安全帽组件

本专利申请是具有美国序列号15/150,384的共同未决专利申请的部分继续申请，前述申请是美国专利9,538,801的部分继续申请，前述申请是美国专利9,177,458的分案申请，前述申请是于2014年10月17日提交的美国专利9,013,297的分案申请，这些申请的公开内容明确地通过引用结合于此。

本发明的背景

1.技术领域

本发明涉及安全帽组件。更具体地，本发明涉及当安全帽组件包括电子能力(诸如，感测安全帽组件外部的状况以及与远离安全帽组件的位置通信)时的安全帽组件及其构造。

2.背景技术

收集数据并感测工人的周围环境允许了增强的安全性和劳动力效率的优化。为工人配备感测设备很困难，因为工人不想承载任何额外的负荷或具有额外的设备会限制他们的工作能力。工人制服上的额外重量或身体特定部位上的新系统的超额重量将减少工人对使用感测设备获得的益处的认可。这样，需要最大化感测和通信能力，同时最小化附加重量和对使用者身体的任何单个部分的任何不成比例的影响。

发明内容

安全帽组件被设计成戴在使用者的头部上。安全帽组件包括头盔，头盔被成形为覆盖使用者的头部的上部部分。头盔限定主开口以将头部容纳在其中。头盔还限定围绕主开口的周边。帽沿从头盔邻近周边向外延伸到帽沿外边缘。帽沿面板可移除地固定至帽沿，并且与帽沿一起在帽沿与帽沿面板之间形成隔室。电路牢固地固定在隔室内。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述来更好地理解本发明时，本发明的优点将变得容易理解，其中：

图1是本发明的一个实施例的顶侧的透视图；

图2是安全帽组件的底侧的透视图，其中，从安全帽组件移除了帽沿面板；

图3是本发明的底视图，其中，从安全帽组件移除了帽沿面板；

图4是本发明的底侧的透视图，其中，安装有电源板；

图5是根据本发明设计的多个电路板的分解图；

图6是图5所示的实施例的分解图，其中，电源板连接器固定至电路板；

图7是图6所示的实施例的分解图，其中，增加了电源板；

图8是本发明的前透视图；

图9是本发明的底侧的局部剖开的透视图，其示出了附接到安全帽组件的帽沿面板；

图10是本发明的俯视图，其示出了一些内部构造的位置；以及

图11是本发明的分解侧视图，其中，电池隔室可见。

具体实施方式

参照图1，安全帽组件总体上以10表示。安全帽组件10戴在使用者的头部(未示出)上。安全帽组件10包括头盔或外壳12，头盔或外壳成形为覆盖使用者头部的上部部分。头盔12包括主开口14以将头部接收在其中。主开口14限定周边16(在图2和图3中最佳可见)。

总体上以18示出的帽沿从头盔12邻近周边16向外延伸。帽沿18延伸出到帽沿外边缘20。传统上，安全帽组件10的帽沿18被设计成通过将碎屑从使用者的头部移开而提供遮蔽并保护使用者的头部和面部。在该实施例中，帽沿18也执行这些功能。

帽沿面板22可移除地固定至帽沿18，从而在帽沿18与帽沿面板22之间形成隔室24(在图4中最佳可见)。在优选实施例中，隔室24在周边16与帽沿外边缘20之间延伸。本领域技术人员应当理解，隔室24可以延伸通过仅是周边16与外边缘20之间的距离的一部分的距离。另外，隔室24可能不会完全围绕帽沿18的整个周边16延伸。在这些情况下，将有多个隔室24围绕周边16等距离地间隔开。本领域技术人员应当理解，基于其中的内容物和与那些内容物相关的重量，这样的隔室24可以围绕周边16间隔开。仅作为示例，隔室24中的一个可以定位在头盔12的后部，而其他两个隔室24可以等距离地间隔开但是在头盔12的前部附近，以使得当将安全帽组件10搁置在使用者的头部上时使安全帽组件平衡。

垫圈25沿着帽沿面板22的边缘延伸以密封隔室24。在所示的实施例中(在图3中最佳可见)，存在用于密封隔室24的两个垫圈25、27。本领域技术人员应当理解，取决于结合到安全帽组件10的设计中以形成多个隔室24的帽沿面板22的数量，本发明可以包括多个垫圈。

隔室24(或多个隔室24)将具有总体上以26表示的电路，电路牢固地固定在隔室中。在图5至图7中最佳地示出了电路26。电路26将包括印刷电路板组件28。在附图所示的实施例中，将存在至少四个印刷电路板组件28、30、32、34。这些印刷电路板组件28-34中的每个可以具有专用功能。在附图所示的示例中，第一印刷电路板组件28是承载板。承载板28可以包括主处理单元、储存式存储器、实时时钟、音频/视频系统(包括麦克风、扬声器、摄像头等)、Wi-Fi/蜂窝通信、对等网络以及到其他板和装置的接口。该板28控制所有其他系统，并提供遥测/通信和媒体功能。第二印刷电路板组件30是一种传感器板，该传感器板被设计成在印刷电路板组件30上容纳和控制传感器和/或遍及整个安全帽组件10定位。尽管未示出，但是一些传感器可以固定到悬挂带并且通过延伸穿过悬挂带的锚固系统的电端口电连接到第二印刷电路板组件30，如美国专利申请15/150,384中所讨论的，其公开内容通过引用结合于此。

第三印刷电路板组件32是电源板，该电源板被设计成从电池或从插入式连接接收电力，并将电力分配和/或转换至其他印刷电路板组件28、30、34。第四印刷电路板组件34是跟踪板，并且包括用于跟踪安全帽组件的位置的装置。此类跟踪装置可能包括基于全球导航卫星系统(GPS、GLONAS、BDS、伽利略等)的定位装置、基于射频(UWB、Wi-Fi、ZigBee、BLE等)的定位装置、惯性测量单元(基于磁场的定位、跌落和加速度检测、航位推测等)、气压计(高度检测)、光学定位装置以及这些技术的任意组合。本领域技术人员应当理解，这些印刷电路板组件28、30、32可以以变化的顺序来组织，而不增加本发明的构思。

具体地参考图6，电源板连接器36、38、40、42分别从印刷电路板组件28、30、32、34延伸出。在所示的实施例中，电源板连接器36、38、40、42全部从它们各自的印刷电路板组件28、30、32、34沿相同方向延伸出。在所示的实施例中，电源板连接器36、38、40、42在朝向帽沿18的方向上延伸，该方向远离帽沿面板22。在正常操作中，电源板连接器36、38、40、42通常将向上延伸。

电源总线44最初使用固定在其上的电源板连接器40连接到电源板32(图7中最佳可见)。电源总线在帽沿外边缘20与头盔12的周边16之间在帽沿18周围延伸。电源总线44包括电导体的带，该带将由电源板32接收和转换的电力连接到所有其他印刷电路板组件28、30、34，以向这些印刷电路板组件28、30、34中的每个提供电源。电源总线44还向可以直接连接到电源板32而不是任何其他印刷电路板组件28、30、34的任何传感器或电子装置(未示出)提供电力。这些装置将分散在整个头盔12中或附接至头盔12，但不受其他印刷电路板组件28、30、34的控制。

电源总线44连接到电源板连接器38、40、42中的每个。电源总线44被设计成使得向印刷电路板组件28、30、32、34中的每个的供电彼此独立地进行。这允许这些印刷电路板组件28、30、32、34中的每个的操作而不需要其他印刷电路板组件28、30、32、34中的每个的操作。

参照图9，帽沿面板22被示出为包括前向表面46。前向表面46通过允许帽沿面板22从帽沿18向下延伸得比原本可能的情况低两个，而在隔室24(在图1至图4中示出)上留出更大的空间。前向表面46和任何朝内表面(未示出)有助于增加隔室24内的容量。前向表面46还提供了一个表面，电子部件可以抵靠该表面或通过该表面安装在隔室24内。特别地，前向表面46包括“窗”48(在图8中最佳可见)，摄像头(未示出)可以被引导通过该“窗”。因此，前向表面46允许将摄像头安装在隔室24内，以使得它不会直接暴露在安全帽组件10外部的环境中，而是允许摄像头在其光学传感器指向窗口48时以有用的定向正确地操作。前向表面46可以围绕整个帽沿外边缘20延伸。

控制表面50总体上垂直于前向表面46延伸。在图9所示的实施例中，当使用者戴上安全帽组件10时(图9所示的相反定向)，控制表面50在帽沿18的下方。控制表面50具有多个控制按钮52、54、56、58、60、62、64、66，以控制容纳在安全帽组件10的隔室24内的各种电子部件。它们包括电源按钮66、一键通按钮62、呼叫按钮56、音量调节按钮52、54等。本领域技术人员应当理解，取决于结合到安全帽组件10中的功能，可以存在更多或更少的按钮。

控制表面50可以包括光开口68、70、72、74。这些光开口68、70、72、74允许光从控制表面50的后面离开。光开口68、70可以为安全帽组件10的佩戴者提供环境光、事件和装置状态通信或导航帮助。光开口72、74可以为佩戴者提供对特定控制按钮56、60的引导，以帮助识别那些按钮。邻近光开口68、70、72、74布置的照明装置(诸如光源(例如LED)或波导)提供将从光开口68、70、72、74发射的光。如本领域所公知的，透明覆盖物、半透明覆盖物或透镜(未示出)可以覆盖光开口68、70、72、74。

头盔12可以包括光开口69、71和控制按钮51(在图8中最佳可见)。光开口69、71可以向附近的使用者提供引导或通信。透明覆盖物、半透明覆盖物或透镜(未示出)可以覆盖光开口69、71。控制按钮51可以用于控制通过窗48定向的图像拍摄装置。本领域技术人员应当理解，取决于结合到安全帽组件10中的功能，可以存在更多或更少的光开口和按钮。

参照图10，安全帽组件10包括以虚线示出的天线76。天线76提供将由电路26产生的信号传输到其远处位置的能力。天线76还接收从安全帽组件10远程生成的信号，以在安全帽组件10(附近或类似任务的对等安全帽组件(未显示))的佩戴者与通信控制中心(其可以被包括在安全帽组件10的部署中)之间提供必要的通信。

天线76被设计成最大化其范围。为此，使用天线臂80将天线76的环形部分78路由至头盔12的顶部。天线76的顶部环形部分78通过将顶部环形部分尽可能高地放置在佩戴者上而为安全帽组件10的佩戴者提供最大的信号强度增益，以消除尽可能多的障碍物(包括佩戴者身体)对信号接收和发送的干扰。

参照图11，安全帽组件10在头盔12的外部或外侧85上包括电池端口84。电池端口84在其中接收总体上以86示出的电池盒。电池盒86包括壳体88，该壳体被设计成容纳电池90并将电池90以允许电池90向电路26提供电力的方式固定在头盔12外部的适当位置。电池盒86沿着头盔12的中线的一部分延伸，以在佩戴时平衡头盔12。另外，电池盒86和电池端口84在头盔12的后部，以帮助平衡布置在前向表面46附近的许多电子部件和电路。固定装置92用于将电池盒86选择性地固定在电池端口84内。如果需要对电池90进行充电或更换，则固定装置92将允许快速移除和更换电池盒86。在所示的实施例中，固定装置92是蝶形螺钉。当将电池盒86定位在电池端口84中以将其固定在其中时，盒螺栓释放部94(在图2中最佳可见)通过在其中接收盒螺栓(未示出)来帮助将电池盒86在电池端口84内对准。

已经以说明性方式描述了本发明。应当理解，已经使用的术语旨在具有描述性词语的性质，而不是限制性的。

根据以上教导，本发明的许多修改和变化是可能的。因此，在所附权利要求的范围内，可以以不同于具体描述的方式实施本发明。