TWM591334U - 一種高集成的智慧安全帽 - Google Patents

Abstract

本新型提供了一種高集成的智慧安全帽，包含安全帽本體和可拆卸的框架。安全帽本體前側設有前置模組，其包含可替換的照明燈和攝影機，並且其內襯上還設有健康檢測感測器；框架上設有控制電路、GPS定位、安全檢測感測器、揚聲器、麥克風、鋰電池、緊急按鈕以及風扇；控制電路包含處理器和無線通訊模組，控制電路與健康檢測感測器、GPS定位、揚聲器、麥克風、鋰電池、緊急按鈕、風扇以及前置模組電連接。本新型藉由內置框架集成主要電子設備減輕安全帽重量，且加設GPS定位以即時獲取佩戴者的位置，還設有風扇可快速散熱達到降溫的效果。

Description

一種高集成的智慧安全帽

本新型涉及一種智慧設備，並且更具體而言是一種高集成的智慧安全帽。

安全帽是指對人頭部受墜落物及其他特定因素引起的傷害起防護作用的帽子，實際應用中，建築工人在進入建築工地施工時必須佩戴以保障其施工安全，一旦發生工人墜落或被建築材料砸中等事故時，可保護工人的頭部或減輕事故對工人頭部的傷害。

隨著科技的發展，為了更好的對建築工人的人身安全進行保護，現有的安全帽逐漸開始集成一些電子設備或感測器，這些電子設備和感測器共同作用可用於檢測建築工人自身和周邊的環境是否安全，甚至有些安全帽安裝有視頻設備和音訊設備，便於工人在工作之餘的休閒娛樂。這些安全帽雖然給佩戴者帶來大大的便利，但是由於人體頸部的承受能力有限，大量的電子設備或感測器集成到小小的安全帽上，使得這些安全帽對於佩戴者來說是極大的負荷，長期佩戴之下不僅妨礙佩戴者的正常工作，且會影響佩戴者的頸椎，嚴重時會引發頸椎疾病。因此，為了即時保障每個工人的職業安全和健康和給工人帶來生活樂趣，如何將高集成度的智慧安全帽的重量減輕成為現有安全帽設計領域的難題。且由於建築行業的性質，工人的工作地點會非常頻繁的變動，安全帽又是貼頭使用的物品，工人很不願意去使用二手的安全帽，這將造成很大的浪費，因此如何降低高集成度的智慧安全帽的成本，並且提高其私隱性和流動性也是安全帽設計需要考慮的一個問題。

此外，現有的安全帽缺乏有效定位和追蹤裝置，而工地範圍太大，很難快速找到工人以實現有效管理。且建築工地通常為戶外露天場所，在炎熱的夏天，集成了眾多電子設備的安全帽內部會產生大量熱量且無法散出，電子設備發生故障可能會對建築工人造成危險，而且在實際應用中，建築工人佩戴安全帽後頭部悶熱無比，導致工人頭昏腦漲，此時容易出現工作失誤，高危作工時極易引發事故，長期佩戴也容易導致頭部或臉上長痘或起痱子。

因此，現有的安全帽還有待於改進和發展。

本新型之目的在於提供一種高集成的智慧安全帽，其旨在解決現有的智慧安全帽笨重、散熱效果差、沒有健康和安全檢測，不能有效定位以及容易發生故障等問題。

為解決上述問題，本新型的技術方案如下：

一種高集成的智慧安全帽，其包含：安全帽本體和安裝在安全帽本體裡側的可拆卸的框架。所述安全帽本體的內襯上設有健康檢測感測器。另外，所述框架上設有控制電路、GPS定位、安全檢測感測器、揚聲器、麥克風、可更換式鋰電池、緊急按鈕以及風扇。所述控制電路包含：處理器和無線通訊模組，並且所述控制電路與健康檢測感測器、GPS定位、安全檢測感測器、揚聲器、麥克風、可更換式鋰電池、緊急按鈕以及風扇電連接。

在某些實施例中，所述框架包含：前集成件、框架本體以及後集成件，前集成件和後集成件設置在框架本體兩端，所述控制電路、GPS定位、安全檢測感測器、揚聲器以及麥克風設置在所述前集成件上，所述可更換式鋰電池、緊急按鈕以及風扇設置在後集成件上。

在某些實施例中，所述無線通訊模組採用NBIoT、LoRa、LTE-M、Sigfox、WiFi、BLE或NFC中的一種或幾種。

在某些實施例中，所述框架上還設有與所述無線通訊模組採用的無線通訊方式對應的天線，所述天線與所述無線通訊模組連接，用於收發無線電波。

在某些實施例中，所述框架上還設有震動器，所述震動器與控制電路連接。

在某些實施例中，所述框架上還設有LED顯示燈，所述LED顯示燈與可更換式鋰電池電連接，用於顯示電源開關。

在某些實施例中，所述框架上還設有無線充電線圈，所述無線充電線圈與控制電路和鋰電池連接，用於給鋰電池充電。

在某些實施例中，所述框架上還設有電池溫度感測器，所述電池溫度感測器與控制電路連接，用於檢測可替換式鋰電池的溫度。

在某些實施例中，所述安全帽本體前側設有前置模組，所述前置模組與所述控制電路連接，其包括可相互替換的插拔式照明燈和攝影機。

在某些實施例中，所述安全帽本體前側設有可替換式遮擋片，用於延伸遮蔭或標識不同顏色。

本新型之有益效果為提供了一種高集成的智慧安全帽，其藉由設置安裝在安全帽內側的可拆卸的框架，框架上集成了控制電路、GPS定位、揚聲器、麥克風、可更換式鋰電池、緊急按鈕以及風扇。其簡化框架以大大減輕整個安全帽的重量，並且內置的框架可保護框架上的電子設備，使其不受外界環境的損害。此外，框架連同其上的電子設備可一起拆卸安裝到另一個安全帽上，以提高安全帽的流動性和私隱性。框架和安全帽本體上設置多種感測器，例如：檢測人體健康的感測器（其包含：體溫感測器、心率感測器等）、檢測工作環境是否安全的感測器、距離感測器、加速度感測器等，藉由這些感測器獲取的資訊來判斷佩戴者所處的環境是否安全，可及時向佩戴者發出危險警報，並且其還設置緊急按鈕，在發現危險時，佩戴者可一鍵求救，配合框架上集成的GPS定位可快速找到佩戴者，及時有效。更進一步地，所述智慧安全帽還設有隨插隨用式的LED照明燈和攝影機，佩戴者可根據需求替換使用，當不用時可以拆除下來，進一步減輕安全帽的重量；而框架上的風扇可快速將電子設備產生的熱量散出，同時達到降溫的效果。

下面詳細描述本新型的實施方式，所述實施方式的示例均如附圖中所揭示，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用於解釋本新型，而不能理解為對本新型的限制。

在本新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、 「水準」、 「頂」、「底」、「內」、「外」、等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本新型的限制。在本新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如：可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於所屬領域的通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本新型中的具體含義。

在本新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水準高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水準高度小於第二特徵。

下述內容揭示了許多不同的實施方式或例子用來實現本新型的不同結構。為了簡化本新型的揭示，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為代表性示例，並且目的不在於限制本新型。此外，本新型可以在不同例子中重複參考數位和／或參考字母，這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和／或設置之間的關係。此外，本新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是所屬領域之通常知識者可以了解到其他技術的應用和／或其他材料的使用。

請參見本揭示之圖1〜5，本新型的高集成的智慧安全帽，包含：安全帽本體100和安裝在安全帽本體100裡側的可拆卸的框架200，如圖3A和圖3B所揭示，安全帽本體100的內襯上設有健康檢測感測器30，由於安全帽的內襯貼合佩戴者的頭部，特別是額頭，因此可得到比較準確的佩戴的自身的健康資料，健康檢測感測器30包含：體溫感測器、心率感測器等。溫度感測器用於檢測佩戴者的體溫，心率感測器用於檢測佩戴者的心率。框架200上集成有控制電路11、GPS定位12、安全檢測感測器、揚聲器13、麥克風14、可更換式鋰電池21、緊急按鈕22以及風扇23。在實際應用中，框架200可由前集成件10、框架本體以及後集成件20組成，前集成件10和後集成件20設置在框架本體兩端，其中，控制電路11、GPS定位12、安全檢測感測器、揚聲器13以及麥克風14設置在前集成件10上，可更換式鋰電池21、緊急按鈕22以及風扇23設置在後集成件20上。進一步地，如圖1和圖4B所示，控制電路11包含：無線通訊模組111和中央處理器112。其中，控制電路11與健康檢測感測器30、GPS定位12、安全檢測感測器、揚聲器13、麥克風14、可更換式鋰電池21、緊急按鈕22以及風扇23電連接，其中，揚聲器13和麥克風14均至少為一個，用於語音的交流。

如圖4A所揭示，框架200上還設有震動器17。震動器17設置在前集成件10上，並與控制電路11的中央處理器112連接，同時，健康檢測感測器30與控制電路11的中央處理器112電連接。健康檢測感測器30向中央處理器112發送檢測的信號，以便於中央處理器112將接受到的信號發送到智慧設備或後臺伺服器，智慧設備或後臺伺服器分析接收到的佩戴者的健康資料，分析該佩戴者是否存在危險，及時向佩戴者發出警報，如中央處理器112通過揚聲器13、震動器17等發出報警語音提示、震動信號。此外，緊急按鈕22和GPS定位12也與中央處理器112連接，用於在佩戴者感知到危險時，一鍵主動呼救，GPS定位12向中央處理器112發送佩戴者的位置資訊，智慧設備和後臺伺服器可快速找到佩戴者給予救助，本新型的智慧安全帽設計有人身健康檢測、警報以及主動呼救一應俱全的安全保障裝置，可對佩戴者的人身安全進行全面保護。

如圖2A所示，本新型的高集成度的智慧安全帽，在安全帽本體100前側設有前置模組50，前置模組50與中央處理器112連接，其包含：可替換的插拔式的LED照明燈52以及攝影機51，其中，LED照明燈52以及攝影機51互相替換固定在安全帽本體100上。當需要在黑暗的施工環境中進行作業時，可替換上LED照明燈52，用來照明。攝影機51可用於獲取圖像，中央處理器112利用無線通訊模組111將圖像資訊發送給智慧設備或後臺伺服器，由智慧設備或後臺伺服器對圖像進行分析並且判斷佩戴者當前是否身處危險環境，並且將分析結果返回至中央處理器112，若是危險信號，中央處理器112接收信號後向佩戴者發出警報。在實際應用中，攝影機51可和安全檢測感測器配合一同檢測佩戴者所處環境是否安全，安全感測器一般包含：加速度感測器、距離感測器、超聲波感測器等，在圖1〜5的實施例中，本新型的智慧安全帽的內置框架200上設有加速度感測器，其用於檢測佩戴者的動作狀態。中央處理器112通過無線通訊模組111向智慧設備或後臺伺服器發送信號，智慧設備可以是智慧手機、平板電腦等具有運算能力的智慧電子設備，當智慧設備或後臺伺服器接收到中央處理器112發送的信號，例如加速度感測器檢測的佩戴者的動作狀態和從攝影機獲取的圖像，結合後判斷佩戴者當前所處的環境是否為危險環境或佩戴者的動作是否異常，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，或佩戴者有摔倒或墜落等情況，智慧設備或後臺伺服器一旦發現佩戴者有異常情況，馬上向中央處理器112發出提示信號，中央處理器112接收信號後向佩戴者發出警報，比如同樣通過揚聲器13、震動器17等發出警報資訊，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身處危險環境。

進一步地，在圖1〜5的實施例中，框架200的後集成件20上集成的風扇23是可拆卸的，且安全帽本體100上還設有氣孔40。風扇23為微型風扇，風扇20可為2個，其與控制電路11的中央處理器112連接，與氣孔40配合將安全帽上的電子設備產生的熱量快速散出，同時給佩戴者降溫保持頭部涼爽。本新型內置的框架200上的可更換式鋰電池21用於為整個智慧安全帽的電子設備提供電源，其包含：控制電路11、GPS定位12、安全檢測感測器、揚聲器13、麥克風14、震動器17、健康檢測感測器30、可拆卸的風扇23以及緊急按鈕22等，其連接有LED顯示燈211。LED顯示燈211用於顯示該鋰電池的開閉，鋰電池21可取出用外置充電器充電，也可使用專屬無線充電器充電，如圖5所揭示，框架200的後集成件20上還設有無線充電線圈212，無線充電線圈212與控制電路11連接，用於給鋰電池21充電。在實際應用中，由於佩戴者大多是建築工人，需要在戶外作業，安全帽往往暴露在溫度較高的環境下，導致可替換式鋰電池21的溫度很高，可能會引發安全隱患。因此，框架200的後集成件20上還設有電池溫度感測器（圖中未示出），所述電池溫度感測器與控制電路11連接，用於檢測可替換式鋰電池21的溫度並且電池溫度感測器向中央處理器112發出檢測信號，當中央處理器112檢測鋰電池21的溫度過高時，則停止鋰電池21的工作，避免鋰電池21長期在溫度過高的環境下工作。

在實際應用中，本新型的高集成的智慧安全帽，其中，所述無線通訊模組111採用NBIoT、LoRa、LTE-M、Sigfox、WiFi、BLE或NFC中的一種或幾種，滿足近程或遠端的無線通訊需求。同時，在框架200上設置有與無線通訊模組111採用的無線通訊方式對應的天線，所述天線與無線通訊模組111連接，用於收發無線電波，在圖1〜5的實施例中，框架本體上設有NBIoT天線16和NFC近距離通訊天線15，可滿足同時佩戴者近距離或遠距離的無線通訊。

本新型的高集成的智慧安全帽，框架200上還設有與佩戴者資訊映射的二維碼（圖中未示出），二維碼可以是每一個智慧安全帽唯一的二維碼，用於唯一標識每一個高集成度的智慧安全帽，從而方便佩戴者識別自己的智慧安全帽，並且，一旦發生意外情況，救援人員可以根據二維碼來確定該智慧安全帽的使用人員，從而確定被救援人員的身份。此外，框架200上還設有預留卡槽24，預留卡槽24可根據實際需求接入一些插拔式的模組，該模組與控制模組11連接，可為本新型的安全帽提供更多新的功能。

如圖6所示，本實施例中的高集成度的智慧安全帽，其中，安全帽本體100前側設有可替換式遮擋片60，可替換式遮擋片60用於延伸遮蔭或標識不同顏色。

本新型提供的高集成度的智慧安全帽，通過設置安裝在安全帽內側的可拆卸的框架，框架上集成了控制電路、GPS定位、安全檢測感測器、揚聲器、麥克風、可更換式鋰電池、緊急按鈕以及風扇，簡化框架，大大減輕整個安全帽的重量，且內置的框架可保護框架上的電子設備，使其不受外界環境的損害，框架連同其上的電子設備可拆卸安裝到另一個安全帽上，保證佩戴者的隱私，提高安全帽的流動性；框架和安全帽本體上設置多種感測器，如檢測人體健康的感測器，包括體溫感測器、心率感測器等，如檢測工作環境是否安全的感測器，如距離感測器、加速度感測器等，通過這些感測器獲取的資訊來判斷佩戴者所處的環境是否安全，可及時向佩戴者發出危險警報，且設置緊急按鈕，在發現危險時，佩戴者可一鍵求救，配合框架上集成的GPS定位，可快速找到佩戴者，及時有效；且框架上設有與佩戴者身份匹配的二維碼，可快速確認佩戴者的身份；還設有隨插隨用式的LED照明燈和攝影機，佩戴者可根據需求替換使用，當不用時可以拆除下來，進一步減輕安全帽的重量；而框架上的風扇可快速將電子設備產生的熱量散出，同時起到降溫的效果；此外，框架上還有預留卡槽，預留卡槽可根據實際需求接入一些插拔式的模組，其與控制模組連接，可為本新型的安全帽提供更多新的拓展功能。

應當理解的是，本新型的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本新型所附權利要求的保護範圍。

100:安全帽本體

200:框架

10:前集成件

11:控制電路

111:處理器

112:無線通訊模組

12:GPS定位

13:揚聲器

14:麥克風

15:NFC天線

16:NB IoT天線

17:震動器

20:後集成件

21:可更換式鋰電池

211:LED指示燈

212:無線充電線圈

22:緊急按鈕

23:風扇

24:預留卡槽

30:健康檢測感測器

40:氣孔

50:前置模組

51:攝影機

52:LED照明燈

60:遮擋片

圖1為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的結構架構圖。

圖2A為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的第一視角結構示意圖。

圖2B為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的第二視角結構示意圖。

圖2C為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的第二視角結構示意圖。

圖3A為新型提供的一種高集成的智慧安全帽的內置框架的第一視角結構示意圖。

圖3B為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的內置框架的第二視角結構示意圖。

圖4A為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的前集成件的第一視角結構示意圖。

圖4B為新型提供的一種高集成的智慧安全帽的前集成件的第二視角結構示意圖。

圖5為本新型提供的一種高集成的智慧安全帽的後集成件的結構示意圖。

圖6為本新型提供的另一種高集成的智慧安全帽的結構示意圖。

11:控制電路

111:中央處理器

112:無線通訊模組

12:GPS定位

21:鋰電池

212:無線充電線圈

22:緊急按鈕

23:風扇

51:攝影機

52:LED照明燈

Claims (10)

1. 一種高集成的智慧安全帽，其包含：安全帽本體和安裝在所述安全帽本體內側的可拆卸的框架，其中所述安全帽本體的內襯上還設有健康檢測感測器；所述框架上設有控制電路、GPS定位、安全檢測感測器、揚聲器、麥克風、可更換式鋰電池、緊急按鈕以及風扇；所述控制電路包括處理器和無線通訊模組，所述控制電路與所述健康檢測感測器、所述GPS定位、所述安全檢測感測器、所述揚聲器、所述麥克風、所述可更換式鋰電池、所述緊急按鈕以及所述風扇電連接。
2. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述框架包含：前集成件、框架本體以及後集成件，所述前集成件和所述後集成件設置在所述框架本體之兩端，而且所述控制電路、所述GPS定位、所述安全檢測感測器、所述揚聲器以及所述麥克風設置在所述前集成件上，而所述可更換式鋰電池、所述緊急按鈕以及所述風扇設置在所述後集成件上。
3. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述無線通訊模組採用NBIoT、LoRa、LTE-M、Sigfox、WiFi、BLE或NFC中的一種或多種。
4. 如請求項3所述之智慧安全帽，其中所述框架上還設有與所述無線通訊模組採用的無線通訊方式對應的天線，所述天線與所述無線通訊模組連接，用於收發無線電波。
5. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述框架上還設有震動器，所述震動器與所述控制電路連接。
6. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述框架上還設有LED顯示燈，所述LED顯示燈與所述可更換式鋰電池電連接，用於顯示電源開關。
7. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述框架上還設有無線充電線圈，所述無線充電線圈與所述控制電路和所述可替換式鋰電池連接，用於給所述鋰電池充電。
8. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述框架上還設有電池溫度感測器，所述電池溫度感測器與所述控制電路連接，用於檢測所述可替換式鋰電池的溫度。
9. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述安全帽本體之前側還設有前置模組，所述前置模組與所述控制電路連接，其還包含：可相互替換的插拔式照明燈和攝像機。
10. 如請求項1所述之智慧安全帽，其中所述安全帽本體之前側還設有可替換式遮擋片，其用於延伸遮蔭或標識不同顏色。

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