一种头戴式智能设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种头戴式智能设备，通过在弧状的本体上表面设置能够将光能转化为电能的供电模块，为该头戴式智能设备供电，一方面，在出差、长途旅行等无法及时为头戴式智能设备从外部补充电力的情况下，仍然可以依靠供电模块为该头戴式智能设备供电，从而实现头戴式智能设备自供电，不再受到外接电源或电池的限制，使用更为方便；另一方面，也可以有效利用光能，实现节能减耗。
【专利说明】
一种头戴式智能设备
技术领域
[0001]本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种自供电的头戴式智能设备。
【背景技术】
[0002]智能设备(IntelligentDevice)是指任何一种具有计算处理能力的设备、器械或者机器。智能设备具有情境感知、设备协作等功能，可捕获、分析多个对象之间的关系并做出响应，以及通过协调不同设备提供的服务，整合已有的可用服务的功能，构造功能更为丰富的新的组合服务。
[0003]随着计算机技术的发展，便携式智能设备，例如头戴式智能设备，已广泛应用于日常生活当中，与人们的工作和生活的关系日益紧密。
[0004]但是现有的头戴式智能设备无法自供电，通常需要外接电源或电池供电，一方面，在出差、长途旅行等不方便充电的情况下，无法及时为头戴式智能设备从外部补充电力，给用户的使用带来不便;另一方面，利用电池或外接电源为头戴式智能设备供电不环保，无法实现资源合理利用。
[0005]因此，亟需一种头戴式智能设备以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种头戴式智能设备，用以至少部分解决现有的头戴式智能设备无法自供电的问题。
[0007]本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案:
[0008]本发明提供一种头戴式智能设备，包括弧状的本体，还包括供电模块，所述供电模块设置于本体的上表面，用于将光能转化为电能，并为所述头戴式智能设备提供电能。
[0009]优选的，所述供电模块为柔性光伏发电装置。
[0010]优选的，所述柔性光伏发电装置包括:第一电极、第二电极和PN结，所述PN结设置在所述第一电极和第二电极之间，第二电极固定于所述本体的上表面。
[0011]优选的，所述PN结包括:P型半导体和N型半导体，N型半导体邻近所述第二电极；
[0012]所述柔性光伏发电装置还包括用于提高可见光谱的光吸收率的修饰层，所述修饰层设置于所述P型半导体与第一电极之间。
[0013]优选的，所述第一电极、第二电极、P型半导体和N型半导体采用柔性可挠曲材料制成。
[0014]进一步的，所述头戴式智能设备还包括动作感知模块、控制模块、用于按摩的按摩模块和用于产生振动的提醒模块，所述动作感知模块和控制模块设置于所述本体内，所述按摩模块和提醒模块突出设置于所述本体的内表面；
[0015]所述动作感知模块用于，检测佩戴所述头戴式智能设备的用户的头部运动参数，并将所述头部运动参数发送至所述控制模块；
[0016]所述控制模块用于，根据所述头部运动参数和所述按摩模块的状态，启动或停止所述按摩模块，或者，根据所述头部运动参数启动所述提醒模块。
[0017]优选的，所述头部运动参数包括:运动方向、偏转角和加速度；
[0018]所述控制模块具体用于，当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第一动作，且当前所述按摩模块关闭时，启动所述按摩模块；当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第一动作，且当前所述按摩模块开启时，停止所述按摩模块;或者，当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第二动作，且预设时长内第二动作的次数大于或等于预设的阈值时，启动所述提醒模块。
[0019]优选的，所述按摩模块和提醒模块用于产生振动，所述提醒模块产生的振动频率大于按摩模块产生的振动频率。
[0020]进一步的，所述头戴式智能设备还包括无线通信模块和骨传导模块，所述无线通信模块设置于所述本体的外表面，用于根据所述控制模块的指示，与所述用户的移动终端建立连接，并接收所述移动终端发送的音频文件；
[0021 ]所述骨传导模块设置于所述本体的内表面，用于播放所述音频文件，将音频文件的声音电波信号转换为振动信号，并将所述振动信号通过所述用户的头骨传至听觉神经。
[0022]进一步的，所述控制模块还用于，当所述用户的移动终端接收到来电，且所述移动终端与本设备已建立连接时，开启所述提醒模块。
[0023]进一步的，所述头戴式智能设备还包括第一交互模块，所述第一交互模块用于，接收所述用户的第一指示；
[0024]所述控制模块还用于，根据所述第一指示开启骨传导模块。
[0025]进一步的，所述头戴式智能设备还包括第二交互模块，所述第二交互模块用于，接收所述用户的第二指示；
[0026]所述控制模块还用于，当所述移动终端与本设备已建立连接时，根据所述第二指示，指示所述移动终端告警。
[0027]进一步的，所述头戴式智能设备还包括图像和声音采集模块，所述图像和声音采集模块设置于所述本体的上表面，用于采集图像和声音信息；
[0028]所述控制模块还用于，根据所述第二指示开启所述图像和声音采集模块，并将采集到的图像和声音信息通过所述无线通信模块发送至所述用户的移动终端，以使所述用户的移动终端将所述图像和声音信息上传至云端服务器。
[0029]本发明能够实现以下有益效果:
[0030]本发明提供的头戴式智能设备通过在弧状的本体上表面设置能够将光能转化为电能的供电模块，为该头戴式智能设备供电，一方面，在出差、长途旅行等无法及时为头戴式智能设备从外部补充电力的情况下，仍然可以依靠供电模块为该头戴式智能设备供电，从而实现头戴式智能设备自供电，不再受到外接电源或电池的限制，使用更为方便;另一方面，也可以有效利用光能，实现节能减耗。
【附图说明】
[0031]图1为本发明的智能设备的模块结构示意图；
[0032]图2为本发明的智能设备为发带时的结构示意图；
[0033]图3为本发明的柔性光伏发电装置的结构示意图。
[0034]图例说明:
[0035]1、本体2、供电模块3、动作感知模块
[0036]4、控制模块5、按摩模块6、提醒模块
[0037]7、微机电系统8、骨传导模块9、无线通信模块
[0038]10、第一交互模块n、第二交互模块21、第一电极
[0039]22、第二电极23、PN结24、修饰层
[0040]231、P型半导体232、N型半导体81、骨传导振子[0041 ]82、音频放大器83、麦克风
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]以下结合图1和图2，详细说明本发明的技术方案。
[0044]本发明提供一种头戴式智能设备，如图1和图2所示，所述头戴式智能设备包括弧状的本体I，还包括供电模块2，供电模块2设置于本体I的上表面，用于将光能转化为电能，并为所述头戴式智能设备提供电能。
[0045]具体的，供电模块2通过稳压电路为头戴式智能设备的各个元器件供电，稳压电路的内部结构和原理属于现有技术，在此不再赘述。
[0046]本发明提供的头戴式智能设备通过在弧状的本体上表面设置能够将光能转化为电能的供电模块，为该头戴式智能设备供电，一方面，在出差、长途旅行等无法及时为头戴式智能设备从外部补充电力的情况下，仍然可以依靠供电模块为该头戴式智能设备供电，从而实现头戴式智能设备自供电，不再受到外接电源或电池的限制，使用更为方便;另一方面，也可以有效利用光能，实现节能减耗。
[0047]需要说明的是，本发明的头戴式智能设备可以为发带或发箍，但不限于发带或发箍，在本发明实施例中，以发带为例进行详细说明。
[0048]由于发带是用于固定头发的，因此通常具有一定的弹性，即本体I可以采用弹性塑料制成，能够根据佩戴者的头形进行调整。
[0049]为了与本体I牢固连接，并兼顾美观和实用性，优选的，供电模块2可以为柔性光伏发电装置，能够与弧状的本体I完全贴合。
[0050]以下结合图3对供电模块的结构进行详细说明。如图3所示，所述柔性光伏发电装置包括:第一电极21、第二电极22和PN结23，PN结23设置在第一电极21和第二电极22之间，第二电极22固定于本体I的上表面。也就是说，第二电极22邻近头戴式智能设备的本体1，第二电极22的下表面与本体I的上表面固定连接。
[0051 ] PN结23包括:P型半导体231和N型半导体232，N型半导体232邻近第二电极22。也就是说，如图3所示，P型半导体231设置在上方，N型半导体232设置在下方。
[0052]由于头戴式智能设备的工作环境既包括室内也包括户外，当头戴式智能设备在室内工作时，可能无法接触到充足阳光，为了保证能够为头戴式智能设备正常供电，本发明在所述柔性光伏发电装置内增加了用于提高可见光谱光吸收率的结构。具体的，如图3所示，所述柔性光伏发电装置还可以包括修饰层24，用于提高可见光谱的光吸收率，修饰层24设置于P型半导体231与第一电极21之间。
[0053]优选的，修饰层24可以选用二氧化钛或氧化锌材料制成，用以进一步提高整体器件的光电转换效率。
[0054]需要说明的是，供电模块2(即柔性光伏发电装置)可以设置于本体I的顶部并沿本体I略向两侧延伸，供电模块2的面积由所选用元器件的光电转换效率确定。如果选用发电效率较低(例如发电效率小于10%甚至更低)的元器件，则供电模块2可覆盖整个头戴式智能设备一半以上的表面积，以保证提供充足电力。如果选用发电效率较高(例如发电效率大于20%)的元器件，则供电模块2所占面积约为本体I表面积的20%。
[0055]优选的，第一电极21、第二电极22、P型半导体231和N型半导体232可以采用柔性可挠曲材料制成，能够随着本体I的形状变化而变化。
[0056]以P-N结光伏器件为例，为达到柔性轻薄的特点，可以采用柔性可挠曲的材料进行器件的加工，例如P型半导体231可以采用碳纳米管薄膜，N型半导体232可以采用纳米硅薄膜。第二电极22可以选用铝等低功函的材料制成。第一电极21可以采用高功函的材料制成，例如ITO薄膜(铟锡氧化物半导体透明导电膜)，当然，第一电极21也可与透过率较高(例如Tr>90 % )的碳纳米管薄膜复用。
[0057]进一步的，结合图1和图2所示，所述头戴式智能设备还可以包括动作感知模块3、控制模块4、用于按摩的按摩模块5和用于产生振动的提醒模块6，动作感知模块3和控制模块4设置于本体I内，按摩模块5和提醒模块6突出设置于本体I的内表面，能够与佩戴所述头戴式智能设备的用户的头部接触。
[0058]动作感知模块3用于，检测佩戴所述头戴式智能设备的用户的头部运动参数，并将所述头部运动参数发送至控制模块4。
[0059]控制模块4用于，根据所述头部运动参数和按摩模块5的状态，启动或停止按摩模块5，或者，根据所述头部运动参数启动提醒模块6。
[0060]优选的，所述头部运动参数可以包括:运动方向、偏转角和加速度。动作感知模块3选用现有的角运动检测装置实现，例如可以包括:陀螺仪和加速度传感器。
[0061]结合图1和图2所示，控制模块4通过微机电系统7与按摩模块5和提醒模块6相连，并通过微机电系统7控制按摩模块5和提醒模块6。微机电系统7的具体结构及工作原理属于现有技术，在此不再赘述。
[0062]优选的，控制模块4具体用于，当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第一动作，且当前按摩模块5关闭时，启动按摩模块5;当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第一动作，且当前按摩模块5开启时，停止按摩模块5;或者，当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第二动作，且预设时长内第二动作的次数大于或等于预设的阈值时，启动提醒模块6。
[0063]第一动作可以是左右方向的摇头动作，第二动作可以是前后方向的点头和/或仰头动作。
[0064]控制模块4能够运用头部模型算法快速识别佩戴所述头戴式智能设备的用户的头部动作，当判断出所述用户做摇头动作，且当前按摩模块5为关闭状态时，启动按摩模块5，用以对用户的头部进行按摩。当判断出用户做摇头动作，且当前按摩模块5为开启状态时，关闭按摩模块5，用以停止对用户的头部进行按摩。当佩戴所述头戴式智能设备的用户感到疲劳时，只需简单地做出摇头动作，即可启动按摩功能，以使按摩模块5对大脑皮层进行舒缓的按摩，当希望停止按摩时，所述用户再次做出摇头动作即可，从而实现通过摇头动作控制开启或关闭按摩功能，无需手动控制，解放双手，尤其是在用户双手被占用的情况下，使用更为方便。
[0065]当控制模块4判断出所述用户做点头和/或仰头动作，且点头和/或仰头动作的频率达到预设的条件时，说明此时佩戴所述头戴式智能设备的用户当前处于瞌睡困乏状态，此时控制模块4启动提醒模块6，以使提醒模块6持续振动预设时长(例如持续震动10-30秒)，用以向所述用户的头部发出急促的交替振动刺激，使其迅速清醒。在需要精神高度集中的场景下，例如司机夜间行车时，本发明的头戴式智能设备可以监测用户的瞌睡行为，并及时做出干预，从而保证用户的生命安全。
[0066]需要说明的是，启动提醒模块6的条件可以由用户根据应用场景的不同自行设定，例如，可以设置为2次/分钟，即控制模块4判断出用户在I分钟内做出了2次以上的点头和/或仰头动作时，启动提醒模块6，可以避免用户无意的行为误触发启动模块6。
[0067]按摩模块5和提醒模块6均用于产生振动，可以为振子，提醒模块6产生的振动频率大于按摩模块5产生的振动频率。按摩模块5也可用于转动，例如为具有转动和振动功能的技摩头。
[0068]优选的，按摩模块5和提醒模块6可以设置为多个，各提醒模块6均匀环绕设置在本体I的内表面。在本发明实施例中，如图2所示，按摩模块5为2个，提醒模块6为4个。优选的，按摩模块5的位置可以与佩戴头戴式智能设备时使用者头部的穴位相对应，这样可以实现保健功效并增强按摩效果。
[0069]进一步的，所述头戴式智能设备还可以包括无线通信模块9和骨传导模块8，无线通信模块9设置于本体I的外表面，用于根据控制模块4的指示，与所述用户的移动终端建立连接，并接收所述移动终端发送的音频文件。优选的，无线通讯模块9可以与头戴式智能设备的用户的移动终端通过蓝牙方式建立连接。
[0070]骨传导模块8设置于本体I的内表面，用于播放所述音频文件，将音频文件的声音电波信号转换为振动信号并将所述振动信号通过所述用户的头骨传至听觉神经。
[0071]如图1所示，骨传导模块8可以包括:骨传导驱动芯片(图中未绘示)、骨传导振子81、音频放大器82、麦克风83。骨传导驱动芯片连接驱动骨传导振子81，音频放大器82与麦克风83连接，将声音电波信号进行放大处理后输送至麦克风83，骨传导振子81接收声音电波信号并转换为振动信号，振动信号振动头骨，从而通过固体传播方式传入大脑听觉神经，实现声音的传递。
[0072]需要说明的是，声音电波信号与动作感知模块3输出的头部运动参数通过多路选择器MUX与控制模块4相连，实现信号切换。
[0073]进一步的，控制模块4还用于，当所述用户的移动终端接收到来电，且所述移动终端与本设备(即头戴式智能设备)已建立连接时，开启提醒模块6以提醒用户接听来电。
[0074]进一步的，如图2所示，所述头戴式智能设备还可以包括第一交互模块10，第一交互模块10用于，接收所述用户的第一指示。
[0075]控制模块4还用于，根据所述第一指示开启骨传导模块8。
[0076]第一交互模块10设置在本体I的外表面，优选设置于本体I对应耳部位置的外侧，可以为触摸屏。所述第一指示可以为轻触触摸屏，在所述头戴式智能设备与用户的移动终端已建立连接的情况下，佩戴所述头戴式智能设备的用户通过轻触触摸屏开启骨传导模块8，此时用户可以通过骨传导模块8收听移动终端的音乐。在所述头戴式智能设备与用户的移动终端已建立连接且移动终端接收到来电的情况下，提醒模块6发出振动提醒，用户轻触触摸屏开启骨传导模块8，并通过骨传导模块8接听来电。
[0077]由于女性是社会弱势群体，深夜走在行人稀少的大街上，经常会面临危险。而拿出手机求救的动作太过明显，容易被发觉，而且通常的防身手段，例如防狼喷雾剂，在使用上存在局限性而无法充分发挥防身效果。为了解决上述问题，本发明的头戴式智能设备还增加了危险求助和报警功能。
[0078]具体的，如图2所示，所述头戴式智能设备还包括第二交互模块11，第二交互模块11用于，接收所述用户的第二指示。控制模块4还用于，当所述移动终端与本设备已建立连接时，根据第二指示，指示所述移动终端告警。
[0079]需要说明的是，第一指示、第二指示与所述声音电波信号和头部运动参数通过多路选择器与控制模块4相连，实现信号切换。
[0080]第二交互模块11设置在本体I的外表面，优选设置于本体I对应耳部位置的外侧，与第一交互模块10相对设置，第二交互模块11可以为触摸屏。在本发明实施例中，如图1所示，第一交互模块10设置于本体I上右耳位置的外侧，第二交互模块11设置于本体I上左耳位置的外侧。
[0081]在所述头戴式智能设备与用户的移动终端已建立连接的情况下，一旦所述用户发现遇到危险，只需轻触第二交互模块11向控制模块4发送第二指示，由控制模块4指示移动终端告警。具体的，移动终端可以将用户当前所在位置信息发送至警方报警平台，或者，拨打预存的电话以通知家人或警方。
[0082]为了留存证据，便于警方侦破案件，本发明的头戴式智能设备还具有录音录像功能，可以将案发时的图像和声音信息记录下来。
[0083]如图2所示，所述头戴式智能设备还包括图像和声音采集模块12，图像和声音采集模块12设置于本体I的上表面，用于采集图像和声音信息。
[0084]控制模块4还用于，根据第二指示开启图像和声音采集模块12，以激活录音和摄像功能，并将采集到的图像和声音信息通过无线通信模块9发送至所述用户的移动终端，以使所述用户的移动终端将图像和声音信息上传至云端服务器，从而为警方破案提供证据。
[0085]本发明的头戴式智能设备具有音乐播放、刺激按摩，振动提醒等功能。在家使用时，可以在洁面时收拢乱发，可边洁面边美容边收听音乐，还可接听电话，完全释放双手。工作时若感到困乏或者疲累，可开启按摩功能对大脑皮层进行按摩促进血液循环。提醒功能能够保证用户处于清醒或高度集中精神的状态。当女性用户外出时，一旦遭遇危险还可以及时向有关部门或联系人告警，保证人身安全。
[0086]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种头戴式智能设备，包括弧状的本体，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块设置于本体的上表面，用于将光能转化为电能，并为所述头戴式智能设备提供电能。2.如权利要求1所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述供电模块为柔性光伏发电装置。3.如权利要求2所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述柔性光伏发电装置包括:第一电极、第二电极和PN结，所述PN结设置在所述第一电极和第二电极之间，第二电极固定于所述本体的上表面。4.如权利要求3所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述PN结包括:P型半导体和N型半导体，N型半导体邻近所述第二电极； 所述柔性光伏发电装置还包括用于提高可见光谱的光吸收率的修饰层，所述修饰层设置于所述P型半导体与第一电极之间。5.如权利要求3所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述第一电极、第二电极、P型半导体和N型半导体采用柔性可挠曲材料制成。6.如权利要求1-5任一项所述的头戴式智能设备，其特征在于，还包括动作感知模块、控制模块、用于按摩的按摩模块和用于产生振动的提醒模块，所述动作感知模块和控制模块设置于所述本体内，所述按摩模块和提醒模块突出设置于所述本体的内表面； 所述动作感知模块用于，检测佩戴所述头戴式智能设备的用户的头部运动参数，并将所述头部运动参数发送至所述控制模块； 所述控制模块用于，根据所述头部运动参数和所述按摩模块的状态，启动或停止所述按摩模块，或者，根据所述头部运动参数启动所述提醒模块。7.如权利要求6所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述头部运动参数包括:运动方向、偏转角和加速度； 所述控制模块具体用于，当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第一动作，且当前所述按摩模块关闭时，启动所述按摩模块；当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第一动作，且当前所述按摩模块开启时，停止所述按摩模块；或者，当根据运动方向、偏转角和加速度判断所述用户所做动作为第二动作，且预设时长内第二动作的次数大于或等于预设的阈值时，启动所述提醒模块。8.如权利要求6所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述按摩模块和提醒模块用于产生振动，所述提醒模块产生的振动频率大于按摩模块产生的振动频率。9.如权利要求6所述的头戴式智能设备，其特征在于，还包括无线通信模块和骨传导模块，所述无线通信模块设置于所述本体的外表面，用于根据所述控制模块的指示，与所述用户的移动终端建立连接，并接收所述移动终端发送的音频文件； 所述骨传导模块设置于所述本体的内表面，用于播放所述音频文件，将音频文件的声音电波信号转换为振动信号，并将所述振动信号通过所述用户的头骨传至听觉神经。10.如权利要求9所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述控制模块还用于，当所述用户的移动终端接收到来电，且所述移动终端与本设备已建立连接时，开启所述提醒模块。11.如权利要求10所述的头戴式智能设备，其特征在于，还包括第一交互模块，所述第一交互模块用于，接收所述用户的第一指示； 所述控制模块还用于，根据所述第一指示开启骨传导模块。12.如权利要求11所述的头戴式智能设备，其特征在于，还包括第二交互模块，所述第二交互模块用于，接收所述用户的第二指示； 所述控制模块还用于，当所述移动终端与本设备已建立连接时，根据所述第二指示，指示所述移动终端告警。13.如权利要求12所述的头戴式智能设备，其特征在于，还包括图像和声音采集模块，所述图像和声音采集模块设置于所述本体的上表面，用于采集图像和声音信息； 所述控制模块还用于，根据所述第二指示开启所述图像和声音采集模块，并将采集到的图像和声音信息通过所述无线通信模块发送至所述用户的移动终端，以使所述用户的移动终端将所述图像和声音信息上传至云端服务器。
【文档编号】G06F3/01GK106020483SQ201610371571
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】季春燕
【申请人】京东方科技集团股份有限公司