带有智能交互平台的头盔装置的制作方法

本实用新型涉及人类生活用品，尤其涉及智能交互领域，具体而言是一种带有智能交互平台的头盔装置。

背景技术：

现有技术中，手机的应用已经深入人们生活的方方面面，但现有手机还有很多不能解决或难以解决的问题：

1、手机需要拿在手上的操作，一般情况下看显示器需要低头，这将导致颈椎承受巨大的压力。“低头一族”就是形容现在经常低头看手机的人的。

2、需要手机打电话、听音乐或语音交互时，长时间将手机置于耳边会导致手臂疲劳。如果将声音开的很大，又会对周边产生影响，也不利于保护个人隐私。如果戴耳机打电话、听音乐或语音交互，会导致耳朵不舒适。而且有线耳机线易被钩到，收起耳机时线易打结。如果是无线耳机，则存在电量消耗快的问题。

3、在强光条件下手机需要将显示器调得非常亮才能看清，电量消耗非常大，显示器的寿命也会缩短。

4、手机依赖手来操作，如开关机，解锁，选择等等，在双手都拿有东西时就没法操作手机。

5、现有的手机，在嘈杂的环境中语音的识别率低，很难实现用语音识别进行购物，付款等操作。

6、手机的尺寸有限，除显示器的大小受限外，电池的容量也大大受限。现有的4g智能机，连续使用时电池只能使用数小时。

7、同时也因为现有手机的尺寸有限，接收天线的尺寸不能做大，所以接收灵敏度较低，在信号不强的地方有经常出现掉线，通话断断续续的问题。因为5g手机的频率更高，出现这种问题的几率将会更大。

8、现有手机扩展的功能：如手电筒功能、拍照功能、视频对话功能都需要使用者手持调整到合适角度，才能更好使用，用户体验不好、手臂也容易疲劳。

9、手机易滑落造成损坏，基本上每个人都有过手机掉落地面损坏的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带有智能交互平台的头盔装置，所述的这种带有智能交互平台的头盔装置要解决现有技术中低头玩手机导致颈椎受压力以及在嘈杂的环境中很难用手机进行语音识别的技术问题。

本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置，包括头盔和背包，所述的头盔通过管道和导线与背包连接，所述的头盔的下端设置有软质密封装置；

所述的头盔内设置有显示器、第一受话器、第一扬声器，所述的显示器位于使用者眼部的前侧，所述的第一扬声器与使用者耳部相邻设置，所述的第一受话器与使用者嘴部相邻设置；

所述的背包中设置有电动输气装置、新风过滤装置和空气调节装置，所述的新风过滤装置和空气调节装置按照空气流动方向通过管道依次连接；

所述的背包中设置有供电电源，所述的供电电源的输出端分别连接到显示器、第一扬声器、第一受话器、电动输气装置、新风过滤装置和空气调节装置的电源端。

优选的，所述的头盔内设置有第一放大器，所述的第一放大器的信号输出端连接到第一扬声器的信号输入端，所述的背包中设置有中央处理器和存储器，所述的存储器通过信号线与中央处理器连接，所述的中央处理器设置有若干个信号输出端和若干个信号输入端，所述的中央处理器的信号输入端连接到第一受话器的信号输出端，所述的中央处理器的信号输出端分别连接到第一放大器的信号输入端、显示器的信号输入端、电动输气装置的控制端、新风过滤装置的控制端、空气调节装置的控制端，所述的供电电源的输出端分别连接到第一放大器、中央处理器和存储器的电源端。

优选的，所述的电动输气装置通过管道连接在新风过滤装置的前侧、新风过滤装置和空气调节装置之间或者空气调节装置的后侧。

优选的，所述的新风过滤装置的进气口处设置有第一空气污染检测装置，所述的新风过滤装置的出气口处设置有第二空气污染检测装置，所述的中央处理器的信号输入端分别连接到第一空气污染检测装置的信号输出端和第二空气污染检测装置的信号输出端，所述的供电电源的输出端分别连接到第一空气污染检测装置和第二空气污染检测装置的电源端。

优选的，所述的头盔内设置有第一温湿度传感器，头盔外侧设置有第二温湿度传感器，所述的中央处理器的信号输入端分别连接到第一温湿度传感器的信号输出端和第二温湿度传感器的信号输出端，所述的供电电源的输出端分别连接到第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的电源端。

优选的，所述的背包中设置有4g网络接口或5g网络接口、蓝牙接口和wifi接口，所述的4g网络接口或5g网络接口、蓝牙接口和wifi接口分别与中央处理器的信号输出端及信号输入端连接。

优选的，所述的显示器为ar视频播放装置。

优选的，所述的显示器为vr视频播放装置，所述的显示器连接有升降装置，所述的升降装置包括两个转轴，所述显示器的两侧各自通过转轴与头盔的两侧铰接，其中一个所述的转轴连接有手柄或者动力装置的动力输出端。

优选的，所述的头盔内设置有位于使用者头部前侧的虹膜识别装置、眼睑开闭识别装置和瞳孔位置识别装置，所述的中央处理器的信号输入端分别连接到虹膜识别装置的信号输出端、眼睑开闭识别装置的信号输出端和瞳孔位置识别装置的信号输出端，所述的供电电源的输出端分别连接到虹膜识别装置、眼睑开闭识别装置和瞳孔位置识别装置的电源端。

优选的，所述的头盔的前侧设置有面罩，所述的面罩的两侧分别通过销轴与头盔的两侧铰接，或者所述的面罩与头盔固定连接，所述的面罩由透明壳体构成。

优选的，所述的面罩由电致变色材料制成，所述的由电致变色材料制成的面罩的控制端通过导线连接到中央处理器的信号输出端，所述的供电电源的输出端连接到由电致变色材料制成的面罩的电源端。

优选的，所述的头盔外侧设置有遮光罩。

优选的，所述的头盔内设置有第一光照度传感器，头盔外侧设置有第二光照度传感器，所述的中央处理器的信号输入端分别连接到第一光照度传感器的信号输出端和第二光照度传感器的信号输出端，所述的供电电源的输出端连接到第一光照度传感器和第二光照度传感器的电源端。

优选的，所述的头盔外侧设置有第二扬声器、第二受话器和第二放大器，所述的中央处理器的信号输入端连接到第二受话器的信号输出端，所述的中央处理器的信号输出端连接到第二放大器的信号输入端，所述的第二放大器的信号输出端连接到第二扬声器的信号输入端，所述的供电电源的输出端连接到第二扬声器、第二受话器和第二放大器的电源端。

优选的，所述的头盔外侧设置有照明灯、投影仪或者摄像头，所述的中央处理器的信号输出端分别连接到照明灯的控制端、投影仪的信号输入端，所述的中央处理器的信号输入端连接到摄像头的信号输出端，所述的供电电源的输出端分别连接到照明灯、投影仪和摄像头的电源端。

本实用新型与现有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的显示器位于眼前，这样眼睛可以直接看到显示器，不再需要低头看手机，降低对颈椎的损伤，他人也看不到显示的图像，有助于保护个人隐私。第一扬声器近在耳边，不需要拿起手机来听音乐和语音，也不用将声音开到很大从而影响周边，相比于耳机，外置式的第一扬声器也不会让耳朵不舒适。话筒近在嘴边，加上头盔良好的隔音效果，语音交互时不容易受到外部影响，也不会吵到他人，有助于保护个人隐私。头盔外加遮光罩，或者采用电致变色材料制作透明面罩，在外界强光照射时，可以降低头盔内的亮度，不影响看视频。通过瞳孔位置识别装置和眼睑开闭识别装置利用眼睛进行显示器显示界面的打开、关闭、翻页等功能。通过虹膜识别装置进行开机保护识别，取代手机的指纹识别，使用更加简单方便，识别率高，不需要双手进行操作。新风过滤装置和空气调节装置还可以为头部提供干净舒适的空气。因为电池置于背包中，所以电池可以做得很大，可以提供充足的电源供给。将网络天线置于背包中，网络天线就可以做大，保证信号强度，在距离基站较远也能实现高速上网。头盔上可以外挂照明设备、投影设备、摄像头等，可以实现扫码、视频对话、共享第一视角等等功能，且不需要手持调整角度就能使用，快捷方便。不再有手机易滑落造成损坏的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置的原理示意图。

图2为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的头盔结构示意图。

图3为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的固定的面罩结构示意图。

图4为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的可转动的面罩结构示意图。

图5为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的头盔侧视结构示意图。

图6为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的头盔正视结构示意图。

图7为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的双肩背包结构示意图。

图8为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的单肩斜跨包结构示意图。

图9为本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置中的腰包结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述，但本实用新型并不限制于本实施例，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1～图9所示，本实用新型的一种带有智能交互平台的头盔装置，包括头盔23和背包28，所述的头盔23通过管道和导线与背包28连接，所述的头盔23的下端设置有软质密封装置；

所述的头盔23内设置有显示器9、第一受话器29、第一扬声器，所述的显示器9位于使用者眼部的前侧，所述的第一扬声器与使用者耳部相邻设置，所述的第一受话器29与使用者嘴部相邻设置；

所述的背包28中设置有电动输气装置、新风过滤装置10和空气调节装置11，所述的新风过滤装置10和空气调节装置11按照空气流动方向通过管道依次连接；

所述的背包28中设置有供电电源6，所述的供电电源6的输出端分别连接到显示器9、第一扬声器、第一受话器29、电动输气装置、新风过滤装置10和空气调节装置11的电源端。

优选的，所述的头盔23内设置有第一放大器，所述的第一放大器的信号输出端连接到第一扬声器的信号输入端，所述的背包28中设置有中央处理器8和存储器，所述的存储器通过信号线与中央处理器8连接，所述的中央处理器8设置有若干个信号输出端和若干个信号输入端，所述的中央处理器8的信号输入端连接到第一受话器29的信号输出端，所述的中央处理器8的信号输出端分别连接到第一放大器的信号输入端、显示器9的信号输入端、电动输气装置的控制端、新风过滤装置10的控制端、空气调节装置11的控制端，所述的供电电源6的输出端分别连接到第一放大器、中央处理器8和存储器的电源端。

优选的，所述的电动输气装置通过管道连接在新风过滤装置10的前侧、新风过滤装置10和空气调节装置11之间或者空气调节装置11的后侧。

优选的，所述的新风过滤装置10的进气口处设置有第一空气污染检测装置，所述的新风过滤装置10的出气口处设置有第二空气污染检测装置，所述的中央处理器8的信号输入端分别连接到第一空气污染检测装置的信号输出端和第二空气污染检测装置的信号输出端，所述的供电电源6的输出端分别连接到第一空气污染检测装置和第二空气污染检测装置的电源端。

优选的，所述的头盔23内设置有第一温湿度传感器，头盔23外侧设置有第二温湿度传感器，所述的中央处理器8的信号输入端分别连接到第一温湿度传感器的信号输出端和第二温湿度传感器的信号输出端，所述的供电电源6的输出端分别连接到第一温湿度传感器和第二温湿度传感器的电源端。

优选的，所述的背包28中设置有4g网络接口或5g网络接口、蓝牙接口和wifi接口，所述的4g网络接口或5g网络接口、蓝牙接口和wifi接口分别与中央处理器8的信号输出端及信号输入端连接。

优选的，所述的显示器9为ar视频播放装置。

优选的，所述的显示器9为vr视频播放装置，所述的显示器9连接有升降装置，所述的升降装置包括两个转轴，所述显示器9的两侧各自通过转轴与头盔的两侧铰接，其中一个所述的转轴连接有手柄或者动力装置的动力输出端。

或者，所述的升降装置包括拨杆，所述的拨杆与显示器固定连接，所述的拨杆连接有动力装置的动力输出端。

优选的，所述的头盔23内设置有位于使用者头部前侧的虹膜识别装置4、眼睑开闭识别装置和瞳孔位置识别装置20，所述的中央处理器8的信号输入端分别连接到虹膜识别装置4的信号输出端、眼睑开闭识别装置的信号输出端和瞳孔位置识别装置20的信号输出端，所述的供电电源6的输出端分别连接到虹膜识别装置4、眼睑开闭识别装置和瞳孔位置识别装置20的电源端。

优选的，所述的头盔23的前侧设置有面罩25，所述的面罩25的两侧分别通过销轴16与头盔23的两侧铰接，或者所述的面罩25与头盔23固定连接，所述的面罩25由透明壳体构成。

优选的，所述的面罩25由电致变色材料制成，所述的由电致变色材料制成的面罩25的控制端通过导线连接到中央处理器8的信号输出端，所述的供电电源6的输出端连接到由电致变色材料制成的面罩25的电源端。

优选的，所述的头盔23外侧设置有遮光罩13。

优选的，所述的头盔23内设置有第一光照度传感器，头盔23外侧设置有第二光照度传感器，所述的中央处理器8的信号输入端分别连接到第一光照度传感器的信号输出端和第二光照度传感器的信号输出端，所述的供电电源6的输出端连接到第一光照度传感器和第二光照度传感器的电源端。

优选的，所述的头盔23外侧设置有第二扬声器、第二受话器和第二放大器，所述的中央处理器8的信号输入端连接到第二受话器的信号输出端，所述的中央处理器8的信号输出端连接到第二放大器的信号输入端，所述的第二放大器的信号输出端连接到第二扬声器的信号输入端，所述的供电电源6的输出端连接到第二扬声器、第二受话器和第二放大器的电源端。

优选的，所述的头盔23外侧设置有照明灯24、投影仪15或者摄像头5，所述的中央处理器8的信号输出端分别连接到照明灯24的控制端、投影仪15的信号输入端，所述的中央处理器8的信号输入端连接到摄像头5的信号输出端，所述的供电电源6的输出端分别连接到照明灯24、投影仪15和摄像头5的电源端。

本实施例的工作原理：

头盔23为全包式，头盔23通过软质密封装置固定在使用者的头部或者肩部上，使头部与外部隔绝。头盔23采用高阻尼材料，可有效隔绝外部的空气、温湿度、光照和声音。

头盔23内的显示器9、第一扬声器、第一受话器29、虹膜识别装置4、眼睑开闭识别装置和瞳孔位置识别装置20集成在一起并置于使用者头部对应的位置，显示器9位于眼前，这样眼睛可以直接看到显示器9，不再需要低头看手机，降低对颈椎的损伤，他人也无法看到显示的图像，有助于保护个人隐私。第一扬声器近在耳边，不需要拿起手机来听音乐和语音，也不用将声音开到很大从而影响周边，相比于耳机，外置式的第一扬声器也不会让耳朵不舒适。第一受话器29近在嘴边，加上头盔23良好的隔音效果，语音交互时不容易受到外部影响，也不会影响外部，有助于保护个人隐私。头盔23外部装有第二受话器和第二扬声器，可以实现与外界双向的语音交互，使用者也能正常的与外界进行交流对话，能听到外面危险的声音，避免发生危险的事情。

显示器9采用vr（虚拟现实）技术或者ar（增强现实）技术的视频播放装置。vr视频播放装置就是将显示器9置于眼前，并通过光学装置将影像投影到眼睛上，眼睛不能直接看到真实的外部世界。而ar的视频播放装置则需要透视，既要看到真实的外部世界，也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方。通过一组光学组合器，通过“层叠”的形式，将ar视频播放装置呈现的虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相“增强”。

vr视频播放装置连接有升降装置，使用者需要看到外部真实外景时，通过升降装置收起vr视频播放装置，需要看视频时放下vr视频播放装置即可。ar视频播放装置为透明的，既能看到真实的外部世界，也能看到虚拟信息，成像系统不会挡住视线。google的视频眼镜，epson的bt系列视频眼镜都是采用的ar技术的视频播放装置。

全包式头盔23对外部空气、温度有效阻隔，所以背包28中的新风过滤装置10和空气调节装置11可以给头盔23提供洁净舒适的空气，为使用者提供了更好的体验。

空气污染检测装置优选采用现有技术中的激光粒子测数器，同时可以选择甲醛传感器、氮氧化物传感器、臭氧传感器等，第一空气污染检测装置和第二空气污染检测装置通过检测新风过滤装置10过滤前后空气中的气态有机物，氮氧化合物，臭氧和颗粒物来确认新风过滤装置10的污染程度，估算剩余时间，并将相应情况反馈给使用者。第一温湿度传感器和第二温湿度传感器分别可以检测头盔23内外空气的温湿度，保证空气调节装置11的正常运行，为使用者提供舒适的温湿度。

带有智能交互平台的头盔装置可以通过声纹识别来进行开机保护识别，或者外接摄像头5进行人脸识别来进行开机保护识别，或者外接触摸屏输入密码进行开机保护识别。可以用语音来实现打开、关闭、翻页等功能，或者利用外接的触摸屏、鼠标等来实现打开、关闭、翻页等功能。

还可以通过瞳孔位置识别装置20和眼睑开闭识别装置利用眼睛进行显示器9显示界面的打开、关闭、翻页等功能。通过虹膜识别装置4进行开机保护识别，取代手机的指纹识别，使用更加简单方便，识别率高。

虹膜识别装置4采用的虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行身份识别。人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔﹑晶状体、视网膜等部分组成。巩膜即眼球外围的白色部分，约占总面积的30%；虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征,占据人眼面积的65%。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。因为虹膜识别的精确度更高，所以虹膜的研究走在前端，一般说起准确度高的瞳孔识别大部分都是指虹膜识别。

虹膜识别就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份。识别过程分四个阶段，首先使用特定的摄像器材对人的整个眼部进行拍摄，并将拍摄到的图像传输给虹膜识别系统的图像预处理软件。虹膜图像要满足提取虹膜特征的需求必须进行处理，详细来讲即确定内圆、外圆和二次曲线在图像中的位置（内圆为虹膜与瞳孔的边界，外圆为虹膜与巩膜的边界，二次曲线为虹膜与上下眼皮的边界），将图像中的虹膜大小调整到识别系统设置的固定尺寸。之后针对统一化的图像，进行亮度、对比度和平滑度等的处理，提高图像中虹膜信息的识别率。其次采用特定的算法从虹膜图像中提取出虹膜识别所需要的特征点对其进行编码。最后将特征提取得到的特征编码与数据库中的虹膜图像特征编码逐一匹配，判断是否为相同虹膜，从而达到身份识别的目的。

瞳孔位置识别装置20采用的瞳孔位置识别技术是基于对人眼中心黑色的瞳孔部分的位置进行识别。人类的瞳孔中心位置对应于人的视力的中心点，通过确定人眼瞳孔的位置可以确定眼睛所看到图片的中心区域。通过瞳孔位置识别就可以实现文字图片的滚动，翻页等功能。瞳孔位置识别再加上眼睑开闭识别就可以实现打开或关闭界面等操作。

瞳孔位置识别技术也是通过特定的摄像器材对人的整个眼部进行拍摄，并识别瞳孔的中心点，同时确认眼球的偏转角（以水平平视无穷远处为基准），确认眼睛所看到的图片的中心位置。

电致变色是材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。因为电致变色材料具有可逆的颜色变化，又因为其变化速度非常快，一加电就变色，撤掉电后马上就变透明，所以电致变色材料制作头盔23的透明部分非常的合适。

头盔23内外均有光照度传感器，分别检测头盔23内外的光照度。在外界强光照射时，可以打开遮光罩13降低头盔23内的亮度，或者由中央处理器8对电致变色材料加电，降低头盔23内的照度，其加电的电压根据外部的光照度进行调整，保持头盔23内合适的光照度，避免强光刺眼，不影响在强光下看视频，损伤眼睛，也可以由使用者调节，在需要时，如打盹睡觉时将头盔23内部调暗。

背包28可以做成双肩背包28、单肩斜跨包或者腰包，背在使用者背部、胸前或者是腰部。供电电源6置于背包28中，所以供电电源6可以做得很大，这样可以提供充足的电源供给。所述供电电源6为可更换电池，可以根据使用情况来更换电池，也可以采用充电电池，并且可以外接电源进行充电，进一步的保障使用时间。供电电源6外设有保护外壳，可以避免供电电源6特别是锂电池发生的各种危险事故，保障使用者的安全。4g或者5g无线网络的天线可以置于背包28中，天线可以做大，保证信号强度，在距离基站较远时也能实现高速上网。因为5g网络使用信号频率更高，优势也更加明显。

背包28上所有的接口及开口结构做成朝下，这使背包28在户外使用时不会因为下雨而进水损坏。

在较冷的环境中戴上头盔23时，口中呼出含水汽较多的空气易在面罩25的前部凝结，造成使用者的视线不佳，为此头盔23和面罩25采用导热系数低的材料制作，或者将头盔23和面罩25做成多层结构，以降低热量的传导。同时空气调节装置对导入头盔23内的空气进行温湿度调节，以避免口中呼出的空气中的水蒸汽饱和而凝结，影响使用者的视线。

当头盔外挂照明灯24时，可以为使用者提供黑暗环境下的照明。当头盔外挂投影仪15时，可以将图像投影在近处的平面上，可以提供给他人扫码或者共享视频等。当头盔外挂摄像头5时，可以实现扫码、拍照和共享第一视角。背包可以外扩接口设备，如鼠标、键盘、操作杆等，可以提高游戏体验。

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