TWI656456B - 集成智能頭戴式設備 - Google Patents

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Abstract

本發明新型提供一種集成智能頭戴式設備，包括可拆卸的安裝在帽子上的框架，框架上設置有或安裝有控制電路、安全檢測傳感器、顯示裝置、揚聲器、麥克風、電源，集成智能頭戴式設備還包括設置在帽子內的健康檢測傳感器，控制電路設置有無線通信模塊以及定位模塊，且控制電路與健康檢測傳感器、攝像機、安全檢測傳感器、顯示裝置、揚聲器、麥克風、電源電連接。本發明可以方便的安裝到安全帽上，並且可以方便從安全帽上拆卸，並且可以對佩戴者的身體狀況與周邊環境進行即時監控。

Description

集成智能頭戴式設備
本發明涉及智能設備領域，具體地說，是涉及一種可以安裝到現有的帽子上的集成智能頭戴式設備。
一直以來，建築行業並沒有通過給建築工人佩戴一個隨身電子設備來即時保障每個建築工人的職業安全和健康，建築工人進入建築工地時必須戴上安全帽以保障施工安全。現有的安全帽主要是使用硬度較大的塑膠製成，工人戴上安全帽後能夠減少重物墜下時對頭部造成的傷害，並且，一旦工人發生墜落的事故，安全帽也能保護工人的頭部。
由於現有的安全帽僅僅起到保護頭部的作用，不會集成任何智能設備，例如傳感器、電子設備等，因此，為了更好的對建築工人的人身安全進行保護，需要在安全帽內設置傳感器或者電子設備，用於檢測建築工人自身和周邊的環境是否為安全環境，如果一旦發生危險，需要及時向建築工人發出警告資訊等，這樣，安全帽不僅僅簡單的保護建築工人的頭部，而且可以在建築工人的安全和健康發生威脅時發出警報資訊。這樣，這些安全帽可以是安裝有視頻設備、音訊設備和傳感器並用於日常工作活動的完美平臺，從而將一個老舊的設備變成一個智能設備，也填補了建築 業的一個空白。
然而，由於建築行業相對保守，較難接受新鮮事物。這種情況下，如果將現有的安全帽完全重新設計成嵌入傳感器和通信模塊的設備，建築工人往往未必能接受這樣的安全帽，也不會願意去佩戴。此外，一個集成智能設備的安全帽的製造費用要比普通的安全帽的費用高很多，建築公司未必願意接受。
此外，由於建築行業的性質，工人的工作地點非常頻繁的變動，安全帽又是私人使用的物品，工人很不願意去使用二手的安全帽，也就是不會使用他人已經用過的安全帽，因此，這將造成很大的浪費。建築公司和工程公司也不會願意購買價格昂貴又不能轉給另一個工人的設備。因此，需要考慮如何降低安全帽的集成設備，並且提高安全帽的集成設備的流動性。
本發明的主要目的是提供一種生成成本低且可以拆卸安裝到現有安全帽上的集成智能頭戴設備。
為了實現上述的主要目的，本發明提供的集成智能頭戴式設備包括可拆卸的安裝在帽子上的框架，框架上設置有或安裝有控制電路、安全檢測傳感器、揚聲器、麥克風、電源，集成智能頭戴式設備還包括設置在帽子內的健康檢測傳感器，控制電路設置有無線通信模塊以及定位模塊，且控制電路與健康檢測傳感器、攝像機、安全檢測傳感器、揚聲器、麥克風、電源電連接。
一個優選的方案是，框架包括設置於帽子內的內框架以及設 置於帽子外的外環帶，健康檢測傳感器設置於頭帶上，其中該頭帶預先設置在帽子內；外環帶上設置有第一扣合件，內框架上設置有與第一扣合件配合的第二扣合件，內框架與外環帶通過第一扣合件與第二扣合件固定連接。
進一步的，第一扣合件與第二扣合件中的一個為彈性扣，第一扣合件與第二扣合件中的另一個為插孔。
並且，集成智能頭戴式設備還包括一個鎖扣環，在彈性扣扣合在插孔後，鎖扣環套裝在鎖扣環外。
進一步的，外環帶上還設置有攝像機，攝像機可拆卸的安裝到外環帶上，且攝像機與控制電路電連接。
進一步的方案是，外環帶包括環帶本體以及集成件，環帶本體與集成件一體成型，或者集成件可拆卸的固定在環帶本體上。
進一步的方案是，集成件上設置內麥克風、揚聲器的至少一個，並且集成件上還設有震動器，震動器在控制電路輸出的信號控制下發出震動信號。
進一步的方案是，一顯示裝置可拆卸地安裝在內框架上，並與控制電路電連接顯示裝置；顯示裝置包括支架以及安裝在支架上的顯示屏，支架具有可以相互轉動的第一部分及第二部分，第一部分固定在內框架上，顯示屏固定在第二部分上。
進一步的方案是，第一部分包括安裝在內框架上的滑動座以及可以相對滑動座滑動的滑塊，第二部分與滑塊鉸接。
進一步的方案是，電源安裝在內框架的後側，電源與內框架 前側通過柔性導線連接。
進一步的方案是，集成智能頭戴式設備還設有用於檢測電源溫度的電池溫度傳感器，電池溫度傳感器向控制電路輸出檢測信號。
進一步的方案是，外環帶上設有充電接口，充電接口用於向電源充電。
進一步的方案是，外環帶上設有至少一個控制按鈕，控制按鈕與控制電路電連接。
可選的方案是，所述框架為設置於所述帽子外的外環帶，其中所述外環帶上包括至少一個集成件；所述控制電路、所述電源及所述安全傳感器設置與所述集成件內，且所述外環帶內設置有第一柔性導線，所述第一柔性導線與所述控制電路電連接。
較佳地，所述外環帶的端部扣合在一起，以圍在所述的帽子外；所述的外環帶上設有與所述集成件配合的容納腔，以將所述的集成件設在所述的容納腔內。
進一步，所述外環帶上設置有彈性扣，所述彈性扣穿過設置於所述帽子上的插孔，且所述彈性扣穿過所述插孔後被一鎖扣環鎖扣。
進一步的，健康檢測傳感器安裝在帽子的頭帶上；彈性扣上設置有通電板，柔性電線可扣合在通電板上並與通電板電連接，頭帶設有第二柔性導線，第二柔性導線與柔性電線電連接。
進一步的，集成件的數量為兩個以上，包括第一集成件以及第二集成件，攝像機可拆卸的設置于第一集成件上，顯示裝置可拆卸地安裝在第二集成件上。
由上述方案可見，本發明提供的集成智能頭戴式設備包括可拆卸安裝到安全帽上的外環帶，因此，佩戴者只需要通過簡單的組裝即可以將集成智能頭戴式設備安裝到安全帽上，並可在需要時將該集成智能頭戴式設備拆下安裝到另一個安全帽上。另外，由於集成智能頭戴式設備上設置有多種傳感器以及電子設備，如檢測人體健康的傳感器，包括體溫傳感器、心率傳感器等，也包括檢測工作環境是否安全的傳感器，如距離傳感器、加速度傳感器等，通過這些傳感器、攝像機獲取的資訊來判斷佩戴者所處的環境是否安全，從而及時向佩戴者發出危險警報。由於上述的傳感器、攝像機的成本不高，集成智能頭戴設備的生產成本也不高，有利於集成智能頭戴設備的推廣應用。
並且，集成智能頭戴式設備可以包括內框架與外環帶，實現內框架與外環帶相互固定的是彈性扣與插孔，並且彈性扣插入到插孔後，可以通過一個鎖扣環將彈性扣鎖緊，這樣，內框架與外環帶之間的固定非常簡單，操作非常方便。
此外，為了外環帶的組裝，可以將外環帶設置成一個環帶本體以及集成件，將麥克風、揚聲器、震動器等集成在集成件上。
另外，為了方便顯示裝置上的顯示屏的組裝，可以將顯示屏固定在一個支架上，通過螺釘將支架安裝到內框架的前端，並且，支架上設置可以相互轉動的第一部分以及第二部分，且顯示屏固定在第二部分上，這樣，顯示屏可以相對於內框架轉動，使用者可以根據使用需要將顯示屏上翻或者下翻，既方便顯示屏的安裝又方便顯示屏的使用。
並且，由於第一部分上還設有滑動座以及滑塊，這樣顯示屏 與內框架之間的距離可以調節，即顯示屏可以隨滑塊相對於滑動座滑動，從而方便使用者根據實際需要調節顯示屏的位置。
此外，在集成智能頭戴式設備內設置用於檢測電源溫度的電池溫度傳感器，在發現電源溫度過高時停止電源向其他元件供電，從而避免因電池過熱而發生異常情況，確保佩戴者的人身安全，也避免集成智能設備燒壞。
第一實施例：
10‧‧‧外環帶
11‧‧‧環帶本體
12‧‧‧配合件
13‧‧‧攝像機
14‧‧‧麥克風
15‧‧‧插口
16‧‧‧超聲波傳感器
17‧‧‧超聲波傳感器
18‧‧‧攝像機
19‧‧‧二維碼
20‧‧‧集成件
21‧‧‧控制按鈕
23‧‧‧LED燈帶
25‧‧‧彈性扣
36‧‧‧鎖扣環
30‧‧‧內框架
31‧‧‧柔性導線
32‧‧‧電源
33‧‧‧插孔
36‧‧‧溫度傳感器
37‧‧‧心率傳感器
38‧‧‧連接端子
39‧‧‧縫隙
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧安裝座
42‧‧‧連接片
43‧‧‧滑動座
44‧‧‧滑槽
45‧‧‧滑塊
46‧‧‧第二部分
47‧‧‧顯示屏
48‧‧‧鉸鏈
49‧‧‧螺釘
50‧‧‧安全帽
51‧‧‧帽檐
60‧‧‧控制電路
61‧‧‧中央處理器
62‧‧‧無線通信模塊
63‧‧‧定位模塊
64‧‧‧充電電路
65‧‧‧對講模塊
66‧‧‧音訊輸入輸出模塊
70‧‧‧智能設備
71‧‧‧後臺服務器
第二實施例：
101‧‧‧帽子
102‧‧‧插孔
103‧‧‧頭帶
105‧‧‧健康檢測傳感器
110‧‧‧智能頭戴式設備
112‧‧‧攝像機
113‧‧‧防撞超聲波傳感器
115‧‧‧集成件
120‧‧‧集成件
121‧‧‧控制按鈕
125‧‧‧集成件
130‧‧‧彈性扣
131‧‧‧通電板
132‧‧‧通電插孔
136‧‧‧鎖扣環
137‧‧‧柔性電線
138‧‧‧通電端子
140‧‧‧彈性扣
142‧‧‧鎖扣環
150‧‧‧連接帶
151‧‧‧第一端
152‧‧‧鎖孔
155‧‧‧第二端
156‧‧‧插銷
200‧‧‧無線充電裝置
210‧‧‧連桿
201‧‧‧背板
202‧‧‧充電指示燈
205‧‧‧無線充電發射板
206‧‧‧充電接口
207‧‧‧橡膠圈
圖1是本發明第一實施例第一視角的結構圖。
圖2是本發明第一實施例第二視角的結構圖。
圖3是本發明第一實施例第三視角的結構圖。
圖4是本發明第一實施例的結構分解圖。
圖5是本發明第一實施例安裝到安全帽後第一狀態的結構圖。
圖6是本發明第一實施例安裝到安全帽後第二狀態的結構圖。
圖7是本發明第一實施例安裝到安全帽後第三狀態的結構圖。
圖8是本發明第一實施例安裝到安全帽時第一階段的結構圖。
圖9是本發明第一實施例安裝到安全帽時第二階段的結構圖。
圖10是本發明第一實施例安裝到安全帽時第三階段的結構圖。
圖11是本發明第一實施例安裝到安全帽時第四階段的結構圖。
圖12是本發明第一實施例與智能設備的電原理框圖。
圖13是本發明第二實施例與帽子的結構圖。
圖14是本發明第二實施例與帽子的結構分解圖。
圖15是本發明第二實施例安裝到帽子後的結構圖。
圖16是本發明第二實施例中通電板與柔性電線的結構圖。
圖17是本發明第二實施例中通電板與柔性電線的結構分解圖。
圖18是本發明第二實施例中通電板與柔性電線另一視角的結構分解圖。
圖19是應用無線充電裝置對本發明第二實施例進行充電的結構圖。
圖20是無線充電裝置的結構圖。
圖21是本發明第二實施例與無線充電裝置的結構圖。
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
本發明的集成智能頭戴式設備可以安裝到現有的安全帽上，當然，也可以安裝到其他帽子上，如安裝到普通的太陽帽、摩托車頭盔上。
第一實施例：
參見圖1至圖3，本實施例的集成智能頭戴設備具有一個外環帶10以及一個內框架30，外環帶10可以安裝到安全帽的外側，內框架30可以安裝在安全帽的內側。
外環帶10包括一個環帶本體11，如圖4所示，環帶本體11大致圍成圓環狀，套設在所述的安全帽上。在環帶本體11的一端設有插口15，在環帶本體11外設有一個配合件12，配合件12的一端設有凸塊，該凸塊可以插入到插口15內，從而將配合件12固定在環帶本體11上。在配合件12的端面上設置有攝像機13以及麥克風14，麥克風14設置在攝像機13的上端。外環帶10安裝到安全帽後，攝像機13用於拍攝安全帽前方的影像，因此， 攝像機13為前攝像機。當然，配合件12不一定是可拆卸的安裝到環帶本體11上，也可以是與環帶本體11一體成型。
較佳地，攝像機13是可拆卸的安裝到環帶本體11上，這樣，當不需要使用攝像機13時，可以將攝像機13拆除下來，以減小工人們對私隱的關注，又可以減輕外環帶的重量。
在環帶本體11的下方設有集成件20，本實施例中，集成件20與環帶本體11可分離的設計，即集成件20可拆卸的安裝到環帶本體11下方。當然，集成件20也可以是與環帶本體11一體成型。在集成件20上集成有揚聲器、麥克風，並設置有震動器，在集成件20的外壁上設置有多個控制按鈕21，佩戴者可以按下多個控制按鈕21以控制集成智能頭戴式設備的工作，如啟動、關閉、開啟LED燈、發出求救信號等。
在外環帶10內設置有控制電路(圖中未示)，控制電路可以設計在一塊柔性電路板上，且控制電路包括一個中央處理器(CPU)，且控制電路還設有對講模塊、音訊輸入輸出模塊、無線通信模塊，如用於接收2G、3G或者4G信號的模塊，或者是WIFI信號收發模塊、藍牙信號收發模塊等，中央處理器通過無線通信模塊與外部的設備，如智能手機等設備進行無線通信。
在外環帶10的後側設有超聲波傳感器17、攝像機18，並且黏貼有二維碼19，超聲波傳感器17用於檢測集成智能頭戴設備與後面物體之間的距離，當檢測到距離在減少時，向佩戴集成智能頭戴式設備的工人發出警報。並且，攝像機18用於拍攝安全帽後側的圖像，因此攝像機18是後攝像機。可見，本實施例中，集成智能頭戴式設備設置有兩個攝像機，分 別是攝像機13以及攝像機18，通過兩個攝像機同時拍攝安全帽前方以及後方的圖像，從而更加準確確定佩戴者所處的位置是否會發生危險情況。
集成智能頭戴式設備上的二維碼19可以是每一個集成智能頭戴式設備唯一的二維碼，用於唯一標識每一個集成智能頭戴式設備，從而方便佩戴者識別自己的集成智能頭戴式設備，並且，一旦發生意外情況，救援人員可以根據二維碼19來確定該集成智能頭戴式設備的使用人員，從而確定被救援人員的身份。
並且，在外環帶10的上端還設有一個超聲波傳感器16，超聲波傳感器16朝上設置，用於檢測集成智能頭戴式設備上方物件的距離，從而判斷在安全帽的上方是否有物體下墜或即將撞到上方的物體。此外，從圖2可見，在外環帶10的外表面上還設置有一條LED燈帶23，LED燈帶23內可以設置多顆LED燈珠，也可以是條狀的LED發光帶。由於LED燈帶23設置在集成智能頭戴式設備的後側，可以方便後面的人員發現佩戴該集成智能頭戴式設備的佩戴者，即使在較黑暗的環境下，也不容易發生錯誤撞擊佩戴者的情況。LED燈帶還可以閃爍以顯示警報或電池低電量狀況。
內框架30大致呈半圓環狀，並且在內框架的開口端設置有電源32，以向集成智能頭戴式設備內的多個電子器件供電，包括給控制電路上的中央處理器、無線通信模塊，還向諸如麥克風、揚聲器、震動器、多個傳感器等供電。所述電源可以為各種一次電池或二次電池，例如蓄電池、鋰離子電池、聚合物電池等。優選的，為了給電源32充電，在外環帶10上可以設置一個USB充電接口，並且USB充電接口通過連接線與電源連接，當外接的充電線連接至USB接口後，可以向電源32充電。優選的，在電源32 充電時，集成智能頭戴式設備也能夠正常工作。
作為選擇，可在內框架30的前端設置顯示裝置40，本實施例中，顯示裝置40可拆卸的安裝到內框架30上，因此，在內框架30的前端設置有安裝座41，而顯示裝置40則設置有一個支架，支架包括一個連接片42，連接片42的一端可以通過螺釘安裝到安裝座41上。如圖7所示的，在連接片42的另一端固定有一個滑動座43，滑動座43上設置有一個滑槽44，滑塊45安裝在滑動座43上，並且滑塊45的下方設置有可以安裝到滑槽44內的凸塊，這樣，滑塊45可以相對於滑動座43滑動。
本實施例中，連接片42、滑動座43以及滑塊45構成支架的第一部分，並且在滑塊45的一端設置有一個鉸鏈48，支架的第二部分46通過鉸鏈48鉸接在滑塊45上，顯示屏47固定在第二部分46上。這樣，第二部分46可以相對於滑塊45轉動，也就是支架的第二部分46可以相對於支架的第一部分轉動，這樣顯示屏47可以跟隨鉸鏈48的轉動而相對於支架的第一部分轉動。並且，由於滑塊45可以相對於滑動座43滑動，這樣可以調節顯示屏47與內框架30前端之間的距離。
為了讓電源32向顯示屏47供電，在內框架30上還設置柔性導線31，柔性導線31連接電源32以及顯示屏47。由於電源32設置在內框架30的後端，而顯示屏47設置在內框架30的前端，因此，柔性導線31從內框架30的前端向內框架30的後端延伸。為了不影響安全帽的佩戴，柔性導線31需要設置足夠的長度並且為半圓弧狀，以便於貼合在安全帽的內表面上。
當然，顯示屏47也可以通過自帶的電源供電，這樣顯示屏47就不需要通過柔性導線31與電源32連接。此時，顯示屏47上可以設置WIFI 模塊，通過WIFI信號與控制電路連接並實現數據交互。
如圖2所示的，在帽子的頭帶上設置多個用於檢測人體健康的健康檢測傳感器，例如在靠近安裝座41的一側設置溫度傳感器36、心率傳感器37，溫度傳感器36用於檢測佩戴者的體溫，而心率傳感器37用於檢測佩戴者的心率。本實施例中，頭帶是帽子自身的一根帶子，如預先設置在帽子內的部件，且頭帶設置在帽子的內側並且貼緊在人體的額頭上。並且，加速度傳感器(圖中未示)可安裝在中央處理器61上，用於檢測佩戴者當前所處的環境的加速度，通過加速度傳感器可以判斷佩戴者是否發生異常情況，如急墜的情況。
本實施例中，健康檢測傳感器可以通過柔性導線與預先嵌埋在頭帶上的線路電連接。或者，健康檢測傳感器為無線傳感器，將檢測信號以無線傳輸的方式發送至控制電路。
當然，頭帶上所設置的各種傳感器，包括溫度傳感器36、心率傳感器37等，均需要與控制電路的中央處理器電連接，並且向中央處理器發出檢測信號，以便於中央處理器將所接收的信號發送至智能設備。
為了實現內框架30與外環帶10之間的固定，在外環帶10上設置一個彈性扣25，並且彈性扣25設置在外環帶10邊緣處，且彈性扣25朝下設置。在內框架10上設置一個插孔33，如圖4所示的，插孔33設置在內框架30外邊緣處，並且插孔33在內框架30的外表面向外延伸。這樣，彈性扣25可以自上往下插入到插孔33內。優選的，彈性扣25由具有彈性的材料製成，如使用彈性的塑膠製成，而插孔33則使用硬度較大的材料製成，如材質較硬的塑膠製成，這樣，彈性扣25向下插入到插孔33內時，彈性扣25可以發 生彈性形變，而插孔33幾乎不會發生形變，從而確保彈性扣25固定在插孔33內。
並且，為了確保彈性扣25不會從插孔33內脫出，將彈性扣25插入到插孔33後，還可以使用一個鎖扣環26套在彈性扣25的下端。為了確保鎖扣環26能夠將彈性扣25固定，鎖扣環26的橫截面的面積需要小於彈性扣25的橫截面所圍成的面積，這樣，鎖扣環26套入彈性扣25的過程中彈性扣25可以發生彈性形變，並且當彈性扣25穿過鎖扣環26後，彈性扣25不能輕易的從鎖扣環26內脫出。
本實施例中，彈性扣25作為第一扣合件設置在外環帶10上，插孔33作為第二扣合件設置在內框架30上，實際應用時，可以將彈性扣設置在內框架上，而將插孔設置在外環帶上。或者，內框架30與外環帶10不是通過彈性扣與插孔配合實現固定，第一扣合件與第二扣合件還可以有其他的形式，如通過插銷與銷孔的配合、鈕扣配合等多種方式實現。
為了實現內框架30與外環帶10之間的電連接，如圖9與圖10所示，在電源32的後側設置多個連接端子38，並且在外環帶10的下端設置多個對應的連接端子，例如在外環帶10下端的縫隙39內設置多個連接端子，電源32後側的多個連接端子38可以插入到縫隙39內並且與外環帶10上的多個連接端子電連接。這樣，電源32可以通過這些連接端子向外環帶10上的電子器件供電，而內框架30上的顯示屏47可以接收中央處理器等發出的信號。
參見圖5至圖7，集成智能頭戴式設備可以安裝到安全帽50上，即內框架30安裝到安全帽50的帽體內側，而外環帶10安裝在安全帽50 的帽體的外側，因此，在安全帽50外能夠看到外環帶10。並且，內框架30上安裝的顯示屏47延伸至帽檐51外，並且滑動座43、滑塊45等均位於帽檐51的上方。
將內框架30、外環帶10安裝到安全帽50後，佩戴者可以根據需要調節顯示屏47的位置，以便於觀看顯示屏的資訊。例如，在內框架30安裝到帽體後，顯示裝置40的初始狀態如圖5所示，此時滑塊45完全與滑動座43重疊，並且顯示屏47並沒有顯示相向翻轉，即顯示屏47與滑塊45在同一平面上。當需要使用顯示屏47時，如圖6所示，將滑塊45向外滑動，即滑塊45相對於滑動座43沿遠離帽體的方向滑動，如圖6中的箭頭方向滑動，使得滑塊45與滑動座43相互錯開。當滑塊45向外滑動到盡頭時，如圖7所示，將支架的第二部分46向下翻轉，如圖7的箭頭方向所示，這樣，第二部分46將繞鉸鏈48相對於第一部分翻轉並且形成大約90°的夾角。由於顯示屏47固定在第二部分46上，因此顯示屏47將跟隨第二部分46向下翻轉。這樣，佩戴者可以看到顯示屏47所顯示的圖像。
本實施例中，由於顯示屏47位於帽檐51外側，因此並不會阻擋佩戴者的視線。並且，由於顯示屏47位於帽檐51的下方，佩戴者只需要往上觀看即可以看到顯示屏47的圖像，使用非常方便。優選的，攝像機所拍攝的圖像可以在顯示屏47上顯示，顯示屏47也可以同時顯示中央處理器61傳輸的圖像，以達到增強現實的效果。
下面結合圖8至圖11介紹集成智能頭戴式設備安裝到安全帽50的過程。首先，如圖8所示，將內框架30放置在安全帽50的內側，將外環帶10放置在安全帽50的外側，並且將外環帶10上的彈性扣25自上往下的插 入到內框架30的插孔33內，如圖8中箭頭方向所示。並且，使用螺釘、銷釘、插扣或吸鐵將連接片42固定在安裝座41上。
接著，如圖9所示，將鎖扣環26自下往上的套裝到彈性扣25外，如圖9中的箭頭方向所示。這樣，將鎖扣環26扣入彈性扣25後，彈性扣25被鎖定在鎖扣環26內，鎖扣環26不能從插孔33上脫出，避免內框架30與外環帶10相互分離的情況發生。
優選的，內框架30的兩側均設有一個插孔33，且外環帶10的兩側也均設有彈性扣25，因此，內框架30與外環帶10之間是通過兩個彈性扣25與插孔33的配合實現固定。
然後，如圖10所示，將連接在柔性導線31上的電源32向上推，如圖10中箭頭方向所示，以便於電源32上的多個連接端子38插入到外環帶10內並且與外環帶10內的電源連接，從而實現內框架30上個多個電子器件與外環帶10上的多個電子器件之間的電連接。
最後，如圖11所示，使用螺釘49、銷釘、插扣或吸鐵將顯示裝置40的滑動座43固定在連接片41上，如圖11中的箭頭方向所示，這樣即完成顯示裝置40的安裝。需要使用顯示屏47時，可以將顯示屏47向外拖動，使滑塊45相對於滑動座43滑動，並且將支架的第二部分46向下翻轉，即可以將顯示屏47翻轉至可以觀看的位置。
可見，集成智能頭戴式設備的組裝非常方便，佩戴者只需要通過簡單的組裝即可以將集成智能頭戴式設備安裝到安全帽50上，並且不需要在安全帽50上鑽孔，不會破壞安全帽50原有的結構和抗碰撞強度。並且，集成智能頭戴式設備可以從安全帽50上拆卸下來，例如將鎖扣環26從 彈性扣25上取下，並且將彈性扣25從插孔33內退出，即可以將內框架30與外環帶10分離，並且從安全帽50上拆卸下來。下次使用時，也只需要進行簡單的組裝即可以將集成智能頭戴式設備安裝到安全帽50上，即使佩戴者更換佩戴的安全帽，也可以重複使用集成智能頭戴式設備。
下面結合圖12介紹智能頭戴式設備的工作原理。在外環帶10內設置的控制電路60上設置有中央處理器61、無線通信模塊62、定位模塊63、對講模塊65等，控制電路60的中央處理器61可以接收多個傳感器所發出的信號，包括用於檢測佩戴者體溫的溫度傳感器、心率傳感器、超聲波傳感器、加速度傳感器等。並且，中央處理器61還可以接收麥克風獲取的聲音信號，並且獲取攝像機獲取的圖像信號。由於集成智能頭戴式設備設置有多個麥克風、攝像機，因此中央處理器61可以接收多個麥克風、攝像機所獲取的圖像。對講模塊65可以與音訊輸入輸出模塊66電連接，用於向音訊輸入輸出模塊66輸出音訊信號，進而將音訊信號輸出至揚聲器，並且接收音訊輸入輸出模塊66輸入的音訊信號，例如接收來自麥克風的音訊信號。
並且，中央處理器61可以向顯示器47輸出視訊訊號，還可以向揚聲器、震動器發出信號，如向揚聲器發出控制信號，以控制揚聲器輸出聲音信號，或者向震動器發出控制信號，以控制震動器的震動。
此外，電源32向多個電子器件供電，包括向控制電路60、多個傳感器、攝像機、麥克風、顯示屏47等供電。為了向電源32充電，在集成智能頭戴式設備內設置有充電電路64，例如充電電路64與USB充電接口連接，將外部的電流轉換成低壓直流電流後向電源32充電。
中央處理器61通過無線通信模塊62向智能設備70發送信號，智能設備70可以是智能手機、平板電腦等具有運算能力的智能電子設備。當智能設備70接收到中央處理器61發送的信號，如佩戴者的體溫、心率等數據，或者距離傳感器檢測的周邊環境其他物件的距離的數據等，或者從攝像機獲取的圖像等，判斷佩戴者的身體是否出現異常狀態，如體溫是否過高、心率是否異常等，同時，判斷佩戴者當前所處的環境是否為危險環境，例如佩戴者的上方或者後方是有急速接近的物體，如果佩戴者的上方有急速接近的物體，表示佩戴者上方可能發生高空墜物的情況。智能設備70一旦發現佩戴者身體有異常情況或者處於危險環境，馬上向中央處理器61發出提示信號，中央處理器61通過揚聲器、震動器等發出警報資訊，如發出報警語音提示、震動信號等，以提醒佩戴者或者佩戴者周邊的人員佩戴者當前身體不適或者身處危險環境。
定位模塊63可以是GPS模塊等具有定位功能的模塊，定位模塊63確定智能頭戴式設備所在的位置後，將當前位置的資訊發送至中央處理器61，中央處理器61可以將當前位置資訊發送至智能設備70，以便於智能設備70顯示智能頭戴式設備所在的位置。
當然，由於對圖像進行分析並且判斷佩戴者當前是否身處危險環境，往往需要進行大量的運算、分析，往往需要運算能力較強的設備進行處理，因此可以設置一個後臺服務器71用於對圖像進行處理，即智能設備70可以將獲取的信號發送至後臺服務器71，後臺服務器71接收到智能設備70發送的信號後，對所接收的信號進行處理，並且分析佩戴者是否出現身體不適、身處危險環境等異常狀態，並且將分析結果返回至智能設備 70，由智能設備70向中央處理器61發出信號。
另外，由於佩戴者大多是建築工人，需要在戶外作業，集成智能頭戴式設備往往暴露在溫度較高的環境下，導致電源32的溫度很高，可能會引發安全隱患。因此，在外環帶10內設置專用於檢測電源32溫度的電池溫度傳感器，並且電池溫度傳感器向中央處理器61發出檢測信號，當中央處理器61檢測電源32的溫度過高時，則停止電源32的工作，避免電源32長期在溫度過高的環境下工作。
第二實施例：
參見圖13與圖14，本實施例的集成智能頭戴式設備110可拆卸的安裝在帽子101上，優選的，帽子101的兩側分別設置有一個插孔102。與第一實施例不同的是，本實施例的集成智能頭戴式設備110僅包括一個外環帶，外環帶安裝在帽子101的外側，即不設置內框架，且外環帶上包括四個集成件111、115、120、125，並且還包括連接帶150，優選的，所述外環帶上預先設有容納所述四個集成件111、115、120、125的容納腔，從而將四個集成件111、115、120、125設置在所述容納腔內，以形成完整的外環帶。
集成件111內設置控制電路以及攝像機112，控制電路上設置有中央處理器、無線通信模塊以及定位模塊，控制電路的結構與第一實施例的結構相同，不再贅述。攝像機112可以拍攝帽子101後方的圖像。優選的，攝像機112可拆卸的安裝到集成件111上，也就是攝像機112可以隨時拆卸下來，或者隨時安裝到集成件111上。當然，集成件111上還可以設置LED燈帶，用於方便後方的人員觀察到佩戴帽子101的人員。較佳地，集成件111上設有防撞超聲波傳感器113，防撞超聲波傳感器113可以發出超聲波信號 以檢測後方是否有人員或者物體，並且向處理器發出檢測信號，一旦檢測有其他人員或者其他物體的情況將向處理器發出信號，處理器可以通過揚聲器或者蜂鳴器等發出提示信號，以防止佩戴帽子101的人員與其他人員發生碰撞的情況發生或者與其它物體碰撞。
集成件115上也可以設置攝像機，設置在集成件115上的攝像機用於拍攝帽子101前方的圖像。優選的，設置在集成件115上的攝像機也是可拆卸的安裝到集成件115上。此外，顯示屏可拆卸的安裝到集成件115上，並且設置在集成件115的前方，以便於佩戴集成智能頭戴式設備的人員及時觀看前方以及後方的圖像。可選的，顯示屏通過支架安裝在帽子101上，顯示屏與支架的結構與第一實施例相同，不再贅述。
集成件111以及集成件125內可以安裝有電源，優選的，在集成件111以及集成件125上設置用於充電的充電接口，以便於電源充電。優選的，在電源充電時，集成智能頭戴式設備110仍能夠正常工作。並且，在集成件120上設置有多個控制按鈕121，每一個控制按鈕121均連接至控制電路，這樣，佩戴的工人可以通過多個控制按鈕121控制集成智能頭戴式設備的工作，例如開啟或者關閉攝像機112、向智能設備發送求救信號等。
本實施例中，多個集成件之間通過連接帶150連接，本實施例中，連接帶150內設置柔性導線，例如，集成件111與集成件120之間通過柔性導線連接，這樣，設置在集成件111內的電源可以通過柔性導線向攝像機112、控制電路等供電。相同的，設置在集成件125內的電源與可以通過柔性導線向設置在集成件115上的攝像機、顯示屏供電。當然，顯示屏也可以自帶電源，也就是顯示屏通過自身的電源供電。此外，在集成件120上可 以設置麥克風插孔，麥克風可以插入到麥克風插孔內並且通過柔性導線與控制電路電連接。優選的，集成件120上還可以設置揚聲器、震動器等，揚聲器、震動器也是通過柔性導線與控制電路電連接，震動器可以在控制電路發出的控制信號的控制下發出震動信號。
集成智能頭戴式設備110上還設置有多個安全檢測傳感器，例如超聲波傳感器、加速度傳感器等，安全檢測傳感器可以設置在集成件111內。安全檢測傳感器通過檢測佩戴者周邊的環境以及自身的信號，判斷佩戴者當前所處的環境是否為危險環境，例如佩戴者的上方或者後方是有急速接近的物體，如果佩戴者的上方有急速接近的物體，表示佩戴者上方可能發生高空墜物的情況。
在連接帶150的第一端151設置有多個鎖孔152，在連接帶150的第二端155設置有插銷156，插銷156可插入到鎖孔152內，從而將集成智能頭戴式設備110安裝在帽子101上。由於多個鎖孔152沿連接帶150的長度方向佈置，佩戴者可以根據帽子101外徑選擇合適的鎖孔152，以確保集成智能頭戴式設備110牢靠的安裝在不同大小的帽子101上。
此外，集成智能頭戴式設備110還包括至少一個健康檢測傳感器，如圖15所示，一個健康檢測傳感器105設置在帽子101的頭帶103上，頭帶103是帽子101自身的一根帶子，是預先設置在帽子101內的部件。本實施例中，健康檢測傳感器包括溫度傳感器、心率傳感器等，例如，溫度傳感器用於檢測佩戴者的體溫，而心率傳感器用於檢測佩戴者的心率。由於頭帶103位於帽子101的最內層，並且緊貼在佩戴者的額頭上，因此健康檢測傳感器將緊貼在佩戴者的額頭上，提高檢測的準確性。
本實施例中，在外環帶設置有彈性扣，結合圖13與圖15，在集成件125的下方設置有彈性扣130，且彈性扣130朝下設置。由於帽子101上設置有插孔102，這樣，彈性扣130可以自上往下插入到插孔102內。優選的，彈性扣130由具有彈性的材料製成，如使用彈性的塑膠製成，而帽子101則使用硬度較大的材料製成，如材質較硬的塑膠製成，這樣，彈性扣130向下插入到插孔102內時，彈性扣130可以發生彈性形變，而插孔102幾乎不會發生形變，從而確保彈性扣130固定在插孔102內。
並且，為了確保彈性扣130不會從插孔102內脫出，將彈性扣130插入到插孔102後，還可以使用一個鎖扣環136套在彈性扣130的下端。為了確保鎖扣環136能夠將彈性扣130固定，鎖扣環136的橫截面的面積需要小於彈性扣130的橫截面所圍成的面積，這樣，鎖扣環136套入彈性扣130的過程中彈性扣130可以發生彈性形變，並且當彈性扣130穿過鎖扣環136後，彈性扣130不能輕易的從鎖扣環136內脫出。為了實現外環帶與帽子101的固定，彈性扣130穿過插孔102後才被鎖扣環136鎖扣。
相同的，在集成件120的下方也設置有彈性扣140，彈性扣140也可以穿過設置在帽子101上的插孔102並且被鎖扣環142所鎖扣。
為了實現多個健康檢測傳感器與控制電路的電連接，在彈性扣130以及彈性扣140上設置通電板，下面結合圖16至圖18介紹彈性扣130上的通電板的結構。本實施例中，彈性扣130上設置有通電板131，通電板131上設置有多個通電插孔132。
集成智能頭戴式設備110設置有柔性電線137，柔性電線137上設置有多個通電端子138，每一個通電端子138自柔性電線137向外凸起， 這樣，每一個通電端子138可以插入到一個通電插孔132內，即柔性電線137可扣合在通電板131上並與通電板131電連接。
本實施例中，在帽子101的頭帶103上設柔性導線，且該柔性導線與柔性電線137電連接，因此，設置在頭帶103上的健康檢測傳感器通過柔性導線、柔性電線137、通電板131與控制電路電連接。此外，健康檢測傳感器還可以通過柔性導線從電源上獲取電能。
可選的，健康檢測傳感器還可以使用無線傳感器，即健康檢測傳感器上設置無線傳輸模塊，如WIFI模塊或者藍牙模塊等，而控制電路上也設置相應的無線傳輸模塊，控制電路通過無線傳輸模塊獲取健康檢測傳感器的信號。
集成智能頭戴式設備110工作時，控制電路的中央處理器通過無線通信模塊向智能設備發送信號，智能設備可以是智能手機、平板電腦等具有運算能力的智能電子設備。當智能設備接收到中央處理器發送的信號，如佩戴者的體溫、心率等數據，或者超聲波傳感器檢測的周邊環境其他物件的距離的數據等，或者從攝像機獲取的圖像等，判斷佩戴者的身體是否出現異常狀態，如體溫是否過高、心率是否異常等，同時，判斷佩戴者當前所處的環境是否為危險環境，例如佩戴者的上方或者後方是有急速接近的物體，如果佩戴者的上方有急速接近的物體，表示佩戴者上方可能發生高空墜物的情況。智能設備一旦發現佩戴者身體有異常情況或者處於危險環境，馬上向中央處理器發出提示信號，中央處理器通過揚聲器、震動器等發出警報資訊，如發出報警語音提示、震動信號等，以提醒佩戴者或者佩戴者周邊的人員佩戴者當前身體不適或者身處危險環境。
可見，由於集成智能頭戴式設備能夠即時監控佩戴者的生理參數，並且獲取即時的環境資訊，通過智能設備或者後臺服務器能夠及時判斷佩戴者的身體狀況以及周邊環境狀況，一旦發生異常情況能夠及時提醒佩戴者，保障佩戴者的身體健康以及人身安全。
由於集成智能頭戴式設備在建築工地上被大量使用，一個有效的充電方式可以保證集成智能頭戴式設備的有效使用和工人的接受程度，而優選的方案使用無線充電的方式對集成智能頭戴式設備進行充電。
如圖19至圖21所示，可以在牆面上設置多個無線充電裝置200，並且，多個無線充電裝置200之間通過連桿210連接在一起，從而形成並排連接的無線充電裝置組合，其中，各個無線充電裝置200之間是並聯連接的，其中一各有電路故障，並不會影響其它的充電裝置。並排連接的無線充電裝置200的數量可以根據實際需要增加或減少，甚至僅僅設置一個無線充電裝置200。當僅僅設置一個無線充電裝置200時，則不需要使用連桿210。
每一個無線充電裝置上設置有背板201，優選的，背板201可以通過螺釘、黏接等方式固定在牆面上。在背板201內設置有無線充電裝置200的主電路板，並且在背板201上設置有充電指示燈202，當集成智能頭戴設備充電時，充電指示燈202發光，方便工人瞭解無線充電裝置是否處於充電狀態。
在背板201的一側設置有沿水準方向延伸的無線充電發射板205，並且背板201與無線充電發射板205成掛鈎狀，帽子101可以掛在無線充電發射板205上，如圖19與圖21所示的。這樣，無線充電發射板205可以 向帽子101發出無線電信號，帽子101接收到無線電信號後使用該無線電信號進行充電。由於帽子101直接掛在無線充電發射板205上，帽子101與無線充電發射板205之間的距離很小，或者，帽子101與無線充電發射板205相互接觸，以確保帽子101能夠充分接收無線充電發射板205發出的無線電信號。
為了讓帽子101更加牢固的掛在無線充電發射板205上，在無線充電發射板205上設置一圈橡膠圈207，以增加帽子101與無線充電發射板205之間的摩擦力。並且，在背板201的一側還設置有充電接口206，外部電源可以通過充電接口206向無線充電裝置供電。這樣，只要工人將帽子101掛在無線充電發射板205上即可以自動實現集成智能頭戴式設備的充電。
最後需要強調的是，本發明不限於上述實施方式，如各種傳感器設置在外環帶或者內框架上的結構的改變、內框架以及外環帶形狀的改變等變化也應該包括在本發明權利要求的保護範圍內。

Claims (19)

  1. 一種集成智能頭戴式設備，包括可拆卸的安裝在帽子上的框架，所述框架上設置有或安裝有控制電路、安全檢測傳感器、揚聲器、麥克風、電源，所述集成智能頭戴式設備還包括設置在所述帽子內的健康檢測傳感器；所述框架包括設置於所述帽子內的內框架以及設置於所述帽子外的外環帶，所述健康檢測傳感器設置於所述帽子的頭帶上；所述外環帶上設置有第一扣合件，所述內框架上設置有與所述第一扣合件配合的第二扣合件，所述內框架與所述外環帶通過所述第一扣合件與所述第二扣合件固定連接；所述控制電路設置有無線通信模塊以及定位模塊，且所述控制電路與所述健康檢測傳感器、所述攝像機、所述安全檢測傳感器、所述揚聲器、所述麥克風、所述電源電連接。
  2. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述第一扣合件與所述第二扣合件中的一個為彈性扣，所述第一扣合件與所述第二扣合件中的另一個為插孔。
  3. 根據申請專利範圍第2項之集成智能頭戴式設備，其中所述集成智能頭戴式設備還包括一個鎖扣環，在所述彈性扣扣合在所述插孔後，所述鎖扣環套裝在所述彈性扣外。
  4. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶上還設置有攝像機，所述攝像機可拆卸的安裝到所述外環帶上，且所述攝像機與所述控制電路電連接。
  5. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶包括環帶本體以及集成件，所述環帶本體與所述集成件一體成型，或者所述集成件可拆卸的固定在所述環帶本體上。
  6. 根據申請專利範圍第5項之集成智能頭戴式設備，其中所述集成件上設置所述麥克風、所述揚聲器的至少一個。
  7. 根據申請專利範圍第5項之集成智能頭戴式設備，其中所述集成件上還設有震動器，所述震動器在所述控制電路輸出的信號控制下發出震動信號。
  8. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中顯示裝置可拆卸地安裝在所述內框架上，並與所述控制電路電連接；所述顯示裝置包括支架以及安裝在所述支架上的顯示屏，所述支架具有可以相互轉動的第一部分及第二部分，所述第一部分固定在所述內框架上，所述顯示屏固定在所述第二部分上。
  9. 根據申請專利範圍第8項之集成智能頭戴式設備，其中所述第一部分包括安裝在所述內框架上的滑動座以及可以相對所述滑動座滑動的滑塊，所述第二部分與所述滑塊鉸接。
  10. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述電源安裝在所述內框架的後側，所述電源與所述內框架前側通過柔性導線連接。
  11. 根據申請專利範圍第10項之集成智能頭戴式設備，其中所述集成智能頭戴式設備還設有用於檢測所述電源溫度的電池溫度傳感器，所述電池溫度傳感器向所述控制電路輸出檢測信號。
  12. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶上設有充電接口，所述充電接口用於向所述電源充電。
  13. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶上設有至少一個控制按鈕，所述控制按鈕與所述控制電路電連接。
  14. 根據申請專利範圍第1項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶上包括至少一個集成件；所述控制電路、所述電源及所述安全傳感器設置與所述集成件內，且所述外環帶內設置有第一柔性導線，所述第一柔性導線與所述控制電路電連接。
  15. 根據申請專利範圍第14項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶的端部扣合在一起，以圍在所述的帽子外；所述的外環帶上設有與所述集成件配合的容納腔，以將所述的集成件設在所述的容納腔內。
  16. 根據申請專利範圍第14項之集成智能頭戴式設備，其中所述外環帶上設置有彈性扣，所述彈性扣穿過設置於所述帽子上的插孔，且所述彈性扣穿過所述插孔後被一鎖扣環鎖扣。
  17. 根據申請專利範圍第16項之集成智能頭戴式設備，其中所述健康檢測傳感器安裝在所述帽子的頭帶上；所述彈性扣上設置有通電板，柔性電線可扣合在所述通電板上並與所述通電板電連接，所述頭帶設有第二柔性導線，所述第二柔性導線與所述柔性電線電連接。
  18. 根據申請專利範圍第14項之集成智能頭戴式設備，其中所述集成件的數量為兩個以上，包括第一集成件以及第二集成件，攝像機可拆卸的設置於第一集成件上，顯示裝置可拆卸地安裝在所述第二集成件上。
  19. 根據申請專利範圍第14項之集成智能頭戴式設備，其中所述框架上設有至少一個控制按鈕，所述控制按鈕與所述控制電路電連接。
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