WO2018104804A1

WO2018104804A1 - 一种集成智能头戴式设备

Info

Publication number: WO2018104804A1
Application number: PCT/IB2017/055257
Authority: WO
Inventors: 陈建勇
Original assignee: 点子建有限公司
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2018-06-14
Also published as: TWI656456B; US10289160B2; TW201821948A; US20180164849A1; AU2017216476B2; HK1250207A1; AU2017216476A1; GB201713949D0; GB2557701B; CN206365527U; GB2557701A

Abstract

一种集成智能头戴式设备（110），包括可拆卸的安装在帽子（101）上的框架，框架上设置有控制电路（60）、安全检测传感器、显示装置（40）、扬声器、麦克风（14）、电源（32），集成智能头戴式设备（110）还包括设置在帽子（101）内的健康检测传感器（105），控制电路（60）设置有无线通信模块以及定位模块，且控制电路（60）与健康检测传感器（105）、摄像机（13、18；112）、安全检测传感器、显示装置（40）、扬声器、麦克风（14）、电源（32）电连接。集成智能头戴式设备（110）可以方便地安装到安全帽（50）上，并且可以方便地从安全帽（50）上拆卸，还可以对佩戴者的身体状况与周边环境进行实施监控。

Description

一种集成智能头戴式设备技术领域本发明涉及智能设备领域，具体地说，是涉及一种可以安装到现有的帽子上的集成智能头戴式设备。背景技术一直以来，建筑行业并没有通过给建筑工人佩戴一个随身电子设备来实时保障每个建筑工人的职业安全和健康，建筑工人进入建筑工地时必须戴上安全帽以保障施工安全。现有的安全帽主要是使用硬度较大的塑料制成，工人戴上安全帽后能够减少重物坠下时对头部造成的伤害，并且，一旦工人发生坠落的事故，安全帽也能保护工人的头部。

由于现有的安全帽仅仅起到保护头部的作用，不会集成任何智能设备，例如传感器、电子设备等，因此，为了更好的对建筑工人的人身安全进行保护，需要在安全帽内设置传感器或者电子设备，用于检测建筑工人自身和周边的环境是否为安全环境，如果一旦发生危险，需要及时向建筑工人发出警告信息等，这样，安全帽不仅仅简单的保护建筑工人的头部，而且可以在建筑工人的安全和健康发生威胁时发出警报信息。这样，这些安全帽可以是安装有视频设备、音频设备和传感器并用于日常工作活动的完美平台，从而将一个老旧的设备变成一个智能设备，也填补了建筑业的一个空白。

然而，由于建筑行业相对保守，较难接受新鲜事物。这种情况下，如果将现有的安全帽完全重新设计成嵌入传感器和通信模块的设备，建筑工人往往未必能接受这样的安全帽，也不会愿意去佩戴。此外，一个集成智能设备的安全帽的制造费用要比普通的安全帽的费用高很多，建筑公司未必愿意接受。

此外，由于建筑行业的性质，工人的工作地点非常频繁的变动，安全帽又是私人使用的物品，工人很不愿意去使用二手的安全帽，也就是不会使用他人已经用过的安全帽，因此，这将造成很大的浪费。建筑公司和工程公司也不会愿意购买价格昂贵又不能转给另一个工人的设备。因此，需要考虑如何降低安全帽的集成设备，并且提高安全帽的集成设备的流动性。发明内容本发明的主要目的是提供一种生成成本低且可以拆卸安装到现有安全帽上的集成智能头戴设备。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的集成智能头戴式设备包括可拆卸的安装在帽子上的框架，框架上设置有或安装有控制电路、安全检测传感器、扬声器、麦克风、电源，集成智能头戴式设备还包括设置在帽子内的健康检测传感器，控制电路设置有无线通信模块以及定位模块，且控制电路与健康检测传感器、摄像机、安全检测传感器、扬声器、麦克风、电源电连接。

一个优选的方案是，框架包括设置于帽子内的内框架以及设置于帽子外的外环带，健康检测传感器设置于头带上，其中该头带预先设置在帽子内；外环带上设置有第一扣合件，内框架上设置有与第一扣合件配合的第二扣合件，内框架与外环带通过第一扣合件与第二扣合件固定连接。

进一步的，第一扣合件与第二扣合件中的一个为弹性扣，第一扣合件与第二扣合件中的另一个为插孔。

并且，集成智能头戴式设备还包括一个锁扣环，在弹性扣扣合在插孔后，锁扣环套装在锁扣环外。

进一步的，外环带上还设置有摄像机，摄像机可拆卸的安装到外环带上，且摄像机与控制电路电连接。

进一步的方案是，外环带包括环带本体以及集成件，环带本体与集成件一体成型，或者集成件可拆卸的固定在环带本体上。

进一步的方案是，集成件上设置内麦克风、扬声器的至少一个，并且集成件上还设有震动器，震动器在控制电路输出的信号控制下发出震动信进一步的方案是，一显示装置可拆卸地安装在内框架上，并与控制电路电连接显示装置；显示装置包括支架以及安装在支架上的显示屏，支架具有可以相互转动的第一部分及第二部分，第一部分固定在内框架上，显示屏固定在第二部分上。

进一步的方案是，第一部分包括安装在内框架上的滑动座以及可以相对滑动座滑动的滑块，第二部分与滑块铰接。

进一步的方案是，电源安装在内框架的后侧，电源与内框架前侧通过柔性导线连接。进一步的方案是，集成智能头戴式设备还设有用于检测电源温度的电池温度传感器，电池温度传感器向控制电路输出检测信号。

进一步的方案是，外环带上设有充电接口，充电接口用于向电源充电。进一步的方案是，外环带上设有至少一个控制按钮，控制按钮与控制电路电连接。

可选的方案是，所述框架为设置于所述帽子外的外环带，其中所述外环带上包括至少一个集成件；所述控制电路、所述电源及所述安全传感器设置与所述集成件内，且所述外环带内设置有第一柔性导线，所述第一柔性导线与所述控制电路电连接。

较佳地，所述外环带的端部扣合在一起，以围在所述的帽子外；所述的外环带上设有与所述集成件配合的容纳腔，以将所述的集成件设在所述的容纳腔内。

进一步，所述外环带上设置有弹性扣，所述弹性扣穿过设置于所述帽子上的插孔，且所述弹性扣穿过所述插孔后被一锁扣环锁扣。

进一步的，健康检测传感器安装在帽子的头带上；弹性扣上设置有通电板，柔性电线可扣合在通电板上并与通电板电连接，头带设有第二柔性导线，第二柔性导线与柔性电线电连接。

进一步的，集成件的数量为两个以上，包括第一集成件以及第二集成件，摄像机可拆卸的设置于第一集成件上，显示装置可拆卸地安装在第二集成件上。

由上述方案可见，本发明提供的集成智能头戴式设备包括可拆卸安装到安全帽上的外环带，因此，佩戴者只需要通过简单的组装即可以将集成智能头戴式设备安装到安全帽上，并可在需要时将该集成智能头戴式设备拆下安裝到另一个安全帽上。另外，由于集成智能头戴式设备上设置有多种传感器以及电子设备，如检测人体健康的传感器，包括体温传感器、心率传感器等，也包括检测工作环境是否安全的传感器，如距离传感器、加速度传感器等，通过这些传感器、摄像机获取的信息来判断佩戴者所处的环境是否安全，从而及时向佩戴者发出危险警报。由于上述的传感器、摄像机的成本不高，集成智能头戴设备的生产成本也不高，有利于集成智能头戴设备的推广应用。

并且，集成智能头戴式设备可以包括内框架与外环带，实现内框架与外环带相互固定的是弹性扣与插孔，并且弹性扣插入到插孔后，可以通过一个锁扣环将弹性扣锁紧，这样，内框架与外环带之间的固定非常简单，操作非常方便。

此外，为了外环带的组装，可以将外环带设置成一个环带本体以及集成件，将麦克风、扬声器、震动器等集成在集成件上。

另外，为了方便显示装置上的显示屏的组装，可以将显示屏固定在一个支架上，通过螺钉将支架安装到内框架的前端，并且，支架上设置可以相互转动的第一部分以及第二部分，且显示屏固定在第二部分上，这样，显示屏可以相对于内框架转动，使用者可以根据使用需要将显示屏上翻或者下翻，既方便显示屏的安装又方便显示屏的使用。

并且，由于第一部分上还设有滑动座以及滑块，这样显示屏与内框架之间的距离可以调节，即显示屏可以随滑块相对于滑动座滑动，从而方便使用者根据实际需要调节显示屏的位置。

此外，在集成智能头戴式设备内设置用于检测电源温度的电池温度传感器，在发现电源温度过高时停止电源向其他元件供电，从而避免因电池过热而发生异常情况，确保佩戴者的人身安全，也避免集成智能设备烧坏。附图说明图 1是本发明第一实施例第一视角的结构图。

图 2是本发明第一实施例第二视角的结构图。

图 3是本发明第一实施例第三视角的结构图。

图 4是本发明第一实施例的结构分解图。

图 5是本发明第一实施例安装到安全帽后第一状态的结构图。

图 6是本发明第一实施例安装到安全帽后第二状态的结构图。

图 7是本发明第一实施例安装到安全帽后第三状态的结构图。

图 8是本发明第一实施例安装到安全帽时第一阶段的结构图。

图 9是本发明第一实施例安装到安全帽时第二阶段的结构图。

图 10是本发明第一实施例安装到安全帽时第三阶段的结构图。

图 11是本发明第一实施例安装到安全帽时第四阶段的结构图。

图 12是本发明第一实施例与智能设备的电原理框图。

图 13是本发明第二实施例与帽子的结构图。

图 14是本发明第二实施例与帽子的结构分解图。

图 15是本发明第二实施例安装到帽子后的结构图。图 16是本发明第二实施例中通电板与柔性电线的结构图。

图 17是本发明第二实施例中通电板与柔性电线的结构分解图。

图 18 是本发明第二实施例中通电板与柔性电线另一视角的结构分解图。

图 19是应用无线充电装置对本发明第二实施例进行充电的结构图。图 20是无线充电装置的结构图。

图 21是本发明第二实施例与无线充电装置的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式本发明的集成智能头戴式设备可以安装到现有的安全帽上，当然，也可以安装到其他帽子上，如安装到普通的太阳帽、摩托车头盔上。

第一实施例：

参见图 1至图 3，本实施例的集成智能头戴设备具有一个外环带 10以及一个内框架 30，外环带 10可以安装到安全帽的外侧，内框架 30可以安装在安全帽的内侧。

外环带 10包括一个环带本体 11，如图 4所示，环带本体 11大致围成圆环状，套设在所述的安全帽上。在环带本体 11 的一端设有插口 15，在环带本体 11外设有一个配合件 12，配合件 12的一端设有凸块，该凸块可以插入到插口 15 内，从而将配合件 12 固定在环带本体 11 上。在配合件 12的端面上设置有摄像机 13 以及麦克风 14，麦克风 14设置在摄像机 13 的上端。外环带 10安装到安全帽后，摄像机 13用于拍摄安全帽前方的影像，因此，摄像机 13为前摄像机。当然，配合件 12不一定是可拆卸的安装到环带本体 11上，也可以是与环带本体 11一体成型。

较佳地，摄像机 13是可拆卸的安装到环带本体 11上，这样，当不需要使用摄像机 13时，可以将摄像机 13拆除下来，以减小工人们对私隐的关注，又可以减轻外环带的重量。

在环带本体 11的下方设有集成件 20，本实施例中，集成件 20与环带本体 11可分离的设计，即集成件 20可拆卸的安装到环带本体 11下方。当然，集成件 20也可以是与环带本体 11一体成型。在集成件 20上集成有扬声器、麦克风，并设置有震动器，在集成件 20的外壁上设置有多个控制按钮 21，佩戴者可以按下多个控制按钮 21 以控制集成智能头戴式设备的工作，如启动、关闭、开启 LED灯、发出求救信号等。

在外环带 10内设置有控制电路（图中未示），控制电路可以设计在一块柔性电路板上，且控制电路包括一个中央处理器 (CPU),且控制电路还设有对讲模块、音频输入输出模块、无线通信模块，如用于接收 2G、 3G或者 4G信号的模块，或者是 WIFI信号收发模块、蓝牙信号收发模块等，中央处理器通过无线通信模块与外部的设备，如智能手机等设备进行无线通信。

在外环带 10的后侧设有超声波传感器 17、摄像机 18，并且粘贴有二維码 19，超声波传感器 17 用于检测集成智能头戴设备与后面物体之间的距离，当检测到距离在减少时，向佩戴集成智能头戴式设备的工人发出警报。并且，摄像机 18用于拍摄安全帽后侧的图像，因此摄像机 18是后摄像机。可见，本实施例中，集成智能头戴式设备设置有两个摄像机，分别是前摄像机 13 以及后摄像机 14，通过两个摄像机同时拍摄安全帽前方以及后方的图像，从而更加准确确定佩戴者所处的位置是否会发生危险情况。

集成智能头戴式设备上的二維码 19 可以是每一个集成智能头戴式设备唯一的二維码，用于唯一标识每一个集成智能头戴式设备，从而方便佩戴者识别自己的集成智能头戴式设备，并且，一旦发生意外情况，救援人员可以根据二維码 19来确定该集成智能头戴式设备的使用人员，从而确定被救援人员的身份。

并且，在外环带 10的上端还设有一个超声波传感器 16，超声波传感器 16朝上设置，用于检测集成智能头戴式设备上方物件的距离，从而判断在安全帽的上方是否有物体下坠或即将撞到上方的物体。此外，从图 2可见，在外环带 10的外表面上还设置有一条 LED灯带 23， LED灯带 23内可以设置多颗 LED灯珠，也可以是条状的 LED发光带。由于 LED灯带 23 设置在集成智能头戴式设备的后侧，可以方便后面的人员发现佩戴该集成智能头戴式设备的佩戴者，即使在较黑暗的环境下，也不容易发生错误撞击佩戴者的情况。 LED灯带还可以闪烁以显示警报或电池低电量状况。

内框架 30 大致呈半圆环状，并且在内框架的开口端设置有电源 32，以向集成智能头戴式设备内的多个电子器件供电，包括给控制电路上的中央处理器、无线通信模块，还向诸如麦克风、扬声器、震动器、多个传感器等供电。所述电源可以为各种一次电池或二次电池，例如蓄电池、锂离子电池、聚合物电池等。优选的，为了给电源 32充电，在外环带 10上可以设置一个 USB充电接口，并且 USB充电接口通过连接线与电源连接，当外接的充电线连接至 USB接口后，可以向电源 32充电。优选的，在电源 32充电时，集成智能头戴式设备也能够正常工作。

作为选择，可在内框架 30的前端设置显示装置 40，本实施例中，显示装置 40可拆卸的安装到内框架 30上，因此，在内框架 30的前端设置有安装座 41，而显示装置 40则设置有一个支架，支架包括一个连接片 42，连接片 42的一端可以通过螺钉安装到安装座 41上。如图 7所示的，在连接片 42的另一端固定有一个滑动座 43，滑动座 43上设置有一个滑槽 44，滑块 45安装在滑动座 43上，并且滑块 45的下方设置有可以安装到滑槽 44 内的凸块，这样，滑块 45可以相对于滑动座 43滑动。

本实施例中，连接片 42、滑动座 43 以及滑块 45构成支架的第一部分，并且在滑块 45的一端设置有一个铰链 48，支架的第二部分 46通过铰链 48 铰接在滑块 45上，显示屏 47固定在第二部分 46上。这样，第二部分 46 可以相对于滑块 45转动，也就是支架的第二部分 46可以相对于支架的第一部分转动，这样显示屏 47可以跟随铰链 48的转动而相对于支架的第一部分转动。并且，由于滑块 45可以相对于滑动座 43滑动，这样可以调节显示屏 47与内框架 30前端之间的距离。

为了让电源 32向显示屏 47供电，在内框架 30上还设置柔性导线 31，柔性导线 31连接电源 32以及显示屏 47。由于电源 32设置在内框架 30的后端，而显示屏 47设置在内框架 30的前端，因此，柔性导线 31从内框架 30的前端向内框架 30的后端延伸。为了不影响安全帽的佩戴，柔性导线 31 需要设置足够的长度并且为半圆弧状，以便于贴合在安全帽的内表面上。

当然，显示屏 47也可以通过自带的电源供电，这样显示屏 47就不需要通过柔性导线 31与电源 32连接。此时，显示屏 47上可以设置 wifi模块，通过 wifi信号与控制电路连接并实现数据交互。

如图 2所示的，在帽子的头带上设置多个用于检测人体健康的健康检测传感器，例如在靠近安装座 41 的一侧设置温度传感器 36、心率传感器 37 , 温度传感器 36用于检测佩戴者的体温，而心率传感器 37用于检测佩戴者的心率。本实施例中，头带是帽子自身的一根带子，如预先设置在帽子内的部件，且头带设置在帽子的内侧并且贴紧在人体的额头上。并且，加速度传感器（图中未示)可安装在中央处理器 61上，用于检测佩戴者当前所处的环境的加速度，通过加速度传感器可以判断佩戴者是否发生异常情况，如急坠的情况。

本实施例中，健康检测传感器可以通过柔性导线与预先嵌埋在头带上的线路电连接。或者，健康检测传感器为无线传感器，将检测信号以无线传输的方式发送至控制电路。

当然，头带上所设置的各种传感器，包括温度传感器 36、心率传感器 37等，均需要与控制电路的中央处理器电连接，并且向中央处理器发出检测信号，以便于中央处理器将所接收的信号发送至智能设备。

为了实现内框架 30与外环带 10之间的固定，在外环带 10上设置一个弹性扣 25，并且弹性扣 25设置在外环带 10边缘处，且弹性扣 25朝下设置。在内框架 10上设置一个插孔 33，如图 4所示的，插孔 33设置在内框架 30外边缘处，并且插孔 33在内框架 30的外表面向外延伸。这样，弹性扣 25可以自上往下插入到插孔 33内。优选的，弹性扣 25由具有弹性的材料制成，如使用弹性的塑料制成，而插孔 33则使用硬度较大的材料制成，如材质较硬的塑料制成，这样，弹性扣 25向下插入到插孔 33内时，弹性扣 25可以发生弹性形变，而插孔 33几乎不会发生形变，从而确保弹性扣 25固定在插孔 33内。

并且，为了确保弹性扣 25不会从插孔 33内脱出，将弹性扣 25插入到插孔 33后，还可以使用一个锁扣环 26套在弹性扣 25的下端。为了确保锁扣环 26能够将弹性扣 25固定，锁扣环 26的横截面的面积需要小于弹性扣 25的横截面所围成的面积，这样，锁扣环 26套入弹性扣 25的过程中弹性扣 25可以发生弹性形变，并且当弹性扣 25穿过锁扣环 26后，弹性扣 25 不能轻易的从锁扣环 26内脱出。

本实施例中，弹性扣 25作为第一扣合件设置在外环带 10上，插孔 33 作为第二扣合件设置在内框架 30上，实际应用时，可以将弹性扣设置在内框架上，而将插孔设置在外环带上。或者，内框架 30与外环带 10不是通过弹性扣与插孔配合实现固定，第一扣合件与第二扣合件还可以有其他的形式，如通过插销与销孔的配合、钮扣配合等多种方式实现。

为了实现内框架 30与外环带 10之间的电连接，如图 9与图 10所示，在电源 32的后侧设置多个连接端子 38，并且在外环带 10的下端设置多个对应的连接端子，例如在外环带 10下端的缝隙 39内设置多个连接端子，电源 32后侧的多个连接端子 38可以插入到缝隙 39内并且与外环带 10上的多个连接端子电连接。这样，电源 32 可以通过这些连接端子向外环带 10上的电子器件供电，而内框架 30上的显示屏 47可以接收中央处理器等发出的信号。

参见图 5至图 7，集成智能头戴式设备可以安装到安全帽 50上，即内框架 30安装到安全帽 50的帽体内侧，而外环带 10安装在安全帽 50的帽体的外侧，因此，在安全帽 50外能够看到外环带 10。并且，内框架 30上安装的显示屏 47延伸至帽檐 51外，并且滑动座 43、滑块 45等均位于帽檐 51的上方。

将内框架 30、外环带 10安装到安全帽 50后，佩戴者可以根据需要调节显示屏 47的位置，以便于观看显示屏的信息。例如，在内框架 30安装到帽体后，显示装置 40的初始状态如图 5所示，此时滑块 45完全与滑动座 43重叠，并且显示屏 47并没有显示相向翻转，即显示屏 47与滑块 45 在同一平面上。当需要使用显示屏 47时，如图 6所示，将滑块 45向外滑动，即滑块 45相对于滑动座 43沿远离帽体的方向滑动，如图 6中的箭头方向滑动，使得滑块 45与滑动座 43相互错开。当滑块 45向外滑动到尽头时，如图 7所示，将支架的第二部分 46向下翻转，如图 7的箭头方向所示，这样，第二部分 46将绕铰链 48相对于第一部分翻转并且形成大约 90° 的夹角。由于显示屏 47固定在第二部分 46上，因此显示屏 47将跟随第二部分 46向下翻转。这样，佩戴者可以看到显示屏 47所显示的图像。

本实施例中，由于显示屏 47位于帽檐 51外侧，因此并不会阻挡佩戴者的视线。并且，由于显示屏 47位于帽檐 51的下方，佩戴者只需要往上观看即可以看到显示屏 47的图像，使用非常方便。优选的，摄像机所拍摄的图像可以在显示屏 47上显示，显示屏 47也可以同时显示中央处理器 61 传输的图像，以达到增强现实的效果。

下面结合图 8至图 11介绍集成智能头戴式设备安装到安全帽 50的过程。首先，如图 8所示，将内框架 30放置在安全帽 50的内侧，将外环带 10放置在安全帽 50的外侧，并且将外环带 10上的弹性扣 25 自上往下的插入到内框架 30的插孔 33内，如图 8中箭头方向所示。并且，使用螺钉、销钉、插扣或吸铁将连接片 42固定在安装座 41上。

接着，如图 9所示，将锁扣环 26 自下往上的套装到弹性扣 25外，如图 9中的箭头方向所示。这样，将弹性扣 26扣入弹性扣 25后，弹性扣 25 被锁定在锁扣环 26内，弹性扣 26不能从插孔 33上脱出，避免内框架 30 与外环带 10相互分离的情况发生。优选的，内框架 30的两侧均设有一个插孔 33，且外环带 10的两侧也均设有弹性扣 25，因此，内框架 30与外环带 10之间是通过两个弹性扣 25 与插孔 33的配合实现固定。

然后，如图 10所示，将连接在柔性导线 31上的电源 32向上推，如图 10中箭头方向所示，以便于电源 32上的多个连接端子 38插入到外环带 10 内并且与外环带 10内的电源连接，从而实现内框架 30上个多个电子器件与外环带 10上的多个电子器件之间的电连接。

最后，如图 11所示，使用螺钉 49、销钉、插扣或吸铁将显示装置 40 的滑动座 43固定在连接片 41上，如图 11中的箭头方向所示，这样即完成显示装置 40的安装。需要使用显示屏 47时，可以将显示屏 47向外拖动，使滑块 45相对于滑动座 43滑动，并且将支架的第二部分 46向下翻转，即可以将显示屏 47翻转至可以观看的位置。

可见，集成智能头戴式设备的组装非常方便，佩戴者只需要通过简单的组装即可以将集成智能头戴式设备安装到安全帽 50上，并且不需要在安全帽 50上钻孔，不会破坏安全帽 50原有的结构和抗碰撞强度。并且，集成智能头戴式设备可以从安全帽 50上拆卸下来，例如将锁扣环 26从弹性扣 25上取下，并且将弹性扣 25从插孔 33内退出，即可以将内框架 30与外环带 10分离，并且从安全帽 50上拆卸下来。下次使用时，也只需要进行简单的组装即可以将集成智能头戴式设备安装到安全帽 50上，即使佩戴者更换佩戴的安全帽，也可以重复使用集成智能头戴式设备。

下面结合图 12介绍智能头戴式设备的工作原理。在外环带 10内设置的控制电路 60上设置有中央处理器 61、无线通信模块 62、定位模块 63、对讲模块 65等，控制电路 60的中央处理器 61可以接收多个传感器所发出的信号，包括用于检测佩戴者体温的温度传感器、心率传感器、超声波传感器、加速度传感器等。并且，中央处理器 61还可以接收麦克风获取的声音信号，并且获取摄像机获取的图像信号。由于集成智能头戴式设备设置有多个麦克风、摄像机，因此中央处理器 61可以接收多个麦克风、摄像机所获取的图像。对讲模块 65可以与音频输入输出模块 66电连接，用于向音频输入输出模块 66输出音频信号，进而将音频信号输出至扬声器，并且接收音频输入输出模块 66输入的音频信号，例如接收来自麦克风的音频信并且，中央处理器 61可以向显示器 47输出视频信号，还可以向扬声器、震动器发出信号，如向扬声器发出控制信号，以控制扬声器输出声音信号，或者向震动器发出控制信号，以控制震动器的震动。

此外，电源 32向多个电子器件供电，包括向控制电路 60、多个传感器、摄像机、麦克风、显示屏 47等供电。为了向电源 32充电，在集成智能头戴式设备内设置有充电电路 64，例如充电电路 64与 USB充电接口连接，将外部的电流转换成低压直流电流后向电源 32充电。

中央处理器 61通过无线通信模块 62向智能设备 70发送信号，智能设备 70可以是智能手机、平板电脑等具有运算能力的智能电子设备。当智能设备 70接收到中央处理器 61发送的信号，如佩戴者的体温、心率等数据，或者距离传感器检测的周边环境其他物件的距离的数据等，或者从摄像机获取的图像等，判断佩戴者的身体是否出现异常状态，如体温是否过高、心率是否异常等，同时，判断佩戴者当前所处的环境是否为危险环境，例如佩戴者的上方或者后方是有急速接近的物体，如果佩戴者的上方有急速接近的物体，表示佩戴者上方可能发生高空坠物的情况。智能设备 70—旦发现佩戴者身体有异常情况或者处于危险环境，马上向中央处理器 61发出提示信号，中央处理器 61通过扬声器、震动器等发出警报信息，如发出报警语音提示、震动信号等，以提醒佩戴者或者佩戴者周边的人员佩戴者当前身体不适或者身处危险环境。

定位模块 63可以是 GPS模块等具有定位功能的模块，定位模块 63确定智能头戴式设备所在的位置后，将当前位置的信息发送至中央处理器 61，中央处理器 61 可以将当前位置信息发送至智能设备 70，以便于智能设备 70显示智能头戴式设备所在的位置。

当然，由于对图像进行分析并且判断佩戴者当前是否身处危险环境，往往需要进行大量的运算、分析，往往需要运算能力较强的设备进行处理，因此可以设置一个后台服务器 71用于对图像进行处理，即智能设备 70可以将获取的信号发送至后台服务器 71，后台服务器 71接收到智能设备 70 发送的信号后，对所接收的信号进行处理，并且分析佩戴者是否出现身体不适、身处危险环境等异常状态，并且将分析结果返回至智能设备 70，由智能设备 70向中央处理器 61发出信号。

另外，由于佩戴者大多是建筑工人，需要在户外作业，集成智能头戴式设备往往暴露在温度较高的环境下，导致电源 32的温度很高，可能会引发安全隐患。因此，在外环带 10内设置专用于检测电源 32温度的电池温度传感器，并且电池温度传感器向中央处理器 61发出检测信号，当中央处理器 61检测电源 32的温度过高时，则停止电源 32的工作，避免电源 32 长期在温度过高的环境下工作。

第二实施例：

参见图 13与图 14，本实施例的集成智能头戴式设备 110可拆卸的安装在帽子 101上，优选的，帽子 101 的两侧分别设置有一个插孔 102。与第一实施例不同的是，本实施例的集成智能头戴式设备 110仅包括一个外环带，外环带安装在帽子 101的外侧，即不设置内框架，且外环带上包括四个集成件 111、 115、 120、 125 , 并且还包括连接带 150，优选的，所述外环带上预先设有容纳所述四个集成件 111、 115、 120、 125的容纳腔，从而将四个集成件 111、 115、 120、 125设置在所述容纳腔内，以形成完整的外环带。

集成件 111 内设置控制电路以及摄像机 112，控制电路上设置有中央处理器、无线通信模块以及定位模块，控制电路的结构与第一实施例的结构相同，不再赘述。摄像机 112可以拍摄帽子 101后方的图像。优选的，摄像机 112可拆卸的安装到集成件 111上，也就是摄像机 112可以随时拆卸下来，或者随时安装到集成件 111上。当然，集成件 111上还可以设置 LED灯带，用于方便后方的人员观察到佩戴帽子 101的人员。较佳地，集成件 111上设有防撞超声波传感器 113，防撞超声波传感器 113可以发出超声波信号以检测后方是否有人员或者物体，并且向处理器发出检测信号，一旦检测有其他人员或者其他物体的情况将向处理器发出信号，处理器可以通过扬声器或者蜂呜器等发出提示信号，以防止佩戴帽子 101的人员与其他人员发生碰撞的情况发生或者与其它物体碰撞。

集成件 115上也可以设置摄像机，设置在集成件 115上的摄像机用于拍摄帽子 101前方的图像。优选的，设置在集成件 115上的摄像机也是可拆卸的安装到集成件 115上。此外，显示屏可拆卸的安装到集成件 115上，并且设置在集成件 115的前方，以便于佩戴集成智能头戴式设备的人员及时观看前方以及后方的图像。可选的，显示屏通过支架安装在帽子 101上，显示屏与支架的结构与第一实施例相同，不再赘述。

集成件 111以及集成件 125内可以安装有电源，优选的，在集成件 111 以及集成件 125上设置用于充电的充电接口，以便于电源充电。优选的，在电源充电时，集成智能头戴式设备 110仍能够正常工作。并且，在集成件 120上设置有多个控制按钮 121，每一个控制按钮 121均连接至控制电路，这样，佩戴的工人可以通过多个控制按钮 121控制集成智能头戴式设备的工作，例如开启或者关闭摄像机 112、向智能设备发送求救信号等。

本实施例中，多个集成件之间通过连接带 150连接，本实施例中，连接带 150内设置柔性导线，例如，集成件 111与集成件 120之间通过柔性导线连接，这样，设置在集成件 111 内的电源可以通过柔性导线向摄像机 112、控制电路等供电。相同的，设置在集成件 125内的电源与可以通过柔性导线向设置在集成件 115上的摄像机、显示屏供电。当然，显示屏也可以自带电源，也就是显示屏通过自身的电源供电。此外，在集成件 120上可以设置麦克风插孔，麦克风可以插入到麦克风插孔内并且通过柔性导线与控制电路电连接。优选的，集成件 120上还可以设置扬声器、震动器等，扬声器、震动器也是通过柔性导线与控制电路电连接，震动器可以在控制电路发出的控制信号的控制下发出震动信号。

集成智能头戴式设备 110上还设置有多个安全检测传感器，例如超声波传感器、加速度传感器等，安全检测传感器可以设置在集成件 111 内。安全检测传感器通过检测佩戴者周边的环境以及自身的信号，判断佩戴者当前所处的环境是否为危险环境，例如佩戴者的上方或者后方是有急速接近的物体，如果佩戴者的上方有急速接近的物体，表示佩戴者上方可能发生高空坠物的情况。

在连接带 150的第一端 151设置有多个锁孔 152，在连接带 150的第二端 155设置有插销 156，插销 156可插入到锁孔 152内，从而将集成智能头戴式设备 110安装在帽子 101上。由于多个锁孔 152沿连接带 150的长度方向布置，佩戴者可以根据帽子 101 外径选择合适的锁孔 152，以确保集成智能头戴式设备 110牢靠的安装在不同大小的帽子 101上。

此外，集成智能头戴式设备 110还包括至少一个健康检测传感器，如图 15所示，一个健康检测传感器 105设置在帽子 101的头带 103上，头带 103是帽子 101 自身的一根带子，是预先设置在帽子 101 内的部件。本实施例中，健康检测传感器包括温度传感器、心率传感器等，例如，温度传感器用于检测佩戴者的体温，而心率传感器用于检测佩戴者的心率。由于头带 103位于帽子 101的最内层，并且紧贴在佩戴者的额头上，因此健康检测传感器将紧贴在佩戴者的额头上，提高检测的准确性。

本实施例中，在框架设置有弹性扣，结合图 13与图 15，在集成件 125 的下方设置有弹性扣 130，且弹性扣 130朝下设置。由于帽子 101上设置有插孔 102，这样，弹性扣 130可以自上往下插入到插孔 102内。优选的，弹性扣 130 由具有弹性的材料制成，如使用弹性的塑料制成，而帽子 101 则使用硬度较大的材料制成，如材质较硬的塑料制成，这样，弹性扣 130 向下插入到插孔 102内时，弹性扣 130可以发生弹性形变，而插孔 102几乎不会发生形变，从而确保弹性扣 130固定在插孔 102内。

并且，为了确保弹性扣 130不会从插孔 102内脱出，将弹性扣 130插入到插孔 102后，还可以使用一个锁扣环 136套在弹性扣 130的下端。为了确保锁扣环 136能够将弹性扣 130固定，锁扣环 136的横截面的面积需要小于弹性扣 130的横截面所围成的面积，这样，锁扣环 136套入弹性扣 130的过程中弹性扣 130可以发生弹性形变，并且当弹性扣 130穿过锁扣环 136后，弹性扣 130不能轻易的从锁扣环 136内脱出。为了实现框架与帽子 101的固定，弹性扣 130穿过插孔 102后才被锁扣环 136锁扣。

相同的，在集成件 120的下方也设置有弹性扣 140，弹性件 140也可以穿过设置在帽子 101上的插孔 102并且被锁扣环 142所锁扣。

为了实现多个健康检测传感器与控制电路的电连接，在弹性扣 130以及弹性扣 140上设置通电板，下面结合图 16至图 18介绍弹性扣 130上的通电板的结构。本实施例中，弹性扣 130上设置有通电板 131，通电板 131 上设置有多个通电插孔 132。

集成智能头戴式设备 110设置有柔性电线 137，柔性电线 137上设置有多个通电端子 138，每一个通电端子 138 自柔性电线 137向外凸起，这样，每一个通电端子 138可以插入到一个通电插孔 132内，即柔性电线 137 可扣合在通电板 131上并与通电板 131电连接。

本实施例中，在帽子 101的头带 103上设柔性导线，且该柔性导线与柔性电线 137电连接，因此，设置在头带 103上的健康检测传感器通过柔性导线、柔性电线 137、通电板 131 与控制电路电连接。此外，健康检测传感器还可以通过柔性导线从电源上获取电能。

可选的，健康检测传感器还可以使用无线传感器，即健康检测传感器上设置无线传输模块，如 WIFI模块或者蓝牙模块等，而控制电路上也设置相应的无线传输模块，控制电路通过无线传输模块获取健康检测传感器的信号。

集成智能头戴式设备 110工作时，控制电路的中央处理器通过无线通信模块向智能设备发送信号，智能设备可以是智能手机、平板电脑等具有运算能力的智能电子设备。当智能设备接收到中央处理器发送的信号，如佩戴者的体温、心率等数据，或者超声波传感器检测的周边环境其他物件的距离的数据等，或者从摄像机获取的图像等，判断佩戴者的身体是否出现异常状态，如体温是否过高、心率是否异常等，同时，判断佩戴者当前所处的环境是否为危险环境，例如佩戴者的上方或者后方是有急速接近的物体，如果佩戴者的上方有急速接近的物体，表示佩戴者上方可能发生高空坠物的情况。智能设备一旦发现佩戴者身体有异常情况或者处于危险环境，马上向中央处理器发出提示信号，中央处理器通过扬声器、震动器等发出警报信息，如发出报警语音提示、震动信号等，以提醒佩戴者或者佩戴者周边的人员佩戴者当前身体不适或者身处危险环境。

可见，由于集成智能头戴式设备能够实时监控佩戴者的生理参数，并且获取即时的环境信息，通过智能设备或者后台服务器能够及时判断佩戴者的身体状况以及周边环境状况，一旦发生异常情况能够及时提醒佩戴者，保障佩戴者的身体健康以及人身安全。

由于集成智能头戴式设备在建筑工地上被大量使用，一个有效的充电方式可以保证集成智能头戴式设备的有效使用和工人的接受程度，而优选的方案使用无线充电的方式对集成智能头戴式设备进行充电。

如图 19至图 21所示，可以在墙面上设置多个无线充电装置 200，并且，多个无线充电装置 200之间通过连杆 210连接在一起，从而形成并排连接的无线充电装置组合，其中，各个无线充电装置 200之间是并联连接的，其中一各有电路故障，并不会影响其它的充电装置。并排连接的无线充电装置 200的数量可以根据实际需要增加或减少，甚至仅仅设置一个无线充电装置 200。当仅仅设置一个无线充电装置 200时，则不需要使用连杆 210。

每一个无线充电装置上设置有背板 201，优选的，背板 201 可以通过螺钉、粘接等方式固定在墙面上。在背板 201 内设置有无线充电装置 200 的主电路板，并且在背板 201 上设置有充电指示灯 202，当集成智能头戴设备充电时，充电指示灯 202发光，方便工人了解无线充电装置是否处于充电状态。

在背板 201 的一侧设置有沿水平方向延伸的无线充电发射板 205，并且背板 201与无线充电发射板 205成挂钩状，帽子 101可以挂在无线充电发射板 205上，如图 19与图 21所示的。这样，无线充电发射板 205可以向帽子 101发出无线电信号，帽子 101接收到无线电信号后使用该无线电信号进行充电。由于帽子 101直接挂在无线充电发射板 205上，帽子 101 与无线充电发射板 205之间的距离很小，或者，帽子 101与无线充电发射板 205相互接触，以确保帽子 101能够充分接收无线充电发射板 205发出的无线电信号。

为了让帽子 101更加牢固的挂在无线充电发射板 205上，在无线充电发射板 205上设置一圈橡胶圈 207，以增加帽子 101与无线充电发射板 205 之间的摩檫力。并且，在背板 201 的一侧还设置有充电接口 206，外部电源可以通过充电接口 206向无线充电装置供电。这样，只要工人将帽子 101 挂在无线充电发射板 205上即可以自动实现集成智能头戴式设备的充电。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如各种传感器设置在外环带或者内框架上的结构的改变、内框架以及外环带形状的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

权利要求书

1. 一种集成智能头戴式设备，其特征在于，包括

可拆卸的安装在帽子上的框架，所述框架上设置有或安装有控制电路、安全检测传感器、扬声器、麦克风、电源，所述集成智能头戴式设备还包括设置在所述帽子内的健康检测传感器；

所述控制电路设置有无线通信模块以及定位模块，且所述控制电路与所述健康检测传感器、所述摄像机、所述安全检测传感器、所述扬声器、所述麦克风、所述电源电连接。

2. 根据权利要求 1所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述框架包括设置于所述帽子内的内框架以及设置于所述帽子外的外环带，所述健康检测传感器设置于所述帽子的头带上；

所述外环带上设置有第一扣合件，所述内框架上设置有与所述第一扣合件配合的第二扣合件，所述内框架与所述外环带通过所述第一扣合件与所述第二扣合件固定连接。

3. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述第一扣合件与所述第二扣合件中的一个为弹性扣，所述第一扣合件与所述第二扣合件中的另一个为插孔。

4. 根据权利要求 3所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述集成智能头戴式设备还包括一个锁扣环，在所述弹性扣扣合在所述插孔后，所述锁扣环套装在所述锁扣环外。

5. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述外环带上还设置有摄像机，所述摄像机可拆卸的安装到所述外环带上，且所述摄像机与所述控制电路电连接。

6. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述外环带包括环带本体以及集成件，所述环带本体与所述集成件一体成型，或者所述集成件可拆卸的固定在所述环带本体上。

7. 根据权利要求 6所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述集成件上设置所述麦克风、所述扬声器的至少一个。

8. 根据权利要求 6所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述集成件上还设有震动器，所述震动器在所述控制电路输出的信号控制下发出震动信号。

9. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：显示装置可拆卸地安装在所述内框架上，并与所述控制电路电连接；所述显示装置包括支架以及安装在所述支架上的显示屏，所述支架具有可以相互转动的第一部分及第二部分，所述第一部分固定在所述内框架上，所述显示屏固定在所述第二部分上。

10. 根据权利要求 9所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述第一部分包括安装在所述内框架上的滑动座以及可以相对所述滑动座滑动的滑块，所述第二部分与所述滑块铰接。

11. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述电源安装在所述内框架的后侧，所述电源与所述内框架前侧通过柔性导线连接。

12. 根据权利要求 11所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述集成智能头戴式设备还设有用于检测所述电源温度的电池温度传感器，所述电池温度传感器向所述控制电路输出检测信号。

13. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述外环带上设有充电接口，所述充电接口用于向所述电源充电。

14. 根据权利要求 2所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述外环带上设有至少一个控制按钮，所述控制按钮与所述控制电路电连接。

15. 根据权利要求 1所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述框架为设置于所述帽子外的外环带，其中所述外环带上包括至少一个集成件；

所述控制电路、所述电源及所述安全传感器设置与所述集成件内，且所述外环带内设置有第一柔性导线，所述第一柔性导线与所述控制电路电连接。

16. 根据权利要求 15所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述外环带的端部扣合在一起，以围在所述的帽子外；

所述的外环带上设有与所述集成件配合的容纳腔，以将所述的集成件设在所述的容纳腔内。

17. 根据权利要求 15所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述外环带上设置有弹性扣，所述弹性扣穿过设置于所述帽子上的插孔，且所述弹性扣穿过所述插孔后被一锁扣环锁扣。

18. 根据权利要求 17所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述健康检测传感器安装在所述帽子的头带上；所述弹性扣上设置有通电板，柔性电线可扣合在所述通电板上并与所述通电板电连接，所述头带设有第二柔性导线，所述第二柔性导线与所述柔性电线电连接。

19. 根据权利要求 15所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述集成件的数量为两个以上，包括第一集成件以及第二集成件，摄像机可拆卸的设置于第一集成件上，显示装置可拆卸地安装在所述第二集成件上。

20. 根据权利要求 15所述的集成智能头戴式设备，其特征在于：所述框架上设有至少一个控制按钮，所述控制按钮与所述控制电路电连接。