ШЛЕМ С ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2012 года по МПК A42B3/04 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Приоритет данной заявки испрашивается по заявке США №11/138933,

поданной 26 мая 2005, которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом имеет отношение к защитным шлемам, в частности к таким шлемам, которые включают электронные системы.

Шлемы используются при различных видах активности, таких как, среди прочих, катание на лыжах, езду на велосипеде, прыжки с парашютом, катание на водных лыжах. Хотя конструкции шлемов различны для разных видов деятельности, главным назначением всех таких шлемов является защита головы и лица пользователя от травм из-за удара. Обычно шлемы содержат наружную оболочку, изготовленную из прочной пластмассы, окружающую внутренние слои мягкой подкладки, например вспененного материала или воздушных подушек. В спорте конструкция шлема должна выдерживать характерную для каждого вида спорта силу удара.

Во время многих занятий, в особенности в свободное время, в экстремальных видах спорта, участники часто имеют ряд электронных средств, например камеры, проигрыватели музыки, устройства связи и устройства для записи изображений. Например, участникам часто нравится иметь фотографии или видеозаписи, сделанные во время их занятий, и поэтому они имеют при себе фото- или видеокамеру. Это может быть опасно, так как руки участника заняты управлением этими устройствами. Для свободного пользования обеими руками видео- и фотокамеры стали прикреплять к шлемам. Например, камеры обычно прикрепляют снаружи шлема, что иногда требует наличия отверстий в наружной оболочке, ухудшая при этом сопротивление шлема ударам. Кроме этого при таком подходе не получается учесть общее распределение веса шлема, часто вызывая труднопреодолимое ощущение неуравновешенности при надетом шлеме.

В связи с этим должна быть понятна существующая потребность в шлеме, который объединяет в одно целое электронные системы и при этом имеет малый вес и соответствует стандартам безопасности. Представленное изобретение удовлетворяет этим и другим требованиям.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предлагается шлем с электронной системой, который включает корпус и интегрированную электронную систему, расположенную в корпусе шлема. В иллюстративном варианте выполнения электронная система обеспечивает пользователя набором удобных функций и может использовать беспроводное устройство дистанционного управления. Компоненты электронной системы имеют прочность и малые размеры, достаточные для использования в шлеме, и обеспечивают его малый вес и прочность. Кроме того, компоненты системы распределены по шлему для обеспечения равномерного распределения веса для поддержания общего баланса и безопасности.

В иллюстративном варианте выполнения изобретения корпус шлема имеет твердую наружную оболочку, прикрепленную к твердой внутренней оболочке таким образом, что образуется полость между наружной и внутренней оболочками. Внутренняя оболочка содержит соответствующий материал для обеспечения эффективного экранирования пользователя от радиоволн, излучаемых электронной системой. Например, внутренняя оболочка может содержать углеродное волокно с никелевым покрытием или другой проводящий материал для обеспечения экранирования радиоволн. Корпус шлема также содержит поглощающую энергию ударов структуру, расположенную между внутренней оболочкой и головой пользователя в то время, когда шлем надет.

В одном аспекте иллюстративного варианта выполнения шлем содержит кожухи, расположенные в полости корпуса шлема и распределенные по ней и предназначенные для крепления компонентов электронной системы.

В другом аспекте иллюстративного варианта выполнения электронная система содержит подсистему цифровой камеры и подсистему записи изображений. Камера предпочтительно установлена так, что область обзора начинается от передней стороны шлема. Система может дополнительно содержать передатчик изображений, взаимодействующий с камерой и установленный в полости шлема, обеспечивая передачу в реальном времени данных изображения от подсистемы камеры.

Еще одним аспектом иллюстративного варианта выполнения является то, что электронная система шлема содержит ряд подсистем, обеспечивающих набор удобных функций, таких как цифровая запись изображений (неподвижных и движущихся), глобальное позиционирование, аудио и связь, с использованием центрального контроллера, который помогает работе подсистем. Например, подсистема глобального позиционирования может предоставить данные о местоположении, включая долготу, широту, высоту, скорость и направление движения. Данные о местоположении могут быть, например, включены в данные изображения или звука и периодически передаваться через подсистему связи.

Подсистема связи может включать внутреннюю антенну и антенный разъем для подключения наружной антенны для увеличения дальности действия. Например, подсистема связи с наружной антенной может обеспечить дальность действия, превышающую 20 миль. Подсистема связи также может быть выполнена с активацией голосом, обеспечивая возможность управления без участия рук и автоматическую передачу пусковых сигналов по факту детектирования голосовой активности. Процессор может управлять выходным аудиосигналом как подсистемы связи, так и подсистемы звука, чтобы регулировать уровень сигнала каждой из них. Например, процессор может выключить звук подсистемы звука на время работы подсистемы связи.

Подсистема цифровых изображений может содержать подсистему цифровой камеры, установленной так, что область обзора начинается от передней части шлема. Подсистема записи изображений связана с камерой внутри полости шлема для получения от камеры данных цифрового изображения и их записи в цифровую память. Подсистема записи изображения также принимает выходные аудиосигналы от наружного микрофона и микрофона пользователя и записывает каждый из них в отдельный аудиоканал. Записанные данные изображения могут быть доступны через коммуникационные порты, включая USB-порт (порт универсальной последовательной шины) и беспроводной ИК порт, или съемную карту памяти, на выбор. В иллюстративном варианте выполнения шлем имеет возможность обеспечить «живые» изображения и звук через подсистему передачи изображений.

Бесспорные преимущества данного изобретения по сравнению с существующим уровнем техники приведены в данном описании. Разумеется, следует понимать, что не обязательно сразу все эти преимущества должны быть достигнуты в соответствии с любым конкретным вариантом выполнения данного изобретения. Так, например, для специалистов в этой области будет очевидно, что изобретение может быть выполнено таким образом, при котором достигается или оптимизируется одно из показанных преимущество или их группа, но не обязательно все остальные, показанные или предложенные здесь.

Все эти варианты выполнения находятся в пределах объема притязаний предложенного изобретения. Эти и другие варианты выполнения настоящего изобретения станут легко очевидны специалисту в данной области из следующего подробного описания предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом изобретение не ограничено каким-либо описанным конкретным предпочтительным вариантом выполнения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты выполнения настоящего изобретения описаны ниже исключительно в качестве примеров со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вид в аксонометрии предложенного шлема в том виде, как его используют, и устройства дистанционного управления, надеваемого на запястье.

фиг.2 изображает поперечный разрез шлема, изображенного на фиг.1, с корпусом, имеющим внутреннюю и наружную оболочки.

фиг.3 изображает вид в аксонометрии частично разобранного шлема, изображенного на фиг.1.

фиг.4 изображает вид сверху шлема, изображенного на фиг.1, без наружной оболочки, на котором показано относительное расположение подсистем электронной системы.

фиг.5 изображает упрощенную блок-схему электронной системы шлема, изображенного на фиг.1.

фиг.6 изображает упрощенную блок-схему центрального контроллера электронной системы, изображенной на фиг.5.

фиг.7 изображает упрощенную блок-схему подсистемы связи электронной системы, изображенной на фиг.5.

фиг.8 изображает упрощенную блок-схему беспроводного устройства дистанционного управления электронной системой, изображенной на фиг.5.

фиг.9 изображает упрощенную блок-схему контроллера питания электронной системы, изображенной на фиг.5.

фиг.10 изображает упрощенную блок-схему подсистемы аудиоэлектронной системы, изображенной на фиг.5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

В соответствии с чертежами, в частности фиг.1-4, показан шлем 20, который содержит корпус 22 и встроенную электронную систему 24, имеющую ряд подсистем, обеспечивающих набор удобных функций, таких как запись изображений (неподвижных и движущихся), глобальное позиционирование, аудиозапись и воспроизведение музыки, связь. Электронная система расположена внутри корпуса шлема и может управляться с помощью беспроводного устройства 26 дистанционного управления. Компоненты электронной системы имеют достаточную прочность и малые размеры для использования в шлеме и обеспечивают его малый вес и прочность. Кроме того, компоненты системы распределены по шлему для обеспечения равномерного распределения веса для поддержания общего баланса и безопасности.

Шлем 20, кроме того, содержит защитный элемент 46 для лица и подбородочный ремень 48 для предохранения пользователя от повреждений. Дополнительно в защитном элементе помещена гидратационная трубка 49 (фиг.2), расположенная для удобного доступа пользователя. Эта трубка имеет наконечник вблизи рта пользователя, который может быть приведен в действие закусыванием. На противоположном конце трубка может быть соединена с контейнером с жидкостью, таким как эластичный баллон с водой. Электронная система 24 содержит голосовой микрофон 51, прикрепленный к защитному элементу для лица, например для использования с подсистемами связи и записи.

Электронная подсистема содержит громкоговоритель 47, расположенный вблизи ушей пользователя. Отверстия в шлеме для микрофонов (44, 51) и громкоговорителя 47 уплотнены изнутри водонепроницаемым материалом, обеспечивающим прохождение звука, таким как предлагает компания W.L. Gore & Associates. Уплотнение не пропускает воду и загрязнения, обеспечивая в то же время прохождение воздуха и предупреждая повышение давления.

Шлем 20 также содержит магнит, расположенный на подбородочном ремне 48, и язычковый переключатель, расположенный в корпусе 22 шлема. Переключатель предназначен для подачи питания на электронную систему 24 шлема путем расположения магнита вблизи язычкового переключателя.

Корпус 22 шлема содержит внутреннюю оболочку 28 и наружную оболочку 30, определяющие границы полости 32 (фиг.2), внутри которой прикреплены составные части электронной системы 24. В иллюстративном варианте выполнения между наружной и внутренней оболочками проходят опорные стойки 33 для увеличения прочности шлема и для того, чтобы способствовать распределению силы ударов. Таким образом опорные стойки удерживают наружную оболочку от направленного внутрь давления на компоненты электронной системы. Опорные стойки вклеены между внутренней и наружной оболочками. В различных других вариантах выполнения опорные стойки могут быть отформованными выступами оболочек или могут вовсе отсутствовать.

Наружная оболочка 30 имеет два отверстия 34, 36 в передней части шлема, соответственно для головного фонаря 38 и цифровой камеры 40, которые расположены в отдельных полостях. Дополнительные отверстия также имеются для наружного микрофона 44 (фиг.2) и для приемопередатчика IRDA - передачи данных в инфракрасном диапазоне. Наружный микрофон расположен между цифровой камерой и головным фонарем. Внутренняя и наружная оболочки прикреплены одна к другой вдоль их наружных краев, способствуя водонепроницаемому уплотнению для защиты компонентов электронной системы, расположенных в полости. В зависимости от конкретных потребностей предполагаются другие варианты выполнения, в которых водонепроницаемое уплотнение не используется.

Фонарь 38 содержит белый светодиод большой мощности, какие предлагает компания Luxeon, Inc., и фокусирующую линзу, какие предлагает компания Fraen Corp. Контроллер питания принимает команды на включение и выключение света и установку требуемой яркости.

Внутренняя оболочка 28 изготовлена из материала, предназначенного для обеспечения экранирования радиоизлучения от электроники, расположенной в полости, при этом удовлетворяя другим требованиям безопасности, включающим противоударные и противопожарные свойства. Внутренняя оболочка содержит не распространяющие горение добавки, обеспечивающие уровень пожаробезопасности «Vo» при тестировании по методике «UL94». В иллюстративном варианте выполнения внутренняя оболочка содержит отформованный полимерный материал, имеющий равномерно распределенные в нем металлические волокна. Была установлена эффективность углеродного волокна с никелевым покрытием, какое предлагает компания Chomerics Plastic Material, Inc., of Wobum, MA, в особенности для экранирования радиоизлучения. Говоря точнее, материал внутренней оболочки содержит термопластическую смолу в количестве примерно от 50% в до 90% от общего веса. Углеродное волокно с никелевым покрытием содержится в количестве примерно от 10 до 40% от общего веса.

Во время работы внутренняя оболочка 28 и поглощает и отражает излучение, обеспечивая эффективное экранирование в диапазоне примерно 70 дБ для частот от 800 МГц до 12 ГГц. Внутренняя оболочка имеет толщину порядка 2 мм. В других вариантах выполнения толщина может быть иной в соответствии с предъявляемыми требованиями.

В соответствии с конкретными требованиями для внутренней оболочки 28 могут быть использованы различные материалы. Например, в некоторых вариантах выполнения внутренняя оболочка может дополнительно содержать углеродное волокно, пластмассу и стекловолокно, по отдельности или в комбинации. Внутренняя оболочка также может обеспечить экранирование радиоизлучения с помощью ламинирования или окраски экранирующим материалом.

Наружная оболочка 30 предназначена для обеспечения существенного сопротивления ударам и в иллюстративном варианте выполнения отформована из сополимерной смолы, какие предлагает компания GE Advanced Materials Plastics под товарными знаками LEXAN®, CYCOLOY®, ULTEM®, XYLEX®. В других вариантах выполнения наружная оболочка может быть изготовлена из различных других материалов, имеющих существенные особенности для соответствующего применения. Например, могут использоваться углеродное волокно и стекловолокно.

Шлем 20 предназначен для использования при занятиях различными видами спорта, такими как, среди прочего, катание на лыжах, езда на велосипеде, водные лыжи. Шлем также может успешно использоваться в других областях деятельности, включая научные исследования, обеспечение правопорядка и военное применение. В иллюстративном варианте выполнения внутренняя оболочка 28 и наружная оболочка 30 прикреплены одна к другой с использованием ультразвуковой сварки для содействия водонепроницаемому уплотнению для защиты электронных компонентов, расположенных в полости. Могут использоваться многие другие соответствующие технологические процессы и способы изоляции. Например, для уплотнения между внутренней и наружной оболочками может быть использована прокладка с силиконовым герметизирующим составом. Рассматриваются и другие варианты выполнения, в которых шлем выполнен в соответствии с требованиями конкретного вида деятельности.

Корпус 22 шлема дополнительно содержит поглощающую удар конструкцию 42 (фиг.3), расположенную между внутренней оболочкой и головой пользователя. В иллюстративном варианте выполнения эта конструкция выполнена из вспененного слоя, покрытого материалом, прикрепленным к внутренней оболочке, однако, могут использоваться многие другие материалы, которые обеспечивают достаточную защиту.

Электронная система

В соответствии с фиг.2-4 подсистемы электронной системы 24 распределены по корпусу 22 шлема. В иллюстративный вариант выполнения входят следующие подсистемы: головной фонарь 38, цифровая камера 40, подсистема 50 электропитания, подсистема 52 системы глобального позиционирования, аудиоподсистема 54, подсистема 56 связи, подсистема 58 центрального контроллера, подсистема 60 передачи изображений и подсистема 62 записи изображений. В некоторых других вариантах выполнения каждая из подсистем может быть расположена в отдельном кожухе. В других вариантах выполнения составные части, составляющие каждую из подсистем, могут быть распределены по шлему, а не расположены в отдельных кожухах или внутри корпуса шлема.

Как наилучшим образом видно на фиг.4, внутренняя оболочка 28 содержит линии сетки, разнесенные примерно на 1 см на ее наружной поверхности. Эта сетка облегчает точный равномерный монтаж подсистем, чем обеспечивается поддержание общей балансировки шлема. В иллюстративном варианте выполнения некоторые составные части выстроены в ряд вдоль осевой линии шлема, включая, например, от передней части к задней цифровую камеру 40, фонарь 38, составные части 53, 52 подсистемы позиционирования и подсистему 62 записи изображений. Однако подсистемы не должны быть ограничены расположением при конкретных иллюстративных вариантах выполнения. Подсистемы могут быть прикреплены с использованием многих различных приемов, например эпоксидной смолы, сварочных гаек, пластмассовых крепежных устройств и тому подобного.

В иллюстративном варианте выполнения устройство 26 дистанционного управления надевается на запястье пользователя и может управлять подсистемами электронной системы. Устройство дистанционного управления содержит цветной дисплей 72, который может отображать интерфейс на основе меню, изображения (снятые цифровой камерой 40), а также карты системы глобального позиционирования. Элементы меню могут быть выбраны с помощью переключателя 74 управления. Устройство дистанционного управления связано со шлемом через приемопередатчик IRDA и может быть подключено к компьютеру, например, для загрузки карт GPS. Устройство дистанционного управления также содержит сенсоры 84 (фиг.8) для отслеживания показателей жизнедеятельности пользователя (например, пульса, насыщения кислородом, температуры тела и других). Данные о показателях жизнедеятельности могут быть выведены на дисплей устройства дистанционного управления и переданы на шлем. Таким образом показатели жизнедеятельности могут быть документированы и переданы через подсистему 56 связи или через подсистему 60 передачи изображений.

В соответствии с фиг.5 и 6 центральный контроллер 58 вырабатывает команды и управляет подачей питания к каждой из подсистем, а также обеспечивает обмен данными между различными подсистемами. Например, данные о местоположении от подсистемы 52 позиционирования могут быть записаны на неподвижные снимки и записи изображений подсистемы 62 изображений. Центральный контроллер связан с устройством 26 дистанционного управления через ИК порт 64. Электронная система также содержит USB порт 66 для взаимодействия с системой и доступа к данным системы. Подробные характеристики и компонентов подсистем детально рассматриваются ниже.

Подсистема связи

В соответствии с фиг.5 и 7 подсистема 56 связи содержит приемопередатчик, процессор и антенну, обеспечивающую 32 радиоканала, действующих в радиусе примерно от 2 до 5 миль, в зависимости от местности. Для увеличения радиуса действия пользователь может подключить наружную антенну через антенный разъем. Например, подсистема связи с подключенной антенной может обеспечить дальность действия, превышающую 20 миль, в зависимости от местности. В других вариантах выполнения антенна, увеличивающая дальность действия, может быть расположена в корпусе шлема. Подсистема связи предназначена для активации голосом, обеспечивая управление без участия рук и автоматическую передачу пусковых сигналов по факту детектирования голосовой активности.

В иллюстративном варианте выполнения подсистема связи содержит радио приемопередатчик, такие как поставляет компания Aerocomm, Inc., of Lenexa, KS (например, модель AC4490) и компания Radiotronix, Inc. Of Moore, OK, и встроенную антенну, такую, как поставляет компания Linx Technologies of Grants Pass, OR and Nearson, Inc. of Springfield, VA. В других вариантах выполнения шлем может включать другие способы связи, например сотовый телефон, спутниковую связь или другие.

Процессор подсистемы связи управляет параметрами приемопередатчика и отслеживает величину сигнала. Выходной аудиосигнал подсистемы связи проходит через процессор подсистемы аудио, который выключает звук подсистемы аудио на то время, пока используется радио. Подсистема связи может изменять выходную мощность в соответствии с необходимостью. Например, высокая выходная мощность может быть использована для обеспечения увеличенной дальности действия, а пониженная выходная мощность может быть использована для экономии ресурса батареи. Сжатие данных, такое как адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ADPCM), может быть использовано для удовлетворения требованиям полосы пропускания с низкой частотой ошибок даже при зашумленной обстановке. Сжатие выполняют при помощи CML микросхем СМХ649 или аналогичных.

Подсистема системы позиционирования

Подсистема 52 системы позиционирования предназначена для приема спутниковых сигналов Глобальной Системы Позиционирования (Global Positioning System, GPS) через антенну GPS, такую, как выпускают компании Aschtech Antenna, Toko America, Nearson, Centurion and Linx). Подсистема системы позиционирования выдает данные о местоположении, включая долготу, широту, высоту, скорость и направление движения. В иллюстративном варианте выполнения могут быть использованы приемники GPS различных производителей, например Xemics (подсистема XE1610-OEMPVT) и Thales Navigation. В других вариантах выполнения подсистема системы позиционирования может быть выполнена для различных других способов позиционирования.

Подсистема изображений

В соответствии с фиг.2 цифровая камера 40 и подсистема 62 записи изображений разнесены друг от друга внутри полости. Камера содержит широкоугольный объектив с неизменным фокусным расстоянием, направленный наружу из второго отверстия 36 наружной оболочки 30 так, что его область обзора начинается спереди шлема. В иллюстративном варианте выполнения камера выполнена с ручной или автоматической регулировкой яркости. Кроме того, цифровая камера может снимать как неподвижные, так и подвижные изображения.

Подсистема 62 записи изображений предназначена для приема от узла камеры данных цифровых изображений и их записи в цифровую память. В иллюстративном варианте выполнения подсистема 62 записи изображений использует формат сжатия данных MPEG4, однако, могут быть использованы многие другие способы записи таких данных, например форматы сжатия MPEG2 и Н264. Подсистема записи изображений также принимает аудиосигнал с выходов наружного микрофона и микрофона пользователя и записывает их на отдельные аудиоканалы.

Записывающее устройство подсистемы 62 записи изображений имеет размеры примерно 5,5 см × 9,5 см × 1,8 см (в дюймах примерно 2,25×3,75×0,70). На практике подсистема записи изображений может производить запись в различных режимах, например в режиме высокого качества и в режиме продолжительной съемки при более низком разрешении или более низких частотах кадров. Данные записанных изображений доступны через порты связи, включая USB порт 66 и беспроводной ИК порт 64 на выбор. В других вариантах выполнения данные могут быть сняты с фотокамеры с помощью съемных запоминающих устройств, таких как память на диске, карты памяти и тому подобное. В иллюстративном варианте выполнения данные изображения загружаются в сжатом формате.

Шлем 20 также имеет возможность получения «живого» изображения и других данных через подсистему 60 передачи изображений. Электронная система 24 может быть выполнена с возможностью хранения уникального идентификационного номера ID шлема и данных о местоположении от подсистемы позиционирования с изображением подсистемы изображений. Таким образом, имея шлем 20, пользователь может тщательно документировать всю деятельность. Кроме этого, используя возможности радиопередачи, такая информация может быть передана другим в режиме реального времени.

Подсистема электропитания

В соответствии с фиг.9 подсистема 50 электропитания содержит три группы аккумуляторов 92, которые по командам могут быть соединены с различными подсистемами. В иллюстративном варианте выполнения используются плоские аккумуляторы с высокой плотностью мощности, например литий-ионные. Контроллер может задавать распределение мощности на основе потребностей и уровней приоритета, определенных для каждой подсистемы. Также контроллер может регулировать использование каждой группы аккумуляторов, например, резервируя одну группу на случай непредвиденных обстоятельств. В иллюстративном варианте выполнения аккумуляторы могут заряжаться от внешнего источника питания или панели солнечных батарей. Также к шлему могут быть подсоединены внешние комплекты аккумуляторов, которые, например, пользователь может носить на поясе.

Подсистема аудио

В соответствии с фиг.5 и 10 размер подсистемы 54 аудио составляет примерно 3,8 см × 4,8 см × 7,5 см (в дюймах примерно 1,5×1,9×3,0), и она может выдерживать удары значительной силы. В иллюстративном варианте выполнения эта подсистема содержит MP3/USB чип, такие, как поставляют компании Micronas, Inc., VLSI, Inc., ST Microelectronics, Inc., Cirrus Logic, Inc., Atmel, Inc. и другие. Подсистема аудио также содержит флэш-память 78.

Подсистема аудио предназначена для воспроизведения аудиофайлов в цифровом формате МРЗ и обеспечивает по меньшей мере четыре часа работы с регулировкой тембра и громкости. В других вариантах выполнения подсистема аудио может быть выполнена для других форматов цифровой записи. Подсистема аудио также предназначена для запоминания предпочтительных тембра и громкости при отключении электропитания системы. При работе выходной аудиосигнал от подсистемы аудио автоматически отключается во время работы подсистемы связи. Аудиофайлы могут быть загружены в цифровую память или через USB порт 66, или через ИК порт 64. Подсистема аудио также может записывать голос и внешние звуки через соответствующие микрофоны.

Из написанного выше должно быть понятно, что настоящее изобретение предлагает шлем, который содержит корпус и размещенную в нем интегрированную электронную систему. В иллюстративном варианте выполнения электронная система обеспечивает пользователя набором удобных функций и может управляться от беспроводного устройства дистанционного управления. Компоненты электронной системы имеют достаточную прочность и малые размеры для использования в шлеме, обеспечивая его малый вес и прочность. Кроме этого, компоненты распределены по шлему, обеспечивая равномерное распределение веса для поддержания общей безопасности. В иллюстративном варианте выполнения изобретения корпус шлема имеет жесткую наружную и внутреннюю оболочку, прикрепленную к наружной так, что между ними образуется полость. Внутренняя оболочка содержит подходящий материал для обеспечения эффективного экранирования пользователя от радиоизлучения электронной системы. Например, внутренняя оболочка может содержать углеродное волокно с никелевым покрытием для обеспечения экранирования. Корпус шлема также содержит поглощающую удар конструкцию, расположенную между внутренней оболочкой и головой пользователя, когда шлем надет.

Несмотря на то, что изобретение было подробно раскрыто со ссылкой только на предпочтительные варианты выполнения, специалисту в данной области будет понятно, что могут быть выполнены многие другие варианты выполнения без выхода за пределы области охраны изобретения. Соответственно, изобретение ограничено только приведенной ниже формулой изобретения.

Шлем с электронной системой содержит корпус, имеющий жесткую наружную оболочку, жесткую внутреннюю оболочку, прикрепленную к наружной оболочке с образованием между ними полости, и поглощающую удары структуру, расположенную между внутренней оболочкой и головой пользователя при надетом шлеме, и интегрированную электронную систему. Последняя имеет микрофон и громкоговоритель и содержит расположенные в указанной полости подсистему цифровых изображений, аккумулятор, подсистему аудио, систему глобального позиционирования, устройство мобильной связи и головной фонарь, ориентированный с обеспечением излучения света перед пользователем, когда шлем надет. Предусмотрен вариант выполнения шлема. Изобретение обеспечивает повышение безопасности пользователя и удобство в эксплуатации. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Шлем с электронной системой, содержащий: корпус, имеющий
(i) жесткую наружную оболочку,
(ii) жесткую внутреннюю оболочку, прикрепленную к наружной оболочке с образованием между ними полости, и
(iii) поглощающую удары структуру, расположенную между внутренней оболочкой и головой пользователя при надетом шлеме, и интегрированную электронную систему, имеющую микрофон и громкоговоритель и содержащую
(i) подсистему цифровых изображений, расположенную в указанной полости между наружной и внутренней оболочками, причем подсистема записи цифровых изображений имеет камеру, установленную так, что ее область обзора начинается от передней стороны шлема, и устройство записи изображений, связанное с камерой и расположенное в задней части полости,
(ii) аккумулятор, расположенный в указанной полости,
(iii) подсистему аудио, расположенную в указанной полости,
(iv) систему глобального позиционирования, расположенную в указанной полости,
(v) устройство мобильной связи, расположенное в указанной полости таким образом, что голова пользователя эффективно экранирована от радиоизлучения внутренней оболочкой, и
(vi) головной фонарь, ориентированный с обеспечением излучения света перед пользователем, когда шлем надет.

2. Шлем по п.1, дополнительно содержащий отдельный центральный контроллер для объединения выполняемых функций каждой из набора систем.

3. Шлем по п.1, дополнительно содержащий беспроводное устройство дистанционного управления, предназначенное для управления подсистемой электронной системы.

4. Шлем по п.1, в котором внутренняя оболочка содержит углеродное волокно с никелевым покрытием, предназначенное для обеспечения экранирования радиоизлучения.

5. Шлем с электронной системой, содержащий:
корпус имеющий наружную оболочку и внутреннюю оболочку и интегрированную электронную систему, имеющую микрофон и громкоговоритель и содержащую
(i) подсистему цифровых изображений, расположенную между наружной и внутренней оболочками корпуса шлема и имеющую камеру, установленную так, что ее область обзора начинается от передней стороны шлема, и устройство записи изображений, связанное с камерой,
(ii) аккумулятор, расположенный между наружной и внутренней оболочками корпуса шлема,
(iii) подсистему аудио, расположенную между наружной и внутренней оболочками корпуса шлема и предназначенную для подачи выходного аудиосигнала на громкоговоритель,
(iv) подсистему позиционирования, расположенную между наружной и внутренней оболочками корпуса шлема и предназначенную для предоставления данных о местоположении, и
(v) подсистему связи, расположенную между наружной и внутренней оболочками корпуса шлема.

6. Шлем по п.5, дополнительно содержащий беспроводное устройство дистанционного управления, предназначенное для управления подсистемой электронной системы.

7. Шлем по п.5, в котором выбранные компоненты электронной системы расположены в кожухах, прикрепленных к корпусу шлема.

8. Шлем по п.5, дополнительно содержащий несколько кожухов, которые прикреплены к корпусу шлема и каждый из которых предназначен для крепления соответствующих компонентов электронной системы.

9. Шлем по п.5, в котором подсистема цифровых изображений дополнительно содержит передатчик изображений, связанный с камерой и установленный в задней части полости.

10. Шлем по п.7, в котором электронная система выполнена с возможностью передачи в реальном времени данных изображений, аудиоданных и данных о местоположении через передатчик изображения.

11. Шлем по п.5, в котором корпус шлема содержит соответствующий материал, предназначенный для обеспечения экранирования пользователя от радиоизлучения.

12. Шлем по п.11, в котором корпус шлема содержит углеродное волокно с никелевым покрытием, предназначенное для обеспечения экранирования пользователя от радиоизлучения.