[发明专利]一种AR装置用防撞设备及其控制系统

权利要求书

1.一种AR装置用防撞设备，包括AR头盔(1)、橡胶罩(2)、海绵块(3)、处理器(4)、第一凸条(5)、报警器(6)、LED灯珠(7)、位移传感器(8)、伸缩弹簧(9)、U型壳体(10)、立柱(11)、半圆槽(12)、固定块(13)、压力传感器(14)、第一充气气囊(15)、电磁阀气嘴(16)、透气隔板(17)、气压传感器(18)、气体流量传感器(19)、第二凸条(20)、第二充气气囊(21)和气体发生器(22)，其特征在于，所述AR头盔(1)的内部分别安装有处理器(4)和报警器(6)，所述AR头盔(1)的外侧分别通过粘接固定有伸缩弹簧(9)和U型壳体(10)，所述U型壳体(10)的内侧均匀嵌入有第一凸条(5)，所述伸缩弹簧(9)的一端通过粘接固定有橡胶罩(2)，且橡胶罩(2)位于AR头盔(1)的外部；

所述橡胶罩(2)的外侧均匀嵌入有LED灯珠(7)，所述橡胶罩(2)的内侧分别通过粘接固定有位移传感器(8)和立柱(11)，所述立柱(11)的外侧均匀嵌入有第二凸条(20)，所述立柱(11)的一端伸入至U型壳体(10)的内部，且第一凸条(5)与第二凸条(20)互为配合结构；

所述AR头盔(1)的内侧均匀嵌入有固定块(13)，所述固定块(13)的一侧中心处开设有半圆槽(12)，所述半圆槽(12)的内部安装有气体发生器(22)，所述固定块(13)的一侧通过粘接固定有第二充气气囊(21)，所述第二充气气囊(21)与固定块(13)之间通过粘接固定有海绵块(3)，所述海绵块(3)的内部嵌入有压力传感器(14)，且压力传感器(14)与第二充气气囊(21)相接触，所述第二充气气囊(21)的一侧通过粘接固定有第一充气气囊(15)，所述第一充气气囊(15)的外侧嵌入有电磁阀气嘴(16)，所述第一充气气囊(15)与第二充气气囊(21)的接触面之间通过粘接固定有透气隔板(17)，所述透气隔板(17)的内侧通过粘接固定有气压传感器(18)，所述透气隔板(17)的外侧通过粘接固定有气体流量传感器(19)；

所述处理器(4)与报警器(6)、LED灯珠(7)、位移传感器(8)、压力传感器(14)、电磁阀气嘴(16)、气压传感器(18)、气体流量传感器(19)和气体发生器(22)均经无线传输方式相连通，所述AR头盔(1)和处理器(4)与外部电源相电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种AR装置用防撞设备，其特征在于，所述伸缩弹簧(9)与U型壳体(10)呈间隔式的均匀分布，所述位移传感器(8)与立柱(11)呈间隔式的均匀分布，且位移传感器(8)位于靠近伸缩弹簧(9)的位置处。

3.根据权利要求1所述的一种AR装置用防撞设备，其特征在于，所述半圆槽(12)、第一充气气囊(15)和第二充气气囊(21)均相导通，所述透气隔板(17)位于第一充气气囊(15)和第二充气气囊(21)的内部位置处。

4.一种AR装置用防撞设备的控制系统，其特征在于，具体方式如下：

先将AR头盔(1)戴于头部，并使其内部的第一充气气囊(15)与头部相接触，再开启AR头盔(1)和处理器(4)，将使用者带入至虚拟体验中，而初始状态下的气压传感器(18)所采集到的实时气压数据为标定值；

此时，位移传感器(8)用于实时采集AR头盔(1)上的伸缩弹簧(9)的总位移数据；压力传感器(14)用于实时采集AR头盔(1)上的第二充气气囊(21)的平均挤压力数据；气体流量传感器(19)用于实时采集AR头盔(1)上的第一充气气囊(15)的平均气体流速数据，并将上述各项数据一同传输至处理器(4)；

处理器(4)则依据实时接收到的AR头盔(1)上的伸缩弹簧(9)的总位移数据、AR头盔(1)上的第二充气气囊(21)的平均挤压力数据和AR头盔(1)上的第一充气气囊(15)的平均气体流速数据，并对其进行瞬时性运动状况分析操作，具体步骤如下：

步骤一：实时获取到AR头盔(1)上的伸缩弹簧(9)的总位移数据、AR头盔(1)上的第二充气气囊(21)的平均挤压力数据和AR头盔(1)上的第一充气气囊(15)的平均气体流速数据，并将其分别标定为Q、W和E；

步骤二：依据公式R＝Q*q+W*w+E*e，得到实时的AR头盔(1)的运动危机量级R，q、w和e均为权重系数，w大于e大于q且q+w+e＝4.6252；当其大于等于预设值r或小于预设值r时，则分别生成瞬时危险信号或正常运动信号；

且处理器(4)在实时接收到正常运动信号后，不做出任何处理，即为维持气压为标定值；

且处理器(4)在实时接收到瞬时危险信号后，立即控制报警器(6)报警和气体发生器(22)工作，气体发生器(22)迅速产生气体经半圆槽(12)、第二充气气囊(21)和透气隔板(17)导入至第一充气气囊(15)，直至气压传感器(18)所采集到的实时气压数据由标定值升高至限定值，关闭气体发生器(22)，以对使用者的头部采取及时性的防撞保护措施；

同时，处理器(4)用于调取瞬时危险信号后的第一时间段内的位移传感器(8)所采集到的AR头盔(1)上的伸缩弹簧(9)的平均位移数据；处理器(4)用于调取瞬时危险信号后的第一时间段内的压力传感器(14)所采集到的AR头盔(1)上的第二充气气囊(21)的总挤压力数据；处理器(4)用于调取瞬时危险信号后的第一时间段内的气体流量传感器(19)所采集到的AR头盔(1)上的第一充气气囊(15)的总气体流速数据，并对其进行时段性运动解析处理操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第一时间段内的位移传感器(8)所采集到的AR头盔(1)上的伸缩弹簧(9)的平均位移数据、压力传感器(14)所采集到的AR头盔(1)上的第二充气气囊(21)的总挤压力数据和气体流量传感器(19)所采集到的AR头盔(1)上的第一充气气囊(15)的总气体流速数据，并将其分别标定为A、S和D；

步骤二：依据公式得到第一时间段内的AR头盔(1)的运动解析因数F，ρ为额定总挤压力数据、σ为额定总气体流速数据，a、s和d均为解析修正因子，s大于a大于d且a+s+d＝3.8419；当其大于预设范围f的最大值、位于预设范围f之内或小于预设范围f的最小值时，则分别生成时段解析正常信号、时段解析预警信号或时段解析警示信号；

且处理器(4)在接收到时段解析正常信号后，立即控制电磁阀气嘴(16)开启和报警器(6)关闭，直至气压传感器(18)所采集到的实时气压数据由限定值降低至标定值，关闭电磁阀气嘴(16)；

且处理器(4)在接收到时段解析预警信号后，立即控制LED灯珠(7)闪烁和报警器(6)关闭，并维持气压传感器(18)所采集到的实时气压数据为限定值；

且处理器(4)在接收到时段解析警示信号后，立即控制气体发生器(22)工作，气体发生器(22)迅速产生气体经半圆槽(12)、第二充气气囊(21)和透气隔板(17)导入至第一充气气囊(15)，直至气压传感器(18)所采集到的实时气压数据由限定值升高至极限值，关闭气体发生器(22)，并编辑“危险程度较高、需关注防护”文本发送至与处理器(4)相电性连接的外部显示屏上，以对使用者的头部采取持续性的防撞保护措施，并完成其整体控制操作。