本實用新型涉及智能設備領域，具體地說，是涉及一種可以安裝到現(xiàn)有的帽子上的集成智能頭戴式設備。

背景技術：

建筑工人進入建筑工地施工時必須戴上安全帽以保障施工安全，現(xiàn)有的安全帽主要是使用硬度較大的塑料制成，工人戴上安全帽后能夠減少重物墜下時對頭部造成的傷害，并且，一旦工人發(fā)生墜落的事故，安全帽也能保護工人的頭部。

由于現(xiàn)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，為了更好的對建筑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，用于檢測建筑工人周邊的環(huán)境是否為安全環(huán)境，如果一旦發(fā)生危險，需要及時向建筑工人發(fā)出警告信息等，這樣，安全帽不僅僅簡單的保護建筑工人的頭部，而且可以在建筑工人處于危險環(huán)境時發(fā)出警報信息。這樣，這些安全帽可以是安裝有視頻設備、音頻設備和傳感器并用于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。

然而，由于建筑行業(yè)相對保守，較難接受新鮮事物。這種情況下，如果將現(xiàn)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，建筑工人往往未必能接受這樣的安全帽，也不會愿意去佩戴。此外，一個集成智能設備的安全帽的制造費用要比普通的安全帽的費用高很多，建筑公司未必愿意接受。

此外，由于建筑行業(yè)的性質，建筑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，建筑工人很不愿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。建筑公司和工程公司也不會愿意購買價格昂貴又不能轉給另一個建筑工人的設備。因此，需要考慮如何降低安全帽的集成設備，并且提高安全帽的集成設備的流動性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的是提供一種生成成本低且可以拆卸安裝到現(xiàn)有安全帽上的集成智能頭戴設備。

為了實現(xiàn)上述的主要目的，本實用新型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內框架以及外框架，外框架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，內框架與外框架通過第一扣合件與第二扣合件固定連接；內框架上設有健康檢測傳感器，外框架上設有攝像機，且內框架及外框架的至少一個設置有或安裝有控制電路、安全檢測傳感器、揚聲器、麥克風、蓄電池，控制電路設置有無線通信模塊，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、蓄電池電連接。

一個優(yōu)選的方案是，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。

并且，集成智能頭戴式設備還包括一個鎖扣環(huán)，在彈性扣扣合在插孔后，鎖扣環(huán)套裝在鎖扣環(huán)外。

進一步的方案是，外框架包括框架本體以及集成件，框架本體與集成件一體成型，或者集成件可拆卸的固定在框架本體上。

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，并且集成件上還設有震動器。

進一步的方案是，一顯示裝置可拆卸地安裝在內框架上, 并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，蓄電池安裝在內框架的后側，蓄電池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于檢測蓄電池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，外框架上設有充電接口，充電接口用于向蓄電池充電。

進一步的方案是，外框架上設有至少一個控制按鈕，控制按鈕與控制電路電連接。

由上述方案可見，本實用新型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內框架與外框架，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，并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，由于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(huán)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、攝像機獲取的信息來判斷佩戴者所處的環(huán)境是否安全，從而及時向佩戴者發(fā)出危險警報。由于上述的傳感器、攝像機的成本不高，集成智能頭戴設備的生產成本也不高，有利于集成智能頭戴設備的推廣應用。

并且，實現(xiàn)內框架與外框架相互固定的是彈性扣與插孔，并且彈性扣插入到插孔后，可以通過一個鎖扣環(huán)將彈性扣鎖緊，這樣，內框架與外框架之間的固定非常簡單，操作非常方便。

此外，為了外框架的組裝，可以將外框架設置成一個框架本體以及集成件，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，并且，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，顯示屏可以相對于內框架轉動，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。

并且，由于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(jié)，即顯示屏可以隨滑塊相對于滑動座滑動，從而方便使用者根據實際需要調節(jié)顯示屏的位置。

此外，在集成智能頭戴式設備內設置用于檢測蓄電池溫度的電池溫度傳感器，在發(fā)現(xiàn)蓄電池溫度過高時停止蓄電池向其他元件供電，從而避免因電池過熱而發(fā)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。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例第一視角的結構圖。

圖2是本實用新型實施例第二視角的結構圖。

圖3是本實用新型實施例第三視角的結構圖。

圖4是本實用新型實施例的結構分解圖。

圖5是本實用新型實施例安裝到安全帽后第一狀態(tài)的結構圖。

圖6是本實用新型實施例安裝到安全帽后第二狀態(tài)的結構圖。

圖7是本實用新型實施例安裝到安全帽后第三狀態(tài)的結構圖。

圖8是本實用新型實施例安裝到安全帽時第一階段的結構圖。

圖9是本實用新型實施例安裝到安全帽時第二階段的結構圖。

圖10是本實用新型實施例安裝到安全帽時第三階段的結構圖。

圖11是本實用新型實施例安裝到安全帽時第四階段的結構圖。

圖12是本實用新型實施例與智能設備的電原理框圖。

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

具體實施方式

本實用新型的集成智能頭戴式設備可以安裝到現(xiàn)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。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框架10以及一個內框架30，外框架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。

外框架10包括一個框架本體11，如圖4所示，框架本體11大致呈半圓環(huán)狀，在框架本體11的一端設有插口15，在框架本體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固定在框架本體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。外框架10安裝到安全帽后，攝像機13用于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框架本體11上，也可以是與框架本體11一體成型。

在框架本體11的下方設有集成件20，本實施例中，集成件20與框架本體11可分離的設計，即集成件20可拆卸的安裝到框架本體11下方。當然，集成件20也可以是與框架本體11一體成型。在集成件20上集成有揚聲器、麥克風，并設置有震動器，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(fā)出求救信號等。

在外框架10內設置有控制電路，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)，且控制電路還設有無線通信模塊，如用于接收2G、3G或者4G信號的模塊，或者是WIFI信號收發(fā)模塊、藍牙信號收發(fā)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。

在外框架10的后側設有超聲波傳感器17、攝像機18，并且粘貼有二維碼19，超聲波傳感器17用于檢測集成智能頭戴設備與后面物體之間的距離，攝像機18用于拍攝安全帽后側的圖像，因此攝像機18是后攝像機?？梢?，本實施例中，集成智能頭戴式設備設置有兩個攝像機，分別是前攝像機13以及后攝像機14，通過兩個攝像機同時拍攝安全帽前方以及后方的圖像，從而更加準確確定佩戴者所處的位置是發(fā)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，用于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，并且，一旦發(fā)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。

并且，在外框架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，用于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，在外框架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(fā)光帶。由于LED燈帶23設置在集成智能頭戴式設備的后側，可以方便后面的人員發(fā)現(xiàn)佩戴該集成智能頭戴式設備的佩戴者，即使在較黑暗的環(huán)境下，也不容易發(fā)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(huán)狀，并且在內框架的開口端設置有蓄電池32，優(yōu)選的，蓄電池32是可以反復充電的蓄電池，蓄電池用于向集成智能頭戴式設備內的多個電子器件供電，包括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。優(yōu)選的，為了給蓄電池32充電，在外框架10上可以設置一個USB充電接口，并且USB充電接口通過連接線與蓄電池連接，當外接的充電線連接至USB接口后，可以向蓄電池32充電。

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，并且滑塊45的下方設置有可以安裝到滑槽44內的凸塊，這樣，滑塊45可以相對于滑動座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，并且在滑塊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可以相對于滑塊45轉動，也就是支架的第二部分46可以相對于支架的第一部分轉動，這樣顯示屏47可以跟隨鉸鏈48的轉動而相對于支架的第一部分轉動。并且，由于滑塊45可以相對于滑動座43滑動，這樣可以調節(jié)顯示屏47與內框架30前端之間的距離。

為了讓蓄電池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連接蓄電池32以及顯示屏47。由于蓄電池32設置在內框架30的后端，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的后端延伸。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并且為半圓弧狀，以便于貼合在安全帽的內表面上。

如圖2所示的，由于內框架30安裝到安全帽后，內框架30位于安全帽的內側，并且內框架30將貼合在佩戴者的頭部，因此，可以在內框架30上設置多個用于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用于檢測佩戴者的體溫，而心率傳感器37用于檢測佩戴者的心率。并且，加速度傳感器(圖中未示)可安裝在中央處理器61上，用于檢測佩戴者當前所處的環(huán)境的加速度，通過加速度傳感器可以判斷佩戴者是否發(fā)生異常情況，如急墜的情況。

當然，內框架30內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，并且向中央處理器發(fā)出檢測信號，以便于中央處理器將所接收的信號發(fā)送至智能設備。

為了實現(xiàn)內框架30與外框架10之間的固定，在外框架10上設置一個彈性扣25，并且彈性扣25設置在外框架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，并且插孔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(yōu)選的，彈性扣25由具有彈性的材料制成，如使用彈性的塑料制成，而插孔33則使用硬度較大的材料制成，如材質較硬的塑料制成，這樣，彈性扣25向下插入到插孔33內時，彈性扣25可以發(fā)生彈性形變，而插孔33幾乎不會發(fā)生形變，從而確保彈性扣25固定在插孔33內。

并且，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后，還可以使用一個鎖扣環(huán)26套在彈性扣25的下端。為了確保鎖扣環(huán)26能夠將彈性扣25固定，鎖扣環(huán)26的橫截面的面積需要小于彈性扣25的橫截面所圍成的面積，這樣，鎖扣環(huán)26套入彈性扣25的過程中彈性扣25可以發(fā)生彈性形變，并且當彈性扣25穿過鎖扣環(huán)26后，彈性扣25不能輕易的從鎖扣環(huán)26內脫出。

本實施例中，彈性扣25作為第一扣合件設置在外框架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，而將插孔設置在外框架上?；蛘?，內框架30與外框架10不是通過彈性扣與插孔配合實現(xiàn)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(xiàn)。

為了實現(xiàn)內框架30與外框架10之間的電連接，如圖9與圖10所示，在蓄電池32的后側設置多個連接端子38，并且在外框架10的下端設置多個對應的連接端子，例如在外框架10下端的縫隙39內設置多個連接端子，蓄電池32后側的多個連接端子38可以插入到縫隙39內并且與外框架10上的多個連接端子電連接。這樣，蓄電池32可以通過這些連接端子向外框架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(fā)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，而外框架10安裝在安全帽50的帽體的外側，因此，在安全帽50外能夠看到外框架10。并且，內框架30上安裝的顯示屏47延伸至帽檐51外，并且滑動座43、滑塊45等均位于帽檐51的上方。

將內框架30、外框架10安裝到安全帽50后，佩戴者可以根據需要調節(jié)顯示屏47的位置，以便于觀看顯示屏的信息。例如，在內框架30安裝到帽體后，顯示裝置40的初始狀態(tài)如圖5所示，此時滑塊45完全與滑動座43重疊，并且顯示屏47并沒有顯示相向翻轉，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相對于滑動座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相對于第一部分翻轉并且形成大約90°的夾角。由于顯示屏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，由于顯示屏47位于帽檐51外側，因此并不會阻擋佩戴者的視線。并且，由于顯示屏47位于帽檐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。

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，將外框架10放置在安全帽50的外側，并且將外框架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中剪頭發(fā)方向所示。并且，使用螺釘將連接片42固定在安裝座41上。

接著，如圖9所示，將鎖扣環(huán)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，將彈性扣26扣入彈性扣25后，彈性扣25被鎖定在鎖扣環(huán)26內，彈性扣26不能從插孔33上脫出，避免內框架30與外框架10相互分離的情況發(fā)生。

優(yōu)選的，內框架30的兩側均設有一個插孔33，且外框架10的兩側也均設有彈性扣25，因此，內框架30與外框架10之間是通過兩個彈性扣25與插孔33的配合實現(xiàn)固定。

然后，如圖10所示，將連接在柔性導線31上的蓄電池32向上推，如圖10中箭頭方向所示，以便于蓄電池32上的多個連接端子38插入到外框架10內并且與外框架10內的蓄電池連接，從而實現(xiàn)內框架30上個多個電子器件與外框架10上的多個電子器件之間的電連接。

最后，如圖11所示，使用螺釘49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相對于滑動座43滑動，并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，并且不需要在安全帽50上鉆孔，不會破壞安全帽50原有的結構和抗碰撞強度。并且，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(huán)26從彈性扣25上取下，并且將彈性扣25從插孔33內退出，即可以將內框架30與外框架10分離，并且從安全帽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，也可以重復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。在外框架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等，控制電路60的中央處理器61可以接收多個傳感器所發(fā)出的信號，包括用于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。并且，中央處理器61還可以接收麥克風獲取的聲音信號，并且獲取攝像機獲取的圖像信號。由于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。

并且，中央處理器61可以向顯示器47輸出視頻信號，還可以向揚聲器、震動器發(fā)出信號，如向揚聲器發(fā)出控制信號，以控制揚聲器輸出聲音信號，或者向震動器發(fā)出控制信號，以控制震動器的震動。

此外，蓄電池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。為了向蓄電池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后向蓄電池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(fā)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(fā)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(huán)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(xiàn)異常狀態(tài)，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(huán)境是否為危險環(huán)境，例如佩戴者的上方或者后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(fā)生高空墜物的情況。智能設備70一旦發(fā)現(xiàn)佩戴者身體有異常情況或者處于危險環(huán)境，馬上向中央處理器61發(fā)出提示信號，中央處理器61通過揚聲器、震動器等發(fā)出警報信息，如發(fā)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(huán)境。

當然，由于對圖像進行分析并且判斷佩戴者當前是否身處危險環(huán)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，因此可以設置一個后臺服務器71用于對圖像進行處理，即智能設備70可以將獲取的信號發(fā)送至后臺服務器71，后臺服務器71接收到智能設備70發(fā)送的信號后，對所接收的信號進行處理，并且分析佩戴者是否出現(xiàn)身體不適、身處危險環(huán)境等異常狀態(tài)，并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(fā)出信號。

另外，由于佩戴者大多是建筑工人，需要在戶外作業(yè)，集成智能頭戴式設備往往暴露在溫度較高的環(huán)境下，導致蓄電池32的溫度很高，可能會引發(fā)安全隱患。因此，在外框架10內設置專用于檢測蓄電池32溫度的電池溫度傳感器，并且電池溫度傳感器向中央處理器61發(fā)出檢測信號，當中央處理器61檢測蓄電池32的溫度過高時，則停止蓄電池32的工作，避免蓄電池32長期在溫度過高的環(huán)境下工作。

由于集成智能頭戴式設備能夠實時監(jiān)控佩戴者的生理參數，并且獲取即時的環(huán)境信息，通過智能設備或者后臺服務器能夠及時判斷佩戴者的身體狀況以及周邊環(huán)境狀況，一旦發(fā)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。

最后需要強調的是，本實用新型不限于上述實施方式，如各種傳感器設置在外框架或者內框架上的結構的改變、內框架以及外框架形狀的改變等變化也應該包括在本實用新型權利要求的保護范圍內。