头盔

技术领域

本公开涉及骑行护具技术领域，具体涉及头盔。

背景技术

道路导航对出行者来说是一个必要的功能，现有的摩托车骑行爱好者、电瓶车外卖员、公路越野车骑行爱好者等通常在车把上设置手机支架，将手机固定在手机支架上，直接通过手机外放导航信息，或者一些骑行者会选择搭配普通的带线耳机或蓝牙耳机使用，但是在外部环境比较嘈杂或者高速骑行时，骑行会有很大的风噪干扰，骑行者会听不清语音导航，这样可能会出现骑行者走错路，甚至发生交通事故，对骑行者的骑行带来很大的不便。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种头盔，以解决骑行者听不清语音导航的问题。

本公开提供了一种头盔，包括：壳体；至少一个降噪发声装置，固定连接在所述壳体的内侧，适于在所述头盔被佩戴时，所述降噪发声装置放置于佩戴者的至少一个耳朵处。

有益效果：通过在头盔的壳体内侧设置至少一个降噪发声装置，使得骑行者在佩戴头盔时，降噪发声装置能够放置于骑行者的至少一个耳朵处，即便在外界环境很嘈杂，骑行者骑行速度很高导致风噪很大的情况下，杂音和风噪也会被降噪发声装置降噪后传至骑行者的耳朵内，使得骑行者能够比较清晰地听到语音信息，如导航信息或者通话信息。同时，由于将降噪发声装置固定连接在壳体的内侧，骑行者佩戴头盔时，即可将降噪发声装置佩戴于耳朵处，而无需在额外准备耳机，更加提高了骑行者的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例的一种头盔的侧视图；

图2为图1所示的头盔与骨传导喇叭连接的剖视图；

图3为图1所示的头盔的拾音装置的结构示意图；

图4为图1所示的头盔的硬件模块的结构示意图；

图5为图1所示的头盔的可调电阻的电路图；

图6为图5所示的可调电阻的电压电阻关系图；

图7为图1所示的头盔的导航应用流程示意图；

图8为图1所示的头盔的通话应用流程示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、面罩；3、面板；4、投影单元；5、拾音本体；6、卡扣；7、弹簧；8、发声单元；9、振子；10、转动部；11、气导麦克；12、骨导麦克。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合图1至图8，描述本公开的实施例。

根据本公开的实施例，提供了一种头盔，包括：壳体1；两个降噪发声装置，分别对称地固定连接在壳体1的内侧，适于在头盔被佩戴时，两个降噪发声装置分别对应于佩戴者的两个耳朵位置，放置于佩戴者的两个耳朵处。

通过在头盔的壳体1内侧设置两个降噪发声装置，使得骑行者在佩戴头盔时，降噪发声装置能够放置于骑行者的两个耳朵处，即便在外界环境很嘈杂，骑行者骑行速度很高导致风噪很大的情况下，杂音和风噪也会被降噪发声装置降噪后传至骑行者的耳朵内，使得骑行者一点都不用受噪音的干扰，能够最清晰地听到语音信息，如导航信息或者通话信息。同时，由于将降噪发声装置固定连接在壳体1的内侧，骑行者佩戴头盔时，即可将降噪发声装置佩戴于耳朵处，而无需在额外准备耳机，更加提高了骑行者的便利性。

当然，在其他实施例中，降噪发声装置也可以设置为一个，在骑行者佩戴头盔时，可以根据需要放置于骑行者的一个耳朵处，如一个耳朵可以清晰地听取导航信息或通话信息，另一个耳朵还可以用于听取环境声音。

在一个实施例中，降噪发声装置可拆卸地连接在壳体1内侧。通过将降噪发声装置可拆卸地连接在壳体1内侧，使得降噪发声装置发生问题时方便更换，或者不需要使用时也可以便于拆卸。作为可变换的实施方式，降噪发声装置也可以一体成型于壳体1的内侧。

如图2所示，降噪发声装置与壳体1卡接。通过将降噪发声装置与壳体1卡扣6连接，使得降噪发声装置与壳体1的连接关系比较简单，整体结构更加简单。作为可变换的实施方式，降噪发声装置与壳体1也可以采用过盈配合的方式连接。

其中，在壳体1内侧设有卡槽，降噪发声装置包括发声本体和发声单元8，发声本体上设有与卡槽配合连接的卡扣6；发声单元8固定设于发声本体内。通过将降噪发声装置设置为包括发声本体和发声单元8的形式，且发声单元8固定设于发声本体内，能够防止晃动产生杂音，使得发声装置的发声效果更好。作为可变换的实施方式，也可以是，壳体1内侧设有卡扣，发声本体上设有与卡扣配合连接的卡槽。

发声单元8的固定方式有很多种，在一个实施例中，发声单元8通过注塑的方式固定设于发声本体内。作为可变换的实施方式，也可以是，发声单元8通过粘贴或者螺钉连接的方式固定设于发声本体内。

具体地，发声本体包括：连接端，连接端上设有两个卡扣6，两个卡扣6分别设于连接端的上侧和下侧；发声端，发声端处设有发声单元8；弹簧7，一端连接在连接端上，另一端连接在发声端上。通过将发声本体设置为包括连接端、发声端以及连接两端的弹簧7，使得在佩戴者戴上头盔时，弹簧7能够受到压缩，在弹簧7的反弹力作用下，发声本体的发声端能够更紧密地贴合于佩戴者的耳朵，发声效果更好。作为可变换的实施方式中，弹簧7也可以采用弹性块代替。作为可变换的实施方式中，连接端沿周向上设置三个、四个或者更多个卡扣6。

在一个实施例中，发声端远离连接端的一侧呈椭球体设置，发声本体的整体结构呈伞状。通过将发声端远离连接端的一侧呈椭球体设置，使得佩戴者能够更加方便的佩戴或者摘下头盔。作为可变换的实施方式，发声端和发声本体也可以设置为其他形状，这里不做过多限制。

在一个实施例中，降噪发声装置为骨传导喇叭，包括功率放大器和内置骨传导振子9的发声单元8，骨传导喇叭对称分布在头盔两侧中间下边沿的壳体1内侧，发声本体的发声单元8突出于壳体1的内衬，发声本体通过卡扣6连接壳体1，呈伞状。发声本体头部(即发声本体远离连接端的一侧)内采用注塑工艺，将骨传导振子9固定于内，以免产生晃动杂音。发声本体头部为类似椭球体外形，方便佩戴者佩戴和摘下头盔。当佩戴者戴上头盔时，弹簧7受到压缩，在弹簧7反弹力的作用下，发声单元8的头部会紧密贴合于佩戴者的颞骨后半段区域。通过将降噪发声装置设置为骨传导喇叭，使得一个结构即可同时实现降噪和发声的功能，降噪发声装置的结构更加简单。作为可变换的实施方式，也可以是，降噪发声装置为气传导喇叭配合降噪器的形式。

在一个实施例中，头盔包括一个拾音装置，连接在壳体1的外侧，拾音装置包括拾音单元，拾音单元适于在头盔被佩戴时获取外界声音。通过在头盔上设置拾音装置，使得佩戴者佩戴头盔需要语音通话时，能够更好的收集佩戴者的声音，实现对佩戴者声音的清晰传递。作为可变换的实施方式，拾音装置也可以设置为两个，在佩戴者佩戴头盔时，分别对应设置于佩戴者的头部两侧，拾音装置的拾音单元分别对应设置于佩戴者的嘴部两侧。

其中，拾音装置可转动地连接在壳体1的外侧。通过将拾音装置可转动地连接在壳体1的外侧，能够使得不同佩戴者佩戴耳机时根据自己的需求任意调整拾音装置的位置，以使拾音单元能够更好的放置在靠近佩戴者的嘴巴处，更好的收集佩戴者的声音。作为可变换的实施方式，拾音装置也可以固定连接在壳体1的外侧。

如图3所示，壳体1单侧下边沿设有转动腔；拾音装置包括转动部10和拾音本体5，转动部10的一端转动设于转动腔中；拾音本体5连接于转动部10的另一端，拾音本体5上设有拾音单元。通过将拾音单元设置在拾音本体5远离转动部10的另一端，使得拾音单元能够更好的靠近佩戴者的嘴巴处，方便收集声音。

对于拾音单元在拾音本体5上的设置方式，在一个实施例中是将拾音单元采用注塑的方式填充在拾音本体5内以固定拾音单元，防止振动杂音。作为可变换的实施方式，拾音单元也可以采用螺钉连接或者粘接的方式固定连接在拾音本体5上。

具体地，拾音单元设有两个，分别为气导麦克11和骨导麦克12，骨导麦克12设于拾音本体5远离转动部10的一端；气导麦克11设于转动部10与骨导麦克12之间，拾音本体5对应气导麦克11处设有收音孔。通过将拾音单元设置为两个，分别为气导麦克11和骨导麦克12，且骨导麦克12设置在拾音本体5远离转动部10的一端，气导麦克11设于骨导麦克12与转动部10之间，使得骨导麦克12设置在靠近佩戴者的嘴巴处，更好的收集佩戴者的声音，气导麦克11设置在骨导麦克12和转动部10之间，更好的收集环境的声音，两者配合实现对佩戴者的声音和环境的声音的较好获取。作为可变换的实施方式，也可以是，拾音单元设置为一个，此时拾音单元放置在拾音本体5远离转动部10的一端，可以为气导麦克11或者骨导麦克12。作为可变换的实施方式，也可以是，拾音单元设置为三个、四个或者更多个，此时，也可以将设置在拾音本体5远离转动部10的一端处设置骨导麦克12，拾音本体5两端之间设置气导麦克11或者骨导麦克12。作为可变换的实施方式，也可以是，拾音单元均设置为气导麦克11，或者均设置为骨导麦克12。

具体地，气导麦克11为驻极体麦克风或MEMS麦克风，骨导麦克12为语音加速计或MEMS骨传导传感器。对于气导麦克11和骨导麦克12必备的音频模数转换器(ADC)等配套电路，封装在拾音本体5和壳体1内。

拾音本体5具体可为连杆，连杆远离转动部10的端部为圆盘状，且该端部靠近佩戴者的一侧为平整面，可将骨导麦克12设置在拾音本体5的该端部。通过将连杆远离转动部10的端部设置为圆盘状，且该端部靠近佩戴者的一侧为平整面，即连杆的该端部贴近佩戴者的皮肤侧为平整面，能够最大面积的接触皮肤，当骨导麦克12设置在该端部时，可通过转轴转动使连杆的该端部贴合于佩戴者的髁状突位置，以利于更好的收集佩戴者的声音。

由于头盔的壳体1与面罩2之间通过连杆连接，在将拾音装置的拾音本体5设置为连杆的情况下，为了便于拾音，拾音装置的连杆不同于面罩2的连杆，而是在壳体1上单独设立一个连杆实现。作为可变换的实施方式，也可以是，将拾音本体5设置为面罩2连接的其中一个连杆，此种情况要以能够实现拾音功能为前提，这种结构能够使得头盔的结构更加紧凑。

在一个实施例中，头盔包括：面罩2，可转动地连接在壳体1上；控制系统，设于壳体1；通信装置，设于壳体1，与控制系统连接，通信装置适于获取通信信息；显示装置，设于壳体1上，显示装置包括投影单元4，投影单元4与控制系统和通信装置连接，投影单元4朝向面罩2的内侧设置，适于向面罩2内侧投影通信信息；感应装置，设于壳体1上，感应装置与控制系统连接，控制系统适于在感应装置感应到面罩2打开时，控制投影单元4关闭，在感应装置感应到面罩2关闭时，控制投影单元4打开。

通过在头盔上设置控制系统、通信装置、显示装置和感应装置，能够在感应装置感应到面罩2打开或关闭时，控制系统及时控制投影单元4的关闭或开启，使得佩戴者在佩戴头盔时，能够将通信信息如导航信息等投影至佩戴者的正前方，而无需佩戴者再低头看手机获取导航信息，避免了交通事故的发生。

其中，显示装置为抬头显示器，即HUD，HUD包括必要的驱动芯片、投影单元4和镜头等部件，将来自控制系统的地图软件界面和导航信息投射到面罩2上；本实施例不限定HUD的实现原理，示例性的，本头盔使用了DLP投影技术。在壳体1的前侧对应面罩2处设有U型开口，具体可设在壳体1前方的正中央，投影单元4位于该开口处，便于向面罩2的内侧投射导航信息和地面软件界面。

感应装置的具体设置方式有很多种，在其中一个实施例中，壳体1外侧设有与面罩2连接的转动轴，转动轴内设有感应装置。由于面罩2与头盔的壳体1转动连接，在壳体1外设置了与面罩2连接的转动轴，通过将感应装置直接设置在转动轴内，无需再在壳体1外单独设置感应装置的固定连接结构，使得头盔的整体结构更加简单。

具体地，感应装置为可调电阻；可调电阻的输出阻值与面罩2的状态相关，控制系统与可调电阻连接，适于基于可调电阻的输出阻值控制投影单元4的动作。具体为在面罩2打开时，控制系统接收到可调电阻的阻值变小，当阻值达到参照值以下时，控制系统控制投影单元4关闭；在面罩2关闭时，控制系统接收到可调电阻的阻值变大，当阻值达到参照值以上时，控制系统控制投影单元4打开。通过将感应装置设置为可调电阻的形式，在面罩2打开或关闭时会带动可调电阻的阻值变小或变大，来实现控制系统对投影单元4的控制，即佩戴者在掀起或拉下面罩2时即能自动控制投影单元4的关闭或打开，使得头盔的结构更加简单，成本较低。

即头盔上的面罩2通过两侧的连杆固定在头盔前部的转动轴上，面罩2可掀起或下拉；转动轴内部配有可调电阻。如图5所示，本头盔使用了带旋钮型可调电阻的分压电路，当转动轴转动时，可调电阻的阻值变化；示例性的，面罩2掀起时可调电阻阻值变小，面罩2拉下时可调电阻阻值变大。可调电阻上的电压值随阻值变化，被控制系统的ADC感知，当达到设定的参照值A时，通过处理器的判断逻辑即可打开或关闭投影单元4。示例中参照值A为面罩2掀起一半时，可调电阻上的电压值。

如图6所示，其中VCC＝3.3V，RL＝10KΩ，Rr在5k～15k之间变化并且阻值随旋钮扭动是线性变化的。面罩2拉到最下方时Rr＝15kΩ，抬起时变小直至面罩2最上方时为5kΩ；根据分压电路的计算公式，ADC检测到可变电阻两端的电压随着面罩2掀起而变小，随着面罩2拉下而变大；当面罩2下拉或掀起程度恰好为一半时，此时Rr＝10kΩ，Rr两端的电压为3.3*10/(10+10)＝1.65V；将A设置为1.65V，则在电压大于1.65V时投影单元4打开，反之则关闭。

在可变换的实施方式中，感应装置为接近传感器或霍尔传感器，或者在感应装置设置为多个时，可以是接近传感器、霍尔传感器和可调电阻的任意组合。

如在使用光学接近传感器时，将光学接近传感器布置在头盔前方、面罩2两侧的壳体1外侧，并且光学接近传感器的发射管、接收管都要朝向正前方。当面罩2掀起到下边沿高于此光学接近传感器所在水平线时，光学接近传感器判定前方无遮挡，控制系统控制HUD关闭或者不打开；当面罩2下拉使下边沿低于此光学接近传感器所在水平线时，光学接近传感器前方产生遮挡，光学接近传感器产生了有物体接近的信号，控制系统控制HUD自动打开。

如在使用霍尔传感器时，即使用霍尔效应开关，在头盔前方、面罩2两侧的壳体1外侧布置霍尔传感器及其电路，在面罩2两端中间位置贴装一片磁条，当面罩2下拉使磁条接近霍尔传感器感应区域时，霍尔效应开关产生开关信号，控制系统控制HUD打开；反之则关闭HUD。

在一个实施例中，头盔包括指示装置，指示装置设于壳体1，与控制系统连接，控制系统适于在接收到通信信息时，控制指示装置开启。具体地，指示装置包括刹车灯、左转灯和右转灯。通过在头盔上设置控制系统、通信装置和指示装置，使得控制系统在接收到通信信息时，能够通过指示装置的指示向外传递通信信息，如通信信息可为导航信息，在导航信息为刹车时，指示装置中的刹车灯开启，在导航信息为左转或右转时，指示装置中的左转灯或右转灯开启，能够方便的向外界传递骑行状态，较大的提高了安全性。作为可变换的实施方式，指示装置仅包括刹车灯、左转灯和右转灯中的一种或者两种。

如图1所示，可在头盔的尾部设有面板3，面板3内设置指示装置，指示装置包括若干数量的发光单元和相应的驱动电路，封装在面板3内，在控制系统的控制逻辑下显示刹车灯和左转、右转标志。示例性的，本头盔的指示装置使用了由128颗红色LED灯珠组成的100×60mm矩阵，外罩透明面板3，可以居中显示圆形刹车灯、横贯显示左转箭头和右转箭头。尾灯的显示时机受导航软件触发，如设置在距离拐弯路口D时开始显示相应的拐弯信号，D可以取值为50米；在导航软件读取到路口红灯状态以及倒计时结束之前，尾灯要显示刹车灯；特别说明的是，刹车灯显示优先级高于转向箭头。

在一个实施例中，头盔上设有按键，按键与控制系统连接，配合控制系统，实现开关机、接通或挂断电话、开始导航等功能。具体地，可采用三个按键，分别对应于开关机、接通或挂断电话、开始导航等功能。作为可变换的实施方式，也可以是，采用一个按键，通过对按键长按或短按或按键次数来实现不同的功能。

其中，通信装置为无线通信模块，本头盔通过无线通信模块获取导航信息、接收和发送语音信号，实现了本头盔与手机等上位机、通信基站甚至卫星实现通信的功能。作为可变换的实施方式，也可以是，通信装置包含但不限于移动蜂窝网络、窄带物联网(NarrowBand Internet of Things，NB-IoT)、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)或蓝牙通信(Bluetooth，BT)等通信芯片、天线及其外围电路。

控制系统即为内置的处理器，处理器执行信号和信息处理、设备控制等功能。如将拾音装置拾取的声音信号在本控制系统进行佩戴者语音检测、降噪等处理，然后通过无线通信模块发送出去；将无线通信模块接收到的语音和地图导航信息等拆分处理后分别发送到骨传导喇叭和HUD进行播放和展示；在预置逻辑的控制下进行按键识别、尾灯亮灭控制等。特别的，当无线通信模块仅包含GPS或无线通信连接中断时，处理器能够保存地图数据并使该头盔具备离线导航能力。

在一个实施例中，头盔上设有电源模块，电源模块包含电池、充电管理电路以及调制各模块所需电源的DC/DC变压电路。交流电变压所得的直流电源输入到电源模块，在充电管理电路的管理下，储存在电池内；在需要时通过DC/DC变压电路转换为各模块所需要的电压电平，供各模块使用。作为一个示例，本头盔采用了支持USB PD快充、5000mAH容量的锂离子聚合物电池。

对于控制系统、通信装置和电源模块在头盔上的具体设置位置，这里不做过多限制，可以整合在头盔的内部，如壳体与内衬之间，也可以是在头盔上单独设置固定机构进行设置。

如图7所示，本实施例中的头盔可进行导航应用，在骑行者骑行佩戴头盔时，可由上位机发起(如手机地图软件)或者按键发起导航服务；在上位机存在的情况下，处理器通过无线通信装置从上位机获取地图数据、定位信息和导航提示进行在线导航；否则处理器从存储器中调取保存的地图数据和相应的GPS数据进行离线导航，该保存的地图数据和相应的GPS数据可以是处理器本地存储的，也可以是根据骑行者的骑行规律自动记录保存的；处理器判断此时面罩2的状态，如果面罩2被拉下则打开HUD开启视觉导航；如果判断面罩2被掀起则不打开HUD；导航过程中，导航提示音通过骨传导喇叭播放，通过骨传导的方式传递给佩戴者；导航过程中，处理器根据导航软件的提示和预设逻辑进行尾灯的亮灭控制；导航过程中，处理器随时监控佩戴者推拉面罩2的状态来开关HUD。

如图8所示，本实施例中的头盔可进行通话应用，由上位机发起(如手机)或者按键接听通话；拾音装置通过气导麦克11拾取空气中的声音(包含佩戴者和外界环境音)，骨导麦克12拾取佩戴者的声音，经相应的模数转换后送到处理器进行佩戴者语音检测、降噪、消回声以及适应无线发送的编码等处理，然后经过无线通信装置发送出去；来自通话对方的语音，被无信通信装置接收后送到处理器，完成相应的解码、动态范围控制等信号处理后，被骨传导喇叭的功率放大器放大后被发声单元8转换为振动播放出来，经佩戴者的颞骨传递到听觉系统。

本实施例中的头盔使用弹簧7将骨传导喇叭贴合在佩戴者颞骨后段部位，以骨传导的方式将导航和通话对方语音传递给佩戴者，实现了语音向佩戴者的清晰传递，避免了骑行时的风噪干扰；以置于佩戴者下颌骨髁状突位置的骨导麦克12结合气导麦克11搭配相应信号处理的方式拾取佩戴者语音和环境语音，避免了骑行时的风噪干扰，也避免了采用单纯喉头拾音器拾取的佩戴者声音发闷的现象，实现了语音从佩戴者向通话对方的清晰传递；以HUD的方式实现抬头导航，提升了骑行者的安全性，并根据面罩2的状态自动控制HUD，节省电源；根据导航软件的提示，自动控制刹车尾灯和转向灯的亮灭，以提示后车，提升了骑行者的安全性。

虽然结合附图描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。