一种模块化智能装置的制作方法

本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种模块化智能装置。

背景技术：

背景技术1：2019~2020这场新冠肺炎疫情引发全国动荡，波及世界，至今仍然处于激烈的战斗之中，抗疫防疫有几大主要手段：人员隔离、戴口罩、测体温、勤洗手消毒。所以疫情期间，口罩卖断货，另外热销的有酒精喷雾瓶和高精度耳温额温枪、红外线测温仪、呼吸机等。几乎所有的区域、地段出入口都有人用测温枪测量体温以便筛查病毒感染者，但那是政府行为，其实我们个人想实时知道自己的体温作为防疫卫生保健手段的话，这种仪器显然不合用。至于普通的口罩，由于是有一对弹性绳勒在耳朵上，久戴会引起耳根不适、胀痛，n95口罩是勒头与脖子的，但是人头有大有小，不同的人佩戴感受也不一样。一场疫情，让抗疫产品大热，而且将长期化，毕竟人们会更加重视保健卫生。

背景技术2：这次疫情中死亡的案例故然多数是因为肺炎不治，但也有许多是与肺部病毒感染无关的，有为抗疫奋战过度劳累引发脑血管意外或心脏病发作的，有压力过大抑郁自杀的……那么，对脑部健康的监察，对血压的监控，对作息的督促甚至对情绪的管控，都是生命的重要守护者。头部，才是生命中枢呀。

背景技术3：作为智能手机的重要配件之一的智能手环（或者手表）已经诞生多年。智能手环是一种穿戴式智能设备。代替手表看时间仅仅是最简单的功能，通过智能手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipodtouch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。它可以说是一款高档的计步器，具有普通计步器的一般计步和测量距离、热量、脂肪等功能，同时还具有睡眠监测、高档防水、蓝牙4.0数据传输、疲劳提醒等特殊功能。智能手环作为备受用户关注的科技产品，其拥有的强大功能正悄无声息地渗透和改变人们的生活。其内置的电池可以坚持10天以上，振动马达非常实用，简约的设计风格也可以起到饰品的装饰作用。但是，目前某些手环甚至可以测量血压，唯一不能做的最重要而且是基础卫生保健功能正是测量体温，因为目前快捷的体温测量是以红外线测量技术为基础的。而且手环原则上需要与智能手机蓝牙链接才能数据同步，进入手机app计算。还有一个衍生产品是腕表式无线电话，因为其外音播放式的通话这一先天弱点，之前主要面向于儿童手表电话，防范孩子走丢。所以，手环产品发展的掣肘主要原因是手环体量非常小，可以安置的电子包括感应探测元器件非常有限，在功能强大多元与佩戴轻便之间存在根本性矛盾。

背景技术4：柔性液晶屏已经技术成熟并且量化生产。也有厂家通过较大面积曲面屏的带入想做智能手机式的手环，但很显然，实际体验好不到哪里去，关键它想符合大人的通话要求依然需要配无线耳机，不然毫无隐私可言。

背景技术5：手环也有设计成与蓝牙耳机两用的，例如华为，但那个弹性橡胶耳帽伸缩度有限，易掉，作为蓝牙耳机使用的体验差强人意；耐用性更是不敢恭维，一般两三年就会老化开裂。目前这种设计基本不被市场接纳。

背景技术6：智能手机近年出现了取消3.5mm耳机孔的一股潮流，提倡消费者使用无线耳机，无线耳机因此出现了新一轮发展高潮，精彩纷呈。其中包含了免耳塞的挂耳式（不入耳）设计，而且做得已经很轻薄，当然的，无线耳机的下方端口内置了麦克风。

背景技术7：手机上的各种软件服务，多数是基于视觉为主的，所以开发设计这类软硬件产品时，都在屏幕显示上煞费苦心；当然，视频、游戏、导航等是影音同步的，而微信为什么成为通讯的主流方式，主要是因为它免费，也同时是因为它视觉、听觉双馨，发红包发邮件扫码支付也不在话下；有些资讯它却是纯听觉的，像mp3、收音机，现在还有喜马拉雅这种广播性质的app，但显然，用手机来听声音就没有多好的体验：如果不戴耳机来听音乐也绝对不是什么美妙享受，因为多数的手机都不会设立体声；手持手握长时间通电话更是累人的事情，还占用了手；恶劣危险路况下，听语音导航往往比扭头看屏幕完全；手机听收音机就是更是个鸡肋功能……不含电话功能的手环上的服务就只能是视觉与震动播报了，可实际上报时（闹钟）、报告步数、消耗卡路里、脂肪量、心率也完全可以声音来播报的，还减免了低头抬手腕看手环这个多余的动作。

背景技术8：帽式的无线耳机甚至是帽式的无线电话相关专利已经有人申请，但超过10年历史也未见使用该专利的产品面市，是因为过往的电子帽专利技术既没有解决好输入方法，例如在帽檐上设置键盘这种输入体验也太冏；又没有解决好输出方法，那就是耳机方案——如果是挂绳式耳塞就太难看，如果是帽环上的外放喇叭距离耳朵远，隐私性不强，自己能听到，身边的人也能听到了；最后一条，单一的语音功能让这种产品缺乏对消费者的吸引力，还不如使用普通的耳机。

背景技术9：对讲机的英文名称是twowayradio，它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，适用于相对固定且频繁通话的场合。对讲机有三大类：模拟对讲机、数字对讲机、ip对讲机。

对讲机都是传统的“大哥大”的款式，使用时占用一手持机，讲话时按下广播键将对讲机底部麦克风凑到嘴边，接收的声音就通过外音喇叭播放，周边人都能听到，如果需要隐私地放，就需要配备对讲机耳机。但讲话依然需要去按耳机上的播音键。纯语音的通讯却牢牢占用一支手，其实整体上讲使用体验不符合人机工学，在双手使用器械或者双手操作，例如工地、军事、户外拓展、骑行等场合就非常不方便。而且对讲机的专业对讲机通讯距离在3-10公里内。民用对讲机一般的通话距离较短，（空旷地3公里）是国家批准无须执照就可以使用的无线通讯设备。商用对讲机通话距离在800米至8公里之间。一般通讯距离在2-3公里以内的可以视为短距离通讯，对于个人用户，可以选购民用对讲机。这就是对讲机的距离约束。

背景技术10：无论是传统的闹钟，还是手机上的闹钟，都是外放喇叭播音，那么它就有个致命伤：一个人要早起，会把场所内的人一起吵醒，例如夫妻，甚至还有睡在一起的婴儿，或者公共场合（午休）、集体宿舍，解决的办法是调震动，但依然容易震醒旁边的人。

背景技术11：现代生活，智能手机貌似功能万千、生活必备，在双手需要使用器械或者紧张忙碌操作时，它的使用就很鸡肋；而且对于盲人与无手的残疾人来说是百无一用。

背景技术12：模块化设计在台式电脑（兼容机）中最体现得最淋漓尽致：机箱、电源、主板、cpu、内存、硬盘、显卡、网卡、光驱、键鼠、显示器等等，甚至连电脑系统，都可以自由选择、任意组合，实现各取所需。这才形成了台式电脑（兼容机）各部件开发的琳琅满目，百花齐放，市场无比繁荣。

综上所述，基于疫情与人类日益增加的医护保健需求，以及特殊场合特殊人群的通讯需求，一种戴在头上，资讯播报以语音作为主要手段的电子产品就存在迫切需求了。

技术实现要素：

本发明提供了一种模块化智能装置，包括帽体、帽檐、眼镜、口罩模块，所述帽体设有蓄电池、主机模块、生理监测感应器、控制键，所述主机模块包括天线、通信及定位模块，所述主机模块与所述生理监测感应器相连；所述帽体还设有卷齿带式的收紧机构，所述收紧机构用微型马达智能驱动，以使帽体适合不同大小的脑袋；所述帽体还设有耳机，所述耳机具有电动升降功能，并配备智能感应功能合理升降；通过所述蓄电池为用电设备进行供电。

所述帽檐以可拆装的方式与所述帽体相连，所述帽檐设有屏幕，该模块化智能装置还包括红外线测温仪，所述红外线测温仪以可拆装的方式与所述帽檐相连。

所述眼镜以可拆装的方式安装于所述帽檐下方。

所述口罩模块以可拆装的方式安装于所述眼镜下方，所述口罩模块设有可更换的一次性过滤膜。

作为本发明的进一步改进，所述生理监测感应器安装于所述帽体前端，所述蓄电池安装于所述帽体后端，所述控制键包括电源开关、灯光开关、体温测量按钮、音量调节旋钮。

作为本发明的进一步改进，该模块化智能装置还包括环境温度传感器和负离子发生器，所述环境温度传感器安装在所述帽体上，所述主机模块分别与所述负离子发生器、所述环境温度传感器相连。

作为本发明的进一步改进，该模块化智能装置预装定制化的电脑操作系统、各款强化语音服务的卫生、保健、运动、天气app，具有纯语音化的网聊app软件与短信，从而进行语音通话。当然还可以有mp3、收音机等娱乐app，甚至特意为盲人定制的导航软件。

作为本发明的进一步改进，该模块化智能装置还包括太阳能模块，所述太阳能模块以可拆装的方式安装于所述帽体顶部，所述太阳能模块用于对用电设备进行供电。

作为本发明的进一步改进，所述屏幕为曲面屏，所述曲面屏包括仰视副屏和触摸屏，所述仰视副屏设于帽檐前沿的窄边位置处，所述触摸屏设于所述帽檐底面，所述仰视副屏用于数据显示，所述触摸屏用于操作控制。

作为本发明的进一步改进，所述帽檐以可拆装方式安装有摄像头模块、led照射灯、测距仪模块。

作为本发明的进一步改进，所述眼镜包括但不限于太阳镜、护目镜、vr眼镜。

作为本发明的进一步改进，所述口罩模块具有透气孔，配可更换过滤膜，所述口罩模块内部设有风扇和麦克风，所述主机模块分别与所述风扇和所述麦克风相连；所述口罩模块设有松紧带，松紧带402同样是模块化，设活动扣方便摘与戴，可更换不同长度的松紧带402，以便于适合不同粗细脖子实现舒适度。

作为本发明的进一步改进，所述口罩模块设有输氧接口。

本发明的有益效果是：本发明采用模块化的设计，可以根据用户的需求进行组装，不仅使用方便，而且能够全方位监测用户的身体状况，尤其是头部的多项健康指数，为日常卫生、保健、运动的私人管理甚至远程问诊提供语音为主的服务，为疫情防控提供了极大的便利。同时提供了无距离限制的多方纯语音通讯聊天服务，可替代对讲机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的分解结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明公开了一种模块化智能装置，包括帽体100、帽檐200、眼镜300、口罩模块400，所述帽体100设有蓄电池101、主机模块、生理监测感应器、控制键，所述主机模块包括天线、通信及定位模块，所述主机模块与所述生理监测感应器相连；所述帽体100还设有卷齿带式的收紧机构102，所述收紧机构102用微型马达智能驱动，以使帽体100适合不同大小的脑袋；所述帽体100还设有耳机103，所述耳机103具有电动升降功能；通过所述蓄电池101为用电设备进行供电。

所述帽檐200以可拆装的方式与所述帽体100相连，所述帽檐200设有屏幕，该模块化智能装置还包括红外线测温仪，所述红外线测温仪以可拆装的方式与所述帽檐200相连。

所述眼镜300以可拆装的方式安装于所述帽檐200下方。

所述口罩模块400以可拆装的方式安装于所述眼镜300下方，所述口罩模块400设有可更换的一次性过滤膜401。

蓄电池101优选锂电池，可充电，蓄电池101位于帽体100后端（耳朵后方）以平衡前后重量。

主机模块是一个计算机模块，设计在帽体中，自带天线、通信及定位模块，通信及定位模块包括蓝牙系统、卫星定位等等。所述主机优选通过无sim卡方案接入无线通讯网络。由于长度体积比手环大了n倍，布置元器件充裕得多。据此，本发明已经区别于手环作为手机配件的性质，而实现独立于手机之外工作。

生理监测感应器安装于所述帽体100前端，即生理监测感应器在额头处贴肤设置，犹如手环的底部感应器，用于测量心率、血压等。至于脑电波监测等模块按医学原理进行设置。环境温度传感器用于得到实时环境温度数据。

所述帽体100还设有卷齿带式的收紧机构102，所述收紧机构102用微型马达智能驱动，以使帽体100适合不同大小的脑袋，在需要测量血压时可以自动松紧以达到测量血压的功能，这是本发明的核心创新点。

在帽体100靠近蓄电池101位置设置type-c端口，端口可以随科技进步升级，用于数据与电力传输。

所述帽体100还设有耳机103，所述耳机103具有电动升降功能，并配备智能感应功能合理升降。耳机103降下时，耳机103不入耳但能听到声音，由于贴近耳朵，拥有了挂耳式不入耳耳机功效，作为智能“头环”各种保健功能以及体温、闹钟的语音播报途径。不使用语音时耳机103是上升隐藏入帽体100内的。这是本发明的另一核心创新点。所以，通过蓝牙功能，本发明也可以作为手上智能手机的蓝牙耳机，技术优于过往专利与现有的耳机行业。

在充分考虑人机工学的基础上，该模块化智能装置也可以佩戴着入睡，甚至边听催眠曲边入睡，所以本发明不但可以检测人体睡眠，加上负离子功能，还可以作为失眠症的辅助治疗工具。关键的，其私人播音闹钟功能可以避免吵醒身边的人，这是本发明的又一核心创新点。

本发明安装强化语音使用的电脑操作系统，只安装运动健康相关的app以及以语音为主的应用app，但运动计算并且储存步数就直接进入app。

开发涉及智能头环mcu数据指令到蓝牙ic的传输、蓝牙到app的数据通信协议、app到手机内部的通信调试逻辑实现、app数据到云端服务器的数据库算法设计等一系列的开发，让体温检测融入到防疫卫生保健管理软件系统中，甚至可以实时向政府卫生管理系统报备。这是远端传输，而同时可以开发本地康健管理app，根据相关数值分析、诊断，从而提醒用户该喝水、该吃药、该去医院、该休息、该运动等等，对于防范脑溢血等心脑血管疾病有不小的帮助。

除了采用传统的多方通话模式，全新开发纯语音化的网聊app软件与短信，发送的不再有文字、表情、图片、小视频、文件、红包，就是纯语音聊天，可名为“微音”。同样可以建立微音群，大家在里面语音群聊。这是本发明的又一核心创新点。可完全替代了对讲机，毕竟可以全球多人对讲了——只要是在有无线通讯网络的地方。关键区别在于几乎不占用手，而且纯语音占用流量小，所以在团队式电脑游戏、多方电话会议、餐饮服务、团体户外活动甚至军警活动中亦能大显身手。

语音助手在手机大品牌都是必要的程序，连高端导航也增加有语音助手，但都是辅助性的应用，并未得到彻底的利用，因为手机天生以视觉作为主要人机交流手段，在本发明中语音助手与系统同步优化，男声女声儿童音等多腔调选择，并加大人机情感交流的开发力度，就能因为其贴在耳边的天性而大显身手。

当然，相关电脑操作系统、包括导航在内的应用app以及语音操控助手均因应本发明使用场景做出优化。

控制键设于帽体100的太阳穴位置外侧，诸如电源开关、灯光开关、体温测量按钮等，音量调节旋钮控制。测量体温可以设置手动测量，或者定时测量——例如每小时自动测量一次。

过往的电子帽技术中提到太阳能电池，但都是固定的方式，有专利设置在帽檐上面，加重了帽檐，使得帽体重心太靠前，而且无太阳场合一直戴着这种电池是无谓的负担。

本发明的模块化智能装置包括太阳能模块104，所述太阳能模块104以可拆装的方式安装于所述帽体100顶部，所述太阳能模块104用于对用电设备进行供电。

由于本发明的太阳能模块104采用模块化，优选作为帽顶，作为选购件，可拆可装在帽体100上，阳光场合才组装使用，增加续航的同时进一步防晒。

帽檐200与帽体100以中间数据（电力）端口，两侧定位插口的三叉戟方式装配嵌合为一顶电子帽，并且加设固定扣。

屏幕为曲面屏，在帽檐下方前沿至正中设置一个雪橇形液晶屏，考虑续航与护眼，可以借鉴手环液晶屏的工艺，可以是单色冷光屏，也可以做弱彩色屏。曲面屏分两个功能块：

1.翘起部份即帽檐前沿的窄边，是戴着帽子的仰视副屏，可显示启动项讯息：时间、网络信号、电量、重要运动、健康（含体温）讯息，还可以显示来电号码，同样可以息屏休眠不干扰观看外界。当然的，基于人眼观看迷你屏（翘起部份）的合理距离来设计帽檐长度。

2.而平面部份的大块属于触摸屏，摘下帽子可操作控制系统内的各种体育、健康管理app，音乐、闹钟、天气、收音等app，也可以用电话簿与虚拟数字键拨打电话——拨打电话后耳机103延时或者智能感应伸出，方便人先戴帽子到头上。

仰视副屏和触摸屏只是功能与显示分区，实质是一整块柔性屏。

翘起迷你液晶屏的机身底部设type-c端口，可加插摄像头模块，优选全景式摄像头，这样可以前拍，也可以自拍，这是现有技术，可以加装在手机上，而本发明的创新在于通过主机模块登入互联网，由远端控制，那么远端可以看到你的周围，更可以看到你的脸，即单向视频聊天，那么，如果是与医生视频，加上头环多项检测、体温探测仪等，望闻问切，已经可以实现远端看病，这对于新冠疫情或者其它紧急场合，已经改变了传统见面式医疗，至少是实现简单、初步的诊断，作为应急使用。

进一步地，开发为盲人服务的app配合摄像头与探头，就能作为盲人的绝佳生活助理。

翘起迷你液晶屏的背面，也就是朝向帽子的前方设置接驳端口与机构，同样设置led照射灯201、测距仪模块等可选装配，那么本发明兼备了许多特殊场合的特殊使用功能。

帽檐200下方近额头处，设置红外线测温仪，对额头实时探测，体温显示于液晶屏中及语音播报。与过往技术不同，该测温仪也是可拆可装的模块，不需要的时候可以不装。这样同样可以减少无需使用时的负担。

太阳帽可以加装太阳眼镜或者头盔加装护目镜这是老旧技术，但其为一体化设置，不用的时候可以收起，例如光线并不强的场合。而本发明的创新在于可拆可装模块化，在帽檐200下方与本发明特制卡装口或者导轨的嵌合安装眼镜300，而且眼镜300也做三种但不限于三种规格：一种是日用太阳镜，用于旅行场合；一种是护目镜，用于类似此次新冠疫情或者特殊工作环境的护目，如攀登雪山、穿戴沙漠等场合的运动员、旅行者；一种就是一部vr眼镜，可以进入虚拟世界。而本发明的vr技术创新也在于软件开发，不面向游戏市场，而面向保健操（广场舞）、瑜伽教学、康复理疗动作教学、心理治疗等保健运动行业。

在眼镜300下可以加搭口罩模块400，设计为固体形状，成为非一次用品，需要更换的只是一次性的过滤膜401或者复合材料过滤筛，口罩模块400可清洁消毒重复使用。

进一步，口罩模块400依然可以优选type-c端口与主机模块连接，可以加设风扇，加速换气。

更进一步地，由于可以数据连接，口罩模块400内设置麦克风，那么就彻底解决了戴口罩模块400时通话不清晰要使劲说的通讯痛点。

口罩模块400底端可以设置橡皮筋402套脖子收紧口罩，松紧带402同样是模块化，设活动扣方便摘与戴，这样可以更换不同长度的松紧带402，以便于适合不同脖子的粗细实现舒适度，甚至可以配不同颜色。口罩模块400设有输氧接口403，可连接输氧管，配上氧气瓶或者氧气袋，那么就适用是攀雪山运动、高原旅行，防范高原反应，也适合于缺氧有限空间作业。

本发明的屏幕不追求高彩，所以续航大幅增加，蓄电池101不需要多大，其它部件控制好重量，整机（不含vr、口罩）保持在现有智能手机差不多的重量——将一部高端智能手机“戴”在头上，这是可接受的重量。

主要技术突破点包括：模块化，解决了产品合理使用的问题；引入曲面屏（柔性屏），实现戴帽时观看副屏与摘帽时人机界面操作主屏；引入电动升降式的耳机103与电动收紧机构102；口罩佩戴在护目镜下；口罩模块400可更换一次性过滤膜或者复合材料过滤筛；纯语音多方聊天工具。

本发明具有如下技术优势：

本发明将智能手环的一切功能转移到头部，成为了智能头环，对于计算步数、疲劳提醒等基础功能之上，通过增多检测模块，使得医学功能更强大更多元，有效地监控、防范高血压、心脏病、脑中风等心脑血管疾病；可以戴着睡眠，除了睡眠监测，作为个人闹钟，也不会吵到身边的人。

增加了主机模块、天线、定位模块，帽檐200的液晶曲面屏，升级为一个独立的以医疗保健运动功能为主题智能通讯产品。借助互联网，可以把个人的健康信息与政府、医疗部门的监控软件系统、大数据链接，然后通过活动模块化设计配置红外线测温仪，有效地检测筛查疑似病例并定位病人，眼镜200、可换一次性过滤膜401的口罩模块400的引入，使其在sars、新冠等抗疫防传染行动中大显身手。口罩模块400设有输氧接口，使其在氧气不足或者有害气体超标场合又令其多一种呼吸系统保护。摄像头模块的引入，可以让医生望闻问切，医生也能立即得到你的多项健康指标数据，立即做出诊断，实现远程看病。

运动的时候，特别是网球、高尔夫球等贵族型运动，我们都不便携带智能手机，尤其是穿着无口袋的运动衣服，但又不想错过重要的电话，这种电子帽作为第二部手机就是最佳选择。当它作为通讯工具时，彻底解放了双手——甚至通过智能语音助手，拨打电话也无需摘下帽子，而且通过智能感应、电动升降的耳机103实现帽式无线电话中最优秀的隐私保护。

由于是模块式开发，用户可以选择性购买，选择性使用，不同场合不同搭配。例如在室内、办公场合也许戴电子太阳帽相对夸张，那么只戴基础的帽体100（头环）够了。这才是本发明区别于过往专利技术的最大优势。

而配眼镜300下方的口罩模块400，改变了过去口罩靠橡皮筋戴耳朵上的佩戴方式，克服了戴久耳根会疼的毛病，而且只需要更换一片过滤膜，有利环保节约。而通过口罩内第二麦克风的创新设计，让戴口罩时通话费力、不清楚的痛点得到解决。

本发明是智能穿戴行业的一项重要创新，与过往专利最大的区别是模块化设计、软硬件一体开发，各项创新相益得彰。如果说台式电脑是台面电脑；笔记本电脑是膝上电脑；智能手机与平板是掌上电脑；那么本发明就可以算是头上电脑，所不同的是听觉成为主项，视觉是副项。由于每时每刻都能监控头部的多项健康指数，在耳边提供更人性化智能语音服务，本案也是注重健康的人士以及盲人、残疾人的最佳生活助理、健康护士、远程诊断。替代对讲机就是更加直接的功效突破，所以，除了面向广大消费者，还可以特定行业专属定制，例如军帽、餐饮帽、工程帽、运动帽，甚至头盔，等等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。