１電極３００がライナー１２０に位置する。ライナー１２０の材質は、ソフト材料であってよい。作業者がヘルメット１０を装着する時、ライナー１２０は、前額部３１（図１参照）の形状に対応して変形することができ、前額部３１にしっかりと寄り添うことができ、更に第１電極３００が前額部３１に接触することに役に立つ。

使用する際に、第１電極３００は、前額部３１の箇所の生理情報（本明細書で第１情報と称する）を測定することができ、第２電極４００は、耳３２の箇所の生理情報（本明細書で第２情報と称する）を測定することができる。前額部３１が脳部に近いため、第１電極３００が得た第１情報には脳波情報（例えば脳電波）及びその他の生理ノイズ（例えばパルス）が含まれる。また、耳３２が脳部から遠いため、第２電極４００が得た第２情報に略その他の生理ノイズのみが含まれる。従って、疲労程度演算装置５００は、第１情報と第２情報の間の相違に基づいて純粹な脳波情報を取得し、且つ更に分析して疲労程度情報を取得することができる。

具体的に、図５を参照すると、図５は、本発明の一実施形態による安全監視システムを示す機能ブロック図である。図５に示すように、疲労程度演算装置５００は、脳波演算モジュール５０１と、疲労判断モジュール５０２と、を含んでよい。疲労判断モジュール５０２は、脳波演算モジュール５０１に電気的に接続される。脳波演算モジュール５０１は、第１電極３００と第２電極４００に電気的に接続されて、第１情報と第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得することに用いられる。例えば、脳波演算モジュール５０１は、第１電極３００と第２電極４００から第１情報と第２情報をそれぞれ受信することができる。次に、脳波演算モジュール５０１は、第１情報から第２情報を除去して、他の生理ノイズ（例えばハートビート）を除去し、脳波情報（例えば脳電波）を取得することができる。一部の実施形態において、脳波演算モジュール５０１は、脳波データ分析チップによって実現することが可能であるが、本発明はこれに限定されない。

疲労判断モジュール５０２は、脳波演算モジュール５０１に電気的に接続され、脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得することに用いることができる。例えば、脳波情報が脳電波である場合に、疲労判断モジュール５０２は、脳電波の主周波数帯域分布に基づいて、作業者の疲労程度を取得することができる。具体的に、脳電波は、主にｇａｍｍａ波と、ｂｅｔａ波と、ａｌｐｈａ波と、ｔｈｅｔａ波と、ｄｅｌｔａ波と、を含む。ｇａｍｍａ波とは、周波数が３０ヘルツ（Ｈｚ）より高く６０ヘルツより低い脳電波を指し、ｂｅｔａ波とは、周波数が１８ヘルツより高く２１ヘルツより低い脳電波を指し、ａｌｐｈａ波とは、周波数が９ヘルツより高く１１ヘルツより低い脳電波を指し、ｔｈｅｔａ波とは、周波数が４ヘルツより高く７ヘルツより低い脳電波を指し、ｄｅｌｔａ波とは、周波数が０.５ヘルツより高く２ヘルツより低い脳電波を指す。

疲労判断モジュール５０２が得た脳電波に、ｂｅｔａ波を主波として低すぎるものがあれば、作業者の集中力が低過ぎると判断し、対応する疲労程度情報を生成することができる。疲労判断モジュール５０２が得た脳電波に、ａｌｐｈａ波を主波として長く継続するものがあれば、作業者の疲労状態が現れたと判断し、対応する疲労程度情報を生成することができる。疲労判断モジュール５０２が得た脳電波に、主にｔｈｅｔａ波があれば、作業者の眠気が現れたと判断し、対応する疲労程度情報を生成することができる。従って、疲労判断モジュール５０２は、脳波情報に、一定の程度に達する上記の三種の状況が現れれば、対応する疲労程度情報を生成することができる。一部の実施形態において、疲労判断モジュール５０２は、疲労計算方法がインストールされたマイクロコンピュータによって実現することができるが、本発明はこれに限定されない。また、一部の実施形態において、本発明のアーキテクチャにおける脳波演算モジュール５０１と疲労判断モジュール５０２を電気的に接続する場合には、疲労状態を判断する１つの機能に限定されず、脳波に基づいてリアルタイムに作業者の精神集中度或いは情緒安定性などの精神状態を判断する機能を更に含んでよく、脳波信号に基づいて計算して判断できる作業者の状態情報でさえあれば、すべて本発明の安全監視システムにより検出監視することができ、監視管理者或いは監視サービスプロバイダがただ前記マイクロコンピュータシステムに必要な演算機能をインストールすればよい。なお、異なる脳波状態に対応するアルゴリズムについては、既に他の既存の技術が利用可能であるため、ここで付言しない。

一部の実施形態において、図５に示すように、ヘルメット１０（図２参照）は、警告装置５０３を含んでよい。警告装置５０３は、疲労程度演算装置５００に設置され、疲労程度情報に基づいて警告信号を出すために用いることができる。具体的に、警告装置５０３は、スピーカーであってよく、疲労判断モジュール５０２に電気的に接続され、疲労判断モジュール５０２により作業者の疲労が一定の程度に達することと判断した場合に、音声を出すことができる。このようにして、作業者に注意を与えて、作業者が過度疲労の状態で働き続けることを防止することができる。一部の実施形態において、警告装置５０３は、他の警告作用を有する装置又は素子に代えてもよく、例えば視覚、触覚、電流又は注意を喚起できる他の信号によって作業者を警告することができ、音声に限定されない。

一部の実施形態において、図５に示すように、ヘルメット１０（図２参照）は、第１無線通信モジュール５０４を含んでよい。第１無線通信モジュール５０４は、疲労程度演算装置５００に設置され、且つ疲労判断モジュール５０２に電気的に接続される。遠隔監視装置２０は、第２無線通信モジュール２１０を含んでよい。第１無線通信モジュール５０４は、第２無線通信モジュール２１０に無線接続される。従って、第１無線通信モジュール５０４は、疲労判断モジュール５０２が得られた疲労程度情報を、無線通信の方式で遠隔監視装置２０の第２無線通信モジュール２１０に伝送することができる。このようにして、遠隔監視装置２０の使用者は、リアルタイムにヘルメット１０（図２参照）を装着した作業者の生理状態を監視することができ、リアルタイムに作業者が疲労しているかどうかが分かる。一部の実施形態において、第１無線通信モジュール５０４と第２無線通信モジュール２１０は、ＧＰＲＳの通信プロトコルに準じてよいが、本発明はこれに限定されない。

一部の実施形態において、図５示すように、遠隔監視装置２０は、警告装置制御モジュール２００を含んでよい。警告装置制御モジュール２００は、第２無線通信モジュール２１０に電気的に接続される。警告装置５０３は、第１無線通信モジュール５０４に電気的に接続されることができる。警告装置制御モジュール２００は、制御信号を生成することに用いられ、警告装置５０３がこの制御信号に基づいて警告信号を出すことができる。例えば、遠隔監視装置２０の使用者は、ヘルメット１０（図２参照）を装着するある作業者が既に過度疲労状態であることを発見すると、警告装置制御モジュール２００が制御信号を出すように命令することができる。第２無線通信モジュール２１０は、この制御信号をヘルメット１０の第１無線通信モジュール５０４に無線で伝送することができ、第１無線モジュール５０４は、この制御信号を警告装置５０３に伝送することができ、警告装置５０３が警告信号（例えば音声）を出させて、該作業者が休息することを注意する。一部の実施形態において、遠隔監視装置２０は、警告装置制御モジュール２００を含まず、各疲労程度演算装置５００のそれぞれが受信したすべての疲労程度情報を記録し、更にパラメーターを疲労判断モジュール５０２にリターンすることができ、その判断演算の過程又は結果を調整する。

一部の実施形態において、図５に示すように、ヘルメット１０（図２参照）は、充電コネクタ５０５と、充電検出モジュール５０６と、光源５０９ａと、を含んでよい。充電コネクタ５０５は、電源装置６００に電気的に接続される。充電検出モジュール５０６も電源装置６００に電気的に接続されて、電源装置６００の電量を検出し、電源装置６００の電量がフルパワーになる時にフルパワー信号を生成することができる。光源５０９ａは、充電検出モジュール５０６に電気的に接続されて、フルパワー信号を受信する時に発光することに用いられることができる。具体的に、充電コネクタ５０５は、電力接続ポート（例えばＵＳＢ接続ポート）であってよく、外部電源の差し込みに供し、該外部電源から電力を受信し、且つ電源装置６００に伝送することができる。充電検出モジュール５０６は、電源装置６００がフルパワーになるかどうかを検出することができ、フルパワーになると、光源５０９ａの発光を制御することができ、これによって作業者に充電が完成することを注意する。充電検出モジュール５０６は、電量検出可能なＩＣによって実現されることができるが、本発明がこれに限定されない。電源装置６００は、電池であってよく、本発明がこれに限定されない。

一部の実施形態において、図５に示すように、ヘルメット１０（図２参照）は、電量検出モジュール５０８と、光源５０９ｂと、を含んでよい。電量検出モジュール５０８は、電源装置６００電気的に接続され、電源装置６００の電量を検出し、且つ電源装置６００の電量が不足になる時に電量不足信号を生成することに用いられることができる。光源５０９ｂは、電量検出モジュール５０８に電気的に接続され、電量不足信号を受信する時に発光することに用いられることができる。つまり、電源装置６００の電量が不足になる場合に、電量検出モジュール５０８は、光源５０９ｂの発光を制御することができ、作業者に電量不足を注意する。電量検出モジュール５０８は、電量検出可能なＩＣによって実現されることができるが、本発明がこれに限定されない。また、ヘルメット１０は、光源５０９ｃを更に含んでよく、脳波演算モジュール５０１又は疲労判断モジュール５０２に電気的に接続されるように設置されることができ、脳波演算モジュール５０１又は疲労判断モジュール５０２が運転する時に発光し、これによって作業者に疲労程度演算装置５００が正常に運転することができることを知らせることに用いられる。一部の実施形態において、光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃが発光した光の色は、互いに異なることが可能で、作業者が識別することに寄与する。例えば、光源５０９ａの発光した光の色がオレンジ色であってよく、光源５０９ｂの発光した光の色が赤色であってよく、光源５０９ｃの発光した光の色が緑色であってよいが、本発明がこれらに限定されない。一部の実施形態において、光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃは、導光素子を接続する発光ダイオードであってよいが、本発明がこれに限定されない。

一部の実施形態において、図５に示すように、ヘルメット１０（図２参照）は、検出コネクタ５１２と、デバッグ（ｄｅｂｕｇ）スイッチ５１３と、を含んでよく、両者がいずれも疲労程度演算装置５００に設置される。デバッグスイッチ５１３の一端が疲労判断モジュール５０２に電気的に接続され、他端が選択的に検出コネクタ５１２又は第１無線通信モジュール５０４に電気的に接続される。デバッグ可能な外部装置が検出コネクタ５１２に差し込まれる場合、デバッグスイッチ５１３は、検出コネクタ５１２と疲労判断モジュール５０２との間に電気的に接続されるように切り替えることができ、この時、この外部装置はデバッグすることができる。検出コネクタ５１２に外部装置が差し込まれない場合、デバッグスイッチ５１３は、第１無線通信モジュール５０４と疲労判断モジュール５０２との間に電気的に接続されるように切り替えることができる。

一部の実施形態において、図５に示すように、ヘルメット１０（図２参照）は、スイッチ５０７を含んでよく、電源装置６００に電気的に接続されることができる。更に、スイッチ５０７は、電源装置６００と脳波演算モジュール５０１及び疲労判断モジュール５０２との間に電気的に接続されることができ、脳波演算モジュール５０１及び疲労判断モジュール５０２に給電し又は給電しないようにする。一部の実施形態において、ヘルメット１０は、電圧変換モジュール５１１を含んでよく、脳波演算モジュール５０１と電源装置６００との間に電気的に接続されることができ、電源装置６００からの電流を適当な電圧に変換した後、更に電流を脳波演算モジュール５０１に入力して、脳波演算モジュール５０１と疲労検出モジュール５０２が高過ぎる電圧を受けて損壞することを避ける。

図６は、本発明の一実施形態による疲労程度演算装置５００を示す斜視図である。図７は、図６の疲労程度演算装置５００を示す分解図である。図７に示すように、疲労程度演算装置５００は、上部ケース５２０と、下部ケース５３０と、第１防水構造５４１と、を含む。上部ケース５２０と下部ケース５３０との間に収納空間Ｓが画定される。第１防水構造５４１は、上部ケース５２０と下部ケース５３０との間に介在して設けられて、水分の収納空間Ｓへの浸透を防止する。第１防水構造５４１の材質は、弾性材料であることが好ましく、例えばゴムなどであり、水分の収納空間Ｓへの浸透を防止する。

一部の実施形態において、図７に示すように、疲労程度演算装置５００は、２つの回路基板５５１及び５５２を更に含む。この２つの回路基板５５１及び５５２は、いずれも収納空間Ｓに収納され、且ついずれも下部ケース５３０に設置される。脳波演算モジュール５０１、疲労判断モジュール５０２、スイッチ５０７並びに光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃは、いずれも収納空間Ｓに収納される。更に、脳波演算モジュール５０１、疲労判断モジュール５０２、スイッチ５０７並びに光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃは、いずれも回路基板５５１に設置される。また、警告装置５０３及び第１無線通信モジュール５０４も収納空間Ｓに収納され、且つ回路基板５５２に設置される。

図８は、図６の疲労程度演算装置５００のＡ-Ａ’線に沿う断面図である。図８に示すように、疲労程度演算装置５００は、押圧構造５６１を含んでよい。上部ケース５２０は、貫通孔５２１を有する。押圧構造５６１は、移動可能に貫通孔５２１にカップリングされ、且つ回路基板５５１における垂直投影の位置の少なくとも一部がスイッチ５０７に重なり合う。言い換えると、押圧構造５６１は、貫通孔５２１を通り抜け、且つ貫通孔５２１の中を移動することが可能である。スイッチ５０７は、押圧構造５６１の直下に位置する。このようにして、押圧構造５６１が力を受けて下へ移動する場合に、スイッチ５０７を押し付けて、疲労程度演算装置５００を起動し又は停止することができる。好ましくは、一部の押圧構造５６１が上部ケース５２０の貫通孔５２１の外へ突出して、作業者の操作に寄与する。

一部の実施形態において、図８に示すように、疲労程度演算装置５００は、弾性部材５６２を含んでよい。弾性部材５６２は、押圧構造５６１とスイッチ５０７との間に位置する。押圧構造５６１が力を受けて下へ移動する場合に、弾性部材５６２を圧迫することによってスイッチ５０７を押し付けることができる。押圧構造５６１に加えられた力が停止した場合に、弾性部材５６２は跳ね返ることができ、押圧構造５６１を元の位置に戻す。一部の実施形態において、弾性部材５６２は、収納空間Ｓに位置する一部の押圧構造５６１を覆うことができ、上部ケース５２０と密着でき、水分が貫通孔５２１から収納空間Ｓに浸透することを防止する。

図９は、図６の疲労程度演算装置５００のＢ-Ｂ’線に沿う断面図である。図９に示すように、一部の実施形態において、疲労程度演算装置５００は、少なくとも１つのシールカバー５７０を含んでよく、上部ケースが少なくとも１つの開口５２２を有する。シールカバー５７０は、開口５２２を閉塞することができ、且つ開口５２２の外へ引き出すことができて、プラグイン可能な電子素子（例えばＳＩＭカード、メモリカードなど）を疲労程度演算装置５００に差し込むことに寄与する。更に、シールカバー５７０は、弾性本体５７１と、固定部５７２と、防水部５７３と、を含む。固定部５７２は、上部ケース５２０に固定される。防水部５７３は、弾性本体５７１に設置される。弾性本体５７１が固定部５７２に対して湾曲可能で、例えば、弾性本体５７１は矢印Ｅの方向に沿って折り曲げることが可能で、防水部５７３を開口５２２から離脱させる。弾性本体５７１を折り曲げられない場合には、防水部５７３が開口５２２と密着して、水分が開口５２２から疲労程度演算装置５００の内部に侵入することを防止する。好ましくは、防水部５７３の材質は、弾性材料であり、例えばゴムなどであり、防水に寄与する。

図１０は、図６の疲労程度演算装置５００のＣ-Ｃ’線に沿う断面図である。図１０に示すように、一部の実施形態において、光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃは、いずれも一部が収納空間Ｓに位置し、且つ一部が上部ケース５２０に暴露する。具体的に、上部ケース５２０は、複数の出光孔５２３を有し、その位置がそれぞれ光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃの真上に位置して、光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃを暴露することに寄与する。疲労程度演算装置５００は、第２防水構造５４２を含んでよい。第２防水構造５４２は、光源５０９ａ、５０９ｂ及び５０９ｃに套設され、且つ上部ケース５２０と密着できて、水分が出光孔５２３から収納空間Ｓに入ることを防止する。

一部の実施形態において、図１０に示すように、疲労程度演算装置５００は、リセット（ｒｅｓｅｔ）スイッチ５８１と、リセットボタン５８２と、を含む。リセットスイッチ５８１は、回路基板５５１に設置され、脳波演算モジュール５０１（図７参照）及び疲労判断モジュール５０２（図７参照）を初期状態にリセットするために用いることができる。リセットボタン５８２は、上部ケース５２０に設置され、回路基板５５１における垂直投影位置の少なくとも一部がリセットスイッチ５８１に重なり合う。リセットボタン５８２は、押圧部５８３を有する。押圧部５８３は、リセットスイッチ５８１に向かって凹み、且つ弾性を有する。押圧部５８３とリセットボタン５８２との間に、補助部材５８４を置くことができる。作業者は、細長い物（例えばペン先）で押圧部５８３を押すことが可能で、押圧部５８３が力を受けて下へ移動する場合に、補助部材５８４を推進し、リセットボタン５８２を押し付けることができる。一部の実施形態において、押圧部５８３は、直接にリセットボタン５８２に接触することが可能で、両者の間に補助部材５８４が置かれる必要がない。

図１１は、本発明の一実施形態による疲労程度演算装置５００を示す他の視角の斜視図である。図１２は、図１１の疲労程度演算装置５００のＤ-Ｄ’線に沿う断面図である。図１２に示すように、疲労程度演算装置５００は、ロック部材５９０と、第３防水構造５４３と、を含んでよい。ロック部材５９０は、上部ケース５２０と下部ケース５３０をロックすることができる。第３防水構造５４３は、ロック部材５９０に套設されることができる。例えば、ロック部材５９０は、ネジであってよく、ネジ頭５９１と、ネジ頭５９１を接続するボルト５９２と、を含んでよい。下部ケース５３０は、ネジ穴５３１を有する。ネジ頭５９１は、下部ケース５３０のネジ穴５３１にロックされる。第３防水構造５４３はネジ穴５３１に位置するボルト５９２に套設されることができ、且つネジ穴５３１の周壁に密着できて、水分がネジ穴５３１から収納空間Ｓに入ることを防止する。一部の実施形態において、ケース（上部ケース５２０と下部ケース５３０を含む）における各構造の位置、方向又は数は、必要に応じて任意に変更することができ、ケース内部における回路素子設計の位置、方向又は個数も変更することができ、前記の実施形態に限定されない。

本発明を実施形態で前述の通り開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、後に付いた特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１０ヘルメット
２０遠隔監視装置
３０頭部
３１前額部
３２耳
３３後頭部
１００帽体
１０１内凹面
１０２外凸面
１１０つば
１１２係合溝
１１４前つば
１１６後つば
１２０ライナー
２００警告装置制御モジュール
２１０第２無線通信モジュール
３００第１電極
４００第２電極
５００疲労程度演算装置
５０１脳波演算モジュール
５０２疲労判断モジュール
５０３警告装置
５０４第１無線通信モジュール
５０５充電コネクタ
５０６充電検出モジュール
５０７スイッチ
５０８電量検出モジュール
５０９ａ、５０９ｂ、５０９ｃ光源
５１０フック
５１１電圧変換モジュール
５１２検出コネクタ
５１３デバッグスイッチ
５２０上部ケース
５２１貫通孔
５２２開口
５２３出光孔
５３０下部ケース
５４１第１防水構造
５４２第２防水構造
５４３第３防水構造
５５１、５５２回路基板
５６１押圧構造
５６２弾性部材
５７０シールカバー
５７１弾性本体
５７２固定部
５７３防水部
５８１リセットスイッチ
５８２リセットボタン
５８３押圧部
５８４補助部材
５９０ロック部材
５９１ネジ頭
５９２ボルト
６００電源装置
６１０フック
７００接続部材
８１０、８２０導線
９００クリップ
Ａ-Ａ’、Ｂ-Ｂ’、Ｃ-Ｃ’、Ｄ-Ｄ’ 線
Ｅ矢印
Ｌ長さ
Ｗ幅
Ｓ収納空間

Claims

内凹面を有する帽体と、
前記帽体の前記内凹面に設置されて、頭部の位置に接触し、第１情報を取得するための少なくとも１つの第１電極と、
前記帽体の外に設置されて、頭部の別の位置に接触し、第２情報を取得するための少なくとも１つの第２電極と、
前記帽体の一側に設置され、前記第１電極と前記第２電極に電気的に接続されて前記第１情報と前記第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得するための脳波演算モジュール、及び前記脳波演算モジュールに電気的に接続されて前記脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得するための疲労判断モジュールを含む疲労程度演算装置と、
前記帽体の前記疲労程度演算装置に対向する他側に設置され、前記疲労程度演算装置に電気的に接続される電源装置と、
前記電源装置に電気的に接続されて、前記電源装置の電量を検出し、且つ前記電源装置の電量が不足になる時に電量不足信号を生成するための電量検出モジュールと、
前記電源装置に電気的に接続される充電コネクタと、
前記電源装置に電気的に接続されて、前記電源装置の電量を検出し、且つ前記電源装置の電量がフルパワーになる時にフルパワー信号を生成するための充電検出モジュールと、
前記電量検出モジュールと前記充電検出モジュールに電気的に接続されて、前記電量不足信号又は前記フルパワー信号を受信する時に発光するための光源と、
を含むヘルメット。
前記疲労程度演算装置と前記電源装置は前記帽体における互いに対称な２つの位置にそれぞれ位置し、前記帽体が、
前記内凹面に対向する外凸面を有し、前記外凸面に設置され複数の係合溝を有するつばを含み、前記疲労程度演算装置と前記電源装置がいずれも前記つばの前記係合溝にそれぞれ係合されるフックを有する請求項１に記載のヘルメット。
前記疲労程度演算装置は、
上部ケースと、
第１防水構造と、
前記上部ケースとの間に前記第１防水構造が介在し、且つ前記上部ケースとの間に、前記脳波演算モジュールと前記疲労判断モジュールを収納する収納空間が定義される下部ケースと、
前記収納空間に収納され、且つ前記脳波演算モジュールと前記疲労判断モジュールが設置される回路基板と、
前記回路基板に設置され、前記電源装置に電気的に接続されるスイッチと、
前記上部ケースが貫通孔を有し、前記貫通孔に移動可能にカップリングされ、且つ前記回路基板における垂直投影位置の少なくとも一部が前記スイッチに重なり合う押圧構造と、
を含む請求項１又は請求項２に記載のヘルメット。
前記疲労程度演算装置に設置されて、前記疲労程度情報を遠隔監視装置に無線伝送するための第１無線通信モジュールを更に含む請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のヘルメット。
前記疲労程度演算装置に設置されて、前記疲労程度情報に基づいて警告信号を出すための警告装置を更に含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のヘルメット。
帽体に追加設置されることができる疲労監視装置であって、
頭部の第１位置に接触し、第１情報を取得するための少なくとも１つの第１電極と、
前記頭部の前記第１位置より前記頭部の脳部位置から遠い第２位置に接触し、第２情報を取得するための少なくとも１つの第２電極と、
前記帽体の一側に設置され、前記第１電極と前記第２電極に電気的に接続されて前記第１情報と前記第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得するための脳波演算モジュール、及び前記脳波演算モジュールに電気的に接続されて前記脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得するための疲労判断モジュールを含む疲労程度演算装置と、
前記帽体の前記疲労程度演算装置に対向する他側に設置され、前記疲労程度演算装置に電気的に接続される電源装置と、
前記電源装置に電気的に接続されて、前記電源装置の電量を検出し、且つ前記電源装置の電量が不足になる時に電量不足信号を生成するための電量検出モジュールと、
前記電源装置に電気的に接続される充電コネクタと、
前記電源装置に電気的に接続されて、前記電源装置の電量を検出し、且つ前記電源装置の電量がフルパワーになる時にフルパワー信号を生成するための充電検出モジュールと、
前記電量検出モジュールと前記充電検出モジュールに電気的に接続されて、前記電量不足信号又は前記フルパワー信号を受信する時に発光するための光源と、
を含む疲労監視装置。
前記疲労程度演算装置に設置されて、前記疲労程度情報を遠隔監視装置に無線伝送するための第１無線通信モジュールを更に含む請求項６に記載の疲労監視装置。
前記疲労程度演算装置に設置されて、前記疲労程度情報に基づいて警告信号を出すための警告装置を更に含む請求項６又は請求項７に記載の疲労監視装置。
第１無線通信モジュールを有する遠隔監視装置と、
少なくとも１つの疲労監視装置であって、各前記疲労監視装置のそれぞれが帽体に追加設置され、各前記疲労監視装置のそれぞれが少なくとも１つの第１電極と、第２電極と、疲労程度演算装置と、電源装置と、電量検出モジュールと、充電コネクタと、充電検出モジュールと、光源と、を含み、前記第１電極と前記第２電極が頭部の異なる位置に接触して第１情報と第２情報をそれぞれ取得し、前記疲労程度演算装置が前記第１情報と前記第２情報との間の相違に基づいて脳波情報を取得し、且つ前記脳波情報に基づいて疲労程度情報を取得し、前記電源装置が前記疲労程度演算装置に電気的に接続されて電源を提供し、前記疲労程度演算装置と前記電源装置が前記帽体の両側に設置され、前記電量検出モジュールは、前記電源装置に電気的に接続されて、前記電源装置の電量を検出し、且つ前記電源装置の電量が不足になる時に電量不足信号を生成し、前記充電コネクタは、前記電源装置に電気的に接続され、前記充電検出モジュールは、前記電源装置に電気的に接続されて、前記電源装置の電量を検出し、且つ前記電源装置の電量がフルパワーになる時にフルパワー信号を生成し、前記光源は、前記電量検出モジュールと前記充電検出モジュールに電気的に接続されて、前記電量不足信号又は前記フルパワー信号を受信する時に発光し、各前記疲労監視装置のそれぞれが第２無線通信モジュールを更に含む少なくとも１つの疲労監視装置と、を含み、
前記第１無線通信モジュールと前記第２無線通信モジュールが無線接続し、前記遠隔監視装置が前記少なくとも１つの疲労監視装置から前記疲労程度情報を受信する安全監視システム。